JPS6326220A - 溶接管の矯正方法 - 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〕 本発明は溶接管の矯正方法に関し、更に詳述すると、Ｕ
Ｏ加工にて成形し溶接した後の溶接管の真円度２曲がり
を同時に矯正する方法を提供するものである； 〔従来技術〕 溶接鋼管の１つとしてＵＯ鋼管がある。ＵＯ鋼管は、第
８図に示すようにして製造される。即ち、鋼板の縁部を
切断加工したのち（（イ）参照）、Ｃブレスにて鋼板の
幅方向端部を曲げ成形しく（ロ）参照）、これをＵ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プンパイプに成形
しく（ニ）参照）、オープ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、外面溶接を行う
ことによって製造される（（へ）、　　（ト）参照）。

上記００ｗ４管は、オープンパイプが真円に成形されて
いても溶接の際の加熱及び凝固に伴う溶接部の収縮によ
り、一般に溶接部の軸長方向長さが他の円周部分のそれ
よりも短い弓状に曲がった状態となり、また溶接の影響
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。

この楕円変形１曲がりを矯正すべく一般に第８図（チ）
に示す如く拡管を行う。拡管は溶接管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
プーム３１の回りに配設した拡管ヘッド３１ｂを溶接管
Ｐの内部に挿入して拡管ヘッド３１ｂ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
ピッチ毎に繰り返すことによって行っている。

このとき、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の方が拡径による軸長方
向の縮み量が大きいためにより短くなって、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。

しかしながら、降伏応力Ｙｓと拡張力Ｔｓとの比にて表
す降伏比（Ｙｓ／Ｔｓ）が低いことが要求される溶接鋼
管を矯正する場合については拡管法を適用できなかった
。これは上記鋼管を拡管した場合には降伏比が上昇して
規格外となりやすいためである。

また、小径厚肉の溶接鋼管については、内径が小さいの
でその内部に挿入する拡管ヘッドが小さすぎて強度が不
足する為に拡管できず、拡管法では十分に矯正できなか
った。このために溶接管を縮径して矯正する方法が提案
されている。

その方法には、第９図（溶接管Ｐの軸長方向から見た正
面断面図）に示す如く断面扇形の柱状をした複数の縮径
工具１２を曲率半径が小さい曲面側を内側として円陣を
つ（るように、円筒状のハウジング１１内に設け、ハウ
ジング１１との間に喫状の圧縮具１３を介装し、その圧
縮具１３を油圧等により押込むことにより縮径工具１２
の内面を同心円状に円陣の中心に向かって変位するよう
にした縮径機を使用している。

その縮径機による矯正は縮径工具１２の円陣の内側に溶
接管Ｐを挿通させて、上述の如く縮径工具１２を円陣の
中心に向かって移動させることにより縮径し、次いでそ
の縮径された管長さに相当するピッチで溶接管Ｐを軸長
方向に移動させて縮径機の上記縮径動作を繰り返すこと
より管全長を矯正している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、縮径法による場合は、その原理より溶接管の
真円度矯正は可能であるが、曲がりを矯正できなかった
。これを詳述すると、溶接管の機械的強度は前述の如く
溶接部の方が他の部分に比べて高いため、溶接管を縮径
した場合は管半径方向については機械的に拘束して変形
するので真円度矯正はなされるが、縮径による円周方向
の変形量が溶接部で小さくそれ以外の部分で大きくなり
、この変形に付随している軸長方向の延伸量が溶接部で
小さく、それ以外の部分で大きいため曲がりは助長され
る。

このため、矯正後の寸法精度は拡管矯正による場合に比
べて悪いという問題点があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、縮径
法を用いて高精度の真円度１曲がり矯正を行える溶接管
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、溶接管を縮径するときに、同時に管曲がり方
向と逆方向に曲げ応力を溶接管に付与する。即ち、本発
明に係る溶接管の矯正方法は、ＵＯ加工してなるオープ
ンパイプを溶接した際に溶接管に生じた楕円変形と曲が
りとを矯正する方法において、前記溶接管をその軸長方
向に送給して、これを縮径して楕円変形の溶接管を真円
に矯正する縮径機を設け、また縮径機の上流側及び／又
は下流側に、溶接管の曲がり方向と逆方向の曲げ応力を
溶接管に付与する曲がり矯正機を設け、前記縮径機によ
り溶接管を真円に矯正すると共に曲がり矯正機により曲
がりを矯正することを特徴とする。

