JPH11333514A - クラッド鋼管の製造方法 - Google Patents
クラッド鋼管の製造方法Info
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- JPH11333514A JPH11333514A JP14144798A JP14144798A JPH11333514A JP H11333514 A JPH11333514 A JP H11333514A JP 14144798 A JP14144798 A JP 14144798A JP 14144798 A JP14144798 A JP 14144798A JP H11333514 A JPH11333514 A JP H11333514A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 組立を容易とした素材を用いたクラッド鋼管
の製造方法を提供する。 【解決手段】 矩形断面鋼片に設けた鋼片全長に渡る貫
通孔の中に内管を挿入した後、少なくとも圧延機に噛込
む側の端面の鋼片と内管の境界部を接合したビレットを
プレスロール穿孔機にて圧延する。プレスロール穿孔機
にて得られたクラッド鋼管を引き続き、エロンゲータ、
マンドレルミル、プラグミル等の熱間圧延機で圧延す
る。
の製造方法を提供する。 【解決手段】 矩形断面鋼片に設けた鋼片全長に渡る貫
通孔の中に内管を挿入した後、少なくとも圧延機に噛込
む側の端面の鋼片と内管の境界部を接合したビレットを
プレスロール穿孔機にて圧延する。プレスロール穿孔機
にて得られたクラッド鋼管を引き続き、エロンゲータ、
マンドレルミル、プラグミル等の熱間圧延機で圧延す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プレスロール穿孔
機を用いてクラッド鋼管を製造する方法に関するもので
ある。
機を用いてクラッド鋼管を製造する方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、石油および天然ガス井用の鋼管と
しては、一般に炭素鋼、低合金鋼が用いられているが、
近年、資源の枯渇からＨ2 ＳやＣＯ2 など腐食性の強い
成分を含む石油および天然ガス井の開発も盛んに行われ
るようになった。特に、Ｈ2 Ｓを多量に含む環境では、
オーステナイトステンレス鋼、二相ステンレス鋼、ある
いは高Ｎｉ合金が用いられるが、それらは高価であり、
耐力が比較的低いため、炭素鋼とそれらを張り合わせた
クラッド鋼管のニーズが高まりつつある。
しては、一般に炭素鋼、低合金鋼が用いられているが、
近年、資源の枯渇からＨ2 ＳやＣＯ2 など腐食性の強い
成分を含む石油および天然ガス井の開発も盛んに行われ
るようになった。特に、Ｈ2 Ｓを多量に含む環境では、
オーステナイトステンレス鋼、二相ステンレス鋼、ある
いは高Ｎｉ合金が用いられるが、それらは高価であり、
耐力が比較的低いため、炭素鋼とそれらを張り合わせた
クラッド鋼管のニーズが高まりつつある。
【０００３】圧延によるクラッド鋼管の製造方法とし
て、傾斜圧延によるものが知られている。傾斜圧延機
は、図１に示すように傾斜して対向する一対の樽型圧延
ロール１と樽型圧延ロール１の中間に配されたプラグ２
により延伸圧延を行うものである。このロール１とプラ
グ２により被圧延材３が圧延される際に、被圧延材３の
外径が拡大するのを抑えるためガイドシュー５が一対の
樽型ロール１と直交する位置に配置されている。ここ
で、一対のロール１は同一方向に回転し、被圧延材はそ
れに伴い回転することになる。即ち、被圧延材３は回転
しながら前進し、ロール１とプラグ２により圧延され肉
厚が薄い管になる。
て、傾斜圧延によるものが知られている。傾斜圧延機
は、図１に示すように傾斜して対向する一対の樽型圧延
ロール１と樽型圧延ロール１の中間に配されたプラグ２
により延伸圧延を行うものである。このロール１とプラ
グ２により被圧延材３が圧延される際に、被圧延材３の
外径が拡大するのを抑えるためガイドシュー５が一対の
樽型ロール１と直交する位置に配置されている。ここ
で、一対のロール１は同一方向に回転し、被圧延材はそ
れに伴い回転することになる。即ち、被圧延材３は回転
しながら前進し、ロール１とプラグ２により圧延され肉
厚が薄い管になる。
【０００４】傾斜圧延機によるクラッド鋼管の製造は、
外管に内管を密着嵌合させた後、外管と内管の端面を溶
接して固定した素材を用い、圧延によりクラッド鋼管に
するものである。傾斜圧延においては、ロール１とプラ
グ２の周速差が主な原因で、管軸に直角な断面で大きな
剪断応力が生じる。さらに、外管が炭素鋼、内管が高合
金鋼の二重管ビレットでは、内外管の熱間変形抵抗が異
