JPH0576378B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は、ボイラー内の摩耗性流体中に於け
る配管等に用いる外側耐摩耗二重管の製造の技術
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管等の内管に
対し、クロムモリブデン鋼管等の高硬度の外管を
相対重層（内管に対し外管を外挿、或いは、外管
に対し内管を内挿し、そして、両者併用を意味す
る）させた後機械的手段、或いは、液圧手段等に
より嵌合代を介して両管を自緊させるようにした
外側耐摩耗性の二重管の製造方法に関する発明で
あり、特に、上記炭素鋼管等の降伏点が低い内管
に対し逆に降伏点が高く、高耐摩耗性のクロムモ
リブデン鋼管等の外管を相対重層させ、更には、
その際外管を焼鈍させ、管の内面側から外面側へ
の荷重を負荷して内外管を密着させ、その状態か
ら更に、或いは、その状態で少くとも外管を焼入
れして高強度と高硬度を付与し耐摩耗性をアツプ
し、少くとも内管の弾性限度以上であつて、外管
が破損しない範囲内で内外両管を一体的に拡径さ
せてその弾性戻り差を利用して大きな嵌合代を得
て、自緊させるようにした耐摩耗二重管の製造方
法に係る発明である。

＜従来の技術＞ 周知の如く、配管は多くの産業分野において、
各種の用途に供させているが、一般的に最も多く
用いられている使用形態は管内を輸送通路とした
流体等の輸送の態様であるが、ボイラーや工場廃
液の配管や化学プラントにて用いられる熱交換器
等で用いられる配管では相当に粘度の高いスラリ
ーやスラツジ等を含む周囲の環境、例えば、管外
側の粘度が高く、しかも、微粒子等の固体を相当
に多く含有している環境のもとで使用される態様
があり、そのために当該配管の外側の摩耗が激し
く、ベント部分のみならず、直管部分に於いても
損耗が著しく、これに対処するに一般には定期的
に配管交換の手段が用いられ、したがつて、コス
トの点から安価な鋼管が用いられている。

而して、近時発電プラント等では、その稼動効
率の向上と安全対策等の観点から頻繁な配管の交
換は好ましくないとされる傾向にあり、そのた
め、コスト面から勿論のこと、耐久性の点からも
外側が耐摩耗性に優れた配管の設置が望まれるよ
うになつてきている。

＜発明が解決しようとする課題＞ これに対処するべく耐摩耗性の高硬度の鋳鋼管
や遠心鋳造法による外側が耐摩耗性を有する二重
管が用いられるようになつているが、これらのう
ち前者の耐摩耗性の鋳鋼管は外側が高硬度という
点では優れてはいるものの、配管はその製造工程
の制約から設定ユニツト長のものを継手を介して
据付現場にて設定長に連結する態様や複数の容器
と取合い連結する態様があり、このような場合、
連結部の加工の容易さや保守点検整備や取外し交
換等がし易い等のメリツトの点からフランジ継手
等が多く用いられるが、高硬度鋳鋼管ではその高
硬度材質のためにフランジ部分の面切削加工やボ
ルト用の孔開け加工がし難いという難点があり、
又、貫通欠陥が生じた場合に、割れが早期に全体
に及ぶ等の欠点があり、配管全体の高靱性が得ら
れないという不利点もあつた。

そして、耐摩耗や高硬度が満足される場合であ
つても、極めてコスト高であるというデメリツト
もあつた。

加えて、耐摩耗性に関する金属の性能におい
て、材料選択の余地が少なく、それだけ設計の自
由度が低く、場合によつては用途別のニーズに応
えられないという不都合さがあつた。

又、後者の二重管の製造についてこれまで液圧
拡管法、焼きばめ法や出願人の多くの先願発明に
開示されている所謂熱拡管法等も開発されている
が、液圧拡管法では内管の降伏点の方が外管のそ
れに比し高い場合には緊結し難いという条件選択
の制約があり、又、外管の強度があまり高いと、
実際上拡管不可能であるという不具合があり、焼
きばね法にあつては外管と内管の面合せ精度が極
めて厳しく、したがつて、長尺管には対応出来な
いというマイナス面があり、又、熱拡管法による
と、外管の強度が大で肉厚が大きい場合には相当
に大きな圧力が必要となり、実質上管理、制御が
煩瑣であるというネツクがあつた。

＜発明の目的＞ この出願の発明の目的は潜在的に大きなニーズ
が在り、満足すべき条件の外側が耐摩耗である配
管が望まれているのにもかかわらず、これに対処
出来ない上述従来技術に基づく問題点を解決すべ
き技術的課題とし、外管を高硬度としながらも、
内管については該外管を強固に支持し、外管の高
硬度、耐摩耗性を向上せしめることが出来るよう
にして各種産業おける配管技術利用分野に益する
優れた耐摩耗二重管の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、低い降伏点の材料からなる内管と、逆に
高い降伏点と高摩耗性を有する材料からなる外管
とを相対重層し、その際、更には該外管を焼鈍し
て硬度を下げ、強度も下げた状態にし、そこで内
管を拡管し、相対重層後の外管と内管の密着状態
を現出し、その後更に、或いは、少くとも外管を
焼入れし、硬度と強度を上げ、耐摩耗性をアツプ
し、少くとも内管の弾性限度以上であつて外管の
破損限度内で内外管を拡径することにより、而し
て、理論図から言えばここまでの１回の拡径処理
で嵌合するはずであるが、更にもう１回拡径を繰
り返すのは以下の理由であり、内管の拡径量が多
いと引き抜き荷重が大きくなり、又、嵌合度のコ
ントロールも難しいと判断されることから工業的
な配慮から、１回目の密着（内管の拡径のみ）、
２回目に嵌合（内外管の拡径）とした両者の弾性
戻り差を利用して大きな嵌合代を介し両管をより
強固に緊着嵌合させることが出来るようにした技
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１実施例を図面に従つ
て説明すれば以下の通りである。

