JPS6321714A - 耐応力腐食割れ性被覆硬銅撚線の製造方法 - 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、架空配電線として使用した場合に浸れた耐応
力腐食割れ性を発揮する被覆硬銅Ｐ、線の製造方法に関
するものである。

「従来の技術」 従来、架空配電線として使用されている被覆硬銅撚線の
問題点として知られていのは、被覆硬銅撚線が、ある腐
食環境下で伸びを伴わずに脆性的に破断するといった現
象であり、この破断現象の対策に苦慮している現状であ
る。

前記被覆ｆｆ！銅撚線の破断現象は、芯線の硬ｉ線に製
造時の伸線工程と撚線工程で付加された「＋」の残留応
力（各素線について伸線時のものと撚線時のもの）と、
浸水雨水（架線時にクランプ止めした箇所のシースを除
去するために、そこから主に雨水が浸入する）に含まれ
ているＮ　Ｈ３やＳ　Ｏを等による腐食とが同時に作用
する、いわゆる応力腐食割れに起因すると考えられる。

そこで前記芯線の残留応力を緩和するＲめに、本発明の
出願人は先に、昭和５０年特許願第１５３２Ｉ８号を以
て銅芯線を複数本同心に撚りつつダイスで圧縮し、反発
力を低減することにより耐応力腐食割れ性の改善を図っ
た。

「発明が解決しようとする問題点」 この方法により得られろ電線は、便宜上ＳＢ（スムース
ボディ）タイプと呼称し、かなりの効果を上げている。

しかし、前記のＳＢタイ″プは、硬銅撚線を連続工程中
にダイスで圧縮するものであるから、大きな引取力を要
し、特に、大きなサイズの導体の場合は、従来の撚線機
にダイスをタンデムに設置することが困難であり、また
、残留応力の低減も不十分な而があった。

本発明は、前記問題に濫みてなされｆ二らので、硬銅撚
線の表面にンヨプトピーニング処理を雀すこと１こより
伸線工程と撚線工程等の前工程で生じた残留応力を低減
させて耐応力腐食割れ性を大幅に向上できる耐応力腐食
割れ性被覆硬銅撚線の製造方法の提供を目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記問題点を解決するために、ｒｆ！銅撚線
、あるいは硬銅撚線等を構成する線材を線速０．５〜１
０ｍ／分で移動させるとと乙に、この線材の外周側の少
なくとも３方向以上の等間隔に配置した噴出ノズルから
粒径６０〜４００μｍのショットビーズを２〜７ｋｇ／
ｃｍ２の噴霧圧力で線材に噴出して硬銅撚線の残留応力
を低減し、しかる後に線材に絶縁層を被覆するものであ
る。

「作用　」 線速０．５〜１（Ｌｎ／分で移動する硬銅撚線に３方向
以上からショットビーズを噴出することによって、むら
のないショットピーニング処理を効率良く経済的に行う
とともに、粒径６０〜４００μｍのショットビーズを使
用し、２〜７ｋｇ／Ｃｍ’の噴霧圧力で噴霧することに
より硬銅−線を損傷することなく応力の緩和を行う。

「実施例」 第１図と第２図は、本発明の実施に使用する装置の一例
を示すもので、第１図においてＩは硬銅撚線Ａを巻き付
けた送出ドラム、２は巻取ドラム、３は引取装置、４は
ショットピーニング装置を各々示している。

前記ショットピーニング装置４は、硬銅撚線Ａの通過口
を備えたハウジング５と、ハウジング５の内部に設置さ
れてハウジング５内を通過する硬銅撚線Ａを硬銅撚線Ａ
の外周方向に沿って９０゜間隔で囲む４基の噴出ノズル
６（第２図参照）を備えるとともに、各噴出ノズル６は
エアブラスト機等の粒体供給装置７に連結されていて、
粒体供給装置７から供給される粒体を噴出ノズル６から
硬銅撚線Ａに向けて噴霧できるようになっている。

次に前述の装置を用いて本発明の一例を実施する場合に
ついて説明する。

本発明を実施するには、まず、粒体供給装置７に粒径６
０〜４００μｍのショットビーズ（ガラスピーズ、セラ
ミックス、あるいは金属粒子等からなる粒体）を収納す
るとともに、送出ドラム１に硬銅撚線（例えば、直径２
．０ｍ＋ｎの硬銅撚線を１９本間芯に撚った導体断面積
６０ｍｍ”の採便銅線）を巻回しておく。

