JPS6128418B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は油井管等の緊結二重管を液圧拡管を
介して製造する技術分野に属する。

＜要旨の概要＞ 而して、この発明は炭素鋼製等の外管の両端、
或いは、一端を自由状態にして相対重層する内管
の一方端をベースに固定した固定シールヘツドと
これに対応するシールジヨウとでクランプし、他
方の端部の内面に対しては可動シールヘツドを設
けて内管に対し相対スライド自在にし、固定シー
ルヘツドには内管の内側に対して形成される拡管
室に連通する拡管液圧通路が設けられている緊結
二重管製造装置に関する発明であり、特に、固定
シールヘツドには内管の基端を固定するシールジ
ヨウが設けられると共に一体前延するロツドが設
けられてその先端に於いて拡管時に軸方向に縮退
する内管の内面に対する可動シールヘツドを一体
的に有しているようにされた緊結二重管製造装置
に係る発明である。

＜従来技術＞ 周知の如く、配管は流体輸送は勿論のこと、ケ
ーブル配索ガイド、或いは、書類等の気体輸送、
伝声管等あらゆる産業に広く用いられている。

さりながら、腐蝕性流体や雰囲気に於ける配
管、就中、これに高熱や高圧が伴う条件下での配
管に於いては単層管では耐圧、耐蝕、耐熱等に加
えて充分な強度を持つような全ての条件を可及的
に満足する如き管体は現状の材料開発段階ではほ
とんど不可能であり、それに対処するに所謂耐蝕
二重管等の二重管が用いられている。

これらの二重管のうち、クラツド鋼等の冶金的
結合による管体は製造、コスト、或いは、性能点
において古くから技術的開発が成されているにも
かかわかず、様々な困難性があるために近時は出
願人の開発研究による多くの先願発明等において
開示されている所謂熱拡管法等によつて示される
類の非冶金的緊結二重管が採用されるようになつ
てきており、例えば、外管を炭素鋼製とし、これ
に緊結一体化されている内管をステンレス製とす
るような管体が採用されている。

そして、該種耐蝕二重管は製造装置の制約、或
いは、現地据付けまでの輸送上の制約等から製造
時に設定ユニツト長のものしか出来ない。

よつて、ユニツト長の耐蝕二重管を作るには所
謂焼き嵌め法や爆接触法等があるが、出願人の発
明した多くの発明に示されている様な液圧拡管法
はその設備や製造手段の上からメリツトがある。

尚、液圧拡管法は締め代が確実に得られる等の
点から優れてはいるが、材料歩留りや製品精度の
うえからこれまで種々の問題点が指摘されてい
た。

これらの問題点を順に説明すると、第１図にお
いて基本的な問題が指摘され、例えば、炭素鋼製
の外管１の両端を自由状態にしてステンレス製の
内管２を相対重層し、その両端にテーパ状のフレ
ア４，４′を形成させ、一方のフレア４を一つの
固定シールヘツドとしてのテーパ状のコーン５に
固定すると共にそれに対応するシールジヨウ６に
よつてクランプしてシール固定させ、他方の端部
のフレア４′を同じく固定シールヘツドのコーン
５′に当接させ、対応するシールジヨウ６′でクラ
ンプしてシール固定し、一方の固定シールヘツド
のコーン５に設けた拡管液圧通路７から所定の拡
管液８を内管２内部に供給してＰの拡管液圧に印
加して内管２を増径させて拡管させ、外管１と一
体化させて塑性変形し、一体化させて緊結結合す
るようにしていた。

ところが、このような手段では左右両端に於け
る固定シールヘツド５，５′が固定であるため
に、内管２の増径に伴う不可避的な軸方向収縮が
拘束されることになり、軸方向応力は引張り残留
応力として内蔵されることになり、これは内管２
の周方向の増径を妨げる虞があり、又、製品の耐
蝕二重管の応力腐蝕割れの原因となる不具合があ
つた。

これに対処するに、第２図に示す様に外管１の
両端の自由状態を充分に取り、内管２の長さを相
対的に軸方向引張り残留応力が無いように収縮量
を吸収するだけの長さにして一方のコーン５′を
可動シールヘツドとして設置することにより、一
方の固定シールヘツドのコーン５の拡管液圧通路
７より拡管液８を内管２内に供給して拡管液圧Ｐ
を印加させると、上述の如く内管２は増径して外
管１に当接し塑性変形していくと共に軸方向に自
在に収縮して内管２には引張り残留応力形成され
ないようにしたり外管２の端部の坐屈が避けられ
るようにはなる。

