JPS61147989A - 金属被覆鋼管のビ−ドカツト溶射部補修方法 - 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】

ｒ産業上の利用分野】 本発明は金属被覆鋼板を素材として成形し溶接して造管
した金属被覆鋼管のビードカット溶射部補修方法の改良
に関するものである。゛

【従来の技術】

表面処理鋼板を素材として造管した鋼管の溶接ビードカ
ット部では、鋼素地が露出し表面被覆鋼管としての品質
特性が損なわれるので、ビードカット部の品質特性を表
面処理部と同等に回復させるこ“とが必要である。この
“ような金属被−鋼管のビードカット、溶射岬の補修方
法の従来技術としては、例えば特開昭５５−１４１５５
９号公報に開示されている「表面処理鋼板を素材とした
溶接パイプのビードカット部の処理方法」がある。この
内容は亜鉛めっき鋼板９合金化亜鉛めっき鋼板あるいは
アルミニウムめっき鋼板より成る表面処理鋼板を管状に
成形し、その両側縁を高周波誘導溶接によって溶接接合
して造管し、溶接ピード部の余剰部分をバーカッターで
切削切除ルた俊、酸素・アセチレンガス溶射装置によっ
てビードカット部に表面処理鋼板の被覆金属と同−一の
金属を溶射して溶射金属被覆層を形成させ、次いで酸素
・アセチレンガス加熱装置によって溶射金属被覆１を５
００〜８００℃で３秒間程度加熱して溶融させて鋼素地
と溶射金属との境界部に鉄と溶射金属との合金■を生成
させた後、クーリングボックスで冷却してからサイジン
グロールを通過させて形状を鷺正し、その後に必要に応
じてビードカット部近傍をワイヤーパフによってパフ加
工を施して鋼板表面被覆層の上部に１ｉｉｉした□余剰
溶射金属層を除却する表面処理鋼板を素材とした溶接パ
イプのビードカット部、を処理する方法であった。

【発明が解決しようとする問題点】

ところが、この従来法のビードカット部の補修方法では
、酸素・アセチレンガスの燃焼炎を熱源としてビードカ
ット部を加熱しているので加熱部が酸化性の雰囲気とな
るため、ビードカット部の鋼素地に鉄の酸化被覆が形成
し、更にその上部に酸化した溶射金属が鱗片状に積層し
た多孔質の被覆形態となり、酸素・アセチレンガスの燃
焼炎を熱源とする酸化性の加熱装置で当該部位を加熱し
て再溶融しても酸化物の巻き込みを生じて緻密で均質な
溶射金属被覆層にはならず、当該部位の密着性及び耐食
性はビードカット部に補修を施さないものと比較すれば
向上はするが、パイプの素材である金属被覆鋼板の表面
被覆部と比較すると著しく劣っている問題点があった。 また、酸素・アセチレンガス加熱装置は加熱源としての
熱容量が小さいので造管速度５ｏｌｌ／ｍｉｎにおける
金属被覆鋼管の製造工程でのビードカット部の溶射金属
被覆−を５００〜８００℃に３秒間程度加熱するには酸
素・アセチレンガス加熱装置を３台設置する必要があり
、既設の造管ラインへの設置には溶射装置とクーリング
ボックスとの間隔によるライン構成上の制約を受けるこ
とが多く、また加熱補＃！処理時の酸基・アセチレンガ
スの使用量も多量となり省エネルギーの観点からも問題
があった。 更に、造管技術の進歩によって現在の造管、速度は７０
ｍ／ｗｉｎ以上となってきており、従来法の酸素・アセ
チレンガス加熱装置による表面処理鋼板を素材とした溶
接パイプのビードカット部の処理方法ではビードカット
部の溶射、金属被覆層の一部が溶融されず、酸化して鱗
・片状に積層する多孔質な被覆形態のままで残存して溶
射金属被ａｌｌの均質化がなされず、またビードカット
部の鋼素地と溶射金属との境界部に鉄と溶射金属との合
金層の生成が充分進行せずに当該部分の密着性にバラツ
キが発生し、クーリングボックスによる冷却後のサイジ
ングロールによる形状不良の矯正時に溶剤金属被頂目の
一部が剥離してビードカット部の耐食性が金属被覆鋼板
の表面被覆層と比較して著しく悪くなる問題点があった
。

