JPS5848628A - プラズマジェットによる鋼管内面の硬化方法 - Google Patents
プラズマジェットによる鋼管内面の硬化方法Info
- Publication number
- JPS5848628A JPS5848628A JP15477182A JP15477182A JPS5848628A JP S5848628 A JPS5848628 A JP S5848628A JP 15477182 A JP15477182 A JP 15477182A JP 15477182 A JP15477182 A JP 15477182A JP S5848628 A JPS5848628 A JP S5848628A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torch
- steel pipe
- pipe
- inside surface
- plasma jet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/14—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鋼管内面の再溶融による硬化法に関する。
鋼管を継いで流体を通す場合、鋼管内面の継目部分が流
体に侵され易い。そこで鋼管の端部内面に予め硬化処理
を施した後、鋼管を接続することが行なわれている。
体に侵され易い。そこで鋼管の端部内面に予め硬化処理
を施した後、鋼管を接続することが行なわれている。
鋼管の内面の硬化処理又は欠陥の改善の為に従来より炭
酸ガスアーク溶接法、ＴＩＧ溶接法等によって管内面を
再溶融させることが行なわれている。ところが上記の溶
接法では深い溶込みが得られず且つ溶込み深さを均一に
することが困難で品質が一定しない。又消耗電極式の溶
接法を用いる場合、溶接棒の選択を誤まると所望の硬度
或は改善結果が得られない問題があった。
酸ガスアーク溶接法、ＴＩＧ溶接法等によって管内面を
再溶融させることが行なわれている。ところが上記の溶
接法では深い溶込みが得られず且つ溶込み深さを均一に
することが困難で品質が一定しない。又消耗電極式の溶
接法を用いる場合、溶接棒の選択を誤まると所望の硬度
或は改善結果が得られない問題があった。
そこで本出願人は以前、再溶融の熱源にプラズマジェッ
トを用いて深い溶は込みが得られ、又溶は込み深さを均
一にして良好な硬化層を得る方法を提案した（特願昭５
６−１９２０９号）。
トを用いて深い溶は込みが得られ、又溶は込み深さを均
一にして良好な硬化層を得る方法を提案した（特願昭５
６−１９２０９号）。
本発明は上記方法を基礎とし更に実験を重ね、入熱量が
同じであればトーチを管軸方向にウィービングさせた方
がウィービングさせない場合よりも溶融量が大であるこ
とを見出し、トーチのウィービングによって効率よく管
内面に硬化層を形成出来、更に管内面に対してトーチの
先端を一定の距離に保ち従って電圧を一定に保つことに
より、成金、管内面に凹凸が生じている場合或は管が真
円でない場合でも、均−深さに良好な硬化層を形成出来
るプラズマジェットによる鋼管内面の硬化方法を提供す
ることを目的とする。
同じであればトーチを管軸方向にウィービングさせた方
がウィービングさせない場合よりも溶融量が大であるこ
とを見出し、トーチのウィービングによって効率よく管
内面に硬化層を形成出来、更に管内面に対してトーチの
先端を一定の距離に保ち従って電圧を一定に保つことに
より、成金、管内面に凹凸が生じている場合或は管が真
円でない場合でも、均−深さに良好な硬化層を形成出来
るプラズマジェットによる鋼管内面の硬化方法を提供す
ることを目的とする。
以下図面に示す実施例に基づき本発明を具体的に説明す
る。
る。
鋼管内面の硬化装置は、上面に複数の支持ローラ（５２
１（５３）を枢止した一対の受台＋５１ ｔ５１１と、
両受台に跨がって載った鋼管（１）の一端に配備されプ
ラズマジェットトーチ（２）を鋼管（１）の端部内面に
臨ませるトーチ支持台（３）とで構成される。
１（５３）を枢止した一対の受台＋５１ ｔ５１１と、
両受台に跨がって載った鋼管（１）の一端に配備されプ
ラズマジェットトーチ（２）を鋼管（１）の端部内面に
臨ませるトーチ支持台（３）とで構成される。
前記一対の受台＋５） ｆ５１１の内、何れか一方の受
台（５１１は軌条（５０）に係合しており、鋼管（１）
の長さに合せて移動可能である。
台（５１１は軌条（５０）に係合しており、鋼管（１）
の長さに合せて移動可能である。
又、何れか一方の受台（５）上の支持ローラ［株］は回
転駆動装置（財）に連繋されている。
転駆動装置（財）に連繋されている。
上記駆動装置（財）は鋼管内面の周速が１００〜４００
朋／馴程度の速さになる様に低速で鋼管を回転させる。
朋／馴程度の速さになる様に低速で鋼管を回転させる。
トーチ支持台（３）は鋼管に接して接近離間可能に配備
した公知のマニプレータ（４）と、該マニプレータ（４
）の昇降可能な腕板（４１１上に配備されたウィービン
グ装置（６）と、該ウィービング装置（６）上に配備さ
れサーボユニットｍにより昇降する上下位置自動修正装
置（７）とで構成される。
