JPS6076290A - クラツド鋼管の製造方法 - Google Patents

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】 く技術分類・分野〉 開示技術は油井管等の耐蝕二重管等をブロック状嵌合管
素材から押し出し等で製造する技術分野に属する。

〈要旨の解説〉 而して、この発明は厚肉短尺の炭素鋼、ステンレス鋼等
の基管素材を機械的に嵌合させ、それらの嵌合境界面の
管端部をシール溶接等にＪ、り密封させて冶金的に結合
させた嵌合管体素材とし、その後軸方向に押し出し、引
き抜き等により延出して所定肉厚のクラツド鋼管の複重
管を得るようにした製造方法に関づる発明であり、特に
、」ニ記基管素材の内側に芯金を密着嵌合させて嵌合管
素材とした後、該嵌合管素材を真空状態にして開放端側
の全境界面を全周的にシール溶接等により密封し、次い
で境界面を真空状態に保って拡散溶接処理を行い、全境
界面に冶金的接合を与えて複合管素材とした後、上記芯
金を切削別体化して形成したれ体を除去して複合管ブロ
ックと成し、次いで該複合管ブロックに対し延出成形を
行うようにしｌζ複重クラツド鋼管の製造方法に関する
発明である。

〈従来技術〉 周知の如く、油井管、プラント配管等には稼動流体に対
し耐圧、耐熱性はもとより、耐蝕、耐摩耗性等が必要条
件になっている。

これに対処するに、例えば、ステンレス鋼内管、炭素鋼
外性から成る耐蝕二重管等が用いられているが、該種耐
蝕二虫管に於ても稼動中の内管の坐屈破壊や、内外管と
のずれ防止等のために内外管が強固に結合されているこ
とが望まれる。

ところで、内外管の結合については、例えば、焼はめ等
の（幾械的１医合による歪層管よりも冶金的結合による
クラツド管の方が強度等の面から好ましいことが分って
いる。

而して、これに応するところのクラツド鋼管製造技術と
しては、例えば、第１図に示す様に炭素鋼外管１に対し
ステンレス鋼内管２を所定に相対重層させ、液圧拡管等
の適宜手段により緊着嵌合ざぜた後、管端にＴＩＧ溶接
等により境界面を全周的にシール溶接３して軸方向固定
一体化し、次いで、第２図に示づ一様に高温加熱を付与
してダイス４、マンドレル５を介し〜Ｃ押し出し、或は
、引き抜き′による圧延延出を行い、その過程で内外管
１．２の冶金的結合を全境界面に成さしめてクラツド鋼
二重管を畳るようにしていた。

〈従来技術の問題点〉 さりながら、該種従来技術でのクラツド鋼二重管製造で
は圧延工程において、内外管の異種金属間で冶金的接合
をする場合に充分な面圧力に加えて高温加熱が必要であ
り、特に、従来の一月執の延出渇１良に比しはるかに高
い温度が必要である。

例えば、炭素鋼外管とステンレス鋼内管の冶金的接合で
は約１２００過程度の温度が必要で、発熱装置、機械の
保守点検、耐熱性維持が不可欠となり、装置自身も高価
となり、結果的にコスト高となる不利点があった。

又、異種金属間の圧延時にａ５ける高温での延性、及び
、変形抵抗の差によって、引きつれ、破損を生ずる動点
があった。

更に、このため、複重管の材料の相み合Ｕにし大きな限
界がある不具合があった。

そして、その割には接合効率が悪く、製品の歩留りが皿
い不都合さもあった。

加えて、稼動条件が厳しい場合、水素割れ防止等の内外
腐蝕流体等に対処するために、三重管、四重管が設計上
京められる場合があるが、これらの複ル管圧延が出来な
いという欠点もあった。

〈発明の目的〉 この発明の目的は上述従来技術に塁づく後手クランド鋼
管製造の問題点を解決すべき技術的課題とし、基管累月
嵌合一体化の段階で予め芯金をも基管索材として嵌合さ
せておき、その後接合面の冶金的結合が複合管素側に対
し行われて投手管製造の工程の短縮化、設計、及び、処
理の合理化が図れ、製造エネルギーの低減化が行えるよ
うにし、更に、接合面の精度が確実に保てるようにして
各種基※♀産業における配管利用分野に益づる侵れたク
ラッドｗＩ管の製造方法を提供せんとするものである。

