JPS6037220A - 管長手方向に肉厚差をもった金属管の製造方法 - Google Patents
管長手方向に肉厚差をもった金属管の製造方法Info
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- JPS6037220A JPS6037220A JP14563883A JP14563883A JPS6037220A JP S6037220 A JPS6037220 A JP S6037220A JP 14563883 A JP14563883 A JP 14563883A JP 14563883 A JP14563883 A JP 14563883A JP S6037220 A JPS6037220 A JP S6037220A
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
- B21C37/0803—Making tubes with welded or soldered seams the tubes having a special shape, e.g. polygonal tubes
-
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
- B21C37/16—Making tubes with varying diameter in longitudinal direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (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】
（産業上の利用分野）
この発明は管長手方向に肉厚差をもった金属管の製造方
法ζこ関する。
法ζこ関する。
近年、海底油田（ガス田も含む）の開発は次第に深海化
してきており、水深５００ｍを越える海底油田の開発も
考えられている。従来、海底油田からの石油（ガスを含
む）の生産には海底に構造物を固定する固定式生産プラ
ットフォームが使用されて来た。しかし、水深の増大に
伴い構造物の固有周期が波浪の周期に接近するという問
題が生じて来た。この波浪周期との共振問題を避けるた
めに、柔構造式生産プラットフォームが考案された。テ
ンションレグプラットフォームはその一例である。
してきており、水深５００ｍを越える海底油田の開発も
考えられている。従来、海底油田からの石油（ガスを含
む）の生産には海底に構造物を固定する固定式生産プラ
ットフォームが使用されて来た。しかし、水深の増大に
伴い構造物の固有周期が波浪の周期に接近するという問
題が生じて来た。この波浪周期との共振問題を避けるた
めに、柔構造式生産プラットフォームが考案された。テ
ンションレグプラットフォームはその一例である。
テンションレグプラットフォームとは、多数の鋼製管状
部材をねじ結合した。いわゆるテンンヨンレグにより洋
上に浮遊している生産プラットフォームを海底のアンカ
一部に係留したものである。
部材をねじ結合した。いわゆるテンンヨンレグにより洋
上に浮遊している生産プラットフォームを海底のアンカ
一部に係留したものである。
洋上の生産プラットフォームは強制的にいくらか沈めら
れており常に余剰の浮力が作用するようになっている。
れており常に余剰の浮力が作用するようになっている。
したがって、上記管状部材は常に上方に、すなわち洋上
に向って張力を受けており。
に向って張力を受けており。
これがテンションレグプラットフォームと呼ばれる由縁
である。
である。
管状部材は単位長さく通常１２ｍ程度）で製造され１両
端にはおねじ（ビン部）とめねじ（ボックス部）が設け
られているが、ネジ部の強度を確保するためにこの両端
部（コネクタ部）は管の肉厚が厚くなっている。管状部
材は一本づつねじ結ｆ・シれて生産プラットフォームか
ら海底に降ろされ、下端が海底のアンカ一部に固定され
その上端は生産プラントフオームに固定される。生産プ
ラットフォームは採取する油またはカスが枯渇する壕で
使用され、その使用期間は２０年以上にも及ぶ。
端にはおねじ（ビン部）とめねじ（ボックス部）が設け
られているが、ネジ部の強度を確保するためにこの両端
部（コネクタ部）は管の肉厚が厚くなっている。管状部
材は一本づつねじ結ｆ・シれて生産プラットフォームか
ら海底に降ろされ、下端が海底のアンカ一部に固定され
その上端は生産プラントフオームに固定される。生産プ
ラットフォームは採取する油またはカスが枯渇する壕で
使用され、その使用期間は２０年以上にも及ぶ。
使用期間中１こ生産プラットフォームＬｔ時々刻々変化
する風力、波浪力、潮流力、潮汐力を受け、したがって
生産プラットフォームに作用する浮力も変化する。ゆえ
に、テンションレグに作用Ｔる張力は常に変動しており
、これを構成する管状部材は海水中における十分な疲労
強度が要求される。
