JPH0468042B2

JPH0468042B2 -

Info

Publication number: JPH0468042B2
Application number: JP7071088A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Akyama; Yoshimi Yamadera; Minoru Ishii
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1992-10-30
Also published as: JPH01245903A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、熱間圧延または押出し（以下熱間圧
延と総称する）によりクラツドを製造する際の素
材に関する。

〔従来の技術〕

従来、長尺の継目無二重管の製造方法として
は、プラグミル圧延法、アツセルミル圧延法、熱
間押出し法による製造方法がある。これらの方法
はいずれも合わせ面を密着させるために、素材の
組立て時において外層素材の内径よりも内層素材
の外径を大きくし、圧入するか、又は両素材の合
わせ面間に間隙を設けて嵌め合わせる方法をとつ
ている。この合わせ面は、熱間製管前の加熱時お
よび製管時における酸化を防止するために両端を
溶接シールし、さらに合わせ面に存在する空気を
抜くあるいはアルゴンパージを実施するなどの処
理を行なつている。

具体的には、特開昭57−181720号、同59−
179212号公報のものが知られている。

他方、この種の二重管は、異種の材質のものを
クラツドさせることによつて、内外において所要
の特性を発揮せんとするものである。したがつ
て、内外層素材には線膨張率の相異が常につきま
とう。かかる条件の下で、内外層素材をその端部
において直接シール溶接すると、素材を加熱した
とき、線膨張率の差によつてそのシール溶接部が
破断し、合わせ面が酸化され、製管後、強固に両
素材が冶金的に接合されない事態を招く。

そこで、特公昭57−154号公報においては、母
材（外層素材）の内面に周方向の溝を形成し、こ
の溝において、膨張を吸収することで、接合部の
破断を防止する技術（以下先行法という）を開示
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記先行法では、溝加工を必要とする
ため、これに要する手間および時間が多大であ
る。また、溝の位置や深さを製品ごと定めなけれ
ばならないし、さらに内外材質の線膨張率の差が
大きい場合には、単に溝では膨張を十分に吸収で
きないこともある。

そこで、本発明の主たる目的は、前加工が先行
法に比較して簡易であり、しかも線膨張率の差異
が大きくとも常に母材と合材との隙間を気密化で
き、もつて所要の内外両素材の接合強度を得るこ
とができる素材を提供することにある。

他の目的は、本発明に係る熱間圧延クラツド鋼
製造用素材が搬送中などにおいて外力を受けたと
しても、金属キヤツプの破損を防止できる素材を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、筒状の母材内に合材を遊嵌し、そ
の長手方向両端は母材と合材とをその隙間を封じ
てシール溶接接合してなり、その少くとも一方端
は隙間に可撓性金属キヤツプを被せてその周囲を
シール溶接接合してあることで解決できる。

また、上記素材の少くとも一方端において母材
および合材の少くとも一方に可撓性金属キヤツプ
より突出長が長く剛性のある保護材を接合したも
のが、可撓性金属キヤツプを保護する上で好まし
い。

〔作用〕

本発明では母材と合材との隙間がその両端にお
いてシール溶接接合されているから、熱間圧延前
における脱気等の酸化防止処理とを併用すること
で、熱間圧延に伴う酸化を防止でき、両者の界面
が強固に接合されたクラツド鋼材を得ることがで
きる。

また、母材と合材との線膨張率の相異に伴つ
て、素材の圧延前の加熱による母材と合材の膨張
量が異つたとしても、金属キヤツプが可撓性であ
るため、変形するので、金属キヤツプが設けられ
る端部での隙間のシール性が損われることがな
い。また、金属キヤツプは、手溶接などによつて
容易に固定できる。したがつて、先行法のよう
に、溝加工を行うことと比較して、簡便である。
さらに、上記金属キヤツプの変形には自由度が大
きいので、採用する母材および合材の材質が変わ
る度に、専用の金属キヤツプを用意する必要がな
く、汎用的である。また、金属キヤツプの変形自
由度が大きいことは、気密を確実に保証する上で
好適である。