【問題点を解決するための手段】

本発明者らは上記問題点を解決すべく種々の研究を行な
った結果、これらの問題点はビードカット溶射部の溶射
金属被覆■を還元性の雰囲気下で瞬間的に超高温に加熱
して補修すれば解決できることを究明し、本発明を完成
したのである□。 すなわち本発明は、金属被覆鋼板を素材として造管した
溶接パイプのビードカット部の表面に積層された溶射金
属被覆層とビードカット部近傍のパイプ表面に積層され
た余剰金属被覆Ｗｉ牛を、サイジング前に還元性のシー
ルドガスでシールされた雰囲気下でプラズマアークある
いはレーザビームを熱源とした瞬間的に超高温が得られ
る加熱装置により急速加熱し溶融せしめて均質化するこ
とを特徴とする金属被覆鋼管のビードカット溶削部補修
方法を提供するものである。 以下、図面を用いて本発明に係る金属被覆鋼管のビード
カット溶削部補修方法を含む金属被覆鋼管の製造方法を
説明する。　　　　　　　・第１図は本発明に係る金属
被覆″鋼管のビードカット溶削部補修方法を実施する造
管ラインの構成の説明図であり、亜鉛被覆鋼板、アルミ
ニウム被覆鋼板、亜鉛−アルミニウム合金被覆鋼板、銅
被覆鋼板、銅−亜鉛合金被覆鋼板１合金化亜鉛被覆鋼板
などの金属被覆鋼板１の両側縁をエツジシェーバ−２に
よって形を整え、フォーミングロール３により管状に成
形し、高周波誘導装置より成る溶接機４で管状に成形さ
れた金属被覆鋼板１の両側縁を加熱し、スクイズロール
５によって圧着溶接を行なう。そして、圧着溶接によっ
て形成された余剰の溶接ビードをバーカッターより成る
ビードカッター６により除去し、ビードカット部に溶射
装置７により金属被覆鋼板１の被覆釡属と同じ金属を溶
射して溶射金属被覆層を形成させ、その溶射金属被覆層
をシールドガスによる還元性の雰囲気下でプラズマアー
クあるいはレーザビームを熱源とした瞬ｒ１的に超高温
が得られる補修加熱機８により急速加熱してビードカッ
ト部の酸化液ＩＩＮとその上部の溶射金属被覆層及びビ
ードカット部近傍の鋼板表面被覆層とその上部の余剰溶
射金属層とを瞬間的且つ連続的に再溶融し、ビードカッ
ト部及びビードカット部近傍の密着性を金属被覆鋼板１
の鋼素地と表面被覆層との密着性に等しくすると共に、
鱗片状に積層した多孔質の酸化した溶射金属被覆層を緻
密で均質な溶射金属被覆−とし、当該部位の耐食性を金
属被覆鋼板１の表面被覆層と同等にした後、クーリング
ボックス９でピ　　。 −ドカット溶射部を冷却し、サイジングロール１０゛に
よりロール成形時及び溶接時に発生した形状不良を矯正
し、フライングカッタ１１により所望の長さに切断して
、金属被覆鋼管１を製造するのである。

