JPS6127118A - 二層管の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二層管を製造する方法に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

二層管を製造する従来の方法としては、ロールフォーミ
ング法による方法やドローイング法による方法等がある
。

ロールフォーミング法による方法は、第１６図に示す如
く、ライン上に送給される内管（Ｐｌ）に対してフープ
（１））から巻き戻された銅帯（１２）を送り出し、こ
れをフォーミングロール群（１３）にて上記内管（ｐ＋
）を囲むように筒状に成形し、その突合せ部をスクイズ
ロール（１４）にて近接させつつ溶接トーチ（１５）に
て溶接して外管（Ｐ２）を形成し、次いで外管（Ｐ２）
と内管（Ｐｌ）とを密着させるべくサイジングロール群
（１６）にて外管（Ｐ２）に絞り成形（縮径加工）を加
えることによって二層管を得る方法である。

然るに、かかるロールフォーミング法による場合は、一
般に大量生産のための専用設備を必要とし、その設備規
模は極めて大きく高価である。また設計仕様に基づく製
管可能な口径範囲に自ずと限界があり、汎用性に乏しい
。

ドローイング法による方法は、第１７図に示す如く、内
外に重ねて配置した内管（Ｐ、）及び外管（ｐｚ）の管
端部を外径側からキャッチング治具（１７）にて把持し
、ダイス（１８）にて引抜加工を行うことによって外管
（Ｐ２）と内管（Ｐｌ）とを密着させ、二層管を得る方
法である。

然るに、かかるドローイング法による場合は、引抜速度
に制限があって製造能率が悪い上、管端部を切断除去す
る必要があってその歩留りは悪い。

更に、二層管を得る従来の方法として、遠心力鋳造法を
用いて管の内外層を形成する方法もある。

然るに、この方法による場合は、鋳造設備上の制約及び
技術上の問題のため、製管可能な範囲は比較的大径短尺
サイズに限定される。

また、上述したいずれの方法においても、二層管の端部
に管径や肉厚の変化部を形成することは極めて困難であ
り、不可能なことが多い。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、簡単な設備にて任意の形状、寸
法を有し、内外層が任意の材料からなる二層管を製造す
る方法を提供するにある。

〔発明の構成〕

本発明に係る二層管の製造方法は、管端部が予め縮径加
工された外管の両端部に把み治具を装着すると共に上記
外管内に内管を挿入し、上記上み治具を介して外管を軸
方向に引張加工することにより、外径を縮径伸張させて
内管外面に密着させることを特徴としている。

また、二層管の一端又は両端に大径部を必要とするとき
には、管端部を予め縮径加工せずに中央の管径のままと
した大径部となるべき部分を一端又は両端に有する外管
の両端部に把み治具を装着すると共に、上記外管内に内
管を挿入し、上記上み治具を介して外管を軸方向に引張
加工することにより、上記大径部となるべき部分を残存
させつつ外管を縮径伸張させて内管外面に密着させ、然
る後に外管の上記大径部に相当する部分の内面に内管を
拡径させて密着させるとよい。

以下、本発明方法を添付図面を参照しながら詳細に説明
する。

第１図において、（Ｐｏ）は外管であり、該外管（Ｐｏ
）内には内管（Ｐ８）が挿入されるく第５図参照）。ま
た、（２）は外管（Ｐｏ）の端部に着脱自在に装着され
た把み治具であり、（３）は核上み治具（２）を外管（
Ｐｏ）端部に固定するために外管（Ｐｏ）端部周面に固
着された、ストッパーの役目をなす凸部である。上記上
み治具（２）は例えば、外管（Ｐｏ）端部の外径に等し
い内径を有する半円形環状部材（２３）を止め具（２，
）にて係着し外管（Ｐ、）を把持する半割型治具である
（第４図参照）。また、凸部（３）は外管（Ｐ、）表面
への肉盛溶接によって盛肉として形成することもできる
。なお、外管（Ｐｏ）の両端部（把み治具（２）装着部
分）は、予めプレス加工等によって内管（Ｐｉ’）の外
径と略等しい内径に縮径加工されている。

