JPH0215316B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電縫鋼管の製造方法に関する。

一般に、電縫鋼管はケージロール成形方式、ス
テツプロール成形方式、セミケージロール成形方
式等に基づく製造設備によつて製造されている。
すなわち、例えば第１図および第２図に示すケー
ジロール成形方式に基づく製造設備において、帯
板１０は、成形初期、中間のブレイクダウンロー
ル１２、エツジフオーミングロール１４、アウト
サイドケージロール１６、インサイドケージロー
ル１８において逐次円筒形状に成形された後、第
３図および第４図に拡大して示すように、仕上成
形ロールであるタンデム型の第１フインパスロー
ル２０、第２フインパスロール２２、第３フイン
パスロール２４において順次管周方向に圧下され
ることにより、エツジ部の安定な成形を図りつつ
所定の管形状寸法の素管２６に仕上成形される。
上記各フインパスロール２０，２２，２４により
管周方向に圧下された素管２６は、継目両エツジ
部２６ａが高周波加熱され、スクイズロール２８
によつてアプセツト溶接されて電縫鋼管３０とな
る。また、アプセツト溶接により盛上つた溶接ビ
ート３２は、スクイズロール２８より後流側に設
置されているビード切削装置３４によつて切削除
去される。なお、図において、２０ａ，２２ａ，
２４ａは上ロールを示し、２０ｂ，２２ｂ，２４
ｂはサイドロールを示し、２０ｃ，２２ｃ，２４
ｃは下ロールを示す。

上記電縫鋼管の製造工程においては、帯板両エ
ツジの成形状態が極めて重要であり、このエツジ
成形が不良である場合には、溶接部の形状品質の
低下、材料歩留りの低下を招来する。特に、帯板
の先後端部は、成形の非定常域となつて帯板に加
えられる拘束が弱いため、ならびに長手方向の張
力が殆ど作用しないために帯板が変動しやすく、
かつ各フインパススタンド通過後の素管のスプリ
ングバツクが大きくなる。このため、左右両エツ
ジの非対称曲げ成形およびエツジの曲げ不足なら
びにエツジウエーブ発生等の成形不良を招き、材
料歩留り面より大きな問題となつている。

ところで、前記電縫鋼管の成形方法にあつて
は、タンデム型フインパスロールスタンド間での
素管の拘束方法が素管エツジ成形安定化の面より
極めて重要である。特に、帯板先後端非安常部の
成形においては、フインパスロールスタンド間に
おける成形状態が素管エツジ成形の安定を左右す
る。そこで、従来のフインパス成形においては、
第１フインパススタンドの直前および各フインパ
ススタンド間に、素管のエツジ部を連続拘束支承
するエツジ拘束ロール或いはエツジ拘束シユーを
設置し、素管エツジの成形の安定化を図つてい
る。第３図〜第５図には、上記従来の成形方法に
おいて、第１フインパスロールの直前および各フ
インパスロールの中間にそれぞれ設置されている
エツジ拘束ロール３６，３８の一例が示されてい
る。第６図はエツジ拘束シユー４０の設置例であ
る。

