JPS6260592B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6260592B2 JPS6260592B2 JP4168879A JP4168879A JPS6260592B2 JP S6260592 B2 JPS6260592 B2 JP S6260592B2 JP 4168879 A JP4168879 A JP 4168879A JP 4168879 A JP4168879 A JP 4168879A JP S6260592 B2 JPS6260592 B2 JP S6260592B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- layer
- layers
- thickness
- welded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は３層以上積層されたスパイラル鋼管に
関するものである。
関するものである。
従来スパイラル鋼管は帯鋼板を素材として造管
機により製管されているが、単層にしかすぎず、
大口径管、高圧配管、特殊用途管などには製造
上、経済性などから制約があつた。
機により製管されているが、単層にしかすぎず、
大口径管、高圧配管、特殊用途管などには製造
上、経済性などから制約があつた。
すなわち、スパイラル鋼管は熱間圧延鋼帯を元
素材とするため、製造可能な板厚は25.4mmまでと
なつており、大口径管、高圧配管などになると、
その管厚が25.4mm必要となつても元素材が入手で
きず、製造不能である。またLNGなどの低温物
体、あるいは腐食性の流体を輸送する場合には高
価なステンレス鋼帯などが使用されているのが現
状である。
素材とするため、製造可能な板厚は25.4mmまでと
なつており、大口径管、高圧配管などになると、
その管厚が25.4mm必要となつても元素材が入手で
きず、製造不能である。またLNGなどの低温物
体、あるいは腐食性の流体を輸送する場合には高
価なステンレス鋼帯などが使用されているのが現
状である。
これに対し、既存の鋼帯を複数層積層してスパ
イラル管とすると、管厚の大きいパイプの製造は
可能となるが、３層以上の積層管となると、中間
層の溶接部の検査がかならずしも十分に実施でき
ない欠点がある。また、最内層にステンレス鋼帯
など耐食、低温用材料を使用し、２層目以降を炭
素鋼とすると、該２層目の炭素鋼帯の溶接は、最
内層への溶接溶込みを考慮して最内層と同種の高
価な材料からなる溶接棒を使用せざるを得ず、場
合によつては溶接が困難な場合も考えられる。
イラル管とすると、管厚の大きいパイプの製造は
可能となるが、３層以上の積層管となると、中間
層の溶接部の検査がかならずしも十分に実施でき
ない欠点がある。また、最内層にステンレス鋼帯
など耐食、低温用材料を使用し、２層目以降を炭
素鋼とすると、該２層目の炭素鋼帯の溶接は、最
内層への溶接溶込みを考慮して最内層と同種の高
価な材料からなる溶接棒を使用せざるを得ず、場
合によつては溶接が困難な場合も考えられる。
本発明は叙上の如き問題点の解決を計り、強度
的にも十分で、経済性の高い３層以上のスパイラ
ル管の製造方法を提供せんとするものである。す
なわち、３層以上のスパイラル管にあつて、最内
層と最外層の鋼帯接合端はかならず溶接結合し、
かつ管厚の1/2以上の厚みにわたつては、溶接さ
れていることを必要かつ十分条件とするものであ
る。
的にも十分で、経済性の高い３層以上のスパイラ
ル管の製造方法を提供せんとするものである。す
なわち、３層以上のスパイラル管にあつて、最内
層と最外層の鋼帯接合端はかならず溶接結合し、
かつ管厚の1/2以上の厚みにわたつては、溶接さ
れていることを必要かつ十分条件とするものであ
る。
いま、第５図および第６図に示すように内圧力
（Ｐ）を受ける圧力容器では、内圧力（Ｐ）によ
つて周方向力（Ft）と軸方向力（Fz）が作用
し、それぞれ周方向応力（σｔ）、軸方向応力
（σｚ）が発生する。
（Ｐ）を受ける圧力容器では、内圧力（Ｐ）によ
つて周方向力（Ft）と軸方向力（Fz）が作用