さりながら、材料の選択等が極めて難しく、外
管１と内管２との初期セツトにおける両管の半径
方向クリアランス３を適当に取ることは出来ても
長さが設計通りに取れない場合には、第２図に示
す様に、内管２が外管１に当接して塑性変形して
増径していく過程で内管２の端部が外管１のそれ
に合致せず、又、長い場合には点線に示す様に、
外管１に対する２″の長い分だけ端部が半径方向
に膨出して内圧Ｐに耐えられず、破裂を生ずると
いう欠点があつた。

その結果、内圧が低下し、所定の緊結二重管が
得られないという不具合がある。

＜発明が解決しようとする問題点＞ そこで、第３図に示す様に、内管をその実効長
Ｌに対し、その左右両端に軸方向収縮量ｌをプラ
スした長さにして両端にシールパツキン９，９′
を外装させて相対スライド自在な可動シールヘツ
ド１０，１０′をセツトし、両者間に外管１をそ
の両端が一応自由状態にして相対重層させるよう
にしてセツトし、一方の可動シールヘツド１０の
拡管液圧通路７から拡管液８を供給して拡管液圧
Ｐを印加させると内管２は増径し、内外間の間隙
３を介して外管１に一体化し、塑性変形して両管
一体になり、その間、内管２は両者の可動シール
ヘツド１０，１０′に対して軸方向収縮してｌな
る収縮量を吸収して耐蝕二重管が得られる。

したがつて、その間外管１の両端は両可動シー
ルヘツド１０，１０′に当接しているために内管
２の両端は外管１に対して膨出することがなく、
したがつて、破裂もせず、又、外管１の両端では
坐屈が生じたりすることもない。

しかしながら、当該態様は図示する様に、当然
のことながら両可動シールヘツド１０，１０′に
於いて軸方向の押圧力Ｐが作用するためにこれに
対する押え反力P′が必要とされる不具合がある。

又、実際装置での拡管操作では内管２の左右両
端に何れかに、或いは、両方にｌの軸方向収縮が
生ずるか不明であり、そのため、内管２の両端に
収縮量ｌを取る必要があり、それだけ材料歩留り
が悪くコスト高になる不利点があつた。

そこで、第４図に示す様に、内管２の一方端に
先述の如くフレア４を形成して固定シールヘツド
としてのコーン５に当接させ、これに対応するシ
ールジヨウ６によりクランプ固定してシールし、
内管２の他方に端部に対しては上述第３図に示す
態様の如く可動シールヘツド１０′をパツキン
９′を介して相対スライド可能にし、内管２に対
して相対重層した外管１はシールジヨウ６と可動
シールヘツド１０′の間に両端を当接させてセツ
トし、この状態で固定シールヘツドとしてのコー
ン５に設けた拡管液圧通路７から拡管液８を送給
して液圧拡管すると、内管２は増径して外管１に
当接し、塑性変形すると共にこれに伴う軸方向収
縮は可動シールヘツド１０′との相対スライドを
介して行われる。

したがつて、当該態様においては一方端の可動
シールヘツド１０′に対してのみ内管２の端部が
ｌの軸方向収縮を行うことにより内管２の一方端
は固定シールヘツドとしてのコーン５に固定し、
可動シールヘツド１０′に対してのみ予めその軸
方向収縮量ｌを形成させておけばよいことにな
り、上述内管２の膨出破裂や外管１の端部坐屈等
も起らず、緊結二重管自体は設計通りに得られる
良さがある。

しかし、当該実施例においては、固定シールヘ
ツドとしてのコーン５と可動シールヘツド１０′
との間にタイロツド１１等の拡管液圧Ｐに対する
反力P′を支持する連結桿等が必要であり、それだ
け装置が大がかりになり、管理や制御が煩瑣であ
るという欠点があつた。