なるため境界部に剪断応力が生じ、内外管が圧延中に剥
離することがあり、傾斜圧延によるクラッド鋼管の製造
を困難にしている。圧延中の剥離を防止するため、特開
平３−２４３２１２号公報においては、外管と内管の境
界端部をシール溶接した後、加熱して境界面を拡散接合
し、傾斜圧延する方法が開示されている。この方法によ
りクラッド鋼管の傾斜圧延が可能になるが、圧延前のビ
レット段階での接合強度を高めるため、外管と内管のク
リアランスを小さく、かつ接合する面の表面粗さを５０
μｍ以下にする必要があることが述べられている。マン
ネスマン圧延法あるいは熱間押し出し法で製造された鋼
管を外管に使用する場合、偏肉（円周方向の肉厚不整
合）、曲がり等により外管の内面側を切削する必要があ
る。さらに、外管と内管のクリアランスが小さいので内
管を外管に組み込む作業が困難である。
外管に内管を密着嵌合させた後、外管と内管の端面を溶
接して固定した素材を用い、圧延によりクラッド鋼管に
するものである。傾斜圧延においては、ロール１とプラ
グ２の周速差が主な原因で、管軸に直角な断面で大きな
剪断応力が生じる。さらに、外管が炭素鋼、内管が高合
金鋼の二重管ビレットでは、内外管の熱間変形抵抗が異
なるため境界部に剪断応力が生じ、内外管が圧延中に剥
離することがあり、傾斜圧延によるクラッド鋼管の製造
を困難にしている。圧延中の剥離を防止するため、特開
平３−２４３２１２号公報においては、外管と内管の境
界端部をシール溶接した後、加熱して境界面を拡散接合
し、傾斜圧延する方法が開示されている。この方法によ
りクラッド鋼管の傾斜圧延が可能になるが、圧延前のビ
レット段階での接合強度を高めるため、外管と内管のク
リアランスを小さく、かつ接合する面の表面粗さを５０
μｍ以下にする必要があることが述べられている。マン
ネスマン圧延法あるいは熱間押し出し法で製造された鋼
管を外管に使用する場合、偏肉（円周方向の肉厚不整
合）、曲がり等により外管の内面側を切削する必要があ
る。さらに、外管と内管のクリアランスが小さいので内
管を外管に組み込む作業が困難である。
【０００５】また、特開昭５３−７８９６６号公報に
は、内管と外管を爆発拡管法あるいはガス爆発法により
密接させ、その両端部を強固に肉盛り溶接した後、傾斜
圧延する方法が開示されている。この方法においては、
内管と外管の隙間を大きくとれるため、組立は容易であ
るが、そのための設備が必要であり、適用できる管の長
さが制限される。以上述べたように、傾斜圧延でクラッ
ド鋼管を製造するには、外管と内管が拡散接合あるいは
密着した状態の組立ビレットを必要とするため、その製
作に手間がかかるという問題がある。
は、内管と外管を爆発拡管法あるいはガス爆発法により
密接させ、その両端部を強固に肉盛り溶接した後、傾斜
圧延する方法が開示されている。この方法においては、
内管と外管の隙間を大きくとれるため、組立は容易であ
るが、そのための設備が必要であり、適用できる管の長
さが制限される。以上述べたように、傾斜圧延でクラッ
ド鋼管を製造するには、外管と内管が拡散接合あるいは
密着した状態の組立ビレットを必要とするため、その製
作に手間がかかるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな事情を鑑みてなされたもので、組立を容易とした素
材を用いたクラッド鋼管製造法を提供することを目的と
する。
うな事情を鑑みてなされたもので、組立を容易とした素
材を用いたクラッド鋼管製造法を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明によるクラッド鋼管の製造方法は、矩形断面
鋼片に設けた鋼片全長に渡る貫通孔の中に内管を挿入し
た後、少なくとも圧延機に噛込む側の端面の鋼片と内管
の境界部を接合したビレットをプレスロール穿孔機にて
圧延する方法であり、また、前記クラッド鋼管の製造方
法は、前述のクラッド鋼管の製造において、矩形鋼片と
内管の空隙に不活性ガスを充填したビレットを用いる
か、或いは矩形鋼片と内管の空隙を真空としたビレット
を用いる方法である。
め、本発明によるクラッド鋼管の製造方法は、矩形断面
鋼片に設けた鋼片全長に渡る貫通孔の中に内管を挿入し
た後、少なくとも圧延機に噛込む側の端面の鋼片と内管
の境界部を接合したビレットをプレスロール穿孔機にて
圧延する方法であり、また、前記クラッド鋼管の製造方
法は、前述のクラッド鋼管の製造において、矩形鋼片と
内管の空隙に不活性ガスを充填したビレットを用いる
か、或いは矩形鋼片と内管の空隙を真空としたビレット
を用いる方法である。
【０００８】更に、本発明によるクラッド鋼管の製造方
法は、上述のクラッド鋼管の製造において、矩形鋼片と
