JPH02187280A - 金属二重管の製造方法 - Google Patents
金属二重管の製造方法Info
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- JPH02187280A JPH02187280A JP717389A JP717389A JPH02187280A JP H02187280 A JPH02187280 A JP H02187280A JP 717389 A JP717389 A JP 717389A JP 717389 A JP717389 A JP 717389A JP H02187280 A JPH02187280 A JP H02187280A
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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。
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、金属二重管の製造方法に関し、特に外管と内
管の間がインサート材にて冶金的に接合された二重管の
製造方法に関する。
管の間がインサート材にて冶金的に接合された二重管の
製造方法に関する。
（従来の技術〕
油田に使用される油井管は、腐食性雰囲気の中で使用さ
れるために、高い耐食性を持つことが要求される。この
ような耐食性に優れた材料としては、ステンレス鋼やニ
ッケル基高合金鋼を挙げることができ、特に後打のニッ
ケル基高合金鋼は、サワーな腐食環境下でも優れた耐食
性を示す。しかしながら、これらの鋼材はクロム、ニッ
ケルを多針に含有しているので、高価であり、その含有
鼠を低減することは経済的に非常に重要なことである。
れるために、高い耐食性を持つことが要求される。この
ような耐食性に優れた材料としては、ステンレス鋼やニ
ッケル基高合金鋼を挙げることができ、特に後打のニッ
ケル基高合金鋼は、サワーな腐食環境下でも優れた耐食
性を示す。しかしながら、これらの鋼材はクロム、ニッ
ケルを多針に含有しているので、高価であり、その含有
鼠を低減することは経済的に非常に重要なことである。
ところで、耐食性という観点から管の内面と外面を比較
すると、内面側を腐食性の強い石油が流通するラインパ
イプに見られるように、高い耐食性が必要とされるのは
殆どの場合、管の内面側であり、管の外面側に高い耐食
性が要求される場合は少ない。したがって、管全体を高
合金鋼で製造したとしても耐食性が向上するわけではな
く、管の内面側のみを高合金鋼で置換して耐食性を増加
させる方が経済的である。このような理由から、外管と
内管とを冶金的に接合した金属二重管の導入が進められ
ており、その外管は機械的強度を保つために比較的厚肉
の炭素鋼管、内管は耐食性を有する高合金鋼の薄肉管と
いう形態が多い。
すると、内面側を腐食性の強い石油が流通するラインパ
イプに見られるように、高い耐食性が必要とされるのは
殆どの場合、管の内面側であり、管の外面側に高い耐食
性が要求される場合は少ない。したがって、管全体を高
合金鋼で製造したとしても耐食性が向上するわけではな
く、管の内面側のみを高合金鋼で置換して耐食性を増加
させる方が経済的である。このような理由から、外管と
内管とを冶金的に接合した金属二重管の導入が進められ
ており、その外管は機械的強度を保つために比較的厚肉
の炭素鋼管、内管は耐食性を有する高合金鋼の薄肉管と
いう形態が多い。
外管と内管とを冶金的に接合した金属二重管の製造方法
としては、内管素管と外管素管とを嵌め合せて二重素管
とし７た後、内管素管と外管素管との間を熱間圧接する
方法が一般的である。熱間圧接としては、熱間押出しと
熱間ロール圧延が多く用いられているが、これらは高温
で二重素管を加工するために、接合界面の酸化が問題に
なり、また設備も大掛かりになる。このような状況を背
景として開発された方法がインサート材による拡散接合
を利用した金属二重管の製造方法である。
としては、内管素管と外管素管とを嵌め合せて二重素管
とし７た後、内管素管と外管素管との間を熱間圧接する
方法が一般的である。熱間圧接としては、熱間押出しと
熱間ロール圧延が多く用いられているが、これらは高温
で二重素管を加工するために、接合界面の酸化が問題に
なり、また設備も大掛かりになる。このような状況を背