する風力、波浪力、潮流力、潮汐力を受け、したがって
生産プラットフォームに作用する浮力も変化する。ゆえ
に、テンションレグに作用Ｔる張力は常に変動しており
、これを構成する管状部材は海水中における十分な疲労
強度が要求される。
（従来技術）
この問題を解決する方法として例えばテンションレグ材
の製造において、ピン部とボックス部のコネクタ一部を
鍛造品で製作しその中間の直管部は鋼板をプレス曲げな
どにより成形および溶接して製作し、しかる後にコネク
タ一部と直管部を円周溶接してテンションレグ−佳品と
する方法カ考えられる。
の製造において、ピン部とボックス部のコネクタ一部を
鍛造品で製作しその中間の直管部は鋼板をプレス曲げな
どにより成形および溶接して製作し、しかる後にコネク
タ一部と直管部を円周溶接してテンションレグ−佳品と
する方法カ考えられる。
しかし軸力を直角方向に受ける円周溶接部については海
水中の疲労強度を母材部と同一にすることは現在の溶接
技術では困難である。したがって。
水中の疲労強度を母材部と同一にすることは現在の溶接
技術では困難である。したがって。
溶接部の品質劣化を見込んであらかじめ直管部の両端の
肉厚をある長さだけ厚くした。管長手方向に肉厚差をも
った直管部を製作し、コネクタ一部吉円周溶接する方法
が考えられる。
肉厚をある長さだけ厚くした。管長手方向に肉厚差をも
った直管部を製作し、コネクタ一部吉円周溶接する方法
が考えられる。
（発明の目的）
この発明は上述した長手方向に肉厚差をもった金属管を
精度良く安価に製造する方法を提供しようとするもので
ある。発明者等は、このために先に特願昭５７−１８４
６８８を提案したが、この提案においてもなお改善すべ
き次の問題点がある。
精度良く安価に製造する方法を提供しようとするもので
ある。発明者等は、このために先に特願昭５７−１８４
６８８を提案したが、この提案においてもなお改善すべ
き次の問題点がある。
すなわち、長手方向に板厚差をもった一定幅の金属板を
管内径一定で曲けた場合、薄肉部に対し厚肉部の外周長
が足りなくなるため長手方向に管径の変化を生じ、厚肉
部薄肉部ともに目標とする外径が得られず寸法精度が悪
くなるという欠点がある。
管内径一定で曲けた場合、薄肉部に対し厚肉部の外周長
が足りなくなるため長手方向に管径の変化を生じ、厚肉
部薄肉部ともに目標とする外径が得られず寸法精度が悪
くなるという欠点がある。
この発明は上記問題点を解決し、管径を目標値に一致さ
せ、かつ寸法精度の高い長手方向に肉厚差をもった金属
管を製造する方法を提供しようとするものである。
せ、かつ寸法精度の高い長手方向に肉厚差をもった金属
管を製造する方法を提供しようとするものである。
（発明の構成・作用）
この発明では、先ず管厚内部に相当する部分が厚くなっ
た四角形の金属板材を準備する。この板拐をブレス曲げ
もしくはロール送り曲げにより管状体に成形した後に、
この管状体の厚肉部薄肉部の外周長を目標とする管径ｆ
こおける厚肉部薄肉部の外周長と各々等しくするように
エツジ部を切断し、端面を開先加工を行ない接合部を溶
接して差厚管が得られる。
た四角形の金属板材を準備する。この板拐をブレス曲げ
もしくはロール送り曲げにより管状体に成形した後に、
この管状体の厚肉部薄肉部の外周長を目標とする管径ｆ
こおける厚肉部薄肉部の外周長と各々等しくするように
エツジ部を切断し、端面を開先加工を行ない接合部を溶
接して差厚管が得られる。
以下１ここの発明の詳細な説明する。
先ず従来の製造法きその問題点力）ら説明する。
製造する管１は、第１図に示すように、厚さｔｌをもつ
薄肉部２と外径側に張り出した厚さｔ２をもつ厚肉部３
とから成っている。上記長手方向に肉厚差をもつ金属管
１（以下差厚管と呼ぶ）を製造するｌこは、まず第２図
１こ示Ｔ板材４そ準備する。板材４の長さＬは製造する
差厚管１の長さに等しく。
薄肉部２と外径側に張り出した厚さｔ２をもつ厚肉部３
とから成っている。上記長手方向に肉厚差をもつ金属管
１（以下差厚管と呼ぶ）を製造するｌこは、まず第２図
１こ示Ｔ板材４そ準備する。板材４の長さＬは製造する
差厚管１の長さに等しく。
板幅Ｂは薄肉部２の目標とする中立面（周方向に伸び縮
みを生じない面）周長に準じて長手方向に一様な幅に定
められ板端面が開先加工される。このようｌこして準備
された板材４は第３図１こ示すプレスベンダーまたはロ
ール送り曲げ【こより管状に成形され接合部の溶接が行
なわれる。
みを生じない面）周長に準じて長手方向に一様な幅に定
められ板端面が開先加工される。このようｌこして準備
された板材４は第３図１こ示すプレスベンダーまたはロ
ール送り曲げ【こより管状に成形され接合部の溶接が行
なわれる。
しかしながら、かかる製造法においては次のような問題
が存在する。すなわち、このようにして成形溶接された
差厚管１の厚肉部３．薄肉部２の外径Ｃま、必ずしも目
