JPS58112612A - 二重管の製造方法 - Google Patents

二重管の製造方法

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JPS58112612A
JPS58112612A JP56209046A JP20904681A JPS58112612A JP S58112612 A JPS58112612 A JP S58112612A JP 56209046 A JP56209046 A JP 56209046A JP 20904681 A JP20904681 A JP 20904681A JP S58112612 A JPS58112612 A JP S58112612A
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inner tube
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B21D26/045—Closing or sealing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

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】 本発明は、二重管の製造方法に関するものであり、特に
本発明は、安価な外管と、例えば耐食性あるいは耐熱性
を有する高価な材料製の内管とよりなる二重管のamに
当り、両管夫々の材料の熱膨張係数を適当に通訳するこ
とを特徴とする二重管の峡遣方法である。
管は、その用途により椙々の特性が要求されるので、こ
れら特性を満足する素材をもって製造されている。近年
産業の発達、特に化学工業およびその周辺あるいは関連
技術の発達により管に要求される特性は多様かつ苛酷に
なり、1fllflllの管材料をもって、要求される
特性をすべて満足させるためには、非常に紬価な材料を
使用せざるを得ないのが現状である。
一力、上記島価な材料を使用することによる管のコスト
の上昇を抑制するため、それぞれ異なった特性を有する
!JI数の材料を接合させた多層管の製造方法が櫨々提
案されており、これらの方法は以下の如くに大別するこ
とができる。
1) 口径のわずかに異なるコ権類の管を機械的にはめ
合わせるに際し、熱膨張と収縮を利用するいわゆる焼ば
め法、あるいはpbやZnの如き固体鉤滑剤を利用して
はめ合わせる方法。
l) 管の外部に帝幽を巻き付けて端部を溶接する方法
。
−) 口径の小さい管を口径の大きな管内に挿入して嵐
ねあわせ管となした後、爆着、熱間圧延、冷間圧延の何
れか少くとも一つの手段によって接合させるか、あるい
は内管と外管との界面に光塙した接合剤としてのロウ材
を利用して接合させる方法。
−) 管の内面およびまたは外向に!s41!材料から
なる浴接俸をもって肉盛浴接するか、もしく(コ前記i
4柚材料を肉盛した管を熱間あるいは冷間圧延して径を
小さくシ、長尺管とする方法。
■)数枚の帯鋼を、重ね合せて成形するか、あるいはう
ず巻状にして溶接する方法。
しかし上記諸方法には何れも以下に示す如き欠点があり
、多層管またはその工業的製造方法としては−必ずしも
満足すべき特性を有していない。
すなわち、 I)の方法によれば、はめ合わせの時の寸法精度が重要
であるので長尺ものには実施困難であり、焼ばめ温度以
上での使用、あるいは高温下、低温下の繰返し使用によ
り、接合部のゆるみが生じ、またPb、 Zn等の潤滑
によるはめ込みにあっては内厚の薄い管の組合せは困難
であり、また大径管の場合の実施も困難であるので、こ
の方法によれば製造される管の寸法上の制約がある。
―)の方法によれば、l@接部においては内、外管の接
合は良いが、その他の部分は接合しておらず、したがっ
てIli&温下の加熱、あるいは高温下、低温下のw!
返し加熱によって接合部のゆるみを生じたり、帛一部に
割れが発生する恐れがある。また浴接を受けるため浴接
性の点から割れを生じない材料を選択する必要がある1
!8組合せ材料の選択+67で制約かある。
−)の方法によれば、爆着では貨径や長さの点、あるい
は能率などの点に間縮があり一、熱間圧勉、冷間圧延ま
たはロウ材による接合は優れた方法ではあるが、工程が
煩雑な点に罎点かある。
−)の方法によれは、大径管にしか内盛することがてき
ないため、寸法上の制約があり、また肉盛#縁によって
浴着酩あるいは母材に割れなどが発生することもあり、
また肉盛都の加工性も恕いため、肉盛材と母材管の材料
組合せに制限がある。
マtの方法によれば、小径管の装すは困−であり、また
溶接部以外の接合はMJ湿温下使用やくり返えし加熱′
によりゆるみを生じる。また大径管の場合にあっても肉
厚の極端に黒なるものや、材質の極端に員なるものの組
合わせでは浴接か困暖であり、組合せる素材や寸法上の
制約をまぬがれないO 本発明は、従来の二重管の製造方法の有する前記諸欠点
