JPS632517A - Ｕｏｅ管の矯正方法 - 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ＵＯＥ管の矯正方法に関し、更に詳述すると、
ＵＯ管を溶接してなる溶接管を拡管するときに、溶接管
の曲がり、真円度を同時に矯正してυＯＥ管を製造する
方法を提供するものである。

〔従来技術〕

鋼管を製造する方法の１つとしてｔｌＯＥ法がある。

ＵＯＥ鋼管は、第８図に示すように鋼板の縁部を切断加
工したのち（（イ）参照）Ｃプレスにて鋼板の幅方向端
部を曲げ成形しく（ロ）参照）、これをＣプレスにてＵ
字形として（（ハ）参照）更に０プレスにより鋼板側端
面を対向させて略円形のオーブンパイプに成形される（
（ニ）参照）。そしてオーブンパイプの対向端部を仮付
溶接したのち（（ホ）参照）、内面溶接、外面溶接を行
って溶接管を製造しく（へ）、（））参照）、その溶接
管を拡管機にて所望寸法に拡管することにより（（チ）
参照）製造される。

上記溶接管は、オープンパイプが真円にＣプレスされて
いても溶接の際の加熱及び凝固に伴う）容接部の膨脂及
び収縮により、−般に溶接部の軸長方向長さが他の円周
部分のそれよりも短くなった弓状に曲がった状態となり
、また溶接の影啓により溶接部を長径とする楕円形状と
なっており、真円ではない。

上記拡管は、第８図（チ）に示す如く溶接管Ｐの円周方
向に複数に分割され、管軸長方向に長いセグメントを円
柱状のブームｌの回りに配設した拡管ヘッド１ｂを溶接
管Ｐの内部に挿入して拡管ヘッド１ｂを油圧により放射
状に管外側に向けて押出し、これを管全長に亘って所定
ピンチ毎に繰り返すことによって行っている。

このため、拡管した場合は溶接部の機械的強度が他の部
分、つまり母材のそれよりも高いために拡管による円周
方向の変形が溶接部で小さく、それ以外の部分で大きく
なるという変形量の変動があり、この変動に付随して管
軸長方向では溶接部に比べて溶接部以外の部分がより短
くなって、管長さが円周方向で均一となる。これにより
、溶接管は曲がり量が減少すると共に曲がりによって発
生していた真円度不良も矯正される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、鋼管の円周、軸長方向の変形量は母材の機械
的強度により決定され、この機械的強度は素材である鋼
板の圧延状況、溶接入熱量の変動等により各鋼管母に、
また同−鋼管内でも変化し、また拡管工程での鋼管の変
形に応じて変化する。

このため、拡管された溶接管の真直度、真円度は十分な
レベルにまで達しておらず、また鋼管毎のバラツキも大
きかった。

これを改善すべく、拡管ヘッドの上流側又は下流側に曲
がり矯正機を設けて、拡管機にて拡管を行うときにこれ
と同時に曲がり矯正機により曲がり矯正を行っている。

曲がり矯正機としては、第９図及び第１０図（第９図の
Ｘ−Ｘ綿による正面断面図）に示すように鋼管Ｐの円周
を４等配する位置に４個のロール１０４ａ、　１０４ｂ
、　１０４ｃ、　１０４ｄを備えたものが提案されてお
り、これにより矯正する場合には溶接管の曲がり方向と
逆方向に押圧力を管に付与できる１０−ル又は２０−ル
を鋼管Ｐに当接させ、他のロールを退避させて行ってい
る。また、曲がり矯正機として上下２０−ルしか備えて
いないものもあるが、これは曲がり不良の発生率の高い
上、下方向の曲がり矯正に対応したものである。

ところでＵＯＥ　ｇ管の肉厚もと外径りとの比む／Ｄが
０．７〜３％と小さいので、第３図に破線にて示す如く
押圧ロールにより押圧力を付与する側の管壁に発生する
軸長方向の応力σ。とそれと対向する管壁に発生する軸
長方向の応力σｉとの比たる曲げ応力比σｉ／σ。が小
さい。このため、上記曲がり矯正機にて曲がりを矯正す
べく１又は２のロールを管半径方向に予め移動させてお
くと、管の周方向全体が拘束されていないので、第９図
に示す如くロールと当接しな鴫）管壁部分には力が余り
作用せず、そのままの形状に維持され、またロールと当
接する側の管壁のみに引張力σ。が作用して変形し、対
向する管壁の変形量が不均一となって曲がりを矯正でき
ず、またロールと当接する側の管壁だけが変形するため
に周方向での軸長方向変形量が不均一になり、軸方向の
残留応力による楕円変形が生じ、真円度の矯正ができな
かった。楕円形となって真円に矯正できず、また曲がり
も矯正できなかった。更に、部分的な変形が生じるため
、矯正後の溶接管は残留応力が大きかった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、高精
度の真円度２曲がり矯正を行えるｔｌＯＥ管の矯正方法
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は溶接管の楕円変形を抑制できる殿能を有する曲
がり矯正機を用いて拡管時に曲がり矯正を行う。

