JP2871532B2 - Manufacturing method of UO steel pipe - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、比較的大径のストレ
ートシーム溶接管を製造する所謂ＵＯＥ成形方式による
ＵＯ鋼管の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a UO steel pipe by a so-called UOE forming method for manufacturing a straight seam welded pipe having a relatively large diameter.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ＵＯＥ製管法は、一般に、端面研削され
た板の両端をプレスで曲げる端曲げ工程−板をＵプレス
によりＵ字状に曲げるＵプレス工程−Ｕ字形に成形され
た板をＯプレスによりＯ字状（オープンシーム管）に成
形するＯプレス工程−オープンシーム管を仮付け溶接し
た後、シーム部に内面溶接および外面溶接を施す溶接工
程−高い寸法精度および最適な機械的性質を得るためエ
キスパンダにより管径を若干拡大する拡管工程−水圧を
かけて鋼管の耐圧性を試験する水圧試験工程−成品の寸
法等を検査する検査工程などから構成されている。な
お、エキスパンダには、水圧エキスパンダやメカニカル
エキスパンダがあるが、最近では、拡管能率や寸法精度
の良いメカニカルエキスパンダが採用されている。2. Description of the Related Art In general, a UOE pipe method is an end bending step in which both ends of a plate whose end faces are ground are pressed by a press, a U press step in which the plate is bent into a U shape by a U press, and a U-shaped plate. O-press process for forming into an O-shape (open seam tube) by O-press-Welding process where the open seam tube is tack-welded and then the inner surface and outer surface are welded to the seam-High dimensional accuracy and optimal mechanical properties The process consists of a pipe expansion step of slightly expanding the pipe diameter by an expander, a hydraulic pressure test step of applying pressure to test the pressure resistance of the steel pipe, and an inspection step of inspecting the dimensions of the product. The expander includes a hydraulic expander and a mechanical expander, but recently, a mechanical expander having good tube expansion efficiency and dimensional accuracy has been adopted.

【０００３】このような各工程のうち、Ｏプレス１は、
１つのダイセットで各種サイズを成形できるように、図
５（ａ），（ｂ）に示すように、上ダイブロック２Ａと
下ダイブロック２Ｂからなるマスターダイに、所定厚さ
の例えば３層のインサートダイ（インサートライナー）
２Ｃを組み合わせて装着することにより、ダイ内径ｄを
調整することが行われている。通常、インサートダイ２
Ｃの厚さは、一定の厚さで、例えば２inchである。従っ
て、ＵＯ鋼管の製造可能外径は、このようなＯプレス工
具２のダイ内径ｄにより規制され、通常は２inchピッチ
の段階的なサイズとなる。[0003] Of these steps, the O-press 1
As shown in FIGS. 5A and 5B, a master die including an upper die block 2A and a lower die block 2B is provided with a predetermined thickness of, for example, three layers so that various sizes can be formed by one die set. Insert die (insert liner)
Adjustment of the die inner diameter d is performed by combining and mounting 2C. Normally, insert die 2
The thickness of C is a constant thickness, for example, 2 inches. Therefore, the manufacturable outer diameter of the UO steel pipe is regulated by the die inner diameter d of the O press tool 2, and usually has a step size of 2 inch pitch.

【０００４】しかしながら、実際には、段階的な一般サ
イズ以外のサイズ、即ち中間サイズを受注することがあ
る。このような中間サイズを製造する場合、その中間サ
イズに対応した内径のインサートダイを新たに購入する
ことで対応できるが、インサートダイは高価であり、少
量の中間サイズ生産のために高価なダイ工具を購入する
ことは、コストアップにつながるため、安価に中間サイ
ズを製造する方法が要望されている。[0004] However, in practice, orders may be received for sizes other than the stepwise general size, that is, intermediate sizes. When manufacturing such an intermediate size, it can be dealt with by newly purchasing an insert die having an inside diameter corresponding to the intermediate size, but the insert die is expensive, and an expensive die tool for producing a small amount of intermediate size. Purchasing the product leads to an increase in cost. Therefore, there is a demand for a method of manufacturing an intermediate size at low cost.

【０００５】そのため、従来においては、現状のＯプレ
ス工具を用いて中間サイズを製造する方法が提案されて
いる。これは、最終製品外径Ｄ_k ，Ｄ_k+1 の一般サイズ
に対してその中間外径Ｄ_m （Ｄ_k ＜Ｄ_m ＜Ｄ_k+1 ）の中
間サイズを受注した場合、図５（Ｃ）に示すように、そ
の１サイズ小さい一般サイズＤ_k に対応したダイ内径ｄ
_k のＯプレス工具２_k （上ダイブロック２Ａ・下ダイブ
ロック２Ｂあるいはインサートダイ２Ｃ）を使用し、プ
レス最下降時における上ダイブロック２Ａと下ダイブロ
ック２Ｂとの間隔Ｌを大きくとることにより（Ｌ＞
Ｌ₀ ：一般サイズでも間隔が開けられ、最小の間隔Ｌ₀
で真円となるように設計されている) 、Ｏプレス後の管
縦径、即ち管周長を大きくし、中間サイズのオープンシ
ーム管外径Ｄ_Omに対応した管周長を得ている。後工程の
エキスパンダでは、通常通りの拡管率で、中間サイズの
最終製品外径Ｄ_m が得られる。[0005] For this reason, a method for producing an intermediate size using a current O-press tool has been proposed. This is because when an intermediate size of an intermediate outer diameter D _m (D _k <D _m <D _{k + 1} ) is received for a general size of the final product outer diameters D _k and D _{k + 1} , FIG. ), The die inner diameter d corresponding to the one-size smaller general size D _{k
By using} an O-press tool 2 _k (upper die block 2A, lower die block 2B or insert die 2C), and increasing the distance L between the upper die block 2A and the lower die block 2B at the time of the lowest press ( L>
L ₀ : The interval can be opened even in the general size, and the minimum interval L ₀
The length of the pipe after the O-press, that is, the pipe circumference, is increased to obtain a pipe circumference corresponding to the outer diameter D _Om of the middle-sized open seam pipe. The expander in a subsequent step, in the tube expansion rate of the usual final product outside diameter D _m of the intermediate size is obtained.