した公知のマニプレータ（４）と、該マニプレータ（４
）の昇降可能な腕板（４１１上に配備されたウィービン
グ装置（６）と、該ウィービング装置（６）上に配備さ
れサーボユニットｍにより昇降する上下位置自動修正装
置（７）とで構成される。
ウィービング装置（６）は腕（４１）上に水平方向に摺
動可能に配備された移動台Ｉｌｌをシリンダ或はラック
とピニオンの組み合せから成る往復装置−に連繋したも
ので、トーチ（２）を管軸方向に２回／秒の割合で往復
動させる。
動可能に配備された移動台Ｉｌｌをシリンダ或はラック
とピニオンの組み合せから成る往復装置−に連繋したも
ので、トーチ（２）を管軸方向に２回／秒の割合で往復
動させる。
上下位置自動修正装置（７）はトーチ（２）の先端と管
内面の距離が変わると電圧が変化することを利用して本
器内部と可変安定化電源による基準電圧と比較動増幅を
行ない、トーチ（２）の支持アーム（２１）をウィービ
ング装置（６）上の垂直スライドベース■に沿ってサー
ボユニット（２）によって上下動せしめ、管内面のプラ
ズマジェットを噴射すべき部位とプラズマジェットトー
チとの距離を一定に保ち、従って電圧を一定に保つもの
である。
内面の距離が変わると電圧が変化することを利用して本
器内部と可変安定化電源による基準電圧と比較動増幅を
行ない、トーチ（２）の支持アーム（２１）をウィービ
ング装置（６）上の垂直スライドベース■に沿ってサー
ボユニット（２）によって上下動せしめ、管内面のプラ
ズマジェットを噴射すべき部位とプラズマジェットトー
チとの距離を一定に保ち、従って電圧を一定に保つもの
である。
トーチ（２）はノズル口が３．２〜６ｍ１φのものを使
用した。
用した。
次に上記鋼管内面の硬化装置を用いて鋼管内面を硬化さ
せる方法を示す。
せる方法を示す。
マニピュレータ（４）を鋼管（１）側へ前進させ且つ腕
（４１）の高さを調節してトーチ（２）を鋼管（１）の
端部内面に臨ませる。
（４１）の高さを調節してトーチ（２）を鋼管（１）の
端部内面に臨ませる。
鋼管（１）を回転させながらウィービング装置（６）に
よってトーチ（２）を鋼管（１）の軸方向に移動させつ
つプラズマジェット（８）を噴射する。−鋼管（１）の
回転速度は１００〜４００ｍ／―と低速であり、トーチ
の軸方向のウィービングは２回／秒と高速であるから、
鋼管内面は第４図に示す如く密なるピッチの鋸歯状の線
を描く様にプラズマジェットによって再溶融され、凝固
後は溶融前よりも硬度が増し、且つ硬度が一定する。
よってトーチ（２）を鋼管（１）の軸方向に移動させつ
つプラズマジェット（８）を噴射する。−鋼管（１）の
回転速度は１００〜４００ｍ／―と低速であり、トーチ
の軸方向のウィービングは２回／秒と高速であるから、
鋼管内面は第４図に示す如く密なるピッチの鋸歯状の線
を描く様にプラズマジェットによって再溶融され、凝固
後は溶融前よりも硬度が増し、且つ硬度が一定する。
又、鋼管内面が真円でない場合、或は局部的に凹凸があ
る場合、上下位置自動修正装置（７）によってトーチ（
２）の高さはプラズマジェットが当たるべき管の部位と
常に一定距離に保たれ、電圧が一定するから再溶融によ
る硬化層の厚みは一定となる更に鋼管の内面側に引巣が
生じていた場合は、溶融時に消失して管の欠陥が改善さ
れる。
る場合、上下位置自動修正装置（７）によってトーチ（
２）の高さはプラズマジェットが当たるべき管の部位と
常に一定距離に保たれ、電圧が一定するから再溶融によ
る硬化層の厚みは一定となる更に鋼管の内面側に引巣が
生じていた場合は、溶融時に消失して管の欠陥が改善さ
れる。
鋼管（１）が１回転する迄、トーチのウィービングを繰
り返せば、鋼管の端部内面が管端から必要長さ分だけ、
一定深さの硬化層が形成出来る。
り返せば、鋼管の端部内面が管端から必要長さ分だけ、
一定深さの硬化層が形成出来る。
本発明の様にトーチを鋼管の軸方向に移動させながら鋼
管内面を溶融する場合、即、ちトーチをウィービングさ
せた場合と、させない場合との入熱量に対する鋼管内面
の溶融量を実験で確めた。
管内面を溶融する場合、即、ちトーチをウィービングさ
せた場合と、させない場合との入熱量に対する鋼管内面
の溶融量を実験で確めた。
例えば入熱量が９ Ｘ １０’ Ｊｏｕｌｅ ／ Ｖの
時の溶融量〔横断面マクロ面積（ｍ２） Ｘ移動速度（
ｍ／―）〕はトーチをウィービングさせない場合は４．
５Ｘ１０３■３／−であり、トーチをウィービングさせ
た場合は１９ Ｘ １０３ｍ３／−であった。
時の溶融量〔横断面マクロ面積（ｍ２） Ｘ移動速度（
ｍ／―）〕はトーチをウィービングさせない場合は４．
５Ｘ１０３■３／−であり、トーチをウィービングさせ
た場合は１９ Ｘ １０３ｍ３／−であった。
上記のことから、トーチをウィービングさせた方が溶融
量が大になって、鋼管内面の溶融に要する時間、従って
硬化処理に要する時間は短かく出来ることは明らかであ
る。
量が大になって、鋼管内面の溶融に要する時間、従って
硬化処理に要する時間は短かく出来ることは明らかであ
る。
本発明は上記の如（、深い溶込みと溶込み深さが一定す
るプラズマジェットを利用して管内面を溶融するから、
溶融後の固化した管表面の硬度は一定し、又、引巣が生