他方、本発明に従つて、金属キヤツプを素材の
少くとも一方端に設けると、その素材の搬送中に
おいて、金属キヤツプがプツシヤーや後続の素材
と接触したとき破損し気密が損われることがあ
る。そこで、金属キヤツプを設けた素材端に併せ
て保護材を設けると、外力が作用したとしても、
その保護材が外力を受けるので、金属キヤツプの
破損を防止できる。

〔発明の具体的構成〕

以下本発明を図面に示す具体的に沿いながらさ
らに詳説する。なお、以下の説明においては、二
重管のものを代表的に示すが、第４図に示すよう
に、三重管のものや、それ以上の多重管、あるい
は母材に内挿される合材が管ではなく第５図のよ
うに中実の棒であつてもよい。また、得られる素
材をビレツトとも呼ぶこととする。

第１図は２重管ビレツトの例で、外層を構成す
る母材１に内管を構成する合材２が隙間Ｇをもつ
て挿嵌されており、その一端（左端）の隙間Ｇ部
分は予めＶ字状に開先加工された後、シール溶接
３されている。他端においては、リング状の可撓
性薄肉金属キヤツプ４が、隙間Ｇを覆うべく母材
１と合材２とに跨つて設けられ、その金属キヤツ
プ４の外周縁および内周縁がシール溶接５Ａ，５
Ｂされている。また、第１図の例では、押出し製
管法によるビレツトであるため、押出し時先端と
なる方の端部外周縁にアールが形成されている。

他方、上記隙間Ｇは減圧もしくは真空に保持す
る必要があるので、第７図のように、好ましく
は、金属キヤツプ４の一部に脱気栓６を形成して
おき、その口元に栓体７を設けておくのがよい。

かかるビレツトは、次のように製造される。す
なわち、まず母材１および合材２を形成するとと
もに、脱気栓６付の金属キヤツプ４も製作してお
く。その後、母材１および合材２の先端の合わせ
面部分に開先加工を行う。次いで、母材１内に合
材２を挿嵌し、先端をシール溶接３するととも
に、金属キヤツプを後端に配置し、シール溶接５
Ａ，５Ｂを行う。その後、脱気栓６を介して真空
ポンプ（図示せず）により脱気したならば、その
口元６を栓体７により閉塞する。この場合、栓体
７の使用に代えて、脱気栓６の長さ方向中央部を
潰したり、溶接により一体化することにより封止
することもできる。かかる作業が終了したビレツ
トは、加熱後、熱間製管することによつてクラツ
ド管を製造できる。

製管は、押出し法のほか、穿孔圧延等であつて
もよく、その場合、ビレツトの先端にはアール加
工を施さない。

上記ビレツトの加熱によつて、母材１と合材２
との線膨張率の相異に伴つて、第２図または第３
図のように、長さの相異や径の相異を生じると、
金属キヤツプ４は、各図のように追従変形し、気
密状態を維持する。

第４図は母材１に対して第１合材２Ａおよび第
２合材２Ｂを同軸的に内挿して３重合せビレツト
としたもので、この場合、隙間G₁，G₂を共通的
に覆うべく母材１と第２合材２Ｂとに跨つてキヤ
ツプ４が設けられる。また、金属キヤツプとして
大径および小径の２つのものを用意し、それぞれ
を、母材１と第１合材２Ａとに、ならびに第１合
材２Ａと第２合材２Ｂとに跨らせて、隙間G₁お
よび隙間G₂を封止するようにすることも本発明
の要旨内である。

第５図は押出し法によるクラツド棒および穿孔
圧延法によるクラツド管の製造に用いられる合材
２′が中実の棒材である例である。この場合、第
１図例のように、リング状の金属キヤツプを用い
てもよいが、押出し法によるクラツド管の製造の
場合のように、ビレツトの中空部に押出しに先立
ちマンドレルを挿入するものではないので、円盤
状金属キヤツプ４′としてある。

金属キヤツプの縦断面形状は、第６図ａ，ｂ，
ｃのように適宜の形状を採り得る。金属キヤツプ
は一般に薄鋼板を打抜きおよびプレス加工したも
のが用いられるが、他の材質のものであつてもよ
い。肉厚は２〜９mm程度が変形性および破断防止
性の点が好ましい。

