JPH0810889A - アップセット加工方法 - Google Patents
アップセット加工方法Info
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- JPH0810889A JPH0810889A JP14616994A JP14616994A JPH0810889A JP H0810889 A JPH0810889 A JP H0810889A JP 14616994 A JP14616994 A JP 14616994A JP 14616994 A JP14616994 A JP 14616994A JP H0810889 A JPH0810889 A JP H0810889A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 管端加熱部分における中央部を最高温度とな
し、この中央部から両側にゆくほど低温となるような山
形の軸方向温度分布で素材３を加熱する。この素材３の
管端部をダイス１とマンドレル２とでアップセット加工
する。 【効果】 所定寸法のアップセット寸法、特に内アップ
セット長さを、アンダーフィルや座屈等の欠陥を生じる
ことなく得ることができる。
し、この中央部から両側にゆくほど低温となるような山
形の軸方向温度分布で素材３を加熱する。この素材３の
管端部をダイス１とマンドレル２とでアップセット加工
する。 【効果】 所定寸法のアップセット寸法、特に内アップ
セット長さを、アンダーフィルや座屈等の欠陥を生じる
ことなく得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋼管の端部を増肉するア
ップセット加工方法に関するものである。
ップセット加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】油井管等の長尺鋼管を接続する際には、
鋼管端部の内外面に形成したねじに継ぎ手等を設置し、
次々と接続してゆく方法が一般に採用されている。この
場合、鋼管Ｐの端部にはねじ部の強度を確保すべく、図
６に示すように、増肉部Ｐ1 が形成される場合が多い。
鋼管端部の内外面に形成したねじに継ぎ手等を設置し、
次々と接続してゆく方法が一般に採用されている。この
場合、鋼管Ｐの端部にはねじ部の強度を確保すべく、図
６に示すように、増肉部Ｐ1 が形成される場合が多い。
【０００３】このような増肉部を形成するアップセット
加工において、従来は素材３の端部を出来るだけ軸方向
に均一な温度となるように加熱炉で加熱した後、図７
（ａ）（ｂ）に示すように、増肉部の外径寸法を形成す
るダイス１と、内面寸法を形成するマンドレル２を用い
て熱間鍛造加工により成形していた。
加工において、従来は素材３の端部を出来るだけ軸方向
に均一な温度となるように加熱炉で加熱した後、図７
（ａ）（ｂ）に示すように、増肉部の外径寸法を形成す
るダイス１と、内面寸法を形成するマンドレル２を用い
て熱間鍛造加工により成形していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したよ
うなアップセット加工により形成される増肉部Ｐ1 には
ねじ加工が施されるので、増肉部Ｐ1 の軸方向長さを所
定の長さに仕上げる必要がある。このうち外アップセッ
ト長さＬ1 はダイス１の形状とマンドレル２の押し代に
よって決定されるが、内アップセット長さＬ2 と内テー
パ長さＬ3 は、ダイス１の形状とマンドレル２の押し代
のみでは決まらず、管端部の加熱温度と加熱長さにも影
響をうける。従って、アップセット加工においては、管
端部の加熱条件は非常に重要である。
うなアップセット加工により形成される増肉部Ｐ1 には
ねじ加工が施されるので、増肉部Ｐ1 の軸方向長さを所
定の長さに仕上げる必要がある。このうち外アップセッ
ト長さＬ1 はダイス１の形状とマンドレル２の押し代に
よって決定されるが、内アップセット長さＬ2 と内テー
パ長さＬ3 は、ダイス１の形状とマンドレル２の押し代
のみでは決まらず、管端部の加熱温度と加熱長さにも影
響をうける。従って、アップセット加工においては、管
端部の加熱条件は非常に重要である。
【０００５】また、アップセット加工中は加熱された管
端部にダイス１やマンドレル２が接触して局部冷却した
り、また変形履歴により変形抵抗値が変化するので、ア
ップセット加工時の増肉変形過程は非常に複雑である。
そのため、従来のような軸方向に均一な加熱は、必ずし
も最適な加熱とはいえず、増肉部における軸方向寸法が
長い場合や、増肉率（素材の肉厚／アップセット加工後
の肉厚）が大きい場合には、内アップセット長さＬ2 が
所定の寸法に満たなかったり、アンダーフィルや座屈等
の欠陥が生じることが多いという問題があった。
端部にダイス１やマンドレル２が接触して局部冷却した