〈発明の構成〉 上述目的に沿い、先）ホ特許請求の範囲を要旨とするこ
の発明の構成は゛、前述問題点を解決Ｊ−るために、所
定厚さ、及び、長さの複数の異材から成り、少くとも１
つの基管素材の内部に基管索材としての柱状芯金を相対
重層させ、機械的結合状態にして嵌合管素材となし、而
して、このようにして得られた嵌合管素材を基管素材相
互の境界面を含めて真空状態にし、その状態で、該基管
素材相互の開放端側の端部境界面をシール溶接等により
密封して該境界面の真空度を保ち、次いで、周知の拡散
溶接を行ってに金管素材の全境界面の冶金的結合を得さ
しめ、次いで、該芯金から所定径の柱体を切削して（り
扱き、複合管ブロックを成し、その接法複合管ブロック
をダイス、マンドレル等を介して押し出し、引き扱き等
の手段により該複合管ブロックを軸方向伸延さＵ、設定
長の複合クラツド鋼管を得るようにした技術的手段を講
したものである。

〈実施例〉 次にこの発明の実施例を第３図以下の図面に従って説明
すれば以下の通りである。

尚、第１．２図と同一態様部分については同一符号を用
いて説明するものとする。

第３〜８図に示ツー実施例において、まず、第３図に示
す様に１３筐素材としての両端開放炭素鋼中管２に対し
、柱状のステンレス鋼芯金６、及び、両端間数のステン
レス鋼外管７をそれぞれ、常温、所定の低温、及び、高
温状態で相対重層嵌合し、常温復帰によりそれぞれに会
式を得さしめて機械的な緊結状態を現出させ、第４図に
示寸様に設定肉厚短尺の三重緊結嵌合管素材８を得る。

次いで、該嵌合艙素（２８を第５図に示す様に周知の電
子ビーム溶接表置９内にレットし、真空状態にしてガン
１０により開放側の治：合’ｂｓ’ＬＪ８の両端部１１
．１１に於て３つの各基仏素材６．２．７の接合端部の
現界面の所定深さのシール溶接３．３を両９；、ｉにて
全周的に行う。

したがって、当該実施例においては上記電子ビーム溶接
装置９内にて上記シール溶接３．３に先立ち、各基笛素
Ｉ６．２．７間の全境界面１２．１３の高度真空状態が
現出されていることにより全境界面１２．１３間につい
てはシール溶接３．３後、その真空状態が完全に維持さ
れることとｆ、【る。

そして、該シール溶接３．３後、直ちに、或は、所定時
間の後に開成端側をシールされた嵌合管素材８を第６図
に示す様に周知の拡散溶接装置１４内にセットし、アル
ゴンガス雰囲気中で所定温１隻Ｈ１圧力Ｐを（＝Ｊ与し
て設定時間で拡散溶接を行い、金属原子移行を介して各
基管累月６．２．７間の上記真空度を維持された状態の
境界面１２．１３の全面部に亘り、冶金接合１５．１６
を成し、３基管６．２．７の一体的冶金結合を完了する
。

そこで、冶金接合された嵌合管素材８を拡散溶接装置１
４から取り出し、第７図に示す様に適宜削孔装置を介し
て芯金６から同心状の柱体１７を切削してくり抜き除去
し、複合管ブロック１８を得、次いで、該複合管ブロッ
ク１８に対し、第８図に示す様に周知の引き扱き装置の
ダイス４、マン１〜レル５にセットして所定に引き扱き
を行うと、設定薄肉厚の三重クラツド鋼管１９が得られ
−る。

この過程において、複合管ブロック１８は上述の如く、
３全境界面１２．１３域で引き抜き前に冶金的に強固に
結合されているために引きつれ、破損等が生ずるおそれ
はない。

そして、長尺三重クラツド鋼管１９が得られた後は各所
定ユニット管に切断分離すれば良く、切断された各ユニ
ット管はいづれも境界面１２．１３が冶金的に結合され
ており、本来の機能を充分に達成することが出来る。

勿論、長尺管の状態で使用に供することも可能である。

又、第９．１０図に示１一実施例は１■合素管８の段階
てステンレスＳ１１芯金６に対して炭素鋼中管２をｌＯ
ｉ合して真空状態で端部シール溶接して拡散溶接により
境界面１２の冶金的結合をした接法芯金６から柱体１７
を切削くり抜きして複合管ブロック１８を１ｑて所望の
長尺二重クラツド鋼管を保つようにした態保である。