高い降伏点と高耐摩耗性を有する、例えば、ク
ロムモリブデン鋼製の外管２と、これに対し低い
降伏点の材料の炭素鋼製の内管１を用い、該外管
２と内管１の初期径差をR₁として内管１に外管
２を相対重層し、この場合、該外管２に焼鈍を付
与するようにすることも可能であり、第２図に示
す様に、内管１の内側からマンドレル３により内
管１に対し拡径作用を行つて該マンドレル３を矢
印の方に相対的に引き出すと、横軸に径Ｒを、縦
軸に応力Ｆをとる第１図に示す様に、内管１は点
線で示すイ，ロ，ハのカーブをたどり、拡径され
て降伏し、外管２に当接密着して更に両管１，２
は一体的に拡径され、そこで外管２もイ′，ロ′，
ハ′の経路をたどり、拡径されていく。

この際、該外管２に適宜に焼入れを行つて、硬
度と強度を上げて耐摩耗性をアツプしておくこと
も出来る。

この場合、内管１の弾性限度以上であつて外管
２の破損の限度内で拡径させると、当該第１図に
示す様に、内管１はイ，ロ，ハを、外管２はイ′，
ロ′，ハ′をたどり、マンドレル３の相対通過後、
拡径作用が開放されて両管１，２が縮径（内管１
ではハ，ニ、外管２ではハ′，ニ′をたどり）する
が、その間、両管１，２の弾性戻り差により両管
１，２はΔRの大きな嵌合代を得て緊結され、し
たがつて、外管１に対する内管１の締め付け効果
は飛躍的に増大する。

尚、R₂は両管１，２一体の拡径代、R₃はマン
ドレル３による全拡径代である。

そして、この出願の発明の実施態様は上述実施
例に限るものでないことは勿論であり、例えば、
拡管に際しては上述実施例のマンドレルによる拡
径操作以外の手段でも良い等種々の態様が採用可
能である。

＜発明の効果＞ 以上、この出願の発明によれば、基本的に外管
が耐摩耗性である二重管の製造において、従来の
鋳鋼法や遠心鋳造法による高価な製造方法によら
ず、低コストで外管が耐摩耗性の高い二重管が出
来、内管による外管の強固な支持により結果的に
二重管全体に高い耐摩耗性を付与させることが出
来、又、全体としての高靱性も得られるという優
れた効果が奏され、外管と内管の材料選択にも大
きな自由度が得られ、それにより、例えば、ユニ
ツト管の外管の端部に於けるユニツト管相互の連
結用のフランジ溶接接合が出来、該フランジに対
するボルト孔や面に対する加工性も何等阻害され
ず、したがつて、該ユニツト管の製造がし易いと
いう優れた効果が奏される。

又、外管と内管とが自緊状態であるようにする
ために、該外管に貫通欠陥が生じても、管全体と
して外管が高靱性であることから貫通欠陥が生じ
難く、二重管の機能が終始保持され易いという優
れた効果が奏される。

而して、内管に低い降伏点の材料の管を用いる
ことにより、又、外管に高い降伏点の管を用い、
その際、該外管に焼鈍を与え、内管に対するマン
ドレル等の拡管作用を付与するだけで、両管の密
着をより可能にすることが出来、更に密着後外管
に焼入をして硬度と強度を上げ、内管拡径を行つ
て外管の破損限度内で内管の弾性限度を越えて拡
張させるようにしたことにより縮径時の弾性戻り
差をより効果的に利用することによつて嵌合代を
大きくし、強く自緊させることが出来るという優
れた効果が奏される。

又、外管に高硬度の材料を用いることにより、
配管自体に極めて高い耐摩耗性を付与することが
出来る効果がある。

そして、内管に対し高靱性の材料を用いること
により、外管に対する支持の緊締効果がフルに発
揮され、更に、不測にして外管に貫通欠陥等が発
生しても、内管まで達せずに管全体の機能を終始
維持することが出来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１実施例の説明図であ
り、第１図は拡径時の外管と内管の嵌合代付与の
特性グラフ図、第２図は拡径時の拡径手段断面図
である。 ２……外管、１……内管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高耐摩耗性の外管に対し内管を相対重層させ
   た後両管を自緊させるようにした耐摩耗二重管の
   製造方法において、低降伏点の材料より成る内管
   に高降伏点であつて高耐摩耗性の材料より成る外
   管を相対重層して内管を拡径させ、両管を密着さ
   せた後、更に少くとも内管の弾性限度以上で且つ
   外管の破損限度内で両管を拡径させて自緊させる
   ようにすることを特徴とする耐摩耗二重管の製造
   方法。 ２ 高耐摩耗性外管に対し内管を相対重層させた
   後両管を自緊させるようにした耐摩耗二重管の製
   造方法において、低焼入性で低降伏点の材料より
   成る内管に高焼入性で焼入状態では高降伏点であ
   つて高耐摩耗性の材料より成る外管を焼鈍して相
   対重層し内管を拡径して両管を密着させた後少く
   とも外管を焼入した後、少くとも内管の弾性限度
   以上で且つ外管の破損限度内で両管を拡径して自
   緊させるようにすることを特徴とする外面耐摩耗
   二重管の製造方法。