【０００６】しかし、このような方法でも、上ダイブロ
ック２Ａと下ダイブロック２Ｂとの間隔が大きくなるた
め、特に薄肉鋼管（肉厚９．５ｍｍ以下）において、Ｏ
プレス内での絞り加工により、図５（ｄ）に示すよう
に、上下ダイブロック間でオープンシーム管Ｐ_Omに座屈
が生じ、この膨出部分が後工程での拡管によっても矯正
不可能となり、真円度不良などの形状を損なう恐れがあ
った。However, even in such a method, since the distance between the upper die block 2A and the lower die block 2B becomes large, especially in a thin steel pipe (thickness of 9.5 mm or less), the O.D.
Due to drawing in the press, as shown in FIG. 5D, buckling occurs in the open seam pipe P _Om between the upper and lower die blocks, and the bulged portion cannot be corrected even by expansion in a later step. However, there is a fear that the shape such as poor roundness is impaired.

【０００７】これを解消する方法としては、特開昭５８
−４１６１９号公報に記載されているＯ管の成形方法が
提案されている。これは、図６（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、上ダイブロック２Ａと下ダイブロック２Ｂとのギ
ャップ間に座屈防止ストッパー板５０を介装し、この座
屈防止ストッパー板５０によりプレス時におけるギャッ
プ内への鋼板の膨出・座屈を防止している。座屈防止ス
トッパー板５０は、キー５１とキー溝５２で、あるいは
ボルトとボルト孔で、一方のダイブロック２Ｂに固定し
ている。As a method for solving this problem, Japanese Patent Laid-Open No.
A method for forming an O tube described in U.S. Pat. 6A and 6B, a buckling prevention stopper plate 50 is interposed between the gap between the upper die block 2A and the lower die block 2B, and the buckling prevention stopper plate 50 This prevents swelling and buckling of the steel sheet into the gap during pressing. The buckling prevention stopper plate 50 is fixed to one die block 2B with a key 51 and a key groove 52 or with a bolt and a bolt hole.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前述したＯプレス１に
おいては、長さが例えば１８ｍのＵＯ鋼管を製造できる
ように、図６（Ｃ），（ｄ）に示すように、約３ｍの長
さのダイブロック２Ａ・２Ｂあるいはインサートダイ２
Ｃを６個並べて使用しており、従来技術のように座屈防
止ストッパー板５０を取付けるとなると、Ｏプレスに対
して、座屈防止ストッパー板５０を例えば２〔枚／１ダ
イ〕×６〔ダイ〕取付けることになり、サイズ替えにお
ける段取替時に作業性が悪化する。また、座屈防止スト
ッパー板５０を載せた状態では重量も重くなり、ダイブ
ロック内に外径調整用のインサートダイを多数挿入装着
する小径サイズにおいては、クレーン能力をオーバーす
る可能性もあるため、使用不可となることがある。この
場合には、座屈防止ストッパー板を１個づつ取外すこと
になって作業性が悪くなる。In the O-press 1 described above, as shown in FIGS. 6C and 6D, a length of about 3 m is used so that a UO steel pipe having a length of, for example, 18 m can be manufactured. Die blocks 2A and 2B or insert die 2
C are used side by side, and when the buckling prevention stopper plate 50 is to be attached as in the prior art, the buckling prevention stopper plate 50 is, for example, 2 [sheets / 1 die] × 6 [ Die], and the workability is deteriorated at the time of setup change in size change. In addition, the weight becomes heavy when the buckling prevention stopper plate 50 is placed, and in a small diameter size in which a large number of insert dies for adjusting the outer diameter are inserted and mounted in the die block, the crane capacity may be exceeded. May be unusable. In this case, the buckling prevention stopper plates are removed one by one, resulting in poor workability.

【０００９】さらに、座屈防止ストッパー板５０により
座屈がなく成形できた場合においても、Ｏプレスの上下
ダイブロック間隔Ｌが大きいため、プレス後の形状が縦
楕円となり（図６（ｂ）参照）、後工程の拡管で修正す
ることが難しく、真円度の悪い鋼管となってしまう問題
もある。Further, even if the buckling prevention stopper plate 50 can form without buckling, the shape after pressing becomes a vertical ellipse because the interval L between the upper and lower die blocks is large (see FIG. 6B). ), There is also a problem that it is difficult to correct by pipe expansion in a later process, resulting in a steel pipe having poor roundness.

【００１０】この発明は、前述のような問題点を解消す
べくなされたもので、その目的は、Ｏプレスに従来の中
間径用の特別なインサートダイや座屈防止ストッパー板
を用いることなく、現状のプレス工具および拡管工具の
みで、中間サイズのＵＯ鋼管を製造でき、しかも形状寸
法精度・機械的性質の良好なＵＯ鋼管を得ることのでき
るＵＯ鋼管の製造方法を提供することにある。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to use an O-press without using a conventional special insert die for an intermediate diameter or a buckling prevention stopper plate. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a UO steel pipe capable of manufacturing a medium-sized UO steel pipe using only a current press tool and a pipe expansion tool, and obtaining a UO steel pipe having good shape / dimension accuracy and mechanical properties.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、板をＵプレスによりＵ字形に曲げ、次いで段階的
なプレス工具を備えたＯプレス１により管状に成形し、
接合部をシーム溶接した後、エキスパンダ１０で拡管
し、段階的な一般サイズのＵＯ鋼管を得るＵＯ鋼管の製
造方法を利用して、前記段階的な一般サイズＤ_n の中間
のサイズＤ_m のＵＯ鋼管Ｐ_m を製造するに際し、前記Ｏ
プレス１において前記中間サイズＤ_m （Ｄ_k ＜Ｄ_m ＜Ｄ
_k+1 ）より１サイズ小さな一般サイズ用のＯプレス工具
２_k を用いて管状に成形し、後工程の前記エキスパンダ
１０において一般サイズ用の拡管工具１１を用いて通常
の拡管率より大きな拡管率で拡管を行い、中間サイズＤ
_m のＵＯ鋼管Ｐ_m を得ることを特徴とする。According to the present invention, as shown in FIG. 1, a plate is bent into a U-shape by a U-press, and then formed into a tubular shape by an O-press 1 equipped with a stepwise pressing tool.
After the joint has been seam welding and tube expansion by expander 10, by utilizing the method for producing a UO pipe to obtain a gradual UO steel pipe general size, the stepwise general size D _n of intermediate size D _m upon producing UO pipes P _m, the O
In the press 1, the intermediate size D _m (D _k <D _m <D
_{k + 1)} from the molding to a tubular using O pressing tool 2 _k for one size smaller general size, post-process the tube expanding tool 11 larger pipe expansion than the normal expansion ratio using for general size in expander 10 Pipe expansion at a rate of
_m UO steel pipe P _m is obtained.