内管の隙間Ｃを下式で設定して製造する方法である。 Ｃmin ≦Ｃ≦Ｃmax 但し、 Ｃmin ＝０．０１Ｄob Ｃmax ＝０．３（Ｄia−Ｄib） ここで、Ｄob：圧延前の内管の外径 Ｄib：圧延前の内管の内径 Ｄia：圧延後の内管の内径 また、本発明によるクラッド鋼管の製造方法は、前述の
製造方法で得られたクラッド鋼管を、引き続き、エロン
ゲータ、マンドレルミル、プラグミル等の熱間圧延機で
圧延する方法である。
法は、上述のクラッド鋼管の製造において、矩形鋼片と
内管の隙間Ｃを下式で設定して製造する方法である。 Ｃmin ≦Ｃ≦Ｃmax 但し、 Ｃmin ＝０．０１Ｄob Ｃmax ＝０．３（Ｄia−Ｄib） ここで、Ｄob：圧延前の内管の外径 Ｄib：圧延前の内管の内径 Ｄia：圧延後の内管の内径 また、本発明によるクラッド鋼管の製造方法は、前述の
製造方法で得られたクラッド鋼管を、引き続き、エロン
ゲータ、マンドレルミル、プラグミル等の熱間圧延機で
圧延する方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明による圧延法につい
て詳細に説明する。クラッド素材を圧延するには、被圧
延材に生じる剪断応力の小さいプレスロール穿孔機がそ
の圧延機として最適であると発想し、それを用いた圧延
方法を鋭意検討した結果、以下に述べるクラッド鋼管圧
延法を開発することができた。本発明は、上記知見に基
づきなされたもので、図２に示すように孔あけ加工した
矩形鋼片に内管を挿入し、少なくとも圧延機に噛み込む
側の端面の鋼片と内管の境界部を接合した後、プレスロ
ール穿孔機にて圧延を行う方法である。
て詳細に説明する。クラッド素材を圧延するには、被圧
延材に生じる剪断応力の小さいプレスロール穿孔機がそ
の圧延機として最適であると発想し、それを用いた圧延
方法を鋭意検討した結果、以下に述べるクラッド鋼管圧
延法を開発することができた。本発明は、上記知見に基
づきなされたもので、図２に示すように孔あけ加工した
矩形鋼片に内管を挿入し、少なくとも圧延機に噛み込む
側の端面の鋼片と内管の境界部を接合した後、プレスロ
ール穿孔機にて圧延を行う方法である。
【００１０】プレスロール穿孔機による圧延において
は、内面側の工具であるプラグにより内管が押し拡げら
れるため、従来のように熱間圧延する前に矩形鋼片と内
管を拡散接合あるいは密接嵌合させる必要はなく、隙間
のある状態でも圧延時に金属結合（拡散接合あるいは密
接嵌合）させることが可能である。矩形鋼片と内管の隙
間は以下のようにする。矩形鋼片と内管の隙間の下限
は、内管挿入時の作業性より次式で定義する下限値Ｃ
min 以上とする。
は、内面側の工具であるプラグにより内管が押し拡げら
れるため、従来のように熱間圧延する前に矩形鋼片と内
管を拡散接合あるいは密接嵌合させる必要はなく、隙間
のある状態でも圧延時に金属結合（拡散接合あるいは密
接嵌合）させることが可能である。矩形鋼片と内管の隙
間は以下のようにする。矩形鋼片と内管の隙間の下限
は、内管挿入時の作業性より次式で定義する下限値Ｃ
min 以上とする。
【００１１】Ｃmin ＝０．０１Ｄob ここで、Ｄob：圧延前の内管の外径 一方、上限は、隙間が大きくなると圧着が阻害されるた
め、次式で定義する上限値Ｃmax 以下とする。 Ｃmax ＝０．３（Ｄia−Ｄib） ここで、Ｄib：圧延前の内管の内径 Ｄia：圧延後の内管の内径 本発明によれば、前記矩形鋼片と内管の隙間は、内管外
径の１〜３０％が好ましい。上記矩形鋼片と内管の空隙
は、大気が存在する状態でもよいが、両端の鋼片と内管
の境界部を接合しつつ不活性ガスを封入するか、もしく
は真空状態にすることで、より接合強度に優れるクラッ
ド鋼管を得ることができる。
め、次式で定義する上限値Ｃmax 以下とする。 Ｃmax ＝０．３（Ｄia−Ｄib） ここで、Ｄib：圧延前の内管の内径 Ｄia：圧延後の内管の内径 本発明によれば、前記矩形鋼片と内管の隙間は、内管外
径の１〜３０％が好ましい。上記矩形鋼片と内管の空隙
は、大気が存在する状態でもよいが、両端の鋼片と内管
の境界部を接合しつつ不活性ガスを封入するか、もしく
は真空状態にすることで、より接合強度に優れるクラッ
ド鋼管を得ることができる。
【００１２】一般に、プレスロール穿孔後のクラッド鋼
管の肉厚は比較的厚いため、薄い肉厚のクラッド鋼管を
得るためには、エロンゲータ、マンドレルミル、プラグ
ミル等の熱間圧延機で引き続き圧延を行うことが好まし
い。本発明法においては、プレスロール穿孔時に外管と
内管が金属結合するため、これによって始めてその後の
熱間圧延も可能になる。
管の肉厚は比較的厚いため、薄い肉厚のクラッド鋼管を
得るためには、エロンゲータ、マンドレルミル、プラグ
ミル等の熱間圧延機で引き続き圧延を行うことが好まし
