JPH029544B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分類・分野＞ 開示技術は油井管等の耐蝕二重管等をブロツク
状嵌合管素材から押し出し等で製造する技術分野
に属する。

＜要旨の解説＞ 而して、この発明は厚肉短尺の炭素鋼、ステン
レス鋼等の基管素材を機械的に嵌合させ、それら
の嵌合境界面の管端部をシール溶接等により密封
させて治金的に結合させた嵌合管体素材とし、そ
の後軸方向に押し出し、引き抜き等により延出し
て所定肉厚のクラツド鋼管の複重管を得るように
した製造方法に関する発明であり、特に、上記基
管素材の内側に芯金を密着嵌合させて嵌合管素材
とした後、該嵌合管素材を真空状態にして開放端
側の全境界面を全周的にシール溶接等により密封
し、次いで境界面を真空状態に保つて拡散溶接処
理を行い、全境界面に治金的接合を与えて複合管
素材とした後、上記芯金を切削別体化して形成し
た柱体を除去して複合管ブロツクと成し、次いで
該複合管ブロツクに対し延出成形を行うようにし
た複重クラツド鋼管の製造方法に関する発明であ
る。

＜従来技術＞ 周知の如く、油井管、プラント配管等には稼動
流体に対し耐圧、耐熱性はもとより、耐蝕、耐摩
耗性等が必要条件になつている。

これに対処するに、例えば、ステンレス鋼内
管、炭素鋼外管から成る耐蝕二重管等が用いられ
ているが、該種耐蝕二重管に於ても稼動中の内管
の坐屈破壊や、内外管とのずれ防止等のために内
外管が強固に結合されていることが望まれる。

ところで、内外管の結合については、例えば、
焼ばめ等の機械的嵌合による重層管よりも治金的
結合によるクラツド管の方が強度等の面から好ま
しいことが分つている。

而して、これに応ずるところのクラツド鋼管製
造技術としては、例えば、第１図に示す様に炭素
鋼外管１に対しステンレス鋼内管２を所定に相対
重層させ、液圧拡管等の適宜手段により緊着嵌合
させた後、管端にTIG溶接等により境界面を全周
的にシール溶接３して軸方向固定一体化し、次い
で、第２図に示す様に高温加熱を付与してダイス
４、マンドレル５を介して押し出し、或は、引き
抜きによる圧延延出を行い、その過程で内外管
１，２の治金的結合を全境界面に成さしめてクラ
ツド鋼二重管を得るようにしていた。

＜従来技術の問題点＞ さりながら、該種従来技術でのクラツド鋼二重
管製造では圧延工程において、内外管の異種金属
間で治金的接合をする場合に充分な面圧力を加え
て高温加熱が必要であり、特に、従来の一材管の
延出温度に比しはるかに高い温度が必要である。

例えば、炭素鋼外管とステンレス鋼内管の治金
的接合では約1200℃程度の温度が必要で、発熱装
置、機械の保守点検、耐熱性維持が不可欠とな
り、装置自身も高価となり、結果的にコスト高と
なる不利点があつた。

又、異種金属間の圧延時における高温での延
性、及び、変形抵抗の差によつて、引きつれ、破
損を生ずる難点があつた。

更に、このため、複重管の材料の組み合せにも
大きな限界がある不具合があつた。

そして、その割には接合効率が悪く、製品の歩
留りが悪い不都合さもあつた。

加えて、稼動条件が厳しい場合、水素割れ防止
等の内外腐蝕流体等に対処するために、三重管、
四重管が設計上求められる場合があるが、これら
の複重管圧延が出来ないという欠点もあつた。

＜発明の目的＞ この発明の目的は上述従来技術に基づく複重ク
ラツド鋼管製造の問題点を解決すべき技術的課題
とし、基管素材嵌合一体化の段階で予め芯金をも
基管素材として嵌合させておき、その後接合面の
治金的結合が複合管素材に対し行われて複重管製
造の工程の短縮化、設計、及び、処理の合理化が
図れ、製造エネルギーの低減化が行えるように
し、更に、接合面の精度が確実に保てるようにし
て各種基幹産業における配管利用分野に益する優
れたクラツド鋼管の製造方法を提供せんとするも
のである。

