JPH0334412B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は、配管に用いる耐蝕管や耐摩耗管の
二重管を製造する技術分野に属する。

＜要旨の概要＞ 而して、この出願の発明は、炭素鋼製外管にス
テンレス製内管等の各ユニツト管を相対重層して
素管と成し、当該内外管の相対重層の前後いづれ
かにおいて外管を加熱して増径し、内管を冷却縮
径し、その状態で内管に対して機械的な拡管作用
を付与して塑性変形させ、外管と一体化して該外
管を弾性変形させ、両管一体にして、更に、増径
し、その後、外管を冷却して縮径させ、両管を緊
結するようにした自緊二重管の製造方法に関する
発明であり、特に、内管の拡管に際し該内管の内
部に装着した弾性リングに対しその内側に挿通し
て当接し軸方向にテーパ部を有するマンドレルを
軸方向に移動させて該弾性リングを自転させ、そ
の外周部をして内管を拡管させるようにし、更に
は、弾性リングの拡管移動に際して内管の拡管さ
れていない前の部分から拡管された後の部分への
冷却液の流通を行うようにした二重管の製造方法
に係る発明である。

＜従来の技術＞ 周知の如く、配管はあらゆる産業に多く利用さ
れ、流体輸送や情報伝達、或は、建築構造部材や
装置のフレーム部材としても広く用いられてい
る。

而して、配管が単に設置切期の状態のままでそ
の機能を維持するためには、耐久性が重要であ
り、耐蝕性や耐摩耗性も必要である場合が多い
が、単一の材料によつてこれらの条件を全て満足
する技術がこれまで現実には開発されていないが
ために、例えば、外管を耐圧性、耐熱性にし、内
管を耐蝕性、耐摩耗性にする二重管が広く採用さ
れている。

この場合、外管と内管が一体化されて密接に接
合されていることが素管を一体化するために強く
望まれ、これに対処するに、例えば、クラツド鋼
二重管や自緊二重管等が用いられてきている。

＜発明が解決しようとする課題＞ 而して、このうち前者のクラツド鋼二重管の製
造に際しては外管と内管の接合面が精密加工で仕
上げられていなければならず、したがつて、その
前段階での加工工程が複雑である難点があるうえ
に、コスト高となる不利点がある。

一方、後者の自緊二重管の製造には焼きばめ法
や液圧拡管法があつて前者では温度管理が極めて
煩瑣であるという欠点があり、後者では充分な嵌
合代が得られ難いという難点があつた。

これに対処するに、出願人の開発した特公昭56
−46451号公報発明や特開昭57−152328号公報発
明に表わされているような所謂熱拡管法が研究開
発され、実用化されて大きな嵌合代を得られる優
れた二重管が得られるようにはなつてきた。

さりながら、該種熱拡管法で二重管を製造する
に際しては高圧の拡管液が多量に要る等の不都合
があり、内管の両端部に対する正確なシールが必
要であるという不具合もあつた。

又、得られる二重管の軸方向の圧縮残留応力を
付与するために、内管の端部の収縮を許容しなけ
ればならず、上記高圧シールがこのためにより正
確に必要であるということによつて装置が複雑で
コスト高になりかねないというマイナス点もあつ
た。

＜発明の目的＞ この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく
二重管製造の問題点を解決すべき技術的課題と
し、出願人が開発した熱拡管法の良さを充分に生
かしながらも、拡管の液圧を必要とせず、又、冷
却液のシールも何ら厳密には必要とせず、内外管
の充分な嵌合代が得られるようにして各種産業に
おける配管技術利用分野に益する優れた二重管製
造方法を提供せんとするものである。

＜課題を解決するための手段・作用＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの出願の発明の構成は、前述課題を解決する
ために、予め加熱して増径した外管と予め冷却し
て縮径した内管とを可及的に両者の間〓を小さく
して相対重層する等して素管に成し、該素管の内
管の一方端に硬質ゴム製であつて内部に液体を密
封したような弾性リングを内管の内面に接触さ
せ、その内側に軸方向テーパ部を有するマンドレ
ルを挿通し、該マンドレルを軸方向に引き抜くよ
うに移動することにより、上記弾性リングを該マ
ンドレルとの摩擦を介して内管の内部にて自転転
動させ、内管に対し強制的に機械的に拡管させて
塑性変形させ、外管と一体化し、外管は弾性変形
して拡管され、更にはその間、内管内の前部の拡
管されない部分から後部の拡管された部分へ冷却
液を弾性リングのリング状溝等を介して流過させ
るようにし、更に、拡管後の外管を冷却して縮径
させ、素管の外管と内管を大きな嵌合代を介して
緊結するようにして自緊二重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、この出願の発明の実施例を図面に従つて
説明すれば以下の通りである。

