JPS5873772A - めつき鋼管の電縫溶接部の補修方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ビードカット一部に補修用金属線材を溶融付
着させて、超音波振動を与えるｈりき鋼管の電縫溶接部
の補修方法に関する。

従来のめりき鋼管の電縫溶接部の補修方法として、溶射
法があるが、本発明省らはこの改良法として溶融金属を
供給して超音波振動を与える方法、更には溶融金属に代
えて金属線を供給する方法を先に提案した。以下これら
従来技術及び先行技術につき＃ｉｔ明する。

壕ずめりき電縫鋼管製造工程の概略につき説明する。

第１図に示すように予めめり話された帯鋼は、ブレーク
ダウンクールによってＵ字ｔＭｔで成形され、ついでシ
ームガイドｓ７で円形になると同時に、両端艇正しくガ
イドされながら、合わせ目の開いたオーブン／ダイア＃
２の形で溶接工程に移される。ここで溶Ｗ機３により、
低周波又は高周波交流等を電源とし、誘尋電ｆｔＫよる
発熱を利用し電、成形後のオーブン・譬イデ２０両縁部
のみを急速かつ集中的に加熱し、ただちにスクイズロー
ル４で横方向から圧力を加えて接合する。さらに以上の
ような方法で管が溶接されるときに、スクイズクールの
加圧によりて軟化し九−の一部が押し出されて、管の外
側および内側に余盛シ（ビード）となって残るが、これ
らのうち外側のものは常にビードカッター５によって切
削除去される。ｔた内側のピードは、必要に応じて成形
機の途中から差し込んだ棒Ｏ先にと９つけ九刃物で切削
除去される。なお第１図では、外面のピードカッ−一５
をライン方向に２金属列に配置しであるが、力、−−刃
先の交換の必要から１台づつ交互に運転される。

こＱ切削によシ予め絢されためつきも同時に９−°。

除去されるので、外面のビード部を切削除去後ビード切
削面に溶融めりき金属溶射機−に、よって溶射皮膜を形
成し、補修めっきをおヒなう。

更に補修されたメ、午面は、溶射粒Ｏ凹凸があられ−れ
、外観が落ちる丸め、−ぐフやワイヤーデツ、７等の研
摩装置１によフて溶射表面を研奉し、平滑にするととも
に、補修部以、外のめつき鋼管表面に付着しているー射
粒をも研摩除去する。この後電縫管Ｐを冷却し、数組の
ロールからなる定型機で外径の修正を行ない、ついで管
に同調して移動する走行−断機によって所定の□ 長さく切断し、仕上げ１輻に送る。

ヒのめ−）Ｉ電縫鋼管製造工程において、外面ビード切
削後の従来の溶接部めっき補修は、上述のように溶射法
によっておヒなっていた。

（１）溶射法 この溶射法は、亜鉛−４のめつき金属線をガス及びアー
ク等の熱によって溶融し、圧縮空気勢の圧力の高いガス
によって溶融金属を畝粒子化すると同時に、この微粒子
をビード切削面に為違で吹き付け・密着させる方法であ
る。

しかし溶射法にょる溶射金属と、ビード切削面鋼木地と
の密着は、機械的又は物理的結合である場合が多く、ま
た金属値粒子が素地上に順麺に重畳していく密着形態を
なすために被覆部分に気孔が多く、その嵩密度は、固体
金属の密度の８０〜９０％に低下する。この九め溶射皮
膜の密着性が悪く、加工された場合に、補修層が剥−す
るなどの問題を生じている・ また溶射法で□は、溶射皮膜表面の平滑さを得゛る丸め
に研摩を逸えているが、仁のようにすると表鳴の溶射皮
膜■′１が除去されて、補修層全体が薄くな）、補修部
分だけ極端に耐食性が劣るなどの間離が生じる。

生の溶射法では、密着性中補修めっき厚を高め防錆性能
を向上させるために、溶射機をツイン方向に数台並ぺ九
シ、同一の地点に数台の溶射機を配置し、溶射するなど
の対策が講じられている。しかし、この場合も溶射法の
本質的な欠点は補いえず、横木的な対策とはなりていな
いようである。

（赫）溶融金属の供給による補修 このような問題点を解決するために本発明者拡、補修部
分に溶融金属微粒子でなく、溶融めっき金属そのものを
特殊な手段で接触させ、超音波振動を加えて曾−ドカ、
ト部鋼素地と溶融金属の密着性向上を図る方法を先に２
提案した。