上述の如く準備された状態において、引張加工装置（例
えば引張試験機等）にて外管（Ｐｏ）に管軸心方向の引
張加工を加えると、外管（Ｐｏ）は第２図に示すように
軸方向の略中央部付近から伸張、縮径し始める。そして
縮径部分の内面が内管（Ｐ、）の外面に当接すると、そ
の部分の縮径は停止してそれ以上進行せず、更に引張加
工を加えていくと、縮径部は次第に両端部へ向かって広
がっていき、柊には把み治具部に達し、全長に亙うて外
管（Ｐｏ）内面が内管（Ｐ、）外面に当接した状態とな
って加工を完了する（第３図及び第６図参照）。

この引張加工過程で引張力は、加工開始時、外管（Ｐｏ
）の中央部付近の伸びと共に上昇し、外管（Ｐｏ）の内
面の一部が内管（Ｐｉ　’）外面に当接した時点からは
増加は少なくなり、やがて一定の力で伸びが進行し、全
長に亙って縮径が完了した時点で上昇が見られる。そし
て縮径完了と同時に荷重を解除する。

第７図は、管端部を予め縮径加工せずに中央の管径と同
一の管径のままとした大径部（ＰＣ）となるべき部分を
両端に有する外管（Ｐ、’）　、換言すれば、全長に亙
って一様な管径を有する外管（Ｐ、”）を用い、引張加
工による伸張、縮径を行う例を示す。引張加工を行うと
、上述の場合と同様に外管（Ｐ、’）　　の中央部付近
から縮径、伸張が始まり、上述の場合と同様のプロセス
を経て、縮径部が管端の把み治具部に達して所定の縮径
、伸張を完了し、第８図に示すような、管端を除いて外
管（Ｐ、’）が内管（Ｐｉ　’　）に密着した二層管が
得られる。更に、かかる二層管の管端部において外管（
Ｐ、’）と内管（Ｐ、’）とを密着させるべく内管（Ｐ
ｉ’）を拡径させる。この加工は例えば内管（Ｐｉ　’
　）の管端部に外側からマンドレルを嵌入することによ
って容易に行うことができる。然して管端部において内
管（Ｐ、”）を拡径させることにより、第９図に示す如
き、両管端部には管中央部の縮径部（、Ｐ、）よりも径
が大きい大径部（ＰＣ）が形成され、上記画部分の過渡
部にはテーパ一部（Ｐ、）が形成された二層管が得られ
る。

上記テーパ一部（Ｐ４）の管軸方向の長さを短かくする
ことを望む場合は、より強い引張力を加えればよい。若
し、その際に大径部（ＰＣ）に変形が及ぶような場合に
は、第１０図に示すように、大径部（、ＰＣ）になるべ
き部分の内側に歪防止のためのカラー（中空筒体）（４
）を装着しておけばよい。もっとも、強い引張力を加え
ることが、外管（Ｐ、’）の縮径部（Ｐ３）の破断、把
み治具（２）を固定する凸部（３）の強度、又は引張装
置能力、その他の点で好ましくない場合には、外管（Ｐ
、’）のテーパ一部（Ｐ、）になるべき部分を適当な温
度に加熱することにより、それほど引張力を高めずに比
較的容易に縮径を達成することができ、テーパ一部（ｐ
ｄ）を短くすることができる。

第１）図は、一方の管端部にのみ大径部（ＰＣ’）を有
する二層管を望む場合の製造方法を図示したものである
。この場合は、先ず、図示の如＜、一端のみ縮径加工し
た外管（Ｐ、″）内に内管（Ｐ　ｉ　″）を挿入し、把
み治具（２）（２）を介して引張加工を行う。然して得
られた、第１２図に示す如き、一方の管端部を除いて外
管（Ｐ、”）が内管（Ｐｉ″）に密着した二層管を、上
記管端部において外管（Ｐ、”）と内管（Ｐｉ″）とを
密着させるべく内管（Ｐ　ｉ　″）　　を拡径させるこ
とにより、一方の管端部にのみ大径部（ＰＣ）を有する
二層管を得ることができる（第１３図参照）。