即ち、本発明に係るｔｌＯＥ管の矯正方法は、υＯ加工
してなるオープンパイプを溶接した溶接管を拡管機へ送
給し、その拡管ヘッドにより前記）容接管を拡管してＩ
ＪＯＥ管を製造する方法において、前記拡管ヘッドの上
流側及び／又は下流側に、溶接管の外周を拘束して溶接
管の半径方向の変形を抑制する手段を備えた曲がり矯正
機を管半径方向の移動可能に設け、これにより溶接管の
半径方向の変形を抑制しつつ、前記拡管機により溶接管
を拡管すると共に曲がり矯正を行うことを特徴とする。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は本発明の実施状態を示す模式的側面図、第２図
は第１図のｎ−ｎ線による正面断面図である。図中Ｐは
ＵＯＥ　ｗＡ管製造ラインにて溶接された溶接管であり
、溶接部を例えば上にして、また軸長方向を送給方向（
矢符方向）として拡管機１へ送給される。

拡管機１は従来と同様であって、円柱状のブーム１ａと
その先端部の回りに取付けた拡管ヘッド１ｂとを備えて
おり、ブーム１ａは長さ方向を水平方向としてその基端
がブーム支持装置１ｃにて支持されている。拡管ヘッド
１ｂはブーム１ａと溶接管Ｐとを同心状として溶接管Ｐ
内に挿入され、図示しないブーム移動装置により所定長
さづつブームを移動することにより間欠的に進出せられ
る。また拡管ヘッド１ｂは図示しない油圧装置にて管外
側へ向けてその外周面が広がるようになっている。

上記拡管ヘッド１ｂの上流側には、曲がり矯正用ロール
スタンド４が管半径方向に移動可能に設けられており、
ロールスタンド４は、ブーム１ａ上の少なくとも４方向
位置に、押圧ロール４ａ、・・・、４ｄを有する（第２
図参照）。各押圧ロール４ａ、・・・。

４ｄは、溶接管Ｐの半径方向に進退自在に構成されてお
り、溶接管Ｐの外方から溶接管Ｐを押圧できるようにな
っている。さらに詳細に説明すると、押圧ロール４ａ、
・・・、　４ｄは、それぞれ、５９ｍ＊程度のストロー
クを有するシリンダ４１ａ１・・・、４１ｄ　と、管外
径調整装置４２ａ、・・・、４２ｄとを介してロールス
タンド４に設置されており、管外径調整装置４２ａ、・
・・。

４２ｄはモータ駆動によりシリンダ４１ａ、・・・、４
１ｄを進退させる。進出させた場合には各押圧ロール４
ａ＋・・・、　４ｄにより溶接管Ｐは４点支持される。

このように構成された設備による本発明に係るＵＯＥ管
の矯正方法を説明する。

溶接管の曲がり方向を予め測定しておき、またロールス
タンド４をセット位置に戻し、各押圧コール４ａ＋　・
・・、　４ｄのシリンダ４１ａ１・・・、４１ｄを退入
させてお（。

かかる準備が終了すると、該当する溶接管を拡管機１へ
向けて送給する。

溶接管の先端がロールスタンド４に達すると、シリンダ
４１ａ、・・・、４１ｄを進出させて溶接管を押圧ロー
ル４ａ、・・・、　４ｄにて４点支持する。

そして、溶接管の先端が拡管機１の拡管ヘッド１ｂの下
流端に達すると、油圧装置により拡管ヘラＦｉｂを広げ
ると共に、ロールスタンド４を測定した曲がり方向と逆
の管半径方向に所定量、例えば３０〜５０鳳■移動させ
る。これにより、溶接管は拡管機１により拡管され、ま
たロールスタンド４により押圧力が付与される。

このとき、溶接管は押圧ロール４ａ、・・・、　４ｄに
より４点支持されているので、溶接管の全半径方向の変
形が抑制され、ロールスタンド４により曲げを加えた側
の管壁部分には軸長方向に引張力σ。

が作用し、またそれと対向する側の管壁部分には軸長方
向に圧縮力σｉが作用して、つまり第３図に実線にて示
す如く肉厚比が小さくても曲げ応力比が大きくなる。ま
た、溶接管は広がった拡管ヘッド１ｂにより拘束されて
いるので、拡管、矯正を受けた管部分が真直かつ真円と
なる。

そして、これを管全長に亘って所定ピッチで操り返すこ
とにより全長に亘って矯正されたＵＯＥ　Ｅ管が製造さ
れる。

〔効果〕

次に、本発明により製造したＵＯＥ鋼管の真円度と曲が
り量とを第４図、第６図にまとめた。

第４図は溶接管の肉厚比（横軸）を種々変更して本発明
により矯正した場合（白丸印）の真円度（ＤＡ　−Ｄｇ
　’）（′＃１軸）を示すグラフであり、従来方法によ
る場合（黒丸印）と対比して示している。Ｄ、、Ｄ、は
第５図に示すように溶接管の溶接部を通る直径とそれに
直交する方向の直径である。

