JP2015136703A - 鋼管の拡管機 - Google Patents
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Abstract
【課題】キーの取付け部の欠損や連結ボルトの破損を起こすことなしに鋼管の拡管を行うことができる拡管機を提案する。
【解決手段】
胴体表面にテーパを有する円錐状のコーン1と、該コーン1の胴体表面に摺動可能に保持され、かつ、該コーンの周りに沿って配列された複数のセグメント2と、該セグメント2にそれぞれ固定、保持され、鋼管の内面に当接可能な加工面を有するダイス3とを備え、該コーン1を軸方向に沿って移動させることにより該セグメント2および該ダイス3を径方向外側へ向け押し広げて鋼管の拡管を行う鋼管の拡管機において、該セグメント2の少なくとも1つについては、曲面は複数の平面から構成された摺動面を有するもので構成し、該コーン1の胴体表面に、該セグメント2の摺動面に合わさる曲面または複数の平面を設ける。
【選択図】図1
【解決手段】
胴体表面にテーパを有する円錐状のコーン1と、該コーン1の胴体表面に摺動可能に保持され、かつ、該コーンの周りに沿って配列された複数のセグメント2と、該セグメント2にそれぞれ固定、保持され、鋼管の内面に当接可能な加工面を有するダイス3とを備え、該コーン1を軸方向に沿って移動させることにより該セグメント2および該ダイス3を径方向外側へ向け押し広げて鋼管の拡管を行う鋼管の拡管機において、該セグメント2の少なくとも1つについては、曲面は複数の平面から構成された摺動面を有するもので構成し、該コーン1の胴体表面に、該セグメント2の摺動面に合わさる曲面または複数の平面を設ける。
【選択図】図1
Description
本発明は、鋼管の拡管機に関するものである。
ラインパイプ等に使用される大径、かつ肉厚の鋼管を製造する技術としては、所定の長さ、幅、板厚を有する板材をU字状にプレス成形し、次いで、O字状プレス成形してオープン管としたのち、その端部に形成されたギャップ(開放部)を溶接(仮付け溶接、内面溶接、外面溶接)によって突き合わせ接合し、さらに、拡管機を用いて拡管することによって製品鋼管に仕上げる、いわゆるUOE成形技術が広く普及している。
ここに、上記オープン管とは、板材を円筒状にプレス成形して互いに向かい合う幅端面の相互間にギャップが形成されている管体、すなわち、幅端面が溶接されていない状態の管体をいうものとする。
上記のUOE成形技術における拡管工程は、溶接後の鋼管の径を約1%程度拡大しこれによって溶接部の歪みを除去するとともに真円度(真円度は、真円度とは、鋼管の断面形状がどれだけ円に近いかを表す指標であり、例えば、製造された鋼管の任意の管長位置で管を周方向に12等分あるいは24等分して対向する位置での外直径を測定し、それらのうちの最大径と最小径をそれぞれDmax、Dminとした場合に、真円度=Dmax−Dminで定義される。真円度が0に近いほど、鋼管の断面形状が完全な円に近い形状であることを示す)を高めて品質の改善を図るのに重要な工程であって、通常は、図2に示すように、胴体表面にテーパを有する円錐状のコーン1と、このコーン1の胴体表面に摺動可能に保持され、かつ、該コーン1の周りに沿って配列された複数のセグメント2(符号2については、図3参照)と、これらセグメント2にそれぞれ固定、保持され、鋼管の内面に当接可能な円弧状の加工面を有するダイス3とを備えたもので構成されている。そして、コーン1につながるプルロッド4をブーム5に沿って引っ張り、セグメント2をコーン1のテーパ面に沿って摺動させて図3に示す如くダイス2の径を拡大することによって溶接後の鋼管Sの内面を押し広げるようにしている。
ところで、従来の拡管機では、以下に述べるような不具合があり、未だ改善の余地が残されている。
すなわち、ダイス3とこのダイス3を保持するセグメント2は、その要部断面を図4に示すように、コーン1の溝部(キー溝)6に嵌め込まれたキー7に連結ボルト8を介して接続されており、該キー7を溝部6に沿ってスライドさせ、セグメント2をダイス3とともにコーン1の胴体表面(通常は、平坦な面で形成されている)で摺動させることによってダイス3の外径を拡大しているが、セグメント2が摺動する面は通常は平坦な面になっているのが普通であり、しかも、拡管すべき鋼管の溶接部近傍域は、Oプレス成形時において十分な変形が進行していないことから、その部位を、円弧状の加工面を有するダイス3で押し広げる場合に、該ダイス3は不均衡な接触となり(ダイス3が片当たりする)、セグメント2にはそれを幅方向(図4のX方向)に移動させる向きの力、すなわち、セグメント2の、摺動する向きに交差する向きに移動させるような横向きの力が作用し、これにより、キー7の取り付け部分の欠損、連結ボルト8の破損を引き起こす不具合があった。