り、また変形履歴により変形抵抗値が変化するので、ア
ップセット加工時の増肉変形過程は非常に複雑である。
そのため、従来のような軸方向に均一な加熱は、必ずし
も最適な加熱とはいえず、増肉部における軸方向寸法が
長い場合や、増肉率（素材の肉厚／アップセット加工後
の肉厚）が大きい場合には、内アップセット長さＬ2 が
所定の寸法に満たなかったり、アンダーフィルや座屈等
の欠陥が生じることが多いという問題があった。
【０００６】なお、特開昭６１−２７６７３２号公報
で、管端増肉部における中間部の加熱温度分布を管端増
肉部側から管定常厚み側に向けて次第に低減させた状態
でアップセット加工する方法が開示されているが、この
方法は内面テーパ部の形状を制御するためのものであ
り、本発明のように、アップセット時の増肉過程での変
形を考慮したものではない。したがって、この方法で増
肉率の大きい場合や内アップセット長さの長いアップセ
ット加工を行っても、内面テーパ部の形状制御が出来る
だけでアップセット加工時の増肉変形は従来の軸方向均
一加熱の場合と何ら変わらず、アンダーフィルや座屈等
の欠陥を無くすことはできない。
で、管端増肉部における中間部の加熱温度分布を管端増
肉部側から管定常厚み側に向けて次第に低減させた状態
でアップセット加工する方法が開示されているが、この
方法は内面テーパ部の形状を制御するためのものであ
り、本発明のように、アップセット時の増肉過程での変
形を考慮したものではない。したがって、この方法で増
肉率の大きい場合や内アップセット長さの長いアップセ
ット加工を行っても、内面テーパ部の形状制御が出来る
だけでアップセット加工時の増肉変形は従来の軸方向均
一加熱の場合と何ら変わらず、アンダーフィルや座屈等
の欠陥を無くすことはできない。
【０００７】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、所定寸法のアップセット寸法、特
に内アップセット長さを、アンダーフィルや座屈等の欠
陥を生じることなく得ることができるアップセット加工
方法を提供することを目的としている。
なされたものであり、所定寸法のアップセット寸法、特
に内アップセット長さを、アンダーフィルや座屈等の欠
陥を生じることなく得ることができるアップセット加工
方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、端部を均
一加熱した後にアップセット加工する従来方法を実施し
た時の増肉部の変形過程を解析及び実機テストにより詳
細に調査した結果、以下の事実を知見した。
一加熱した後にアップセット加工する従来方法を実施し
た時の増肉部の変形過程を解析及び実機テストにより詳
細に調査した結果、以下の事実を知見した。
【０００９】図１に実線で示す従来の均一加熱では、図
８（ａ）〜（ｆ）に示す増肉過程から判るように、素材
３はまずダイス１の外面テーパ部１ａに接触し〔図８
（ｂ）〕、その後ダイス１の全面にわたって素材３が接
触する〔図８（ｃ）〕。増肉はその後、図８（ｃ）〜
（ｆ）に示すように、端部から順番に進んでゆくが、マ
ンドレル２との摩擦の影響によって素材３の肉流れが妨
げられるので、欠陥なく所定の内アップセット長さを得
ることが難しくなっている。
８（ａ）〜（ｆ）に示す増肉過程から判るように、素材
３はまずダイス１の外面テーパ部１ａに接触し〔図８
（ｂ）〕、その後ダイス１の全面にわたって素材３が接
触する〔図８（ｃ）〕。増肉はその後、図８（ｃ）〜
（ｆ）に示すように、端部から順番に進んでゆくが、マ
ンドレル２との摩擦の影響によって素材３の肉流れが妨
げられるので、欠陥なく所定の内アップセット長さを得
ることが難しくなっている。
【００１０】この理由は、図５（ｂ）に示すように，初
期変形過程での歪速度が管端で最も高くなっており、マ
ンドレル２押し込み初期時の衝撃力を管端で集中的に吸
収し、早い段階から管端が増肉してマンドレル２と接触
するからである。従って、管端が集中的に増肉して初期
段階でマンドレル２と接触するのを抑え、かつ、管端以
外の部分からも増肉が起こって軸方向に同時に増肉する
ように加工すれば欠陥なく所定の内アップセット長さが
得られることになる。なお、図５において黒く塗りつぶ
した箇所は歪速度が８．８〜１２．３（１／sec ）、右
下がりのハッチングを施した箇所は歪速度が５．２〜
８．８（１／sec ）、点を付した箇所は歪速度が１．７
〜５．２（１／sec ）、空白の箇所は歪速度が０．０〜
１．７（１／sec ）の部分である。
期変形過程での歪速度が管端で最も高くなっており、マ
ンドレル２押し込み初期時の衝撃力を管端で集中的に吸
収し、早い段階から管端が増肉してマンドレル２と接触
するからである。従って、管端が集中的に増肉して初期
段階でマンドレル２と接触するのを抑え、かつ、管端以
