WO2022050091A1 - 処理装置、処理方法、金属パイプ材料の製造方法、及び金属パイプ材料 - Google Patents

処理装置、処理方法、金属パイプ材料の製造方法、及び金属パイプ材料 Download PDF

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公宏 野際
章博 井手
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    • B05D7/222—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to internal surfaces, e.g. of tubes of pipes
    • B05D7/225—Coating inside the pipe

Definitions

  • the surface of the welded portion can be covered with the plating layer from the outer peripheral side, but the plating layer cannot be formed on the inner peripheral side surface of the welded portion. As a result, the surface on the inner peripheral side of the welded portion is exposed, and an oxidation scale may be generated on the surface.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is a processing apparatus, a processing method, capable of producing a metal pipe material capable of suppressing the generation of oxide scale.
  • the present invention is to provide a method for manufacturing a metal pipe material and a metal pipe material.
  • the processing apparatus is a processing apparatus for forming a plating layer on a metal pipe material used as a material for hot forming, and is included in a welded portion formed on the metal pipe material.
  • a supply unit for supplying the plating material is provided on the peripheral surface.
  • the processing device is provided with a supply unit that supplies the plating material to the inner peripheral side surface of the welded portion formed of the metal pipe material.
  • a supply unit that supplies the plating material to the inner peripheral side surface of the welded portion formed of the metal pipe material.
  • the inner peripheral surface of the welded portion of the metal pipe material is covered with the plating layer formed by the plating material. This makes it possible to prevent the welded portion from being exposed on the inner peripheral side of the metal pipe material. From the above, it is possible to manufacture a metal pipe material capable of suppressing the generation of oxide scale.
  • the supply unit may be provided on the upstream side of the portion where the plating material is supplied, and a cutting portion for cutting the welded portion from the inner peripheral side of the metal pipe material may be further provided.
  • the supply portion can immediately form a plating layer on the inner peripheral side surface of the welded portion.
  • the treatment method according to one aspect of the present invention is a treatment method for forming a plating layer on a metal pipe material used as a material for hot forming, and is included in a welded portion formed on the metal pipe material.
  • a step of supplying a plating material to the peripheral surface is provided.
  • the metal pipe material according to one aspect of the present invention is a metal pipe material used as a material for hot forming, and the inner peripheral side surface of the welded portion is covered with a plating layer.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram which shows the schematic structure of the metal pipe material manufacturing apparatus which adopted the processing apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • A is a schematic cross-sectional view showing a state of a processing apparatus arranged inside a metal pipe material
  • (b) is a cross-sectional view taken along line IIb-IIb of FIG. 2 (a).
  • C are cross-sectional views taken along the line IIc-IIc of FIG. 2 (a).
  • A) is a schematic cross-sectional view showing the state of the processing apparatus according to the modified example of the state arranged inside the metal pipe material, and (b) is along the line IIIb-IIIb of FIG. 3 (a). It is a cross-sectional view, and FIG.
  • 3C is a cross-sectional view taken along the line IIIc-IIIc of FIG. 3A. It is a schematic cross-sectional view which shows the state of the processing apparatus which concerns on the modification of the state arranged inside the metal pipe material.
  • (A) is a cross-sectional view taken along the line Va-Va of FIG. 4
  • (b) is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb of FIG. 4
  • (c) is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb of FIG. It is a cross-sectional view along the Vc line
  • (d) is a cross-sectional view along the Vd-Vd line of FIG. It is a perspective view of the metal pipe material which concerns on embodiment of this invention.
  • (A) is a view of the metal pipe material from the axial direction
  • (b) is an enlarged view showing the state of the vicinity of the welded portion in the stage before forming the plating layer
  • (c) is the enlarged view showing the plating layer. It is an enlarged view which shows the state around the welded part in the formed state.
  • It is a schematic cross-sectional view which shows the state of the processing apparatus which concerns on the modification of the state arranged inside the metal pipe material.
  • It is a schematic cross-sectional view which shows the state of the processing apparatus which concerns on the modification of the state arranged inside the metal pipe material.
  • It is a schematic cross-sectional view which shows the state of the processing apparatus which concerns on the modification of the state arranged inside the metal pipe material.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a schematic configuration of a metal pipe material manufacturing apparatus 100 in which the processing apparatus 50 according to the embodiment of the present invention is adopted.
  • the metal pipe material manufacturing apparatus 100 is an apparatus for manufacturing a metal pipe material used as a material for hot forming.
  • Examples of the hot molding in which the metal pipe material is used include expansion molding in which the heated metal pipe material is placed in a mold and expanded to perform molding and quenching at the same time.
  • Other examples include hot forming such as induction hardening, hot bending forming, and hot drawing.
  • FIG. 6 is a perspective view of the metal pipe material 20 according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the state of the plating layer formed on the metal pipe material 20.
  • the metal pipe material 20 has a welded portion 15 called a weld bead or the like, in which the ends 14a and 14a of the plate material 14 are welded to each other. More specifically, the metal pipe material 20 is formed by rolling a flat metal plate 14 into a cylindrical shape and welding the opposing ends 14a and 14a in a butt-butting state. The welded portion 15 into which the metal pipe material 20 is welded in this way extends along the central axis L of the metal pipe material 20. The central axis L of the metal pipe material 20 is parallel to the extending direction D of the metal pipe material 20.
  • FIG. 7A is a view of the metal pipe material 20 as viewed from the axial direction.