【００１２】製造する中間サイズＤ_m が１サイズ下の一
般サイズＤ_k に近い寸法の場合には、この１サイズ下の
一般サイズ用の拡管工具１１_k を用いて１回だけの拡管
で最終製品を得ることもできるが、通常の中間サイズで
は、１回の拡管で最終製品を得ることはできないので、
拡管を複数の一般サイズ用の拡管工具１１により複数回
行う。さらに、実際の中間サイズでは２回行えばよく、
１回目の拡管を１サイズ下の一般サイズ用の拡管工具１
１_k で行い、２回目の仕上げ拡管を１サイズ上の一般サ
イズ用の拡管工具１１_k+1 で行う。When the intermediate size D _{m to} be manufactured is close to the general size D _k which is one size lower, the final product can be expanded only once by using the general size expansion tool 11 _k which is one size lower. Can be obtained, but with a normal intermediate size, the final product cannot be obtained by one expansion,
The pipe expansion is performed a plurality of times using a plurality of pipe expansion tools 11 for general sizes. In addition, the actual intermediate size only needs to be performed twice,
Pipe expansion tool 1 for general size one size lower than the first time
The first _expansion is performed at 1 _k , and the second expansion is performed with the expansion tool 11 _{k + 1} for the general size that is one size higher.

【００１３】[0013]

【作用】以上のような構成において、中間サイズＤ_m 用
の板が端面研削工程・端曲げプレス工程・Ｕプレス工程
を経て、Ｏプレスでオープンシーム管Ｐ_Omに成形され
る。このＯプレスでは、中間サイズＤ_m より１サイズ小
さな一般サイズ用のＯプレス工具２_k を用いて管状に成
形されるため、後の拡管工程での拡管率を十分に確保す
ることができ、さらに、従来の上下ダイ間の隙間を大き
くする中間サイズの製造方法のように座屈が生じること
がなく、縦楕円となることもなく、また座屈防止ストッ
パー板を設ける必要がなく、現状のＯプレス工具で形状
不良のない良好な寸法精度のオープンシーム管Ｐ_Omを製
造することができる。また、１サイズ小さな一般サイズ
用のＯプレス工具２_k を用いることにより、拡管率を確
保すべく板幅を狭くした場合でも、良好な絞り率が確保
でき、オープンシーム管の突き合わせ部分付近の形状が
悪化するのを解消することができ、製品の寸法精度を十
分に確保することができる。[Action] In the above configuration, the plate of the intermediate size D _m is through the end face grinding step, an end bending press process, U-pressing process, is formed into an open seam tube P _Om in O press. This O press, to be molded into a tubular using O pressing tool 2 _k for one size smaller general size than intermediate size D _m, it is possible to sufficiently secure the expansion ratio of the pipe expansion step after further Unlike the conventional intermediate-size manufacturing method of increasing the gap between the upper and lower dies, buckling does not occur, no vertical ellipse occurs, and there is no need to provide a buckling prevention stopper plate. An open seam pipe P _Om having good dimensional accuracy without shape defects can be manufactured with a press tool. Further, by using the O pressing tool 2 _k for one size smaller general size, even when the narrow strip width to secure the expansion ratio, it can be ensured good drawing rate, the shape of the vicinity of the abutting portion of the open seam tube Can be eliminated, and the dimensional accuracy of the product can be sufficiently ensured.

【００１４】拡管工程においては、一般サイズ用の拡管
工具１１を用いて通常の拡管率より大きな拡管率で拡管
を行うことができ、現状の拡管工具１１のみを使用でき
ると共に、拡管率を上げることで、加工率が高くなり、
最終製品の機械性能を向上させることができる。さら
に、複数回に分けて拡管を行うことにより、前の拡管の
結果、例えば寸法変化の方向（真円度・曲がり）を把握
して続く拡管に反映することができ、寸法精度を向上さ
せることができ、また前の拡管と続く拡管とで、拡管工
具のダイス位置を管周方向にずらすことにより、ダイス
マークを軽減し、ダイスマークによる不具合を低減する
ことができる。In the pipe expansion step, it is possible to perform pipe expansion at a pipe expansion rate larger than a normal pipe expansion rate by using a pipe expansion tool 11 for a general size, and it is possible to use only the existing pipe expansion tool 11 and increase the pipe expansion rate. And the processing rate is higher,
The mechanical performance of the final product can be improved. Further, by expanding the pipe in a plurality of times, the result of the previous pipe expansion, for example, the direction of dimensional change (roundness / bending) can be grasped and reflected on the subsequent pipe expansion, thereby improving dimensional accuracy. In addition, the die position of the expansion tool is shifted in the circumferential direction of the pipe between the previous expansion and the subsequent expansion, so that the dice mark can be reduced and the trouble caused by the dice mark can be reduced.

【００１５】[0015]

【実施例】以下、この発明を図示する一実施例に基づい
て詳細に説明する。本発明に用いるＵＯ鋼管の製造プロ
セスは、図１（ｂ）に示すように、従来一般の製管工程
と同様であり、Ｏプレス工程において外径Ｄ_O のＯ管状
のオープンシーム管Ｐ_O に成形され、拡管工程において
最終製品外径ＤのＵＯ鋼管Ｐに仕上成形される。拡管は
メカニカルエキスパンダにより実施しており、その加工
率（拡管率）は約１％程度が通常である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention; Manufacturing process of UO steel pipe used in the present invention, as shown in FIG. 1 (b), it is similar to the conventional general pipe producing process, the outer diameter D _O of O tubular open seam tube P _O in O pressing process It is formed and finish-formed into a UO steel pipe P having a final product outer diameter D in a pipe expansion process. Expansion is performed by a mechanical expander, and the processing rate (expansion rate) is usually about 1%.

【００１６】ＵＯ鋼管はもともとＡＰＩ規格のインチサ
イズの製品が殆どであり、表１に示すような段階的なサ
イズとなっている。しかし、最近では構造用鋼管の需要
が増加し、需要家としては、主に国内向けであるため、
そのサイズは５０ｍｍピッチが要望として多くなってい
る。例えば、φ７００ｍｍ（２７．５inch),φ７５０ｍ
ｍ（２９．５inch),φ８００ｍｍ（３１．５inch),……
などの中間サイズが要望されている。Most UO steel pipes are originally inch-size products conforming to the API standard, and have graded sizes as shown in Table 1. However, recently, demand for structural steel pipes has increased, and as a customer, mainly for domestic use,
As for the size, a 50 mm pitch is increasing as a request. For example, φ700 mm (27.5 inch), φ750 m
m (29.5 inch), φ800 mm (31.5 inch), ...
Intermediate sizes such as are desired.

【００１７】[0017]

【表１】 [Table 1]

【００１８】前述のような中間サイズ、例えば最終製品
外径Ｄ_m がφ８００ｍｍ（３１．５inch）のＵＯ鋼管を
製造しようとする場合、最も近い一般サイズは１サイズ
上のＤ_k+1 ＝３２inch（８１２．８ｍｍ）であるが、こ
のサイズのＯプレス工具２_{k+ 1} を使用すると、Ｏプレス
後のオープンシーム管外径Ｄ_Omで既に最終製品外径φ８
００ｍｍを超えてしまい（８１２．８／１．０１≒８０
５ｍｍ）、後工程での拡管における加工率を確保するこ
とができなくなる（図１（ａ）参照）。In order to manufacture a UO steel pipe having an intermediate size as described above, for example, a final product outer diameter D _m of φ800 mm (31.5 inches), the closest general size is one size larger than D _{k + 1} = 32 inches ( However, when an O-press tool 2 _{k + 1} of this size is used, the outer diameter D _Om of the open seam pipe after the O-press is already used and the final product outer diameter φ8
Exceeds 00 mm (812.8/1.01@80
5 mm), making it impossible to secure a processing rate in the expansion in the subsequent step (see FIG. 1A).

【００１９】そこで、本発明では、図１（ａ）に示すよ
うに、最終製品外径Ｄ_m ＝φ８００ｍｍ（３１．５inc
h）の１サイズ下の一般サイズＤ_k ＝３０inch（７６
２．０ｍｍ）のＯプレス工具２_k （上ダイブロック２Ａ
・下ダイブロック２Ｂあるいはインサートダイ２Ｃ）を
使用する。これにより、十分な拡管率を確保することが
でき、さらに上ダイブロック２Ａと下ダイブロック２Ｂ
との間隔を一般サイズと同じ最小のＬ₀ とした状態でＯ
プレスを行うことができ、座屈や楕円などの形状不良の
ない良好な寸法精度の中間サイズのオープンシーム管Ｐ
_Omが得られる。Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1A, the outer diameter D _{m of the} final product is 800 mm (31.5 in.
h) One size below the general size D _k = 30 inch (76
2.0 mm) O-press tool 2 _k (upper die block 2A)
・ Use lower die block 2B or insert die 2C). As a result, a sufficient expansion ratio can be secured, and the upper die block 2A and the lower die block 2B
O in a state in which intervals were the same minimum L ₀ and the general size of the
An intermediate size open seam pipe P that can be pressed and has good dimensional accuracy without buckling or oval or other shape defects
_Om is obtained.

【００２０】また、１サイズ小さい３０inch用のＯプレ
ス工具２_k を使用することにより、次のような利点もあ
る。即ち、鋼管製造のためには、Ｏプレス後の拡管にお
いて最小でも１．０％程度の拡管率が必要であるため、
φ８００ｍｍの場合、Ｏプレス後の周長は８００／１．
０１＝７９２．０ｍｍ程度より小さくして拡管率を確保
する必要がある。一方、Ｏプレス後の形状を真円にする
ためには、Ｏプレス時に適切な絞り率（０．３％程度）
を与えて、鋼管のスプリングバックによる突き合わせ部
開き・形状悪化を防ぐ必要がある。Further, by using the O pressing tool 2 _k for one size smaller 30inch, there is also the following advantages. That is, in order to manufacture a steel pipe, a pipe expansion rate of at least about 1.0% is required in the pipe expansion after the O-press.
In the case of φ800 mm, the circumference after O-press is 800/1.
It is necessary to secure the expansion ratio by making the diameter smaller than about 01 = 792.0 mm. On the other hand, in order to make the shape after the O-press into a perfect circle, an appropriate drawing ratio (about 0.3%) during the O-press
It is necessary to prevent the joint portion from opening and the shape from being deteriorated due to springback of the steel pipe.

【００２１】このため、φ８００ｍｍ製造時、拡管率を
確保すべく厚板の板幅を狭くし、１サイズ上の３２inch
用のＯプレス工具２_k+1 で成形しようとすると、絞り率
不足が生じ、図２（ｂ）に示すように、突き合わせ部分
の形状が著しく悪化し（円筒形状への成形ができず、フ
ラットな部分が残る）、後工程の溶接へ品質影響を与
え、さらに成品寸法精度，特に真円度の確保が難しくな
る。これに対して、φ８００ｍｍより１サイズ下の３０
inch用のＯプレス工具２_k を使用すると、板幅を狭くし
た場合でも、良好な絞り率を確保することができ、その
結果として図２（ａ）に示すように、Ｏプレス後の形状
が良好となり、成品の寸法精度も十分に確保することが
できる。For this reason, at the time of production of φ800 mm, the thickness of the thick plate is reduced in order to secure the expansion ratio, and the width of the thick plate is increased by 32 inches.
When an O-press tool 2 _{k + 1 is used} for forming, the drawing ratio is insufficient, and as shown in FIG. 2B, the shape of the butted portion is significantly deteriorated (the shape cannot be formed into a cylindrical shape, and the flat shape cannot be obtained. This will affect the quality of the subsequent welding, and furthermore, it will be difficult to ensure the dimensional accuracy of the product, especially the roundness. On the other hand, the size of 30
With O pressing tool 2 _k for inch, even if the narrower plate width, it is possible to ensure good aperture ratio, as a result, as shown in FIG. 2 (a), the shape of the post-O press It becomes good, and the dimensional accuracy of the product can be sufficiently ensured.

【００２２】メカニカルエキスパンダ１０は、図３
（ａ）に示すように、ダイスセグメント１１Ａを円周方
向に多数並べて形成した円筒状のダイス１１内にジョー
１２を介してテーパーの付いたコーン１３を装着し、こ
のコーン１３をドローバー１４で引っ張ることによりダ
イス１１の外径を押し広げて拡管を行う装置であり、長
さ１ｍ程度のダイス１１を管端から挿入し、ダイス１１
あるいは溶接管Ｐを移動させることにより、管全長にわ
たって拡管を行っている。The mechanical expander 10 is shown in FIG.
As shown in (a), a tapered cone 13 is mounted via a jaw 12 in a cylindrical die 11 formed by arranging a large number of die segments 11A in the circumferential direction, and the cone 13 is pulled by a draw bar 14. This is a device for expanding the outer diameter of the die 11 by expanding the die, and inserting the die 11 having a length of about 1 m from a pipe end, and
Alternatively, the pipe is expanded over the entire length of the pipe by moving the welding pipe P.

【００２３】このようなメカニカルエキスパンダにおい
ては、ドローバーストロークは有効長さに制限があり、
最終製品外径Ｄ＝φ３０inch（７６２ｍｍ）サイズで
は、半径で約１８ｍｍ程度となる。また、この有効長を
常に十分使えることはなく、通常は約５０〜８０％とな
る。従って、本発明では、例として挙げた中間サイズの
最終製品外径Ｄ_m ＝φ８００ｍｍ（３１．５inch）の場
合、図１（ａ）に示すように、３０inch（７６２ｍｍ）
用の拡管工具（ダイス）１１_k で１回目の拡管を行い、
次いで３２inch（８１２．８ｍｍ）用の拡管工具１１
_k+1 で最終仕上げをする。In such a mechanical expander, the draw bar stroke has a limited effective length.
For a final product outer diameter D = φ30 inch (762 mm) size, the radius is about 18 mm. Also, this effective length cannot always be used sufficiently, and is usually about 50 to 80%. Therefore, in the present invention, in the case where the outer diameter D _{m of} the intermediate size product as exemplified above is 800 mm (31.5 inches), as shown in FIG. 1A, it is 30 inches (762 mm).
For the first time with a pipe expansion tool (die) 11 _k
Next, a tube expansion tool 11 for 32 inches (812.8 mm)
Finish with _{k + 1} .

【００２４】ここで、１回目の拡管では外径を約７８０
ｍｍ（３０．７inch）とし、２回目の拡管で外径を８０
０ｍｍ（３１．５inch）とする。また、拡管前のオープ
ンシーム管Ｐ_Omは、一般サイズの３０inch用の場合と同
じ寸法であり、３０inch（７６２．０ｍｍ）のＯプレス
工具２_k のダイ内径ｄ_k は、７５８．１ｍｍであり、成
形されるオープンシーム管外径Ｄ_Omは、後に詳述する
１．００２（スプリングバック率）×ｄ_k から、７５
９．６ｍｍとなる。以上から１回目の拡管率は２．７
％、２回目の拡管率は２．６％となり、それぞれ通常の
一般サイズの場合（約１％）よりも拡管率は大きくな
る。In the first expansion, the outer diameter is about 780.
mm (30.7 inch) and the outer diameter is 80 in the second expansion.
0 mm (31.5 inches). Also, open seam tube P _Om before pipe expansion is the same size as that of a 30inch general size, die inner diameter d _k of the O press tool 2 _k of 30inch (762.0mm) is 758.1Mm, The outer diameter D _Om of the formed open seam pipe is calculated from 1.002 (springback rate) × d _k , which will be described in detail later, to 75
9.6 mm. From the above, the first expansion rate was 2.7.
%, The expansion ratio at the second time is 2.6%, and the expansion ratio is larger than that of a normal general size (about 1%).

【００２５】拡管率が通常より大きいため、拡管工程で
の周方向引張加工率が高くなり、機械性能（降伏点）が
向上する。また、拡管を２回に分けて行うことにより、
拡管工具の交換が面倒であるが、拡管工程で通常の１回
の仕上げにより製品寸法に仕上げる方法と比較して、次
のような利点がある。即ち、 ２回に分けて拡管する
場合には、１回目の拡管によりある程度、拡管による寸
法変化の方向（真円度，曲がり）を把握できるため、２
回目の拡管で１回目の傾向を反映させ、より良好な寸法
精度の鋼管を製造することができる。 図３（ｂ）に
示すように、ダイス１１の外面曲率半径Ｒ_D と鋼管の曲
率半径Ｒ_P とに差がある場合、鋼管内面にダイスマーク
が残ってしまい、鋼管外観上、または管内流体搬送抵抗
上、不具合があるが、２回目の拡管でダイス位置をずら
すことにより、このダイスマークによる不具合を低減す
ることができる。Since the expansion ratio is larger than usual, the tensile ratio in the circumferential direction in the expansion process is increased, and the mechanical performance (yield point) is improved. In addition, by performing pipe expansion in two parts,
Although the replacement of the pipe expanding tool is troublesome, there are the following advantages as compared with the method of finishing to the product size by the usual one-time finishing in the pipe expanding step. In other words, in the case of expanding the pipe in two times, the direction of the dimensional change (roundness, bending) due to the expansion can be grasped to some extent by the first expansion.
By reflecting the tendency of the first expansion in the second expansion, a steel pipe having better dimensional accuracy can be manufactured. As shown in FIG. 3 (b), when there is a difference between the radius of curvature R _P of the outer surface radius of curvature R _D and steel die 11, will remain die marks inner surface of the steel pipe, the steel pipe appearance or tube fluid transport, Although there is a problem in terms of resistance, by shifting the dice position in the second expansion, the problem due to the dice mark can be reduced.

【００２６】なお、この拡管工程では、２回拡管を行う
ことから、拡管工具の段取替中に鋼管を一時ストックす
る必要があるが、このような中間サイズの製造量として
は、大量ではなく、概ね２０本以下程度であるため、拡
管工具の段取替中に鋼管をストックするための場所に問
題はない。In this expansion process, since the expansion is performed twice, it is necessary to temporarily stock the steel pipe during the setup change of the expansion tool. However, the production amount of such an intermediate size is not large. Since the number of pipes is about 20 or less, there is no problem in the place for stocking the steel pipes during the setup change of the pipe expanding tool.

【００２７】次に、具体的な数値例について説明する。
先ず、鋼管の最終製品外径Ｄと、Ｏプレス後のオープン
シーム管の周長Ｃと、材料となる厚板の幅Ｗとの間に
は、次の関係式がある。Next, specific numerical examples will be described.
First, the following relational expression exists between the outer diameter D of the final product of the steel pipe, the circumference C of the open seam pipe after the O-press, and the width W of the thick plate as the material.

【００２８】[0028]

【数１】 (Equation 1)

【００２９】ここで、具体例としての中間サイズφ８０
０ｍｍ鋼管製造時においては、Ｅ＝５．３％，Ｒ＝０．
３％，ｔ＝１６ｍｍとする。また、Ｏプレスのダイ内径
ｄとＯプレス後のオープンシーム管の周長Ｃとの間には
次の関係式がある。Here, an intermediate size φ80 as a specific example
When manufacturing 0 mm steel pipe, E = 5.3% and R = 0.
3%, t = 16 mm. Further, the following relational expression exists between the die inner diameter d of the O-press and the circumference C of the open seam pipe after the O-press.

【００３０】[0030]

【数２】 (Equation 2)

【００３１】そこで、φ８００ｍｍ×ｔ１６ｍｍの鋼管
製造時には、，式により、 Ｃ＝π×８００／（１＋５．３／１００）＝２３８６．
４ｍｍ Ｗ＝２３８６．４／（１−０．３／１００）−π×１６
＝２３４３．３ｍｍ また、３０inch用のＯプレス工具２_k の内径は、７５
８．１ｍｍのため、式より、２３８６．４ｍｍ＝｛π
×７５８．１＋（Ｌ−１２．８）×２｝×１．００２⇒
Ｌ＝１２．８ｍｍとなる。このＯプレスの上下ダイス間
ギャップＬは、通常１２．８ｍｍ（＝Ｌ_O ）で真円にな
るように設計されているため、本発明の１サイズ下の３
０inch用のＯプレス工具２_k を使用することにより、十
分に良好な形状とすることができた。Therefore, when a steel pipe of φ800 mm × t16 mm is manufactured, C = π × 800 / (1 + 5.3 / 100) = 2386.
4 mm W = 2386.4 / (1−0.3 / 100) −π × 16
= 2343.3 mm Also, the inner diameter of the O-press tool 2 _k for 30 inches is 75
Since it is 8.1 mm, 2386.4 mm = ｛π from the equation.
× 758.1 + (L-12.8) × 2｝ × 1.002⇒
L = 12.8 mm. Vertical die gap L of the O press, because it is designed to be a perfect circle in a conventional 12.8 mm (= L _O), 3 under 1 Size of the present invention
The use of O pressing tool 2 _k for 0Inch, could be sufficiently good shape.

【００３２】拡管は、３０inch用の拡管工具１１_k によ
り第１拡管を行った後、３２inch用の拡管工具１１_k+1
により第２拡管を行った。拡管率は表２の通りである。The pipe expansion is performed by first expanding the pipe with a 30-inch pipe expansion tool 11 _k , and then expanding the pipe with a 32-inch pipe expansion tool 11 _{k + 1.}
A second tube expansion was performed. The expansion ratio is shown in Table 2.

【００３３】[0033]

【表２】 [Table 2]

【００３４】図４（ａ）に、最終製品の真円度（最大外
径−最小外径）を計測した結果を示す。同図において、
本発明は、図２（ａ）の１サイズ下の３０inch用のＯプ
レス工具を使用し、３０inch用と３２inch用の拡管工具
で２回拡管を行った場合、比較例は、前述した図２
（ｂ）の１サイズ上の３２inch用のＯプレス工具を使用
し、３２inch用の拡管工具で１回拡管を行った場合であ
る。FIG. 4A shows the result of measuring the roundness (maximum outer diameter−minimum outer diameter) of the final product. In the figure,
In the present invention, when an O-press tool for 30 inches under one size shown in FIG. 2A is used and expansion is performed twice with an expansion tool for 30 inches and 32 inches, a comparative example is shown in FIG.
(B) The case where the O-press tool for 32 inches on one size is used, and the tube is expanded once with the tube expansion tool for 32 inches.

【００３５】図４（ｂ）に、拡管による真円度および曲
がりを計測した結果を示す。同図において、本発明は、
拡管を２回に分けて、１回目と２回目とも、０．６％の
拡管率で行った場合、比較例は、本発明と同径の管を
１．２％の拡管率で１回拡管した例である。なお、サイ
ズについては、今回のようなφ８００ｍｍの中間サイズ
については、現状の拡管機では１回拡管で仕上げること
ができないため、今回のデータとしては、通常の一般サ
イズ３２inch（８１２．８ｍｍ）についてのデータを示
した。FIG. 4B shows the results of measuring the roundness and the bend due to the expansion. In FIG.
In the case where the expansion was divided into two times and the first and second times were performed at an expansion rate of 0.6%, in the comparative example, a pipe having the same diameter as the present invention was expanded once at an expansion rate of 1.2%. This is an example. In addition, as for the size, as for the intermediate size of φ800 mm like this time, it is not possible to finish it by one time expansion with the current pipe expander, so this time data is a normal general size of 32 inch (812.8 mm). Data are shown.