外の部分からも増肉が起こって軸方向に同時に増肉する
ように加工すれば欠陥なく所定の内アップセット長さが
得られることになる。なお、図５において黒く塗りつぶ
した箇所は歪速度が８．８〜１２．３（１／sec ）、右
下がりのハッチングを施した箇所は歪速度が５．２〜
８．８（１／sec ）、点を付した箇所は歪速度が１．７
〜５．２（１／sec ）、空白の箇所は歪速度が０．０〜
１．７（１／sec ）の部分である。
【００１１】本発明のアップセット加工方法はかかる知
見に基づいてなされたものであり、管をアップセット加
工するに際し、加工前の管端加熱部分における中央部を
最高温度となし、この中央部から両側にゆくほど低温と
なるような山形の軸方向温度分布で管端部を加熱した
後、アップセット加工することとしているのである。
見に基づいてなされたものであり、管をアップセット加
工するに際し、加工前の管端加熱部分における中央部を
最高温度となし、この中央部から両側にゆくほど低温と
なるような山形の軸方向温度分布で管端部を加熱した
後、アップセット加工することとしているのである。
【００１２】
【作用】本発明のアップセット加工方法は、管をアップ
セット加工するに際し、加工前の管端加熱部分における
中央部を最高温度となし、この中央部から両側にゆくほ
ど低温となるような山形の軸方向温度分布で管端部を加
熱した後、アップセット加工するので、管端加熱部分に
おける中央部からの増肉が促進されるとともに、管端で
は変形抵抗が大きくなって、増肉が軸方向に可及的に同
時に起こる。
セット加工するに際し、加工前の管端加熱部分における
中央部を最高温度となし、この中央部から両側にゆくほ
ど低温となるような山形の軸方向温度分布で管端部を加
熱した後、アップセット加工するので、管端加熱部分に
おける中央部からの増肉が促進されるとともに、管端で
は変形抵抗が大きくなって、増肉が軸方向に可及的に同
時に起こる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明のアップセット加工方法を、図
１〜図５に基づいて説明する。図１は管端部における加
熱温度分布を、素材とアップセット加工後の鋼管端部位
置との対比において示す図、図２（ａ）〜（ｆ）は本発
明方法による場合の増肉過程を順を追って示す図、図３
は本発明方法を適用する際に使用する加熱炉の概略図、
図４は本発明方法適用時における管端加熱部分の温度分
布の説明図、図５（ａ）は本発明方法における増肉時で
の管端部の歪速度を示す図、（ｂ）は従来方法の場合の
同様の図である。
１〜図５に基づいて説明する。図１は管端部における加
熱温度分布を、素材とアップセット加工後の鋼管端部位
置との対比において示す図、図２（ａ）〜（ｆ）は本発
明方法による場合の増肉過程を順を追って示す図、図３
は本発明方法を適用する際に使用する加熱炉の概略図、
図４は本発明方法適用時における管端加熱部分の温度分
布の説明図、図５（ａ）は本発明方法における増肉時で
の管端部の歪速度を示す図、（ｂ）は従来方法の場合の
同様の図である。
【００１４】本発明のアップセット加工方法は、素材３
をアップセット加工するに際し、加工前の管端加熱部分
を、例えば図３に示すような高周波誘導加熱炉４の各コ
イル４ａの抵抗を調整して、図１の想像線に示すような
温度分布、すなわち、加熱中央部（素材におけると
の部分）を最高温度Ａ、例えば１２００℃となし、この
加熱中央部から両側、すなわち管端及び素管側にゆくほ
ど低温、つまり管端の温度Ｂが前記最高温度Ａより２０
０〜４００℃低い温度、例えば９００℃となるような山
形の軸方向温度分布で加熱した後、アップセット加工す
るのである。
をアップセット加工するに際し、加工前の管端加熱部分
を、例えば図３に示すような高周波誘導加熱炉４の各コ
イル４ａの抵抗を調整して、図１の想像線に示すような
温度分布、すなわち、加熱中央部（素材におけると
の部分）を最高温度Ａ、例えば１２００℃となし、この
加熱中央部から両側、すなわち管端及び素管側にゆくほ
ど低温、つまり管端の温度Ｂが前記最高温度Ａより２０
０〜４００℃低い温度、例えば９００℃となるような山
形の軸方向温度分布で加熱した後、アップセット加工す
るのである。
【００１５】管端加熱部分の温度分布を上記したような
山形の軸方向温度分布で加熱した後、アップセット加工
を行えば、先ず素材３がダイス１の外面テーパ部１ａと
平行部１ｂ（素材３の最高温度部（素材におけると
の部分））で接触し〔図２（ｂ）〕、その後は管端だけ
でなく軸方向全域で増肉してゆく〔図２（ｃ）〜
（ｅ）〕。そして、最終段階で一気に全面でマンドレル
２と接触して加工が終了する〔図２（ｆ）〕。
山形の軸方向温度分布で加熱した後、アップセット加工
を行えば、先ず素材３がダイス１の外面テーパ部１ａと
平行部１ｂ（素材３の最高温度部（素材におけると