景として開発された方法がインサート材による拡散接合
を利用した金属二重管の製造方法である。
インサート材を使用した従来の二重管製造方法としては
、内外両管の間を真空排気すると共に内外両管を加熱し
て、両管の熱膨張差により発生する応力により、両管を
インサート材を介して拡散接合させる方法が特開昭５９
−１５９２８４号に開示されている。
、内外両管の間を真空排気すると共に内外両管を加熱し
て、両管の熱膨張差により発生する応力により、両管を
インサート材を介して拡散接合させる方法が特開昭５９
−１５９２８４号に開示されている。
また、特開昭６２−７２４２３号には、インサート材を
介して内管を外管内に挿入して、インサート材の融点以
上の温度で熱間圧延あるいは熱間押出しを行う方法が開
示され、特開昭６２−３８７８３号には、内管と外管の
間に介在させたインサート材を冷間引抜きによって密着
させた後、両管をインサート材の融点よりも高い温度に
加熱して拡散接合を行う方法が開示されている。
介して内管を外管内に挿入して、インサート材の融点以
上の温度で熱間圧延あるいは熱間押出しを行う方法が開
示され、特開昭６２−３８７８３号には、内管と外管の
間に介在させたインサート材を冷間引抜きによって密着
させた後、両管をインサート材の融点よりも高い温度に
加熱して拡散接合を行う方法が開示されている。
特開昭５９−１５９２８４に開示されている方法の場合
は、熱膨張の差により生じる圧力が接合面に加わるのみ
であるために、加圧力不足に起因する接合不良を生じや
すい。また、そのために接合面の平滑度が重要になり、
基本的には接合を１工程で行うものの、実際上は平滑度
確保のために、冷間抽伸や機械研削を行わなければなら
ず、接合に２工程あるいはそれ以上を要する。
は、熱膨張の差により生じる圧力が接合面に加わるのみ
であるために、加圧力不足に起因する接合不良を生じや
すい。また、そのために接合面の平滑度が重要になり、
基本的には接合を１工程で行うものの、実際上は平滑度
確保のために、冷間抽伸や機械研削を行わなければなら
ず、接合に２工程あるいはそれ以上を要する。
特開昭６２−７２４２３号に開示されている方法は、熱
延圧延や熱間押出しを併用するために、インサート材を
用いる意味が薄いだけでなく、融点以上の温度に加熱す
るごとによりインシート材の融液が流れ落ち、管周方向
で接合不良を生しやすい。
延圧延や熱間押出しを併用するために、インサート材を
用いる意味が薄いだけでなく、融点以上の温度に加熱す
るごとによりインシート材の融液が流れ落ち、管周方向
で接合不良を生しやすい。
特開昭６２−３８７８３号に開示されている方法では、
能率、作業性等を考慮すると、工業的には薄帯状のイン
サート材を内管外周面に所定の重なりをもってスパイラ
ル状に巻き回すことになるが、その場合には、第２図に
示すように、冷間抽伸だけではインサート材２をその重
なりの部分で、内管、および外管３の内周面に均一に密
着させることができず、ミクロ的な隙間を生じる。その
結果、融点以上の温度に加熱しても、インサート材の融
液をこの隙間に完全に充満させることができず、インサ
ート材の巻きピンチに従って管軸方向に周期的に接合強
度の低い部分が現れる結果となる。更に、インサート材
の融液が周方向で流れ、管周方向での接合不良の問題も
依然として残り、また、接合には抽伸と加熱の２工程が
必要になる。
能率、作業性等を考慮すると、工業的には薄帯状のイン
サート材を内管外周面に所定の重なりをもってスパイラ
ル状に巻き回すことになるが、その場合には、第２図に
示すように、冷間抽伸だけではインサート材２をその重
なりの部分で、内管、および外管３の内周面に均一に密
着させることができず、ミクロ的な隙間を生じる。その
結果、融点以上の温度に加熱しても、インサート材の融
液をこの隙間に完全に充満させることができず、インサ
ート材の巻きピンチに従って管軸方向に周期的に接合強
度の低い部分が現れる結果となる。更に、インサート材
の融液が周方向で流れ、管周方向での接合不良の問題も
依然として残り、また、接合には抽伸と加熱の２工程が
必要になる。
本発明は、これらの問題点を全て解決し、管の周方向お
よび管軸方向の両方向で均一かつ、高い接合強度を有す
る信頼性の高い金属二重管を、僅かの工数で能率よく製
造できる方法を提供することを目的とする。
よび管軸方向の両方向で均一かつ、高い接合強度を有す