この方法は、第２図に示−すよう゛に電気溶接しため、
）亀鋼管１１０ビーＰ部を切削バイトで削除した後、溶
接部のビードカット面１１に溶融金属供給槽ＩＪから溶
融亜鉛Ｊ４を供給する。

これと同時並行して、超音波振動子Ｊ１を作動させ、溶
融亜鉛Ｊ４、虻−ドカ、ト面ＩＪ及びビード力、）面近
傍のめり電層とに超音波振動を加え、ピードカット面Ｊ
１上にめうき金属層を形成させる方法である。

ζｏ７５法によれば、超舊波の音圧及び超音波振動によ
る亜鉛浴中でのキャピテークーン効果尋によりピードカ
ット向に生じていた酸化層等の汚れが泳云されるため、
鉄−亜鉛合金層が形成され中すくなシ、ＶＢ層性が良好
となる。しか４ｈ４４ｖ＊め−）き−の表面が平滑とな
るため、溶射法Ｏ場合ゐようにパフ等の研摩を必要とせ
ず、十分なめつき犀、均一なめっき層、それに伴りて十
分な耐食性が得られる。

しかしこの方法は、溶融した亜鉛を、溶融金属供給槽１
３の先端ＪＪ＆とめつき鋼管ＪＪとの間−から外ｒｃ　
Ｎ出させないで操業する事が比較的−−である・このた
め補修めつき幅を一定に４！１持しにくい欠点がある。

（１１基−ｘｍｏ供給による補修方法 この問題点を解決するために本発明者は、溶融＊に４に
代えて固体のめりき金Ｉｆ４１１ｉＩｉを直接ピードカ
ッ４面に供給して溶融させる方＠を先に提案した。

この方法線、第３図に示すように帯鋼の端部と端部とを
密着させ、電縫溶接した彼ピード部を切削して平滑にす
る０次いでめっき鋼管２１のピードカット部を中心にバ
ーナー２２岬で局部加熱する。との加熱は、めっき金Ｆ
４＠ｚｓが溶融する温［（約４２０℃以上）まで行なう
。

しかる後導管２４で導びかれためつき金属線２３をビー
ドカプト部に供給し、ピードカット部の保有熱量で溶融
させる。更にこの溶融と同時あ′るい拡再凝固する壕で
の間に超音波振動子ｊ５で発振した超音波振動を、超音
波テップＸ５Ｐｃよって溶融金属層に付毒し、〜ビード
左。

ト部全面にわたシ、溶融金〜属による表面皺ａ層を形成
させる。

この方法によれば、めっ嘗金属＠２３を必要量に応じて
溶融させながシ、ピードカット部と同じ幅の超音波チ、
デ２６によって超音波振動を与えるため、溶融金属がビ
ードカット部以外に流出して、操業が妨げられるおそれ
がなく、安定した補修め−）きが可能となる。

しかしこの方法では、めっき金ｍ麹供給に先立ち、ピー
ドカット部をバーナー等で加熱するため一表面に酸化皮
膜が多量に存在する。このためとの表面にめ−）き金属
線を供給して溶融付着させると、超音波振動を付与して
も酸化膜を除去することができず、必要なめっき密着力
を確保するととｉできないおそれがある。

本発明は上記夢悄に−みてなされた亀ので、その目的と
するところは、ビードカットから超音波振動までの工程
の一部又は全部を非酸化性雰囲気でおこなうととによシ
ビードカ、ト部の鋼索ｓｋ表面に酸化皮膜を生成させず
、補修めっき部の密着性を向上することができるめっき
鋼管の電縫溶接部の補修方法を得んとするものである。

すなわち本発−は、めっき鋼管の電縫溶接部・　　１東 をビードカットして加熱した後、該ピードカット部に補
修用金属線材を溶融付着させて超音波振動を与える際に
、上記ビードカット工程から超音波振動を与える工程ま
での１＆ｌｌ又唸全一部の工程を非酸化性雰囲気でおこ
なう方法である・以下本発明方法を図示する実施例１〜
５を参照して説明する。