  • FIG. 7B is an enlarged view showing the vicinity of the welded portion 15 in the stage before forming the plating layer.
  • FIG. 7C is an enlarged view showing a state in the vicinity of the welded portion 15 in a state where the plating layer is formed.
  • 7 (b) and 7 (c) are enlarged views of the area surrounded by the broken line circle in FIG. 7 (a).
  • a plating layer 16 covering the entire outer peripheral surface is formed on the outer peripheral surface of the metal pipe material 20.
  • a plating layer 17 covering the entire inner peripheral surface is formed on the inner peripheral surface of the metal pipe material 20.
  • plating layers 16 and 17 are originally formed on both surfaces of the plate material 14 from the stage before the plate material 14 is rolled into a cylindrical shape.
  • the plating layers 16 and 17 are formed by subjecting the plate material 14, which is a steel plate, to, for example, AlSi plating.
  • the originally existing plating layers 16 and 17 are peeled off at the welded portion 15. That is, in the outer peripheral surface of the metal pipe material 20, the portion of the welded portion 15 is the portion where the plating layer 16 is peeled off by welding. At this location, the outer peripheral surface 15a of the welded portion 15 is exposed. Of the inner peripheral surface of the metal pipe material 20, the portion of the welded portion 15 is the portion where the plating layer 17 is peeled off by welding. At this location, the surface 15b on the inner peripheral side of the welded portion 15 is exposed.
  • the outer peripheral side surface 15a of the welded portion 15 is covered with the plating layer 18.
  • the inner peripheral surface 15b of the welded portion 15 is covered with the plating layer 19.
  • the plating layers 18 and 19 are formed so as to extend along the longitudinal direction of the metal pipe material 20 so as to fill the gaps between the plating layers 16 and 17.
  • the plating layer 18 on the outer peripheral side is formed by performing Al spraying on the surface 15a of the welded portion 15 from the outer peripheral side of the metal pipe material 20.
  • the plating layer 19 on the inner peripheral side is formed by a plating process by a processing device 50 described later.
  • the metal pipe material manufacturing device 100 includes a plate material supply device 1, a forming device 2, a welding device 3, a processing device 50, and a cutting device 4.
  • the plate material supply device 1 is a device for supplying a plate material 14 (see FIGS. 6 and 7) which is a precursor of the metal pipe material 20.
  • the plate material supply device 1 supplies the plate material 14 in a flat plate shape to the forming device 2.
  • the plate material supply device 1 supplies the plate material 14 by rotating a roll body formed by winding the strip-shaped plate material 14 into a roll shape.
  • the forming device 2 is a device for forming the plate material 14 into a cylindrical shape.
  • the forming device 2 forms the strip-shaped plate 14 into a cylindrical shape by rolling the flat strip-shaped plate 14 so that the ends 14a and 14a of the strip-shaped plate 14 abut against each other in the width direction.
  • the welding device 3 is a device that welds the butt portions 14a and 14a of the rounded plate members 14 to each other. As a result, the welded portion 15 along the longitudinal direction is formed.
  • the welding device 3 forms the welded portion 15 by, for example, irradiating the welded portion with a high frequency wave or the like.
  • the welded portion 15 immediately after welding may rise in the thickness direction from the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the metal pipe material 20 (see, for example, FIG. 4 described later). Therefore, the welding device 3 has a cutting mechanism for cutting the raised portion of the welded portion 15 immediately after welding.
  • the processing device 50 is a device that forms the plating layers 18 and 19 by subjecting the welded portion 15 to a plating process.
  • the processing apparatus 50 includes a mechanism for forming the plating layer 18 on the outer peripheral side and a mechanism for forming the plating layer 19 on the inner peripheral side. The details of the mechanism for forming the plating layer 19 on the inner peripheral side will be described later.
  • the cutting device 4 is a device for cutting the metal pipe material 20 to a desired length. By cutting with the cutting device 4, the metal pipe material 20 as shown in FIG. 6 is completed.
  • FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing a state of the processing apparatus 50 in a state of being arranged inside the metal pipe material 20.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line IIb-IIb of FIG. 2A.
  • FIG. 2 (c) is a cross-sectional view taken along the line IIc-IIc of FIG. 2 (a).
  • FIG. 2 shows the plating layer forming mechanism 51 on the inner peripheral side of the processing apparatus 50, which forms the plating layer 19 on the inner peripheral side.
  • the mechanism for forming the plating layer 18 on the outer peripheral side is omitted.
  • the plating layer 19 is shown thicker in a deformed state than other plating layers.
  • the plating layer forming mechanism 51 on the inner peripheral side of the processing device 50 includes a rod 52, a roller 53, and a supply unit 54.
  • the plating layer forming mechanism 51 is arranged in the internal space SP on the inner peripheral side of the metal pipe material 20.
  • the metal pipe material 20 is arranged so that the longitudinal direction is parallel to the horizontal direction. Further, the metal pipe material 20 is fed in the feed direction D1 with the welded portion 15 arranged on the upper end side.
  • the plating layer forming mechanism 51 is fixed so as to be immovable in the internal space of the metal pipe material 20. Therefore, as the metal pipe material 20 moves toward the feed direction D1, the metal pipe material 20 moves relative to the plating layer forming mechanism 51.
  • the rod 52 is arranged in the internal space SP of the metal pipe material 20 in a state parallel to the longitudinal direction of the metal pipe material 20.
