JPH0394992A - 連続溶接造管方法 - 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、アルミめっき鋼板等のめっき鋼板を管材料と
する連続溶接造管方法に関する。

〔従来の技術〕

帯状鋼板を、アンコイラから巻出し、その連続移送下に
、フォーミングロールに代表される成形機により鋼板を
円筒形状に成形し、ついでその鋼板の突合わされた両エ
ッジ部を、高周波誘導溶接やＴＩＧ溶接等により接合す
る連続造管法は、鋼管の製造方法として広く行われてい
る。

アルξめっき鋼板などのめっき鋼板の造管を行う場合は
、造管溶接に先立って、鋼板のエッジ部の両表面のめっ
き金属を除去しておくことが必要である。溶接々合部に
めっき金属が侵入すると、その接合強度の低下等をきた
し、造管品質が著しく損なわれる（例えば、アルミめっ
きでは、ＡＩ−Ｆｅ系金属間化合物の析出によりマトリ
ックスが硬１１ｔＩＩ＆化する）からである。

その鋼板エッジ部のめっき金属を除去する方法として、
従来より第４図に示すように、連続移送（矢符Ｄ）され
るめっき鋼板（Ｓ）のエッジ部（Ｅ）の表面にバイト（
７）をあてがってその部分のめっき金属ｒｂ＞を削り取
り母材鋼板の表面（ａ）を露出させる方法、または第５
図のように、ロール（８．８）に張架された研削用ベル
ト（９）をエッジ部（Ｅ）の表面に押付け、ベルト（９
）の回動によりその部分のめっき金属を研削除去する方
法が一般に行われている。各図とも、めっき鋼板の片側
のみを示しているが反対側のエッジ部表面に対しても同
様の処理が行われる。

〔発明が解決しようとする課Ｂ） 鋼板エッジ部のめっき金属の除去処理においては、その
エッジ部表面の研削厚さを過不足のないように、すなわ
ちそのめっき金属の膜厚に相当する研削厚さとなるよう
に研削を行うことが必要である。研削厚さの不足（めっ
き金属の残留）は前記のように溶接々合部の強度低下の
原因となり、また、過剰の研削が加えられると、めっき
金属だけでなく母材鋼板の表面まで削り取られて肉厚不
足となり、この場合も得られるパイプの強度が著しく損
なわれることとなるからである。

しかるに、造管ラインにおける鋼板は、上下振動（その
振幅は例えば±０．１〜０　．　２　ｍｍ程度である）
を伴って移送されているのが常態であり、そのため前記
第４図や第５図のようにバイト（７）やベルト（９）を
用いてめっき金属を研削除去する方法では、鋼板のわず
かな振動でも、研削厚さに厚薄のムラが生じることとな
る。

その研削厚さの過不足のムラを防止する方法として、鋼
板のエッジ部表面に対するバイト（７）やベルト（９）
の上下位置および押え力等を、鋼板の上下振動に追従し
て調節することが考えられるが、めっき金属（その膜厚
は約１０〜３０μｍと極めて薄い）の膜厚に相当する研
削厚さを常時維持し得るような正確な調節を行うことは
困難というより不可能と言わざるを得ない。

殊に、フレキシブルチューブ素管の場合は、鋼板の板厚
が約０．３〜０　．　４　ｍｍと極めて薄いうえに、高
度の加工性が要求されるので、エッジ部表面の研削厚さ
はより正確に制御されなければならない。

しかし、バイト（７）やヘルト（９）等を用いる従来の
研削方法では、そのような正確な制御をなし得ないため
に、上記連続溶接造管法でフレキシブルチューブを造管
することは事実上不可能であった。

本発明は、めっき鋼板を使用する上記連続溶接造管にお
ける問題点を解決するためになされたものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、帯
状めっき調板の連続移送下に、そのめっき鋼板を円筒形
状に成形し、成形されためっき綱板のエッジ部を突合せ
溶接するめっき鋼板の連続溶接造管方法において、 めっき鋼板の円筒形状への成形加工に先立って、その左
右の各エッジ部表面にノズルを指向させて砥粒を含む液
体の噴射流を吹付けることによりエッジ部表面のめっき
金属を研摩除去するめっき金属除去処理を行うことを特
徴としている。

以下、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明を実施するための造管ラインの例を示し
ている。（Ａ）はアンコイラ、（Ｓ）はそのアンコイラ
から巻出されて造管ラインにそって連続移送（矢符Ｄ）
される帯状めっき鋼板、（Ｂ）はめっき鋼板のエッジ部
表面のめっき金属を除去するめっき金属除去工程部、（
Ｃ）は造管工程部である。

