JPH10249445A - コルゲート管の製造方法および製造用ロール - Google Patents

コルゲート管の製造方法および製造用ロール

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JPH10249445A
JPH10249445A JP5024497A JP5024497A JPH10249445A JP H10249445 A JPH10249445 A JP H10249445A JP 5024497 A JP5024497 A JP 5024497A JP 5024497 A JP5024497 A JP 5024497A JP H10249445 A JPH10249445 A JP H10249445A
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JP
Japan
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rolling
rolls
tube
zone
roll
Prior art date
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Withdrawn
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JP5024497A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Kurokawa
宣幸 黒川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コルゲート管の製造に際し、角張りを抑制し
つつ、溝の深い薄肉を製造すること、および製造能率を
向上させること。 【解決手段】 複数の円周外縁工具部を有するロールを
パスライン周りに3つ配置した傾斜圧延機を用い、螺旋
状の溝を有するコルゲート管を製造する方法において、
ロールの円周外縁工具部群を2群に分け、両群の間に非
圧延部分を有するロールを用いてコルゲート管を製造す
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、熱交換器の伝熱管
などに用いられるコルゲート管の製造方法とそれに用い
るロールに関する。
【0002】
【従来の技術】コルゲート管は同径の直管に比べ表面積
が大きいので熱交換用に用いられる。熱交換器に組み立
てる場合、多数の孔をあけた鏡板にコルゲート管の管端
を溶接する。このとき、管の真円度が悪いと、溶接不良
の原因となる。
【0003】図2は従来のコルゲート管の製造方法の一
例を説明する図で、同図(a) はパスライン方向から見た
図、同図(b) は図2(a) のII−II面での矢視展開図であ
る。この方法はパスラインの周囲にロール8、9、10
を配置する際、ロール軸心をパスラインに対して傾斜し
て配置し、金属素管4を熱間または冷間で転造、圧延す
る方法である。ロール8、9、10はいずれも外縁部を
楔状に形成した円周外縁工具部6を複数備えており、特
定のピッチでロール長さ方向に配置されている。この円
周外縁工具部6が回転しながら金属素管4の外面を圧下
して溝を形成し、コルゲート管5を製造する。
【0004】他のコルゲート管の製造方法として、特開
昭61−169115号公報には素管内に複数の溝を有
する加工プラグを設置し、この加工プラグに対応する管
の外周に円板状の工具を押し付けながら相対的に管の外
周を回転させて、管の内面に部分的に高さの異なる段付
突起を形成する方法が開示されている。
【0005】これら従来技術の製造方法には次のような
問題がある。図2に示す形状の3つのロールを用いた場
合、圧延中に図3の斜視図で示すように管断面が多角形
になることがある(以下、この現象を角張りという)。
3ロールによる圧延にもかかわらず、角張りの形状は、
三角、四角、またはそれ以上の多角形などさまざまであ
る。
【0006】この原因は以下のように説明できる。図4
に示すように、素管4の肉厚t0 に対して、外径D0
大きい場合(たとえば、t0 /D0 ≦10%の場合)では
剛性が小さいため、素管4がロール8、9、10との接
触により押え込まれると、管の非拘束部4aがロールと
ロールの間の自由面に入り込んで、角張りの起点が発生
する。素管4が3つのロールの円周外縁工具部と順次接
触してゆく周期と、機械系の固有振動数が近いとき、角
張りの起点が次のロールと接触した際に助長され、正円
に成形しきれなくなると考えられる。この現象は素管の
剛性が小さいほど(すなわち、肉厚比t0 /D0 が小さ
い、あるいは柔らかい材料など)、ロールおよび圧延機
を含めた機械系の剛性が低いほど、圧下量が大きいほ