しかしながら、上記従来のフインパス成形にお
いては、第１フインパスロールの直前および各フ
インパスロールの中間で、素管エツジのみの拘束
成形を行うものであるため、スタンド間における
材料の拘束が弱く、かつエツジ部の拘束のみで
は、素管が幅方向にスプリングバツクならびに変
形し、エツジ開口幅の大きい横長の素管となる。
このように、幅方向にスプリングバツクした横長
形状の素管を後続するフインパスロールで成形す
る場合には、かえつてエツジの成形不良を招きや
すい。特に帯板の先後端非定常部の成形時には素
管が各フインパスロールの通過後に大きく幅方向
にスプリングバツクする状態となるため、次スタ
ンドでの成形の際に、素管エツジ部の成形不良を
生ずる。とりわけ、薄肉材の先端非定常部の成形
のおいては、各フインパスロール通過後の素管先
端部のスプリングバツクが極めて大きく、このた
め、次のスタンドのフインパスロールへ素管が進
入する際に、素管エツジ部および素管サイド部の
急激な幅寄せ曲げ変形を生ずる。このような急激
な幅寄せ曲げ変形がおこなわれる場合には、素管
エツジ部に長手方向の急激な圧縮力が作用すると
共に、その圧縮力の作用方向がエツジ部の長手方
向に座屈を生じやすい方向に一致することとな
り、フインパスロールスタンド間にある素管のエ
ツジ部にエツジウエーブを発生することとなる。
このようなエツジウエーブが一度発生すると、こ
れが起因となり帯板先端部にはエツジウエーブの
発生が連続し、溶接不可能なオープンパイプとな
る。第７図および第８図は、ｔ／Ｄ（板厚／外径）
＝1.0％材における第１フインパスロール通過後
の素管先端部のスプリングバツク状態の調査結果
を示す線図である。第７図はエツジ開口幅と第１
フインパスリダクシヨン量との関係を示し、第８
図は素管オーバリテイ（縦径／横径）と第１フイ
ンパスリダクシヨン量との関係を示す。なお、第
７図および第８図の調査は、第１フインパスロー
ルと第２フインパスロールの間にエツジガイドロ
ールがない場合の調査結果であるが、帯板先後端
は、エツジ開口幅および素管横径が増大し、素管
縦径が減少する形状、すなわち幅方向へのスプリ
ングバツクを生ずることが認められる。すなわ
ち、従来のエツジ拘束支承方法による場合には、
上記のような幅方向へのスプリングバツクを十分
に抑制することができず。前述のようなエツジ成
形不良の発生を招くこととなる。特に、薄肉材の
成形においては、帯板定常部の成形安定化のため
に、第１フインパスリダクシヨン量を増加する成
形方法が一般的に行われている。この場合には、
第７図および第８図に示すごとく、素管先端のス
プリングバツク量が増大する方向となり、素管先
端部におけるエツジ成形不良の発生がより激しく
なる。

すなわち、従来のフインパスロールスタンド間
における素管拘束支承方法では、素管のスプリン
グバツクを十分に防止することができず、素管エ
ツジの成形不良、すなわちエツジウエーブ発生、
エツジ曲げ成形不良等を招き、溶接不可能なオー
プンパイプとなり、材料歩留りの低下を生じてい
る。

さらに、上記従来の電縫鋼管の製造において
は、第３図および第４図に示すように、最終フイ
ンパスロール２４とスクイズロール２８との間に
おける素管エツジ２６ａのスプリングバツクを抑
制し、エツジ成形の安定化を図るとともに、スク
イズロール２８によるアプセツト溶接時における
素管エツジ２６ａの変動を防止するために、最終
フインパスロール２４とスクイズロール２０との
間に、素管エツジ部を拘束支承するシームガイド
ロール４２が１個ないし２個設置されている。第
９図は、第３図における―線に沿う断面図で
ある。

ところで、上記のようなシームガイドロールに
よる最終フインパスロールとスクイズロールの間
における素管エツジのスプリングバツクの抑制な
らびにエツジ変動の防止を図るためには、シーム
ガイドロールの圧下調整が必要である。しかしな
がら、上記シームガイドロールによる拘束支承成
形手段を用いる場合には、素管エツジの拘束を強
めるために、シームガイドロールの圧下を強化し
ても第１０図に示すごとく、素管は幅方向に自由
度を持つているため幅方向にふくらみ、横オーバ
ル型を呈し、シームガイドロールによる素管エツ
ジの十分な拘束状態を成形することが困難とな
る。さらに、上記シームガイドロールの圧下を強
化しても、素管エツジが管の内面側に倒れ込むエ
ツジ拝み状態を生じ、後工程のスクイズロールに
よる溶接不良を招く。

また、上記シームガイドロールにより素管エツ
ジの拘束成形においては、その拘束力を高めるた
めに、前述のようなシームガイドロールの圧下を
行つているが、その際、素管は幅方向にふくらみ
変形し横オーバル型の形状素管となる。このよう
な横オーバル型の素管は、次工程のほぼ真円形状
のスクイズロールによつて成形を受ける際に、上
記ふくらみ変形を呈する素管サイド部が管内面方
向への急激な幅寄せ変形を受ける。この幅寄せ変
形の影響により、素管エツジは変動し、スクイズ
ロールでのアプセツト溶接が不安定となる。この
ため、従来のシームガイドロールを用いた成形方
法では、第１１図に示すような素管継目エツジの
ラツプ発生ならびに素管継目エツジが長手方向に
なすＶシエイプ角度の変動を生じ、コールドウエ
ルド欠陥およびオーバーウエルド欠陥の発生を招
く。

