JPH091233A - 管製造法 - Google Patents

管製造法

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JPH091233A
JPH091233A JP8143712A JP14371296A JPH091233A JP H091233 A JPH091233 A JP H091233A JP 8143712 A JP8143712 A JP 8143712A JP 14371296 A JP14371296 A JP 14371296A JP H091233 A JPH091233 A JP H091233A
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JP
Japan
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pipe
stress
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tube
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JP8143712A
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English (en)
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Gerold Hohl
ゲロルト・ホール
Gerd Vogt
ゲルト・フォクト
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/10Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the whole cross-section, e.g. of concrete reinforcing bars
    • C21D7/12Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the whole cross-section, e.g. of concrete reinforcing bars by expanding tubular bodies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 管が内部溶接及び外部溶接の後に冷間口広げ
加工により校正されるOUE方式による管製造法におい
て、管周方向での強度特性及び変形特性が大幅に一様化
され、特定の特性が的確に調節可能となるようにする。 【解決手段】 管の特性が、冷間口広げ加工と冷間口絞
り加工との組合せ利用により調節され、要求される横断
面形状に依存して口広げ加工と口絞り加工との順序及び
程度が定められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は請求の範囲第1項の
上位概念に記載のUOE方式による管、特に大型管の製
造法に関する。
【0002】
【従来の技術】専門家の世界ではUOEと呼ばれる方式
は、長手継目溶接大型管を製造するのに最も頻繁に利用
される方法である(Stradtmann著「鋼管ハンドブック」
(第10版,Vulkan社,Essen, 1996, 164-167頁)。この
方法では第1の段階で、開放ダイを有するプレス(Uプ
レス)で平な金属板からU形スリット管が成形される。
次いで、閉成ダイを有する第2のプレス(Oプレス)で
丸められて管が成形される。多くの場合、管は内部溶接
及び外部溶接の後ではまだ直径及び丸みに対する要求を
満足しないので、管は冷間口広げ加工により校正され
る。更にこの口広げ加工により、仕上げ及び溶接の間に
形成される引張り内部応力の一部が部分的に減じられ、
周縁の大部分において圧縮内部応力に変換されることさ
えも行われる(Firmenprospekt Mannesmann Grossrohr
(出版社 MRW, DdF., 1980, 114-1239頁))。
【0003】UOE方式で製造された管は、冷間口広げ
加工により素材金属板に対して強度及び変形特性が変化
する。これらの特性変化は、管周縁における非一様性
と、顕著な異方性とを特徴とする。
【0004】とりわけ厚肉オフショア(offshore)管
と、大きい伸び降伏比を有する鋼品質の管とにおいて
は、これらの変化により使用特性及び構造用部品の安全
性が損なわれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、管の
周方向での強度特性及び変形特性が大幅に一様化され特
定の特性が的確に調節可能である、UOE方式による
管、特に大型管の製造法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、管が、冷間口広げ加工と冷間口絞り加工との組合せ
