JPH02241602A - 外面２条ひれ付管の製造方法 - 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、外周面に２条の管軸に平行なひれを有する管
をロール加工で製造する外面２条ひれ付管の製造方法に
関する。

〔従来の技術〕

熱交換器の伝熱管等として利用されるこの種の外面ひれ
付管は、押し出しやリングダイスを用いた抽伸で製造さ
れることが多い、しかるに、これらの方法は低能率であ
る０例えばリングダイスを用いた抽伸による方法は大き
な加工力を必要とし、１バス当りの加工量も太き（とれ
ないことから、通常必要とするひれ高さを確保するには
最小でも２バスの加工が要求され、製造能率を低下させ
る。

そ′こで考えられるのがロールによる加工である。

ロールによる外面ひれ付き管の製造方法としては、特開
昭５７−１４２７１５号公報に示される方法が公知であ
る。この方法では、第５図に示されるように、被加工管
のパスライン周囲に所定の間隙をおいて３個以上のロー
ル３’、３’・・・が周設され、これらのロールで被加
工管ｌの圧下加工が行われる。ロール圧下により隣接す
るロール間の間隙部分でひれ５が形成される。

〔発明が解決しようとする課題］ しかし、この方法では被加工管１の加工前と加工後で実
質的に肉厚変化はなく、ひれ５は図示のように管外面側
へつままれたような形状となり、孔型ロールを用いたと
してもひれ５には折れ込み６′が生じ、これにともない
ひれ５の管内面側に大きな内面ひけ６が生じるのを避け
られない。管内面に折れ込み６′や大きな内面ひけ６が
生じると伝熱管として内部に水を通して使用した場合、
この部分に水あか等が溜り、熱伝達が阻害されると共に
腐食が生じることがある。また、この方法ではロール３
′の肩部３″対応部及びひれ５の頂部が曲げ加工を受け
るため、局部的に薄肉となり強度低下を招く。そして何
よりもこの方法では、外面２条のひれ付管はひれ近傍内
面が圧壊されることから製造ができない。

本発明は、外面２条のひれ付管をロール加工で能率よく
、しかも問題となるような過大な折れ込みや内面ひけ付
けを生じることな（製造し得る外面２条ひれ付管の製造
方法を擾供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 従来法で折れ込みや大きな内面ひけが生じる原因が上記
のとおりであるならば、孔型ロールと内面規制工具との
組合せで断面円形素管を圧延し、圧延によって減少する
管肉の一部を孔型ロールのフランジ面間間隙に膨出させ
れば、折れ込みや大きな内面ひけの発生は防止できると
考えられる。

しかし、本発明者らの調査によれば、孔型ロールが２個
の場合は加工中で管のひれ形成部つけ根部分に十分な求
心方向の力が作用せず、大きな内面ひけの生じることが
認められた。このため、本発明者らは孔型ロールのロー
ル数を増加させる方向でひれ付管製造の実用化を進め、
例えば４０−ルで外面２条のひれ付管を製造する方法を
特願昭６：３−１８６４８７号にて提案している。

この方法によれば、加工中の管のひれ部つけ根部分に求
心方向の力が作用するので内面ひけが防止される。しか
し、１回の圧延によって形成できるひれ高さが低く、ひ
れ高さの大きな管を製造するには、圧延回数を増加させ
るか、圧延後にリングダイスによる抽伸を付加しなけれ
ばならず、工程数が増加する問題があった。

一方、本発明者らは、この種の圧延実験を繰り返す過程
で、ひれ高さの確保については４０−ルよりも２０−ル
の方が実質的に有利なことを確認している。そして更に
実験を続ける過程で今回、２０−ルでも圧延条件次第で
は、問題となるような折れ込みや過大な内面ひけが生ｌ
ニないことを知見した。２０−ルで内面ひけを抑制でき
る条件とは、素管の内径が２個の孔型ロール間に形成さ
れる孔型の直径よりも小・さいことである。この条件で
素管を圧延することにより、ひれ高さの大きい外面２条
ひれ付き管が折れ込みや過大な内面ひけをともなうこと
なく１バスで能率よく製造できる。