い。本発明法においては、プレスロール穿孔時に外管と
内管が金属結合するため、これによって始めてその後の
熱間圧延も可能になる。
【００１３】矩形鋼片の穴あけ方法は特に限定するもの
ではないが、鋼片中心部に芯を残すトレパニング方式を
用いれば高能率な穴あけ機械加工が可能である。勿論、
穴径が小さい時には通常のボーリング加工でもよい。ま
た、矩形鋼片は形を特に限定するものではなく、正方
形、矩形のみならず多角形の鋼片も使用可能である。
ではないが、鋼片中心部に芯を残すトレパニング方式を
用いれば高能率な穴あけ機械加工が可能である。勿論、
穴径が小さい時には通常のボーリング加工でもよい。ま
た、矩形鋼片は形を特に限定するものではなく、正方
形、矩形のみならず多角形の鋼片も使用可能である。
【００１４】
【実施例】＜実施例１＞中心に直径３９mmの穴のあいた
一辺が８０mm、長さ７００mmの炭素鋼正方形鋼片に、外
径３７．５mm、肉厚６mm、長さ７００mmのＳＵＳ３１６
Ｌ、ＩＮＣＯＬＯＹ８２５の内管を挿入した。この場
合、矩形鋼片と内管の隙間は１．５mmである。矩形鋼片
と内管の隙間を真空引きしながら、両端面の鋼片と内管
の境界部を溶接したビレットを被圧延材とした。被圧延
材を１２５０℃に加熱後、プレスロール穿孔機にて外径
９３mm、肉厚２３mmに圧延した。圧延後のクラッド鋼管
の超音波探傷および接合面を顕微鏡観察した結果、いず
れのビレットでも剥離のない良好なクラッド鋼管を得る
ことができた。また、本実施例で製造したクラッド鋼管
は、剪断強度についても従来品と同等またはそれを上廻
る優れた特性を示した。 ＜実施例２＞中心に直径３９mmの穴のあいた一辺が８０
mm、長さ７００mmの炭素鋼正方形鋼片に、外径３７．５
mm、肉厚６mm、長さ７００mmのＳＵＳ３１６Ｌ、ＩＮＣ
ＯＬＯＹ８２５の内管を挿入した。矩形鋼片と内管の隙
間を真空引きしながら、両端面の鋼片と内管の境界部を
溶接したビレットを被圧延材とした。被圧延材を１２５
０℃に加熱後、プレスロール穿孔機にて外径９３mm、肉
厚２３mmに圧延し、引き続きエロンゲータにて外径９３
mm、肉厚８mmに圧延した。圧延後のクラッド鋼管の超音
波探傷および接合面を顕微鏡観察した結果、いずれのビ
レットでも剥離のない良好なクラッド鋼管を得ることが
できた。また、本実施例で製造したクラッド鋼管は、剪
断強度についても従来品と同等またはそれを上廻る優れ
た特性を示した。
一辺が８０mm、長さ７００mmの炭素鋼正方形鋼片に、外
径３７．５mm、肉厚６mm、長さ７００mmのＳＵＳ３１６
Ｌ、ＩＮＣＯＬＯＹ８２５の内管を挿入した。この場
合、矩形鋼片と内管の隙間は１．５mmである。矩形鋼片
と内管の隙間を真空引きしながら、両端面の鋼片と内管
の境界部を溶接したビレットを被圧延材とした。被圧延
材を１２５０℃に加熱後、プレスロール穿孔機にて外径
９３mm、肉厚２３mmに圧延した。圧延後のクラッド鋼管
の超音波探傷および接合面を顕微鏡観察した結果、いず
れのビレットでも剥離のない良好なクラッド鋼管を得る
ことができた。また、本実施例で製造したクラッド鋼管
は、剪断強度についても従来品と同等またはそれを上廻
る優れた特性を示した。 ＜実施例２＞中心に直径３９mmの穴のあいた一辺が８０
mm、長さ７００mmの炭素鋼正方形鋼片に、外径３７．５
mm、肉厚６mm、長さ７００mmのＳＵＳ３１６Ｌ、ＩＮＣ
ＯＬＯＹ８２５の内管を挿入した。矩形鋼片と内管の隙
間を真空引きしながら、両端面の鋼片と内管の境界部を
溶接したビレットを被圧延材とした。被圧延材を１２５
０℃に加熱後、プレスロール穿孔機にて外径９３mm、肉
厚２３mmに圧延し、引き続きエロンゲータにて外径９３
mm、肉厚８mmに圧延した。圧延後のクラッド鋼管の超音
波探傷および接合面を顕微鏡観察した結果、いずれのビ
レットでも剥離のない良好なクラッド鋼管を得ることが
できた。また、本実施例で製造したクラッド鋼管は、剪
断強度についても従来品と同等またはそれを上廻る優れ
た特性を示した。
【００１５】
【発明の効果】本発明により、組立を容易としたビレッ
トを用いクラッド鋼管を製造することが可能である。
トを用いクラッド鋼管を製造することが可能である。
【図１】（ａ）は、傾斜圧延装置の概略図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ断面図。
（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図２】（ａ）は、クラッド鋼管製造用ビレットの説明
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。
