JPH09279325A - 溶融めっき電縫鋼管のめっき補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外観が綺麗で、密着性に優れ、耐食性も良好
なオンラインのめっき補修方法を提供する。 【解決手段】 電縫溶接した後の製造ライン上に、ビー
ド切削装置５、補修用棒材押付け装置６を備え、非酸化
性雰囲気下で、ビード切削装置５により溶接ビード部３
をビード切削した後に補修用棒材押付け装置６により補
修用棒材７をビード切削部に押付け、補修用棒材７の先
端部を溶接余熱により融点以上に加熱し、移動中のビー
ド切削部に溶着させてめっき補修することを特徴とする
溶融めっき電縫鋼管のめっき補修方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融めっき電縫管
のビード切削部をオンラインでめっき補修する方法に関
するものである。

【０００２】

【従来技術】溶融めっき鋼板を素材として製造される電
縫鋼管のビード切削部のオンラインめっき補修方法とし
ては、従来より溶射法が採用されてきた。この溶射法
は、亜鉛線等の金属線をガス及びアーク等の熱源によっ
て溶融した溶融金属に、圧縮空気等のガスジェットを供
給して微粒子化し、高速で移動中のビード切削面にこの
微粒子を高速で吹き付け密着させる方法である。

【０００３】しかし、溶射法による溶射金属とビード切
削面（素地）との密着は、金属微粒子が素地上に順次、
積層していく密着形態をなすため、被覆層内の金属微粒
子間には多くの気孔が混入する。そのため溶射皮膜層と
ビード切削面との密着性は悪く、電縫鋼管が曲げ加工さ
れた場合、めっき補修層が剥離するなどの問題を生じて
いた。

【０００４】上記問題を解決するため、特開昭６２−１
３５６１号公報（先行文献１）、特開平３−２８１７６
８号公報（先行文献２）には、ビード切削部上に補修用
溶融金属プールを形成させて、直接ビード切削部に供給
してめっき補修する方法が、また、特開昭５８−７３７
７２号公報（先行文献３）には、めっき組成に近い金属
線をビード切削部に直接接触させて供給し、これを溶融
させて付着させる方法が提案されている。

【０００５】

【解決しようとする課題】しかしながら、先行文献１や
先行文献２による方法では、高速で移動中のビード切削
部と溶融金属供給用ノズルとの間隙から溶融金属が流出
したり、また供給用ノズルが閉塞したりする。このた
め、めっき補修層の外観は周囲のめっき皮膜に比べ汚
く、また溶着ムラ（補修ムラ）も発生するから、信頼性
の高い補修層が形成されない。また信頼性の高い補修層
を確保するためには、製造ラインを止めて閉塞したノズ
ルの交換が必要となり、またこれに長時間を要するか
ら、電縫管製造ラインの生産性は低下してしまう。

【０００６】先行文献３による方法では、めっき補修材
が線材であるため、ビード切削部の幅に比べ小さく、溶
着した後のめっき補修層が平滑でない。このため、超音
波こて等の補修層平滑化のための特別な設備を設置する
必要がある。まためっき補修用材が加工性の悪い合金組
成、例えばＡｌを３０ｗｔ％以上含有するＺｎ−Ａｌ合
金等では、加工度の高い線材を製造できない。このた
め、補修用材と同等のめっき組成を有するＡｌ含有溶融
Ｚｎめっき電縫管のめっき補修はできない。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るために提案されたものであって、補修ムラの発生がな
く、めっき補修層の外観も綺麗で、電縫管製造ラインの
生産性を低下させることがなく、しかもめっき補修層の
平滑化のための特別な設備が不要で、めっき補修材を製
造する際の制約のない、オンラインで補修可能な溶融め
っき電縫鋼管のめっき補修方法を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、電縫溶接した
後の製造ライン上に、ビード切削装置、補修用棒材押付
け装置を備え、非酸化性雰囲気下で、ビード切削装置に
より溶接ビード部をビード切削した後に補修用棒材押付
け装置により補修用棒材をビード切削部に押付け、補修
用棒材の先端部を溶接余熱により融点以上に加熱し、移
動中のビード切削部に溶着させてめっき補修することを
特徴とする溶融めっき電縫鋼管のめっき補修方法であ
る。

【０００９】本発明に係わる溶融めっき電縫鋼管は、Ａ
ｌ、Ｚｎ、Ｚｎ−Ａｌ合金等の溶融めっき鋼板を素材と
し、その製造は従来の電縫鋼管製造方法と同様で、フォ
ーミングロール、スクイズロールによって溶融めっき鋼
板を管状に成形し、突き合わせ部を高周波誘導加熱等に
よって加熱し、電縫溶接して製造される。

【００１０】電縫溶接後の製造ライン上には、ビード切
削装置が配置され、これにより溶接ビード部はビード切
削されて、ビード切削部が形成される。この後に、補修
用棒材は、補修用棒材押付け装置により移動中のビード
切削部に押付けられるが、この位置のビード切削部に
は、溶接直後のため未だ溶接余熱が残留していて高温状
態にあり、補修用棒材の先端部（ビード切削部と接触す
る部分）は、残留した溶接余熱により棒材の融点以上に
加熱される。

