JPH0698380B2 - 曲り二重管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は配管の中途に介装される曲り管が二重管であ
る製造技術分野に属する。

〈要旨の概要〉 而して、この出願の発明は耐圧性、耐熱性等の外管内に
内管が設けられ、該外管が内管に緊結されている曲り二
重管の製造方法に関する発明であり、特に、予めセット
された曲り外管内に鋳物砂等による中子を内装セット
し、中子と曲り外管との間に内管材の溶湯を注湯し、そ
の後内管材を冷却して凝固し、次いで、中子を完全に除
去した後外管の所定部位に高周波誘導加熱装置等の環状
加熱装置をセットし、更に、その前後、或は、後部のみ
に水道水によるシャワーリング装置等の環状冷却装置を
セットし、該環状加熱装置、及び、環状冷却装置を軸方
向に沿って往復動等の前後動をさせて熱処理し、外管を
縮径して内管に緊結するようにした曲り二重管の製造方
法に係る発明である。

〈従来技術〉 周知の如く、配管は多くの産業分野に利用され、海中や
陸上等の長距離油送管等はともかくとして、プラント内
に於ける配管ではその引き回しや回りとの干渉の問題等
により配管の中途には多くの曲り管が介装されているの
が一般的である。

一方、配管は単に流体輸送機能ばかりでなく耐圧性、耐
熱性、耐蝕性、耐摩耗性等がその耐久性等の点からも要
求され、１つの材料でこれらの競合する全ての条件を満
足する技術は現段階では現出されておらず、したがっ
て、多くの配管はこれらの条件に対し別機能で対処さ
せ、例えば、外管は耐圧性、耐熱性に与り、内管は耐蝕
性、耐摩耗性に与るような二重管が開発実用化され、そ
れ以上の機能に対処する三重管、四重管等の複重管は二
重管を基本として対処されている。

而して、かかる基本的態様の曲り二重管は二重管の一般
部と異なり、内管と外管を相対重層して緊結する焼ばめ
法や液圧拡管法が初期の内管と外管の相対重層が不可能
であることから、一般には量産し難い難点があった。

特に、曲がり部分の曲率が一様でない内管と外管等の相
対重層は特に困難であり、しかも、全領域に於けるクリ
アランスが不均一な場合が多く、したがって、曲り二重
管の緊結製造は一般に困難であった。

また、内管と外管とクラッドするような冶金的方法は工
程が複雑であると共に製品の強度等の点から種々の不都
合さがあって、実採用は不可能である不具合があった。

〈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プラント
等の配管に不可欠な曲り二重管の製造の問題点を解決す
べき技術的課題とし、内管と外管のサイズや曲率やクリ
アランスの不均一さを前提としながらも、内管と外管の
形状、サイズの選択の自由度を大きくし、更に、内管と
外管の肉厚も選択自在にし、しかも、内管に対する外管
の緊結を確実にして各種産業における配管技術利用分野
に益する優れた曲り二重管の製造方法を提供せんとする
ものである。

〈問題点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問題点を解決するために、予め鋳
物砂の型枠等に所定にセットした外管の内部に同じく鋳
物砂等により内管形成用の中子を形成させ、該中子と外
管との間に内管材の溶湯を注湯し、所定の冷却工程を経
て内管材の凝固を行い、その後、中子を除去して内管を
冷却して縮径させ、次いで、外管の所定部位に高周波誘
導加熱装置等の環状加熱をセットすると共に、その前後
少くとも後部に水道水によるシャワーリング装置等の環
状冷却装置をセットして一体化し、該環状加熱装置と環
状冷却装置とを軸方向に相対移動させて外管を縮径さ
せ、内管材の溶湯の注湯により内管の外面と外管の内面
との間に馴染み性を介して両者のクリアランスが全領域
に於いて均一になるようにし、環状加熱による外管の強
度低下と環状冷却による環状加熱の膨径を阻止して塑性
変形させ、ついには降伏させ、外管を内管に対し全領域
に確実に緊密に緊結して所定の曲り二重管をその曲率、
サイズ、肉厚に関係なく設定通りに行えるようにした技
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を参照して説明す
れば以下の通りである。

ところで、第４図以下の図面に於いて、この出願の発明
の基本的基本実施例の態様の環熱縮径法について略説す
ると、まず、第４図に示す様に外管材１内管材２とを所
定に相対重層して素管３を形成し、次いで第５図に示す
様に、内管材２の所定部位に高周波誘導加熱装置等の環
状加熱装置４をセットすると共にその前後所定部位に水
道水によるシャワーリング装置等の環状冷却装置５、５
をセットし、これらを一体化し、矢印に示す様に軸方向
に素管３と相対移動させることにより環状加熱により外
管材１は強度低下し、また、短円筒状の両端が自由端で
ある場合には環状加熱により膨径しようとするが、その
前後の環状冷却によりこれを阻止され、第７図に示す様
に、押え曲げモーメントＦが外管材１に作用して押さえ
込まれ、塑性変形によりついには降伏して当該環状加熱
部位の外管材１は内管材２に押さえ込まれて当接し、縮
径して緊結するようにされ、環状加熱と環状冷却とを軸
方向全長に亘り移動させることにより、第６図に示す様
に、緊結管６の二重管が形成される。

