JP2636322B2 - 突起付き電縫鋼管の製造方法 - Google Patents

突起付き電縫鋼管の製造方法

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、両側縁に突起のついた突起付き熱延コイル
を使用して行う突起付き電縫鋼管の製造方法に関する。
[従来技術] 従来、突起付き鋼管の多くは、スパイラル方式により
製造されていたが、この方式では溶接速度が遅く生産性
が低いばかりでなく、小径サイズあるいは、管厚の薄い
管の製造は困難であった。このため、小径サイズあるい
は、管厚の薄い管を電縫鋼管の製造法で行うことが考え
られている。溶接面からみると、連続的に溶接を行うた
めには、溶接部の板厚が均等であることが好ましい。し
かしながら、突起付き熱延コイルは突起が断続的にある
ため、溶接部の板厚が変動し、現状の電縫鋼管の製造方
法では溶接が困難である。そこで、溶接部の板厚変動を
なくして行う方法が開発されている。その一つは、縞鋼
板素材を2組のピンチロールで挟んで、水平かつ、張力
のかけられた状態に保持しておいて、2組のピンチロー
ルの間において縞鋼板の両側縁を平坦に連続加工し、そ
の後、造管してから平坦加工部分において溶接するもの
であり(特開昭54−133468参照)、他の一つは熱間圧延
によって縞鋼板を製造する際に、被圧延材の巾より狭い
巾の縞目部を有し、かつその縞目部の両側にフリット部
を備えるロールによって両側縁が平坦な縞鋼板を圧延す
る鋼管素材用縞目付き鋼板の製造方法(特開昭54−5046
4)がある。
[発明が解決しようとする課題] 縞鋼板の両側縁を平坦に加工するものは、ピンチロー
ルと平坦加工設備を製造ラインに設けねばならず、また
平坦加工のため造管速度を低くしなければならないか
ら、設備コストが高くなり、生産性が上がらないという
問題がある。縞目部とフラット部を有する特殊ロールを
使用して鋼管素材を製造するものは、製造する電縫管の
サイズ毎にロールを保有しなければならず、鋼管素材コ
ストが高くなるという問題がある。
[課題を解決するための手段] 本発明は、以上の問題を解決しようとするもので、両
側縁に連続した平坦部の無い突起付き熱延コイルを使用
し、外径200mmφ以上の電縫管に電縫溶接するにあたっ
て、突起付き部分のヒート係数が1.4〜3.5に、かつ呼称
板厚部分のヒート係数が2.5〜4.5の範囲に入るように溶
接入熱を制御して溶接することを特徴とする突起付き電
縫鋼管の製造方法である。但し、ヒート係数=(溶接投
入電力)/(溶接速度×板厚)[(KV・A・min/m2)×
103]であり、以下、ヒート係数の定義と単位はこれと
同様とする。
[作用] 両側縁に連続した平坦部の無い突起付き熱延コイルを
使用し、外径200mmφ以上の電縫鋼管に電縫溶接するに
あたって、突起付き部分と呼称板厚部分(突起無しの部
分)について、定めるヒート係数範囲に入るように溶接
入熱を制御して溶接を行うことにより、溶接部の溶着不
良や溶け落ちがなくなる。突起付き部分のヒート係数を
1.4〜3.5としたのは、1.4未満であると溶接部の溶着不
良が発生し、3.5を越えると溶接部に溶け落ちが発生す
るからである。また、呼称板厚部分のヒート係数を2.5
〜4.5としたのは、2.5未満であると溶接部の溶着不良が
発生し、4.5を越えると溶接部に溶け落ちが発生するか
らである。
〔実施例〕
本発明の実施例について以下に説明する。突起付き電
縫鋼管の製造工程を、突起付き熱延コイルから不用な端
材を切断によって除去し、管素材を得る縁処理工程、管
素材を管に成形する成形工程および、溶接工程に分け、
以下に説明してゆく。
〈縁処理工程〉 通常、ロータリーシャーで熱延コイルの縁処理を行う
ときは、第5図に示すように、シェアダレが上向きにな
るようにローリーナイフ1で切断している。しかしなが
ら、管の内面側に突起を有する電縫管を製造する場合に
は、突起側7が上にくるため、切断を行うと切断線8の
ようになり、そのため第6図に示すように刃で突起を圧
延することになり、コイルエッジに波打ち9が発生す
る。波打ち9が発生すると、溶接品質が低下するばかり
でなく、溶接後の外観形状が悪くなるという難点があ
る。そこで、第7図に示すようにシェアダレが下向きに
なるようにローリーナイフ1の刃を組むことにより、コ
イルエッジの突起が圧延されることを防ぎ、コイルエッ
ジの波打ちの発生を防止する。ただし、管の外側面に突
起を有する電縫管を製造する場合は、第5図に示すよう
に通常の刃組で縁処理を行い、コイルエッジの波打ちの
発生を防止すればよい。図において2は熱延コイルであ
る。
エッジミーリングで縁処理を行えば、コイルエッジの
波打ちが発生しないので、エッジミーリングが使用可能
の場合は、エッジミーリングを使用した方がよい。ま
た、ロータリーシャーで刃組が不可能な場合は、シュア
ダレあるいは、波打ちの発生した縁をエッジミーリング
により除去すればよい。
〈成形工程〉 通常、コイルを成形する場合は、コイルエッジの成形
およびピンチ力を得るため、ブレークダウンスタンドの
トップロールおよび、ボトムロール間ギャップをコイル
の板厚に設定している。しかし、突起を有する熱延コイ
ルの場合には、突起部に圧延力が集中するため、突起は
極めて圧延され易い。そこで、突起が圧延されるのを防
止するため、ブレークダウンスタンドのトップロールと
ボトムロール間ギャップを “板厚+突起高さ+0.2〜1.0mm" に設定し、ピンチ力を得るぎりぎりの状態で熱延コイル