【００１１】このため、補修用棒材は移動中のビード切
削部に溶着（本願では補修用棒材が溶融し、付着するこ
とを溶着という）して、オンラインでめっき補修される
と共に、押付けられているから、平滑で、補修ムラのな
いめっき補修層（めっき皮膜）が形成される。

【００１２】また、ビード切削からめっき補修層の形成
までを、非酸化性雰囲気下で行なうため、高温でかつ表
面が切削されて化学的に活性なビード切削部や、溶着直
後の高温のめっき補修層（めっき皮膜）は酸化されるこ
とがなく、外観の綺麗なめっき補修層が形成される。

【００１３】また、めっき補修材を加工度の低い棒状と
するから、鋳造法または熱間鍛造法などにより、Ａｌを
３０ｗｔ％以上含有するＺｎ−Ａｌ合金等の難加工性の
合金組成でも補修材の製造が可能となり、めっき補修材
を製造する際の制約を解消できる。

【００１４】加えて、めっき補修材を棒状とすることに
より、強度が確保されるから、ビード切削部に所定の圧
力で押付けても折れることがない。また補修材を適切な
寸法、例えばビード切削部幅と同等程度とすることによ
り、押付けるだけでビード切削部全幅に亘り均一な厚み
のめっき補修層を形成できる。この結果、補修層平滑化
のための特別な設備は不要となると共に、製造ラインの
生産性を低下させることがない。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、電縫管製造ライン上にめ
っき補修装置を配置し、オンラインでビード切削部のめ
っき補修を実施している状況を示す。

【００１６】ここで、１ａは溶融めっき鋼板をスクイズ
ロールにて造管後で、電縫溶接前の鋼管（以降、電縫前
鋼管と略す）、１ｂは、めっき補修前の電縫鋼管、１ｃ
はめっき補修後の電縫鋼管、２は誘導加熱装置、３は溶
接ビード、４ａ、４ｂはサポートロール、５はバイト、
６は押付圧制御装置、７は補修用棒材、８はめっき厚均
一化装置、９はシールボックス、１０は非酸化性ガス導
入管である。

【００１７】図に示すように、電縫管製造ライン上に誘
導加熱装置２、サポートロール４ａ、４ｂ、バイト５、
押付圧制御装置６、めっき厚均一化装置８を配置してい
る。また、誘導加熱装置２およびサポートロール４ａを
除く上記めっき補修装置はシールボックス９内に配置さ
れる。

【００１８】先ず、誘導加熱装置２以前に、フォーミン
グロール、スクイズロール（何れも図示しない）が配置
され、これらのロールにより溶融めっき鋼板を管状に成
形し、電縫前鋼管１ａの長手方向の上部に位置する突き
合わせ部を誘導加熱装置２で加熱し、サポートロール４
ａにて圧接して造管する。

【００１９】サポートロール４ｂは、造管後、送り出さ
れるめっき補修前の電縫鋼管１ｂ及びめっき補修後の電
縫鋼管１ｃを上下左右にずれないように支持して、シー
ルボックス９に導く。

【００２０】シールボックス９内では、電縫鋼管１ｂの
溶接ビード部３は、バイト５によりおよそ幅１０ｍｍ程
度切削されて、平滑化なビード切削部が形成される。

【００２１】次に、押付圧制御装置６により補修用棒材
７は高速で移動中のビード切削部に押付けられる。この
位置におけるビード切削部は、溶接直後のため未だ溶接
余熱が残留しており高温状態にあるから、押付けられる
と、補修用棒材７の先端部、即ち、ビード切削部との接
触部分は、残留した溶接余熱により瞬時に融点以上に加
熱され、移動中のビード切削部に溶着して、平滑で、補
修ムラのないめっき補修層（めっき皮膜）が形成され
る。

【００２２】シールボックス９には、非酸化性ガス導入
管１０が接続され、これより非酸化性ガスが吹き込ま
れ、シールボックス９内は非酸化性ガス雰囲気に保持さ
れる。このため、ビード切削されてからめっき皮膜が形
成されるまでのビード切削部およびめっき溶着金属は、
空気酸化されない。

【００２３】非酸化性ガスとして、Ｎ₂ ガス，Ａｒガ
ス，Ｈ₂ −Ｎ₂ 混合ガス等を用いるのが好ましい。シー
ルボックス９内の酸素濃度は、極力低い方が良く、２０
ｐｐｍ以下、望ましくは１０ｐｐｍ以下である。また、
より還元性雰囲気を確保するために、雰囲気中の露点を
−２０℃以下にすることが望ましい。