又、出願人の発明した先願である特開昭57−
177838号公報発明には、二重管製造装置が示され
ており、外管に対して相対重層した内管の内部に
相対スライドするシールヘツドがロツドに連結さ
れているが、当該発明は内外管の緊結に際し、シ
ールヘツドの外管の外部に設けた加熱装置と冷却
装置に随伴してシールヘツドとロツドを内管に対
し後退させるものであり、したがつて、内管の両
端は一応固定され、その限り、詳示はしてない
が、内管の外管に対する拡管の際に内管が収縮す
るのを阻止するように全後端がクランプされ、そ
のため、先述した如く、内管の引張り応力が残留
するという不具合が避けきれなかつた。

而して、発明者は当該先願発明を研究考慮した
結果、この発明の緊結二重管製造装置を新規なも
のとして開発したものである。

＜発明の目的＞ この発明の目的は上述従来技術に基づく緊結二
重管等の製造装置の問題点を解決すべき技術的課
題とし、上述内管の軸方向収縮を充分に許容し、
膨出破裂を防止し、外管の端部１の坐屈は勿論防
止し、しかも、装置全体の構造を簡単にして各種
産業における配管利用分野に益する優れた緊結二
重管製造装置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
るこの発明の構成は、前述問題点を解決するため
に外管を相対重層する内管の一端を固定シールヘ
ツド、及び、これに一体のシールジヨウによりク
ランプ固定シールし、内管の基端の該固定シール
ヘツドから一体前延するロツドの先端に内管の他
端側面に対するスライド可能な可動シールヘツド
を液密裡に固設させ、その内管他端に該内管の軸
方向収縮量の長さを設定し、そこで固定シールヘ
ツドの拡管液圧通路から拡管液を供給すると、ロ
ツドと内管との間に形成された拡管室へ速やかに
拡管液が充満されて内管は増径し、外管と一体化
して塑性変形し、同時に内管は軸方向にロツド先
端の可動シールヘツドを液密裡にスライドして収
縮し、内管の膨出破裂、又、外管端部の坐屈等の
現象は生ぜずに確実に緊結二重管が得られるよう
にした技術的手段を講じたものである。

＜実施例−構成＞ 次に、この発明の実施例を第５，６図に基づい
て説明すれば以下の通りである。

尚、第１〜４図と同一態様部分は同一符号を用
いて説明するものとする。

第５図に示す実施例において、１は外管であ
り、炭素鋼製であつて、これに間隙３を介して相
対重層するステンレス製の内管２の基端側は外開
きテーパ状のフレア４に形成されている。

これに対して内向テーパ状のコーン５に一体的
に形成された所定径のロツド１２の先端にはシー
ル９を有して短円筒状の可動シールヘツド１３
が一体的に形成されている。

而して、フレア４を介して内管２を挿通し、固
定シールヘツドとしてのコーン５にフレア４を当
接させ、このコーン５に対応するシールジヨウ６
によりフレア４をコーン５とシールジヨウ６との
間に液密裡にシール固定するようにする。

したがつて、その状態では内管２はその基端側
のフレア４がコーン５に固定されると共にロツド
１２の外側に拡管室１４を形成されることにな
る。

尚、内管２はその後端部の可動シールヘツド１
３の後部に内管２の拡管時の軸方向収縮量ｌだけ
の長さがあるように全長を予め形成しておく。

又、内管２の外側に囲繞して相対重層した外管
１の基端側は上記シールジヨウ６に当接するよう
にされると共にその後端は自由状態にされて外管
１の後端が内外管一体化し得る長さであつて内管
２の膨脹時の膨出破裂を起さないように、可動シ
ールヘツド１３の端部をオーバハングする長さに
形成しておく。

又、第６図に示す実施例は内管２に対する一方
端のクランプをコーン５′とシールジヨウ６′の軸
方向平行な短円部でクランプしたものである。

而して、上述の２実施例においては固定シール
ヘツドとしてのコーン５には拡管液圧通路７が設
けられてロツド１２の内部に連通し、更に、ロツ
ド１２から内管２との間の拡管室１４に連通する
ようにされている。

＜実施例−作用＞ 上述のようにセツトされた状態で固定シールヘ
ツドとしてのコーン５，５′の拡管液圧通路７か
ら所定温度、例えば、通常温度の水道水の拡管液
８を圧送供給すると、拡管液圧通路７からロツド
１２と内管２の間の拡管室１４に供給されて内管
２は増径し、拡管して外管１に間隙３を無くして
一体化され、塑性変形して両管は増径していく。