【作用】

金属被覆鋼管のビードカット溶射部の補修に前述した方
法を実施したことで次の作用がある。 プラズマアークあるいはレーザービームを熱源とした場
合、プラズマアークやレーザービームのシールドガスに
アルゴン・水素ガスを用いているので、ビードカット溶
射部の加熱補修処理の際にビードカットの時に形成した
ビードカット部の鋼素地露出部の酸化皮膜及び鱗片状に
積層した酸化した多孔質な溶射金属被覆Ｗが水素ガスの
還元作用によりビードカット部の鋼素地露出部や溶射金
属被覆層が活性化し、鋼素地露出部と溶射金属の密着性
が高められ、しかも溶射金属被覆層の材質特性を損うこ
となく均質化がより高められる作用がある。 更に説明すると、加熱源としてプラズマアークを用いた
場合の本発明に係る金属被覆鋼管のビードカット溶削部
補修方法は、プラズマアークにより瞬間的に超高温が得
られるので溶射部の急速加熱による再溶融が可能で、金
属被覆鋼板の種類。 ゛溶射金属の種類、溶射金属被覆層の厚さ及び幅。 溶射雰囲気、補修時の入熱方向、造管速度に関係なく、
プラズマアークの発生電流、プラズマガスの流量、シー
ルドガスの流量、トーチのグズル径。 スタンドオフ（トーチと被処理材の間隔）を変更するだ
けで溶射補修部への入熱量及びプラズマアーク径の調整
が可能で、ビードカット溶射部の溶射金属の種類、溶射
金属被覆層の厚さ及び幅、造管速度に応じて補修条件を
自在に調整でき、高速　　度の金属被覆鋼管の造管にお
いてもビードカット部の鋼素地及び当該部位の溶射金属
被覆−の活性化を計ることができ、鋼素地と溶射金属被
覆層との境界に合金層を生成して鋼素地と溶射金属被覆
層との密着性を高め、当該部位の耐食性を向上せしめる
ことができるのである。 また、加熱源としてレーザビームを用いた場合の本発明
に係る金属被覆鋼管のビードカット溶削部補修方法は、
プラズマアークを用いた場合と同様瞬間的に超高温が得
られることで溶射部の急速加熱による再溶融が可能で、
金属被覆鋼板の種類。 溶射金属、の種類、溶射部■の厚さ及び、幅、溶射雰囲
気、補修時の入熱方向、造管速度に関係なく、レーザビ
ーム発生装置の出力、シールドガス流量。 レーザビーム収束用レンズの焦点距離を変更することで
溶剤補修部への入熱量及びレーザビームの径の調整が可
能で、高速度の金属被覆鋼管の造管においてもビードカ
ット部の鋼素地及び当該部位の溶射金属被覆層の活性化
常計ることができ、鋼素地と溶射金属被覆層との境界に
合金層を生成して鋼素地と溶射金属被覆■との密着性を
高め、当該部位の耐食性を向上せしめることができるの
である。