【００２４】補修用棒材７は、ビード切削幅とほぼ同等
幅で設計され、その形状は角棒または丸棒が使用され
る。ビード切削部に電縫管のめっき皮膜と同等組成の皮
膜を形成させるため、補修材７はめっき組成に近い金属
または合金組成が選択される。その製法は、棒材とする
ため、難加工性の合金組成でも、一般的な鋳造法または
熱間鍛造法によって製造できる。

【００２５】次に、配置されためっき厚均一化装置８
を、必要に応じて補修めっき皮膜に押付け、皮膜を平滑
化し均一化する。なおめっき厚均一化装置１０は、ロー
ルでも板状でもよい。

【００２６】補修用棒材７の押付圧力は、ビード切削部
に常に一定の付着量を供給できる圧力が選択され、例え
ば押付圧制御装置６により５ｋｇ／ｃｍ² 以下に調整さ
れる。

【００２７】

【実施例】図１のように構成されるめっき補修装置を使
用して、溶融Ｚｎめっき電縫鋼管のめっき補修を実施し
た結果を説明する。

【００２８】板厚４．２ｍｍのＡｌ含有溶融Ｚｎめっき
鋼板（片面のめっき厚み約２０μｍ）を電縫管用造管機
により、外径１１４．３ｍｍの電縫管を製造した。この
後、その後方にあるシールボックス内に非酸化性雰囲気
下でビード切削を行い、移動中のビード切削部のめっき
補修を行った。シールボックス内はＮ₂ ガスで置換して
露点を−３０℃以下にした。

【００２９】溶接ビードの切削幅は約８ｍｍであり、補
修用棒材は１０ｍｍ×１０ｍｍの角棒とした。７０ｍ／
分のライン速度でめっき鋼板の成形からめっき補修まで
行った。押付け圧力は３ｋｇ／ｃｍ² に調整した。

【００３０】めっき補修後、ビード切削部のめっき補修
層の外観品質、および補修ムラの有無を目視で、耐食性
を塩水噴霧試験で、まためっきの密着性を曲げ試験（６
Ｄ曲げ）で評価した。表１に、試験条件および試験結果
を示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】［実施例１］補修用棒材を、Ｚｎ−０．２
ｗｔ％Ａｌ合金とし、溶融めっき鋼板のめっき組成と同
等組成とした。この結果、めっき厚み約２０μｍの健全
なめっき補修層が得られた。めっき外観品質は良好で、
補修ムラも無く、めっき補修層の耐食性は、ビード切削
周辺部とほぼ同等の耐赤錆性が得られ、問題なく良好で
あることが確認された。曲げ試験（６Ｄ曲げ）でも、異
常は認められず、曲げ試験後の表面外観も平滑かつ美麗
で密着性も良好であった。また、補修操業は常に安定し
ており、製造ライントラブルも発生しなかった。

【００３３】［実施例２］補修用棒材を、Ｚｎ−５ｗｔ
％Ａｌ合金とし、溶融めっき鋼板のめっき層と同等組成
とした。ビード切削部の加熱温度は４６０℃、補修用棒
材の加熱温度は３５０℃とした。この結果、実施例１と
同様に、補修ムラも無く、めっき外観、耐食性、密着性
はいずれも良好で、補修操業は常に安定しており、製造
ライントラブルも発生しなかった。

【００３４】［実施例３］補修用棒材を、Ｚｎ−５５ｗ
ｔ％Ａｌ−１．５ｗｔ％Ｓｉ合金とし、溶融めっき鋼板
のめっき層と同等組成とした。この結果、実施例１と同
様に、補修ムラも無く、めっき外観、耐食性、密着性は
いずれも良好で、補修操業は常に安定しており、製造ラ
イントラブルも発生しなかった。

【００３５】

【発明の効果】本発明法によれば、補修ムラの発生がな
く、外観も綺麗で、密着性に優れ、耐食性も良好なめっ
き補修層を形成できる。また電縫管製造ラインの生産性
を低下させることがなく、めっき補修層の平滑化のため
の特別な設備の不要なオンラインのめっき補修方法を提
供できる。まためっき組成が難加工性の合金組成であっ
ても制約を受けることなく、めっき補修材を製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】製造ライン上にめっき補修装置を配置し、オン
ラインでビード切削部のめっき補修を実施している状況
を示す図である。

【符号の説明】

１ 電縫鋼管 ２ 誘導加熱装置 ３ 溶接ビード ４ サポートロール ５ バイト ６ 押付圧制御装置 ７ 補修用棒材 ９ シールボックス １０ 非酸化性ガス導入管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電縫溶接した後の製造ライン上に、
   ビード切削装置、補修用棒材押付け装置を備え、 非酸化性雰囲気下で、ビード切削装置により溶接ビード
   部をビード切削した後に補修用棒材押付け装置により補
   修用棒材をビード切削部に押付け、補修用棒材の先端部
   を溶接余熱により融点以上に加熱し、移動中のビード切
   削部に溶着させてめっき補修することを特徴とする溶融
   めっき電縫鋼管のめっき補修方法。