を除去、改善した二重管の製造方法を提供することを目
的とするものであり、特許請求の範囲記載の方法によっ
て前記目的を達成することができる。すなわち本発明は
、外管の内側に内管を挿入して外管と内管とを重ねあわ
せて接合する二重管の製造方法において、内管の材料の
熱膨張係数が外管の材料の熱膨張係数よりも小さいよう
に迩定し製作した外管内に内管を挿入して重ねあわせ管
とし、該重ねあわせ管を二重菅使用温度より高温度で加
熱し同時に内管を気体により加圧して拡管し、外管に密
着させ、次いで冷却することにより内外両管を締結させ
ることを特徴とする二重管のIII!造方法に関するも
のである。
本発明の製造方法において、加熱は、東ねあわせ管全長
にわたって同時でも、部分的な加熱帯域を管全長に移動
させてもよい。前記の帯域加熱による時は加熱と気体に
よる加圧!拡管とに加え、内管の軸方向に圧縮力を負荷
して府紀拡管を容易にすることができる。以上のように
して11造された二重管を通常の方法によって拡管また
は縮管して所望の寸法にwI4II!tすることもでき
る。
次に本発明を図面について説明する。
第7図では、内管コは外管lの内側に挿入されて重ねあ
わせ管が構成され、内管コの両端はシールキャップ3に
より密封され、空気もしくは不活性ガスボンベ参に連結
され、重ねあわせ管全長が管状電気炉S内に収容された
状況を示す。この装置により嵐ねあわせ管全長を一緒に
加熱しながら内管コをガスボンベ参からの気体により加
圧・拡管すると、内qItλは外vlと接合するに至る
。次に重ねあわせ管を冷却すると、内@−と外・11に
III(jp+迩定の時に配慮された熱膨張係数の相違
によって外管lの収縮は内管コの収縮よりも大きいので
、外宮lは内1!r2を細めつけ、内外両管は更に1く
柳給され、結合される。
第一図にあっては、第1図と同様な重ねあわせ宮が雰囲
気dl[チャンバー6内に収容され、Il!l−長の一
部分が、高周波電源装wttに接続され移動装置!によ
り管全長にわたってu 1iEIJ口■能な加熱コイル
7に囲繞された状況を示す。必要にめじて雰囲気調部チ
ャンバー6および内管コ内を真空排気装置lOによって
減圧した後、不活性あるいは還元性ガスを雰囲気調整ボ
ンベl/より雰囲気調整チャンバー6内に導入し、シー
ルキャップ3で密封された内管コ内に空気もしくは不活
性ガスを内管加圧用ガスボンベ参から圧入して内管コ内
を加圧し、高周波加熱フイルクに11!周波電源装置l
より通電して、加熱コイル移動装置デにより加熱コイル
7を移動させつつ、内管コと外管lとを帯域加熱し、加
熱コイル7の移動中のそれぞれの位置における加熱部に
おいて内管−を加熱と加圧により#張せしめて外tlに
接合させる。かかる加熱を官全長にわたって実施の後全
体が冷却すると内外管は一体に強く結合した二重管とな
る。なお1紀加圧と加熱中に圧縮加工装置/Jと葡東測
定@/、?と圧縮加工用ピストン/ダによって内管コの
両端部に長手方向に沿って向い合った圧縮力を加え得る
ようにすることにより、前記加熱・加圧・拡管中に、内
!−の軸方向に圧縮力も加えて前記拡管を助け、更に内
外管の接合を助長させることもできるO 次に本発明を実施例について説明する。
実施例1゜ 外管として炭嵩−管(STBAIコ)の外径go、g關
、肉厚j、0III11、内管として純Ti (JIS
コ梱)の外径J1.θ鴎、肉厚OJuのTIG浴接管を
用いた。
二重管の製造方法は以下の手順によった。すなわち、第
1図に下すごとく内管λの両端にシールキャップJをT
IG浴接し、外管lに挿入し、外管/と内管コとよりな
る真ねあわせ管全長が収容できる管状電気炉Sで+Jl
熱した。加熱温度はttoo’cである。内管コの加圧
気体は圧力15%圧でアルゴンガスボンベ亭より供給さ
れた。goo’cでS分間保持した後、炉から取出し、
冷却後減圧した。以上の方法で作成した二]1[管は、
軸方向直角−1面の検査により、完全に種結しているこ
とが確認された。
実施例2 外管として炭嵩幽管(5TBA 2−)の外径go、g
嶋肉v#Q、r m 、内管として^純良フェライト系
ステンレスW4 (Fe −Jo%Or−一%MO>の
外径3t、。
關、肉厚o、tis静のTIG浴接管を用pzだ。二重
管の製造方法は以下の手順によった。
すなわち、第1図に示すごとく内管コの両端にシールキ
ャップ3を溶接し、外管lに挿入し、外管lと内tコと
よりなる重ねあわせ管を雰吐気調鉦チャンバー6内にセ
ットし、該チャンノ(−6内を真空排気装置10により
排気の後、雰囲気調整ガスボンベ/lよりアルゴンガス
を導入した。内管コの加圧用ガスボンベ参よりのアルゴ
ンガスで内管コ内をlθ気圧に加圧後、帯域加熱コイル
クをコ00■/ mi nの1M度で管全長にわたって
移動させながら管の被加熱部がlθso’cとなるよう
に加熱した。以上の方法で作成した二重管は、軸方向直
角断面の検査により、完全に締結していることが確認さ
れた。