本発明において、外管（Ｐ、）（Ｐ、’＞（Ｐ、　″）
又は内管（Ｐｉ　）（Ｐ、’）（Ｐ、″）として使用さ
れる管体は、例えばピルガ−法等の塑性加工管、電縫溶
接管、或いは遠心鋳造管等、任意のものでよく、材質に
も制限はない。遠心鋳造管を仕様する場合にも、その内
外面鋳肌の事前の機械加工は特に必要はないが、加工度
の大きい引張加工を行う場合であって、鋳肌面から破断
を生じるおそれがあ゛るときは、その鋳肌の状況に応じ
て一方の面または両面を機械加工すればよい。機械加工
面の粗さは、それほど細かくする必要はなく、比較的粗
くても、前述のような凸部の被さり等の不都合は生じな
い。

使用される管体が延性に乏しい材質である場合、引張加
工において一度に大きな変形を与えようとすると、外管
縮径部の内面が内管の外面に接触するまでにその部分か
ら破断することがある。このような場合には、引張加工
過程で、外管の所要部又は全部に、適宜加熱処理を付加
し、段階的に加工していくとよい。なお、外管を全体的
に加熱する場合であっても、高周波加熱等の方法にて部
分的に加熱した部分を軸方向へ漸次移動させていく方法
が効率的である。このように加熱処理を付加すると引張
力は小さくて済むようになる。また、上述した如く外管
を加熱した場合には、外管が冷却された状態で焼ばめ状
態となるので二層管の外層と内層との結合力が強化され
る。

更に、得られる二層管の外層と内層との結合力をより強
化したい場合には、外管と内管との間に接着剤を介在さ
せておくとよい。

〔作用〕

上述した如き本発明方法によれば、簡単な設備で所望に
応じた任意の形状、寸法を有する管を安価に製造するこ
とができ、特に遠心力鋳造では製管困難若しくは不可能
な細径、長尺管を得ることができる一方において、引張
力さえ大きくすれば、より口径の大きい管体でも容易に
製造することができる。しかも得られる管体の真直性は
極めて良好である。

また、本発明によれば、所望に応じ、管端部に大径部を
形成することも容易であり、かつ管端部を厚肉とするこ
とができるので、例えば第１４図又は第１５図に示す如
き管継手を形成することができ、継手強度の高い継手を
簡易に形成することができる。

即ち、第１４図及び第１５図は本発明により得られる二
層管の継手形成態様の例を示す。第１４図は、第１）図
〜第１３図にて説明した方法にて得られた二層管の大径
部（ＰＣ）をビク部としてこれに他の二層管の小径部（
Ｐ、）を挿入して連結した例であり、また第１５図は、
第１図〜第３図にて説明した方法にて得られた二層管の
管端部の夫々にネジ切り加工を施し、カンプリング（Ｃ
）にて継いだ例である。一般の加工方法によって得られ
た二層管では、ネジ切り加工に伴う肉厚の欠損を補う必
要がある場合に、予めアブセント等により管端部の肉厚
を厚くせねばならず、そのための設備が必要となり、か
つ工数の増加を余儀なくされる。これに対し、本発明に
より得られる二層管の管端部は素材の外管及び内管のま
まの肉厚を有し、縮径伸張された中央部の肉厚よりも厚
いので、第１５図のようにネジ切り加工をした場合、又
は第１４図において小径部の外面と大径部の内面にネジ
切り加工を行う場合にも、その厚い肉厚によりネジ切り
加工に伴う肉厚欠損が補われ、強度上有利であると共に
、前記のような厚肉化するための設備、工数の余分な負
担を回避することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例について説明すると、外径３４ｍ１×内
径２８龍×長さ５００１の普通鋼管を外管とし、外径２
２ｆｌ×内径１８ｆｉ×長さ７５０ｆｉのステンレス鋼
管を内管とし、外管の両端部に溶接肉盛して凸部を形成
した後、外管の両端部をプレスにて内径２２顛に縮径し
、その縮径部の夫々に半割型上み治具を装着すると共に
、その把み治具に引張試験機のチャックを係着させ、軸
方向に引張加工を加えた。