のトップをフィンパススタンドに噛み込むまで挿入し、
その後、ギャップを “板厚+突起高さ+1mm" 以上にすることにより突起の圧延を防止する。
〈溶接工程〉 製造に供した熱延コイルの突起形状は、第1図に示す
ようなチェッカータイプと第2図(a)、(b)、
(c)に示すようなウエーブタイプの2種類を使用し
た。第1図において(a)図はチェッカータイプの突起
を有する鋼板の平面図である。(b)図は(a)図のA
−A線断面図である。ここにおいて3は突起、2は熱延
コイルを示している。第2図においては(a)図はウエ
ーブタイプの突起を有する鋼板の突起配置4を示してい
る。(b)図はその要部拡大図である。(c)は(b)
図のB−B線断面図である。ここにおいて3は突起、2
は熱延コイルを示している。そして第1表に示す寸法の
熱延コイルを第2表に示す入熱条件で溶接を行った。溶
接に際しては、突起が付いているため、板厚違いの溶接
と等板厚の溶接が連続的に繰り返すことになるが、突起
付き部分でヒート係数が1.4〜3.5、呼称板厚部分でヒー
ト係数が2.5〜4.5になるように溶接入熱を制御すること
により、溶接部の溶着不良および、溶け落ちのない溶接
部が得られることが確認された。そして、第3図
(a)、(b)は板厚と突起高さの比の最も大きな 14″×4.5(外径×肉厚) のパイプの溶接部断面を顕微鏡検査で5倍に拡大した場
合の模式図であり、(a)図は呼称板厚部の場合であ
り、(b)図は突起付き部の場合を示す。その結果から
明らかなように、溶接ビードが厚さ全長にわたりきちん
と形成されていることが分かった。また、3tRのガイド
ベンドテストの結果、いずれのサイズでも割れの発生は
認められず、溶接品質に問題がないことが確認された。
板厚と突起高さの比の最も大きな 14″×4.5(外径×肉厚) のパイプについて、縁処理後の溶接部の凹凸の測定結果
を示したものが第3表で、扁平試験の結果を示したもの
が第4図である。各グラフの下部に記載した(a)〜
(d)の符号は、第3表に示した縁処理の種類の符号の
(a)〜(d)に対応するものである。これらの結果に
より、縁処理(b),(c),(d)を施したものは、
扁平試験結果が全てJIS規格を満足していることが分か
る。
本発明の方法により製造した内面突起付き電縫管を母
管として、ロールフォーミングにより内面突起付き電縫
角形鋼管を製造し、その寸法測定結果を示したものが第
4表である。この表より角形鋼管としてJIS規格をほぼ
満足し、内面突起付き電縫角形鋼管が製造できることが
確認された。
[発明の効果] 本発明は、両側縁に連続した平坦部を設けない突起付
き熱延コイルを使用し、外径200mmφ以上の電縫鋼管に
電縫溶接するにあたって、突起付き部分と呼称板部分に
ついて定めるヒート係数範囲に入るように溶接入熱を制
御して溶接を行うことにより、突起付き電縫鋼管を製造
するものであるから、平坦加工設備を必要とせず、溶接
品質の良好な溶接部を突起付き電縫鋼管を製造すること
ができる。従って、設備コストおよび、鋼管素材コスト
を安価にでき、また、生産性を低下しなくてすむという
効果が得られる。また、本発明の方法で製造された突起
付き電縫鋼管を母管として突起付き角形鋼管を製造でき
るというメリットが確認された。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の製造方法による突起付き電縫管の製造
に使用したチェッカータイプの突起を有する鋼板を示す
図、第2図は本発明の製造方法による突起付き電縫管の
製造に使用したウエーブタイプの突起に有する鋼板を示
す図、第3図は本発明の方法によって製造した突起付き
電縫管の溶接部断面を示す図、第4図は各種縁処理方法
と溶接方法の組合せにより製造した突起付き電縫管の扁
平試験結果を示すグラフ、第5図はロータリーシャーに
よる通常の切断を示す図、第6図は通常の切断によって
突起部が圧延されて波打ちが発生した状況を示す図、第
7図はロータリーシャーの刃の配置替えにより波打ちを
防止する切断を示す図である。 2……熱延コイル、3……突起、4……突起配置、5…
…溶接ビード、6……溶接ボンド、7……突起側、8…
…切断線、9……切断後の波打ち。
フロントページの続き (72)発明者 小島 眞二 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 松村 弘道 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 審査官 坂本 薫昭 (56)参考文献 特開 昭55−27437(JP,A) 特開 昭60−56418(JP,A) 特公 昭61−57087(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】両側縁に連続した平坦部の無い突起付き熱
    延コイルを使用し、外径200mmφ以上の電縫管に電縫溶
    接するにあたって、突起付き部分にヒート係数が1.4〜
    3.5に、かつ呼称板厚部分のヒート係数が2.5〜4.5の範
    囲に入るように溶接入熱を制御して溶接することを特徴
    とする突起付き電縫鋼管の製造方法である。但し、ヒー
    ト係数=(溶接投入電力)/(溶接速度×板厚)[(KV
    ・A・min/m2)×103
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