他方、上記金属キヤツプ付ビレツトが搬送中な
どにおいて、後端をプツシヤーで押されるなどし
て、金属キヤツプが破断し、気密が損われる虞れ
がある。

そこで、第８図〜第１３図のように、金属キヤ
ツプ４，４０の突出長より長い剛性の保護材１０
をビレツトに対して接合するのが望ましい。第８
図〜第１０図例は、炭素鋼材等からなるリング状
保護材１０を母材１に対して接合したもので、第
１１図〜第１３図は合材２に対して接合した例で
ある。保護材１０は、母材１の端面外縁、合材２
の端面内縁、あるいは母材１端面又は合材２端面
の肉厚中央部など適宜でよい。さらに、金属キヤ
ツプ４，４０の一方の周縁は、保護材１０にシー
ル溶接してもよく、この例も本発明の具体例とな
る。また、上記各例の保護材１０は単一リング状
のものであるが、複数重リングであつてもよい
し、適宜の位置に複数棒状突起を接合したもので
あつてもよい。

ところで、上記の全ての例は、一方端は開先加
工部にシール溶接部３を有するものであるが、第
１４図のように、両端を金属キヤツプ４，４によ
り隙間Ｇの封止をするようにしてもよい。

〔実施例〕

次に実施例を示し本発明の効果を明らかにす
る。

実施例１第１図に示す長さ1100mmのビレツトを10本製作
した。

外管の材質は炭素鋼で、外径288mmφ×内径154
mmφの寸法である。内管はSUS316で、寸法は外
径153mmφ×内径105mmφである。また、リング状
の金属キヤツプは、外管と同材質のものを５個、
内管と同材質のものを５個用意し、その寸法は、
全て、リング幅30mm、高さ10mm、肉厚３mmとし
た。溶接は両端とも手溶接にて行い、10^-5Torr
まで脱気栓を通して真空引きを行つた。

かかるビレツトを1200℃まで加熱後、外径125
mmφ×内径95mmφのクラツド管を熱管押出しによ
つて得た。得られた、合計10本とも、強固な冶金
的接合をもつたものであつた。

（比較例）真空引きを行わないほかは実施例１と同様の条
件にて、別に用意した１本のビレツトを製管し
た。結果は、全長にわたり、酸化膜起因の剥離が
みられた。

実施例２実施例１のビレツトに対して、第８図の構造
で、外径288mmφ×内径200mmφ×突起高50mmのリ
ング状の保護材を接合したものを、実製造ライン
に供したところ、搬送中などにおいて金属キヤツ
プの破損は一切みられなかつた。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、素材の気密封止
加工がきわめて簡便となるとともに、加熱に伴う
変形があつても、常に気密を保持できる。また、
保護材を有することで、金属キヤツプの破損を防
止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例を示す縦断面図、第２図
および第３図はその加熱後の変形状態例を示す縦
断面図、第４図および第５図は他のビレツト例の
縦断面図、第６図ａ，ｂ，ｃは金属キヤツプ例の
縦断面図、第７図は封止栓付金属キヤツプを示す
もので、ａ図は縦断面図、ｂ図は右側面図、第８
図〜第１３図は保護材が接合されたビレツト例の
縦断面図、第１４図は両端に金属キヤツプを有す
るビレツトの縦断面図である。１…母材、２，２Ａ，２Ｂ…合材、３…シール
溶接部、４，４′，４０…金属キヤツプ、５Ａ，
５Ｂ…シール溶接部、１０…保護材、Ｇ，G₁，
G₂，…隙間。

Claims

【特許請求の範囲】１筒状の母材内に合材を遊嵌し、その長手方向
両端は母材と合材とをその〓間を封じてシール溶
接接合してなり、その少くとも一方端は〓間に可
撓性金属キヤツプを被せてその周囲をシール溶接
接合してあることを特徴とする熱間圧延クラツド
鋼製造用素材。２前記可撓性金属キヤツプを接合してある少く
とも一方端において母材および合材の少くとも一
方に可撓性金属キヤツプより突出長が長く剛性の
ある保護材を接合した請求項１記載の熱間圧延ク
ラツド鋼製造素材。