し、それぞれ周方向応力（σｔ）、軸方向応力
（σｚ）が発生する。
ここで、周方向力（Ft）は、容器を縦方向の
任意の断面で切断したと仮定すれば、管内壁部に
作用する内圧力（Ｐ）の合力は切断面に直角の方
向に作用し、切断面を境として容器を二つの部品
に切り離そうとする。この合力は、断面が直径を
含む場合に最大の周方向となるから、Ｂ−Ｂ及び
Ｃ−Ｃ断面における最大周方向力（Ft）は、 Ft＝Ｄ・ｌ・Ｐ＝２・ｒ・ｌ・Ｐ であり、周方向応力（σｔ）は σｔ＝Ｆｔ／Ａ１（A1＝２・ｔ・ｌであるから） ＝２・ｒ・ｌ・Ｐ／２・ｔ・ｌ＝ｒ・Ｐ／ｔ −(1) となる。なお、ｔ＝t1＋t2＋t3である。
任意の断面で切断したと仮定すれば、管内壁部に
作用する内圧力（Ｐ）の合力は切断面に直角の方
向に作用し、切断面を境として容器を二つの部品
に切り離そうとする。この合力は、断面が直径を
含む場合に最大の周方向となるから、Ｂ−Ｂ及び
Ｃ−Ｃ断面における最大周方向力（Ft）は、 Ft＝Ｄ・ｌ・Ｐ＝２・ｒ・ｌ・Ｐ であり、周方向応力（σｔ）は σｔ＝Ｆｔ／Ａ１（A1＝２・ｔ・ｌであるから） ＝２・ｒ・ｌ・Ｐ／２・ｔ・ｌ＝ｒ・Ｐ／ｔ −(1) となる。なお、ｔ＝t1＋t2＋t3である。
次に、仮想断面Ｍ−Ｎを境にして、容器にはそ
の両端部（蓋部）が内圧力（Ｐ）の受圧面となつ
て縦方向に引張力が作用する。つまり軸方向力
（Fz）である。この軸方向力（Fz）は、 Fz＝π・r2・Ｐ であり、軸方向応力（σｚ）は、 σｚ＝Ｆｚ／Ａ２（A2＝２・π・ｒ・ｔであるから） ＝π・ｒ・Ｐ／２・π・ｒ・ｔ＝ｒ・Ｐ／２ｔ −(2) となる。なお、ｔ＝t1＋t2＋t3 上記(1)及び(2)式から、管厚ｔは、 σｔ＝ｒ・Ｐ／ｔ→ｔ＝ｒ・Ｐ／σｔ −(3) σｚ＝ｒ・Ｐ／２ｔ→ｔ＝ｒ・Ｐ／２σｚ −(4) となる。なお、圧力容器設計では内圧力（Ｐ）に
よる破壊を考慮し、 σｔ＝σａ σｚ＝σａ σａ：容器材料の設計許容応力 として管厚を決定している。このことは上記(3)、
(4)式から、内圧力（Ｐ）に対して、軸方向応力
（σｚ）のためには周方向応力（σｔ）の1/2の管
厚で強度上は対応できることを示している。した
がつて、管に作用する内圧力には、周方向強度は
全管厚で、軸方向強度は全管厚の1/2で対応する
ことが可能となる。
の両端部（蓋部）が内圧力（Ｐ）の受圧面となつ
て縦方向に引張力が作用する。つまり軸方向力
（Fz）である。この軸方向力（Fz）は、 Fz＝π・r2・Ｐ であり、軸方向応力（σｚ）は、 σｚ＝Ｆｚ／Ａ２（A2＝２・π・ｒ・ｔであるから） ＝π・ｒ・Ｐ／２・π・ｒ・ｔ＝ｒ・Ｐ／２ｔ −(2) となる。なお、ｔ＝t1＋t2＋t3 上記(1)及び(2)式から、管厚ｔは、 σｔ＝ｒ・Ｐ／ｔ→ｔ＝ｒ・Ｐ／σｔ −(3) σｚ＝ｒ・Ｐ／２ｔ→ｔ＝ｒ・Ｐ／２σｚ −(4) となる。なお、圧力容器設計では内圧力（Ｐ）に
よる破壊を考慮し、 σｔ＝σａ σｚ＝σａ σａ：容器材料の設計許容応力 として管厚を決定している。このことは上記(3)、
(4)式から、内圧力（Ｐ）に対して、軸方向応力
（σｚ）のためには周方向応力（σｔ）の1/2の管
厚で強度上は対応できることを示している。した
がつて、管に作用する内圧力には、周方向強度は
全管厚で、軸方向強度は全管厚の1/2で対応する
ことが可能となる。
以下図面を用いて本発明による実施例を説明す
る。
る。
第１図ａ，ｂにおいて、１はスパイラル多層管
を示す。すなわち、第１図ａは帯鋼を多層にスパ
イラル状に積層して完成したパイプを示し、第１
図ｂはその断面状態を詳細に示したものである。
を示す。すなわち、第１図ａは帯鋼を多層にスパ
イラル状に積層して完成したパイプを示し、第１
図ｂはその断面状態を詳細に示したものである。
第２図は３層に積層したパイプのパイプ軸を含
む断面を示し、同図において、２は最外層、３は
中間層、４は最内層、５は最外層の溶接継手、６
は最内層の溶接継手、７は中間層の帯鋼板の相対
向する端部をそれぞれ示している。
む断面を示し、同図において、２は最外層、３は
中間層、４は最内層、５は最外層の溶接継手、６
は最内層の溶接継手、７は中間層の帯鋼板の相対
向する端部をそれぞれ示している。
また、第３図は４層に積層したスパイラル多層
管を示し、同図の８は中間層、９は該中間層の溶
接されていない帯鋼板の対向面をそれぞれ示す。
管を示し、同図の８は中間層、９は該中間層の溶
接されていない帯鋼板の対向面をそれぞれ示す。
第２，３図からわかるように、最外層２と最内
層３はスパイラル状に溶接が実施され、十分な検
査と必要あれば補修が施こされている。しかし、
中間層７，８，９は帯鋼板を巻きつけただけであ
つて、溶接がなされていないため、検査の必要も
なく、当然のこととして溶接補修も全く不必要で
ある。
層３はスパイラル状に溶接が実施され、十分な検
査と必要あれば補修が施こされている。しかし、
中間層７，８，９は帯鋼板を巻きつけただけであ
つて、溶接がなされていないため、検査の必要も
なく、当然のこととして溶接補修も全く不必要で
ある。
本発明によるスパイラル多層管の製造工程は、
先ず従来のスパイラル管の製造と同様に最内層を
形成しながら、内外面から溶接を行ない、パイプ
状とし、次いで隣接するステージでは中間層を巻
きつける。３層管の場合にはさらに次のステージ
で最外層を巻きつけ、該下層を裏金と考えた溶込
みのある片側溶接としても良く、該下層への溶込
みのない溶接としてもよい。３層以上の多層管の
場合も同様な工程で積層して行けばよいが、いず
れの場合も先きに説明したように溶接された層の
厚みの和が全体の管厚の1/2以上になることを要
する。
先ず従来のスパイラル管の製造と同様に最内層を
形成しながら、内外面から溶接を行ない、パイプ
状とし、次いで隣接するステージでは中間層を巻
きつける。３層管の場合にはさらに次のステージ
で最外層を巻きつけ、該下層を裏金と考えた溶込
みのある片側溶接としても良く、該下層への溶込
みのない溶接としてもよい。３層以上の多層管の
場合も同様な工程で積層して行けばよいが、いず
れの場合も先きに説明したように溶接された層の
厚みの和が全体の管厚の1/2以上になることを要
する。
したがつて、高圧容器胴の如き、板厚の極めて
厚い円筒胴にあつては、上述した全体管厚の1/2
以上の板厚に相当する積層板が溶接結合されてい
なくてはならないので、中間層でも適宜溶接結合
せねばならないが、この場合には叙上の如く、十
分な検査と必要な補修を行なつた上でさらに外部
層を巻きつければよい。ただし、溶接結合する層
において、下層へ溶込ませる場合には該溶接結合
する層とその直下の層との溶接線が一致しないよ
う巻き始めの位相をずらせる必要がある。
厚い円筒胴にあつては、上述した全体管厚の1/2
以上の板厚に相当する積層板が溶接結合されてい
なくてはならないので、中間層でも適宜溶接結合
せねばならないが、この場合には叙上の如く、十
分な検査と必要な補修を行なつた上でさらに外部
層を巻きつければよい。ただし、溶接結合する層
において、下層へ溶込ませる場合には該溶接結合
する層とその直下の層との溶接線が一致しないよ
う巻き始めの位相をずらせる必要がある。
また、積層する各層は同材質であることは必要
なく、例えば耐食性を必要とする場合には最内層
をステンレス鋼で形成し、外部層は炭素鋼でよ
く、かつ最内層に隣接する層のシームは溶接せ
ず、それ以降の層の継手を溶接すると、その溶接
材料は外部層と同材質のものでよい。
なく、例えば耐食性を必要とする場合には最内層
をステンレス鋼で形成し、外部層は炭素鋼でよ
く、かつ最内層に隣接する層のシームは溶接せ
ず、それ以降の層の継手を溶接すると、その溶接
材料は外部層と同材質のものでよい。
第４図は、スパイラル多層管端部を他の配管と
の接続のためにフランジを取付けた例であつて、
１０はフランジ、１１はフランジとパイプの接合
溶接をそれぞれ示す。図から判るようにスパイラ
ル多層管は全厚にわたつて、フランジと溶接結合
されているため、軸方向力はフランジから溶接結
合されている各層に配分され、溶接結合されてい
ない中間層は軸方向力は作用せず、周方向力にの
み耐えればよい。このことはフランジ以外のどの
ような端部構造でも同様である。
の接続のためにフランジを取付けた例であつて、
１０はフランジ、１１はフランジとパイプの接合
溶接をそれぞれ示す。図から判るようにスパイラ
ル多層管は全厚にわたつて、フランジと溶接結合
されているため、軸方向力はフランジから溶接結
合されている各層に配分され、溶接結合されてい
ない中間層は軸方向力は作用せず、周方向力にの
み耐えればよい。このことはフランジ以外のどの
ような端部構造でも同様である。
以上詳記せるごとく、本発明によれば、適用用
途が広く、かつ強度性能も十分なうえ、溶接が一
部省略できる経済的な鋼管を提供できることがで
き、その産業界に貢献するところ大なるところが
ある。
途が広く、かつ強度性能も十分なうえ、溶接が一
部省略できる経済的な鋼管を提供できることがで
き、その産業界に貢献するところ大なるところが
ある。
第１図ａは本発明による実施例を示す全体概略
図、第１図ｂは第１図ａの一部詳細を示す図、第
２図は本発明による３層に積層した管の部分断面
図、第３図は本発明による４層に積層した管の部
分断面図、第４図は本発明による管にフランジを
結合した状態を示す部分断面図、第５図はスパイ
ラル多層管を用いた圧力容器の縦断面図、第６図
はそれの軸直角断面図である。 ２……最外層、３……中間層、４……最内層、
５……最外層の溶接継手、６……最内層の溶接継
手、７……中間層の相対向する端部。
図、第１図ｂは第１図ａの一部詳細を示す図、第
２図は本発明による３層に積層した管の部分断面
図、第３図は本発明による４層に積層した管の部
分断面図、第４図は本発明による管にフランジを
結合した状態を示す部分断面図、第５図はスパイ
ラル多層管を用いた圧力容器の縦断面図、第６図
はそれの軸直角断面図である。 ２……最外層、３……中間層、４……最内層、
５……最外層の溶接継手、６……最内層の溶接継
手、７……中間層の相対向する端部。
Claims (1)
- １ 金属帯板を３層以上スパイラル状に巻いて多
層管を製造する方法において、前記多層管を形成
する金属帯板の最内層と最外層の板厚の和が全管
厚の1/2よりも大きい場合には、最内層と最外層
の全部のスパイラル状接合部を溶接し、最内層と
最外層の板厚の和が全管厚の1/2に満たない場合
には、溶接される層の板厚の和が全管厚の1/2以
上乃至全管厚未満になるように最内層と最外層の
全部および中間層の一部のスパイラル状接合部を
溶接することを特徴とするスパイラル多層管の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4168879A JPS55135282A (en) | 1979-04-06 | 1979-04-06 | Spiral multiilayered pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4168879A JPS55135282A (en) | 1979-04-06 | 1979-04-06 | Spiral multiilayered pipe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55135282A JPS55135282A (en) | 1980-10-21 |
| JPS6260592B2 true JPS6260592B2 (ja) | 1987-12-17 |
Family
ID=12615356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4168879A Granted JPS55135282A (en) | 1979-04-06 | 1979-04-06 | Spiral multiilayered pipe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55135282A (ja) |
-
1979
- 1979-04-06 JP JP4168879A patent/JPS55135282A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55135282A (en) | 1980-10-21 |
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