本発明は、上記知見に基づきなされたもので、２個の孔
型ロールをそのフランジ面間に間隙が形成されるように
、その孔型中心をパスラインに一致させて対向配置１７
、該孔型の直径より小さい内径を有する断面円形素管を
内面規制工具が内挿された状態で前記孔型内に挿通させ
てその肉厚を減少し、減少する管肉の一部を前記ロール
フランジ間間隙に膨出させることによって開方向対称２
泣置に軸方向へ延在するひれを形成することを特徴とす
る外面２条ひれ付管の製造方法を要旨とする。

第１図は本発明の製造方法における管の圧延状態をその
代表例について示した模式回である。

パスラインを挟んで対向配置された２個の孔型ロール１
０ａ、１０ｂは、両側に回転中心に平行なフランジ面１
１　ａ、　　１　ｌ　ｂを有し、その間に真円のキャバ
リ一部１２ａ、１２ｂを有している。

孔型ロール１０ａ、１０ｂの各回転中心は、パスライン
に直角な平面上で平行しており、且つパスラインから等
距離のところに位置している。したがって、孔型１１−
ル１０ａ、１０ｂのキャバリー部１２ａ、４２ｂ間に形
成される孔型は直円で、その中心はパスラインに一致し
ている。また、孔型ロール１０ａ、１０ｔ）のフランジ
面１１ａ、１１ｂ間には、ひれ部を膨出させるための間
隙Ｇが設けられている。

上記孔型に第２図に示す断面円形の素管２０を内面規制
工具３０が内挿された状態で挿通させて、孔型ロール１
０ａ、１０ｈのキャバリ一部１２ａ、１２ｂと内面規制
工具３０との間で素管２０を圧延すれば、素管２０の肉
ｒ＄Ｔが減少し、減少する管肉の一部が両側のフランジ
面１１ａ、ｌｌｂ間に膨出する。これにより、圧延後の
管ではその本管部２１の周方向２位置に管軸方向に連続
するひれ部２２が対称的に形成される。そして、上記素
管２０の内径り直を孔型ロール１０ａ、１０ｂ間の孔型
の直径ｄ、よりも小さくしておけば、ひれ部２２の内面
側に生じる折れ込みや内面ひけは著しく抑制される。ま
た２０−ルで圧延すれば、内面ひけの有無に関係なく４
０−ルで圧延するよりもひれ部２２の高さ、すなわちひ
れ高さｈは大となる。

なお、第１図および第２図において、素管２０の外径は
Ｄ６、内面規制工具３０の直径はｄＬ、圧延後の管の肉
厚はｔで表わされている。孔型の直径ｄ０とは、初期設
定値ではな（圧延中の反力を受けた状態での寸法であり
、この寸法は圧延後の管の本管部２１の外径にほぼ一致
する。同様に、内面規制工具３０の直径ｄｉは、圧延後
の管の内径にほぼ一致する。

孔型ロール１０ａ、１０ｂは１バスに１段配設されてい
ても複数段配設されていてもよい。パス数は１パスを基
本とするが、難加工材料、ひれ高さをより大きくする場
合等は、複数パスを実施してもよく、圧延後にリングダ
イスを用いた抽伸を付加することも可能である。

孔型ロールｘｏａ、ｉｏｂはまた、駆動されても駆動さ
れなくてもよい。非駆動の場合は抽伸のように外部から
管送通力を付加する必要がある。

〔作　　用〕

本発明の製造方法によれば、上述したように、２０−ル
であることに起因してひれ部２２の高さｈが４０−ルの
場合よりも大となる。その理由は次のとおりである。

２０−ルでは、第１図に矢示されるロール肩部１４ａ、
１４ｂにおける荷重作用線が管外周面の接線方向に作用
する。その結果、ひれ部２２のつけ根部分に対して十分
な求心力を作用させるのが難しく、ひれ部２２の内面側
に折れ込みや内面ひけが出やす（なる、４０−ルであれ
ば、この荷重作用線が内面側を向くので、折れ込みや内
面ひけの点では有利となる。しかして、ひれ部２２は素
管２０が圧延されることにともなう周方向のメタルフロ
ーによって生じるものである。その点で２０−ルの場合
は荷重作用線の方向がメタルフローの方向に沿うので、
ひれ部２２の形成は促進される。これに対し４０−ルの
場合は、荷重作用線が内面側を向き、内面ひけを抑える
荷重がメタルフローの誘起という点では逆に障害となる
。