【実施例】

以下実施例により本発明方法を説明する。 実施例１ めっき付着量９０９／ＩＩ２．板Ｊｊ１．０閣の亜鉛被
覆鋼板を素材とし、フォーミングロールによって管状に
成形し、その両側縁を高周波誘導加熱装置によって加熱
し、スクイズロールで圧着溶接し、ビード部の余剰部分
をバーカッターで切削除去した後、酸素・アセチレンガ
ス溶射装置によってビードカット部に亜鉛溶射を施して
溶射金属被覆層を形成させ、次いでアルゴン・水素ガス
によりシールドされた還元性の雰囲気下でプラズマアー
クを発生する補修加熱装置によって溶射金属被覆■を急
速加熱し、ビードカット部の酸化被ａｍとその上部の溶
射金属被覆■及びビードカット部近傍の亜鉛めっき被覆
■とその上部の余剰溶射金属層とを瞬時に連続的に再溶
融させた後、クーリングボックスによってビードカット
溶射部を冷却し、更にロール成形時や溶接時に発生した
形状不良をサイジングロールで矯正してビードカット溶
射部を補修した亜鉛被覆鋼管を製造した。 また比較のため従来法である酸素・アセチレンガス加熱
装置によってビードカット溶射部の加熱補修処理を施し
た亜鉛被覆鋼管及びビードカット溶射部に加熱補修処理
を施さない亜鉛被覆鋼管も製造した。 尚、各場合の造管速度は７０　ｍ　／ｓｉｎ、溶射距離
は３０■、溶射用亜鉛ワイヤーの線径は１．２１１１１
φ、亜鉛ワイヤーの送゛り速度６■／ｗｉｎで製造し、
製品としての鋼管寸法は２５．４ｎφであり、上記の製
造条件における本発明方法のプラズマアーク加熱装置及
び比較例の酸素アセチレンガス加熱装置による補修処理
の条件は第１表に示す通りであった。 第２図（Ａ＞は本発明方法のプラズマアークを発生する
補修加熱装置によりビードカット溶射部に補修を施した
金属被覆鋼管を顕微鏡により観察上た断面状態であり、
ビードカット部に形成された溶射金属被覆１１ｃは６〜
７Ｌｌ１１の厚さで均一な被覆形態となっており、めっ
きｌｌｂとその上部に飛散した余剰溶射金属も溶融され
て均一層となり、めつき囮すと溶射金属との境界面が消
失した被覆形態であることが確認され、更には溶接部ａ
と溶射金属との境界部に形成していた酸化被１１１１ｄ
が消失し合金Ｉｉ！ｌｅが生成していることが確認され
た。 一方、第２図（Ｂ）は比較例として従来法により、ビー
ドカット溶射部に補修を施した金属被覆鋼管を顕微鏡に
より観察した断面状態であり、ビードカット部に形成さ
れた溶射金属被覆＠Ｃの一部は酸化して鱗片状に積層し
た多孔質間のまま残存しており、しかも部分的に剥離し
ていることが確認され、更にはめつきｇｂとその上部に
積層した余剰溶射金属■との間に明確な境界の残存が認
められ、酸化して鱗片状に積層した多孔質の余剰溶剤金
属−が部分的に剥離された被覆形態となっており、溶接
部ａと溶射金属との境界部に形成していた酸化被１１１
１ｄも一部残存していることが確認された。 第２図（Ｃ）は比較例として、ビードカット溶射部の加
熱補修処理を施していない金属被覆鋼管を顕微鏡により
Ｈ察した断面状態であり、ビードカット部に形成された
溶射金属被覆■Ｃは全域が酸化して鱗片状に積■した多
孔質間となっており、溶射金属被覆層の多くが剥離した
被覆形態で溶接部ａと溶射金属との境界部の全域に酸化
被膜１１ｄが残存していることが確認され、更にはめっ
き層すの上部の余剰溶射金属層も酸化して鱗片状に積層
した多孔質層となっており、その多くが剥離した被覆形
態であることが確認された。 上記の如く製造したそれぞれの被覆形態の亜鉛被覆鋼管
についてそれぞれ３回ずつ性能を試験した結果を第２表
に示す。 一プによる剥離テストで行った。 注２）塩水噴霧試験は、ＪＴＳ　１２３７１に準じて行
った。 注３）各試験結果は第３表の各試験の評価基準により評
価した。 第２表に示す如くプラズマアークを熱源とする補修加熱
装置を用いて本発明方法を実施しビードカット溶射部の
Ｆｌｉ１１金属被覆Ｉを加熱して再溶融させた場合には
、偏平加工を施しても溶射金属被覆−の剥離は発生せず
、溶射金属被覆部の耐食性もビードカット溶射部の溶射
金属被覆■をアセチレンガス加熱装置によって加熱補修
を施した従来法による場合及びビードカット溶射部の溶
射金属被覆■の加熱補修を施さなかっ々場合に比較して