〔作用〕

本発明にあっては、縮径により溶接管の真円度が矯正さ
れ、また曲げ応力により曲がりが矯正される。

〔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、第３図は第１
図の■−■線による正面断面図である。

図中ＰはＵＯ鋼管製造ラインにて溶接された用途が低降
伏比向けの溶接管であり、溶接部を例えば上にして、ま
た軸長方向く細い矢符方向）に送給される。その前方に
は曲がり矯正用ロールスタンド４が固設されており、ロ
ールスタンド４は第２図に示す如くブームｌａ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４　ａ　＋　・・・、　４ｄは、
それぞれ、シリンダ４１ａ、・・・、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、・・・
、４１ｄを進退させる。進出させた場合には各押圧ロー
ル４　ａ　＋　・・・、　４ｄは溶接管Ｐに曲げ応力を
付与できる。

ロールスタンド４の下流側には第３図に示す如〈従来ど
おりの縮径機１が設置されている。縮径機１は溶接管Ｐ
の外側にこれと対向させて円陣をつくるように、円筒状
のハウジング１１内に設けられた縮径工具１２を備えて
いる。縮径工具１２は断面扇形で柱状をしていてその曲
率半径が小さい曲面側を内側としており、ハウジング１
１の軸長方向に移動不可に、またハウジング１１の軸心
方向に移動可能に図示しない手段にてハウジング１１の
内壁に取付けられている。縮径工具１２とハウジング１
１との間には模状の圧縮具１３が介装されており、圧縮
具１３は図示しない油圧装置によりハウジング１１の軸
長方向（太い矢符方向）に圧縮具１３を移動できるよう
になっている。

上記縮径工具１２及び圧縮具１３の外周面には、夫々そ
の周方向中央部に管軸長方向全長に亘って突出した案内
部材１２ａ及び１３ａが設けられており、この案内部材
１２ａ、　１３ａは夫々圧縮具１３の内周面の周方向中
央部及び案内部材１３ａ形成部位に対向するハウジング
１１の内面位置に設けられた案内溝１３ｂ。

１１ａに、摺動可能に挿入されている。このため、圧縮
具１３がハウジング１１に対して摺動することにより、
縮径工具１２はハウジング１１の半径方向に変位する。

このように構成された設備による本発明に係る溶接管の
矯正方法を説明する。

溶接管Ｐの曲がり方向を予め測定しておき、また、各押
圧ロール４ａ＋　・・・、　４ｄのシリンダ４１ａ、・
・・。

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Ｐを縮径機ｌ
へ向けて送給する。

溶接管Ｐの先端が縮径機１の下流端に達すると、油圧装
置により圧縮具１３を押出して縮径工具１２をハウジン
グ１１の軸心側に移動させると共に、溶接管Ｐの曲がり
方向にあるシリンダを曲がり方向と逆の管半径方向に所
定量、例えば３０〜５０龍進出させる。これにより、溶
接管Ｐは縮径機１により縮径されて真円となり、また縮
径機１により管径方向の移動を拘束されたままロールス
タンド４により曲げ応力が付与されるので、曲がり矯正
がなされる。したがって縮径２曲げ応力を共に受けた管
部分は真直かつ真円となる。

そして、これを１回の縮径が行われる管長さに相当する
ピッチで繰り返すことにより全長に亘って矯正された溶
接鋼管が製造される。

〔効果〕

次に、本発明により製造した低降伏比向は用の溶接鋼管
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（横軸）を種々変更して本発明に
より矯正した場合（×印）の真円度（ＤＡ−ＤＩ＋）（
縦軸）を示すグラフであり、従来方法による場合（○印
）と対比して示している。ＤＡ。