る信頼性の高い金属二重管を、僅かの工数で能率よく製
造できる方法を提供することを目的とする。
本発明の製造方法は、内周面に薄帯状のインサー１を所
定の重なりを持ってスパイラル状に巻き回した内管を外
管に挿入して二重素、管となし、該−重素管をダイス入
側でト記インサート材の融点直下に加熱しながら該ダイ
スにより抽伸する金属二重管の製造方法である。
定の重なりを持ってスパイラル状に巻き回した内管を外
管に挿入して二重素、管となし、該−重素管をダイス入
側でト記インサート材の融点直下に加熱しながら該ダイ
スにより抽伸する金属二重管の製造方法である。
（作 用〕
本発明の製造方法においては、インサート材が加熱され
た状態で抽伸が行われるので、抽伸加工中にインサート
材が塑性変形し、その重なり部分においても外管内周面
および内管外周面にインサート材が密着する。しかも、
インナート材の加熱温度を融点直下に制限しているので
、インナート材の流下がなく、、ｉ終的には抽伸による
加工昇温か加わってインサート材が溶融拡散し、外管と
内管とが１工程で接合される。
た状態で抽伸が行われるので、抽伸加工中にインサート
材が塑性変形し、その重なり部分においても外管内周面
および内管外周面にインサート材が密着する。しかも、
インナート材の加熱温度を融点直下に制限しているので
、インナート材の流下がなく、、ｉ終的には抽伸による
加工昇温か加わってインサート材が溶融拡散し、外管と
内管とが１工程で接合される。
［実施例〕
以下に本発明実施例を第１図を参照して説明する。
本発明の製造方法においては、まず合金鋼からなる内管
１の表面に薄帯状のインサート材２をスバイラル状に巻
き回す。この時、内管１の外周面が露出しないように隣
接するインサート材２は、その両側部が所定の幅で重な
り合うようにする。
１の表面に薄帯状のインサート材２をスバイラル状に巻
き回す。この時、内管１の外周面が露出しないように隣
接するインサート材２は、その両側部が所定の幅で重な
り合うようにする。
インサート材２には、例えば厚みが５０μｍ程度のアモ
ルファス箔帯を使用する０代表的なアモルファス箔帯は
、Ｎ １ｌｌＡｔ Ｃｒ ＋ｓ、ｓ、Ｓｔ、、、、Ｂ１
．Ｓ （融点１１８０°Ｃ） 、Ｎ ＩｍＡＬ ｐＨ
（融点９８０ ’Ｃ）等である。インサート材２の幅は
、内管ｌ外周面への巻き付は作業性等を考慮して適宜選
択すればよい。
ルファス箔帯を使用する０代表的なアモルファス箔帯は
、Ｎ １ｌｌＡｔ Ｃｒ ＋ｓ、ｓ、Ｓｔ、、、、Ｂ１
．Ｓ （融点１１８０°Ｃ） 、Ｎ ＩｍＡＬ ｐＨ
（融点９８０ ’Ｃ）等である。インサート材２の幅は
、内管ｌ外周面への巻き付は作業性等を考慮して適宜選
択すればよい。
内管ｌの外周面にインサート材２が巻かれると、それを
普通鋼からなる外管３内に挿入して、二重素管となす。
普通鋼からなる外管３内に挿入して、二重素管となす。
二重素管において内管ｌと外管３との間隙は、内管１の
挿入に支障が生じない範囲内で出来るだけ狭くして、後
の抽伸における加工度を即えるようにするのがよく、通
常は１〜５鵜程度に制限する。
挿入に支障が生じない範囲内で出来るだけ狭くして、後
の抽伸における加工度を即えるようにするのがよく、通
常は１〜５鵜程度に制限する。
二重素管が組立てられると、その一端に口絞り部４を形
成し、しかる後、咳二重素管をダイス５の入側にセット
する。
成し、しかる後、咳二重素管をダイス５の入側にセット
する。
そして、芯金６先端に支持されたプラグ７を二重素管の
内管１内にダイス５人側より挿入し、ダイス５内の正規
の位置にセットした後、二重素管をダイス５人側で高周
波加熱コイル８により加熱しながら、グリップ９にてダ
イス５出側へ引き抜く。
内管１内にダイス５人側より挿入し、ダイス５内の正規
の位置にセットした後、二重素管をダイス５人側で高周
波加熱コイル８により加熱しながら、グリップ９にてダ
イス５出側へ引き抜く。
高周波加熱コイル８による二重素管の加熱温度は、イン
サート材２の融点直下とする。これは、インサート材２
の融点まで加熱してしまうと、インサート材２が流れ落
ちて、その円周方向の厚さが不均一になり、また加熱温
度がインサート材２の融点に比べて極端に低い場合は、
抽伸時にインサート材２の塑性変形が困難になるととも
に、抽伸に伴う加工昇温か加わっても、インサート材２
がその融点に達しないからである。このような観点から