また、帯板の先後端非定常部の成形において
は、素管が最終フインパスロール通過後に、大き
く幅方向にスプリングする状態となるため、従来
のシームガイドロールを用いた成形方法では、素
管のエツジを十分に拘束することができず、素管
エツジ部が変動しやすく、スクイズロールによる
成形不良および溶接不良を招いている。とりわ
け、薄肉材の先端非定常部の成形においては、最
終フインパスロール通過後の素管先端部のスプリ
ングバツクが極めて大きいため、次工程のスクイ
ズロールへ素管が進入する際に、素管サイド部お
よびエツジ部の急激な幅寄せ曲げ変形が行われ
る。このような急激な幅寄せ曲げ変形が行われる
場合には、素管エツジ部に長手方向の急激な圧縮
力が作用し、素管のエツジ部に第１２図に示すよ
うなエツジウエーブ４４が発生し、溶接が不可能
となる。

すなわち、上記従来の最終フインパスロールと
スクイズロールとの間にシームガイドロールを配
置してなる素管エツジ部の拘束支承成形方法で
は、素管が幅方向にらくらみ変形するため、素管
エツジ部の十分な拘束を行うことができず、素管
エツジの変動が生じやすく、結果として、スクイ
ズロールによるアプセツト溶接特に素管継目エツ
ジ部のラツプ、溶接現象の変動による溶接欠陥、
ならびに素管先後端のエツジウエーブ等の発生を
招き、材料歩留りの低下および溶接品質の低下を
生じている。

本発明の第１は、フインパスロールスタンド間
における素管のスプリングバツクを抑制し、素管
エツジの成形の安定化特に素管先後端非定常部の
成形の安定化を図ることにより、材料歩留りの高
いかつ溶接部形状品質の優れた電縫鋼管を製造可
能とする電縫鋼管の製造方法を提供することを目
的とする。

また、本発明の第２は、フインパスロールスタ
ンド間における素管のスプリングバツクを抑制す
るとともに、最終フインパスロールとスクイズロ
ールとの間における素管のスプリングバツクの抑
制を行うとともに、素管エツジ部の拘束を強化す
ることにより、スクイズロールのアプセツト溶接
の安定化ならびに素管先後端非定常部のエツジ成
形の安定化を図り、材料歩留のに高いかつ溶接部
形状品質の優れた電縫鋼管を製造可能とする電縫
鋼管の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１に係
る電縫鋼管の製造方法は、第１フインパスロール
の直前位置、および各フインパスロールの中間位
置のそれぞれに、素管の継目両エツジ部と素管の
両サイド部の両方を同時に拘束する拘束支承成形
手段を該素管長手方向にそれぞれ複数個配置した
ものである。

また、本発明の第２に係る電縫鋼管の製造方法
は、第１フインパスロールの直前位置、および各
フインパスロールの中間位置のそれぞれに、素管
の継目両エツジ部と素管の両サイド部の両方を同
時に拘束する拘束支承成形手段を該素管長手方向
にそれぞれ複数個配置するとともに、最終フイン
パスロールとスクイズロールとの中間位置に、素
管の継目両エツジ部と素管の両サイド部の両方を
同時に拘束する拘束支承成形手段を該素管長手方
向に複数個配置するようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１３図〜第１５図は、本発明の第１実施例を
示す説明図であり、前記従来例におけると同様な
部材は同一の符合を付すものとする。

この第１実施例においては、前記従来例におけ
ると同様に、円筒状に成形された帯板をタンデム
型の第１フインパスロール２０、第２フインパス
ロール２２および第３フインパスロール２４によ
つて順次管周方向に圧下して素管２６に仕上成形
し、素管２６の継目両エツジ部２６ａをスクイズ
ロール２８によつてアプセツト溶接し、電縫鋼管
３０を得ることを可能としている。