標とする外径に等しくならない点である。この理由は以
下のように説明される。
が存在する。すなわち、このようにして成形溶接された
差厚管１の厚肉部３．薄肉部２の外径Ｃま、必ずしも目
標とする外径に等しくならない点である。この理由は以
下のように説明される。
先ず板材４の板幅Ｂは、第４図に示す差厚管１の薄肉部
２の中立面Ｎの半径ｒを仮定し、その周長をもとにＢ＝
２πｒのように定める。しかしながら、この板幅Ｂ（す
なわち、中立面周長〕と管外周長の関係は、実際には板
厚材料強度９曲げ曲率等により変化するため、厚内部６
と薄肉部５をもつ板材４を成形するときには１両部とも
に目標とする外周長を与えるような板幅Ｂを定めること
は容易ではない。１だ、板幅Ｂ一定の板材４から第４図
に示す内面半径Ｒ１の差厚管１が得られたとすれば、厚
肉部３．薄肉部２の板厚方向の周方向歪分布（１１図中
に示すように中立面Ｎを境に内側では圧縮外側では伸び
となり、厚肉部３の内外面の歪は各々−ε１．＋ε２の
ようになる。すなわち、厚肉部３においては板厚方向に
一様な周方向伸びｔが与えられねばならない。しかるに
、実際の成形時にこのような一様伸びを曲げと同時に与
えることは、長手方向に肉厚が異なること、および相対
的な断面積が異なること等により困難であり、厚肉部３
の一様伸びはｔより小さくなる。
２の中立面Ｎの半径ｒを仮定し、その周長をもとにＢ＝
２πｒのように定める。しかしながら、この板幅Ｂ（す
なわち、中立面周長〕と管外周長の関係は、実際には板
厚材料強度９曲げ曲率等により変化するため、厚内部６
と薄肉部５をもつ板材４を成形するときには１両部とも
に目標とする外周長を与えるような板幅Ｂを定めること
は容易ではない。１だ、板幅Ｂ一定の板材４から第４図
に示す内面半径Ｒ１の差厚管１が得られたとすれば、厚
肉部３．薄肉部２の板厚方向の周方向歪分布（１１図中
に示すように中立面Ｎを境に内側では圧縮外側では伸び
となり、厚肉部３の内外面の歪は各々−ε１．＋ε２の
ようになる。すなわち、厚肉部３においては板厚方向に
一様な周方向伸びｔが与えられねばならない。しかるに
、実際の成形時にこのような一様伸びを曲げと同時に与
えることは、長手方向に肉厚が異なること、および相対
的な断面積が異なること等により困難であり、厚肉部３
の一様伸びはｔより小さくなる。
したがって実際に得られた差厚管１の厚肉部３の外径は
目標値よりも小さく、また内径も厚肉部３と薄肉部２で
同一とはならない。すなわち、素材準備の段階で長手方
向に一様な板幅Ｂをもつ板材４を用いたのでは目標とす
る寸法をもつ差厚管１を得ることはできない。
目標値よりも小さく、また内径も厚肉部３と薄肉部２で
同一とはならない。すなわち、素材準備の段階で長手方
向に一様な板幅Ｂをもつ板材４を用いたのでは目標とす
る寸法をもつ差厚管１を得ることはできない。
これを解決するには、素材準備の段階では目標の外径に
対し板幅Ｂに十分な余裕をもたせておき。
対し板幅Ｂに十分な余裕をもたせておき。
成形がある程度進んだ段階で管周長を目標外周値とする
ように切断加工すればよい。
ように切断加工すればよい。
以下本発明の詳細な説明する。
準備する板材４は第２図と同様であるが板幅Ｂ（ゴＢ−
π（Ｄ２− ｔ２ ） ＋ｂの寸法をもつ。ここでＤ２
は厚肉部３の外径の目標値＋ｔ２は厚肉部３の肉厚、ｂ
は余裕代であり、ｂ −（０，５〜２）ｔ２程度の余裕
がもたせられている。このようにして準備された板材４
は、第３図に示すプレスベンダー１こより管状に曲げら
れる。この管状の材料は第５図に示すように厚肉部３の
外周長Ｓ２＝πＤ２．薄肉部２の外周長Ｓ１−πＤ、板
厚の移行部１０では外周長に従うか、単に厚肉部３と薄
肉部２を結ぶ位置で管表面に垂直な切り取り線９で切断
される。ここでり、、Ｄ２は薄肉部２．厚肉部３の目標
さする外径である。一般にこの切り取り線９は、第６図
１こ示すように管長手方向に折れ曲っだ線となり、この
線に沿って切断することは容易ではない。しかし。
π（Ｄ２− ｔ２ ） ＋ｂの寸法をもつ。ここでＤ２
は厚肉部３の外径の目標値＋ｔ２は厚肉部３の肉厚、ｂ
は余裕代であり、ｂ −（０，５〜２）ｔ２程度の余裕
がもたせられている。このようにして準備された板材４
は、第３図に示すプレスベンダー１こより管状に曲げら
れる。この管状の材料は第５図に示すように厚肉部３の
外周長Ｓ２＝πＤ２．薄肉部２の外周長Ｓ１−πＤ、板
厚の移行部１０では外周長に従うか、単に厚肉部３と薄
肉部２を結ぶ位置で管表面に垂直な切り取り線９で切断
される。ここでり、、Ｄ２は薄肉部２．厚肉部３の目標
さする外径である。一般にこの切り取り線９は、第６図
１こ示すように管長手方向に折れ曲っだ線となり、この
線に沿って切断することは容易ではない。しかし。
第７図に示すように厚肉部３の開口部１１にライナー１
２をはさみ、厚肉部３．薄肉部２の開口幅Ｗ２゜Ｗ、を
プレス１３等により調整することにより切り取り線９′
は管長手方向ｌこ直線となり、切断作業を容易１こする
ことができる。このように切断された面は定められた形
状に開先加工した後溶接され差厚管１が完成する。
２をはさみ、厚肉部３．薄肉部２の開口幅Ｗ２゜Ｗ、を
プレス１３等により調整することにより切り取り線９′
は管長手方向ｌこ直線となり、切断作業を容易１こする
ことができる。このように切断された面は定められた形
状に開先加工した後溶接され差厚管１が完成する。
（発明の効果）
このような差厚管の成形法は成形中に生じる様々な管周
変化を避は最終段階で管径を定めることになるため、寸
法精度が極めて良好である他、一般にエラジ部１４の曲
げが十分には行なわれないため溶接部近傍が滑らかな形
状上ならないが、この方法ではエツジ部］４を切り捨て
ることになるため管周方向の曲率精度の面でも向上する
利点がある。
変化を避は最終段階で管径を定めることになるため、寸
法精度が極めて良好である他、一般にエラジ部１４の曲
げが十分には行なわれないため溶接部近傍が滑らかな形
状上ならないが、この方法ではエツジ部］４を切り捨て
ることになるため管周方向の曲率精度の面でも向上する
利点がある。
壕だ、予め素材準備の段階で板材４の厚肉部６さ薄肉部
５の幅を変えておく製造法も考えられるが、前述したよ
うに目標とする管外径を与える板幅を正確に定めること
が難しく、マた十分に曲げることができないエツジ部が
残るため本性の方がより高い寸法精度の差厚管を製造す
ることができる。
５の幅を変えておく製造法も考えられるが、前述したよ
うに目標とする管外径を与える板幅を正確に定めること
が難しく、マた十分に曲げることができないエツジ部が
残るため本性の方がより高い寸法精度の差厚管を製造す
ることができる。
本発明で提案した方法により寸法精度の良い差厚管が容
易かつ安価に製造され、前記テンションレグあるいは油
井管等に用いられる。
易かつ安価に製造され、前記テンションレグあるいは油
井管等に用いられる。
（実施例〕
上記の方法により製造した差厚管の実施例を以下に挙げ
る。目標とする差厚管の寸法は、薄肉部外径５００＋ｎ
＋＋＋、肉厚２５謳および外径５２０ｍ＋ｎ。
る。目標とする差厚管の寸法は、薄肉部外径５００＋ｎ
＋＋＋、肉厚２５謳および外径５２０ｍ＋ｎ。
肉厚３５て、長さ３００＋＋＋ｍの厚肉部を両端にもつ
全長６０００胴、内径４５０間である。
全長６０００胴、内径４５０間である。
薄肉部板厚２５ｍ、厚肉部板厚３５謹、板幅１５２０τ
、全長６０００論、材料降伏点４０に吻の板材を素材と
し、特願昭５７−１８４６８８で提案した方法ζこより
製造した場合、第８図のように長手方向に管外周長偏差
（実測周長−目標周長）が変化した寸法精度があ壕り良
くない管が得られた。
、全長６０００論、材料降伏点４０に吻の板材を素材と
し、特願昭５７−１８４６８８で提案した方法ζこより
製造した場合、第８図のように長手方向に管外周長偏差
（実測周長−目標周長）が変化した寸法精度があ壕り良
くない管が得られた。
」二記板材寸法のうち板幅を１５８０ｍｍとした板材を
用い１本発明の方法により製造した差厚管の外周長偏差
を第９図「こ示す。図より本発明の方法では外周長偏差
が上記方法に対し大幅ｔこ改善され寸法精度が良い差厚
管が製造されることがわかる。
用い１本発明の方法により製造した差厚管の外周長偏差
を第９図「こ示す。図より本発明の方法では外周長偏差
が上記方法に対し大幅ｔこ改善され寸法精度が良い差厚
管が製造されることがわかる。
第１図はこの発明の方法で製造される差厚管の斜視図、
第２図は曲は加工の前の板材の斜視図。 第３図は曲げ成形に用いられるプレスベンター−のパン
チ７とダイス８の一例を示す斜視図、第４図は差厚管の
断面図、第５図および第６図は各々曲げ成形直後の管状
体の断面図および上面図、第７図は管状体の開口部にラ
イナー７をはさみ込んだ状態の」二面図、第８図は特願
昭５７−１８４６８８で提案された方法により製造され
た差厚管の外周長偏差（実測外周長−目標外周長）の実
測例、第９図は本発明で提案した方法により製造された
差厚管の外周長偏差の実測例である。 ■・・・差厚管、２・・・管薄肉部、３・・・管厚内部
、４・・・板材、７・・・パンチ、８・・・ダイス、９
．９’・・・切り取り線％１１・・・開口幅、１２・・
・ライナー、１３・・・プレス。 特許出願人 代理人 弁理士 矢 葺 知 之 （ほか１名〕 第 １ 図 ■ 第２図 第 ３図
第２図は曲は加工の前の板材の斜視図。 第３図は曲げ成形に用いられるプレスベンター−のパン
チ７とダイス８の一例を示す斜視図、第４図は差厚管の
断面図、第５図および第６図は各々曲げ成形直後の管状
体の断面図および上面図、第７図は管状体の開口部にラ
イナー７をはさみ込んだ状態の」二面図、第８図は特願
昭５７−１８４６８８で提案された方法により製造され
た差厚管の外周長偏差（実測外周長−目標外周長）の実
測例、第９図は本発明で提案した方法により製造された
差厚管の外周長偏差の実測例である。 ■・・・差厚管、２・・・管薄肉部、３・・・管厚内部
、４・・・板材、７・・・パンチ、８・・・ダイス、９
．９’・・・切り取り線％１１・・・開口幅、１２・・
・ライナー、１３・・・プレス。 特許出願人 代理人 弁理士 矢 葺 知 之 （ほか１名〕 第 １ 図 ■ 第２図 第 ３図
Claims (2)
- （１）管厚内部に相当する部分が厚くなった四角形の金
属板材を用い管状体に成形後、目標とする管外周値とな
るようにエツジ部を切り取り開先加工をした後接合部を
溶接することを特徴とする管長手方向に肉厚差をもった
金Ｒ管の製造方法。 - （２） 管状体に成形後、目標とする管外周値となるよ
うにエツジ部を切り取るに際し、開口幅をライナー等で
調節し、管長手方向に直線的に切り取る特許請求の範囲
第１項記載の金属管の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14563883A JPS6037220A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 管長手方向に肉厚差をもった金属管の製造方法 |
| US06/638,615 US4603806A (en) | 1983-08-11 | 1984-08-07 | Method of manufacturing metal pipe with longitudinally differentiated wall thickness |
| DE8484109549T DE3466942D1 (en) | 1983-08-11 | 1984-08-10 | Method of manufacturing metal pipe with longitudinally differentiated wall thickness |
| EP84109549A EP0133705B1 (en) | 1983-08-11 | 1984-08-10 | Method of manufacturing metal pipe with longitudinally differentiated wall thickness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14563883A JPS6037220A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 管長手方向に肉厚差をもった金属管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037220A true JPS6037220A (ja) | 1985-02-26 |
Family
ID=15389636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14563883A Pending JPS6037220A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 管長手方向に肉厚差をもった金属管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037220A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04100284U (ja) * | 1991-02-04 | 1992-08-31 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS558350A (en) * | 1978-07-05 | 1980-01-21 | Manabu Kiuchi | Method and apparatus for pre-cast forging of pipe material |
-
1983
- 1983-08-11 JP JP14563883A patent/JPS6037220A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS558350A (en) * | 1978-07-05 | 1980-01-21 | Manabu Kiuchi | Method and apparatus for pre-cast forging of pipe material |
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|---|---|---|---|---|
| JPH04100284U (ja) * | 1991-02-04 | 1992-08-31 |
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