JPS6234726A - 長尺体の製造方法 - 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〉 開示技術は、外管と内管等を緊結させる耐摩耗性の二重
管等の長尺体の製造技術分野に属する。

〈要旨の概要〉 而して、この発明はスラリー輸送、空気輸送等に用いら
れる配管等の耐摩耗性等を向上させるべく、例えば、外
管、内管を相対重層させた二重管を、外管の周方向環状
加熱手段とその加熱部周辺の冷却手段とに対し、相対的
に軸方向移動させ、周方向環状加熱、及び、加熱部周辺
の冷却を軸方向移動させる等して内管に外管を緊結させ
るようにした二重管等の長尺体の製造方法に関する発明
であり、特に、外管に対し環状加熱と加熱部周辺の冷却
を行うに際して加熱部周辺の冷却部により加熱部の膨径
を拘束するようにし、冷却後加熱部の直径が初期径より
小ざくなるようにする操作を軸方向連続的に付与し、内
体と外管の強い緊結の嵌合代が得られるようにしだ長尺
体の製造方法に係る発明である。

〈従来技術〉 周知の如く、配管は各種産業分野で流体の輸送に広く用
いられており、これらの配管のうち、例えば、石炭、各
種鉱石、セメント等の固形物を水に混ぜて運ぶスラリー
輸送管、或は、砂塵、珪砂等粉粒体の空気輸送管等にお
いては、管内面が著しく摩耗し易い。

この種の配管には通常ガス管のような安価な鋼管が用い
られ、摩耗すると新しい管と交換したり摩耗部分に当て
板を溶接したりすることによって対処している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、特に耐摩耗性を要求されるような用途で
は、高クロム鋳鉄等、耐摩耗性の優れた材料より成る管
が使用されることもある。

ところで、一般に、鉄鋼材料の耐摩耗性は硬さと良い相
関がおり、耐摩耗性の優れた材料は一様に箸しく硬い。

例えば、耐摩耗材料として良く使われる２７Ｃｒ鋳鉄は
、ショア硬ざで８１以上の硬さをもつ。

ざりながら、一方、硬さが硬くなる程、鉄鋼材料の靭性
は低下する傾向があり、上述した高クロム鋳鉄等の耐摩
耗材料から成る管は衝撃力が加わると破損し易いという
欠点がある。

又、高硬度の耐摩耗材料は溶接性、及び、加工性が共に
著しく悪いため、第一に溶接による本体への７ランジの
取付が不可能である欠点があり、第二にフランジを一体
形成させた場合にも仕上げ加工や穴開は加工が困難であ
る難点があり、第三に補修溶接が困難である等の不具合
がある。

加えて、製造コストも高い不利点がある。

このようなことから、鋼管に耐摩耗材料を内張した所謂
クラツド鋼管も使用されるようになってきた。

この種のクラツド鋼管は、通常遠心鋳造法、或は、肉盛
溶接法等により作られており、内張は管本体に対し冶金
的に接合している。

而して、クラツド鋼管は、管の内面が耐摩耗性材料によ
って覆われているため、特に、耐摩耗性を考慮していな
い材質の通常の単層鋼管より格段に耐摩耗性が優れてい
る。

又、管口体は耐摩耗材料を具備する必要がないので、充
分な靭性をもち、溶接性良好な材質のものを採用出来る
。

したがって、耐摩耗性のみからなる管と異なり、充分な
耐衝撃性能を有し、又、フランジを別体形成して溶接で
取り付けることも可能である。

しかし、クラツド鋼管では製造方法の如何によらず内張
に引張応力が残存するため、割れを生じ易い欠点がある
。

又、一旦割れを生ずると、内張を管本体とが冶金的に接
合しているため、割れが管本体に容易に伝播し貫通割れ
となり易い不都合がある。

そこで、実用上充分な靭性をもつ外管と耐摩耗性の優れ
た内管とを冶金的には接合°せず唯単に重層し、しかも
、ある血圧をもって両管を接触させることによって内管
の内面側が圧縮応力状態となるようにした自緊二重管の
開発が望まれている。

