JPS6049058B2 - 二重管製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 開示技術は油井管等に用いる耐蝕二重管の加熱冷却と水
圧拡管を用いて製造する技術分野に属する。

而して、この出願の発明は外管と内管とを相対重層させ
、該外管を加熱増径させるのに併せてその前後に内管を
冷却縮径させておき、そこで内管に水圧を印加して塑性
拡管し応力歪曲線に沿い内管を一体結合させて、その後
縮径させ外管を冷却して内管を緊着締結する様にした二
重管製造方法に関する発明であり、特に、上記外管加熱
増径の前後に内管に冷却水を流通速度を調整しながら流
通させることにより内管の冷却収縮を行なう様に温度を
制御し、設定温度に達したところて該冷却水の流通を停
止して該冷却水を加圧し内管を塑性拡管して外管と一体
させて拡管力を除去し、自然放置により外管冷却内管昇
温させたり、或いは、再ひ内管内に冷水を流通させて外
管冷却し、緊結させる様にした二重管製造方法に係る発
明てある。

周知の如く、油井管等の腐蝕性流体用配管には耐圧対熱
性と共に対摩耗性、耐蝕性の機能を具備させることが必
要であり、これに対処するべく外管を炭素鋼製に内管を
ステンレス製等にした二重管が用いられる様になり、而
して、稼動中の境界・面の剥離、リーク防止等から内外
管の緊結構造が必須とされる。

そこで、さまざまな製造方法が開発されているが、出願
人の新規な先願発明である特開昭５５一１１７５１４号
公報に示される所謂熱拡管法は管理がし門易く、緊結精
度も良く、嵌合代も高い等のメリットがあるため、その
後初期基本的開発に沿い実生産を効率的、且つ、低コス
トで行なうべく各種の改良がなされて来ている。

而して、初期態様に於ては第１図に示す外管１の降状点
が内管１のそれより高い管材組合せでは内外管相対重層
後内管をイから口に冷却して径Ｄを縮径し、一方外管イ
″から口″に加熱増径し、内管に拡管液圧ｆを印加して
拡管一体結合し、内管を降状させ塑性変形させて後内外
管を二，ホに嵌合代をもたせて縮径し、自然放置により
内管は二からホに増径し、外管は二″からホ″に縮径し
て高い嵌合代ΔＤを得る様にしていた。

従つて、この様な製造方法では第２図に示す様に内管１
″の降状点が外管０″のそれより高い管材の組合せ選定
にも適用出来る等の汎用性の高いメリットがある。

さりながら、該種方法では、これまで内管冷却は内管に
対する封入冷水による冷却収縮を行なう様にするため、
設計収縮量に見合う水の予冷を画る必要があり、従つて
、熱管理がいささか煩瑣である不都合さがあつた。

この出願の発明の目的は上述在来技術に基づく前記熱拡
管法の内管冷却の不具合等を解決すべき問題点とし、内
外管相対重層後の内管に対する水供給を連続、停止、或
いに連続、停止、再連続にして内管連続冷却による冷却
の容易さ、内外管温度差による径差制御をし易くし、又
、拡管後の内管冷却を速めると共に熱の有効利用を図る
ことによりニ重管製造産業に於ける熱拡管利用分野に益
し得る優れた二重管製造方法を提供せんとするものであ
る。

上述目的に沿うこの出願の発明の構成は上記問題点を解
決するために外管加熱の前後に所定温度の冷水を外管に
相対重層した内管内に流速調整裡に流過させて内外管温
度差制御を行なう様にし、又、流過停止して拡管に用い
、更には再流過させ．て内管強制冷却する様にした技術
的手段を講じ、而して、内外管を相対重層させた後設定
低温の冷却水を流速調整状態て流過させて内管を冷却温
度降下縮径させ、一方、外管を加熱膨脹増径させ、両者
の温度差が設定量に達すると内管に対する冷・却水の流
過を停止し、その間排出昇温冷却水は適宜に熱利用し、
内管内封入冷却水に対して拡管圧を印加して拡管し、両
管を一体化し、縮径工程を得て、大気放置し、両管温度
を一致させて緊着結合させるか、更に冷却水を再流過さ
せて内管を強制冷却し、その後内管は大気放置、或いは
、両管熱平衡により常温に至り、大きな嵌合代を得る様
にし、その間排水は適宜温度利用される様にしたことを
要旨とするものである。

次にこの出願の発明の１実施例を第１，２図を参照して
第３図以下の図面に従つて説明すれば以下の通りである
。

まず、炭素鋼製外管１内にオーステナイト系ス）テンレ
ス製内管２を挿入させてセットし、その両端に第３図に
示す様に冷却水導孔３，３″を有するシールキャップ４
，４″を前者は図示しない油圧ジャッキにて、後者はス
トッパにて支持させ、前者には給水管５を後者には開閉
弁６、流量計７・を有する排水管８を接続し、スチーム
装置のボイラ等の熱利用装置９に接続させる。

又、上記外管１、内管２には熱電対１０，１０を設けて
適宜の温度計測装置１１に接続させ、更に外管１に対し
ては周知の高周波加熱装置１２を”対向セットさせる。

この様に準備した状態で上記高周波加熱装置１２を作動
させ、開閉弁６を開き図示しない低圧ポンプにより冷却
水をシールキャップ４，４″を介して内管２内に流過さ
せていく。従つて、外管１は加熱昇温され増径され、内
管２は冷却縮径されていくが、外管１からの輻射（部分
的には電熱）により内管２を加熱しようとするが、内管
２内流過冷水により該内管２は連続的に冷却され降温し
ていき低温保持され、流過冷却水は温水、熱水となり熱
利用装置９に送給され排熱利用される。

この間外管１及び内管２の昇温、降温状態は計測測置１
１により計測され、一方、冷却水の流速は流量計７によ
り計測され、設計温度差曲線に沿う様に前記低圧ポンプ
の動作を図示しない所定制御装置により行う様にされる
。

そして、両管１，２の温度差が設定温度差になつたこと
が温度計測装置１１で検知されると両管１，２は第１図
イ，イ″から膓 口″に径差を有する様になり、そこで
、第４図に示す様に前記開閉弁６を閉弁すると共に低圧
ポンプを同じく図示しない水圧器に切換えて内管２内に
封入した冷却水をして加圧し、内管２に拡管力を印加す
る。

そこで、前記第１，２図に示す様に内管２は降状後の塑
性変形により増径され、外管１に当接して更に一体的に
拡径され、ハ，ハ″に達して上記水圧器の拡管力を除去
すると両者は縮径して二，二″になり高い嵌合代を得る
。この間、適宜タイミングで高周波加熱装置１２は加熱
動作を停止する。

次いで第５図に示す様に再び開閉弁６を開いて低圧ポン
プにより冷水を前記同様流速調整して供給し、内管２内
封入昇温水を排出して熱利用装置９に送給すると共に順
に冷却水を送給して外管１と一体の内管２を強制的に冷
却して内外管１，２を共に縮管させ内管２との間により
大きな嵌合代を得る様にする。

蓋し、実施例の如く、外管１か通常鋼、内管２がオース
テナイト系ステンレス鋼の様に内管２の線膨脹係数が外
管のそれより大きい場合には外管１からの入熱により内
管２の温度が上昇し期待した嵌合が得られないおそれが
あるので拡管後は出来るだけ早く内管２の熱を除去し温
度降下させる様にすることが重要だからである。

そして、静止状態の水ても冷却可能であるが、流水の方
がより冷却効果が大てある。

尚、熱膨脹率に差のない様な、例えば内管２がインコネ
ル６２５の様な態様ではこの様な流水冷却の必要はない
。

そして、該冷却水流過により前記熱電対で両管の温度が
大気温になつたところで送給を停止して内管２内の水を
適宜に排出し、シールキャップ４，４″を外すし、高周
波加熱装置１２を取り除き、熱電対１０，１０を外すし
、緊結二重管１３を取り出し製品を得る。