鋼管の拡管に係わる先行技術として、例えば、特許文献1には、拡管ダイスを構成する各ダイス・セグメントを結晶性熱可塑性樹脂で成形した鋼管拡管機用拡管ダイスが開示されており、また、特許文献2には、ダイスを、コーンの外面側に配置されるテーパセグメントとこのテーパセグメント上での位置が変更可能で、かつ、拡管の際、鋼管の内面側に接するアウターセグメントからなる2層構造で構成し、テーパセグメントでアウターセグメントを取付ける面を略コーンの傾斜面に沿って傾斜させた拡管装置が開示されているものの、これらの文献に開示された技術は、拡管時の面圧に起因したダイス・マークの発生防止あるいは適用範囲の拡大を図ることを主目的とするものであって、上記のような不具合を解消するための具体的手段については何も触れられていない。
本発明の目的は、キーの取り付け部分の欠損や連結ボルトの破損等の不具合を起こすことなしに鋼管の拡管を行うことができる鋼管の拡管機を提案するところにある。
本発明は、胴体表面にテーパを有する円錐状のコーンと、該コーンの胴体表面に摺動可能に保持され、かつ、該コーンの周りに沿って配列された複数のセグメントと、該セグメントにそれぞれ固定、保持され、鋼管の内面に当接可能な加工面を有するダイスとを備え、該コーンを軸方向に沿って移動させることにより該セグメントおよび該ダイスを径方向外側へ押し広げて鋼管の拡管を行う鋼管の拡管機であって、前記セグメントの少なくとも1つについては、曲面または複数の平面から構成された摺動面を備え、該コーンの胴体表面に、該少なくとも1つのセグメントに合わさる曲面または複数の平面を設けたことを特徴とする鋼管の拡管機である。
上記の構成からなる拡管機においては、セグメントの曲面を凹状の曲面で構成し、コーンの曲面を、該凹状の曲面に適合する凸状の曲面で構成するのが好ましい。
上記の構成からなる本発明の鋼管の拡管機によれば、セグメントの少なくとも1つについては、曲面または複数の平面から構成された摺動面を備えたものとし、該コーンの胴体表面に、該少なくとも1つのセグメントに合わさる曲面または複数の平面を設けるようにしたため、鋼管を径方向に拡大するときに、ダイスに不均衡な力が作用しても、平面同士あるいは曲面同士が相互に当接するため、該セグメントがその幅方向に向けて移動するのを抑制することが可能となり、キーの取り付け部が欠損したり、連結ボルトが破損するのを回避することができる。
また、本発明の鋼管の拡管機によれば、セグメントに形成された曲面を凹状の曲面で構成し、コーンの胴体表面に成形された曲面を該凹状の曲面に適合する凸状の曲面で構成するようにしたため、ダイスの径を拡縮するべく、コーンをその軸方向に沿って移動させるとき、セグメントはコーンの胴体表面でスムーズに摺動することになる。
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図1は、本発明に従う拡管機の実施の形態をその要部の断面について模式的に示した図である。なお、拡管機の全体構成については、基本的には上掲図2と同様の構成からなるものであって、ここでは、拡管機の全体構成については図示しない。また、同一構成部材については、図2〜4と同じ符号にて表示する。
図1は、本発明に従う拡管機の実施の形態をその要部の断面について模式的に示した図である。なお、拡管機の全体構成については、基本的には上掲図2と同様の構成からなるものであって、ここでは、拡管機の全体構成については図示しない。また、同一構成部材については、図2〜4と同じ符号にて表示する。
本発明に従う拡管機は、図1に示すように、コーン1の周りに沿って配列された複数のセグメント2のうちの少なくとも1つについては、該コーン1の周りに沿う向きに湾曲した曲面から構成された摺動面2aを備えており、また、コーン1の胴体表面には、セグメント2の摺動面2aに合わさる曲面1aが形成されている。かかる構成からなる拡管機は、鋼管Sの拡管の際に、片当たりによりダイス3に不均衡な力が作用した場合に、セグメント2の摺動面2aとコーン1の胴体表面に形成された曲面1aが相互に当接することになり、セグメント2の幅方向への移動は阻止される。摺動面2aに形成された曲面およびコーン1の胴体表面に設けられた曲面1aは、基本的には、単一の半径を有する曲面で構成することができるが、異なる半径を有する複数の曲面を組み合せることも可能である。
セグメント2の摺動面2aを凹状の曲面で構成し、コーン1の胴体表面の曲面1aを凸状の曲面で構成すると、コーン1は、円形の断面をもった部材を適用することができるため、コーン1の加工が容易となる。また、セグメント2の摺動面2aに形成された曲面とコーン1の胴体表面に形成された曲面1aを、同心で、かつ、該曲面同士が相互に当接可能な半径に設定することにより、セグメント2の、コーン1の胴体表面での「がたつき」が軽減される。
Oプレス成形時において板材に対して十分な変形を与えることができない溶接部近傍域は、溶接部を挟んだ両側2個所に存在することになるので、コーン1の胴体表面に形成された曲面1aと、この曲面1aに合わさる摺動面2aを備えたセグメント2は、その箇所に対応させるべく、2つ設けるのが好ましいが、図1に示すように全てのセグメント2に設けてもかまわない。