このような自緊二重管は、クラツド鋼管と同様の利点を
もち、しかも、上述したクラツド鋼管の欠点が解消され
るからである。

ところで、従来の自緊二重管製造技術としては、第一に
焼きばめ法、第二に拡管法、第三に熱拡管法等がある。

しかしながら、内面耐摩耗自緊二重管の製造方法として
は、これらの方法にはそれぞれ不都合な点がある。

まず、第一の方法は、外管内径、及び、内管外径に厳し
い加工精度が要求されるが、内面耐摩耗二重管の場合、
内管は加工性の悪い耐摩耗材料でおるので、所要の加工
を行うが非常に難しい。

加えて、この方法では一般に長尺管の嵌合が極めて困難
である。

又、第二、第三の方法ではいづれも内管の塑性拡管が行
われるが、この場合、内管の強度（降伏点）が非常゛に
高いうえに耐蝕二重管等に比べて内管がやや厚くなるの
で極めて高い拡管圧力が必要となり実際的ではない。

特に、第二の方法では、内管の強度（降伏点）に比べて
外管の強度（降伏点）が高いこの二重管の場合、内管を
塑性拡管しても弾性戻りにより内外管の間に隙間が生じ
る。

以上のように、耐摩耗二重管に対する強いニーズがある
にもかかわらず、従来技術では満足すべき条件を具備し
た耐摩耗二重管を提供出来なかった。

そして、このことは耐摩耗中実体のバー材等においても
云えることでおり、強度を有する中実丸棒に管体を反覆
する態様でも同様であり、焼きばめで行うと位置ずれ等
がおきる問題があった。

この発明の目的は上述従来技術に基づく二重管等の長尺
体の製造の問題点を解決すべき技術的課題とし、内体に
相対遊挿した外管に対し周方向環状加熱、及び、その周
辺冷却作用を同時併行的に、軸方向に相対移動しながら
連続的に付与することにより外管を縮径させ、内体を外
管によりだが締めするようにして、各種産業における配
管利用分野に益する優れた長尺体の製造方法を提供せん
とするものでおる。

〈問題点を解決するための手段・作用〉上述目的に沿い
先述特許請求の範囲を要旨とするこの発明の構成は、前
述問題点を解決するために、内管ヤ中実丸棒等の内体に
高い耐摩耗性を有する材料を用い、一方、外管には高靭
性を有する材料を用い、両者を大きな嵌合代を介して緊
結させるに、周方向環状加熱手段と外管とを相対的に軸
方向移動させるようにし、この際環状加熱手段の前方、
もしくは、前方、及び、後方に冷却手段を設けることに
より、情方向長さからみて、外管の加熱部分の後方、又
は、前方、及び、後方にて中心方向への径方向の押え曲
げモーメントが作用するようにしたものでおり、外管の
環状加熱部の膨径を、片側、又は、両側の冷却部分によ
り拘束して降伏させ、加熱直後の冷却により加熱部の全
長に屋り外管の直径が初期径よりも縮径するようにした
ものであり、このような加熱と冷却を軸方向に連続的に
少くとも１回付与することにより高く嵌合度の長尺体が
得られるようにした技術的手段を講じたものである。

〈実施例−構成〉 次に、この発明の１実施例を図面に基づいて説明すれば
以下の通りでおる。

図示実施例は、長尺体としてのスラリー輸送管等の耐摩
耗性二重管の製造態様であり、外管１には、例えば、炭
素ｉ０．２５％程度の低炭素鋼等の高靭性のものを用い
、又、内体の内管２としては耐摩耗性を有する、例えば
、炭素量０．５５％程度の高炭素鋼等を用いて、焼入硬
化させた内管２を全体冷却した状態で相対遊挿して二重
管素管３としておく。

而して、二重管素管３を矢印に示す様に軸方向に所定速
度で移動させるようにセットし、更に、第２図に示す様
に、外管１の外周に環状加熱手段として、例えば、高周
波誘導加熱装置４をセットすると共に高周波誘導加熱装
置４に所定距離離して近接した軸方向前後に、例えば、
水道水等を噴射する環状の冷却装置５をセットし、二重
管素管３を矢印方向に移動ざぜることにより加熱装置４
、及び、冷却装置５は二重管素管３に対し相対移動する
ようにされる。

そこで、所定速度で二重管素管３を移動させると、加熱
装置４はその前後の冷却装置５．５による外管１の冷却
に対し、加熱による膨径作用を付与するが、このプロセ
スにおいて模式的に第２図に示す様に、外管１の加熱部
分の両端が冷却部分に対して自由端であれば、当該第２
図に示す様に、自由に膨径して周方向に突出するが、実
際は加熱部分に対し当該加熱部分はその両端が冷却部分
によって拘束されているために、当該部分は第４図に示
す様に、長手方向に対し中心方向に向かって径方向の押
え曲げモーメントＦが作用し、結果的にリング状の湾曲
した塑性変形部分が成形される。

そして、二重管素管３が矢印方向に相対移動することに
より加熱装置４により加熱されて塑性変形した部分は加
熱部分を通過して冷却手段により冷却されると、第３図
に示す様に、逆に大きく縮径され、そこで大きな嵌合代
が得られて外管１は内管２に対し緊結されることになる
。

そして、この作用は外管１の全ての周方向部分に作用す
るために、二重管素管３を軸方向に少くとも連続的に相
対移動することにより外管１の全ての部分が縮径し、全
二重管素管３に於いてたが締めによる縛つばめ状態が現
出され、結果的に、大きな自緊二重管が形成される。

そして、上述緊結プロセスは内管２の肉厚にかかわりな
く行われ、又、軸方向長さにかかわらず、全二重管素管
３に於いて形成されるために、更に、外管１と内管２の
接合面の粘度にもほとんど無関係に行われることになり
、内管２の肉厚が大で、しかも、長尺管であるところの
耐摩耗性二重管製造には極めて効果的である。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論でおり、例えば、上述内管をセラミックスに
したり、内管に耐蝕性材料を用いたりする等種々の態様
が採用可能である。

又、対象は直管のみならず、ベント管等の曲管等に対し
ても適応出来るものでおる。

そして、長尺体は配管のみならず、中実丸棒に外管を耐
蝕、耐摩耗棒材も可能である。

尚、この発明は線状加熱や冷却手段を移動方向に付与す
る手段によるところの周方向増径縮径手段と異なり、お
くまで加熱された環状部分の膨径か隣接冷却部分により
拘束され、加熱部分が冷却後縮径することにより外管が
内体に対し緊結するようにしたものであり、その自緊メ
カニズムは全く異なるものでおる。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、基本的に外管に比し内管等の
内体の強度が高く外管も高い耐摩耗性二重管等の長尺体
の製造に際し、極めて精度が高いものが得られる侵れた
効果が秦され、又、拡管圧等に必要な強大な圧力等も要
らず、製造に要する動力費が安くて済み低コストで製造
出来る効果がある。

又、焼きばめ法等とは異なり、外管と内体の接合面の精
度もそれほど大きく要求されず、したがって、長尺管等
も自由に製造出来るという優れた効果が奏される。

又、内体が耐摩耗性であり、外管が高靭性であるような
場合においても何ら設計の自由度が拘束されず、したが
って、外管と内体の材料選択も自由であるという効果が
秦される。

而して、外管に対する加熱冷却を軸方向に少くとも１回
相対移動して付与することにより外管の膨張が押えられ
、加熱部の全長に亙って初期直径より小ざい径になる縮
径作用が行われて内体に対する大きな嵌合代が得られる
という優れた効果が秦される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の１実施例の概略説明図であり、第１図
は外管と内管の相対重層時の部分断面側面図、第２図は
加熱により押え曲げモーメントイ寸与Ｆ・・・押え曲げ
モーメント、　　１・・・外管、２・・・内体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内体に重層した外管に対し縮径作用を付与して内体に緊
   結するようにした長尺体の製造方法において、上記外管
   に対する加熱冷却を軸方向に相対移動しながら行い、加
   熱部の全長に亙り冷却後の外管の直径が初期径より小さ
   くなるようにする操作を少くとも１回行って内体と外管
   の嵌合度を高めるようにしたことを特徴とする長尺体の
   製造方法。