アンコイラ（Ａ）と造管工程部（Ｃ）との間に配設され
ためっき金属除去工程部（Ｂ）は、砥粒を含む液体の噴
射流をｗ４仮エッジ部表面に吹付ける噴射流吹付け部（
以下、「液体ホーニング部Ｊ）（８１）、その液体ホー
ニング部（Ｂ１）を通過した鋼板のエッジ部表面の洗浄
を行う洗浄部（Ｂ２）、および洗浄部（Ｂ２）通過後の
鋼板表面を乾燥する鋼板乾燥部（Ｂ４）等で構或されて
いる。また、そのめっき金属除去工程部（Ｂ）には、所
望により、液体ホーニング部（Ｂ１）を通過した鋼板の
エッジ部の板厚を測定し、その検出信号を液体ホーニン
グ部（Ｂ１）にフィードバックするためのエッジ板厚検
出部（Ｂ３）が設けられる。

第２図は、上記めっき金属除去工程部（Ｂ）の例を示し
ている。液体ホーニング部（ｎ１）には、めっき鋼板（
Ｓ）の上面側と下面側とに位置して，鋼板のエッジ部（
Ｅ）表面に指向するノズル（１１．ＬＬ・・・）および
（１２，１２，・・・）が配設されている。各ノズル（
１１．１１・・・”）　（１２，　１２．・・・）は、
そこを通過するめっき鋼板（Ｓ）の板幅寸法の変化に応
じて、板幅方向の位置調節が行われ、またノズル噴射孔
から鋼板のエッジ部表面までの離隔距離（噴射距離）の
遠近調節が可能なようにノズル支持部材（図示せず）に
取付けられている。ノズル（１１，１１，・・・）およ
び（１２，　１２，・・・）は、砥粒を含む液体（代表
的には水）を所定の噴射圧力で噴射する。（１５）　（
１６）はその噴射圧力を調節するための各給液回路に設
けられている噴射圧力調節器である。

アンコイラ（＾）から上記液体ホーニング部（Ｂｌ）に
導入されためっき鋼板（Ｓ）は、そこを通過する間に、
鋼板エッジ部（Ｅ）表面に対してノズル（１１，１．１
，・・・’）　（１２，　１２，・・・）から砥粒を含
む液体の噴射流が吹付けられ、砥粒の研摩作用をうける
ことによりエンジ部表面からめっき金属が研摩除去され
、その母材鋼板の表面（ａ）があらわれる。

砥粒の材質や粒径等は、研摩剤粒子として公知の各種硬
質微細粒子のなかから適宜選択すればよいが、好ましい
例として、粒径約７５〜１８０μｍのアルミナ質グレー
ン（アランダム＃ｌ２０等）が挙げられる。また、砥粒
の液体（水であってよい）に対する混合割合は、例えば
１５０〜３００　ｇ　／　ｆ！．としてよい。

めっき鋼板のエッジ部表面に対する噴射圧力は、その＠
仮の移送速度（造管速度）や、めっき金属の材質（硬さ
等）およびその膜厚等に応し、予め求めておいた噴射圧
力と研摩厚さとの関係に基づいて個々に設定すればよい
。例えば、後記実施例に示したように、めっき厚さ約２
０μｍの溶融アルミめっき鋼板が約５ｍ／分の移送速度
で移送されている場合の噴射圧力は約４〜５　ｋｇ　／
　ｃｉとしてよい。なお、エッジ部表面に指向するノズ
ルの本数について、図は４本／片側の例を示しているが
、むろんそれに限定されず、ノズル本数を増減変更して
エッジ部表面への噴射流の吹付量を増減することにより
、エッジ部表面の研摩厚さを調節することもできる。

ノズル（１１，１１，・・・）（１２，　１２，・・・
）から噴射流が吹付けられる鋼板エンジ部（Ｅ）には、
必要に応じてノズルと鋼板表面との間に、噴射流を遮断
するためのマスクＱ３）が配置される。マスク０３）は
鉄板等であってよい．エッジ部（Ｅ）のめっき金属除去
幅は造管溶接に支障をきたさない範囲内でできるだけ狭
幅とすることが、得られるパイプの耐食性維持の面から
も有効であり、マスク（ｌ３）の使用により、めっき金
属除去幅の正確な制御とそれに隣接する部分のめっき金
属膜の確実な損傷防止が可能となる。

