JPS63112025A

JPS63112025A - 溶接鋼管の矯正方法

Info

Publication number: JPS63112025A
Application number: JP25768386A
Authority: JP
Inventors: Kenji Moribe; 森部　憲二
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-10-29
Filing date: 1986-10-29
Publication date: 1988-05-17

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〕この発明は、主としてＵＯＥ製管法やコンティニュアス
フォーミング製管法、ベンディングロール製管法などで
成形される大径ストレートシーム溶接鋼管の曲がりと真
円度不良を同時に矯正する方法に関する。

〔従来の技術〕

例えば、ＵＯＥ製管法では第４図（イ）〜（チ）に示す
ような工程で大径溶接鋼管が製造される。すなわち、（
イ）素材である鋼板ｌ′の両端をバイトで切、削し、溶
接開先を加工する。（ロ）この両端を内側に曲げる成形
を行った後、（ハ）Ｕブレス工程で鋼板ｌ′をＵ字形に
成形し、に）次の０プレス工程で鋼板１′の両端が対向
して接する０字形に成形する。（ホ）続く仮付は工程で
０字形に成形したオーブンシーム部を仮付は溶接し、（
へ）内面溶接工程、（ト）外面溶接工程でそれぞれ内外
面から仮付は部の本溶接を行い管状に成形する０本溶接
後の鋼管ｌは、アーク溶接による溶接部への部分的な加
熱や溶融金属が凝固する際の収縮等により、溶接部近傍
に収縮が生じ、ビード部２を基準として凹形となり、真
直度が悪化する。またこの影響で真円度も悪化する。

このため、次ぎの（チ）拡管工程で鋼管１を拡管し、溶
接時の残留応力の除去、真直度、真円度の矯正を行った
上で、所定の検査工程（図示せず）を経て出荷させるの
である。

ところで、上記拡管による矯正は、セグメント３と称す
る長さ１ｍ程度の円筒状に並べられたダイスを鋼管ｌ内
部に挿入し、これを油圧等の操作で同心円状に押し広げ
て拡管する操作を繰り返し行い、全長に及ぼすことによ
って鋼管１を真円に拡大変形させ、同時にこの変形によ
って鋼管ｌ長手方向の曲がりを矯正するものである。従
って、曲がりの矯正は、鋼管ｌの拡大変形に伴って間接
的に行われる程度であって、その効果は本質的に小さく
、拡管矯正後の鋼管ｉ　ＩＩは、なおビード部２を基準
として緩い凸形状または凹形状を示しているのが通例で
ある。

特開昭６１−３８７１７号公報「溶接鋼管の矯正方法」
には、このような曲がりを改善する方法が開示されてい
る。この方法は、本溶接後の鋼管のビード部を内外面よ
り圧延し、この延伸量にて溶接により生じたと一ド部の
収縮を元に戻して鋼管形状の均一化を図り、曲がりを可
及的に矯正しておく、こうすることによって次の拡管機
での曲がり矯正量を低減し、拡管矯正後の寸法精度を向
上させようとするのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然しなから、上記従来の方法には、次のような問題があ
る。

■　ビード部の圧延は、溶接時の熱収縮により発生した
ビード部の残留応力を除去するもので、残留応力により
生じた鋼管の曲がりの矯正に対しては有効であるが、真
円度不良の矯正に対しては上記の曲がりによって生じた
不良を矯正できるにすぎない、従って、プレス成形時の
誤差により惰性形状となった真円度不良や素材鋼板の腰
折れによる真円度不良などについては拡管機により矯正
するのであるが、この種の真円度不良を拡管により完全
に矯正するには、相当大きな拡管率を必要とする。この
ように大きな拡管率を用いることは鋼管製品の機械的強
度などの面から実際には不可能であり、上記のような鋼
管の楕円形状や腰折れを完全な真円に矯正することがで
きないこと。

■　本溶接後の鋼管の断面内では、ビード部の機械的強
度が溶接時の加熱急冷のために他の部分よりも高く、ま
た他の部分においても素材鋼板圧延時の状況によって機
械的強度に変動が生じている。

鋼管を拡管すると、円周方向に延伸を受けて肉厚方向と
長手方向に収縮を生じるが、これらの変形量は機械的強
度によって決定されるものである。

従って、上記のように断面内で機械的強度に変動のある
鋼管を拡管すると、各部分の長手方向の変形量に差が生
じ、拡管により却って曲がりが発生するという慮れがあ
ること。

■　拡管による矯正は、鋼管の変形量が前記セグメント
と管壁との摩擦係数によって左右され、また拡管の機構
も種々の変動要因を有するために、長手方向の変形量を
適正に抑制することが困難であり、高い寸法精度が得ら
れないこと、等である。

本発明は、このような問題を解決するためになされたも
ので、溶接の熱収縮に起因する鋼管の曲がりと曲がりに
よって生じる真円度不良、並びにプレス形成時の誤差や
素材鋼板の腰折れによって生じる真円度不良を、拡管を
全く行わずに矯正し、極めて高い寸法精度が得られる溶
接鋼管の矯正方法を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

以下、本発明を実施例に対応する第１図を用いて説明す
る。

図に示すように本発明は、ストレートなビード部を備え
た溶接鋼管の矯正工程において、上記管ｌのビード部２
を内外面から圧延する内外一対の圧延ロール４ａ、４ｂ
と、該圧延ロールから１８０°回転した位置にあって管
ｌの内外面を圧接する内外一対の圧延反力受はロール５
ａ、５ｂと、前記圧延ロール４ａ、４ｂと圧延反力受は
ロール５ａ、５ｂを結ぶ直径線の左右対称に位置し、内
外数本のロールで管ｌを内外面より交互に挟む管壁矯正
ロール６．６′の複数組とで構成される環状ロール列７
を設け２る。そして上記環状ロール列７の管１内面側各
ロール４ａ、５ａ、（６ａ、、６ａ）・・・、（６’　
ａ、６’　ａ）・・・の回転軸と管ｌ外面側各ロール４
ｂ、５ｂ、６ｂ・・・、６′ｂ・・・の回転軸とを、管
ｌ軸方向に対して傾斜させて配置することにより、管ｌ
に回転と推進力を与えながら圧延ロール４ａ、４ｂでビ
ード部２を延伸し溶接により生じた管ｌの曲がりを矯正
するとともに、管壁矯正ロール６．６′・・・で管壁に
内外面からの繰り返し曲げを与え、真円度不良の矯正を
行うことを特徴とする溶接鋼管の矯正方法を要旨とする
。

〔作　用〕

上記構成によれば、溶接鋼管ｌを環状ロール列７に送り
込むと、上記管ｌには内外面から接触する圧延ロール４
ａ、４ｂ、圧延反力受はロール５ａ、５ｂ、管壁矯正ロ
ール６．６′・・・の回転方向と同一方向の回転が与え
られるとともに、上記各ロールの傾斜角度から生じる分
力により、送り出し方向の推進力が与えられる。管ｌの
回転進行中、圧延ロール４ａ、４ｂは、管ビード部２に
のみ所定の荷重をかけて溶接により熱収縮したビード部
２を延伸し、管壁矯正ロール６．６′・・・は管壁の異
形、すなわちプレス成形時の誤差による楕円変形や腰折
れ、あるいは上記ビード部２の延伸により生じた変形な
ど、を管壁内外面からの繰り返し曲げによって環状ロー
ル列７のロール配列と同じ真円に矯正する。従って、管
ｌ全体を環状ロール列７に通すことにより、長手方向の
曲がりと真円度不良を同時に高い精度で矯正することが
できる。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明法を実施する装置の一例を示す模式断面
図で、７はＵＯＥ溶接鋼管の矯正工程に設けた環状ロー
ル列、１は内外面本溶接後の大径鋼管、２は上記管のビ
ード部である。

図に示すように環状ロール列７は、管１のビード部２を
内外面から圧延する内外一対の圧延ロール４ａ、４ｂと
、該圧延ロールから１８０°転回した位置にあって管ｌ
の内外面を圧接する内外−対の圧延反力受はロール５ａ
、５ｂと、前記圧延ロール４ａ、４ｂと圧延反力受はロ
ール５ａ、５ｂを結ぶ直径線の左右対称に位置し、内外
数本のロールで管１を内外面より交互に挟む管壁矯正ロ
ール６．６′の複数組（図示例では２組）とで構成され
ている。そして管ｌ内面側各ロール４ａ、５ａ、（６ａ
、６ａ）・・・、（６’　ａ、６’　ａ”）・・・の回
転軸と管外面側各ロール４ｂ、５ｂ、６ｂ、６’　ｂの
回転軸とが、管ｌ軸方向に対して傾斜させて配置しであ
る。管１内面側の各ロール４ａ、５ａ、（６ａ、６ａ）
・・・、（６’　ａ、６’　ａ）・・・は、ビード部２
圧延時の反力や管壁の曲げ矯正力を支持するために、一
体物のハウジング８によって保持されており、管１外面
側の各ロール４ｂ。

５ｂ、６ｂ・・・、６ｔｈ・・・は、それぞれが個別に
図示していないハウジングより保持されている。

管１外面側の各ロール４ｂ、５ｂ、６ｂ・・・、６ｆｂ
・・・は、駆動ロールとなっており、これらのロールを
回転させると、管ｌに周方向の回転が与えられる。管１
内面側の各ロール４ａ、５ａ、（６ａ。

６ａ）　・＝　（６’　ａ、６’　ａ）−は、上記管ｌ
の回転にともなって回転する。

管１外面側各ロール４ｂ、５ｂ、６ｂ・・・、６′ｂと
管内面側各ロール４ａ、５ａ、（６ａ、６ａ）・・・（
６’　ａ、６’　ａ）・・・には全て、圧下調整機構と
傾斜角調整機構が設けられているほか、圧延反力受はロ
ール５ａ、５ｂには、ビード部２が回転してくるとロー
ル開度を開いて通過させる機構が設けられている。

上記機構よりなる環状ロール列７を用いて管１の矯正を
行うには、予め溶接管１ビ一ド部２の盛り上がり量に応
じて圧延ロール４ａ、４ｂの圧下量を調整しておく、管
壁矯正ロール６・・・、６′・・・は、ビード部２を圧
延しないロール開度に調整しておく、また、管ｌに所要
の推進力が与えられるよう、管外面側各ロール４ｂ、５
ｂ、６ｂ・・・、６′ｂ　・・・と管内面側各ロール４
ａ、５ａ、（６ａ、６ａ）・・・（５’　ａ、６’　ａ
）・・・の傾斜角を調整しておく、そうして管外面側各
ロール４ｂ、５ｂ１６ｂ・・・、６′ｂ・・・を回転駆
動させ、長手方向に搬送されてくる管１を環状ロール列
７に後面側から噛み込ませる。すると、管ｌには前記駆
動ロール４ｂ、５ｂ、６ｂ・・・、６′ｂ・・・表面の
回転と同一方向の周方向回転が与えられるとともに、管
外面側各ロール４ｂ、５ｂ、６ｂ・・・、６ｔｂ・・・
と管内面側各ロール４ａ、５ａ、（６ａ、６ａ）・・・
、（６′ａ、６’　ａ）・・・の傾斜角から生じる分力
により、環状ロール７前面側へ移動する推進力が与えら
れる。このようにして環状ロール列７内を回転しながら
前進する管ｌのビード部２には、圧延ロール４ａ、４ｂ
による所定の圧延荷重がかかり、ビード部の盛り上がり
形状が延伸される。これにより溶接時の熱収縮で生じた
残留応力が除去され、管ｌ長手方向の曲がりが矯正され
てゆく。と同時に、上記延伸により生じた管壁の変形や
その他プレス成形時に生じた楕円変形や腰折れなどの管
壁の異形が、複数組の矯正ロール６．６′・・・により
、管ｌ内外面からの繰り返し曲げを受けて、環状ロール
列７のロール配列と同じ真円に矯正されてゆく。

従って、管ｌ全体を環状ロール列７に通すことにより、
長手方向の曲がりと真円度不良が精度良く矯正された管
を得ることができるのである。

なお、管壁矯正ロール６．６′・・・は、その個数が多
いほど矯正効果が高くなる。従って、環状ロール列７に
配置する組数を図示例の２組以上に増加したり、あるい
は長手方向に多段式の構造とすることによって、より一
層精度の高い真円度を得ることが可能である。

第３図および第４図は本発明法により矯正した大径鋼管
の真円度と真直度を、前記特開昭６１−３８７１７号に
開示された従来法により矯正した場合と比較して示した
ものである。このとき使用した試験材と試験条件は、下
記のとおりであった。

１、試験材１０６６．８ΦＸ　１２．７ｔ　Ｘ　１２．８００１　
（ｔ／Ｄ＝１．２％）規格：ＡＰＩ５ＬＸ　　Ｘ−６５２、試験条件（本発明法）ｉ）ビード圧下率＝１０％ｉｉ）管壁矯正ロール押込量：２０ｆｉｉｉｉ　）傾斜
角度　　：５゜〔従来法〕ｉ）ビード圧下率：１０％ｉｉ）拡管率　　　Ｘ０１５％第３図に明らかなように、本発明法により矯正した試験
材０は、円周各部における曲率半径が、目標曲率半径に
極めて近似しており、はぼ真円の形状を示している。こ
れに対して、従来法により矯正した試験材・は、円周各
部における曲率半径が目標曲率半径に対して変動してお
り、かなり低い真円度であった。これは、プレス成形時
に生じた楕円変形や腰折れか、拡管では十分に矯正する
ことができなかったためである。

また、第４図に明らかなように、本発明法により矯正し
た試験材０は、長手方向各部における曲がりがほとんど
なく、はぼ真直ぐな形状を示している。これに対して、
従来法により矯正した試験材は・は、長手方向各部にお
いて曲がりを生じており、全体が溶接ビード部を基準と
する凹形の形状を呈していた。これは、拡管により長手
方向各部の変形量に差が生じて曲がりが発生したからで
ある。

〔発明の効果〕以上に説明したとおり、本発明によればストレートなど
一ド部を備えた溶接鋼管の矯正において、従来不可欠と
されていた拡管を全く行うことなく、真円度不良と曲が
りの矯正を同時に行うことができる。従って、拡管によ
って却って真円度不良や曲がりを生じるようなことがな
く、極めて精度の高い矯正効果が得られ、寸法精度の制
約により従来では適用が不可能であった用途にも、この
種の鋼管を広く採用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る環状ロール列の一例を示す模式断
面図、第２図は一般的なＵＯＥ方式の製管工程を段階的
に示す説明図、第３図は本発明法により矯正された管の
真円度を円周方向各部の曲率半径で表したグラフ図、第
４図は本発明法により矯正された管の真直度を長手方向
各部の水平レベルに対する曲がり量で表したグラフ図で
ある。１：溶接鋼管、２ビ一ド部、４ａ、４ｂ：内外−対の圧
延ロール、５ａ、５ｂ：内外一対の圧延反力受はロール
、６．６’　　：左右対称の管壁矯正ロール、５ａ、５
’ａ：管壁矯正ロールの内面側ロール、６ｂ、６’ｂ：
管壁矯正ロールの外面側ロール、７：環状ロール列。第　２　図１′ （ハバＵブレス）（ニ）（Ｏブレス）　　　　（ホ）（履行５穿繕）　　
　（へ）（自信り搏）第　　１　　図第　３　図Ａ度（ｄｅｇ）第４図管先鳩かりの距離（ｍ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ストレートなビード部を備えた溶接鋼管の矯正工
程において、上記管（１）のビード部（２）を内外面か
ら圧延する内外一対の圧延ロール（４ａ）（４ｂ）と、
該圧延ロールから１８０°回転した位置にあって管（１
）の内外面を圧接する内外一対の圧延反力受けロール（
５ａ）（５ｂ）と、前記圧延ロール（４ａ）（４ｂ）と
圧延反力受けロール（５ａ）（５ｂ）を結ぶ直径線の左
右対称に位置し、内外数本のロールで管（１）を内外面
より交互に挟む管壁矯正ロール（６）（６′）の複数組
とで構成される環状ロール列（７）を設け、該ロール列
の管（１）内面側各ロール（４ａ）、（５ａ）、（６ａ
、６ａ）・・・、（６′ａ、６′ａ）・・・の回転軸と
管（１）外面側各ロール（４ｂ）、（５ｂ）、（６ｂ）
・・・、（６′ｂ）・・・の回転軸とを、管（１）軸方
向に対して傾斜させて配置することにより、管（１）に
回転と推進力を与えながら圧延ロール（４ａ）（４ｂ）
でビード部（２）を延伸し溶接により生じた管（１）の
曲がりを矯正するとともに、管壁矯正ロール（６）（６
′）・・・で管壁に内外面からの繰り返し曲げを与え、
真円度不良の矯正を行うことを特徴とする溶接鋼管の矯
正方法。