引張力は伸びと共に上昇し、外管内面の一部が内管外面
に当接した時点からの増加は少なくなり、やがて一定の
力で伸張縮径が進行し、全長に互って縮径が完了した時
点で引張力の上昇が見られ、その時点で荷重を解除した
。

得られた二層管の寸法は、外径２６．９１）ＩＸ内径１
８態×長さ７５０■璽であり、その外層は素材の外管の
寸法に比し、長さは約１．５倍、外径は約０．７９倍に
縮径伸張し、肉厚は素管の３鶴から２．３５ｍ１と、約
０．７８倍の減肉を示した。また、管端部は、引張加工
前の縮径された状態とほぼ同等であり、その肉厚は３．
３額であった。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によれば、簡単な設備にて任
意の形状、寸法を有する二層管を製造することができる
。また本発明方法によって得られた二層管の管端部は中
央部に比して厚内となっているので、該管端部を連結す
べく継手を形成する場合は好都合である。従って、耐摩
耗性、耐食性又は耐浸炭性を有する鋼からなる内層（又
は外層）と普通鋼からなる外層（又は内層）とを有する
二層管のように異種金属の組合せよりなる二層管を簡易
に製造する上で本発明は極めて有用である。

なお、上述した説明においては、円筒状の二層管を製造
する場合について述べたが、素材としての外管及び内管
の断面形状を変えることにより、多角形断面、長円形断
面等を有する二層管を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明方法の実施要領を模式的に示す
縦断面図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線による断面図
、第５図は第１図のＶ−Ｖ線による断面図、第６図は第
３図のＶｌ−ＶＩ線による断面図、第７図、第１０図及
び第１）図は本発明方法の他の実施要領を模式的に示す
縦断面図、第８図及び第１２図は本発明方法による加工
中途における管形状を例示する縦断面図、第９図及び第
１３図は本発明方法による加工完了後における管形状を
例示する縦断面図、第１４図及び第１５図は本発明方法
によって得られた二層管の継手形成態様を例示する縦断
面図、第１６図及び第１７図は従来方法の実施要領を模
式的に示す縦断面図である。 ｐ　ｏ、　ｐ　。’　、　ｐ　０″：外管、Ｐ　１）　
Ｐ　１　’　ｌ　Ｐ　ｉ　″：内管、Ｐｃ　二人径部、
２：把み治具、３：凸部、４：カラー。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）管端部が予め縮径加工された外管の両端部に把み
   治具を装着すると共に、上記外管内に内管を挿入し、上
   記把み治具を介して外管を軸方向に引張加工することに
   より、外管を縮径伸張させて内管外面に密着させること
   を特徴とする二層管の製造方法。
2. （２）外管と内管との間に接着剤を介在させることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の二層管の製造
   方法。
3. （３）外管の所要部又は全部が加熱された状態にて外管
   を引張加工することことを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項又は第（２）項記載の二層管の製造方法。
4. （４）管端部を予め縮径加工せずに中央の管径と同一の
   管径のままとした大径部となるべき部分を一端又は両端
   に有する外管の両端部に把み治具を装着すると共に、上
   記外管内に内管を挿入し、上記把み治具を介して外管を
   軸方向に引張加工することにより、上記大径部となるべ
   き部分を残存させつつ外管を縮径伸張させて内管外面に
   密着させ、然る後に外管の上記大径部に相当する部分の
   内面に内管を拡径させて密着させることを特徴とする二
   層管の製造方法。
5. （５）外管と内管との間に接着剤を介在させることを特
   徴とする特許請求の範囲第（４）項記載の二層管の製造
   方法。
6. （６）外管の主要部又は全部が加熱された状態にて外管
   を引張加工することことを特徴とする特許請求の範囲第
   （４）項又は第（５）項記載の二層管の製造方法。