次に、前記硬銅撚線Ａを引取装置３によって６シヨツト
ピーニング装置４のハウジング５を介して線速０５〜１
０（より好ましくは２〜１０）ｍ／分で巻取ドラム２に
巻き取ると同時に１，１基の噴出ノズル６から前記ショ
ットビーズを２〜７（より好ましくは３〜６）ｋｇ／ｃ
ｍ２の空気圧で硬銅撚線Ａに吹き付ける。この操作によ
り硬銅撚線Ａの表面に衝突したショットビーズは硬銅撚
線Ａの残留応力を低減する。即ち、硬銅撚線Ａの表面が
ショットビーズにより繰り返しへこまされ、前工程の伸
線加工と撚線加工で押し伸ばされた表面層の降伏点を超
えて塑性変形を起こす。これによって硬銅撚線Ａの表面
を圧縮の残留応力状態、つまり、「＝」の残留応力状態
とする。

ところで、前記処理において、硬銅撚線Ａの線速を０．
５〜１０ｍ／分としたのは、線速がｌＯｍを超えるとシ
ョットビーズが硬銅撚線Ａに十分当たらない箇所を生じ
て硬銅撚線Ａの長手方向の残留応力にむらを生じ、応力
緩和がなされない部分を生じる問題があるためであり、
また、線速か０゜５ｍ／分より小さい場合、生産効率が
低下して工業的に見合わないためである。また、粒径を
６０〜４００μと規定したのは、粒径が６０μより小さ
い場合には硬銅撚線Ａの応力緩和が十分ではなくなるた
めであり、４００μｍより大きい場合には硬銅撚線Ａに
衝突することによって硬銅撚線Ａの表面を粗くするとと
乙に、ショットビーズ自体の比強度が低下するｒ二めに
衝突によりショットビーズ自体が粉砕して十分な効果を
生じない虞があるためである。なお、硬銅撚線Ａの周囲
に配置する噴出ノズル６は硬銅撚線Ａの周方向に沿って
等間隔で３つ以上設けることにする。これは、噴出ノズ
ル６を２つ以下にした場合には、ショットビーズが便銅
撚線、へに十分に衝突しζい部分を生じて好ましくない
ためである。更に、噴霧正方を２〜７　ｋｇｆ／　ｃｍ
”としたのは、２ｋｇｒ／ａｍ”より小さい圧力では、
十分な応力緩和処理を施すことが困難であり、７ｋｇｆ
／ｃｍ’より大きい圧力では、ショットピーニング装置
４の噴出機構部分に大きな負担がかかり、かつ、硬銅撚
線Ａの表面が粗くなってしまうためである。

しかる後にこの硬銅撚線Ａの表面にポリ塩化ビニル、ポ
リエチレン、架橋ポリエチレン等からなる絶縁層を公知
の押出装置により被覆して被覆硬銅撚線を製造する。

以上の如く製造した被覆硬銅撚線は表面部分に「−」の
残留応力が付加されているために、架空配電線として用
いた場合、耐応力腐食性に優れる。

７製造例」 ←１々の条件で７ヨツトビーニング処理を施した硬銅撚
線（直径２．Ｏｍｍの硬銅素線を１９本撚線化した断面
積６０ｍｍ”の硬銅撚線）の残留応力測定結果を第１表
と第３図に示す。

残留応力の測定は、Ｘ線回折法］こより行い、工２表に
示す条件で硬銅撚線の軸方向について行った。また表面
層の応力変動の影響を除くために、硬銅撚線の表層３０
μｍを硝酸水溶液で溶解除去した。なお、応力を測定し
たのは、硬銅撚線が第４図（Ａ）に示すような被覆面の
状態と、硬銅撚線に被覆を施した後に巻き取りドラムか
ら外した第　。

４図（Ｂ）に示す状態と、第４図（Ｃ）に示すような直
線拘束状態と、６００　ｋｇｒの張力を付加した第４図
（Ｄ）に示す張力負荷状態である。

第１表より、いずれのショットピーニング条件で処理し
た線材も巻取ドラムに巻回する萌後で応力が大きく変化
することが明らかになった。また、直線拘束する過程で
の引張り応力の増加が大きく、張力を負荷することによ
り更に増加の傾向となる。