著しく優れており、溶射金属被１１１１の耐剥離性及び
耐食性の性能に優れた金属被覆鋼管であることが確認さ
れた。 以下余白 実施例２ めっき付着量９０ｇ／１１’、板厚１．０ＩＩＩＩの亜
鉛被覆鋼板を素材とし、実施例１と同様にフォーミング
ロールによって管状に成形し、その両側縁を高周波誘導
加熱装置によって加熱し、スクイズロールで圧着溶接し
、ビード部の余剰部分をバーカッターで切削除去した後
、酸素・アセチレンガス溶射装置によってビードカット
部に亜鉛溶射を施して溶射金属被覆−を形成させ、次い
でアルゴン・水素ガスによりシールドされた還元性の雰
囲気下でレーザービームを発生する補修加熱装置によっ
て溶射金属被覆層を急速加熱し、ビードカット部の酸化
液ｍｅとその上部°の溶射金属被覆層とピッドカット部
近傍の亜鉛めっき被覆層とその上部の余剰溶射金属層と
を瞬時に連続的に再溶融させた後、クーリングボックス
によってビードカット溶射部を冷却して、更にロール成
形時や溶接時に発生した形状不良をサイジングロールで
矯正してビードカット溶射部を補修した亜鉛波ｙｉｉｔ
ｉｉ管を製造した。 また比較のため、実施例１と同様に従来法である酸素・
アセチレンガス加熱装置によってビードカット溶射部に
加熱補修処理を施した亜鉛被覆鋼管及びビードカット溶
射部に加熱補修処理を施さない亜鉛被覆鋼管も製造した
。 この場合、造管速度は７０ｍ／ｓｉｎ、　ｆ４射距離は
３０閣、溶射用亜鉛ワイヤーの線径は１．Ｏｓφ、亜鉛
ワイヤーの送り速度６ｍ＋／ｓｉｎで製造し、製品とし
ての鋼管寸法は３１．９閤φであった。上記の製造条件
における本発明方法のレーザービーム加熱装置の補修処
理条件を第４表に示す。 第３図（Ａ＞はレーザービームを熱源とする補修加熱装
置を用いて本発明を実施してビードカット溶射部部に補
修を施した金属被覆鋼管を顕微鏡により観察した断面状
態であり、ビードカット部に形成された溶射金属被覆１
ｉｃは５〜６四の厚さで均一な被覆形態となっており、
めっき＠ｂとその上部に飛散した余剰溶射金属も溶融さ
れて均一層となり、めっき■ｂと溶射金属との境界面が
消失した被覆形態であることが確認され、更には溶接部
ａと溶射金属との境界部に形成していた酸化被膜ｌｉｄ
が消失し合金層ｅが生成していることが確認され実施例
１の第２図（Ａ）と同様に良好な断面形態となっている
。 第３図（Ｂ）は比較例として従来法によりビードカット
溶射部の補修を施した金属被覆鋼管を顕微鏡により観察
した断面状態であり、ビードカット部に形成された溶射
金属被覆１ＩＩＣの一部は酸化して鱗片状に積層した多
孔質Ｉのまま残存しており、しかも部分的に剥離してい
ることが確認され、更にはめつき■ｂとその上部に□積
層した余剰溶射金属■との間に明確な境界の残存が認め
られ、酸化して鱗片状に積層した多孔質の余剰溶射金属
層が部分的に剥離された被覆形態となっており、溶接部
ａと溶射金属との境界部に形成していた酸化液１！ｌｉ
ｄも一部残存していることが確認された。 第３図（Ｃ）は比較例としてビードカット溶射部の加熱
補修処理を施していない金属被覆鋼管を顕微鏡により観
察した断面状態であり、ビードカット部に形成された溶
射金属被ｉ■Ｃは全域が酸化して鱗片状に積層した多孔
質層となっており、溶射金属被覆■の多くが剥離した被
覆形態で、溶接部ａと溶射金属との境界部の全域に酸化
液１！ｌｉｄが残存、していることが確認され、更には
めつき■ｂの上部の余剰溶射金属■も酸化して鱗片状に
積層した多孔質となっており、その多（が剥離した被覆
形態であることが確認された。 上記の如く製造したそれぞれの被覆形態の亜鉛被覆鋼管
についてそれぞれ３回ずつ性能を試験した結果を第５表
に示す。 以下余白 同様に行った。 第５表に示す如く、レーザービームを熱源とする補修加
熱装置を用いて本発明方法を実施しビードカット溶射部
の溶射金属被覆■を加熱して再溶融させた場合には、偏
平加工を施しても溶射金属被覆層の剥離が発生せず、溶
射金属被覆部の耐食性もビードカット溶射部の溶射金属
被覆層をアセチレンガス加熱装置によって加熱補修を施
した従来法による場合及びビードカット溶射部の溶射金
属被覆層の加熱補修を施さなかった場合に比較して著し
く優れており、実施例１のプラズマアーク発生装置によ