、加熱温度は、通常はインサート材２の融点未満から（
融点−５０°Ｃ）の範囲内に設定される。
サート材２の融点直下とする。これは、インサート材２
の融点まで加熱してしまうと、インサート材２が流れ落
ちて、その円周方向の厚さが不均一になり、また加熱温
度がインサート材２の融点に比べて極端に低い場合は、
抽伸時にインサート材２の塑性変形が困難になるととも
に、抽伸に伴う加工昇温か加わっても、インサート材２
がその融点に達しないからである。このような観点から
、加熱温度は、通常はインサート材２の融点未満から（
融点−５０°Ｃ）の範囲内に設定される。
ダイス５内を引き抜かれる二重素管は、特にその外管３
が縮径し、内管ｌ外周面および外管３内周面がインサー
ト材２に圧着する。インサート材２は、この圧着までは
融点直下に加熱されているので、流下がなく、且つ圧着
の段階では塑性変形し、その重なり部分近傍においても
間隙を生しることなく、内管１外闇面および外管３内周
面に密着する。そして最終的には、加工昇温によりイン
サート材２の表面層のみが溶融し、内管１外周面と外管
内周面との間が溶融拡散接合する。
が縮径し、内管ｌ外周面および外管３内周面がインサー
ト材２に圧着する。インサート材２は、この圧着までは
融点直下に加熱されているので、流下がなく、且つ圧着
の段階では塑性変形し、その重なり部分近傍においても
間隙を生しることなく、内管１外闇面および外管３内周
面に密着する。そして最終的には、加工昇温によりイン
サート材２の表面層のみが溶融し、内管１外周面と外管
内周面との間が溶融拡散接合する。
なお、接合面が酸化するのを防止するため、二重素管の
後端に不活性ガス供給キャップを装着して、その内管１
と外管３との間にＡｒガスを供給するようにしてもよい
。
後端に不活性ガス供給キャップを装着して、その内管１
と外管３との間にＡｒガスを供給するようにしてもよい
。
以上に説明した本発明の製造方法で実際に二重管を製造
した結果を次に説明する。
した結果を次に説明する。
材質が５ＵＳ３０４で、外径２０薗、内径１５鴫、肉＊
２．５鵬、長さ６０００園の内管１の外周面に、厚さ５
０μｍ、幅５０罷である低融点アモルファスろう材（Ｆ
ｅ−Ｃｒ−３Ｌ−１３系、融点１１８０°Ｃ）の薄帯を
インサート材２として平均２１ｎｌの重なりをもってス
パイラル状にした後、それを、材質が３１０Ｃ’ｒ、外
径２８ ＋ｎｍ、内径２２印、肉１￥ ３１１１１１、
長さＧ Ｏ００ｎｕｎの外管３に挿入した。しかる後、
ｔ、１１み立てた二重素管をダイス５の入側で、高周波
加熱コイル８により１１４０°ＣにｊＪｌ！熱しながら
、速度５０ｍ／ｓで抽伸した。
２．５鵬、長さ６０００園の内管１の外周面に、厚さ５
０μｍ、幅５０罷である低融点アモルファスろう材（Ｆ
ｅ−Ｃｒ−３Ｌ−１３系、融点１１８０°Ｃ）の薄帯を
インサート材２として平均２１ｎｌの重なりをもってス
パイラル状にした後、それを、材質が３１０Ｃ’ｒ、外
径２８ ＋ｎｍ、内径２２印、肉１￥ ３１１１１１、
長さＧ Ｏ００ｎｕｎの外管３に挿入した。しかる後、
ｔ、１１み立てた二重素管をダイス５の入側で、高周波
加熱コイル８により１１４０°ＣにｊＪｌ！熱しながら
、速度５０ｍ／ｓで抽伸した。
曲伸により最終的に得た金属二重管の寸法は、外径２５
＋＋＋＋＋＋、内径１５ｍｍ、肉＊５Ｍ、長さ６０００
価である。
＋＋＋＋＋＋、内径１５ｍｍ、肉＊５Ｍ、長さ６０００
価である。
この二重管を超音波探傷により調べた結果、全長に亘っ
て強固に拡散接合しており、管周方向でも接合不良の部
分は見られなか、った。これに対し、同一の二重素管を
上記同様仕様で冷間抽伸し、その後、インサート材の融
点以上（］、 ２５０°Ｃ）に加熱したものは、全長に
亘って一応接合しているものの、インサート材の巻きピ
ンチに対応して管の長平方向に接合強度の低い部分が現
れた。
て強固に拡散接合しており、管周方向でも接合不良の部
分は見られなか、った。これに対し、同一の二重素管を
上記同様仕様で冷間抽伸し、その後、インサート材の融
点以上（］、 ２５０°Ｃ）に加熱したものは、全長に
亘って一応接合しているものの、インサート材の巻きピ
ンチに対応して管の長平方向に接合強度の低い部分が現
れた。
本発明の製造方法は、第１に抽伸を使用するので、内管
表面の平滑度については重要視する必要がなく、ｎ、械
研削といった素材の前処理を省略乃至は簡素化できる。