９４図〜第８図は電縫溶接部の補修装置を示す、この補
修装置は、ビードカ、−−３１以降にビードカット部加
熱装置ｊＪ、酸化膜除去のためのビードカット表面研摩
装置１１Ｂ、補修用のめっき金属線供給装置３４及び超
音波振動印加装置３６の一部又は全部を直列に配置し、
ビード力、ター３１から超音波印加装置３５の一部又は
全部をシール？ツクス３ｇ＊８ｒで覆い、不活性ガス、
還元ガス咎の非酸化性雰囲気に保持している・ ビードカット部加熱装置Ｓ２は、比較的狭幅のビードカ
ット表面をめ５き電縫管１８のめつき部分に影畳を与え
ずに均一に予熱するものである０例えば高周波加熱器、
赤外線加熱器、ガスバーナー勢が挙げられる。ｔた鋼縫
管造管ラインによりては溶接時の残留熱だけで亜鉛線が
溶融可能なものもあるので、この場合この加熱器ｗ１３
２は特に使用する必要がない。

ビードカット表面研摩装置３３は、ピード力、ト部から
めりき金属線供給位置までの区間で、ピードカット部表
面に生成する鉄険化物の酸化皮膜を物理的に除去するも
のである―この装置も一加熱装＃１ｓｘの検知及びクー
ルが、クスの使用範囲との兼ね合いにおいて適宜に使用
される。

まためっき金Ｊｌｊ機供給装置３４絋、６叩き金属−３
＃をビードカット部に適切に供給するものでＴｏ＃）、
種々のめっき金属細径に対し、供給速度を制御できる機
構を持つ。また供給装置３４に電気加熱大勢のめつき金
楓線予熱装置４ｏを設ければ、ビードカット部に供給し
ためつき金属線の溶融を容易にすることができ、非常に
効果的である・ また超音波振動印加装置３５は、奈動子４１で発生した
超音波振動を超音波ζてｓ４２から補修めつき１１４５
に伝亀するもので、このとてｉ！４２は補修めり１Ｎｉ
４Ｊに直接接触して鉄酸化皮膜と溶融めりき金属との界
面に超音波Ｏ音圧と中ヤビテーク冒ン効果を作用させ、
酸化皮膜を破壊させて、密着性、濡れ性、幅均一性、厚
さ均一性を向上させるものである。このこて部４２の先
端は、電気加熱勢の加熱装置４４でめっき金属の溶融点
以上に加熱し、めりき金属の凝固による補修め９き部の
品質低下を防、止するのが好ましい争 更にまたＶ−ルー、ジス８６．３’ｌ紘、ビードカット
直後からめりき金属線供給位置までの間で酸化皮膜が生
成するのを防止するもＯで、ピードカット部表面を不活
性ガスい還元性ガス勢の非酸化性ガス雰囲気で大気かｃ
−、鑓断している。ただし、彼達するように一旦酸化皮
膜を研摩する研摩器筐ＳＳを使用する場合あるいはビー
加熱ット部加熱装皺３傘として還元性炎を発生するバー
ナーを使用す′Ａ′１□場合など、ビード力、−一３１
から超音波印加装置ｓｓｉでの全てにＶ−ルー、クスを
設けずその一部に設けるようＫしてもよいΦ 実施例１ しかして＠４図の実施例では、使用電縫鋼管は、外径６
０．３５ｗｍ、肉）ｊ＃３．２霞の内外面に溶融亜鉛め
っきを施したもので、付着めりき量は内外面とも片ｌ１
１ｉ５００ｆ／−である。

との電縫鋼管３８は、２５ｍ／分の速度でフォーζフグ
イル°、溶接機、−スクイズロールｔ−ｉて造管され、
クールが、ジス８６内に入る・クール−、ジス３６内で
ビード切削バイトからなるビードカッターＪＪにより、
溶接後の外面ビードが削シ取られる。ビード切削後のピ
ード力。