り補修を行なった場合と同様に溶射被覆層の耐剥離性及
び耐食性の性能に優れた溶接被覆鋼管であることが確認
された。 【発明□の効果］ 以上詳述した如く、本発明に係る表面被覆鋼板を素材と
した鋼管のビードカット後の溶射部の補修方法は、溶射
金属の種類、溶射金属被覆層の厚さ及び幅、金属被覆鋼
管の種類、補修時の入熱方向、溶射時の雰囲気が活性雰
囲気か不活性雰囲気かなどに関係なく、ビードカット部
に溶射により酸化されながら鱗片状に積層した多孔質の
溶射金属被覆層とビードカット部近傍の金属被覆鋼板の
表面被覆層及びその上部に積層した鱗片状の多孔質の酸
化した余剰溶射金属層及び鋼素地と溶射金属との境界部
に形成された鉄酸化被膜間を急速加熱によって瞬時に再
溶融させて酸化物の巻き込みのない健全で均一な溶射と
すると共に溶射金属被覆層と鋼素地との境界に均一な合
金層を生成させて強固に密着させ、当該部位の耐剥離性
と耐食性を金属被覆鋼板の表面被覆部と同等に回復させ
る補修方法であり、溶射被覆本来の欠点である多孔質性
及び密着不良の補修が高速条件下の造管においても可能
となり、溶射被覆■の多孔質性及び密着不良が改善され
て良好な表面肌が得られると共に耐食性を回復させ、且
つエネルギー使用量の低減ができるなど優れた利点を有
している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金属被覆鋼管のビードカット溶射
部補修方法を実施する造管ラインの構成の説明図、第２
図は金属被覆鋼管のビード部の断面状態を示す図であり
（Ａ）は加熱源としてプラズマアークを用いて本発明に
係る金属被覆鋼管のビードカット溶射部補修方法を実施
した場合を（Ｂ）は従来の方法により補修を実施した場
合を（Ｃ）は補修を実施しなかった場合を示しており、
第３図は金属被覆鋼管のビード部の断面状態を示す図で
あり（Ａ）は加熱源としてレーザビームを用いて本発明
に係る金属被覆鋼管のビード部補修方法を実施した場合
を（Ｂ）は従来の方法により補修を実施した場合を（Ｃ
）は補修を実施しなかった場合を示している。 １・・・・・・金属被覆鋼板　１′・・・・・・金属被
覆鋼管２・・・・・・エツジシェーバ− ３・・・・・・フォーミングロール ４・・・・・・溶接機 ５・・・・・・スクイズロール ６・・・・・・ピードカッター ７・・・・・・溶射装置 ８・・・・・・補修加熱機 ９・・・・・・クーリングボックス １０・・・・・・サイジングロール １１・・・・・・フライングカッタ ａ・・・・・・溶接部 ｂ・・・・・・めつき■ Ｃ・・・・・・溶射金属被覆層 ｄ・・・・・・酸化被膜層 ｅ・・・・・・合金■ 特許出願人　日　新　製　鋼　株　式　会　社第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　金属被覆鋼板を素材として造管した溶接パイプのビ
   ードカット部の表面に積層された溶射金属被覆層とビー
   ドカット部近傍のパイプ表面に積層された余剰金属被覆
   層とを、サイジング前に還元性のシールドガスでシール
   された雰囲気下でプラズマアークあるいはレーザビーム
   を熱源とした瞬間的に超高温が得られる加熱装置により
   急速加熱し溶融せしめて均質化することを特徴とする金
   属被覆鋼管のビードカット溶射部補修方法。 ２　金属被覆鋼板が亜鉛被覆鋼板である特許請求の範囲
   第１項に記載の金属被覆鋼管のビードカット溶射部補修
   方法。 ３　金属被覆鋼板がアルミニウム被覆鋼板である特許請
   求の範囲第１項に記載の金属被覆鋼管のビードカット溶
   射部補修方法。 ４　金属被覆鋼板が亜鉛−アルミニウム合金被覆鋼板で
   ある特許請求の範囲第１項に記載の金属被覆鋼管のビー
   ドカット溶射部補修方法。 ５　金属被覆鋼板が銅被覆鋼板である特許請求の範囲第
   １項に記載の金属被覆鋼管のビードカット溶射部補修方
   法。 ６　金属被覆鋼板が鋼−亜鉛合金被覆鋼板である特許請
   求の範囲第１項に記載の金属被覆鋼管のビードカット溶
   射部補修方法。 ７　金属被覆鋼板が合金化亜鉛被覆鋼板である特許請求
   の範囲第１項に記載の金属被覆鋼管のビードカット溶射
   部補修方法。