表面の平滑度については重要視する必要がなく、ｎ、械
研削といった素材の前処理を省略乃至は簡素化できる。
また、インサート材をスパイラル状に巻くので、この作
業も容易であり、更に、その後の抽伸および加熱も同一
の工程で行なわれる。したがって、二重管を掻めて簡単
に製造することができる。
業も容易であり、更に、その後の抽伸および加熱も同一
の工程で行なわれる。したがって、二重管を掻めて簡単
に製造することができる。
第２に、インサート材を重なりをもって巻き付け、これ
により内管と外管との間の全体に確実にインサート材を
介在させ得るとともに、インサート材の加熱により重な
り部分でインサート材が変形し、空隙を生じない。また
、加熱温度をインサート材の融点直下に制限しているこ
とにより、インサート材の流下も生じない。そして、最
終的には、この加熱に加工昇温か加わってインサート材
が溶融拡散する。その結果、内管と外管とが、管周方向
および管軸方向の両方向で均−且つ高強度に接合される
。
により内管と外管との間の全体に確実にインサート材を
介在させ得るとともに、インサート材の加熱により重な
り部分でインサート材が変形し、空隙を生じない。また
、加熱温度をインサート材の融点直下に制限しているこ
とにより、インサート材の流下も生じない。そして、最
終的には、この加熱に加工昇温か加わってインサート材
が溶融拡散する。その結果、内管と外管とが、管周方向
および管軸方向の両方向で均−且つ高強度に接合される
。
４゜図面の簡単説明
第１図は本発明の二重管の製造方法を模式的に示す断面
図、第２図は内管外周面にインサート材を巻き回した状
態を示す模式図である。
図、第２図は内管外周面にインサート材を巻き回した状
態を示す模式図である。
図中、ｌ；内管、２：インサート材、３；外管、４：口
絞り部、５ダイス、６：芯金、７；プラグ、８：高周波
加熱コイル。
絞り部、５ダイス、６：芯金、７；プラグ、８：高周波
加熱コイル。
Claims (1)
- １、内周面に薄帯状のインサート材を所定の重なりを持
ってスパイラル状に巻回した内管を外管内に挿入して二
重素管となし、該二重素管をダイス入側で上記インサー
ト材の融点直下に加熱しながら該ダイスにより抽伸する
ことを特徴とする金属二重管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP717389A JPH02187280A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 金属二重管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP717389A JPH02187280A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 金属二重管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02187280A true JPH02187280A (ja) | 1990-07-23 |
Family
ID=11658690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP717389A Pending JPH02187280A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 金属二重管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02187280A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996037321A1 (en) * | 1995-05-26 | 1996-11-28 | Erim Company | Method of casting a multilayered alloy tube |
| WO2014169366A3 (en) * | 2013-08-23 | 2014-12-31 | Vallourec Tubos Do Brasil S.A. | Process for producing a multilayer pipe having a metallurgical bond by drawing, and multilayer pipe produced by this process |