じていても溶融時に消えて管の欠陥が改善される。
るプラズマジェットを利用して管内面を溶融するから、
溶融後の固化した管表面の硬度は一定し、又、引巣が生
じていても溶融時に消えて管の欠陥が改善される。
又、プラズマジェットトーチを鋼管の軸方向に移動して
、即ちウィービングさせて溶融させるから入熱量に対す
る鋼管の溶融量は太き（なり、必要範囲を高能率で溶融
出来、作業時間が短縮出来る。
、即ちウィービングさせて溶融させるから入熱量に対す
る鋼管の溶融量は太き（なり、必要範囲を高能率で溶融
出来、作業時間が短縮出来る。
更にトーチは管内面のプラズマジェットが当たる部位と
常に一定の距離を保つ様に高さを自動修正しながらプラ
ズマジェットを噴射するから、電圧が一定になり管の真
円度が悪くても一定深さの硬化層が得られる等、優れた
効果を有す。
常に一定の距離を保つ様に高さを自動修正しながらプラ
ズマジェットを噴射するから、電圧が一定になり管の真
円度が悪くても一定深さの硬化層が得られる等、優れた
効果を有す。
第１図は硬化装置の正面図、第２図は要部拡大図、第３
図は溶融状態の管の拡大断面図、第４図−は溶融順序を
示した説明図である。 （１）・・・鋼 管 （２）・・・プラズマジ
ェットトーチ（７）・・・上下位置自動修正装置 （６）・・・ウィービング装置
図は溶融状態の管の拡大断面図、第４図−は溶融順序を
示した説明図である。 （１）・・・鋼 管 （２）・・・プラズマジ
ェットトーチ（７）・・・上下位置自動修正装置 （６）・・・ウィービング装置
Claims (1)
- ■ ウィービング装置及び上下位置自動修正装置に連繋
したプラズマジェットトーチを鋼管内に臨ませ、鋼管を
低速で回転させながら管内面のプラズマジェットが噴射
する部位とトーチの先端とを一定の距離を保ちつつトー
チを管軸方向に往復動させて、管内面を順次再溶融させ
ることを特徴とするプラズマジエ・ノドによる鋼管内面
の硬化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15477182A JPS5848628A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | プラズマジェットによる鋼管内面の硬化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15477182A JPS5848628A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | プラズマジェットによる鋼管内面の硬化方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12438981A Division JPS6036454B2 (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | プラズマジエツトによる鋼管内面の硬化方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5848628A true JPS5848628A (ja) | 1983-03-22 |
Family
ID=15591531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15477182A Pending JPS5848628A (ja) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | プラズマジェットによる鋼管内面の硬化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5848628A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH052541U (ja) * | 1991-06-21 | 1993-01-14 | 株式会社明電舎 | 故障警報回路 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55158224A (en) * | 1979-05-26 | 1980-12-09 | Kubota Ltd | Hardening method for inner surface of pipe |
-
1982
- 1982-09-06 JP JP15477182A patent/JPS5848628A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55158224A (en) * | 1979-05-26 | 1980-12-09 | Kubota Ltd | Hardening method for inner surface of pipe |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH052541U (ja) * | 1991-06-21 | 1993-01-14 | 株式会社明電舎 | 故障警報回路 |
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