JPH0815625B2 - 電縫鋼管の製造方法 - Google Patents

電縫鋼管の製造方法

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JPH0815625B2
JPH0815625B2 JP11848687A JP11848687A JPH0815625B2 JP H0815625 B2 JPH0815625 B2 JP H0815625B2 JP 11848687 A JP11848687 A JP 11848687A JP 11848687 A JP11848687 A JP 11848687A JP H0815625 B2 JPH0815625 B2 JP H0815625B2
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高明 豊岡
裕二 橋本
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川崎製鉄株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、電縫鋼管の製造方法に関し、素管成形時に
おけるエッジウエーブの発生を防止するようにしたもの
である。
「従来の技術」 一般に、シーム線が管軸と平行に延びている電縫鋼管
は、製造すべき電縫鋼管の展開寸法に予め裁断された鋼
帯を、初期、中期の成形過程で各種成形ロールにより順
次所定形状に成形し、終期の成形過程のフインパスロー
ルによって継目エッジ部の安定な成形を図り、所定の形
状、寸法の素管に仕上成形した後、スクイズロールによ
ってその継目エッジ部の溶接を行って製造される。
前記のような電縫鋼管の製造方法における鋼帯の初
期、中期の曲げ加工工程において、鋼帯は三次元の複雑
な成形加工を受けるので、その長手方向各部の歪は一様
でなく、成形加工の進行に伴なって素管のエッジ部にウ
エーブ(縁波)を生じることがあり、その場合は溶接不
可能なオープンパイプとなり、材料歩留りの低下あるい
は溶接部の品質低下等を来たす問題がある。
前記エッジウエーブの発生頻度は、肉厚tと外径Dの
比、t/Dが小さくなるほど顕著である。
従来、エッジウエーブの発生を防止する技術として
は、例えば第1図に示すような多数のケージロールによ
り素管エッジ部を連続拘束するケージフオーミング方式
による電縫鋼管の製造方法がある。
これは鋼帯Sを、ピンチロールPR、No.1〜No.4のブレ
イクダウンロール1BD、2BD、3BD、4BD、エッジフオーミ
ングロールER、小間隔に数10個配列されたアウトサイド
ケージロールOCR、インサイドケージロールICRによって
逐次円筒形状の素管Pに成形し、最終のアウトサイドケ
ージロールOCRを通過した後、No.1〜No.3のフインパス
ロール1F、2F、3Fにて円周方向リダクションをかけるこ
とにより、継目両エッジ部Peの安定な成形を図りつつ、
所定の形状、寸法の素管Pに仕上成形するものであり、
仕上げ成形された素管Pの継目両エッジ部Peを高周波加
熱し、スクイズロールSQにてアップセット溶接し、電縫
鋼管を製造する方法である。
またエッジウエーブの発生を防止する他の技術として
は、例えば特開昭57−149016号公報に開示されている如
く、ダウンヒル量の変化が漸減型である指数関数的なダ
ウンヒルカーブを有するダウンヒル成形方法が提案され
ており、これは、鋼帯から素管を成形する過程におい
て、エッジとボトムセンターとのたどる軌跡長を等しく
して、エッジウエーブの発生を抑制するようにしたもの
である。
「発明が解決しようとする問題点」 ところで、前記各素管の成形手段を単独に、あるいは
併用して、素管の成形を行っても、t/Dが小さくなった
り、あるいは製造サイズ兼用のために、成形フラワー形
状を変更、すなわちロール形状を変更した場合、エッジ
ウエーブの発生があり、充分な防止技術とはならず、問
題となっていた。
「問題点を解決するための手段」 本発明者等は、前記従来の問題点を解決すべく、種々
の実験研究を行ったところ、鋼帯から素管を成形する過
程において、エッジのたどる軌跡長が、ボトムセンター