次に、本発明の製造方法における圧延条件について詳述
する。

本発明の製造方法においては、素管２０に減肉加工を加
えるために、素管２０の肉厚Ｔ、孔型の直径ｄ０、内面
規制工具３０の直径ｄ、が下記（１）式の条件を満足す
ることが必要なことは言うまでもない。

第３図は、下記（２）式で示す減肉率ΔＴとひれ高さｈ
との関係を下記（３）式で示す内径縮径率ΔＤ。

が１５％のものと８％のものとについて示したグラフで
ある。

同図によれば、いずれの内径縮径率ΔＤ１のもの・も、
減肉率へＴが大きくなるほど、ひれ高さｈが大きくなる
ことがわかる。また、同一の減肉率ΔＴでは、内径縮径
率へ〇、が大きいほうがひれ高さｈが大となる。

したがって、本発明の製造方法でひれ高さｈの大きい外
面二条ひれ付管を製造するには、減肉率ΔＴ、内径縮径
率ΔＤｉのいずれも大きい方が望ましく、八Ｔ≧１５％
、ΔＤ、≧５が好ましい範囲である。

また第３図には、特願昭６３−１８６４８７号で出願人
が先に提案した４０−ル法（ΔＤ、＝８％）の場合のひ
れ高さを示している。４０−ル法では、３゜５凱のひれ
高ざｈを確保するのに４０％を超える減肉率へＴが必要
になる。これに対し、本発明の製造方法の場合は、４０
％を超える城肉率へＴを付与すれば、内径縮径率△Ｄ１
が８％でも約１ｖａのひれ高さが確保され、内径縮径率
ΔＤ。

が１５％では僅か１０％の濾肉率へＴで、４０−ル法の
場合のひれ高さＩｌ（３，５Ｍ＋）にほぼ匹敵するひれ
高さが得られる。

本発明の製造方法においては又、素管２０の内径Ｄｉが
孔型の直径ｄ０より小さいこと、すなわちｐ　、　＜　
ｄ、であることが重要であり、ＤＩ　≧ｄ。

では素管２０が薄肉の場合に折れ込みが生じ、また肉厚
を問わず大きな内面ひけが生じる。

すなわち、内径規制工具３０の直径ｄ、は孔型直径ｄ。

よりも必然的に小さくなる。このために、素管２０の内
径り、が孔型の直径ｄ０よりも大きくなると、内面規制
工具３０の直径ｄ、と素管２０の内径Ｄｉ　との径差が
過大になる。その結果、素管２０の内面が内面規制工具
３０の外面に接触していない状態で素管２０が外面側か
らロール圧延される領域が長く、このために折れ込みや
過大な内面ひけが生じる。、Ｌｊｉ　＜ｄｏとすれば、
この領域が短くなり、折れ込みは生じず、また問題とな
るような大きな内面ひけば生じない。

内面ひけについては、外面ひれ付き管の主たる用途であ
る発電用ボイラーの氷壁管では製品レベルでＯ１２閣ま
でのひけ深さ許容されるので、ロール圧延後の管をその
まま製品とする場合には、ひり深さを０．２−以下に抑
えればよい。ロール圧延後にリングダイスによる抽伸を
行なう場合は、抽伸加工度にもよるが、ひけ深さを０．
５ｗ以下としておけば抽伸後のひけ深さは０．２ｓ以下
に矯正される。

なお、素管２０は、その内部に内面規制工具３０を挿入
する関係から、ｄ、≦０．９５Ｄ、とするのが挿入作業
上は望まれる。

内面ひけについては更に、その深さが前記減肉率ΔＴ、
内径縮径率ΔＤ、に関連することが本発明者らの調査か
ら判明している。

第４図はこの王者の関係を例示したグラフである。同図
かられかるように、内面ひけを抑えるには、ひれ高さｈ
を確保する場合とは逆に、減肉率ΔＴ、内径縮径率ΔＤ
、のいずれも小さい方が望ましい。しかし、ひけ深さを
小さくしてもひれ高さｈは十分に確保される０例えば、
八Ｔ−３０％、ΔＤ、−１５％ではひれ高さｈは約６１
１１［ｌｌになるが、この条件でもひけ深さは０．５節
以下に抑制される。