＜発明の構成＞ 上述目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨と
するこの発明の構成は、前述問題点を解決するた
めに、所定厚さ、及び、長さの複数の異材から成
り、少くとも１つの基管素材の内部に基管素材と
しての柱状芯金を相対重層させ、機械的結合状態
にして嵌合管素材となし、而して、このようにし
て得られた嵌合管素材を基管素材相互の境界面を
含めて真空状態にし、その状態で、該基管素材相
互の開放端側の端部境界面をシール溶接等により
密封して該境界面の真空度を保ち、次いで、周知
の拡散溶接を行つて嵌合管素材の全境界面の治金
的結合を得さしめ、次いで、該芯金から所定径の
柱体を切削してくり抜き、複合管ブロツクを成
し、その後該複合管ブロツクをダイス、マンドレ
ル等を介して押し出し、引き抜き等の手段により
該複合管ブロツクを軸方向伸延させ、設定長の複
合クラツド鋼管を得るようにした技術的手段を講
じたものである。

＜実施例＞ 次にこの発明の実施例を第３図以下の図面に従
つて説明すれば以下の通りである。

尚、第１，２図と同一態様部分については同一
符号を用いて説明するものとする。

第３〜８図に示す実施例において、まず、第３
図に示す様に基管素材としての両端開放炭素鋼中
管２に対し、柱状のステンレス鋼芯金６、及び、
両端開放のステンレス鋼外管７をそれぞれ、常
温、所定の低温、及び、高温状態で相対重層嵌合
し、常温復帰によりそれぞれ嵌合代を得さしめて
機械的な緊結状態を現出させ、第４図に示す様に
設定肉厚短尺の三重緊結嵌合管素材８を得る。

次いで、該嵌合管素材８を第５図に示す様に周
知の電子ビーム溶接装置９内にセツトし、真空状
態にしてガン１０により開放側の嵌合管素材８の
両端部１１，１１に於て３つの各基管素材６，
２，７の接合端部の境界面の所定深さのシール溶
接３，３を両端にて全周的に行う。

したがつて、当該実施例においては上記電子ビ
ーム溶接装置９内にて上記シール溶接３，３に先
立ち、各基管素材６，２，７間の全境界面１２，
１３の高度真空状態が現出されていることにより
全境界面１２，１３間についてはシール溶接３，
３後、その真空状態が完全に維持されることとな
る。

そして、該シール溶接３，３後、直ちに、或
は、所定時間の後に開放端側をシールされた嵌合
管素材８を第６図に示す様に周知の拡散溶接装置
１４内にセツトし、アルゴンガス雰囲気中で所定
温度Ｈ、圧力Ｐを付与して設定時間で拡散溶接を
行い、金属原子移行を介して各基管素材６，２，
７間の上記真空度を維持された状態の境界面１
２，１３の全面部に亘り、治金接合１５，１６を
成し、３基管６，２，７の一体的治金結合を完了
する。

そこで、治金接合された嵌合管素材８を拡散溶
接装置１４から取り出し、第７図に示す様に適宜
削孔装置を介して芯金６から同心状の柱体１７を
切削してくり抜き除去し、複合管ブロツク１８を
得、次いで、該複合管ブロツク１８に対し、第８
図に示す様に周知の引き抜き装置のダイス４、マ
ンドレル５にセツトして所定に引き抜きを行う
と、設定薄肉厚の三重クラツド鋼管１９が得られ
る。

この過程において、複合管ブロツク１８は上述
の如く、３全境界面１２，１３域で引き抜き前に
治金的に強固に結合されているために引きつれ、
破損等が生ずるおそれはない。

そして、長尺三重クラツド鋼管１９が得られた
後は各所定ユニツト管に切断分離すれば良く、切
断された各ユニツト管はいづれも境界面１２，１
３が治金的に結合されており、本来の機能を充分
に達成することが出来る。

勿論、長尺管の状態で使用に供することも可能
である。

又、第９，１０図に示す実施例は嵌合素管８の
段階でステンレス鋼芯金６に対して炭素鋼中管２
を嵌合して真空状態で端部シール溶接して拡散溶
接により境界面１２の治金的結合をした後該芯金
６から柱体１７を切削くり抜きして複合管ブロツ
ク１８を得て所望の長尺二重クラツド鋼管を保つ
ようにした態様である。