利用により特性が調節され、要求される横断面形状に依
存して口広げ加工と口絞り加工との順序及び程度が定め
られることにより解決される。
【0007】本発明の方法利点は次の点にある。
【0008】− 管の周方向での強度特性及び変形特性
が一様化され、これは管と管との間にも当てはまり、こ
れにより個々の特性特徴のばらつき幅が減じられる。
【0009】− 用途に合わせて内圧負荷及び/又は外
圧負荷に対する管流れ特性が改善される。
【0010】− 用途に合わせて内圧負荷及び/又は外
圧負荷に対する管流れ特性を的確に調整できる。
【0011】− オフショア管の崩壊圧力及び構造用部
品安全性が高まる。
【0012】− とりわけ大きい降伏比を有する鋼品質
をより良好に得ることができる。
【0013】− 管周縁における周縁内部応力が一様化
される。
【0014】− 一様伸び率の領域において管の変形能
を向上できる。
【0015】− 寸法安定性及び管幾何学的形状が改善
される(非丸み性及び屋根状凸部形成の回避)。
【0016】− Oプレス及びUプレスにおいて必要な
成形力を低減できる。
【0017】最後に述べた利点は、とりわけ厚肉管にと
って重要である。何故ならばこの場合にはOプレスも、
通常使用される機械的エキスパンダも負荷限界まで負荷
されるからである。所要の成形の一部を特性調節工程の
中に移すことができるので、これに応じて負荷は、Oプ
レスについても機械的エキスパンダについても低減され
る。
【0018】前述の方法は、冷間口広げ加工が組込まれ
ている3ロールベンディング方式に利用できる。UOE
方式と異なり、この場合には一様化はそれほど重要でな
く、強度特性及び管幾何学的形状が非常に重要である。
【0019】
【発明の実施の形態】次に本発明を実施の形態に基づい
て図を用いて詳細に説明する。
【0020】図1は管周方向での一様伸び率を、口絞り
加工及び口広げ加工の関数として表す線図である。縦軸
には一様伸び率が%で表され、横軸には、口絞り加工及
び口広げ加工による変形度が%で表されている。
【0021】一点鎖線1は、例えば鋼X70−TM等か
ら成る出発金属板、すなわち熱機械的に圧延されたもの
の一様伸び率を示す。この直線は、この図では13%よ
り上の領域にある。一点鎖線1の下方の曲線2は、試験
値のばらつき帯を示す。変形度0%では、管製造に起因
して一様伸び率の値は既に、金属板の一様伸び率の下方
に位置する。管製造過程の中で管が強く口広げされる
と、図から分かるように一様伸び率が強く減少する。反
対に管が口絞りされると一様伸び率は上昇し、口絞り加
工度に依存するが素材金属板の初期値に又は平均値とし
て初期値に再び到達する。
【0022】図2は、管周方向での伸び降伏比を、口絞
り加工及び口広げ加工の関数として表す。縦軸には伸び
降伏比Rt0.5/Rm が示され、横軸には変形度が%で示
されている。一点鎖線3は、素材である金属板の伸び降
伏比を示す。例えばこの伸び降伏比は0.8である。実
線4は、口広げ加工度が上昇すると伸び降伏比も上昇す
ることを示す。
【0023】図2の線図の左半部の中へのこの実線4の
延長線は、先行の口絞り加工が口広げ加工により重畳さ
れる度合いが増加するにつれて伸び降伏比が減少するこ
とを示す。一方、管の口絞り加工を直ちに中止すると、
一点鎖線5が得られる。この経過は、僅かな口絞り加工
度でも伸び降伏比が金属板の初期値に対して強く減少す
ることを示す。
【0024】図3の2つの線図には管周縁にわたるRt
0.5流れ限界値が、内圧又は外圧に依存して示されてい
る。(図中の時計位置とは、溶接継目領域を時計の12
時の位置としたときの、管の周方向の位置を示す目盛り
をいう。)従来の方法(左側の線図[a])では外圧負
荷における流れ限界値は、内圧負荷における流れ限界値
より大幅に小さい。これは管の崩壊抵抗値が小さいこと
を意味する。更に、その値が管周縁において非一様に分
散していることを示す。これは管形に成形したことの影
響がまだ非常に顕著であり、これが内圧又は外圧下の構
造用部品の特性を定めていることを意味する。
【0025】本発明の新規の方法(右側の線図[b])
を利用する場合、管周縁にわたる値が一様化されてい
る。外圧負荷における流れ限界値が大幅に高められ、従
って、このようにして製造された管の崩壊抵抗値はより
大きい。
【0026】図4及び図5の線図には応力・伸び率線図
が示され、縦軸には応力がメガパスカルで示され、横軸
には変形度が%で示されている。
【0027】図4は、従来の方法での管製造における応
力の経過を示す。座標原点0から出発して点Aを経て点
Bに到達する実線は、製造における応力の変化を示す。
Oプレスである程度の口絞り加工が行われ、この口絞り
加工は曲線部分6.1により示されている。溶接後に、
