JPS6284830A - 溶接部靭性の優れた電縫鋼管の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は溶接部靭性の優れた電縫鋼管の製造方法に関す
るものである。

（従来の技術） 従来の電縫鋼管製造ラインの例を第３図に示す。

すなわち、従来は帯鋼１を成形機２で連続的に成形し、
突合わせ部をスクイズスタンド４で拘束しながら、溶接
機３で電縫溶接した後で、そのま＼サイジングミル６で
整形するか、または溶接部の靭性向上のために、シーム
アニーラ−と呼ばれる高周波誘導加熱装置５で、電縫溶
接部に連続的な急速加熱を加えて熱処理を行なった後、
サイジングミル６で整形するかして製造されていた。４
はスクイズスタンドである。

いずれにしても、サイジングミルでの加工は、常温附近
の温度に冷却された鋼管に対して行なわれていた。それ
はシーム部の温度が高いと、この部分の変形抵抗が低く
、鋼管の全周にわたってサイジングミルで均一に変形さ
せることが不可能であると考えられるからである。

しかしこのような従来の方法では、シームアニーラ−に
よって、シーム部の熱処理が行なわれても、サイジング
ミルで溶接部に冷間加工量を加えるので、溶接部の靭性
向上はま〜ならず、極寒冷地などの苛酷な条件下で使用
される鋼管としては、満足できるものではなかった。

このような観点から溶接部の靭性向上対策として、特開
昭５９−１９３７１５号公報に示されるように、真円度
や曲りなどの寸法精度を満足させるためのサイジング処
理を、溶接部の温度が２００℃〜Ａｒｔ変態点の間とな
る温度で実施すると、溶接部近傍の母材の強度が比較的
低いので、サイジングの圧縮歪が溶接部のみに集中する
ことが避けられ、したがって溶接部の靭性劣化が大幅に
減少すると共に、寸法精度をも確保できることが述べら
れている。

しかし発明者らの研究結果からは、溶接部が２００〜４
５０℃で加えられた加工歪は靭性を著しく低下すること
、および溶接部が４５０℃以上で、周方向の圧縮歪を伴
うサイジング処理を行なうと、溶接部の変形抵抗が小さ
いために、圧縮歪がこの部分に局部的に集中し、ｔ／Ｄ
　（板厚／パイプ外径）の小さい場合には、局部的なバ
ックリングの原因ともなり、均一な変形が得られず、所
望の真円度および曲り等の寸法精度が確保できないこと
がわかった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、冷間でサイジング処理をすることは、溶
接部の靭性劣化を防止する観点からは望ましくなく、ま
たシーム部の熱処理によっても、鋼管は熱歪により断面
形状と真直度とに何らかの変化を持たらし、矯正する必
要が生じている。

従来はこれらを常温附近での冷間サイジング処理で、断
面形状と真直度を一緒に矯正していたが、本発明は断面
形状の矯正と真直度（曲がり）の矯正機能とを別けて行
ない、溶接部に加工歪がなるべ（加わらないようにした
ものである。

したがって曲がり矯正をタークスヘッドに分担させ、断
面形状の矯正を、曲げを主体とした矯正装置に分担させ
、なるべく所望の真円度を造り込み、従来のサイジング
処理の加工歪を、極力押さえ込むことが有利である。

しかし、前述の特開昭５９−１９３７１５号公報に示さ
れるように、真円度や曲りなどの寸法精度を満足させる
ためのサイジング処理を、溶接部の温度が、２００℃〜
Ａｒｌ変態点の間となる温度で実施すると、溶接部近傍
の母材の強度が比較的低いので、サイジングの圧縮歪が
溶接部のみに集中することが避けられ、したがって溶接
部の靭性劣化が大幅に減少すると共に、寸法精度をも確
保できることが述べられている。

また、発明者らの研究結果から、次の２点が問題となる
ことが明らかになった。即ち第４図に示すように、４５
０℃以下で加工歪を与えると靭性が急激に劣化する。又
第５図に示すように、４５０℃以上のような高温で、同
方向に圧縮歪を与えると圧縮歪が局部的に集中し、所望
の真円度を得ることができない。

第５図（ａ）のρは鋼管の曲率、Ｗはシーム部からの角
度、１１はサイジング前の鋼管、１２はサイジング後の
鋼管、（ｂ）のΔｈ／ｈは増肉／鋼管の板厚、１０はサ
イジングの絞り小、２０はサイジングの絞り大を示す。

本発明はこれらの問題点を解決し、所望の真円度および
真直度を得て、しかも靭性劣化を極力押えることを目的
としている。

（問題点を解決するための手段） 前述のように、溶接部の靭性を劣化させずに、電縫鋼管
の製造を行なうためには、常温近傍でサイジング処理を
することを避けることが最も重要である。そのためには
シーム部の熱処理によって起こる形状変化を、ある程度
温度の高いうちに矯正してやることが必要である。