上記噴射流の吹付けによるエッジ部表面の研摩作用は、
鋼板の上下振動による実質的な影響をうけない。すなわ
ち、鋼板の移送速度（造管速度）やめっき金属の材質・
膜厚等に応じて設定される一定の噴射圧力による噴射流
の吹付けを行えば、上下振動の有無に拘らず、母材鋼板
の研摩減肉（研摩過剰）やめっき金属の残留（研摩不足
）をきたすことなく長手方向に亘って一様な研摩効果を
得ることができる。また、そのめっき鋼板が第３図に示
すようなエッジ部のダレ（鋼板のスリット工程で生じた
湾曲変形）を有している場合、バイトトや研削用ベルト
による研削方法（第４図，第５図）では、エッジ部表面
のめっき金属を一様に研削除去することができないのに
対し、上記噴射流の吹付け法によれば、その湾曲面の全
体に略均一な研摩作用が加わることにより、その部分の
めっき金属を完全に除去することができる。

上記液体ホーニング部（Ｂｌ）を通過してエッジ部のめ
っき金属が除去された鋼板の表面には砥粒の一部が付着
残留している。その付着残留砥粒は、洗浄部（Ｂ２）に
配置された上下２つの洗液ノズル（２１）　（２２）か
ら供給される洗浄水により洗い落とされる。

鋼板エッジ測定部（８３）では、鋼板エッジ部（Ｅ）表
面に指向する板厚測定計（超音波厚み計等）（３１）（
３２）　により、研摩処理後のエッジ部の板厚が検出さ
れる。その検出信号を比較器（３３）　（３４）におい
て予め決められた設定値と比較し、その出力信号（Ｓｌ
．）（Ｓ２）を、前記噴射圧力制御器（１５）　（１６
）の制御信号としてノズル（１１，１１，・・・）　（
１２．　１２，・・・〉の噴射圧力の増ＭＷ節が行われ
る。このように噴射圧力を調節することにより、めっき
鋼板のめっき厚さ等が変化した場合にも、そのめっき厚
さに相当する過不足のない研摩処理を行うことができる
。

上記液体ホーニングによるめっき金属の研摩除去処理お
よび洗浄処理が施されためっき鋼板は、乾燥部（Ｂ４）
において、送風管（４１）　（４２）から送出される熱
風により加熱乾燥され、ついで造管工程部（Ｃ）へと導
入される。

造管工程部（Ｃ）は、従来の造管ラインにおけるそれと
特に異ならず、めっき鋼板は、複数の垂直成形ロール（
１，Ｌ・・・）と水平戒形ロール（２，２．・・・）と
からなるロールフォーミング部を通過する間に平偏な状
態から徐々に円筒形状に仕上げられ、造管溶接部におい
てスクイーズロール（３）により左右両側から押圧挾持
された状態で溶接機（４）によるエッジ部の突合せ溶接
（高周波誘導溶接，ＴｒＧ溶接等）が行われ、ついでサ
イジングロール部（５）で管サイズが調整され、切断部
（６）において所定の管長に切断される。

〔実施例〕

第１図および第２図の造管ラインにおいて、アルミめっ
きステンレス鋼板のパイプ（外径：　５０．８ｍｍ，肉
厚：０．４ｍｍ）の造管を行った。

（１）アルξめっきステンレス洞仮 板厚：　Ｑ　．　４　ｍｍ　，めっき付着ｌ：５０ｇ／
ｎ｛片面（膜厚：約２０μｍ），母材：ＳＵＳ　３０４
（２）エッジ部表面のめっき金属除去処理砥粒：アルミ
ナ質グレーン（商品名「アランダム＃１２０Ｊ） 砥粒混合割合：２００ｇ／ｆｆ　　（水）噴射圧力：第
１表参照 噴射距＃　：　１０＋ａ＋＋　（一定）ノズル本数：４
本／片側（一定） めっき除去幅：５ｍｍ（一定） 移送速度（造管速度）：第１表参照 （３）造管溶接 熔接法：ＴＩＧ溶接 溶接電流：　ＩＩＯＡ シールドガス：アルゴン 上記造管試験における鋼板エッジ部のめっき金属の研摩
除去効果、母材鋼板の研摩減肉の有無等を測定するとと
もに、得られたバイブをＪＩＳ　Ｇ　３４５９に規定さ
れた「へん平試験Ｊ　（溶接々合部を横方向に向けてパ
イプを上下の平板で挟みつけ、所定高さＨまで圧縮偏平
化）に付し、管壁の割れ発生の有無を観察した。

試験結果を第１表に示す。表中、Ｎα１〜４はエッジ部
のめっき金属の除去を液体ホーニングにより行った発明
例、Ｎｏ．１１は、めっき金属の除去を研削用ベルト（
第５図）により行った従来例である。

また、Ｎｏ．　１２〜１４は、液体ホーニングにおける
噴射圧力を、鋼板移送速度（造管速度）に対して過小ま
たは過大とした場合を参考例として示したものである。

なお、「めっき金属残存量（％）」は、めっき金属除去
処理前の膜厚に対する処理後の残存膜厚の比、「母材減
肉量（％）」は、めっき金属除去処理前の母材板厚に対
する減肉厚さの比をそれぞれ百分率で表している。

