JPH0468054B2 - - Google Patents

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JPH0468054B2
JPH0468054B2 JP62291896A JP29189687A JPH0468054B2 JP H0468054 B2 JPH0468054 B2 JP H0468054B2 JP 62291896 A JP62291896 A JP 62291896A JP 29189687 A JP29189687 A JP 29189687A JP H0468054 B2 JPH0468054 B2 JP H0468054B2
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JP
Japan
Prior art keywords
pipe
tube
layer curved
inner tube
outer tube
Prior art date
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Application number
JP62291896A
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English (en)
Other versions
JPH01133624A (ja
Inventor
Masaaki Takagishi
Shoji Sosai
Takashi Tanaka
Yasuo Murakami
Masayoshi Suzuki
Masao Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Dai Ichi High Frequency Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp, Dai Ichi High Frequency Co Ltd filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP29189687A priority Critical patent/JPH01133624A/ja
Publication of JPH01133624A publication Critical patent/JPH01133624A/ja
Publication of JPH0468054B2 publication Critical patent/JPH0468054B2/ja
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  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐食性、耐摩耗性を必要とする各種
配管系に使用するに好適な二層曲管の製造方法に
関し、特に外管を内管に強く緊着させてなる緊着
二層曲管の製造方法に関するものである。 〔従来の技術〕 近年、天然ガス、オイルの発掘は腐食性の強い
環境の油井開発が増加し、化学プラントでも高腐
食性元素を含むラインが急増している。このよう
な配管系では、従来のように添加元素、熱処理を
考慮した炭素鋼の鋼管等では管の内面からの腐食
が激しく、輸送圧力も高くなつており、破壊上の
信頼性はすこぶる低いものであつた。このような
背景のもとで高合金鋼、非鉄金属等からなる管が
採用されているが、原材料費が高く問題であつ
た。 そこで、機械的強度を持つた炭素鋼等の外管の
内面に、耐食性の高い金属からなる内管を接合し
た二層管が使用されている。この二層管を製造す
るには、異種の金属を接合した二層の金属板を丸
めて溶接して形成する方法、外管内に内管を挿入
し、圧延することによつて外管と内管とを治金的
に接合させる方法、内管を爆薬等で外管内面に接
合させる方法、外管を加熱し次いで冷却すること
により縮径させ外管を内管に緊着させる方法等が
ある。 更に、配管系には直管のみならず、多数の曲管
も使用されており、従つて二層構造の曲管が望ま
れているが、従来はその製造が極めて困難であ
り、満足すべき製造方法が開発されていない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 二層構造の曲管の製造方法として、治金的に接
合した高合金クラツド鋼管等の直管を、高周波誘
導加熱等を利用して局部的に環状に加熱し、その
加熱部分を長さ方向に移動させながら、その加熱
部分に曲げモーメントを付加して連続的に曲げ加
工する方法が考えられるが、この方法では二層管
に局部的に曲げモーメントが付加されながら加
熱、冷却の熱履歴が与えられるため、二層管を構
成する膨脹係数の異なつた二種金属は、境界層に
クラツクを生じることが多々あり、実用化されて
いない。 本発明は上記従来技術に基づく二層曲管の製造
における問題点を解決すべく為されたもので、比
較的簡単な工程によつて、外管を縮径させ、内管
に対して強固に緊着させた緊着二層曲管の製造方
法を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、外管と内管とからなる二層曲管を用