しかして、この第１実施例においては、第１フ
インパスロール２０と直前位置に、素管２６の継
目両エツジ部２６ａを拘束支承可能とする複数の
エツジ拘束ロール３６を設けるとともに、素管両
サイド部２６ｂを拘束支承可能とする複数のサイ
ド拘束ロール４６を設け、継目両エツジ部２６ａ
と素管両サイド部２６ｂの両方を同時に連続的に
拘束支承成形可能としている。また、各フインパ
スロール２０，２２，２４の中間位置に、素管両
エツジ部２６ａを拘束支承可能とする複数のエツ
ジ拘束ロール３８を設けるとともに、素管両サイ
ド部２６ｂを拘束支承可能とする複数のサイド拘
束ロール４８を設け、継目両エツジ部２６ａと素
管両サイド部２６ｂの両方を同時に連続的に拘束
支承成形可能としている。なお、この第１実施例
においては、第１６図に示すように、上記エツジ
拘束ロール３６，３８にかえてエツジ拘束シユー
４０を用い、サイド拘束ロール４６，４８にかえ
てサイド拘束シユー５０を用いるものとしてもよ
い。ここで、上記各エツジ拘束シユー３６，３８
およびエツジ拘束シユー４０の上下方向設定位置
が調整可能とされるとともに、各エツジ拘束ロー
ル４６，４８およびサイド拘束シユー５０の幅方
向設定位置が調整可能とされている。

上記第１実施例によれば、素管のスプリングバ
ツク、特に幅方向へのスプリングバツクを抑制
し、フインパスロール成形におけるエツジ成形の
安定化を図ることが可能となる。

なお、上記第１実施例では、素管エツジ部と素
管サイド部とを連続的に拘束支承する手段として
拘束ロールと拘束シユーを用いる場合について説
明したが、本発明の実施に用いる拘束支承成形手
段としては、上記各拘束ロール３６，３８，４
６，４８および拘束シユー４０，５０に限らず、
実質的に本発明の特徴とする第１フインパススタ
ンドの直前および各フインパススタンド間での素
管エツジ部と素管両サイド部を同時に連続的に拘
束支承成形し、素管のスプリングバツクを抑制可
能とするものであれば、上記拘束ロールおよび拘
束シユー以外の形状および構造からなる拘束手段
を用いるものであつてもよい。

また、本発明における各フインパスロールスタ
ンド間での素管サイド部の拘束支承成形は、前段
フインパスロール出側から後段フインパスロール
入側までの間を連続的に緻密に拘束支承すること
を特徴とし、上記連続性が高い程、フインパス成
形でのエツジ成形を安定化することが可能とな
る。特に、素管の先後端非定常部のエツジ部成形
は大幅に改善された歩留りの向上を図ることが可
能となる。

上記第１３図〜第１５図に示した成形方法を実
機ミルに適用することにより、以下の結果を得
た。すなわち、外径24インチ、板厚6.35mm、管規
格API5LX―X60の電縫鋼管を従来成形方法と上
記第１実施例による方法とにより製造したとこ
ろ、上記第１実施例による方法による方法によれ
ば、素管先後端非定常部のエツジ成形不良に伴な
うオープン長さが70％減少し、溶接部の超音波テ
ストによる合格率が0.5％向上することが認めら
れた。

第１７図〜第１８図は本発明の第２実施例の要
部を示す説明図である。

この第２実施例は、前記第１実施例におけると
全く同様に、円筒状に成形された帯板１０を複数
のフインパスロール２０，２２，２４によつて順
次管周方向に圧下して素管２６に仕上成形し、素
管２６の継目両エツジ部２６ａをスクイズロール
２８によつてアプセツト溶接する電縫鋼管３０の
製造方法において、第１フインパスロール２０の
直前位置および各フインパスロール２０，２２，
２４の中間位置のそれぞれに、素管２６の継目両
エツジ部２６ａと素管両サイド部２６ｂの両方を
同時に拘束する拘束支承成形手段を素管長手方向
にそれぞれ複数個配置した。更に、その第３フイ
ンパスロール２４とスクイズロール２８との間
に、第１７図〜第１８に示すように、素管２６の
継目両エツジ部２６ａを拘束支承可能とする複数
のシームガイドロール４２を設けるとともに、素
管両サイド部２６ｂを拘束支承可能とする複数の
サイドガイドロール５２を設け、継目両エツジ部
２６ａと素管両サイド部２６ｂの両方を同時に連
続的に拘束支承可能としたものである。ここで、
上記シームガイドロール４２およびサイドガイド
ロール５２は、それらの設定位置を上下あるいは
幅方向に調整可能とされている。