そこで、上述基本的原理的態様に沿う実施例を第１〜３
図によって説明すると、まず、第１図に示す様に所定の
成形ボックス８内に鋳物砂７を充填し、該鋳物砂７内の
所定部位に、例えば、炭素鋼製等の曲り外管１をセット
し、更に、該曲り外管１内に該外管の内面と内管の肉厚
サイズを介して同じく鋳物砂７により中子９を形成す
る。

該中子９の形成は在来一般の中子成形技術により確実に
行うことが出来る。

そして、外管１と中子９とのリング状間隙部分にステン
レス鋼等の内管材の溶湯２′を所定に注湯して内管材
２′を形成する。

次いで、第２図に示す様に、内管材２′の自然放冷等を
介して冷却して凝固させ、凝固後に中子９の鋳物砂を所
定に排除し、外管１の所定部位の外側面に第３図に示す
様にローラ10、10…を介して前述基本的原理態様同様に
高周波誘導加熱装置等の環状加熱装置４、及び、その前
後所定部位に水道水によるシャワーリング装置等の環状
冷却装置５、５をリング状にセットし、これらを一体化
して始端から終端まで少くとも１回所定回数相対移動さ
せる。

これにより、環状加熱を介し外管１は膨径しようとする
が、環状冷却により拘束されて塑性変形し、前述同様に
ついには降伏して凝固した内管２の外面に縮径して緊結
される。

このようにして、曲り外管１全体は内管２の全体に確実
に緊結され、本来的に内管２は外管１を一種の外型枠と
して注湯成形されているために、内管２と外管１とのク
リアランスは均一で馴染み性が良く、緊結された状態に
おいてもミクロ的にも確実に緊結されており、稼動中に
おける軸方向のずれは絶対に生ぜず、曲り二重管特有の
回り部に於けるずれ応力に対しても充分な抵抗力を付与
することが出来る。

尚、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、型枠としての外管内
に中子を介して内管材の溶湯を注湯するに際し、外管の
内面に適宜に剥離剤等を塗布介装する等種々の態様が採
用可能である。

又、適用内管材の溶湯は金属溶湯に限らず樹脂溶湯等も
可能であり、又、外管は炭素鋼等の金属製のもの以外に
もセラミックス材等も用いることが可能である。

〈発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、プラント内の配管等に
おいて介装される曲り二重管の製造をするに際し、所定
にセットされた外管の内側に直接的に鋳物砂の中子を、
又、間接的には剥離剤の塗布を介して中子をセットし、
該中子と外管との間に内管材の溶湯を注湯するようにし
たことにより外管を一種の型枠として利用することが出
来、曲り二重管の製造に際して外管と内管のサイズや曲
率、肉厚等の自由度が得られるという優れた効果が奏さ
れる。

したがって、内管に外管を外装したり外管に内管を内装
したりする相対重層の煩瑣な手間が省けるために製造に
際しての自由度が高まるという利点がある。

そして、中子を介して内管のサイズの選択が自由である
ために、曲り管に於いて摩耗性や腐食性の高い部分の曲
り部分の内管の肉厚を厚くしたりする等も出来るという
メリットがある。

而して、内管の注湯後に中子を除去して内管を冷却して
縮径させても外管を型枠として内管を形成させてあるた
めに、成形工程に於ける環熱縮径法による外管の内管に
対する緊結の際にも両者の緊結面の馴染み性が良く、ミ
クロ単位で確実に緊結が出来、しかも、両者のクリアラ
ンスは全領域に於いて均一であるために確実に緊結が行
えるというメリットがある。

したがって、稼動中における曲り二重管のトラブル等も
発生せず、配管全体における稼動が設計通りに行えると
いう利点がある。

【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、
２図は曲り二重管の製造プロセス断面図、第３図は環状
加熱と環状冷却の装置セット状態の部分拡大斜視図、第
４図以下は基本的原理態様の説明図であり、第４図は素
管形成部分断面図、第５図は環熱縮径の部分断面図、第
６図は二重管の部分断面図、第７図は外管の内管に対す
る押え曲げモーメント作用斜視図である。 ２……内管、１……外管、６……曲り二重管、９……中
子、４……環状加熱装置、５……環状冷却装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 朗 千葉県八千代市上高野1780番地 川崎重工 業株式会社八千代工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内管に外管が緊結されている曲り二重管の
   製造方法において、セットされた曲り外管内に中子をセ
   ットし該中子と曲り外管との間に内管材の溶湯を注湯し
   内管材を冷却凝固した後中子を除去し、その後外管の所
   定部位に環状加熱とその前後少なくとも後部に環状冷却
   を付与してそれらを軸方向移動して外管を縮径するよう
   にしたことを特徴とする曲り二重管の製造方法。
2. 【請求項２】内管に外管が緊結されている曲り二重管の
   製造方法において、セットされた曲り外管内に中子をセ
   ットし該中子と曲り外管との間に剥離剤塗布を介して内
   管材の溶湯を注湯し内管材を冷却凝固した後中子を除去
   し、その後外管の所定部位に環状加熱とその前後少くと
   も後部に環状冷却を付与してそれらを軸方向移動して外
   管を縮径するようにしたことを特徴とする曲り二重管の
   製造方法。