ト部の幅は、約５−で、その表面は比較的滑らかである
。このピードカット部分の中心部では、溶接熱が残留し
ているため、６００℃程度の温度を示すが、ビ、−ドカ
、ト部の両端部では３００：１．′□ ℃＠１まで温度、が低下しておシ、一方向の温度゛− 分布は非常に大１い。ビードカット俵高周波によるピー
ドカット部加熱装置３２でビードカット部を鴨方向にも
均一に加熱して、平均温度５００℃程度まで上昇させる
。その直後めっき金属軸供給装置３４の先端からめっき
金属−である径６■の亜鉛線ｓ９をビードカッター１１
！に供給し、接触と同時に加熱溶融する。この亜鉛線Ｊ
＃は、めっき金属線スプール４５に巻かれた状態で保持
されてＳ？シ、めっき金属線送シａ　−ル４６で連続的
に引き出されて、供給装置先端Ｊ４ｍに送シ込壕れる曇
またこの先端１４ｍの回シに電気式のめつき金属線予熱
器筐４ｏが設置され、亜鉛線をピードカット部と接触す
る紡に溶融温度近くまで予熱している。との実施例では
、亜鉛線供給量に追従させて、予熱装量４０への供給電
力を制御し、亜鉛線一温度を３５０〜４００℃としてい
る。　゛ 亜鉛線供給直談に超音波振動子４ノからこて部４２に超
音波振動を伝鵠する。超音波振動は、こて部４２先端か
ら溶融亜鉛皮膜中に伝鳴される・この実施例では、超音
波振動子４１の出力３００Ｗ％超音波振動は１９．５　
ｋ’ｓ　、こて部先端拡超音ｆＩｊＬヒて加熱装置４４
で約４５０℃に一定に保持されている。この実施例にお
けるこて部先端の形状社、幅をピードカット部の輸よシ
ャや広くしている。このようにすると溶融亜鉛皮膜７Ｄ
ｘ電縫銅管３８の予めめっきされた面にまで拡彊されて
、補修部と予めめっきされた部分との間にめっきの火路
を生ずることがなく、また電−管のめっき部と外観上走
がなく、同吟の萱着力を持つ′ｊ４修めりきが可能とな
る。また補修めっきの４１ｔｌ、超音波ζて都４２の輪
とｉ！ｌは同等になるので、輪の異なった超音波ごてを
使用することにょシ、Ｃ−ドヵ、ト幅の異なる電縫鋼管
にも容易に附応り能であシ、超音波とての−によって菊
修めりきの幅を任意に制御することができる−０ 史にクールドーツクスは、この実施例ではビードカッタ
一部分を囲うもの３６・と、加熱装置を囲うもの３７と
に分れた構造となっている。これはビードカッタ一部分
では、ビードの切ＰＡ屑を取シ出すため定期的に外気と
連通する必要があるためで、ζこのシールメ、クスハ容
易に島閉可能な構造である。クールゲヅクスに送入する
ガスは、Ｈ２５１６％Ｎ、９５−の混合ガスを用い、ク
ール？、クス内圧がｒ−ジ圧力で５〜１０　ｔｍ　Ａｇ
となるように流量を制御する。送気する元ガス中の酸素
濃度が２〜３　ｐｐｍであるときに７−ルがツクス内の
酸素１１［拡３０〜５０　ｎｐｍに保持される。

なおビードカット部加熱装置として、高１周波誘導加熱
にかえて赤外線加熱勢の手段を用いるとともできる・ 実施例２ この方法は、第４図に示すシール−、クスのうちビード
力、り部分のシール？９、クスを取外して加熱装置のみ
をシールが、クスで囲うもので、使用するシールが、ク
スをビードカッ−一に接近させている。

この方法によればビード切削屑の除去が容易となる。ビ
ードカット直後に生成する酸化膜も比較的微少に抑える
ことができる。また補修めつき層の密着性は、実施例１
の−のと比較してやや劣るものの実用的に問題を生じな
い。

実施例３ この方法は、第６図に示すようにビード力。

−一３１によるビード力、ト及び加熱装置３２による高
周波加熱を大気雰囲気中でおこない、次いで、ビードカ
ット部をシールＩ、クス３７で曲われ不活性ガス又は還
元性ガス雰囲気とした研摩装＊Ｓ　Ｓ、金属−材供給装
置先端５４＆、超音波こて部４２に通す。そして研摩装
置３Ｓで、為周波加熱中及びその直談にビード力、“ト
部に生じた酸化皮膜を研革除去した後供給装置先端ＪＪ
＆から東鉛線材を供給し、超音波とて部４２から補修め
つき智に超音波振動を与える。

ビードカッター３１及び高周波の加熱装置１２は、大型
でシールが、クスの設置が比較的困難であるが、この方
法ではこれらを囲うクールがツクスが不要となシ、研摩
装置３Ｊ以降のシールがツクス３１を小型化でき、不活
性ガス、′。

又は還元性ガスの涌−量を少なくすることができる。

この実施例で用いた研摩装置３８は、めりき電縫管（外
径４８．６■）に対し、直径３０Ｇ−、ツイン走行方向
のブラシ幅１０Ｇ−の研摩ブラシであるが、油圧式の均
一圧下方式を採用すれば、ビードカット幅のみを鋼管母
材部のめつきに損傷を及はすことなく研摩する仁とがで
きる。