１…傾斜圧延機の圧延ロール ２…傾斜圧延機のプラグ ３…被圧延材 ４…傾斜圧延機のバー ５…傾斜圧延機のガイド ６…孔のある角形鋼片 ７…内管
Claims (5)
- 【請求項１】 矩形断面鋼片に設けた鋼片全長に渡る貫
通孔の中に内管を挿入した後、少なくとも圧延機に噛込
む側の端面の鋼片と内管の境界部を接合したビレットを
プレスロール穿孔機にて圧延することを特徴とするクラ
ッド鋼管の製造方法。 - 【請求項２】 前記矩形鋼片と内管の空隙に不活性ガス
を充填したビレットを用いることを特徴とする請求項１
記載のクラッド鋼管の製造方法。 - 【請求項３】 前記矩形鋼片と内管の空隙を真空とした
ビレットを用いることを特徴とする請求項１記載のクラ
ッド鋼管の製造方法。 - 【請求項４】 前記矩形鋼片と内管の隙間Ｃを下式で設
定したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１
項に記載のクラッド鋼管の製造方法。 Ｃmin ≦Ｃ≦Ｃmax 但し、 Ｃmin ＝０．０１Ｄob Ｃmax ＝０．３（Ｄia−Ｄib） ここで、Ｄob：圧延前の内管の外径 Ｄib：圧延前の内管の内径 Ｄia：圧延後の内管の内径 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項に記載
の製造方法で得たクラッド鋼管を、引き続き、エロンゲ
ータ、マンドレルミル、プラグミル等の熱間圧延機で圧
延することを特徴とするクラッド鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14144798A JPH11333514A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | クラッド鋼管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14144798A JPH11333514A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | クラッド鋼管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11333514A true JPH11333514A (ja) | 1999-12-07 |
Family
ID=15292146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14144798A Withdrawn JPH11333514A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | クラッド鋼管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11333514A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004518558A (ja) * | 2001-01-31 | 2004-06-24 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 湾曲した表面を有する、冶金的に接合された層状の物品 |
| US8161620B2 (en) * | 2003-07-09 | 2012-04-24 | Technische Universität Dresden | Annular composite workpieces and a cold-rolling method for producing said workpieces |
-
1998
- 1998-05-22 JP JP14144798A patent/JPH11333514A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004518558A (ja) * | 2001-01-31 | 2004-06-24 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 湾曲した表面を有する、冶金的に接合された層状の物品 |
| US8161620B2 (en) * | 2003-07-09 | 2012-04-24 | Technische Universität Dresden | Annular composite workpieces and a cold-rolling method for producing said workpieces |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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