しかし、この場合、周方向に圧縮歪を与えて、サイジン
グ処理をする方法では充分な矯正ができない。そこで曲
げを主体とする形状の修正方法が必要になる。その具体
的な方法について述べる。

すなわち、シーム熱処理後の鋼管の断面形状は、模式的
には第６図のようになり、接合部近傍が尖った形状（ピ
ーキング）になる。これをＡ、Ａ’の方向から力を付与
すると、鋼管の側面はＢ、Ｂ’の方向に逃げ、接合部７
の矯正は充分にできない。

したがって鋼管のパイプの下面および側面を拘束して、
接合部７の部分を曲げ戻してやる必要がある。

したがって２０一ル方式であれば、下ロールの孔型は鋼
管の曲率と略等しくし、上ロールは鋼管の曲率よりも大
きな曲率を持った孔型ロールで矯正すれば効果的である
。第７図はその効果を示したものである。縦軸は鋼管の
曲率の最大と最小の差を表わし、Δρが零が真円度が良
好なことを示ｊｏまた、横軸は押込み量を表わし、パラ
メータαは上ロールのロール孔型曲率と鋼管の曲率との
比を示した。

第７図（ａ）のＲＰは鋼管の半径、ＲＲｌは上ロールカ
リバーの曲率半径、　ＲＲ，は下ロールカリバーの曲率
半径、（ｂ）Δρは曲率の最大と最小の差、δは押込み
量、αは（鋼管半径／上ロールのカリバーの曲率半径）
である。

また、形状修正を与えるシーム部の温度の下限は第４図
より、加工歪を与えると靭性劣化が着るしくなる４５０
℃程度と考えられ、また、温間で加工歪を与えても冷却
によって、形状変化を伴なわない温度および生産ライン
の設備制約などから、上限温度は６００℃程度が最適で
ある。

（実施例） 本発明の実施例として、そのレイアウトを第１図に示し
た。すなわち、帯鋼１をロール成形機２で連続的に成形
し、接合部をスクイズスタンド４で拘束して、溶接機３
で連続的に溶接する。その後接合部を高周波加熱装置５
Ａおよび５Ｂで、シーム部を熱処理した直後、シーム部
の温度が４５０〜６００℃で曲げを主体とした形状矯正
機９により実施し、所望の真円度を造り込むことができ
る。

具体的には第１表に示した成分系の帯鋼を、本発明の第
１図で示した造管法と形状矯正機９のない従来造管法と
で製造し、外径１７７．８ｇ１１ｍ、肉厚９．４１１１
１の電縫管を製造した。このようにして得られた電縫鋼
管の溶接部から、シャルピー衝撃試験片を切り出して、
溶接部の破面遷移温度および一４５℃における衝撃エネ
ルギー吸収値とを測定し、その結果を第２表に示した。

尚、シャルピー衝撃試験片の採取位置は、第２図に示す
ような位置とし、試験片のノツチは電縫鋼管８の溶接部
７のセンタ一部分に設けた。また、従来法でのサイジン
グミルの絞り率は極力小さく押えた。

第２表に示される結果からも、本発明の電縫鋼管製造法
によれば、従来法によるものに比して溶接部靭性の著し
く優れた製品が得られることが明白である。また、真円
度も両者にあまり差を認められなかった。

第１表 第２表 （発明の効果） この発明によれば、溶接部靭性の極めて良好で、寸法精
度も優れた電縫鋼管を作業性良く、低コストで製造する
ことができるなど、工業上有用な効果をもたらすもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で、熱処理装置５Ａ。 ５Ｂの直後に形状矯正用のスタンドを設置した説明図、
第２図はシャルピー衝撃試験片採取位置を示す模式図、
第３図は従来の電縫鋼管製造ラインの説明図、第４図は
加工温度と一６０℃における衝撃エネルギー吸収値の図
表、第５図（ａ）は局方向に圧縮歪を伴う温間サイジン
グ前後の鋼管の周方向の曲率分布の図表、（ｂ）はその
時の鋼管の周方向の板厚変化量の図０表、第６図はシー
ム熱処理後の鋼管形状の模式図、第７図（ａ）は曲げを
主体とする形状修正方法のスロール方式の模式図、（ｂ
）はその矯正効果の図表である。 １・・・帯鋼　　　　　　２・・・ロール成形機３・・
・溶接機　　　　　４・・・スクイズスタンド５Ａ・・
・シーム熱処理　　５Ｂ・・・シームテンパー９・・・
形状矯正機　　　　６・・・サイジングミル８・・・電
縫鋼管　　　　　７・・・溶接部第１図 第２図 第３図 第４図 逼Ｌ（て］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続的に溶接された鋼管の接合部を、高周波誘導加熱装
   置で連続的に熱処理する工程を含む電縫鋼管の製造方法
   において、前記熱処理の後方で、シーム部の温度が４５
   ０〜６００℃の範囲内で、曲げ変形を主とする形状矯正
   を行なうことを特徴とする溶接部靭性の優れた電縫鋼管
   の製造方法。