【００３６】図４（ｃ）に、機械性能を計測した結果を
示す。同図において、本発明および比較例は、図４
（ａ）の場合と同様である。なお、５０ｍｍピッチの中
間サイズに関しては、国内向けの構造用鋼管が殆どのた
め、規格については表３に示すＳＴＫ４９０（一般構造
用炭素鋼鋼管）を参考にした。FIG. 4C shows the result of measuring the mechanical performance. In the figure, the present invention and the comparative example are shown in FIG.
This is the same as the case (a). In addition, as for the intermediate size of the 50 mm pitch, most of the structural steel pipes for domestic use are used.

【００３７】図４（ａ）に示すように、真円度に関して
は、本発明の製造方法のように、Ｏプレス後の形状が良
くなることにより、平均値が８．７→１．８と格段によ
くなった。また、拡管率を上げることで、従来から問題
であった真円度のバラツキが減少でき、ロットの中での
寸法管理がしやすくなった。As shown in FIG. 4A, as for the roundness, the average value is changed from 8.7 to 1.8 by improving the shape after O pressing as in the manufacturing method of the present invention. It has become much better. In addition, by increasing the expansion ratio, the variation in roundness, which has been a problem in the past, can be reduced, and the dimensional control in a lot can be easily performed.

【００３８】図４（ｂ）に示すように、機械性能に関し
ては、拡管率を上げることで、引張試験前の拡管での周
方向引張加工率が高くなり、結果として降伏点が１００
Ｎ／ｍｍ² 以上、上昇している。なお、ＳＴＫ４９０に
は、降伏点の上限はなく、また降伏比（降伏点／引張強
さ）の規定もないため、本発明の製造方法で機械性能に
関しても問題がないことが分かった。As shown in FIG. 4 (b), with respect to the mechanical performance, by increasing the pipe expansion ratio, the circumferential tensile processing rate in the pipe expansion before the tensile test is increased, and as a result, the yield point is 100%.
N / mm ² or more. Note that STK490 does not have an upper limit of the yield point and does not specify the yield ratio (yield point / tensile strength), and thus it has been found that the production method of the present invention has no problem in mechanical performance.

【００３９】図４（Ｃ）に示すように、本発明の２回拡
管により、真円度と曲がりの両方ともに、１回拡管に比
べ、格段に良くなっている。また、ばらつきも小さくな
っている。As shown in FIG. 4 (C), the double expansion according to the present invention significantly improves both the roundness and the bending as compared with the single expansion. Also, the variation is small.

【００４０】[0040]

【表３】 [Table 3]

【００４１】[0041]

【発明の効果】この発明は、一般サイズの中間のサイズ
のＵＯ鋼管を製造するに際し、Ｏプレスにおいて中間サ
イズより１サイズ下の一般サイズ用Ｏプレス工具を用い
てオープンシーム管を成形し、後工程の拡管工程におい
て、一般サイズ用拡管工具を用いて通常の拡管率より大
きな拡管率で拡管を行って、中間サイズのＵＯ鋼管を得
るようにしたため、次のような効果を奏する。According to the present invention, when manufacturing a UO steel pipe having an intermediate size of a general size, an open seam pipe is formed by using an O press tool for a general size which is one size below the intermediate size in an O press. In the pipe expansion step of the process, the pipe expansion is performed at a pipe expansion rate larger than the normal pipe expansion rate using a general-size pipe expansion tool to obtain a medium-sized UO steel pipe, so that the following effects are obtained.

【００４２】(1) 一般サイズ用のＵＯ鋼管製造設備にお
いて現状のＯプレス工具および拡管工具を用いて中間サ
イズのＵＯ鋼管を製造することができ、従来のような中
間径用の特別なインサートダイや座屈防止ストッパー板
を必要とせず、少量生産の中間サイズを安価に製造する
ことができる。(1) In a UO steel pipe manufacturing facility for general size, an intermediate size UO steel pipe can be manufactured using the current O press tool and expanding tool, and a special insert die for intermediate diameter as in the conventional case is used. It does not require a buckling prevention stopper plate and can produce an intermediate size for small production at low cost.

【００４３】(2) 中間サイズより１サイズ小さな一般サ
イズ用のＯプレス工具を用いることにより、従来のＯプ
レス後の座屈や縦楕円形状を解消することができ、形状
不良のない寸法精度の良好な最終製品を得ることがで
き、また従来の座屈防止ストッパー板を使用した場合に
比べて作業性が極めて良好となる。さらに、中間サイズ
より１サイズ小さな一般サイズ用のＯプレス工具を用い
ることにより、拡管率を確保すべく板幅を狭くした場合
でも、良好な絞り率が確保でき、オープンシーム管の突
き合わせ部分付近の形状が悪化するのを解消することが
でき、製品の寸法精度を十分に確保することができる。(2) By using an O-press tool for a general size that is one size smaller than the intermediate size, buckling and a vertical elliptical shape after the conventional O-press can be eliminated, and dimensional accuracy without shape defects can be eliminated. A good end product can be obtained, and workability is extremely good as compared with the case where a conventional buckling prevention stopper plate is used. Furthermore, by using an O-press tool for a general size that is one size smaller than the intermediate size, a good drawing ratio can be secured even when the plate width is narrowed to secure a tube expansion ratio, and the vicinity of the butt portion of the open seam tube can be secured. Deterioration of the shape can be prevented, and sufficient dimensional accuracy of the product can be ensured.