また、第３図より、ショットピーニング処理を本発明方
法に沿って施した硬銅撚線（第３図の口・ソト番号ｌ）
は、本発明方法の条件から外れる条件でショットピーニ
ング処理した硬銅撚線（第３図のロフト番号２〜５）と
、ショットピーニング処理を施していない普通の円撚線
（第３図のロッド番号６）に比較して１５　ｋｇｆ／　
ｎ＋ｍ２程度引張り応力が低下している。即ち本発明に
沿うショットピーニング処理は硬銅撚線の残留応力低下
に大きな効果を与えることが明らかになった。

ここで、残留応力低下に効果のあるショットピーニング
処理が、素線や導体の機械的特性に悪影響を及ぼすか否
かについて実験を行った。その結果を第３表と第４表に
示す。

第４表 第３表と第４表から、引張り強さと伸びと捻回値と引張
り荷重について、ショットピーニング処理を施した硬銅
撚線にあっては、普通の円撚線と比較して何隻遜色のな
いことが明らかになった。

次に、本発明方法の条件でショットピーニング処理を施
した硬銅撚線を用いて、強制腐食試験を行い、本発明方
法により製造された硬銅撚線の延命効果を定量的に評価
した。

この強制腐食試験条件は、第５表に示す通りであり、腐
食液中に硬銅撚線を浸漬し、６００　ｋｇｆの張力を加
えて破断に至らしめるものである。なお、この強制腐食
試験に用いたショットピーニング電線の製造条件は、第
６表に示す通りである。

なお、第５表において、供試試料としては、下記の１１
種類のものを用色した。

Ｎｏ、Ｉ　　裸の晋通円撚便銅撚線（直径２．０ｍｍの
素線を１９本撚って構成した断面積６０ｍｍ″の線材）
からなる線材 Ｎｏ、２　　Ｎｏ、１に示した線材と同等の線材に防錆
処理を施した線材 Ｎｏ、３　　第６表に示す条件でショットピーニング処
理を行った線材（構造と外径寸法はＮｏ、Ｉの線材と同
等） Ｍｏ、４　　Ｎｏ、３の線材に防錆剤を塗布した線材、
ここで防錆剤塗布とは、ベンゾトリアゾール誘導体系の
防錆剤１重量％を有機溶剤で希釈したものを素線の表面
に塗布することを意味する。

前記Ｎｏ、１−Ｎｏ、４の線材を用意し、前記強制腐食
試験を行った。その結果を第７表と第５図と第６図に示
す。

第７表の延命倍率において、普通円撚線において破断に
至った日数を１とした場合に、ショットピーニング処理
のみを施した線材が破断に至った口数は１，５７倍、シ
ョットピーニング処理と防錆処理を施した線材が破断に
至っｆこ日数は２．３２倍であった。０［１ち、本発明
条件に沿ってショットピーニング処理を施すことによっ
て線材は良好な耐食性を発揮するとと乙に、線材に防食
処理を施すことによって更に良好な耐食性を発揮するこ
とが明らかになった。

従って本発明の条件で７ヨツトビーニング処理を施すこ
とにより、応力腐食割れ下受性が低下することが明らか
であり、この結果は、第１表に示すＸ線残留応力測定結
果と対応することが明らかになった。

ところで、前記強制腐食試験において、延命効果が１．
５倍程度に止どまったのは、今回の場合、硬銅撚線の表
面側のみにショットピーニング処理を施した影響と考え
られる。即ち、ショットピーニング処理を施していない
内層線と中心線および外層線の内層側から応力腐食割れ
が進行し、これが影響していると考えられる。

この影響を確認するために、防錆処理を施していない普
通円撚線の強制腐食試験３１日経過後の割れ発生状況を
第７図に、ショットピーニング処理を施した線材（以下
ショットピーニング電線と略称する）（防錆処理なし）
の強制腐食試験３７日経過後の割れ発生状況を第８図に
、また、ショットピーニング電線（防錆処理なし）の強
制腐食試験４８日経過後の割れ発生状況を第９図に各々
示した。なお、第７図ないし第９図は線材の横断面形状
を示し、その中で応力腐食割れを起こした線材に斜線を
記入しである。