図示実施例は耐蝕二重管の製造態様であり、第
１〜３図に示す実施例においては所定の長さのユ
ニツト管としての炭素鋼製の外管１に対し当該外
管１の長さよりも設定長さ長い同じくユニツト管
としてのステンレス製の内管２を相対重層させて
素管３とする。

尚、この場合、予め外管１を加熱増径させてお
き、内管２を冷却縮径させておくことにより両者
の間〓を可及的に小さい状態で相対重層し、素管
３に対する後工程の嵌合代を充分大きくするよう
にしておくことが可能である。

このようにして得られた素管３を第２図に示す
様に、例えば、高周波誘導加熱装置４の内部にセ
ツトし、内管２の先端側に単なるシール装置５を
介して冷却水６のタンク７からポンプ８、バルブ
９を介して通路１０により冷却水６を内管２の内
部に供給しておく。

そして、内管２の一端部内に第３図に示す様な
断面円形の硬質ゴムより成り、内部に液体を密封
した弾性リング１１を嵌着させて断面円形であつ
て、軸方向テーパ部を有する棒状のマンドレル１
２の他端部をその内部に挿通し、該マンドレル１
２、及び、内管２の双方に弾性リング１１が当接
するようにしておく。

尚、この場合、マンドレル１２の初期姿勢では
その軸方向大径部と小径部をテーパ部で接続さ
せ、当該小径のテーパ部に弾性リング１１が外装
されるようにしておく。

このようなセツト状態でマンドレル１２を軸方
向に移動させていくと、該マンドレル１２と弾性
リング１１との摩擦により自転する該弾性リング
はマンドレル１２のテーパ部を相対的に乗り越
え、該マンドレル１２よりは低速で前進し、強制
的に増径されて内管２の内面に当接し、これを強
制的に拡管して塑性変形し、該内管２は外管１と
一体化して加熱状態にある外管１をも拡管し、弾
性的に変形させていく。

そして、経時的にこの状態を維持することによ
りマンドレル１２の軸方向移動で弾性リング１１
は転動して内管２の一端側から他端側に移動し、
上述の如く、内管２を塑性変形して拡管し、外管
１に対しては弾性変形して一体的に拡管してい
く。

そして、マンドレル１２、及び、弾性リング１
１が拡管を終つて内管２の他端側から取り出さ
れ、冷却水が内管２から排出されると、誘導加熱
装置４を停止して加熱を終了させ、そこで、外管
２は自然冷却されて縮管し、その弾性戻り差によ
り塑性変形した内管２に対し大きな嵌合代で緊結
されていく。

この場合、内管２側から見ると、予め、及び、
拡管プロセスでその内部の冷却水により冷却され
ていることから、拡管後の冷却水の排水により自
然昇温加熱されるために増径し、したがつて、内
管２の加熱増径と外管１の冷却縮管により大きな
嵌合代が得られる。

尚、当該実施例においては弾性リング１１はそ
の内部に液を密封されていない断面充密型の硬質
ゴムリングにしても良い。

次に、第４〜６図に示す実施例においては、予
め相対重層した素管３の内管２の内側に第５，６
図に示す様に、周方向に所定等間隔でリング状の
ノツチ１４，１４…を形成させた弾性リング１
１′の前記同様のマンドレル１２と内管２の内面
に当接させてセツトし、該弾性リング１１′に外
側で対応し、その軸方向移動速度に合致する速度
で移動するリング状の高周波誘導加熱装置４′と
同速度で移動する冷却水シヤワー装置１３をセツ
トして上述態様同様に拡管作用を行わせるように
する態様であり、当該実施例では内管２の拡管の
なされていない前部分の冷却水が弾性リング１
１′のノツチ１４，１４…を介して弾性リング１
１′の軸方向移動の後部の拡管された部分に対し
て流過し、素管３の内管２の拡管の前後に対して
も外管１外の冷却水シヤワー装置１３からの冷却
水シヤワーと共に冷却作用を強く与えて後工程の
昇温による増径をよりよくし、大きな嵌合代が得
られることが出来るようにされ、したがつて、弾
性リング１１′が内管２から取り外された後、加
熱装置４′と冷却装置１３の通過後に自然冷却さ
れる外管１と自然加熱される内管２との嵌合代を
結果的により大きくしてより強固な自緊二重管を
得ることが出来るようにされている。

尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例
に限るものではないことは勿論であり、例えば、
第７，８図に示す様な弾性リング１１″において、
該弾性リング１１″の周方向長さを大きくするこ
とが出来ても、その部分断面が拡大して拡管作用
が阻害されないようにピアノ線１５によるスパイ
ラル状のサブリングを巻装させるようにする等
種々の態様が採用可能である。

又、この出願の発明は耐蝕二重管、耐摩耗二重
管以外の二重管にも適用出来ることも可能であ
る。

＜発明の効果＞ 以上、この出願の発明によれば、基本的に耐圧
性、耐熱性等を有する外管と耐蝕性、耐摩耗性等
を有する内管とを充分な嵌合代をもつて緊結する
ことが出来る効果があるうえに、液圧拡管等の製
造方法と異なり、高圧の拡管液が要らず、したが
つて、動力コストも安くなり、高圧拡管液に対す
る厳密なシールが不要であるために、製造工程の
簡素化は勿論、製造装置も簡単になり、コストダ
ウンを図れることが出来るという効果があるのに
加えて、短い時間で出来るという優れた効果が奏
される。

又、内管の両端に対する厳密なシールが不要で
あるために、内管の両端の収縮が充分に許容さ
れ、したがつて、製造後の二重管の引張り残留応
力が形成されず、稼働中における応力腐食割れが
生じないという効果が奏される。

又、マンドレルによる弾性リングの管軸方向へ
の転動により内管の外管に対する拡管と外管の拡
管も併せて行えることが出来ることから、弾性リ
ングの拡管力も少くて済みながら、軸方向全ての
領域に拡管が行えるという効果が奏される。

そして、弾性リングはそのサイズを違えたもの
を交換するだけで各種サイズの二重管が製造出
来、設計にも自由度が与えられるという優れた効
果が奏される。

又、弾性リングによる拡管を行うプロセスにお
いて、拡管の行われていない部分から拡管の行わ
れた部分に対する拡管液の流過により拡管の前後
過程で内管の冷却状態が保持出来るために、得ら
れた二重管の自然温度による外管の冷却と内管の
加熱がより大きく現れて大きな嵌合代が得られる
という優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の実施例の説明図であ
り、第１図は１実施例の素管の部分切截斜視図、
第２図は同拡管工程の縦断面図、第３図は第２図
に用いられる弾性リングの部分切截斜視図、第４
図は第２図相当他の実施例の縦断面図、第５図は
第４図に用いる弾性リングの斜視図、第６図は第
５図の部分断面図、第７図は第５図相当他の実施
例の斜視図、第８図は同断面図である。 １……外管、２……内管、３……素管、１２…
…マンドレル、１１，１１′，１１″……弾性リン
グ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外管と内管を相対重層した素管の外管を加熱
   増径し次いで内管を強制拡管して内外管一体化状
   態にして増径し外管の冷却を経て両管を緊結する
   ようにした二重管製造方法において、冷却状態の
   上記内管に弾性リングを内接し、該弾性リングに
   マンドレルを管軸方向に沿つて挿通し、該内管の
   拡管をマンドレルの軸方向移動による弾性リング
   の転動によつて行うようにしたことを特徴とする
   二重管の製造方法。 ２ 外管と内管を相対重層した素管の外管を加熱
   増径し次いで内管を強制拡管して内外管一体化状
   態にして増径しその外管の冷却を経て両管を緊結
   するようにした二重管製造方法において、冷却状
   態の上記内管に弾性リングを内接し、該弾性リン
   グにマンドレルを軸方向に沿つて挿通し、該内管
   の拡管をマンドレルの軸方向移動による弾性リン
   グの転動によつて行うと共に内管の拡管前の部分
   から拡管後の部分に該弾性リングを介して冷却液
   を通過するようにしたことを特徴とする二重管製
   造方法。