ＤＢ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外径（横軸）を種々変更して本
発明により矯正した場合（×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（○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、また外径が大きくなる程、真円
度２曲がり量とも悪くなるが、本発明による場合には肉
厚、外径の大小に拘わらず真円度１曲がり量を略一定と
することが可能となり、またその値を向上できた。

なお、上記説明では縮径機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す縮径機の下流側に曲
がり矯正機を設けてもよく、また縮径機の上流側と下流
側とに夫々曲がり矯正機を設けてもよい。

第１表は、曲がり矯正機を縮径機の上流側２５００龍の
位置に設け、材質がＡＰＩ５ＬＸ、　Ｘ　−６５である
溶接管を１．０％縮径して１０６６．８龍φＸ１２．７
ｍｔｘ１２８００　ｍｍ　ｌ　　（肉厚（ｔ）／外径（
Ｄ）　＝２．０８％）の管と、同材質の６０９．６　ｔ
ｍφＸ　１９．０５　ｍ　ｔ　Ｘ　１２８００１１１１
１（ｔ／Ｄ＝３．１３％）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、真円度等を示しており
、曲がり矯正機を縮径機の下流側２０００ｍｍの位置に
設けて本発明により縮径した場合（実施例２）、及び従
来どおり縮径機のみにより矯正した場合（従来例）と対
比している。なお、肉厚比が２．０８％の場合の溶接管
は曲がり量が１１　、３　ｍｍ、真円度が１０．３ｍｍ
であり、肉厚比が３．１３％の場合の溶接管は曲がり量
が１５．５ｍ、真円度が８．６鰭であった。

（以　下　余　白） 第１表 この表より理解される如（、曲がり矯正機を縮径機の上
流側に設けた実施例１の場合及び曲がり矯正機を縮径機
の下流側に設けた実施例２の場合では従来よりも曲がり
量、真円度を相当小さくできる。

なお、上記実施例では管曲がり方向にあるシリンダのみ
を進出させて溶接管に曲げ応力を付与しているが、本発
明はこれに限らず４つのシリンダをすべて進出して溶接
管を４点支持し、ロールスタンド４全体を管曲がり方向
と逆方向に移動するように構成した曲がり矯正機を用い
ても実施できる。このような曲がり矯正機を用いた場合
には薄肉の溶接管を矯正するときに溶接管の偏平化を防
止し、曲がり矯正精度を向上させることができる。

また、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
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。

そして、また、本発明は低降伏比向けの溶接鋼管に限ら
ず、他の材質の溶接管一般を同様にして製造できること
は勿論である。

更に、本発明は管外側より縮径を行い、また曲げ応力を
付与するので、小径厚肉溶接にも適用できることは勿論
である。

以上詳述した如く本発明は、溶接管を縮径すると共に溶
接管に曲げ応力を付与するので、特に低降伏比の溶接管
、小径厚肉溶接管の真円度１曲がり矯正を高精度で行い
得る優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

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、第３図は第１図
の■−■線による正面断面図、第４図は肉厚と真円度と
の関係図、第５図は真円度の測定位置の説明図、第６図
は外径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ＵＯ管の製造工程及び拡管工程の
説明図、第９図は従来装置の正面断面図である。 Ｐ・・・溶接管　１・・・縮径機　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％　９　図 第１図 ｈ４２　図 第　３１２１ 肉　　↓ 第４凹 外　　径 ％６図

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際に溶
   接管に生じた楕円変形と曲がりとを矯正する方法におい
   て、 前記溶接管をその軸長方向に送給して、こ れを縮径して楕円変形の溶接管を真円に矯正する縮径機
   を設け、また縮径機の上流側及び／又は下流側に、溶接
   管の曲がり方向と逆方向の曲げ応力を溶接管に付与する
   曲がり矯正機を設け、前記縮径機により溶接管を真円に
   矯正すると共に曲がり矯正機により曲がりを矯正するこ
   とを特徴とする溶接管の矯正方法。