尚、この発明の実施態様は上ｊホ各実施例に限るもので
ないことは勿論であり、例えば、三重管以外にも四重管
も！Ｍ造出来、端部シール溶接についてはＴＩＧ溶接も
可能であり、軸方向延出加工は押し出し成形も可能であ
る等種々の態様が採用可能である。

又、外方基筒素材が一端側に於て有底形状で他端側が開
放形状のものについても適用可能であることも勿論であ
る。

〈発明の効果〉 以上この発明によれば、基本的に通常の耐蝕管等の複重
管の境界接合面が全面に亘ってクラッド接合されている
ものが直接全長において形成されるのが不可能に近い場
合、予め短尺厚肉クラット管体を製造するに際し、拡散
溶接を用いたことにより、複数境界接合面の冶金的接合
が一度に出来、しかも、内部欠陥がなく、全面同一精度
に出来、材質、形状的に設計の自由度が得られる優れた
効果が奏される。

而して、基管素材の内側に柱状芯金を挿入嵌合させて嵌
合管素材としたことにより、該嵌合管がブロック状にな
り、取り扱いがし易く、処理中の剥離が生ぜず、各工程
における作業の際に歪等が生じない効果が奏される。

又、各境界面の端部に対するシール溶接等の溶接密封の
際に入熱が芯金に吸収分散されるため、溶接熱による影
響が境界面や端部に大きく現われない優れた効果がある
。

したがって、拡散溶接後の複合管ブロックから柱体を切
削くり抜いた後の内管の残留応力も少い効果がｄうる。

又、該シ、０尺基管素シΔの長さ、厚みに無関係に全面
接合が行え、基管１０；台管素材が複数個同時に拡散溶
接出来る効果もある。

更に、該拡散溶接に際し、内側に密実な芯金が累密に嵌
合されであるので、真空度維持がより確実に保証される
ＩＡｊ果もある。

更に又、このように予め拡散溶接により複合管フロック
が完全に冶金的に結合されているため、通常の炭素鋼管
の如く、押し出し成形装置かそのまま用いることが出来
、延出成形中にひきつれ、破１０等も生ぜる製品不良を
起こさず、その上、圧延溶接等によるクラツド化と異な
り低温で出来る利点もある。

加えて、圧延クラッドと違って、基管の材料選択におい
て大きな自由度が得られる効果もある。

しかも、三Ｍ管のみならず、四重管等の複重笛が製造自
在である柔軟性もある。

加えて、芯金は次回の小径色製造に利用出来るメリット
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく二重管の嵌合管の断面図、第
２図は同従来技術に基づく引き抜き成形説明断面図、第
３図以下この発明の詳細な説明図であり、第３図（よ基
管素材嵌合説明部分切戯斜視図、第４図は嵌合管素材の
［１１ｉ而図、第５図は嵌合管素材の端部シール溶接断
面図、第６図は拡散溶接説明断面図、第７図は芯金がら
の柱体くり抜き説明断面図、第８図は管体延出成形説明
断面図、第９図は他の実施例の第５図相当断面図、第１
０図は同第７図相当断面図である。 ６．２．７・・・基管素材、１２．１３・・・境界面、
３・・・シール溶接、　８・・・１茨合答素材、−１７
・・・クラツド鋼管、　Ｇ・・・芯金、１１・・・開放
端、１４・・・拡散溶接（装置）１７・・・柱体、１８
・・・複合管ブロック第１図 第２図 第９Ｆｆ！Ｊ 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基管素材を１■合しそれらの基管素材相互の境界面の管
   端部を溶接により密封した後軸方向に延出変形させて所
   定長の複重クラツド鋼管を得るようにした製造方法にお
   いて、上記基管素材に対して内部に芯金を嵌菰ざゼてＩ
   Ｄｉ合管素管索材、該嵌合管素材相互の境界面を真空状
   態にして該各項界面の開放端部を全周的に溶接により密
   封し、該境界面の真空状態を維持させて拡散溶接を行い
   、次いで該芯金から柱体を切削除去して複合管ブロック
   を得、その接法複合管ブロックに対し前記軸方向延出変
   形を行って所定長の複重クララ１〜鋼管を得るようにし
   たことを特徴とするクラツド鋼管の製造方法。