| EP4470689A1 (fr) * | 2023-06-02 | 2024-12-04 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Procédé de fabrication d'un tube échangeur de chaleur à double paroi |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP717389A patent/JPH02187280A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996037321A1 (en) * | 1995-05-26 | 1996-11-28 | Erim Company | Method of casting a multilayered alloy tube |
| WO2014169366A3 (en) * | 2013-08-23 | 2014-12-31 | Vallourec Tubos Do Brasil S.A. | Process for producing a multilayer pipe having a metallurgical bond by drawing, and multilayer pipe produced by this process |
| KR20160065098A (ko) * | 2013-08-23 | 2016-06-08 | 발로렉 튜보스 두 브라질 에스.에이. | 드로잉에 의해 메탈로지칼 본드를 갖는 다층 파이프를 제작하기 위한 프로세스 및 이러한 프로세스에 의해 제작된 다층 파이프 |
| CN105722615A (zh) * | 2013-08-23 | 2016-06-29 | 瓦卢瑞克图沃斯巴西股份公司 | 用于由拉拔生产具有冶金结合的多层管的方法和通过该方法生产的多层管 |
| JP2016537203A (ja) * | 2013-08-23 | 2016-12-01 | ヴァルレック・トゥーボス・ド・ブラジル・ソシエダージ・アノニマＶａｌｌｏｕｒｅｃ Ｔｕｂｏｓ ｄｏ Ｂｒａｓｉｌ Ｓ．Ａ． | 引き抜きによりメタラジカルボンドを有する多層パイプを製造するための方法およびその方法によって製造される多層パイプ |
| CN105722615B (zh) * | 2013-08-23 | 2020-10-23 | 瓦卢瑞克图沃斯巴西股份公司 | 用于由拉拔生产具有冶金结合的多层管的方法和通过该方法生产的多层管 |
| US10941885B2 (en) | 2013-08-23 | 2021-03-09 | Vallourec Soluções Tubulares Do Brasil S.A. | Process for producing a multilayer pipe having a metallurgical bond by drawing, and multilayer pipe produced by this process |
| EP4470689A1 (fr) * | 2023-06-02 | 2024-12-04 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Procédé de fabrication d'un tube échangeur de chaleur à double paroi |
| FR3149371A1 (fr) * | 2023-06-02 | 2024-12-06 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procédé de fabrication d'un tube échangeur de chaleur à double paroi |
| US12397339B2 (en) | 2023-06-02 | 2025-08-26 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for manufacturing a double-wall heat-exchanger tube |
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