のたどる軌跡長に比べて長く、そのために成形の初期、
中期でエッジは伸ばされ、その後、中期から終期にかけ
てエッジは圧縮成形を受けるが、このエッジの長手方向
膜歪の減少量(圧縮量)が大きい位置、すなわち長手方
向膜歪の減少勾配が大きい位置において、エッジに急激
な圧縮応力が作用し、それによりエッジが座屈し、エッ
ジウエーブの発生となることが判明した。
従ってエッジウエーブの発生を防止するためには、エ
ッジの長手方向膜歪が急激に減少する位置において、そ
の減少量を少なくする、すなわち減少勾配を緩やかにし
てやればよいことになる。
本発明は、上記の実験研究結果の知見に基づいてなさ
れたものであって、その要旨とするところは、鋼帯を、
その長手方向にタンデムに配列した成形ロールスタンド
へ走行通過させ、鋼帯を幅方向に曲げ成形した後、フイ
ンパスロールによりほぼ円形断面素管に成形し、この素
管の継目両エッジ部を溶接する電縫鋼管の製造方法にお
いて、前記成形ロール群中の所要の基準とすべき成形ロ
ールの高さ位置に比較し、その前後の成形ロールの高さ
位置を低くして成形することを特徴とする電縫鋼管の製
造方法にある。
「作用」 上記の如く、電縫鋼管の素管成形に当り、前記成形ロ
ール群中の所要の基準とすべき成形ロールの高さ位置に
比較し、その前後の成形ロールの高さ位置を低くして成
形することによって、基準成形ロールのダウンヒル量が
増加すると共に、その前後の成形ロールのダウンヒル量
が減少して、パスラインが基準成形ロール近傍において
上方に突出し、その前後の成形ロール近傍の素管エッジ
には引張歪が生じ、従ってエッジの長手方向膜歪が急激
に減少する位置における歪減少勾配を緩やかにすること
ができるので、エッジウエーブの発生を防止することが
できる。
「実施例」 次に本発明に係る電縫鋼管の製造方法の実施例を第1
図乃至第4図に基づき説明する。
第1図に示す如く、鋼帯Sを、ピンチロールPR、No.1
〜No.4のブレイクダウンロール1BD、2BD、3BD、4BD、エ
ッジフオーミングロールER、アウトサイドケージロール
OCR、インサイドケージロールICRによって逐次円筒形状
の素管Pに成形し、最終のアウトサイドケージロールOC
Rを通過した後、No.1〜No.3のフィンパスロール1F、2
F、3Fにて円周方向リダクションをかけることにより、
継目両エッジ部Peの安定な成形を図りつつ、所定の形
状、寸法の素管Pに仕上成形し、仕上成形された素管P
の継目両エッジ部Peを高周波加熱し、スクイズロールSQ
にてアップセット溶接し、電縫鋼管を製造する。
第2図(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、
(F)、(G)、(H)は、第1図の素管成形スタンド
により成形された鋼帯Sおよび素管Pの第1図における
A−A断面図、B−B断面図、C−C断面図、D−D断
面図、E−E断面図、F−F断面図、G−G断面図、H
−H断面図をそれぞれ示すが、このような成形工程のパ
スラインは、従来、第3図のA曲線に示すようなダウン
ヒル係数(ダウンヒル量/管外径)の変化が漸減型のい
わゆる指数関数的ダウンヒルカーブになっている。
第3図は横軸に各成形ロール位置を示し、縦軸にダウ
ンヒル係数を示したものであり、いま、第3図のA曲線
に示すようなダウンヒルパスラインにて、第2図(E)
に示すようなほぼU字形断面の素管Pを成形する場合、
この成形における鋼帯エッジの長手方向膜歪が、第4図
のA曲線のように発生し、No.3ブレイクダウンロール3B
Dの近傍において、Δεのような急激で、しかも歪減少
量の大きい変化、すなわち歪減少勾配の大きい変化を示
しており、No.3ブレイクダウンロール3BDの近傍におい
てエッジウエーブを発生する。
本発明は、第1図に示すような電縫鋼管の製造工程に
おいて、素管Pを成形する場合に、第3図のB曲線に示
す如く、No.3ブレイクダウンロール3BDのダウンヒル量
を増加させるべく、No.3ブレイクダウンロール3BDの高
さ位置を比較的高くすると共に、No.2ブレイクダウンロ
ール2BDとNo.4ブレイクダウンロール4BDのダウンヒル量
を減少させるべく、No.2ブレイクダウンロール2BDとNo.