【００４４】(3) 拡管工程では、一般サイズ用の拡管工
具を用いて通常の拡管率より大きな拡管率で拡管を行う
ことができ、拡管率を上げることで、加工率が高くな
り、最終製品の機械性能を向上させることができる。さ
らに、複数回に分けて拡管を行うことにより、前の拡管
の結果、例えば寸法変化の方向（真円度・曲がり）を把
握して続く拡管に反映することができ、寸法精度を向上
させることができ、前述のＯプレスでの形状および寸法
精度の向上と相まって形状および寸法精度の良好なＵＯ
鋼管を得ることができる。また、前の拡管と続く拡管と
で、拡管工具のダイス位置を管周方向にずらすことによ
り、ダイスマークを軽減し、ダイスマークによる鋼管外
観上や管内流体搬送抵抗上などの不具合を低減すること
ができる。(3) In the pipe expansion step, it is possible to perform pipe expansion at a pipe expansion rate larger than a normal pipe expansion rate using a general-sized pipe expansion tool. Can improve the mechanical performance. Further, by expanding the pipe in a plurality of times, the result of the previous pipe expansion, for example, the direction of dimensional change (roundness / bending) can be grasped and reflected on the subsequent pipe expansion, thereby improving dimensional accuracy. UO with good shape and dimensional accuracy combined with the improvement of shape and dimensional accuracy in the O-press described above
Steel pipe can be obtained. In addition, dice marks are reduced by shifting the dice position of the pipe expansion tool in the pipe circumferential direction between the previous pipe expansion and the subsequent pipe expansion, thereby reducing problems such as the appearance of the steel pipe due to the dice mark and the resistance to fluid transfer in the pipe. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明に係るＵＯ鋼管の製造方法の一例であ
り、（ａ）はＯプレス工程および拡管工程の概略断面
図、（ｂ）はＵＯ鋼管製造プロセス全体を示すブロック
図である。FIG. 1 is an example of a method of manufacturing a UO steel pipe according to the present invention, in which (a) is a schematic cross-sectional view of an O-pressing step and an expanding step, and (b) is a block diagram illustrating an entire UO steel pipe manufacturing process.

【図２】Ｏプレス工具を示す正面図であり、（ａ）は本
発明の１サイズ下のＯプレス工具の場合、（ｂ）は１サ
イズ下のＯプレス工具の場合を示す。FIGS. 2A and 2B are front views showing an O-press tool; FIG. 2A shows a case of an O-press tool of one size lower according to the present invention, and FIG.

【図３】（ａ）はメカニカルエキスパンダを示す斜視
図、（ｂ）は２回拡管を実施した管形状を示す断面図で
ある。FIG. 3A is a perspective view showing a mechanical expander, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing a pipe shape obtained by performing twice expansion.

【図４】本発明と比較例とを比較したグラフであり、
（ａ）は真円度、（ｂ）は拡管による真円度・曲がり、
（ｃ）は機械性能を示す。FIG. 4 is a graph comparing the present invention with a comparative example,
(A) is the roundness, (b) is the roundness and bending due to the expansion,
(C) shows the mechanical performance.

【図５】（ａ）はＯプレス工具の上下ダイブロックを示
す正面図、（ｂ）はＯプレス工具のインサートダイを示
す正面図、（ｃ）は従来の中間サイズ製造時のＯプレス
工具を示す正面図、（ｄ）はそのギャップ部に生じた膨
出現象を示す部分断面図である。5 (a) is a front view showing an upper and lower die block of an O press tool, FIG. 5 (b) is a front view showing an insert die of the O press tool, and FIG. 5 (c) shows a conventional O press tool for producing an intermediate size. FIG. 2D is a partial cross-sectional view showing a swelling phenomenon occurring in the gap.

【図６】（ａ）は従来の座屈防止ストッパー板とＯプレ
ス工具との関係を示す正面図、（ｂ）はその中間サイズ
製造時の状態を示す部分断面図、（ｃ），（ｄ）は一般
的なＯプレス工具のインサートダイを示す平面図，側面
図である。6A is a front view showing a relationship between a conventional buckling prevention stopper plate and an O-press tool, FIG. 6B is a partial cross-sectional view showing a state when the intermediate size is manufactured, and FIGS. () Is a plan view and a side view showing an insert die of a general O press tool.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ｐ_Om…中間サイズのオープンシーム管 Ｐ_m …中間サイズのＵＯ鋼管 Ｄ_Om…中間サイズのオープンシーム管外径 Ｄ_m …中間サイズのＵＯ鋼管製品外径 ｄ…Ｏプレス工具のダイ内径 １…Ｏプレス ２…Ｏブレス工具 ２Ａ…上ダイブロック ２Ｂ…下ダイブロック ２Ｃ…インサートダイ １０…メカニカルエキスパンダ １１…ダイス（拡管工具） １１Ａ…ダイスセグメント １２…ジョー １３…コーン １４…ドローバーP _Om … Middle size open seam pipe P _m … Middle size UO steel pipe D _Om … Middle size open seam pipe outer diameter D _m … Middle size UO steel pipe product outer diameter d… O Press tool die inner diameter 1… O Press 2 ... O breath tool 2A ... Upper die block 2B ... Lower die block 2C ... Insert die 10 ... Mechanical expander 11 ... Dice (expansion tool) 11A ... Die segment 12 ... Jaw 13 ... Cone 14 ... Drawbar

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 板をＵプレスによりＵ字形に曲げ、次い
で段階的なプレス工具を備えたＯプレスにより管状に成
形し、接合部をシーム溶接した後、エキスパンダで拡管
し、段階的な一般サイズのＵＯ鋼管を得るＵＯ鋼管の製
造方法を利用して、前記段階的な一般サイズの中間のサ
イズのＵＯ鋼管を製造するに際し、 前記Ｏプレスにおいて前記中間サイズより１サイズ小さ
な一般サイズ用のＯプレス工具を用いて管状に成形し、
後工程の前記エキスパンダにおいて一般サイズ用の拡管
工具を用いて通常の拡管率より大きな拡管率で拡管を行
い、中間サイズのＵＯ鋼管を得ることを特徴とするＵＯ
鋼管の製造方法。1. A plate is bent into a U-shape by a U-press, then formed into a tube by an O-press equipped with a step-wise press tool, and the joint is seam-welded and then expanded by an expander. In producing a UO steel pipe having an intermediate size of the stepwise general size using a method of manufacturing a UO steel pipe for obtaining a UO steel pipe having a size, the O press for the general size which is one size smaller than the intermediate size in the O press is used. Formed into a tube using a press tool,
A UO steel pipe having an intermediate size is obtained by performing expansion at a expansion rate larger than a normal expansion rate using a general-size expansion tool in the expander in a later step.
Manufacturing method of steel pipe. 【請求項２】 請求項１に記載のＵＯ鋼管の製造方法に
おいて、拡管を複数回行うことを特徴とするＵＯ鋼管の
製造方法。2. The method for producing a UO steel pipe according to claim 1, wherein the expansion is performed a plurality of times.