而して、この間、先述の如く、内管２は軸方向
に収縮するが、その基端はコーン５，５′及び、
シールジヨウ６，６′に拘束されているためにそ
の自由状態の外端側がコーン５に対するロツド１
２を介しての可動シールヘツド１３に相対スライ
ドして内側に引き込まれ、その収縮量ｌを吸収し
て引き込まれていく。

このような拡管工程において、内管２は所定の
長さ方向収縮を行つて所定の塑性増径をなし外管
１は坐屈を発生することなくして両管は緊結して
所定の緊結二重管が得られる。

ところで、近時、緊結二重管製造において、先
述の如く熱拡管法が開発利用されようとしている
が、この発明においては加熱された外管１を内管
２に相対重層する場合において、予め充分に内管
２を冷却させておくことが出来る。

又、内管２の内部にはロツド１２が挿入されて
いるので、その分だけ内管２内部の容積は少くな
り、供給冷却液や拡管液８の供給が速く行なわれ
ることも出来る。

そして、拡管工程での可動シールヘツド１３に
対する拡管圧力P′はロツド１２でコーン５に直接
支持させることが出来る。

したがつて、製造された緊結二重管の内管２に
は引張り残留応力等は形成されておらず、端部で
の膨出破裂も無く、外管１の端部坐屈も生じない
良好な製品が得られる。

そして、第６図に示す実施例では固定シールヘ
ツドとしてのクランプ５′とこれに対応するシー
ルジヨウ６′の対向面が軸方向平行にされてお
り、内管２のセツトがし易いタイプであり、その
基部の内側に対するシール９″を設けるだけで良
い態様であつて、実質的に上述第５図実施例とそ
の作用効果において差は無いものである。

尚、この発明の実施態様は上述各実施例に限る
ものでないことは勿論であり、例えば、上述実施
例における内管の端部に対する可動シールヘツド
は内管の内側対向可動シールヘツドであるのに代
えて、外側対向可動シールヘツドにする等種々の
態様が採用可能である。

＜発明の効果＞ 以上、この発明によれば、基本的に油井管等の
緊結耐蝕二重管を製造する装置において、外管を
相対重層する内管の軸方向の引張り残留応力を何
ら形成させることなく、又、その端部に於ける外
方への膨出破裂も生ぜず、又、外管の端部での坐
屈も生ぜず、更には、拡管プロセスでの軸方向反
力を支持する特別の装置も不要であり、製品に対
する材料の歩留りが良く、低コストで製造出来、
構造が簡単で保守点検作業もそれ程要らず、耐久
性が良いという優れた効果も奏される。

而して、内管の一端に対する固定シールヘツド
に対し、他端側に対する可動シールヘツドが固定
シールヘツドと一体のロツドを介して固定されて
内管の他端をスライド可能に液密裡にシールする
ようにしたことにより、上述の如く、拡管プロセ
スにおける内管の他端の自由端の軸方向収縮を充
分に許容し、内管に相対重層する外管の端部に対
する軸方向収縮量を内管の一方端にのみ正確にセ
ツトすることが出来る優れた効果が奏される。

したがつて、それにより内管の外方膨出破裂等
が防止されるという効果が奏され、又、外管一方
端を自由状態にすることが出来るために外管の端
部には坐屈等が生じないという優れた効果が奏さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は従来技術に基づく緊結二重管製造
装置の作用概略断面図、第５，６図はこの発明の
実施例図であり、第５図は１実施例の概略断面
図、第６図は第５図相当他の実施例の概略断面図
である。 １……外管、２……内管、５，５′……固定シ
ールヘツド、１３……可動シールヘツド、７……
拡管液圧通路、１４……拡管室、１２……ロツ
ド、６，６′……シールジヨウ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少くとも一端を自由状態に相対重層する外管
   に内装する内管の一端に対する固定シールヘツド
   を有し他端に対する可動シールヘツドを有し而し
   て上記固定シールヘツドに拡管液圧通路が設けら
   れて内管内側に形成される拡管室に連通している
   緊結二重管製造装置において、該固定シールヘツ
   ドが内管の一端を固定するシールジヨウを有して
   おり、更に固定シールヘツドに一体のロツドが内
   管に内装自在に前延されてその先端に可動シール
   ヘツドが一体に固設され、その外周に内管の他端
   が軸方向に縮退自在にされて相対スライド自在に
   配設されていることを特徴とする緊結二重管製造
   装置。