4ブレイクダウンロール4BDの高さ位置を比較的低くし
て、パスラインNo.3ブレイクダウンロール3BDの近傍に
おいて上方に突出するように、ブレイクダウンロール2B
D、3BD、4BDの相対高さ位置を調整する。
なお、No.3ブレイクダウンロール3BDのみの高さ位置
を比較的高くして、パスラインがNo.3ブレイクダウンロ
ール3BDの近傍において上方に突出するようにしてもよ
い。
以上のようなブレイクダウンロールの相対高さ位置調
整によって、素管は一種の連続梁の如く長手方向の曲げ
変形を受け、No.3ブレイクダウンロール3BD近傍の素管
エッジPeには引張歪が生じ、素管エッジPeの長手方向膜
歪分布は、第4図のB曲線の如く、歪減少勾配を緩やか
にすることができ、従ってエッジウエーブの発生を防止
することができる。
因みに、外径24インチ、肉厚4.78mm、グレードAPI5 L
XX60の電縫鋼管の素管を、第3図のA曲線型ダウンヒル
カーブ(従来方法)と、第3図のB曲線型ダウンヒルカ
ーブ(本発明方法)とによりそれぞさ成形したとの、各
ブレイクダウンロール位置におけるダウンヒル量(ダウ
ンヒル係数×管外径D)の一例を下記第1表に示す。
上記第1表における従来方法では、鋼帯のエッジ部
が、No.2ブレイクダウンロール2BDからNo.4ブレイクダ
ウンロール4BDの成形域にて座屈し、エッジウエーブの
発生が認められ、後工程のスクイズロールSQにおいて溶
接不可能となった。
上記第1表における本発明方法では、エッジの長手方
向膜歪も、第4図のB曲線の如くその分布が滑らかにな
り、最大歪値も0.56%から0.4%に減少し、エッジウエ
ーブの発生は認められなかった。
なお、この実施例では、ブレイクダウンロール群の高
さ位置調整により、エッジウエーブの発生を防止するよ
うにしているが、フインパスロールを含む成形ロール群
の高さ位置調整によっても、エッジウエーブの発生を防
止することができる。
「発明の効果」 以上述べた如く、本発明方法によれば、電縫鋼管の素
管成形工程における素管のエッジウエーブの発生を防止
することができるので、素管の成形不良、素管の継目エ
ッジ部の溶接不良等の発生がなく、従って歩留りの向上
および製品品質の向上に寄与できる。
さらに、肉厚と外径の比が小さい素管の安定成形およ
び各種成形フラワーにおける安定成形が達成でき、ロー
ル形状の改善等、ロール改削費、製作費の節減を行うこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を適用するケージフオーミング方式
による電縫鋼管の素管成形過程を示す概略平面図、第2
図(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、
(G)、(H)は、それぞれ第1図のA−A、B−B、
C−C、D−D、E−E、F−F、G−G、H−Hの断
面図、第3図は従来方法と本発明方法のダウンヒルカー
ブを示すグラフ、第4図は従来方法と本発明方法のエッ
ジの長手方向膜歪カーブを示すグラフである。 PR…ピンチロール、1BD,2BD,3BD,4BD…No.1〜No.4のブ
レイクダウンロール、ER…エッジフオーミングロール、
OCR…アウトサイドケージロール、ICR…インサイドケー
ジロール、1F,2F,3F…No.1〜No.3のフインパスロール、
SQ…スクイズロール、S…鋼帯、P…素管、Pe…継目エ
ッジ部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼帯を、その長手方向にタンデムに配列し
    た成形ロールスタンドへ走行通過させ、鋼帯を幅方向に
    曲げ成形した後、フインパスロールによりほぼ円形断面
    素管に成形し、この素管の継目両エッジ部を溶接する電
    縫鋼管の製造方法において、前記成形ロール群中の所要
    の基準とすべき成形ロールの高さ位置に比較し、その前
    後の成形ロールの高さ位置を低くして成形することを特
    徴とする電縫鋼管の製造方法。
  2. 【請求項2】前記基準成形ロールを中間のブレイクダウ
    ンロールとなし、この中間のブレイクダウンロールの高
    さ位置に比較し、その前後のブレイクダウンロールの高
    さ位置を低くして成形することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の電縫鋼管の製造方法。
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