第７図から明らかなように、普通円撚線は外層線から応
力腐食割れが進行しているのに対し、ショットピーニン
グ電線では、ショットピーニング処理を施していない内
層線から応力腐食割れが進行している。更に試験期間を
延長すると、ショットピーニング電線の一部にも応力腐
食割れか見られたが、割れの破面を観察してみると、割
れの起点はいずれも非加工部分（ショットピーニング処
理がなされていない部分）であることか判明した。

従って前記強制腐食試験で延命効果が１，５倍程度に止
どまっているのは、前記の如く内層線までショットピー
ニング処理が作用しない理由によるものであり、この対
策として硬銅撚線の外方からショットピーニング処理を
施すのではなく、撚線化する前の素線の段階でショット
ピーニング処理を施せばより効果的である。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、線材を０．５〜１０ｍ／
分で移動させるととらに、前記線材の外周側の少なくと
を３方向以上の等間隔に配置した噴出ノズルから粒径６
０〜４００μｍのショットビーズを２〜７ｋｇ／ａｍ’
の噴霧圧力で線材に噴出し、しかる後に絶縁層を形成す
るものであり、萌工程で線材の表面に残留した応力を低
減させて線材に「〜」の残留応力を付加できるために、
・架空配電線化した場合の耐応力腐食割れ性を向上する
ことができる。従って本発明方法により製造された硬銅
撚線で架空配電線を構成した場合、耐食性の優れた架空
配電線を製造できる効果力〈ある。

更ニ、線速を０．５〜ｉｏ＋ｎ／分に設定して移動させ
た線材に線オの外周方向に沿う３方向以上の等間隔で配
置した噴出ノズルから７ヨヅトビーズをｌ１１２出する
ために、むらなく線オにンヨットヒーズを噴霧すること
ができ、線オに「−」の残留応力を均一に負荷できると
ともに、線速を０．５ｍ／分より大きくしているために
経済的にンヨソトピーニノグ処理できる効果かめる。ま
ｆ二、応力緩和に適切な大きさてカろ１７１６０〜１０
０８ｍのノヨットビーズを使用し、線材を傷める虞がな
く、噴出装置にも負担にならない２〜７ｋｇ／ａｍ’の
噴霧圧力で噴霧するために、線材を傷めることなく確実
に応力緩和できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、本発明の一例を実施するために使用
する装置を示すもので、第１図は概略構成図、第２図は
噴出ノズルの配置状態を示す斜視図、第３図は残留応力
の測定結果を示す線図、第４図（Ａ）ないし第４図（Ｄ
）は強制腐食試験において線材に加える応力状態を示す
ためのもので、第・１図（Ａ）は線材の被覆萌に応力を
加えた状態を示す断面図、第４図（１３）は被覆後のド
ラム巻き取り解放状態の線材を示す断面図、第４図（Ｃ
）は直線拘束状態を示す断面図、第４図（Ｄ）は６００
　ｋｇｌ’の負荷張力を加えた状態を示す５面図、第５
図は強制腐食試験結果の破断日数を示す線図、第６図は
強制腐食試験結果の破断日数を示す線図、第７図は普通
撚線の腐食状況を示Ｔ溝断面図、第３図はンヨットピー
ニング電線の強制腐食試験結果を示ず横断面図、第９図
は強制＠食試験結果を示す横断面図である。 １・・・・・・送出ドラム、　　　２・・・・・・巻取
ドラム、３・・・・・・引き取り装置、 ４・・・・・・ショットピーニング装置、６・・・・・
・噴出ノズル、　　　７・・・・・・粒体供給装置、Ａ
・・・・・・硬銅撚線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 硬銅撚線、あるいは、硬銅撚線を構成する素線等の線材
   を線速０．５〜１０ｍ／分で移動させるとともに、前記
   線材の外周側の少なくとを３方向以上の等間隔に配置し
   た噴出ノズルから、粒径６０〜４００μｍのショットビ
   ーズを２〜７ｋｇ／ｃｍ＾２の噴霧圧力で線材に噴出し
   て硬銅撚線の残留応力を低減し、しかる後に線材の外面
   に絶縁層を被覆することを特徴とする耐応力腐食割れ性
   被覆硬銅撚線の製造方法。