なお、上記実施例では、素管継目エツジ部なら
びに素管両サイド部を同時に連続拘束支承成形す
る手段として、３連の拘束ガイドロールを用いる
場合について説明したが、本発明の実施に用いる
手段としては、上記ガイドロール４２，５２に限
らず、これら以外の形状および構造を有する拘束
手段を用いるものであつてよく、本発明の特徴と
する最終フインパスロールとスクイズロールとの
間における素管継目両エツジ部と素管両サイド部
を同時に連続的に拘束支承成形し、素管サイド部
のふくらみ変形あるいはスプリングバツクを抑制
し、素管継目両エツジ部の拘束を強化し、溶接お
よび成形の安定化を図ることができるものであれ
ば、他の形状構造によるものを用いてもよい。

また、上記第２実施例における素管の継目エツ
ジ部ならびにサイド部の拘束支承成形は、最終フ
インパスロールの出側から次工程のスクイズロー
ルの入側までの間を連続的に緻密に拘束支承する
ことを特徴とし、上記連続性が高い程、スクイズ
ロールでの素管の継目エツジ部のアプセツト溶接
ならびに素管の先後端部のエツジ成形を安定化す
ることが可能である。

上記第１７図および第１８図に示した成形方法
を実機ミルに適用したところ以下の結果を得た。
すなわち、外径24インチ、板厚6.35mm、管規格
API5LX―X60の電縫鋼管を従来成形方法と上記
第２実施例による方法とによつて製造したとこ
ろ、第１９図および第２０図を得た。第１９図は
スクイズロール近傍における素管両継目エツジ部
の高さ方向相対変動を示し、第２０図は幅方向エ
ツジ間隔の変動を示している。この第１９図およ
び第２０図によれば、上記第２実施例により、ス
クイズロールの素管継目エツジ部の変動が減少
し、アプセツト溶接を大幅に安定化することが認
められる。すなわち、上記第２実施例によれば、
溶接部における継目エツジのラツプならびに溶接
欠陥の発生が減少し、超音波テストによる溶接部
不良率の発生が53％減少した。また、素管先後端
非定常部のエツジ成形不良に併なう末溶接オープ
ン管の長さが45％減少した。

なお、本発明は、電縫鋼管の上流成形域の成形
方式によつて限定されるものではなく、ケージロ
ール成形方式、ステツプロール成形方式、竪型ロ
ール成形方式、等の如何なる成形方式にも広く適
用可能である。また、本発明は他のスタンド数の
フインパスロール成形においても適用可能であ
り、また、フインパスロールの分割方式によつて
限定されるものではなく、またスクイズロールの
構造によつて限定されるものでもない。

以上のように、本発明の第１に係る電縫鋼管の
製造方法は、第１フインパスロールの直前位置、
および各フインパスロールの中間位置のそれぞれ
に、素管の継目両エツジ部と素管の両サイド部の
両方を同時に拘束する拘束支承成形手段を該素管
長手方向にそれぞれ複数個配置したものである。
したがつて、フインパスロールスタンド間におけ
る素管のスプリングバツクを抑制し、素管エツジ
の成形の安定化特に素管先後端非定常部の成形の
安定化を図ることにより、材料歩留りの高いかつ
溶接部形状品質の優れた電縫鋼管を製造すること
が可能となる。