機械的エキスパンダにより強い口広げ加工が行われ、こ
れは曲線6.2により示され、曲線部分6.2は点Aま
で延びている。負荷除去の後に応力の値は点Bまで低下
する。
【0028】このようにして製造された管から引張り試
験のための試料が採取された。それの応力/伸び率は破
線の曲線部分7に辿り、点Fでは流れ限界値に到達し、
点Cでは別の伸び限界値に到達する。逆に引張り試験の
代りに圧縮試験が行われる場合、応力/伸び率はほぼ曲
線8を辿り、F’で流れ限界値に到達し、C’で別の圧
縮降伏応力に到達する。
【0029】しかしバウシンガー効果に起因して縦軸値
F’9は、引張り試験での縦軸に相応する値Fに比して
大幅に小さい。この状況は、本発明を利用する場合は変
わる。
【0030】図5は、オンショア(onshore)管の製造の
際の状況を示す。このような管の場合、本発明では、座
標原点0から出発する実線11により示されているよう
に、まず大きい口絞り加工が施される。次いで、点Aま
で到達する曲線12に相当する口広げ加工が行われる。
負荷除去の後、応力は点Bにおける値まで低下する。
【0031】引張り試験により流れ限界値として縦軸値
F13が得られ、縦軸値F13は、従来の方法による図
4での縦軸値にほぼ等しい大きさを有する。重要な相違
点は、変形を逆転した際の縦軸値F’14にある。この
値F’は値Fにほぼ等しく、より大きいことさえある。
【0032】図6はオフショア管の製造の際の状況を示
す。この場合、本発明ではまず初めに管が口広げ加工に
より一様化され、次いで口絞り加工により直径及び圧縮
降伏応力が調整される。応力の増加は、座標原点0から
出発している実線曲線15により示されている。口絞り
加工を中止した際の低下は、点Aまで到達している曲線
16により示されている。負荷除去の後、応力は点Bに
おける値まで低下する。
【0033】再び引張り試験を行うと応力は、破線17
を辿って点Fにおける縦軸値18まで増加する。この縦
軸値18は、図4及び図5の対応する値Fよりやや小さ
い。逆転すなわち圧縮試験により点F’における縦軸値
19が得られ、縦軸値19は引張り試験で求められた値
に比して大幅に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】口絞り加工度及び口広げ加工度の関数としての
一様伸び率を示す線図である。
【図2】口絞り加工度及び口広げ加工度の関数としての
管周方向での伸び降伏比を示す線図である。
【図3】[a]は、従来の方法での内圧及び外圧に依存
する管周縁にわたるRt0.5流れ限界値を示す線図であ
る。[b]は、本発明での内圧及び外圧に依存する管周
縁にわたるRt0.5流れ限界値を示す線図である。
【図4】従来の方法での製造及び試験のための応力・伸
び率の線図である。
【図5】オンショア(onshore)管の製造のための新規の
方法での製造及び試験のための応力・伸び率の線図であ
る。
【図6】オフショア(offshore)管の製造のための図5
と同様の線図である。
【符号の説明】 εexp 増加する口広げ加工度 εred 増加する口絞り加工度

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管が内部溶接及び外部溶接の後に冷間口
    広げ加工により校正されるUOE方式による管製造法に
    おいて、 管が、冷間口広げ加工と冷間口絞り加工との組合せ利用
    により特性が調節され、要求される横断面形状に依存し
    て口広げ加工と口絞り加工との順序及び程度が定められ
    ることを特徴とする管製造法。
  2. 【請求項2】 オンショア管に対しては、まず初めに管
    が2%まで口絞り加工され、次いで4%までの口広げ加
    工により寸法目標値が実現されることを特徴とする請求
    の範囲第1項に記載の管製造法。
  3. 【請求項3】 オフショア管に対しては、まず初めに管
    が2%まで口広げされ、次いで4%まで口絞り加工され
    て寸法目標値が実現されることを特徴とする請求の範囲
    第1項に記載の管製造法。
JP8143712A 1995-06-14 1996-05-14 管製造法 Pending JPH091233A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19522790A DE19522790C2 (de) 1995-06-14 1995-06-14 Verfahren zur Herstellung von Rohren nach dem UOE-Verfahren
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DE (2) DE19522790C2 (ja)

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