ど、あるいは圧延速度が大きいほど発生しやすい。
【0007】このように、ロールが材料を過度に押えす
ぎると角張りが発生するので、圧延速度を低くするか、
1パスの加工量を小さくして、数パスの圧延を繰り返す
ことによって、所要のコルゲート溝深さを加工する。し
かし、これでは能率が低下する上に、複数パス圧延の2
パス目以降では工具先端位置とコルゲート加工された溝
の位置をあわせながら再圧下しなければならないという
煩雑さがある。従って現実にはきわめて困難な方法であ
る。
【0008】また、角張りを抑制する目的で素管にマン
ドレルやプラグなどの内面規制工具を挿入して圧延する
方法があるが、内面規制工具の挿入および引き抜き工程
が増え、経済的ではないし、内面規制工具の保持器の長
さによってコルゲート管の長さが制限され、長尺管の加
工が困難である。
【0009】前記、特開昭61−169115号公報記
載の方法も内面加工用のプラグを用いるため、長尺管の
加工が困難である。また円板状の工具を回転自在に保持
しているチャックはかなりの重量がある。このチャック
が管の外周を回転しながら素管を加工するため、高速回
転させるには大きな駆動力が必要になり、回転数を上げ
て生産性を向上するのは困難である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題はコルゲ
ート管の製造に際し、角張りを抑制しつつ、溝の深い薄
肉を製造すること、および製造能率を向上させることに
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、「複数
の円周外縁工具部を定ピッチで配置したロールをパスラ
イン周りに3つ備えた傾斜圧延機を用い、コルゲート管
を製造する方法において、ロールの円周外縁工具部を2
群に分け、両群の間に2ピッチ以上9ピッチ以下の非圧
延部を有するロールを用いることを特徴とするコルゲー
ト管の製造方法とロール」にある。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の方法を説明するた
めの図で、同図(a) はパスライン方向から見た図、同図
(b) は図1(a) のI−I面での矢視図である。
【0013】本発明のにおいて用いるロールは同図(b)
に示すように、前半部の円周外縁工具群(Aゾーン)と
後半部の円周外縁工具群(Bゾーン)との間に、2〜1
5ピッチ分の幅で工具のない部分(非圧延部7)を設け
ている。円周外縁工具部6の相互間のピッチ、および非
圧延部7の仮想的ピッチは一定ではなく、被圧延材の延
伸にともなって、入側から出側にかけて順次ピッチが大
きくなっている。また、円周外縁加工部の形状は、金属
素管4の螺旋移動、縮径、延伸、および前半部Aゾーン
と後半部Bゾーンとの圧下配分を勘案し、出側端で所定
の溝深さh、ピッチPおよび形状が得られるように、工
具の直径、形状を決定する。また、図1(b) に示すよう
に、本発明のにおいて用いるロール2の円周外縁工具部
6の先端は入側面角αを有している。
【0014】図5は図1のIII の方向から見た図で、ロ
ールの軸芯線はパスラインに対して角度βだけ傾斜して
いる。βを傾斜角という。ロール1および3についても
同一の入側面角αと傾斜角βを有している。ロール1、
2、3は図示していない動力源に連結され回転駆動す
る。
【0015】図1(a) に太線両側矢印で示すように、ロ
ール1、2、3は油圧または電動ネジ圧下機構による圧
下装置(図示せず)で相互のロール間隔を調整できるよ
うになっている。
【0016】ロール1、2、3は軸部、円周外縁工具6
および工具間や工具群管を隔てるスペーサー部分11や
非圧延部7を部品組み立てによって作成してもよいし、
一体として作成してもよい。
【0017】ロール内のAゾーンとBゾーンの圧下配分
は、前半部でh/3〜h/2まで溝加工し、残りを後半部に
て加工するようにするのが望ましい。コルゲート管の溝
深さhとピッチPに応じて円周外縁工具部6の位置、間
隔、幅および高さが定まり、さらにこれらと関係したロ
ール入側面角α、ロール傾斜角βなどが決定される。α
の望ましい範囲は、1°〜8°、βの望ましい範囲は1
°〜14°である。
【0018】上記のように構成された圧延機によるコル
ゲート管の製造は次のようにして行われる。金属素管4
を、ローラコンベア、プッシャ等の適宜な搬送手段を用
いて搬送し、圧延ロール1、2、3に供給する。ロール
前半部(Aゾーン)でh/3〜h/2の溝深さの圧延を行
う。3つのロールは傾斜しているので金属素管4は回転
しながらパスライン方向に進み、螺旋状の溝が形成され
る。
【0019】前半部Aゾーンでの圧延で金属素管4の形
状は不安定になるが、非圧延部7にて螺旋移動する間に
略円形状に復帰する。さらに、後半部(Bゾーン)にて