また、本発明の第２に係る電縫鋼管の製造方法
は、第１フインパスロールの直前位置、および各
フインパスロールの中間位置のそれぞれに、素管
の継目両エツジ部と素管の両サイド部の両方を同
時に拘束する拘束支承成形手段を該素管長手方向
にそれぞれ複数個配置するとともに、最終フイン
パスロールとスクイズロールとの中間位置に、素
管の継目両エツジ部と素管の両サイド部の両方を
同時に拘束する拘束支承成形手段を該素管長手方
向に複数個配置するようにしたものである。した
がつて、フインパスロールスタンド間における素
管のスプリングを抑制するとともに、最終フイン
パスロールとスクイズロールとの間における素管
のスプリングバツクを抑制し、素管エツジ部の拘
束を強化することにより、スクイズロールでのア
プセツト溶接の安定化、ならびに素管先後端非定
常部のエツジ成形の安定化を図り、材料歩留りの
高いかつ溶接部形状品質の優れた電縫鋼管を製造
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はケージロール成形方式に基づく電縫鋼
管の製造ラインを示す平面図、第２図は第１図の
側面図、第３図は従来例に係るフインパス成形領
域およびスクイズ成形領域を示す平面図、第４図
は第３図の側面図、第５図は第３図の―線に
沿う断面図、第６図は第５図の異なる態様を示す
断面図、第７図は第１フインパスロール通過後の
素管先端部のエツジ開口幅と第１フインパスリダ
クシヨンとの関係を示す線図、第８図は第１フイ
ンパスロール通過後の素管先端部のオーバリテイ
と第１フインパスリダクシヨンとの関係を示す線
図、第９図は第３図の―線に沿う断面図、第
１０図は第９図の要部を取り出して示す模式図、
第１１図は従来のスクイズロールによるアプセツ
ト溶接時に発生している素管継目エツジ部のラツ
プ状態を示す断面図、第１２図は従来の素管先端
非定常部の成形時に発生するエツジウエーブを示
す斜視図、第１３図は本発明の第１実施例に係る
フインパス成形領域およびスクイズ成形領域を示
す平面図、第１４図は第１３図の側面図、第１５
図は第１３図の―線に沿う断面図、第１
６図は第１５図の異なる態様を示す断面図、第１
７図は本発明の第２実施例に係る最終フインパス
成形領域とスクイズ成形領域を示す平面図、第１
８図は第１７図の―線に沿う断面図、第
１９図はスクイズロール近傍における素管両継目
エツジの高さ方向相対変動を示す線図、第２０図
はスクイズロール近傍における素管両継目エツジ
間隔を示す線図である。 １０…帯板、２０…第１フインパスロール、２
２…第２フインパスロール、２４…第３フインパ
スロール、２６…素管、２６ａ…継目両エツジ
部、２６ｂ…素管両サイド部、２８…スクイズロ
ール、３０…電縫鋼管、３６，３８…エツジ拘束
ロール、４０…エツジ拘束シユー、４２…シーム
ガイドロール、４６，４８…サイド拘束ロール、
５０…サイド拘束シユー、５２…サイドガイドロ
ール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒状に成形された帯板を複数のフインパス
   ロールによつて順次管周方向に圧下して素管に仕
   上げ成形し、素管の継目両エツジ部をスクイズロ
   ールによつてアプセツト溶接する電縫鋼管の製造
   方法において、第１フインパスロールの直前位
   置、および各フインパスロールの中間位置のそれ
   ぞれに、素管の継目両エツジ部と素管の両サイド
   部の両方を同時に拘束する拘束支承成形手段を該
   素管長手方向にそれぞれ複数個配置したことを特
   徴とする電縫鋼管の製造方法。 ２ 円筒状に成形された帯板を複数のフインパス
   ロールによつて順次管周方向に圧下して素管に仕
   上成形し、素管の継目両エツジ部をスクイズロー
   ルによつてアプセツト溶接する電縫鋼管の製造方
   法において、第１フインパスロールの直前位置、
   および各フインパスロールの中間位置のそれぞれ
   に、素管の継目両エツジ部と素管の両サイド部の
   両方を同時に拘束する拘束支承成形手段を該素管
   長手方向にそれぞれ複数個配置するとともに、最
   終フインパスロールとスクイズロールとの中間位
   置に、素管の継目両エツジ部と素管の両サイド部
   の両方を同時に拘束する拘束支承成形手段を該素
   管長手方向に複数個配置すること特徴とする電縫
   鋼管の製造方法。