尚、この発明の実施態様は上述各実施例に限る
ものでないことは勿論であり、例えば、三重管以
外にも四重管も製造出来、端部シール溶接につい
てはTIG溶接も可能であり、軸方向延出加工は押
し出し成形も可能である等種々の態様が採用可能
である。

又、外方基管素材が一端側に於て有底形状で他
端側が開放形状のものについても適用可能である
ことも勿論である。

＜発明の効果＞ 以上この発明によれば、基本的に通常の耐蝕管
等の複重管の境界接合面が全面に亘つてクラツド
接合されているものが直接全長において形成され
るのが不可能に近い場合、予め短尺厚肉クラツド
管体を製造するに際し、拡散溶接を用いたことに
より、複数境界接合面の治金的接合が一度に出
来、しかも、内部欠陥がなく、全面同一精度に出
来、材質、形状的に設計の自由度が得られる優れ
た効果が奏される。

而して、基管素材の内側に柱状芯金を挿入嵌合
させて嵌合管素材としたことにより、該嵌合管が
ブロツク状になり、取り扱いがし易く、処理中の
剥離が生ぜず、各工程における作業の際に歪等が
生じない効果が奏される。

又、各境界面の端部に対するシール溶等の溶接
密封の際に入熱が芯金に吸収分散されるため、溶
接熱による影響が境界面や端部に大きく現われな
い優れた効果がある。

したがつて、拡散溶接後の複合管ブロツクから
柱体を切削くり抜いた後の内管の残留応力も少い
効果がある。

又、該短尺基管素材の長さ、厚みに無関係に全
面接合が行え、基管嵌合管素材が複数個同時に拡
散溶接出来る効果もある。

更に、該拡散溶接に際し、内側に密実な芯金が
累密に嵌合されてあるので、真空度維持がより確
実に保証される効果もある。

更に又、このように予め拡散溶接により複合管
ブロツクが完全に治金的に結合されているため、
通常の炭素鋼管の如く、押し出し成形装置がその
まま用いることが出来、延出成形中にひきつれ、
破損等も生ぜる製品不良を起こさず、その上、圧
延溶接等によるクラツド化と異なり低温で出来る
利点もある。

加えて、圧延クラツドと違つて、基管の材料選
択において大きな自由度が得られる効果もある。

しかも、三重管のみならず、四重管等の複重管
が製造自在である柔軟性もある。

加えて、芯金は次回の小径管製造に利用出来る
メリツトもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく二重管の嵌合管の断
面図、第２図は同従来技術に基づく引き抜き成形
説明断面図、第３図以下この発明の実施例の説明
図であり、第３図は基管素材嵌合説明部分切截斜
視図、第４図は嵌合管素材の断面図、第５図は嵌
合管素材の端部シール溶接断面図、第６図は拡散
溶接説明断面図、第７図は芯金からの柱体くり抜
き説明断面図、第８図は管体延出成形説明断面
図、第９図は他の実施例の第５図相当断面図、第
１０図は同第７図相当断面図である。 ６，２，７……基管素材、１２，１３……境界
面、３……シール溶接、８……嵌合管素材、１７
……クラツド鋼管、６……芯金、１１……開放
端、１４……拡散溶接（装置）、１７……柱体、
１８……複合管ブロツク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基管素材を嵌合しそれらの基管素材相互の境
   界面の管端部を溶接により密封した後軸方向に延
   出変形させて所定長の複重クラツド鋼管を得るよ
   うにした製造方法において、上記基管素材に対し
   て内部に芯金を嵌装させて嵌合管素材とし、該嵌
   合管素材相互の境界面を真空状態にして該各境界
   面の開放端部を全周的に溶接により密封し、該境
   界面の真空状態を維持させて拡散溶接を行い、次
   いで該芯金から柱体を切削除去して複合管ブロツ
   クを得、その後該複合管ブロツクに対し前記軸方
   向延出変形を行つて所定長の複重クラツド鋼管を
   得るようにしたことを特徴とするクラツド鋼管の
   製造方法。