第６図は同じく溶接管の肉厚比（横軸）を種々変更して
本発明により矯正した場合（白丸印）の曲がり量（縦軸
）を示すグラフであり、従来方法による場合（黒丸印）
と対比して示している。曲がり量は第７図に示すように
弓状の溶接管の溶接部の両端を結ぶ線から溶接管へ下し
た垂線の長さＸを示す。

第４．６図より理解される如〈従来技術による場合には
肉厚比が小さくなる程、真円度１曲がり景とも悪くなる
が、本発明による場合には肉厚比の大小に拘わらず真円
度１曲がり量を略−定とすることが可能となり、またそ
の値を向上できた。

なお、上記説明では拡管ヘッドの上流側に曲がり矯正機
を設けているが、本発明はこれに限らず拡管ヘッドの下
流側に曲がり矯正機を設けてもよく、また拡管ヘッドの
上流側と下流側とに夫々曲がり矯正機を設けてもよい。

第１表は、曲がり矯正機を拡管ヘッドの上流側２５００
ｍｍ（７）位置に設け、材質がＡＰＩ５ＬＸ、　Ｘ　−
６５である溶接管を０．８％拡径して１０６６．８ｍ鳳
φ×１２．７１麿ＬＸ１２８００１ｍ　Ａ　　（ｔ　／
　Ｄ　＝１．１９％）の管と、同材質の１０６６．８１
．　　φ　Ｘ２２．２２　　　ａｍ　　ｔ　　Ｘ　　１
２８００　　　＊＊　　ｌ　　　（ｔ　　／　　Ｄ＝２
．０８％）の管とを本発明により製造した場合（実施例
１）の曲がり量、真円度及び曲げ応力比等を示しており
、曲がり矯正機を拡管ヘッドの下流側２０００ｍｍの位
置に設けて本発明により拡管した場合（実施例２）、及
び従来の曲がり矯正機を拡管ヘッドの上流側２５０（ｂ
ｍの位置に設けて拡管した場合（従来例）と対比してい
る。なお、肉厚比が１．１９％の場合の溶接管は曲がり
量が１０．５１１、真円度が９．６關であり、肉厚比が
２．０８％の場合の溶接管は曲がり量が６．２ｍｍ、真
円度が１１．８ｍｍであった。

（以　下　余　白） この表より理解される如く、曲がり矯正機を拡管ヘッド
の上流側に設けた実施例１の場合は、従来よりも曲がり
鼠２真円度を相当小さくでき、また曲がり矯正機を拡管
ヘッドの下流側に設けた実施例２の場合よりも曲げ応力
比は若干小さくなるが、曲がり量、真円度の向上を図れ
る。

なお、上記説明では曲がり矯正機の溶接管を拘束する手
段としてロールを用いているが、本発明はこれに限らず
、溶接管を拘束する他の手段、例えばガイド等を用いて
も実施できることは勿論である。

また、本発明はＵＯＥ鋼管に限らず、他の（オ質のＵＯ
Ｅ管−般を同様にして製造できることは勿３１′ｉであ
る。

以上詳述した如（本発明は、曲げ応力比を向上させて拡
管と共に曲がり矯正するので、高積度の真円度１曲がり
矯正を行い得、また残留応力の抑制されたＵＯＥ管を製
造できる等、優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１回は本発明の実施状態を示す模式的側面図、第２図
は第１図のｎ−ｎ線による正面断面図、第３図は肉厚比
と曲げ応力比との関係図、第４図は肉厚比と真円度との
関係図、第５図は真円度の測定位置の説明図、第６図は
肉厚比と曲がり量との関係図、第７図は曲がり量の測定
内容説明図、第８図はＵＯＥ管の製造工程説明図、第９
図、第１０図は従来技術の内容説明図である。 Ｐ・・・溶接管　１・・・拡管機　４・・・ロールスタ
ンド特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　
弁理士　　河　　野　　登　　夫第　１　図 第　２１２］ 内　４すし　）’ｃ＋（ｚ） 菟　３［１ｉ１ ｆｉｌｌ厚尤５′ｏにｉ） 第　４　図 纂Ｓ図 肉厚比ｙつ（２ン 第　　ら　（２） ―Ｘ 第　ｑ　図 算　ｉｏ　　記

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＵＯ加工してなるオープンパイプを溶接した溶接管
   を拡管機へ送給し、その拡管ヘッドにより前記溶接管を
   拡管してＵＯＥ管を製造する方法において、 前記拡管ヘッドの上流側及び／又は下流側に、溶接管の
   外周を拘束して溶接管の半径方向の変形を抑制する手段
   を備えた曲がり矯正機を管半径方向の移動可能に設け、
   これにより溶接管の半径方向の変形を抑制しつつ、前記
   拡管機により溶接管を拡管すると共に曲がり矯正を行う
   ことを特徴とするＵＯＥ管の矯正方法。