この研摩ブラシは、加熱区間で生じた酸化膜を＃１とん
ど除去するととができるので、補修、めっ□き層の密着
性は従来方法に比較して高く、実用的に問題を生じない
。

実施例４ この方法は、ビードカット部加熱装置１１として、電気
加熱法に代えて還元性０燃！Ｉｆス炎をもつ燃焼ガス／
ｆ−ナー（ＩＩ元性グレ電、クスガス／ｆ−ナー）を用
いた４のでｉる。こ０方法は、第７図に示すように非酸
化性雰囲気中でビードカット幅た後、還元性７”Ｌ／（
、クスガスバーナーで大気雰囲気中で加熱する。ヒの場
合表面は酸化されることがない、加熱されたビードｆＦ
　ｑ　）　部ｔｊ：、シールｄ１９クスで非酸化性雰囲
気とした金属線供給装置先端Ｊ４ａから龜鉛聴を供細し
、超音波ζて部４２で超音波を与える。

この実施例では、大きさを賛する加熱装置についてクー
ルが、クスが不要となシ、装置が小皺化し、使用ｇｏ気
ガス量も少なくてすむ。また還元性ｆスノ青−ナーの還
元性炎が微少な酸化ｊＩＩＩを還元して清浄な鋼素地と
するため、ピードカッ−一を囲うシールが、クスを除去
することができる。また補修めつき智の性能も実施例１
と同じで６る・ 実施例５ この方法は７第８図に示すように大気雰囲気中でビード
カット稜、大気雰囲気中で酸化性／４−ナーの燃焼炎に
よって直火加熱する。この場合燃焼炎が酸化性なので、
同時にビードカット部が皺化される０次いで加熱したビ
ードカット部を７−ルー、ジス３１内に通して非酸化性
雰囲気で酸化皮膜を研麟、除去し、清浄となった鋼素地
に亜鉛＠１−溶着させた・ この方法で得られた補修めっき部の密着力は、他の実施
例よシ、若干省りたが、実用上の支障のでる程ではない
、この方法によれば、通常の燃焼バーナーを使用できる
ので、燃焼系統の機構が単純で、還元性バーナーの如く
ガス電キサ−や特殊バーナーノズルを必要とすることが
なく、設備費を安くするととがで亀るへ 次に実施例１〜５で得られた補修めつき層の性能を従来
法（クール？、クスを取付けない方法）と比較して、第
１表に示す。

ととで密着性試験は、１０段階の評価法をとった 試験方法 ハンマー試験：　ＳＸＳ規定に従う 偏平試験：補修めりき部を真横にし、め５ｍ管を管外径
りの１／３ｔで偏平とした後、セロテープ剥離しえ。　
　　　、 ９♂曲げ：めりき管よシ補修めりき部のみを切シ出し％
９ｇ！曲げした後セミチーデ ー　剥離した・　　　　　２ 硫酸銅試験：　ＪＩＳ規定に従う。

以上の如く本発明によれば、補修工程の一部又は全部を
非酸化性雰囲気でおこない、Ｃ−ドカット部に酸化皮膜
を形成せず、あるいは形成されてもこれを除去すること
によシ補修めっき層の密着性を向上することができる顕
著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はそれぞれ異なる従来の補修方法の
説−図、第４図は本発明に係る補修方法や一例を示す説
明図、第５図は同方法におけるめっ龜電縫管の断面図、
第６図ないし第８図は本発明に係る補修方法のそれぞれ
異なる他の例を示す説明図である。 ３Ｊ・・・は−ドカ、ター、Ｊ１／・・・ビードカッ１
部加熱装置、ＪＪ・・・ヒートカッ４表面研摩装置、３
４・・・めり龜金属、線供給装置、３５・・・超音波振
動印加装置、３６．３７…クールが、クス、３８・・・
めっき電縫管、３＃・・・めっき金１４ｍ、４０・・・
め、１１金８に予熱装曾、−、、，４１７７７超音技振
動子、４２・・・超音波こて郷、４Ｓ・：・補修め−）
！１層、４、、．４　＝−・加熱装置、４５・・・めつ
き金属線スプール、４ｒｓ−・・峠りき金属線スプ−ル
。。 第１図 ム５ 第帛図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. めりき鋼管の電縫溶接Ｓｔ−ビードカ、トシて加熱した
   後、該ビードカット部に補修用金属線材を溶融付着させ
   て超音波振動を与える際に、上記ビードカット工程から
   超音波振動を与える工程までの１部又は全部の工程を非
   酸化性界囲気でおこなうことをＩｆ！Ｉ徽とするめ−）
   ｔｉ銅管の電縫溶接部の補修方法。