の部分））で接触し〔図２（ｂ）〕、その後は管端だけ
でなく軸方向全域で増肉してゆく〔図２（ｃ）〜
（ｅ）〕。そして、最終段階で一気に全面でマンドレル
２と接触して加工が終了する〔図２（ｆ）〕。
【００１６】すなわち、本発明方法では、管端で温度を
下げて変形抵抗を大きくし、集中的に増肉が起こるのを
避けるとともに、加熱中央部で増肉を促進させたので、
図５（ａ）に示すように歪速度が管端で集中的に大きく
ならず、ほぼ軸方向均一に増肉が起こる結果、増肉過程
においてマンドレル２との摩擦の影響を受けない。した
がって、内アップセット長さＬ2 が長い場合や、増肉率
の大きい場合においても、座屈やアンダーフィル等の欠
陥なく所定のアップセット長さを得ることができる。
下げて変形抵抗を大きくし、集中的に増肉が起こるのを
避けるとともに、加熱中央部で増肉を促進させたので、
図５（ａ）に示すように歪速度が管端で集中的に大きく
ならず、ほぼ軸方向均一に増肉が起こる結果、増肉過程
においてマンドレル２との摩擦の影響を受けない。した
がって、内アップセット長さＬ2 が長い場合や、増肉率
の大きい場合においても、座屈やアンダーフィル等の欠
陥なく所定のアップセット長さを得ることができる。
【００１７】ちなみに、加熱中央部における最高温度Ａ
を１２００℃となし、管端の温度Ｂを９００℃となるよ
うな山形の軸方向温度分布で加熱した後、図６（ａ）の
ようなＩ・ＥＵＥタイプのアップセット加工を施した本
発明方法と、加熱部分の温度を均一に１２００℃とした
後、同様のアップセット加工を施した従来方法で加工し
た製品を比較したところ、従来方法で加工した製品は内
アップセット長さのばらつきが多く、所定の長さに満た
ないものが多発した。また、所定の長さが得られたもの
でもアンダーフィル等の欠陥が発生する場合があった。
を１２００℃となし、管端の温度Ｂを９００℃となるよ
うな山形の軸方向温度分布で加熱した後、図６（ａ）の
ようなＩ・ＥＵＥタイプのアップセット加工を施した本
発明方法と、加熱部分の温度を均一に１２００℃とした
後、同様のアップセット加工を施した従来方法で加工し
た製品を比較したところ、従来方法で加工した製品は内
アップセット長さのばらつきが多く、所定の長さに満た
ないものが多発した。また、所定の長さが得られたもの
でもアンダーフィル等の欠陥が発生する場合があった。
【００１８】これに対して、本発明方法で加工した製品
は内アップセット長さが従来方法で加工したものと比較
して平均１８％程度長くなり、ばらつきの範囲も約３０
％と従来方法より少なくなった。また、アンダーフィル
や座屈の発生率は０％となり、欠陥無く所定のアップセ
ット長さを得ることができた。
は内アップセット長さが従来方法で加工したものと比較
して平均１８％程度長くなり、ばらつきの範囲も約３０
％と従来方法より少なくなった。また、アンダーフィル
や座屈の発生率は０％となり、欠陥無く所定のアップセ
ット長さを得ることができた。
【００１９】なお、本実施例では図６（ａ）のようなＩ
・ＥＵＥタイプのアップセット加工に適用したものを説
明したが、図６（ｂ）に示すＩＥＵタイプのアップセッ
ト加工のようなマンドレルを押し込んで素材の管端を増
肉させる全ての鍛造加工にも適用できる。また、加熱温
度分布に関しても、図１に想像線で示したような明確な
角のある山形でなくても、図４に実線または破線で示す
ような滑らかな山形でもよい。
・ＥＵＥタイプのアップセット加工に適用したものを説
明したが、図６（ｂ）に示すＩＥＵタイプのアップセッ
ト加工のようなマンドレルを押し込んで素材の管端を増
肉させる全ての鍛造加工にも適用できる。また、加熱温
度分布に関しても、図１に想像線で示したような明確な
角のある山形でなくても、図４に実線または破線で示す
ような滑らかな山形でもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアップセ
ット加工方法では、加工前の管端加熱部分における中央
部を最高温度となし、この中央部から両側にゆくほど低
温となるような山形の軸方向温度分布で管端部を加熱し
た後アップセット加工するので、管端加熱部分における
中央部からの増肉が促進されるとともに、管端では変形
抵抗が大きくなって、ほぼ軸方向均一に増肉が起こる結
果、増肉過程においてマンドレルとの摩擦の影響を受け
ない。したがって、内アップセット長さが長い場合や、
増肉率の大きい場合でも、座屈やアンダーフィル等の欠
陥なく所定のアップセット長さを得ることができる。
ット加工方法では、加工前の管端加熱部分における中央
部を最高温度となし、この中央部から両側にゆくほど低
温となるような山形の軸方向温度分布で管端部を加熱し
た後アップセット加工するので、管端加熱部分における
中央部からの増肉が促進されるとともに、管端では変形
抵抗が大きくなって、ほぼ軸方向均一に増肉が起こる結
