JPH0741307B2 - 二重管の製造方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、真円度の異なる外管と内管とを全体的に確
実に均一に緊結することが出来るようにした二重管の製
造技術分野に属する。

〈要旨の概要〉 而して、この出願の発明はステンレス鋼製等の内管に対
して炭素鋼製等の外管を相対重層して緊結し二重管を得
るに際し、内管を冷却すると共に芯金を介して拡管し、
これに対し相対重層した外管に対しては前段で加熱して
拡管し、後段でシャワーリング等により冷却して縮管す
るようにし、而して、外管については前段の加熱から後
段の冷却に移行するに際しダイスを介して機械的に縮管
して内管に緊結するようにした二重管の製造方法、及
び、該製造方法に直接使用する装置に関する発明であ
り、特に、外管に対し内管と一体的に回転を付与しなが
ら一方の軸方向に引張り作用し、均一に前段加熱拡管
し、ダイス通過に際しては周方向複数分割のダイスによ
り内管に対し均一に縮径して当接させ、加熱から冷却に
移るに際し熱的に縮径すると共にダイスにより機械的に
塑性変形させて降伏させ、全体的に内管の外面に対し外
管の内面が均一に縮径して緊結することが出来るように
した二重管の製造方法、及び、該製造方法に直接使用す
る製造装置に係る発明である。

〈従来の技術〉 周知の如く、配管は単に始源的な流体輸送のみばかりで
なく建築用材や機械装置の構造部材としても重要な素材
となっており、更には、近時情報伝達手段の本体、或い
は、その囲繞材としても用いられており、さまざまな産
業分野において広く採用されている。

しかしながら、配管は一般に一旦設置されると経時的に
長期に亘り交換や保守点検整備等を行わないとされる態
様で用いられる場合が多く、したがって、単なる輸送機
能ばかりでなく、耐圧性、耐熱性、耐蝕性、耐摩耗性等
の多くの機能を経時的に長く維持出来るように具備する
ことが要求され、しかも、複数の条件に同時に対処出来
るような機能を併せ持つことが要求され、これに対処す
るに現時点の材料技術では全ての、或いは、複数の競合
する条件に対処することが出来る材料が開発されていな
い等の実状の点から、例えば、内管についてはステンレ
ス鋼等を用いて耐蝕性に対処し、外管については炭素鋼
製のものを用いて耐熱性、耐圧性に対処するような二重
管等の複重管が用いられており、クラッド鋼や焼ばめ管
や水圧拡管等の手段が用いられている。

しかしながら、装置やコスト、更には、稼動中における
クラッキング、インプロージョン等の点から内管と外管
とは機械的に緊結されている二重管が実用上求められる
ようになり、出願人の多くの先願発明考案に示されるよ
うな熱拡管法や環熱縮径等の手段が用いられるようにな
ってきているが、急加熱、急冷却等の熱に対する管理や
制御等の点で実稼動が難しい難点があった。

〈発明が解決しようとする課題〉 而して、機械的な緊結手段を介しての二重管製造は素材
の内管と外管の真円度が一般には異なるために、外管縮
径を介しての該外管の内管に対する緊結は局部的に縮管
力がオーバーになって内管が部分的に破損したりする等
の不都合さがあり、嵌合度をコントロールすることが難
しいという不具合があった。

即ち、第７図に示す様に、ステンレス製の内管１に炭素
鋼製の外管２を緊結した二重管３を得るに際して、第８
図に示す様に、内管１に対し外管２を相対重層し該外管
２を縮管して緊結するに際し、内管１と外管２の真円度
が一致している場合はともかく、製造上の種々の原因か
ら真円度が一致しない都合がある場合は、したがって、
芯合せも確実なセンタリングが出来ず、そのため、外管
２に強力な縮管力を印加した場合には部分的に内管１に
破損が生ずる等のマイナス点がある。

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく二重管製
造に伴う熱管理等の問題点を解決すべき技術的課題と
し、内管と外管の真円度が異なっても内管を部分的にで
も破損することなく全体的に亘って均一に緊結すること
が出来、しかも、熱管理がし易く低動力で低コストで所
定の二重管を得ることが出来るようにして各種産業にお
ける配管技術利用分野に益する優れた二重管の製造方
法、及び、該製造方法に直接使用する製造装置を提供せ
んとするものである。

〈課題を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出
願の発明の構成は前述課題を解決するために、相互に真
円度の異なる内管と外管を相対重層し、内管には水道水
等により予め冷却作用を付与して縮管状態にしておき、
相対重層した内管と外管の端部を所定にクランプしてチ
ャッキングし、外管に対しては回動力を付与しつつ外管
と内管を一体的に軸方向の一方向に引き出すようにし、
内管については冷却しながら芯金を通過させて拡管さ
せ、外管については前段において高周波誘導加熱等によ
り加熱作用を付与して増径させ、次いで、ダイスを通過
させて塑性変形し、機械的に降伏させて縮径させ、次い
で、後段の冷却作用により更に縮径させて内管の外面に
対し均一に緊結を図り、この際ダイスについては周方向
に所定数複数分割にされていることにより外管と内管と
のリング状の間隙にギャップがあっても、内管にオーバ
ーな縮管力が印加されず、均一な熱挙動と機械的な増
径、縮径を調節して適正な嵌合力で内管と外管を緊結し
て所定の二重管を得るようにした技術的手段を講じたも
のである。

〈実施例〉 次に、この出願の発明の実施例を第１〜６図を参照して
説明すれば以下の通りである。尚、第７、８図と同一態
様部分は同一符号を用いて説明するものとする。

図示実施例は内側がステンレス鋼製の内管１であり、外
側は炭素鋼製の外管２であって、油井管用の二重管３を
得るようにした態様である。

第１〜４図に示す実施例において５はこの出願の発明の
１つの要旨の中心を成す二重管製造装置であり、ステン
レス鋼製の内管１は第１図に示す様に、その両端内部に
対しシールキャップ６、６′を密封状態にセットし、一
方のシールキャップ６には導水孔７が設けられてポンプ
８により水道水９を内管１内に充満して冷却して予め内
管１を所定に縮径しておくようにしておく。

又、内管１の内部には予め前後に導水孔10を有する芯金
11を通過してセットしておき、ロッド12を介してシール
キャップ６に連結しておく。

又、他方のシールキャップ６′は油圧ジャッキ13に連結
して外管２の外側に対向して設けたチャック６″と共に
内管１、及び外管２を該油圧ジャッキ13により矢印方向
に共に一体的に引張ることが出来るようにしておく。

尚、油圧ジャッキ13とシールキャップ６′との間にはギ
ヤ14が設けられてピニオン15を介して駆動モータ16に連
結させてチャック６″を介して外管２を内管１に対し、
或いは、一体的に回転自在にしておき、結果的に、外管
２と内管１とは共にモータ16により回転力を付与されな
がら油圧ジャッキ13により矢印の外方向に引張り力を付
与されるようにされている。

又、外管２の内管１の芯金11のやや前方寄りには第３図
に示す様に、周方向４つに分割されたダイス17が当接さ
れており、該ダイス17は第４図に示す様に、適宜のスイ
ーベルジョイント18を介して内部にホース19により水道
水９による冷却がなされるようにされており、又、水道
水９による押圧力が各分割ダイス17をして外管２を縮管
することが出来るように長さ方向、及び、径方向にベロ
ーズ20、21が形成されている。

又、ダイス17の前部には高周波誘導加熱装置等の加熱装
置22が設けられて制御装置23に電気的に接続され、又、
ダイス17の後部に水道水９のシャワーリングを行う冷却
装置24が設けられて水道水９を印加するポンプ25に接続
されている。

そして、加熱装置22と冷却装置24は外管２の周方向に環
状にセットされている。

そして、加熱装置22、及び、冷却装置24、及び、ダイス
17は長手方向に一体的に図示しないブラケットにより所
定間隔で連結されて装置フレームに固定されて油圧ジャ
ッキ13により引張られる内管１を外管２に対し相対的な
設定速度で移動を行うようにされている。

上述構成において、第１図に示す状態にセットされた二
重管３の製造装置５において、予め水道水９を充満され
て所定に縮径された内管１、及び、その外側に相対重層
された外管２を他方のシールキャップ６′とチャック
６″により一体的にクランプしてモータ16により所定速
度で回転させながら油圧ジャッキ13により引張り力を印
加して矢印方向に引くと、内管１は芯金11により所定に
拡管され、又、外管２は引張られる途中でダイス17の前
段で加熱装置22により加熱増径され、次いで、ダイス17
により機械的に縮管され、加熱装置22により温度低下を
介して塑性変形して降伏し、内管１の外面に当接され、
そのプロセスにおいてダイス17が周方向に４分割され、
又、その内部では水道水９の液圧により径方向に押圧力
を印加しているために、内管１の真円度が外管２の真円
度に一致していなくても外管２は柔軟に内管１の外周面
に緊密に当接させられる。