前半部(Aゾーン)と同様にして圧延が行われ、所望の
コルゲート管が得られる。
【0020】肉厚と外径の比t0 /D0 が、t0 /D0
≦ 7%である金属素管を用いた場合、従来方法では角張
りを抑制するには大きな圧下を加えられないので深い溝
を形成するのが困難であったが、本発明の方法では角張
りが抑制され、大きな圧下を加えられ従来技術に比べて
深い溝を作ることができる。
【0021】また、本発明方法では、非圧延部7の幅W
は2〜15ピッチ分とするのが望ましい。すなわち、W
が2ピッチより小さい場合、素管は前半部(Aゾーン)
の圧延にて管形状が不安定になったまま、円形形状に復
帰することなく後半部の圧延が開始されるために角張り
が発生しやすくなり、非圧延部を設けた効果が不十分と
なる。Wが16ピッチ以上場合、ロールのバレル長が長
くなりロールの剛性不足が問題となるため、Wの幅を2
〜15ピッチの条件とした。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。表1に示す条
件にて素管外径21.7mmφ、各種肉厚のSUS304ステ
ンレス鋼管を対象としてピッチ8.0 mmのコルゲート管を
製造した。
【0023】
【表1】
【0024】比較のための従来技術の方法(図2に示す
3つのロールを用いる方法)の製造条件は図1の非圧延
部9に相当する部分にも円周外縁工具部を設けたロール
を用いたが、それ以外の条件は表1と同様である。
【0025】各種の肉厚比(t0 /D0 )の素管をそれ
ぞれ本発明方法と従来技術の方法とで圧延し、溝深さを
順次深くして、角張りが発生する限界を求めた。本発明
方法と、従来技術の方法の比較を図6に示す。図6にお
いて、縦軸目盛りは溝深さhをコルゲート管の外径Dの
比で正規化したもので、横軸目盛りはステンレス素管の
肉厚t0 を外径D0 の比(t0 /D0 )で正規化したも
のである。
【0026】グラフは本発明例と従来技術例での角張り
発生限界をプロットしたものである。図6によれば、本
発明方法のコルゲート加工における角張りが発生する溝
深さの限界は、従来技術例と比べるとかなり拡大されて
いる。特にt0 /D0 ≦ 7%の領域では顕著であり、本
発明方法では従来技術に比較しておよそ2倍の深さのコ
ルゲート溝を得ることができる。
【0027】
【発明の効果】本発明の方法によれば、溝の深いコルゲ
ート管を角張りを発生させることなく、能率良く製造す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧延方法の説明図で、図1(a) はパス
ライン方向からの図、図1(b)はロールの形態を示す図
1(a) のI−I面での矢視図である。
【図2】従来技術の圧延方法の説明図で図2(a) はパス
ライン方向からの図、図2(b)はロールの形態を示す図
2(a) のII−II面での矢視図である。
【図3】角張りの発生したコルゲート管の斜視図であ
る。
【図4】圧延中のロールと素管の接触状態の説明図であ
る。
【図5】ロールの傾斜角の説明図である。
【図6】角張りの発生限界を示す図である。
【符号の説明】
1、2、3.本発明の多重の円周外縁工具を有する傾斜
圧延用ロール 4.金属素管 5.コルゲート管 6.円周外縁工具部 7.非圧延部 11.スペーサー部 t0 .素管肉厚 D0 .素管外径 D.コルゲート外径 P.コルゲートピッチ h.コルゲート高さ(溝深さ) W.非圧延部7の幅(ピッチ数)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の円周外縁工具部を定ピッチで配置
    したロールをパスライン周りに3つ備えた傾斜圧延機を
    用い、コルゲート管を製造する方法において、前記円周
    外縁工具部を2群に分け、両群の間に2ピッチ以上15
    ピッチ以下の非圧延部を設けたロールを用いることを特
    徴とするコルゲート管の製造方法。
  2. 【請求項2】 定ピッチで配置された複数の円周外縁工
    具部を2群有し、両群の間に2ピッチ以上15ピッチ以
    下の非圧延部を設けたことを特徴とするコルゲート管の
    製造用ロール。
JP5024497A 1997-03-05 1997-03-05 コルゲート管の製造方法および製造用ロール Withdrawn JPH10249445A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100619501B1 (ko) * 2005-06-22 2006-09-06 최상일 열교환용 파이프의 스파이럴 형성 장치
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Effective date: 20040511