果、増肉過程においてマンドレルとの摩擦の影響を受け
ない。したがって、内アップセット長さが長い場合や、
増肉率の大きい場合でも、座屈やアンダーフィル等の欠
陥なく所定のアップセット長さを得ることができる。
【図１】管端部における加熱温度分布を、素材とアップ
セット加工後の鋼管端部位置との対比において示す図で
ある。
セット加工後の鋼管端部位置との対比において示す図で
ある。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は本発明方法による場合の増肉
過程を順を追って示す図である。
過程を順を追って示す図である。
【図３】本発明方法を適用する際に使用する加熱炉の概
略図である。
略図である。
【図４】本発明方法適用時における管端加熱部分の温度
分布の説明図である。
分布の説明図である。
【図５】（ａ）は本発明方法における増肉時での管端部
の歪速度を示す図、（ｂ）は従来方法の場合の同様の図
である。
の歪速度を示す図、（ｂ）は従来方法の場合の同様の図
である。
【図６】アップセット加工の１例を説明する図で、
（ａ）はＩ・ＥＵＥタイプ、（ｂ）はＩＥＵタイプを示
す。
（ａ）はＩ・ＥＵＥタイプ、（ｂ）はＩＥＵタイプを示
す。
【図７】（ａ）（ｂ）はアップセット加工方法を順を追
って説明する図である。
って説明する図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は従来方法による場合の増肉過
程を順を追って示す図である。
程を順を追って示す図である。
１ ダイス ２ マンドレル ３ 素材
Claims (1)
- 【請求項１】 管をアップセット加工するに際し、加工
前の管端加熱部分における中央部を最高温度となし、こ
の中央部から両側にゆくほど低温となるような山形の軸
方向温度分布で管端部を加熱した後、アップセット加工
することを特徴とするアップセット加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14616994A JP2842225B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | アップセット加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14616994A JP2842225B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | アップセット加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0810889A true JPH0810889A (ja) | 1996-01-16 |
| JP2842225B2 JP2842225B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=15401697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14616994A Expired - Fee Related JP2842225B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | アップセット加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2842225B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012030265A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 鉄筋端部の加工方法及び装置 |
| JP2017013075A (ja) * | 2015-06-26 | 2017-01-19 | 新日鐵住金株式会社 | マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP14616994A patent/JP2842225B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012030265A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 鉄筋端部の加工方法及び装置 |
| JP2017013075A (ja) * | 2015-06-26 | 2017-01-19 | 新日鐵住金株式会社 | マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2842225B2 (ja) | 1998-12-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |