JPH01138035A - 継目無管の拡管方法 - 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、ロール穿孔圧延法又は熱間押出し法では直接
製造し難い薄肉大径の継目無管を得る方法に関する。

〔従来技術〕

例えば原子力発電関係の配管用管又はその継手としては
溶接部が存在しない管、所謂継目無管が一般的に使用さ
れている。これは、溶接部が存在するものにあっては、
定期検査時に溶接部の検査が必要となり、該検査のため
の作業は汚染環境での作業となって安全性が問題となる
がらであり、また定期検査のための停機期間も延長され
ることとなるからである。

ところで、前記原子力発電関係の配管用管又はその継手
にあっては、サイズとしてかなり大径でしかも薄肉のも
のまで要求されるのに対し、従来のロール穿孔圧延法又
は熱間押出し法では薄肉大径の継目無管を得難いという
問題があった。

そこで、本出願人は薄肉大径の継目無管を得る方法とし
て第３図（イ）、（ロ）に示す如き方法、即ちロール穿
孔圧延法又は熱間押出し法にて得た継目無管を素管Ａと
して用い、該素管Ａを、先端側へ向かって径が漸増する
テーバ部３１とその大径端に続く平行部３２とからなる
プラグ３３を先端に備えたマンドレル３４にその基端側
から挿入して先端側へ押し進め、前記プラグ３３の近傍
に設けた加熱手段３５にて順次加熱しつつ前記プラグ３
３に通して拡径減肉加工を行う方法を提案した（特開昭
６１−５６７４６号）。

かかる方法によれば、素管Ａが加熱手段３５にて順次加
熱されつつプラグ３３によって徐々に拡径減肉されるこ
ととなるので、従来得難かった薄肉大径の継目無管も比
較的容易に得ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然るに、上述した如き方法にあっては解決すべき問題点
がないではない。例えば、素管Ａをマンドレル３４の先
端側へ押し進める力次第では素管Ａに座屈応力を越える
力が加わってその中間部が外方へ膨出するように座屈し
、所謂提灯形状に変形（以下提灯化という）してしまう
という問題点がある。また素管Ａが拡径される過程でそ
の外面歪み量と内面歪み量との差が材料の変形能を越え
ることが原因と考えられる内面割れが発生することもあ
る。また上述の座屈、内面割れ等の発生にも関連するこ
とであるが、種々の欠陥の発生を防止して適正な加工を
行うためには加熱手段３５による素管Ａの加熱条件を厳
格に管理する必要があるという問題点もある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、薄
肉大径の継目無管を、上述した如き問題点を生セ゛シめ
ることなく、しかも機械加工を施すことなく得る方法を
提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る継目無管の拡管方法は、素管送給方向下流
側が拡径した貫通孔を有する固定ダイス内へ、素管送給
方向下流側が拡径した外径を有する可動プラグを遊挿し
、その両者間に形成される隙間へ前記素管を間欠送給す
ると共に、該素管の間欠送給に関連付けて前記可動プラ
グを間欠往復運動させて該素管の拡径減肉加工を行うこ
とを特徴とする。

〔作用〕

かかる本発明方法によれば、前記素管を固定ダイスと可
動プラグとの間に形成される隙間へ間欠送給すると共に
、その間欠送給に関連付けて可動プラグを間欠往復運動
させるので、前記素管は、可動プラグの間欠往復運動の
都度、鍛圧圧縮されて拡径減肉加工が行われる。

かくして拡径減肉加工が行われる素管は、固定ダイスと
可動プラグとの間に形成される隙間にて内外周が規制さ
れつつ鍛圧圧縮されるので、本発明方法による場合は、
従来問題となっていた提灯化が内外周が規制されること
で抑止され、内面割れ発生が鍛圧圧縮されることで木質
的に抑止されることとなる。また鍛圧圧縮されることで
美麗な表面肌が得られ易く、肉厚の厚い部分から先に鍛
圧されることで偏肉が矯正されるという効果もある。ま
た前記鍛圧圧縮は、素管を加熱せずとも加工度等の諸条
件次第で可能となり、従来のように素管を厳密な管理の
下に加熱する必要がなくなる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。

第１図は本発明方法の実施に使用する装置を示す模式的
説明図である。図中１はエアシリンダであり、該エアシ
リンダ１のロッド１ａ先端側にはラチェット機構２が設
けられており、該ラチェット機構２は、エアシリンダ１
のロッド１ａが進出しようとする力をロッド１ａが一定
量だけ進出する都度抑止することにより、該ロッド１ａ
を間欠的に多段階突出させ得るようになっている。

前記ラチェット機構２が先端側に設けられたロッド１ａ
の更に先端側には、ロール穿孔圧延法又は熱間押出し法
にて得た継目無管であり、拡管加工中の素管Ａ＋　の次
に拡管加工されるものとして予め準備される素管Ａ。の
末端部を内径側から保持する素管保持部材３が装着され
ており、該素管保持部材３にて末端部が保持された素管
Ａｎは搬送ロール４上を移送されて素管送給方向下流側
（第１図においては右側がこれに相当し、以下単に下流
側というと共にその反対側を上流側という）へ間欠送給
されるようになっている。

拡管加工中の素管Ａ１は、その後端面が前記素管Ａ。の
先端面によって押圧されて素管Ａ。の間欠送給に同期し
て同様に間欠送給されるようになるが、該素管Ａ１の送
給位置には駆動ロール６、急速加熱手段（具体的には高
周波加熱コイル等）７等が周設されており、該素管Ａ、
には必要に応じて駆動ロール６による前進駆動力が付与
され、また急速加熱手段７による加熱が行われるように
なっている。

さて、素管Ａ、に対して拡管加工を行うのに直接的に作
用する治具としては固定ダイス８及び可動プラグ９が挙
げられるが、これらについて以下に詳述する。

固定ダイス８は、内径が素管Ａ１の外径よりも若干大き
い（具体的には素管Ａ１の外径に比して素管Ａ、の肉厚
の５〜３０％だけ大きい）一定寸法に設定された挿入口
部８ａと、内径が挿入口部８ａの内径よりも大きい（具
体的には拡径管Ａ２の目標外径を基準とし、これよりも
拡管時の外径熱膨張骨だけ大きい）一定寸法に設定され
た抽出口部８ｃと、画部分８ａ、８ｃの中間にあって内
径が下流側に向けて指数関数的に漸増する中間部８ｂと
からなり、全体として下流側が拡径した貫通孔を有する
形状となっている。そして該固定ダイス８はその中心軸
を素管Ａ。、Ａ１の送給方向に略一致させて固設されて
いる。なお、該固定ダイス８のラジアル方向に穿設され
ている貫通孔８ｄは潤滑剤を固定ダイス８内へ供給する
ためのものである。

可動プラグ９は、外径が素管Ａ、の内径よりも若干小さ
い（具体的には素管Ａ、の内径に比して素管Ａ１の肉厚
の５〜３０％だけ小さい）一定寸法に設定されると共に
上流側先端が球面状とされたガイド部９ａと、外径がガ
イド部９ａの外径よりも大きい（具体的には拡径管Ａ２
の目標内径を基準とし、これよりも拡管時の内径熱膨張
骨だけ大きい）一定寸法に設定された成形部９ｃと、画
部分９ａ、９ｃの中間にあって外径が下流側に向けて指
数関数的に漸増する中間部９ｂとからなり、全体として
下流側が拡径した略砲弾形状となっている。そして該可
動プラグ９はマンドレル受はフレーム１１にて水平姿勢
に支持されると共にクランク機構１２に下流側端部１０
ａが枢支連結されて水平往復運動するマンドレル１０の
上流側端部１０ｂにプラグロック機構１３を介して連係
されており、該マンドレル１０の水平往復運動に伴って
前記固定ダイス８内へ遊挿されつつ往復運動し得るよう
になっている。

なお前記プラグロック機構１３は、マンドレル１゜の外
周面から突出し得ると共に該外周面内に収まり得るよう
になっており、該外周面から突出した状態で前記可動プ
ラグ９とマンドレル１ｏとが連係される一方、該外周面
内に納まった状態で前記可動プラグ９とマンドレル１０
との連係が解除されるようになっている。また前記マン
ドレル１０の下流側端部１０ａは雌雄の螺条体が組み合
わされてなり、その螺合量を調整することによってマン
ドレル１゜の長さが微調整できるようになっている。ま
た前記クランク機構１２は可動ベース１５上に載置され
ており、該可動ヘース１５が下流側へ移動することによ
り、前記クランク機構１２はマンドレル１ｏと共に下流
側へ移動し得るようになっている。なお前記マンドレル
１０の下方に配置されている搬送ローラ１４は拡径管Ａ
２を下方から支持するためのものである。

かかる装置を用いて本発明方法を実施する場合、先ず、
エアシリンダ１のロッド１ａを退入させて素管Ａ。（最
終工程ではダミー管）を側方（第１図においては紙面の
表側又は裏側）から装入する。

そしてエアシリンダ１のロッド１ａを進出させつつラチ
ェット機構２を用いて素管Ａ。を間欠送給すると、該素
管Ａ。の下流側に隣接する素管Ａ、は、固定ダイス８と
その中に予め遊挿されていた可動プラグ９との間に形成
される隙間へ間欠送給される。そして該素管Ａ１の間欠
送給に関連付けて前記可動プラグ９にクランク機構１２
の駆動力をマンドレル１０を介して伝達し該可動プラグ
９を間欠往復運動させると、前記素管Ａ１は徐々に拡径
減肉加工が行われて拡径管Ａ２となる。

かかる拡径減肉加工は第２図に示す如く可動プラグ９の
間欠往復運動に応じて多段階に行われる。

即ち図示の如く、素管Ａ、は間欠送給される都度プラグ
９による鍛圧を受け、徐々に拡径減肉加工を受けること
となる。

かくして素管Ａ、が徐々に拡径減肉加工を受け、その加
工が完了して素管Ａ１全体が拡径管Ａ２とされると、前
記可動ベース１５を下流側へ移動させ、可動プラグ９及
びマンドレル１０を拡径管Ａ２内から引き抜くことによ
り、拡径管Ａ２は装置から分離搬出されることとなる。

かくして拡径減肉加工が行われる素管ＡＩは、固定ダイ
ス８と可動プラグ９との間に形成される隙間にて内外周
が規制されつつ鍛圧圧縮されるので、本発明方法による
場合は、従来問題となっていた提灯化が内外周が規制さ
れることで抑止され、内面割れ発生が鍛圧圧縮されるこ
とで本質的に抑止されることとなる。また鍛圧圧縮され
ることで美麗な表面肌が得られ易く、肉厚の厚い部分か
ら先に鍛圧されることで偏肉が矯正されるという効果も
ある。なお、加工度が大きくて素管Ａ、を加熱する必要
がある場合は急速加熱手段７を用いて素管Ａ、を加熱し
熱間加工又は温間加工を行えばよいが、加工度が小さい
場合には冷間加工も可能となって従来のように素管Ａ１
を厳密な管理の下に加熱する必要がなくなる。

なお、素管Ａ、の１回当たりの送給量は、これを大きく
すれば能率は向上する一方、１回当たりの加工量が増大
して製品品質にも影響を与えるので、装置の能力、製品
品質（特に管表面の品質）等によっておのずと制限され
、−船釣には１０（ｌ１ｍが限度である。また可動プラ
グ９の間欠往復運動のストロークについては特に条件が
あるわけではないが、素管Ａ、の１回当たりの送給量よ
りは大きくする必要がある。また潤滑剤としては通常、
水を供給するだけで十分であるが、エマルジョンタイプ
の油を採用することもできる。

なお、本実施例において、固定ダイス８の挿入口部８ａ
の内径を素管Ａ１の外径に比して素管Ａ１の肉厚の５〜
３０％だけ大きくなるように限定したのは、該挿入口部
８ａと素管Ａ１との間の隙間が素管Ａ１の肉厚の５〜３
０％の範囲を下まわるときには素管Ａ１が固定ダイス８
内に送給され難くなるからであり、前記隙間が前記肉厚
の５〜３０％の範囲を上まわるときには、加工後の拡径
管Ａ２の肉厚寸法精度が悪くなるからである。また可動
プラグ９のガイド部９ａの外径を素管Ａ１の内径に比し
て素管ＡＩの肉厚の５〜３０％だけ小さくなるように限
定したのは、該ガイド部９ａと素管Ａ、との隙間が素管
Ａ１の肉厚の５〜３０％の範囲を下まわるときには素管
Ａ１の内面にすり疵が生じ易いからであり、前記隙間が
前記肉厚の５〜３０％の範囲を上まわるときには、加工
後の拡径管Ａ２の肉厚寸法精度が悪くなるからである。

また前記ガイド部９ａの上流側先端が球面状とされてい
るのは、素管Ａ、の内面にずり疵を発生させるのを防止
するための配慮である。

（効果〕 以上詳述した如く、本発明方法によれば、ロール穿孔圧
延法又は熱間押出し法にて得た継目無管を拡管するに際
して従来の方法において住じていた、素管の座屈に基づ
く提灯化又は素管内面の割れ発生等の問題が解消される
こととなり、その利用価値は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に使用する装置を示す模式的
説明図、第２図は本発明方法による拡径減肉加工を多段
階に示す模式的説明図、第３図（イ）、（ロ）は従来の
継目無管の拡管方法を示す模式的説明図である。 ２・・・ラチェット機構　８・・・固定ダイス９・・・
可動プラグ　Ａ。、Ａ＋　・・・素管Ａ２・・・拡径管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、素管送給方向下流側が拡径した貫通孔を有する固定
   ダイス内へ、素管送給方向下流側が拡径した外径を有す
   る可動プラグを遊挿し、その両者間に形成される隙間へ
   前記素管を間欠送給すると共に、 該素管の間欠送給に関連付けて前記可動プ ラグを間欠往復運動させて該素管の拡径減肉加工を行う
   ことを特徴とする継目無管の拡管方法。