そして、後段の冷却装置24による冷却により更に縮径し
てより確実に内管１の外周面に当接緊結する。

この時、内管１の内部には水道水９が充満されて内圧力
を印加されて冷却されているために、外側からの押圧力
と内側からの押圧力が大きなアンバランスを形成させ
ず、内管１と外管２との真円度にギャップがある部分が
あっても、オーバーな縮管力は印加されず、全体的に外
管２は内管１の外面に均一状態に緊結される。

このようにして、油圧ジャッキ13により内管１と外管２
が芯金11、及び、ダイス17に引き抜かれていくプロセス
によって内管１と外管２は確実に設計通りに緊結され、
しかも、局部的なオーバーな縮管力が外管２に印加され
ないために、内管１に於いては局部的な変形等も生じる
虞はない。

次に、第５図に示す実施例は上述実施例のダイス17に代
えて周方向所定数複数の押圧ローラ17′を配設した態様
であり、スイーベルジョイント兼支軸18により内部に水
圧を印加して外管２をして内管１の外面に押圧力を印加
して緊結することが出来るようにした態様であり、その
奏する作用効果は上述実施例と実質的に変わりはないも
のである。

又、第６図に示す実施例は内管１と外管２の引き抜き方
向を第１、４図に示す実施例とは逆方向にしたものであ
るが、当該実施例においてもその奏する作用効果は上述
各実施例と実質的に変わりはないものである。

そして、当該実施例においてはダイス17と加熱装置22、
及び、冷却装置24を一体的にチャック６″と共に油圧ジ
ャッキ13により同速で軸方向に移動させることが出来る
ようにしたものである。

尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、内管１に印加する
水圧とダイス17に印加する水圧とを適宜の制御装置によ
りバランスするようにする等種々の態様が採用可能であ
る。

又、対象とする二重管は油井管ばかりでなく、他の耐摩
耗性二重管等にも適用出来ることは勿論のことである。

〈発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、油井管等の耐蝕性、耐
摩耗性等の二重管を製造するに際し、ステンレス鋼製等
の内管に対し、炭素鋼製等の外管を相対重層させてその
端部を一体的にクランプし、チャッキングして一方方向
の長手方向に引き、内管は芯金を介し、外管はダイスを
介してそれぞれ増径、縮径を図り、更に、外管に対して
はダイスの前段に加熱装置を、後段に冷却装置を付与し
てダイス通過に際して予め増径しておき、機械的に縮径
するのに加えて増径から冷却による縮径を行うことによ
り熱挙動を介しての内管に対する縮管が出来、内管の芯
金を介しての拡管と相俟って内管と外管は確実に緊結す
ることが出来るのみならず、外管に対するダイスは周方
向複数に分割されて液圧により膨縮可能にすることによ
り内管と外管との相対重層時の真円度が異なってギャッ
プがある部分があっても、加熱と冷却による嵌合応力に
加えて内管内の拡管と外管に対するダイスの押圧力と調
整することにより、オーバーな縮管力が外管に印加され
ず、したがって、内管に局部的な変形が生ずることな
く、真円度の異なる内管に対する真円度の異なる外管を
全体的に確実に緊結することが出来るという優れた効果
が奏される。

そして、ダイスの前段における加熱装置は単に該加熱装
置のみの熱管理を行えば良いために、全体的にも管理制
御がし易いという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図はこの出願の発明の実施例の説明図であり、
第１図は１実施例の製造装置の半縦断面図、第２図は芯
金の正面図、第３図はダイスの正面図、第４図は同部分
縦断面図、第５図はローラ式のダイスの縦断面図、第６
図は他の実施例の製造装置の部分縦断面図、第７図は二
重管の部分切截側面図、第８図は同横断面図である。 １……内管、２……外管、 11……芯金、17……ダイス、 13……油圧ジャッキ、22……加熱装置、 24……冷却装置、３……二重管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−212016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−117726（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内管を冷却すると共に芯金を介して拡管
   し、外管は加熱後冷却すると共にダイスを介して縮管す
   るようにした二重管の製造方法において、外管を内管と
   共に一体的に回転させる共に軸方向一方行に引張りさせ
   ながら均一切熱し、外管外の周方向複数分割のダイスに
   より縮管して内管に均一に緊結するようにしたことを特
   徴とする二重管の製造方法。
2. 【請求項２】内管と外管を相対重層した管端に対するク
   ランプ装置及び引張り装置と内管に対する冷却装置と外
   管に対する前段の加熱装置と後段の冷却装置と該加熱装
   置と冷却装置との間に設けたダイスと内管に対する芯金
   とを有する二重管製造装置において、該ダイスが周方向
   複数の液圧膨縮ダイスに形成されていることを特徴とす
   る二重管製造装置。