この状態では該二重管１３は大気温にされており、従つ
て、拡管終了状態より外管１は冷却縮径して二″からホ
″へ、又、内管２は昇温増径して二からホとされて大き
な嵌合代ΔＤを得ている。

又、図示しはしないが、拡管終了後封入冷却水を排水し
て熱電対、高周波加熱装置１２を外し、シールキャップ
４，４″を取り外し、二重管１３を取り出し、大気放置
によりニ重管を大気温まて下げ高い嵌合代を得る様にし
ても良いが、時間的に長くかかる。尚、この出願の発明
の実施態様は上述実施例に限るものでないことは勿論で
あり、例えば、外管１の加熱中は内管２に水を流過させ
す、その後水を流過させて内管２の冷却を行つたりする
ことも可能であり、又、冷却水は水道水に限らず、ブラ
イン、冷却オイル等も使用出来、加熱装置は軸往復電熱
ヒータ、スチームヒータが使用出来る等種々の態様が採
用可能である。

前述の如く、この出願の発明によれば、基本的に熱拡管
法による二重管製造法に於いて内管の冷却、拡管に用い
る冷却水をして拡管前に連続的に流速調整裡に流過させ
ることにより外管加熱を前後、或いは同時平行に行つて
も内管の前処理冷却が温度降下を保証されて行うことが
でき、予め両管の径差を大きくすることが出来る優れた
効果が奏される。

更に、連続流過冷却水は流量調整が出来、内外管の温度
差、即ち、両管の径差が時間的に滑らかに制御される優
れた効果が奏される。

而して、流過冷却水が熱交換により昇温しても工場内ボ
イラ水として排熱利用が充分に行われるため、熱管理、
熱の有効利用として省エネルギー上も極めて有益でコス
トタウンを図ることも出来る利点もある。

加えて、拡管終了後大気放置による両管同一温−度で高
い二次嵌合代を得る様にしても良いが、拡管に用いた封
水を排水すると共に再度冷却水を内管内に流過させて内
管を冷却する様に制御し、その後内外管を大気温に一致
させる様にすることによりニ重管嵌合が極めて急速に行
え、作業効率が向上するばかりでなく、その排熱も前述
同様放出しないで排水にのせて有効利用出来る優れた効
果があり、完成二重管の早期搬出が出来るメリットもあ
る。

【図面の簡単な説明】

５ 第１，２図は熱拡管法による二重管の応力歪曲線グ
ラフ図、第３図以下はこの出願の発明の１実施例の工程
説明図てあり、第３，４，５図は断面図である。 ２・・・・・・内管、１・・・・・・外管、１２・・・
・・・加熱装置、０１１・・・・・・温度差計測装置、
１３・・・・・二重管、７・・・・・・流量計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内外管を相対重層させ外管を加熱膨脹し内管を冷却
   させ次いで該内管を拡管して内外管を一体結合させその
   後外管を熱収縮させて両管を緊着締結する様にした二重
   管製造方法において、上記外管の加熱の前後に内管内に
   水を流速調整して流過させて内管の温度を制御し、内外
   管の温度差が設定温度差に達したところで水の流過を停
   止して水圧を印加し拡管して緊結二重管を取り外すこと
   を特徴とする二重管製造方法。 ２ 内外管を相対重層させ外管を加熱膨脹し内管を冷却
   させ次いで該内管を拡管して内外管を一体結合させてそ
   の後外管を熱収縮させて両管を緊着締結する様にした二
   重管製造方法において、上記外管の加熱の前後に内管内
   に水を流速調整して流過させて内管の温度を制御し、内
   外管の温度差が設定温度差に達したところで水の流過を
   停止して水圧を印加し拡管し、その後再び内管に水を流
   過して内管を冷却し水を排水して緊結二重管を取り外す
   ことを特徴とする二重管製造方法。