実施例8゜ 外管としてステンレス鋼管(8US 3t4)の外径j
;Q0gWm、肉厚j、0s1111内管としてN1基
合金(インコ*ルA1!r)(D外径3g、Qflll
ll、、肉厚o、s−のTIGi1接管を用いた。実施
例2と同様の方法に加え、内管8の軸方向に、圧縮加工
装瀘/コにより荷車測定器18、圧縮加工用ピストン/
4’を経て約100−の圧縮力を加えた0加熱温度はt
ooo℃、内管コ内の圧力は30気圧であった。以上の
方法で作成した二重管は、軸方向直角断面の検査により
、完全に締結していることが確認された。
実施例4 実施例3により作成した二重管を水圧拡管法により外径
を62.0−まで拡管した。また実施例1で作成した二
重管を冷間引抜法により49.0−に縮管した。これら
の拡管、縮管した二重管は、軸方向直角断面の検査によ
り、共に完全に締結していることがS關された。
Jt11例1 外管として炭素−W (STBム22)の外径go、g
■、肉厚g、Qfl1m、内管としてステンレス−11
(SUS304I)の外径3g、Qws、肉厚0.!f
IIIIのTIG浴接管を用い、加熱4&ttoo’c
、内管の加圧力を/j気圧とする以外は実施例コと全く
同一方法で二重管を作成した。以上による二重管は、軸
方向直角断面の検査により、内管、外管は*@&:締結
はしす。
表 この表より、本発明の方法における内管、外管の材料の
組合わせは、熱膨張係数に−してのみ外管の前記係数を
内管のそれよりも大きくしておけば、材料の選定は任意
であることが分る。加熱温度、加圧力、圧縮力などは、
内管を静熱下で拡旨し、外管内面に密着させるための変
形に要するものであるから、内管の強度、直径、肉厚な
どを考慮して容品に決定することができる。
本発明は、内管と外管夫々の材料の熱膨張係数の差異を
利用して、外管により内管を締付けるのであるから、両
材料は加熱の高温度に耐え得ることは当然必要なことで
あるが、実施に当っては従来の焼ばめ法などより許容温
度範囲が広く、工程の管理は楽である。また、内管に内
圧を加え拡管して外管に@着させるのであるから、外管
の内極と内管の外径の寸法積度は、焼ばめ法における程
には111密さは要求されず、実施に当って有利である
。このことは更に長尺の二重’ma造に当り甚だ有効で
ある。前記実施例は直径!gQwumI!!度の管に閑
するが、特別の大径・小径の管を除き各楠直径の管に本
発明を適用することができる。更には、内管の加圧・拡
t#温度を高くすることにより、二重管としての使用温
度上限を高めることもできる。
以上の如く本発明の二重管の製造方法は、安価な外管に
、高耐食性または耐熱性の高価な材料よりなる内管の内
貼をするには最適で、全体的に見て割安の高耐食性また
は耐熱性管の提供を可能ならしめるので、従来高価な材
料の管を使用せざるを得なかった装置や管などへの適用
により、産業・技術に大きく貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は管全長を加熱して気体による加圧で拡管する二
重管製造装置の縦断面説明図、第2図は帯域加熱と気体
による拡管に加え軸方向の圧縮力負荷により拡管を援助
する二重管製造装置の縦断面説明図である。 l・・・外管、コ・・・内管、3・・・シールキャップ
、ゲ・・・内管加圧用ガスボンベ、S・・・管状電気炉
、6・・・雰囲気調整チャンバー、?・・・加熱コイル
、t・・・高周波電源装置、t・・・加熱コイル移動装
置、IO・・・真空排気装置、l/・・・雰囲気調整ガ
スボンベ、lコ・・・圧婦加工装置、/3・・・荷重測
定器、/4t・・・圧縮加工用ピストン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 外管の内側に内管を挿入して外管と内管とを重ね
    あわせて接合する二重管の製造方法において、内管の材
    料の熱膨張係数が外管の材料の熱l11m係数よりも小
    さいようなそれぞれの材料を選定し製作した外管内に内
    管を挿入して富ねあわせ管とし、該重ねあわせ管を加熱
    し、同時に内管を気体により加圧して拡管し、次いで冷
    却することにより内管と外管とを締結させることを特徴
    とする二重管のIM造方法。 息、真ねあわせ管の加熱をWI城加熱とし、該帯域加熱
    を慮ねあわせ管の全長にわたって移動させながら実施す
    る特許請求の範囲第1項記載の二重管のl1ifk方法
    。 8、重ねあわせ管の内管を気体により加圧しながら帯域
    加熱中に、内管の軸方向に圧縮力を貝荷する特許Ii#
    求の範囲第1あるいは一項記載の二重管の製造方法〇 表 二重管とした後、拡管もしくは縮管して、二重管を
    所定の寸法とする特許請求の範囲第1〜3項のいずれか
    に記載の二重管の製造方法。
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