意し、該二層曲管の内管内に圧力流体を供給して
該内管に内圧を加え、内管を半径方向外方に変形
させ、この状態で、前記外管を周方向環状に加熱
し次いで冷却する環状加熱冷却を該外管の長さ方
向に連続して行うことにより、該外管の内径を縮
径させることを特徴とする緊着二層曲管の製造方
法を要旨とする。 ここで、縮径処理を施す二層曲管としては、二
層直管を曲げ加工して形成したものであつても、
或いは別個に曲げ加工した外管に内管を挿入して
作つたものであつてもよい。 以下、本発明を、図面に示す二層曲管の製造を
例にとつて、詳細に説明する。 第1図は本発明方法によつて緊着二層曲管を製
造するために使用する装置の一例を示すもので、
1は未緊着の二層曲管であり、第2図に示すよう
に、外管11と内管12とからなる。未緊着の二
層曲管1は、外管11及び内管12をそれぞれ、
所定の曲率に曲げ加工し、その後その外管11内
に内管12を挿入することにより作られたもの、
若しくは、外管内に内管を挿入して形成した二層
直管を曲げ加工したものであり、内外管間には不
均一な間隙13が生じている。第1図において、
2は二層曲管1を乗せて回転する回転架台、3は
二層曲管1の両端を回転架台2に固定する管端拘
束装置、4は二層曲管1をその外側から局部的に
環状に加熱し次いで冷却する高周波誘導子からな
る均熱コイルであり、スプレーノズルを有してい
る。5は均熱コイル4と接続する高周波トラン
ス、6は内管を半径方向外方に塑性変形させる内
圧を作用させるための水圧装置、7は二層曲管1
の一端に水圧装置6からの圧力水を供給する接続
具、8は二層曲管1の反対端を塞ぐメクラ板、9
は二層曲管1の内部圧力を測定する圧力ゲージ、
10は均熱コイル4からスプレーされる冷却水で
ある。 〔作用〕 次に、上記装置による縮径動作を説明する。図
示のように未緊着の二層曲管1を回転架台2に、
曲管の曲がり角度が狂わないように強固にセツト
し、その両端に接続具7及びメクラ板8を固定す
る。次に、水圧装置6によつて二層曲管1内に圧
力水を充満させ、且つ内管の曲げ半径、内径、肉
厚等の寸法と材質強度を基に計算した内管の塑性
変形する圧力を付加し、保定する。これによつ
て、第3図に矢印Bで示すように二層曲管1の内
管12には半径方向外方の水圧が作用し、内管1
2が塑性変形して外管11の内面に押付けられ
る。 上記の動作と並行して、二層曲管の縮径処理を
施すべき領域の一端に均熱コイル4が位置するよ
うに回転架台2を調整する。次いで、管内に所定
の水圧を作用させた後、均熱コイル4による加熱
を開始し、外管11が熱収縮により縮径効果が大
きくなる所望の温度に上昇させ、スプレー冷却を
開始すると同時に、回転架台2を矢印A方向に回
転させ、二層曲管1を均熱コイル4に対して移動
させ、外管11の環状加熱冷却を連続して行う。
これにより、外管11が局部的に加熱され、且つ
その加熱部分が外管11の長手方向に移動すると
共に加熱部分がスプレーにより冷却され、外管1
2が熱収縮して内管外面に緊着される。二層曲管
の縮径処理を施すべき範囲が均熱コイル4を通過
した後、処理を終了する。 この場合、二層曲管が大径の場合、回転架台、
セツテイング治具等の設備が大型化となるため、
本出願人が先に出願した特開昭61−37923号公報
に記載されているように、二層曲管を固定して加
熱装置を移動させる。いわゆる曲管と環状加熱冷
却手段を相対的に移動させる方法でも可能であ
る。 次に、環状加熱冷却による緊着作用を説明す
る。第3図に示すように、外管11の局部的な加
熱により外管の加熱部分は、その前方(第3図左
方)の未加熱部と、後方(第3図右方)のすでに
加熱され冷却された部分によつて拘束され、圧縮
応力を受けて降伏し、局部的に拡径する。拡径し
た部分が引き続いて冷却水10により冷却される
と、引張応力を受けて降伏し、元の径より更に小
径に縮径し、内管12の外面に緊着する。この
時、内管12が内部の水圧によつて塑性変形して
拡径しているため、外管11の熱収縮によつて、
外管11は内管12の外面に強く緊着する。な
お、内管12も幾分加熱され且つ冷却されるため
縮径するが、内部の水圧によつて縮径が拘束され
るため、縮径量は少なく、内外管間の緊着を損な
うことはない。 なお、内管に内圧を加えて、内管を半径方向外
方に変形させた後に、内圧を作用させないで、外
管を環状加熱冷却することもできる。この場合、
内外管間に間隙が残るような大きさの間隙を有し
ていた未緊着二層曲管に対して、外管の環状加熱
冷却の前に内圧による内管の拡径によつて間隙を
無くしておくことが可能であり、外管11と内管
12の緊着を得ることができる。 内管に加わる圧力は、曲げ加工時に偏平となつ
た二層曲管を真円に戻すよう作用するので、二層
曲管の形状が良好となる。外管11の環状加熱冷
却による熱収縮作用を終了した後、管内の水圧を
解除するが、内管11は塑性変形しているので、
水圧除去後の収縮は小さく、従つて、内管外面に
外管が強く緊着した状態に保たれる。かくして、
外管が内管に強く緊着し、且つ寸法精度のよい緊
着二層曲管が製造される。更に製造された緊着二
層曲管は、外管11が内管12を強く締めつけて
いるので、内管には圧縮残留応力が生じており、
耐応力腐食割れ特性に優れている。 一般的に外管として用いられている炭素鋼管に