本発明の拡管機は、ダイス3を、セグメント2にて固定、保持する2層構造のものを適用することができる他に、セグメント2と、ダイス3とを一体化した図5に示すような単層構造からなるダイスを用いることも可能であり、この場合、その部材の内面に摺動面が形成されることになる。
図6は、セグメント2の摺動面2aを複数の平面2a1〜2a4で構成し、コーン1の胴体表面に該平面2a1〜2a4に合わさる複数の平面1b〜1eを設けた本発明に従う拡管機のさらに他の例を示した図である。
摺動面2aをその幅方向に沿い複数の平面2a1〜2a4で構成するに当たっては、それらの平面の少なくとも2つ、例えば、セグメント2の幅端部に位置する平面2a1、2a4については、セグメント2の幅方向に沿う向きで互いに逆向きの角度(水平面に対する角度)θ、θ1を付与しておくことができ、これによりダイス3に不均衡な力が作用しセグメント2がダイス3とともにその幅方向へ移動しようとしても、平面2a1、2a4がコーン1の胴体表面に設けられた平面1b、1eに当接することとなり、セグメント2の移動は阻止されることになる。なお、ここで示した例では、平面2a1、2a4、平面1b、1eに角度を付与してセグメント2の幅方向への移動を抑制するようにしたが、本発明の拡管機は、図示のものに限定されることはなく、例えば、当接部位が2個所ある場合、一方は曲面同士で当接させ、他方は平面同士で当接させる等、種々の形態に変更することが可能であり、また、その角度θ、θ1についても任意に変更し得る。
上掲図1に示した如き構成になる本発明に従う拡管機を使用して鋼管の拡管を行った場合と、図4に示した如き構成になる従来の拡管機とを使用して鋼管の拡管を行った場合について、連結ボルトの破損回数を比較、調査したところ、従来の拡管機は、3日間で8回であったのに対して、本発明に従う拡管機では、連結ボルトの破損は皆無であり、しかもキーの取付け部における欠損も見られないこと確認された。
本発明によれば、鋼管の内面を押し広げる拡管に際して、セグメントの幅方向における移動を阻止することができるため、キーの取付け部分の欠損や連結ボルトの破損等を回避することが可能であり、拡管機の操業安定性向上に寄与する。
1 円錐状のコーン
1a 曲面
1b〜1e 平面
2 セグメント
2a 摺動面
3 ダイス
4 プルロッド
5 ブーム
6 溝部
7 キー
8 連結ボルト
1a 曲面
1b〜1e 平面
2 セグメント
2a 摺動面
3 ダイス
4 プルロッド
5 ブーム
6 溝部
7 キー
8 連結ボルト
Claims (2)
- 胴体表面にテーパを有する円錐状のコーンと、該コーンの胴体表面に摺動可能に保持され、かつ、該コーンの周りに沿って配列された複数のセグメントと、該セグメントにそれぞれ固定、保持され、鋼管の内面に当接可能な加工面を有するダイスとを備え、該コーンを軸方向に沿って移動させることにより該セグメントおよび該ダイスを径方向外側へ押し広げて鋼管の拡管を行う鋼管の拡管機であって、
前記セグメントの少なくとも1つについては、曲面または複数の平面から構成された摺動面を備え、該コーンの胴体表面に、該少なくとも1つのセグメントに合わさる曲面または複数の平面を設けたことを特徴とする鋼管の拡管機。 - 前記セグメントの曲面は凹状の曲面であり、前記コーンの曲面は該凹状の曲面に適合する凸状の曲面であることを特徴とする請求項1に記載した鋼管の拡管機。
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JP2014008240A JP2015136703A (ja) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | 鋼管の拡管機 |
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---|---|---|---|---|
CN107597889A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-01-19 | 西安长峰机电研究所 | 一种半封闭结构薄壁筒体热校形装置 |
CN110153299A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-08-23 | 烟台豪德博尔机械设备有限公司 | 钢管承插口成型机 |
KR102438796B1 (ko) * | 2021-09-13 | 2022-08-31 | (주)금강 | 피가공물을 균일하게 확장시키는 다방향 실린더 및, 이를 이용한 파이프 확관 방법 |
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-
2014
- 2014-01-21 JP JP2014008240A patent/JP2015136703A/ja active Pending
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