またΔＤｉ＝８％の場合は、ΔＴ−３５％で、約５ｍの
ひれ高さｈが確保され、ひけ深さは０，２閤以下に抑制
される。ひけ深さを０．５ｍ以下に抑制し、かつひれ高
さｈを加味した場合、減肉率Ｔ、内径縮径率ΔＤ、は、
第４図にＡ−Ｄで囲まれる範囲に管理するのが望ましい
。

なお、Ａは（八Ｔ−１５％、ΔＤｉ５％）、Ｂは（ΔＴ
＝１５％、ΔＤｉ−１８％）、ｃは（八Ｔ−３０％、Δ
Ｄ＋−１５％）、Ｄは（ΔＴ＝４７％、ΔＤ１−５％）
の各点を表わしている。

〔実施例〕

以下に本発明の詳細な説明する。

炭素鋼（Ｃ＝０．２％）からなる６種類の素管（Ｄ、＝
４６鵬、Ｄ＋＝２６ｍ）、　（Ｄ、＝４８閣、Ｄｔ＝２
６ｗｆＩｌ）、　（Ｄ、　　＝５０＋ａａ、　　ＤＩ　
　−２６ｍ）、　（Ｄ、　　＝５０１１Ｉｌ、　　Ｄｔ
　　−２８Ｍ）、　（Ｄ。

−５２＋＋ｓ、Ｄｉ　−２８Ｍ）、　（Ｄ、＝５８ｍｎ
、Ｄ。

＝４０ｏ）を２種類の孔型ロール（ｄ、＝３８鵬、４０
）と２種類の内面規制工具（ｄ＋　＝２２ｍ、２４酵）
とを用いて２０−ルで圧延することにより、１１種類の
外面２条ひれ付管を製造し７た。フランジ面間隙Ｇはい
ずれも８随とし７た。製造されたひれ付管のひれ高ざ１
１、ひけ深さＰを第１表に魔１〜１１として示す。

Ｄ、＜ｄ、を満足する胤１〜９では１バスで３−を超え
るひれ高さｈが確保され、ひけ深さ２は１閣未満に抑制
されている。特に第４図のＡ−Ｄで囲まれたハンチング
の条件を満足する漱１〜４．６ではひけ深さが０．５ｍ
ｌ１１以下に抑制され３．５　ｗａ以上のひれ高さｈが
確保されている。

また、律６と実質的に同じ条件で４０−ル圧延を行った
場合を阻１２に示しているが、ひけ高さｈ゛は３．５　
ｍである。これに対し、２０−ルの阻６では、ひけ深さ
は０．１ｍから０．３７−に若干大きくなっているもの
の、ひれ高さは３．５−から６．６閣へ３．１　ｅｘａ
も増大している。

〔発明の効果〕

本発明の外面２条ひれ付き管の製造方法は、１バスで大
きなひれ高さを確保し、しかも折れ込みや内面ひけの発
生を抑える。したがって、本発明の方法は高品質な外面
２条ひれ付き管を経済性よく製造して製造コスト低減に
大きな効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法における圧延状況の説明図、
第２図は同じく素管の説明図、第３図および第４図はひ
れ高さおよびひけ深さの変動因子の影響度を示すグラフ
、第５図は従来法の説明図である。 図中、ｌＯ：孔型ロール、２０：素管、３０：内面規制
工具。 第 図 ΔＴ（％） 第 図 ΔＴ（％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、２個の孔型ロールをそのフランジ面間に間隙が形成
   されるように、その孔型中心をパスラインに一致させて
   対向配置し、該孔型の直径より小さい内径を有する断面
   円形素管を内面規制工具が内挿された状態で前記孔型内
   に挿通させてその肉厚を減少し、減少する管肉の一部を
   前記ロールフランジ間間隙に膨出させることによって周
   方向対称２位置に軸方向へ延在するひれを形成すること
   を特徴とする外面２条ひれ付管の製造方法。