対する環状加熱の最適温度は、AC3変態点以下の
温度として、できるだけ熱収縮効果が大きくなる
高温側が望ましい。AC3変態点を越える温度では
炭素鋼管の成分によつては焼入の状態となり、マ
ルテンサイト変態をともない外径が膨脹するた
め、AC3変態点を越える温度は好ましくない。 本発明に適用しうる二層管の構成は、通常、炭
素鋼を外管とし、内管が合金鋼、非鉄金属等であ
るが、外管に防食の目的で合金鋼、非鉄金属等を
用い、内管を炭素鋼としたもの、更には、内外管
が同材質の炭素鋼で、内管を焼入等により硬化さ
せたもの、内管の形状がマイターベンド管のもの
も含まれる。 〔実施例〕 次に本発明の実施例について説明する。 二層直管を用意し、これに曲げ加工を施すこと
によつて、下記の供試二層曲管を作製した。 供試二層曲管: 形状 外径 273mm 肉厚 外管6mm、内管3mm 材質 外管 API.5L X70 内管 SUS316L 曲管曲げ半径 3D(Dは外管外径) 曲げ加工法 イ) 冷間曲げ ロ) 高周波曲げ この供試二層曲管の内外管の間隙(mm)、内管
の円周方向の圧縮残留応力(Kg/mm2)を測定した
結果を第1表に示す。なお、測定場所C、N、
T、N′は第4図A,Bに示す位置である。 次に、上記の冷間曲げによつて作製した供試二
層曲管を使用して、以下に示す環状加熱冷却によ
る縮径処理を行つた。 縮径処理外管温度:700℃ 縮径処理スピード:1mm/S 縮径条件: 内圧付加なし、縮径処理3回 (比較例) 内圧付加なし、縮径処理6回 (比較例) 内圧50Kg/cm2、縮径処理1回 (本発明例) この縮径処理によつて得られた緊着二層曲管に
ついて、内外管の間隙(mm)、内管の円周方向の
圧縮残留応力(Kg/mm2)を測定して、第1表の結
果を得た。なお、測定場所C、N、T、N′は第
4図A,Bに示す位置である。 第1表から明らかなように、内圧を50Kg/cm2
加しながら700℃で、縮径処理を行う(本発明例)
と、間隙は全くなくなり、また内管の残留応力測
定結果も約10Kg/mm2の圧縮残留応力を示した。 これに対し、内圧を付加しないで外管縮径処理
だけのもの(比較例,)では、回数を追うご
とに外径が縮まり間隙は少なくなるが、接合まで
には至らないで外管の形状、特に偏平度が大きく
なり、曲管として使用できる品質ではなかつた。
なお、あらかじめ内圧を50Kg/cm2付加して内管を
外管と密着させた後、内圧を付加しないで縮径処
理を行つたところ(本発明例)、この場合にも間
隙はなく、強固に緊着された。 また、上記は冷間曲げによつて作成した二層曲
管の例であるが、高周波曲げによつて作成した二
層曲管の場合も同様の結果が得られた。
〔発明の効果〕
以上に説明したように、本発明は、未緊着二層
曲管の内管に内圧を加えて塑性変形させ、拡径さ
せた状態で、外管に環状加熱冷却による縮径作用
を加えるものであるので、外管の熱収縮による縮
径量が内外管間の間隙より小さくても、内管外面
に外管を強固に緊着させることができ、内管、外
管間に不均一な間隙を有する二層曲管から、より
強固な密着度を持ち、内管に圧縮残留応力を具備
した緊着二層曲管の製造が可能となり、安全性及
びコスト削減に寄与するという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の実施に用いる装置の一例
を示す概略平面図、第2図は未緊着二層曲管の一
部を示す断面図、第3図は本発明方法による環状
加熱冷却縮径処理中の二層曲管の断面図、第4図
A,Bは縮径処理後の緊着二層曲管の測定位置を
示すもので、Aは平面図、BはそのB−B断面図
である。 1……二層曲管、2……回転架台、3……管端
拘束装置、4……均熱コイル、5……高周波トラ
ンス、6……水圧装置、7……接続具、8……メ
クラ板、9……圧力ゲージ、10……冷却水、1
1……外管、12……内管、13……間隙。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 外管と内管とからなる二層曲管を用意し、該
    二層曲管の内管内に圧力流体を供給して該内管に
    内圧を加え、内管を半径方向外方に変形させ、こ
    の状態で、前記外管を周方向環状に加熱し次いで
    冷却する環状加熱冷却を該外管の長さ方向に連続
    して行うことにより、該外管の内径を縮径させる
    ことを特徴とする緊着二層曲管の製造方法。
JP29189687A 1987-11-20 1987-11-20 緊着二層曲管の製造方法 Granted JPH01133624A (ja)

Priority Applications (1)

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JP29189687A JPH01133624A (ja) 1987-11-20 1987-11-20 緊着二層曲管の製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH01133624A (ja) 1989-05-25

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