  • the rod 52 is arranged on the lower end side of the internal space SP, and is arranged on the inner peripheral surface of the lower end portion of the metal pipe material 20 via the roller 53.
  • the roller 53 rotates while guiding the metal pipe material 20 in the feed direction D1.
  • the rod 52 is composed of a cylindrical member.
  • the supply unit 54 supplies the plating material 58 for forming the plating layer 19 to the inner peripheral side surface 15b of the welded portion 15 formed in the metal pipe material 20. do.
  • the supply unit 54 supplies the Al paint as the plating material 58.
  • the supply unit 54 includes a supply pipe 56 for supplying the plating material 58 and an injection nozzle 57 for injecting the plating material 58.
  • the supply pipe 56 extends in the rod 52 in parallel with the longitudinal direction of the rod 52. Inside the supply pipe 56, the plating material 58 flows toward the injection nozzle 57.
  • the injection nozzle 57 injects the plating material 58 supplied from the supply pipe 56 toward the upper welded portion 15.
  • the injection nozzle 57 is connected to the supply pipe 56 at the longitudinal end of the rod 52.
  • the injection nozzle 57 extends upwardly from the end of the supply pipe 56.
  • the plating material 58 is applied to the inner peripheral side surface 15b of the welded portion 15, and the plating material 58 dries to form the plating layer 19.
  • the plating material 58 supplied by the supply unit 54 for example, a paint obtained by mixing Al and Si fine particles with an organic solvent may be adopted.
  • an organic solvent volatilizes in the heating process, and the remaining Al and Si components remain on the surface of the iron base material, and it is possible to form a plating layer capable of suppressing the generation of oxide scale like the AlSi plating material. ..
  • the processing device 50 includes a supply unit 54 that supplies the plating material 58 to the inner peripheral side surface 15b of the welded portion 15 formed on the metal pipe material 20.
  • a supply unit 54 that supplies the plating material 58 to the inner peripheral side surface 15b of the welded portion 15 formed on the metal pipe material 20.
  • the inner peripheral surface 15b of the welded portion 15 of the metal pipe material 20 is covered with the plating layer 19 formed by the plating material 58.
  • the treatment method is a treatment method for forming a plating layer 19 on a metal pipe material 20 used as a material for hot forming, and is a treatment method on the inner peripheral side of a welded portion 15 formed on the metal pipe material 20.
  • a step of supplying the plating material 58 to the surface 15b is provided.
  • the method for manufacturing the metal pipe material is a method for manufacturing the metal pipe material 20 for manufacturing the metal pipe material 20 from the plate material 14 on which the plating layer 17 is formed, and the ends 14a and 14a of the plate material 14 are joined by welding. After that, on the inner peripheral surface of the metal pipe material 20, the portion where the plating layer 17 is peeled off by welding is subjected to a plating treatment.
  • the method for manufacturing the metal pipe material 20 even if the plating layer 17 is peeled off by joining the ends 14a and 14a of the plate material 14 to each other by welding, the peeled portion is subjected to a plating treatment. Therefore, it can be covered with the plating layer 19 again. From the above, it is possible to manufacture the metal pipe material 20 capable of suppressing the generation of oxide scale. Further, the metal pipe material 20 having high rust prevention performance can be manufactured.
  • the processing apparatus 50 of the present embodiment performs processing in a form of repairing a part of the part where the plating layer is peeled off, so that the reliability is high and the number of steps is not increased, so that the cost is increased. The degree can be kept small.
  • the metal pipe material 20 is a metal pipe material 20 used as a material for hot forming, and the inner peripheral side surface 15b of the welded portion 15 is covered with a plating layer 19.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view showing a state of the processing apparatus 50 according to a modified example of the state arranged inside the metal pipe material 20.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line IIIb-IIIb of FIG. 3A.
  • FIG. 3 (c) is a cross-sectional view taken along the line IIIc-IIIc of FIG. 3 (a).
  • the injection nozzle 57 supplies the plating material 58 downward.
  • the welded portion 15 of the metal pipe material 20 is also arranged on the lower end side of the metal pipe material 20.
  • a pair of rollers 53 sandwich the welded portion 15 on the lower end side of the rod 52 so that the roller 53 and the welded portion 15 do not interfere with each other. It is provided.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state of the processing apparatus 50 according to a modified example of the state arranged inside the metal pipe material 20.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the line Va-Va of FIG.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb of FIG.
  • FIG. 5 (c) is a cross-sectional view taken along the line Vc-Vc of FIG. 5 (d) is a cross-sectional view taken along the line Vd-Vd of FIG.
  • the processing apparatus 50 is provided on the upstream side of the portion where the supply unit 54 supplies the plating material 58 in the feeding direction D1 of the metal pipe material 20, and is welded from the inner peripheral side of the metal pipe material 20.
  • a cutting portion 59 for cutting the portion 15 is further provided. In this case, after the surplus portion 15d on the inner peripheral side of the welded portion 15 is deleted by the cutting portion 59, the supply portion 54 can immediately form the plating layer 19 on the inner peripheral side surface 15b of the welded portion 15.
  • the welding nozzle 60 of the welding apparatus 3 irradiates a high frequency or the like from the outer peripheral side of the metal pipe material 20 so that the abutted ends 14a, 14a of the plate material 14 meet each other at the welding point WP. (See FIG. 5 (a)) is welded.
  • the position of the welding nozzle 60 is fixed in the feed direction D1.
  • the welded portion 15 is not formed on the upstream side of the feed direction D1 from the welding point WP, and the welded portion 15 is formed on the downstream side of the feed direction D1 from the welding point WP.
  • the welded portion 15 immediately after welding is performed at the welding point WP, the welded portion 15 has a surplus portion 15d with excess meat on the inner peripheral side (see also FIG.
  • the cutting portion 59 is arranged at a position separated from the welding point WP on the downstream side in the feed direction D1.
  • the cutting portion 59 is composed of a blade member or the like that projects upward from the upper end portion of the rod 52.
  • the cutting portion 59 can cut the surplus portion 15d of the welded portion 15 protruding toward the inner peripheral side.
  • the inner peripheral surface 15b of the welded portion 15 is formed (see also FIG. 5C).
  • the injection nozzle 57 injects the plating material 58 at a position separated from the cutting portion 59 on the downstream side in the feed direction D1.
  • the plating layer 19 is formed on the surface 15b after cutting (see also FIG. 5D).
  • a pipe making device in which the welding device 3 is followed by the plating process by the processing device 50 and then the metal pipe material 20 is cut by the cutting device 4 has been described.
  • the timing at which the processing apparatus 50 performs the plating process is not particularly limited.
  • the metal pipe material 20 may be cut with the cutting device 4, and then plated with the processing device 50.
  • the processing device 50 may be retrofitted to the pipe making device, and the existing pipe making device may be installed. There is a merit that the pipe making device can be used as it is.
  • the supply unit 54 supplies the plating material 58 by using the injection nozzle 57.
  • the supply unit 54 may include a coating roller 157 instead of the injection nozzle 57.
  • FIG. 8 is a diagram showing a structure in which the coating roller 157 is applied to the processing apparatus 50 shown in FIG. 2 (a).
  • a coating roller 157 is provided at the end of the rod 52.
  • the coating roller 157 is a cylindrical member rotatably supported around a rotating shaft 158.
  • the rotation shaft 158 is fixed to the rod 52.
  • the coating roller 157 is not fixed to the rod 52. Therefore, the coating roller 157 rotates around the rotation shaft 158 at the end of the rod 52.
  • a part of the outer peripheral surface 157a of the coating roller 157 is arranged at a position outside the rod 52 and close to the surface 15b on the inner peripheral side of the welded portion 15.