第１表に示したように、液体ホーニングによるエッジ部
の研摩を行った発明例では、鋼板の移動速度に応じた噴
射圧力の設定により、Ｅ＋Ｆｉの上下振動に拘らず母材
鋼板の研摩減肉（板厚変動）を生しさせずに、めっき金
属の完全な除去が行われ、その結果としてへん平試験に
おける割れ発生の全くない健全なパイプが得られている
。これに対して、従来のベルト研削法によるめっき金属
除去処理を行った従来例（Ｎｏ．ｉｌ．）では、鋼板の
上下振動のために鋼板の長手方向に亘って、研削厚さの
不足した部分と、過剰研削となった部分とが生し、研削
厚さが不足した部分では最大４０％ものめっき金属が残
留し、また過剰の研削が加わった部分では、最大４０％
もの母材板厚の不足を生じている。

このため、得られたパイプのへん平試験では、６個／ｍ
もの多数の割れが発生している。

なお、参考例として挙げたＮｏ．　１２〜ｌ４では、液
体ホーニングにおける噴射圧力が、鋼板移送速度に対し
て過小または過大であったために、研摩過剰（母材肉厚
減少，　Ｎｏ、１２）、または研摩不足（めっき金属残
留，Ｎα１３，　Ｎｏ、１４）となり、結果としてへん
平試験で割れが発生しており、従って鋼板の移送速度に
応じた噴射圧力の設定を要することがわかる。

その適正噴射圧力は実験により容易に求めることができ
る。

上記供試バイブは，肉厚が０．４ｎｎｎとフレキシブル
チューブ素管のそれに相当する薄肉パイプであり、発明
例のパイプＮｏ１〜４をフレキシブルチューブに加工し
た結果、割れの発生は皆無であった。このことから、本
発明方法によれば、フレキシブルナユーブ素管の製造も
可能であることがわかる。

〔発明の効果〕

砥粒を含む液体の噴射流を吹付けてめっき鋼板のエッジ
部表面のめっき金属を研摩除去する本発明方法において
は、バイトや研削用ベルトを用いる従来の研削方法と異
なって、鋼板の上下振動による研摩厚さのバラツキを生
しることがなく、またエッジ部にダレ等の変形があって
も均一な研摩作用が加えられる。その研摩厚さは噴射流
の噴射圧力等により容易にかつ自由に調節でき、鋼板の
長平方向に亘って母材鋼板の減肉（板厚変動）をきたす
ことなくめっき金属の完全な除去が達威される。

従って、従来法におけるようなめっき金属残留に起因す
る溶接々合部の品質低下や、母材肉厚の不足による強度
低下等のない健全な管品質を保証することができる。ま
た、薄肉のめっき鋼板を使用するフレキシブルチューブ
用素管の製造も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための造管ラインの例を
示す図、第２図は第１図の造管ラインにおけるめっき金
属除去処理工程部の斜視説明図、Ａ：アンコイラ，Ｂ：
めっき金属除去工程部，Ｂ１：液体ホーニング部，Ｂ２
：洗浄部，Ｂ３：エッジ板厚測定部．Ｂ４：乾燥部，Ｃ
：造管工程部．ａ：母材鋼板表面，ｂ：めっき金属，　
１１．　１２：ノズル１３ニマスク，　１５，　１．６
　：噴射圧力澗節器．　２１，　２２：洗液ノズル，　
３１，　３２：板厚測定計．　４Ｌ　４２：熱風送管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、帯状めっき鋼板の連続移送下に、めっき鋼板を円筒
   形状に成形し、成形されためっき鋼板のエッジ部を突合
   せ溶接するめっき鋼板の連続溶接造管方法において、 めっき鋼板の円筒形状への成形加工に先立って、その左
   右の各エッジ部表面にノズルを指向させて砥粒を含む液
   体の噴射流を吹付けることによりエッジ部表面のめっき
   金属を研摩除去するめっき金属除去処理を行うことを特
   徴とするめっき鋼板の造管方法。 ２、ノズルとめっき鋼板表面との間に噴射流を遮断する
   マスクを配置し、めっき鋼板の板幅方向のマスク位置調
   節により、エッジ部表面のめっき金属研摩除去幅を調節
   することを特徴とする請求項１に記載の造管方法。 ３、めっき金属が研摩除去された後のエッジ部板厚を検
   出し、その値が設定値と一致するように、予め求めてお
   いた噴射流の噴射圧力とめっき金属の研摩除去厚さとの
   関係に基づいて噴射圧力を調節することを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の造管方法。