  • the other part of the outer peripheral surface 157a of the coating roller 157 is arranged at a position in the rod 52.
  • the supply pipe 56 extends in the rod 52 to a position close to the outer peripheral surface 157a of the coating roller 157.
  • the supply pipe 56 can supply the plating material 58 to the outer peripheral surface 157a of the coating roller 157 in the rod 52.
  • the coating roller 157 rotates.
  • the plating material 58 supplied from the supply pipe 56 adheres to the inner peripheral surface 15b of the welded portion 15 as the outer peripheral surface 157a rotates.

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Abstract

処理装置は、熱間成形の材料として用いられる金属パイプ材料に対してめっき層を形成する処理を行う処理装置であって、金属パイプ材料に形成された溶接部の内周側の面に対して、めっき材を供給する供給部を備える。

Description

処理装置、処理方法、金属パイプ材料の製造方法、及び金属パイプ材料
　本発明は、処理装置、処理方法、金属パイプ材料の製造方法、及び金属パイプ材料に関する。
　従来、熱間成形の材料として用いられる金属パイプ材料に対してめっき層を形成する処理を行う処理装置が知られている。この処理装置は、金属パイプ材料の溶接部に対して外周側からめっき材を供給（Ａｌ溶射加工）している。これにより、処理装置は、溶接部の外周側の面をめっき層で覆うことができる。
特開平０７－３４２２号公報
　上記従来技術のような処理装置は、外周側から溶接部の面をめっき層で覆うことができるが、溶接部の内周側の面に対してめっき層を形成することができない。これにより、溶接部の内周側の面が露出することになるため、当該面にて酸化スケールが発生する可能性がある。
　本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、本発明の目的は、酸化スケールの発生を抑制することができる金属パイプ材料を製造することができる処理装置、処理方法、金属パイプ材料の製造方法、及び金属パイプ材料を提供することである。
　本発明の一態様に係る処理装置は、熱間成形の材料として用いられる金属パイプ材料に対してめっき層を形成する処理を行う処理装置であって、金属パイプ材料に形成された溶接部の内周側の面に対して、めっき材を供給する供給部を備える。
　処理装置は、金属パイプ材料に形成された溶接部の内周側の面に対して、めっき材を供給する供給部を備える。これにより、金属パイプ材料の溶接部の内周側の面は、めっき材によって形成されるめっき層によって覆われる。これにより、金属パイプ材料の内周側において溶接部が露出することを抑制することができる。以上より、酸化スケールの発生を抑制することができる金属パイプ材料を製造することができる。
　金属パイプ材料の送り方向において、供給部がめっき材を供給する箇所の上流側に設けられ、金属パイプ材料の内周側から溶接部を切削する切削部を更に備えてよい。この場合、切削部で溶接部の内周側の余剰部分を削除した後に、供給部は、直ちに溶接部の内周側の面にめっき層を形成することができる。
　本発明の一態様に係る処理方法は、熱間成形の材料として用いられる金属パイプ材料に対してめっき層を形成する処理を行う処理方法であって、金属パイプ材料に形成された溶接部の内周側の面に対して、めっき材を供給する工程を備える。
　この処理方法によれば、上述の処理装置と同趣旨の作用・効果を得ることができる。
　本発明の一態様に係る金属パイプ材料の製造方法は、めっき層が形成された板材から金属パイプ材料を製造する金属パイプ材料の製造方法であって、板材の端部同士を溶接によって接合した後、金属パイプ材料の内周面のうち、溶接によってめっき層が剥がれた箇所に対して、めっき処理を施す。
　この金属パイプ材料の製造方法によれば、板材の端部同士を溶接によって接合することでめっき層が剥がれた場合であっても、当該剥がれた箇所にめっき処理を施すことにより、再びめっき層で覆うことができる。以上より、酸化スケールの発生を抑制することができる金属パイプ材料を製造することができる。
　本発明の一態様に係る金属パイプ材料は、熱間成形の材料として用いられる金属パイプ材料であって、溶接部の内周側の面がめっき層で覆われている。
　この金属パイプ材料によれば、上述の処理装置と同趣旨の作用・効果を得ることができる。
　本発明によれば、酸化スケールの発生を抑制することができる金属パイプ材料を製造することができる処理装置、処理方法、金属パイプ材料の製造方法、及び金属パイプ材料を提供することができる。
本発明の実施形態に係る処理装置が採用された金属パイプ材料製造装置の概略構成を示す概略構成図である。 （ａ）は、金属パイプ材料の内部に配置された状態の処理装置の様子を示す概略断面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ－ＩＩｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は、図２（ａ）のＩＩｃ－ＩＩｃ線に沿った断面図である。 （ａ）は、金属パイプ材料の内部に配置された状態の変形例に係る処理装置の様子を示す概略断面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は、図３（ａ）のＩＩＩｃ－ＩＩＩｃ線に沿った断面図である。 金属パイプ材料の内部に配置された状態の変形例に係る処理装置の様子を示す概略断面図である。 （ａ）は、図４のＶａ－Ｖａ線に沿った断面図であり、（ｂ）は、図４のＶｂ－Ｖｂ線に沿った断面図であり、（ｃ）は、図４のＶｃ－Ｖｃ線に沿った断面図であり、（ｄ）は、図４のＶｄ－Ｖｄ線に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る金属パイプ材料の斜視図である。 （ａ）は金属パイプ材料を軸方向から見た図であり、（ｂ）は、めっき層を形成する前段階の溶接部付近の様子を示す拡大図であり、（ｃ）は、めっき層を形成した状態の溶接部付近の様子を示す拡大図である。 金属パイプ材料の内部に配置された状態の変形例に係る処理装置の様子を示す概略断面図である。 金属パイプ材料の内部に配置された状態の変形例に係る処理装置の様子を示す概略断面図である。 金属パイプ材料の内部に配置された状態の変形例に係る処理装置の様子を示す概略断面図である。
　以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
　図１は、本発明の実施形態に係る処理装置５０が採用された金属パイプ材料製造装置１００の概略構成を示す概略構成図である。金属パイプ材料製造装置１００は、熱間成形の材料として用いられる金属パイプ材料を製造する装置である。金属パイプ材料が用いられる熱間成形としては、例えば、加熱された金属パイプ材料を金型内に配置して膨張させることで、成形と焼き入れを同時に行う膨張成形が挙げられる。その他、高周波焼入れ、熱間曲げ成形、熱間絞り加工などの熱間成形が挙げられる。
　ここで、図６及び図７を参照して、金属パイプ材料２０について説明する。図６は、本実施形態に係る金属パイプ材料２０の斜視図である。図７は、金属パイプ材料２０に形成されためっき層の様子を説明するための模式図である。図６に示すように、金属パイプ材料２０は、板材１４の端部１４ａ，１４ａ同士が溶接された、溶接ビードなどと称される溶接部１５を有する。金属パイプ材料２０は、より具体的には、平板状の金属の板材１４を円筒状に丸めて、対向する端部１４ａ，１４ａ同士を突き合わせた状態で溶接することで形成されている。このようにして金属パイプ材料２０を溶接した溶接部１５は、金属パイプ材料２０の中心軸線Ｌに沿って延在している。なお、金属パイプ材料２０の中心軸線Ｌは、金属パイプ材料２０の延在方向Ｄに対して平行である。
　図７（ａ）は金属パイプ材料２０を軸方向から見た図である。図７（ｂ）は、めっき層を形成する前段階の溶接部１５付近の様子を示す拡大図である。図７（ｃ）は、めっき層を形成した状態の溶接部１５付近の様子を示す拡大図である。図７（ｂ），（ｃ）は、図７（ａ）において破線の円で囲んだ領域の拡大図である。図７（ｂ），（ｃ）に示すように、金属パイプ材料２０の外周面には、当該外周面全体を覆うめっき層１６が形成される。また、金属パイプ材料２０の内周面には、当該内周面全体を覆うめっき層１７が形成される。これらのめっき層１６，１７は、板材１４が円筒状に丸められる前段階から、もともと板材１４の両面に形成されている。めっき層１６，１７は、鋼板である板材１４に対して例えばＡｌＳｉのめっき処理を施すことによって形成される。
　図７（ｂ）に示すように、溶接部１５の形成直後においては、当該溶接部１５の箇所にて、もともと存在していためっき層１６，１７が剥がれた状態となる。すなわち、金属パイプ材料２０の外周面のうち、溶接部１５の箇所は、溶接によってめっき層１６が剥がれた箇所になる。当該箇所では、溶接部１５の外周側の面１５ａが露出している。金属パイプ材料２０の内周面のうち、溶接部１５の箇所は、溶接によってめっき層１７が剥がれた箇所になる。当該箇所では、溶接部１５の内周側の面１５ｂが露出している。
　これに対し、完成品に係る金属パイプ材料２０では、図７（ｃ）に示すように、溶接部１５の外周側の面１５ａは、めっき層１８で覆われている。溶接部１５の内周側の面１５ｂは、めっき層１９で覆われている。めっき層１８，１９は、めっき層１６，１７の隙間を埋めるように、金属パイプ材料２０の長手方向に沿って延びるように形成される。外周側のめっき層１８は、金属パイプ材料２０の外周側から溶接部１５の面１５ａに対してＡｌ溶射加工を施すことによって、形成される。内周側のめっき層１９は、後述の処理装置５０によるめっき処理によって形成される。
　図１に戻り、金属パイプ材料製造装置１００について説明する。図１に示すように、金属パイプ材料製造装置１００は、板材供給装置１と、フォーミング装置２と、溶接装置３と、処理装置５０と、切断装置４と、を備える。板材供給装置１は、金属パイプ材料２０の前駆体である板材１４（図６及び図７参照）を供給するための装置である。板材供給装置１は、フォーミング装置２に対して平板状の状態の板材１４を供給する。板材供給装置１は、帯状の板材１４をロール状に巻くことで形成されたロール体を回転させることで、板材１４を供給する。フォーミング装置２は、板材１４を円筒状の形状にするための装置である。フォーミング装置２は、平板状の帯状の板材１４を丸めることによって、帯状の板材１４の幅方向における端部１４ａ，１４ａ同士を突き合わせるようにして、円筒状にフォーミングする。
　溶接装置３は、丸められた板材１４の端部１４ａ，１４ａ同士の突き合わせ部を溶接する装置である。これにより、長手方向に沿った溶接部１５が形成される。溶接装置３は、例えば溶接箇所に高周波などを照射することで、溶接部１５を形成する。なお、溶接直後の溶接部１５は、金属パイプ材料２０の内周面や外周面から厚み方向に盛り上がる場合がある（例えば、後述の図４参照）。従って、溶接装置３は、溶接直後の溶接部１５の盛り上がり部分を切削する切削機構を有する。
　処理装置５０は、溶接部１５の箇所に対してめっき処理を施すことで、めっき層１８，１９を形成する装置である。処理装置５０は、外周側のめっき層１８を形成する機構と、内周側のめっき層１９を形成する機構と、を備える。内周側のめっき層１９を形成するための機構の詳細については後述する。切断装置４は、金属パイプ材料２０を所望の長さに切断するための装置である。切断装置４で切断されることで、図６に示すような金属パイプ材料２０が完成する。
　次に、図２を参照して、処理装置５０の具体的な構成について説明する。図２（ａ）は、金属パイプ材料２０の内部に配置された状態の処理装置５０の様子を示す概略断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ－ＩＩｂ線に沿った断面図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）のＩＩｃ－ＩＩｃ線に沿った断面図である。なお、図２は、処理装置５０のうち、内周側のめっき層１９を形成する内周側のめっき層形成機構５１を示している。処理装置５０のうち、外周側のめっき層１８を形成する機構は省略されている。なお、図２においては、めっき層１９は、他のめっき層に比べデフォルメされた状態で厚く示されている。
　図２（ａ）に示すように、処理装置５０の内周側のめっき層形成機構５１は、ロッド５２と、ローラー５３と、供給部５４と、を備える。めっき層形成機構５１は、金属パイプ材料２０の内周側の内部空間ＳＰに配置される。金属パイプ材料２０は、長手方向が水平方向と平行になるように配置される。また、金属パイプ材料２０は、溶接部１５が上端側に配置された状態にて、送り方向Ｄ１へ送られる。ここで、めっき層形成機構５１は金属パイプ材料２０の内部空間において不動となるように固定されている。従って、金属パイプ材料２０が送り方向Ｄ１へ向かって移動することで、金属パイプ材料２０は、めっき層形成機構５１に対して相対的に移動する。
　図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ロッド５２は、金属パイプ材料２０の内部空間ＳＰ内において、金属パイプ材料２０の長手方向と平行な状態で配置されている。ロッド５２は、内部空間ＳＰのうち、下端側に配置されており、ローラー５３を介して金属パイプ材料２０の下端部の内周面上に配置される。これにより、金属パイプ材料２０が送り方向Ｄ１へ送られると、ローラー５３が当該金属パイプ材料２０を送り方向Ｄ１へ案内しながら回転する。ロッド５２は円筒状の部材によって構成される。
　図２（ａ）に示すように、供給部５４は、金属パイプ材料２０に形成された溶接部１５の内周側の面１５ｂに対して、めっき層１９を形成するためのめっき材５８を供給する。本実施形態では、供給部５４は、めっき材５８としてＡｌ塗料を供給する。具体的に、供給部５４は、めっき材５８を供給する供給管５６と、めっき材５８を噴射する噴射ノズル５７と、を備える。供給管５６は、ロッド５２内において、当該ロッド５２の長手方向と平行に延びる。供給管５６の内部では、めっき材５８が噴射ノズル５７側へ流れている。噴射ノズル５７は、供給管５６から供給されためっき材５８を上側の溶接部１５へ向けて噴射する。噴射ノズル５７は、ロッド５２の長手方向の端部において、供給管５６と接続されている。噴射ノズル５７は、供給管５６の端部から上方向へ湾曲するように延びている。これにより、図２（ｃ）に示すように、溶接部１５の内周側の面１５ｂにめっき材５８が塗布され、当該めっき材５８が乾燥してめっき層１９が形成される。
　なお、供給部５４が供給するめっき材５８として、例えば、有機系の溶媒にＡｌ及びＳｉの微粒子を混合した塗料が採用されてよい。この塗料は、加熱過程で有機系の溶媒が揮発し、残ったＡｌ及びＳｉ成分が鉄母材表面に残存し、ＡｌＳｉめっき材と同様に酸化スケールの発生を抑制できるめっき層を形成可能である。
　次に、本実施形態に係る処理装置５０、処理方法、金属パイプ材料２０の製造方法、及び金属パイプ材料２０の作用・効果について説明する。
　処理装置５０は、金属パイプ材料２０に形成された溶接部１５の内周側の面１５ｂに対して、めっき材５８を供給する供給部５４を備える。これにより、金属パイプ材料２０の溶接部１５の内周側の面１５ｂは、めっき材５８によって形成されるめっき層１９によって覆われる。これにより、金属パイプ材料２０の内周側において溶接部１５が露出することを抑制することができる。以上より、酸化スケールの発生を抑制することができる金属パイプ材料２０を製造することができる。
　処理方法は、熱間成形の材料として用いられる金属パイプ材料２０に対してめっき層１９を形成する処理を行う処理方法であって、金属パイプ材料２０に形成された溶接部１５の内周側の面１５ｂに対して、めっき材５８を供給する工程を備える。
　この処理方法によれば、上述の処理装置５０と同趣旨の作用・効果を得ることができる。
　金属パイプ材料の製造方法は、めっき層１７が形成された板材１４から金属パイプ材料２０を製造する金属パイプ材料２０の製造方法であって、板材１４の端部１４ａ，１４ａ同士を溶接によって接合した後、金属パイプ材料２０の内周面のうち、溶接によってめっき層１７が剥がれた箇所に対して、めっき処理を施す。
　この金属パイプ材料２０の製造方法によれば、板材１４の端部１４ａ，１４ａ同士を溶接によって接合することでめっき層１７が剥がれた場合であっても、当該剥がれた箇所にめっき処理を施すことにより、再びめっき層１９で覆うことができる。以上より、酸化スケールの発生を抑制することができる金属パイプ材料２０を製造することができる。また、高い防錆性能を有する金属パイプ材料２０を製造することができる。
　なお、酸化スケールを防止する方法として、裸材の金属パイプ材料２０全体に防錆塗料を塗布する方法も挙げられる。しかし、当該方法では内外面に対して均一にめっき材を塗布することが難しく、コストも増加する。これに対し、本実施形態の処理装置５０は、めっき層が剥がれた一部の箇所を補修する形式で処理を行っているため、信頼性が高く、工程も増えることがないため、コストアップの程度も小さく抑えることができる。
　金属パイプ材料２０は、熱間成形の材料として用いられる金属パイプ材料２０であって、溶接部１５の内周側の面１５ｂがめっき層１９で覆われている。
　この金属パイプ材料２０によれば、上述の処理装置５０と同趣旨の作用・効果を得ることができる。
　本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
　例えば、供給部５４の噴射ノズル５７がめっき材５８を供給する向きは特に限定されず、図３に示すような処理装置５０を採用してもよい。図３（ａ）は、金属パイプ材料２０の内部に配置された状態の変形例に係る処理装置５０の様子を示す概略断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ線に沿った断面図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）のＩＩＩｃ－ＩＩＩｃ線に沿った断面図である。図３に示す処理装置５０においては、噴射ノズル５７が下向きにめっき材５８を供給する。それに伴い、金属パイプ材料２０の溶接部１５も、金属パイプ材料２０の下端側に配置されている。なお、図３（ｂ）に示すように、ローラー５３と溶接部１５とが干渉しないように、ロッド５２の下端側には、軸方向から見て一対のローラー５３が溶接部１５を挟むように設けられている。
　また、図４及び図５に示すような処理装置５０を採用してもよい。図４は、金属パイプ材料２０の内部に配置された状態の変形例に係る処理装置５０の様子を示す概略断面図である。図５（ａ）は、図４のＶａ－Ｖａ線に沿った断面図である。図５（ｂ）は、図４のＶｂ－Ｖｂ線に沿った断面図である。図５（ｃ）は、図４のＶｃ－Ｖｃ線に沿った断面図である。図５（ｄ）は、図４のＶｄ－Ｖｄ線に沿った断面図である。
　図４に示すように、処理装置５０は、金属パイプ材料２０の送り方向Ｄ１において、供給部５４がめっき材５８を供給する箇所の上流側に設けられ、金属パイプ材料２０の内周側から溶接部１５を切削する切削部５９を更に備える。この場合、切削部５９で溶接部１５の内周側の余剰部分１５ｄを削除した後に、供給部５４は、直ちに溶接部１５の内周側の面１５ｂにめっき層１９を形成することができる。
　図４に示すように、溶接装置３の溶接ノズル６０は、金属パイプ材料２０の外周側から高周波等を照射することで、溶接点ＷＰにおいて、板材１４の突き合せられた端部１４ａ，１４ａ同士（図５（ａ）参照）を溶接する。溶接ノズル６０の位置は、送り方向Ｄ１において固定される。これにより、溶接点ＷＰよりも送り方向Ｄ１の上流側では溶接部１５が形成されていない領域となり、溶接点ＷＰよりも送り方向Ｄ１の下流側では溶接部１５が形成された領域となる。ここで、溶接点ＷＰで溶接がなされた直後においては、溶接部１５は内周側に肉が余った余剰部分１５ｄを有する（図５（ｂ）も参照）。これに対し、切削部５９は、溶接点ＷＰよりも送り方向Ｄ１における下流側に離間した位置に配置される。切削部５９は、ロッド５２の上端部から上方へ向かって突出する刃部材などによって構成される。これにより、切削部５９は、溶接部１５のうち、内周側へ飛び出した余剰部分１５ｄを切削することができる。これにより、溶接部１５の内周側の面１５ｂが形成される（図５（ｃ）も参照）。噴射ノズル５７は、切削部５９よりも送り方向Ｄ１の下流側に離間した位置にて、めっき材５８を噴射する。これにより、切削後の面１５ｂに対してめっき層１９が形成される（図５（ｄ）も参照）。
　また、上述の実施形態においては、溶接装置３の後に処理装置５０でめっき処理をし、その後に切断装置４で金属パイプ材料２０を切断するような造管装置について説明した。しかし、処理装置５０がどのようなタイミングでめっき処理を行うかは、特に限定されるものではない。例えば、溶接装置３での溶接後に、切断装置４で金属パイプ材料２０を切断し、その後で処理装置５０によるめっき処理がなされてもよい。この場合、造管装置を新設することが困難な場合や、既存の造管装置の改造が困難な場合であっても、造管装置に対して処理装置５０を後付けで設置すればよく、既存の造管装置はそのまま使用することができるというメリットがある。
　上述の実施形態及び変形例では、供給部５４は、噴射ノズル５７を用いて、めっき材５８を供給した。供給部５４は、図８、図９、及び図１０に示すように、噴射ノズル５７に代えて塗布ローラー１５７を備えていてもよい。具体的に、図８は、図２（ａ）に示す処理装置５０に対して、塗布ローラー１５７を適用した構造を示す図である。図８に示すように、ロッド５２の端部には、塗布ローラー１５７が設けられている。塗布ローラー１５７は、回転軸１５８を中心として回転可能に支持された円筒状の部材である。回転軸１５８は、ロッド５２に固定されている。塗布ローラー１５７は、ロッド５２に対して非固定とされている。そのため、塗布ローラー１５７は、ロッド５２の端部において、回転軸１５８周りに回転する。
　塗布ローラー１５７の外周面１５７ａの一部は、ロッド５２外の位置であって、溶接部１５の内周側の面１５ｂに近接する位置に配置される。塗布ローラー１５７の外周面１５７ａの他の一部は、ロッド５２内の位置に配置される。供給管５６は、ロッド５２内において、塗布ローラー１５７の外周面１５７ａに近接する位置まで延びている。これにより、供給管５６は、ロッド５２内において、塗布ローラー１５７の外周面１５７ａへめっき材５８を供給することができる。金属パイプ材料２０が送り方向Ｄ１へ送られると、塗布ローラー１５７が回転する。その結果、供給管５６から供給されためっき材５８は、外周面１５７ａの回転に伴って、溶接部１５の内周側の面１５ｂに付着する。
　図９は、図３（ａ）に示す処理装置５０に対して、塗布ローラー１５７を適用した構造を示す図である。図１０は、図４に示す処理装置５０に対して、塗布ローラー１５７を適用した構造を示す図である。なお、図９及び図１０に示す処理装置５０は、図８と同趣旨の構成を有する塗布ローラー１５７及び供給管５６を備えている。
　１４…板材、１５…溶接部、１７，１９…めっき層、２０…金属パイプ材料、５０…処理装置、５４…供給部、５８…めっき材、５９…切削部。

Claims (5)

  1. 　熱間成形の材料として用いられる金属パイプ材料に対してめっき層を形成する処理を行う処理装置であって、
    　前記金属パイプ材料に形成された溶接部の内周側の面に対して、めっき材を供給する供給部を備える、処理装置。
  2. 　前記金属パイプ材料の送り方向において、前記供給部が前記めっき材を供給する箇所の上流側に設けられ、前記金属パイプ材料の内周側から前記溶接部を切削する切削部を更に備える、請求項１に記載の処理装置。
  3. 　熱間成形の材料として用いられる金属パイプ材料に対してめっき層を形成する処理を行う処理方法であって、
    　前記金属パイプ材料に形成された溶接部の内周側の面に対して、めっき材を供給する工程を備える、処理方法。
  4. 　めっき層が形成された板材から金属パイプ材料を製造する金属パイプ材料の製造方法であって、
    　前記板材の端部同士を溶接によって接合した後、前記金属パイプ材料の内周面のうち、溶接によって前記めっき層が剥がれた箇所に対して、めっき処理を施す、金属パイプ材料の製造方法。
  5. 　熱間成形の材料として用いられる金属パイプ材料であって、
    　溶接部の内周側の面がめっき層で覆われている、金属パイプ材料。
     
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