JPH0952117A - 制振性の優れた二重鋼管の製造方法 - Google Patents

制振性の優れた二重鋼管の製造方法

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JPH0952117A
JPH0952117A JP22728195A JP22728195A JPH0952117A JP H0952117 A JPH0952117 A JP H0952117A JP 22728195 A JP22728195 A JP 22728195A JP 22728195 A JP22728195 A JP 22728195A JP H0952117 A JPH0952117 A JP H0952117A
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JP
Japan
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steel
pipe
steel pipe
heat treatment
vibration
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JP22728195A
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English (en)
Inventor
Minoru Nakajima
稔 中嶋
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工歪に起因する制振性の劣化を抑制し、加
工後の加工歪除去のための熱処理を不要とする。 【解決手段】 C:0.05%以下、Si:0.50〜
2.00%、Mn:1.0%以下、P:0.05〜0.
20%、Al:0.05〜2.00%、N:0.01%
以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からな
る鋼板を、電縫溶接して内管および外管に造管したの
ち、内管の外面側に鋼管長手方向にスプライン加工を施
して外管の内面に挿入し、合わせ引き抽伸によって二重
鋼管となし、次いで920〜960℃で30分以上の熱
処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、機械、自動車の
構造材料として適した制振性に優れた二重鋼管の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、産業機械、自動車等においては、
使用者の作業環境をより向上させるため、発生する騒音
を少しでも小さくするように機械、自動車の構造材料と
して振動を伝え難い制振鋼管が求められている。
【0003】制振鋼管の一般的な製造方法としては、下
記の方法が知られている。 (1). 浸入型固溶元素であるC、Nを低く抑え、A
lを積極的に添加した素材を用いて製管し、熱処理によ
って加工歪を除去すると共に、フェライト結晶粒を粗大
化させることによって制振性を持たせる単層の制振鋼
管。 (2). 化学成分のコントロールを行っていない普通
の炭素鋼からなる鋼管を、抽伸等の方法によって二重管
とし、内管と外管の界面にコア(樹脂)を挿入すること
によって制振性を確保する制振二重鋼管。 (3). 化学成分のコントロールを行っていない普通
の炭素鋼からなる鋼管の内面側に、ある厚みに樹脂等を
ライニングすることによって制振性を確保する鋼と樹脂
との複合制振鋼管。
【0004】制振鋼管の製造方法としては、上記(1)
〜(3)の方法が一般的であり、それぞれの製造方法に
よって制振性能は得られるが、制振鋼管を構造材料とし
て使用する場合、曲げ、絞り、拡げあるいは溶接等の加
工が行われるのが一般的である。制振鋼管は、曲げ、絞
り、拡げあるいは溶接等の加工が行われると、以下に述
べる問題によって制振性が大きく劣化する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記(1)の単層の制
振鋼管の場合は、構造材料として曲げ、絞り、拡げある
いは溶接等の加工が行われると、加工の際に生じる歪に
よって制振性が劣化し、加工歪除去のための熱処理が必
要となる。この加工歪除去のための熱処理温度として
は、700℃程度以上の高温熱処理が必要であり、現実
には加工を施した構造体を熱処理することは困難であ
る。
【0006】また、上記(2)の制振二重鋼管の場合
は、構造材料として曲げ、絞り、拡げあるいは溶接等の
加工が行われ、加工の際に生じる歪によって制振性が劣
化し、熱処理すれば内管と外管との界面の樹脂が劣化
し、性能が低下するため、加工歪除去のための熱処理が
できず、また、加工歪除去のための熱処理によって内管
と外管との界面の樹脂が焼失することによって制振性が
大きく低下する。さらに他の大きな問題としては、溶接
施工が行われると、内管と外管との界面の樹脂が溶接部
に入り込み、溶接不良となって構造体の安全確保ができ
ない。
【0007】さらに、上記(3)の複合制振鋼管の場合
は、構造体としての溶接加工が施されると、内面側にラ
イニングした樹脂が溶接時の熱によって劣化し、制振性
が大きく低下する。
【0008】この発明の目的は、上記従来技術の欠点を
解消し、構造体に組込み時の曲げ、絞り、拡げあるいは
溶接等の加工が行われても、加工歪に起因する制振性の
劣化を抑制でき、従来の単層鋼管の加工歪除去のための
熱処理後と同等の制振性が得られる制振性の優れた二重
鋼管の製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を行った。その結果、構造体
に組込み時の曲げ、絞り、拡げあるいは溶接等の加工が
行われても、加工歪に起因する制振性の劣化を抑制する
には、内管と外管との界面への樹脂の挿入に代えて、素
材成分を限定すると共に内管と外管の界面をスプライン
で部分接触させ、それにより内管と外管が自由に振動で
きるようになり、内管と外管が干渉し合う、そのことに
よって振動を吸収させれば、構造体に組込み時の曲げ、
絞り、拡げあるいは溶接等の加工歪の後でも、従来の単
層鋼管の加工歪除去のための熱処理後と同等の制振性が
得られ、構造体に組込み時の曲げ、絞り、拡げあるいは
溶接等の加工後、加工歪除去のための熱処理が不要とな
ることを究明し、この発明に到達した。
【0010】すなわちこの発明は、C:0.05%以
下、Si:0.50〜2.00%、Mn:1.0%以
下、P:0.05〜0.20%、Al:0.05〜2.
00%、N:0.01%以下を含有し、残部がFeおよ
び不可避的不純物からなる鋼板を、電縫溶接して内管お
よび外管に造管したのち、内管の外面側に鋼管長手方向
にスプライン加工を施して外管の内面に挿入し、合わせ
引き抽伸によって二重鋼管となし、次いで920〜96
0℃で30分以上の熱処理を行うことを特徴とする制振
性の優れた二重鋼管の製造方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】先ずこの発明において鋼組成を限
定した理由について説明する。Cは鋼の強度を確保する
に必要な元素であるが、Cが高くなると内部歪を与え制
振性が悪化するため、0.05%以下としたが、特に好
ましい範囲は0.001〜0.005%である。
【0012】Siは鋼の電磁特性を良好にする(鉄損が
少なくなる)元素であり、電磁特性=制振特性となるた
め、0.50%以上で高い方がよいが、2.00%を超
えて添加すると電縫溶接製管時に溶接部にペネトレータ
が発生し、電縫溶接部の品質を損ねるため、0.50〜
2.00%とした。
【0013】MnはCと共に鋼の強度を確保するに必要
な元素であるが、1.0%を超えると内部歪を与え制振
性が悪化するため、1.0%以下としたが、特に好まし
い範囲は0.2〜0.7%である。
【0014】Pは鋼の強度を上昇させると共に鋼の鉄損
を少なくするのに必要な元素であるが、0.05%以下
ではその効果がなく、0.2%を超えると鉄損の減少効
果が飽和すると共に、鋼を脆化させるため、0.05〜
0.20%とした。
【0015】Alは鋼中のNと結合してAlNとして析
出し、フェライト結晶粒の粗大化を抑制するため、0.
05%以上の添加を必要とするが、2.0%を超えると
電縫溶接製管時に溶接部にペネトレータが発生し、電縫
溶接部の品質を損ねるため、0.05〜2.0%とし
た。
【0016】Nは鋼中のAlと結合してAlNとして析
出し、フェライト結晶粒の粗大化を抑制するため、低く
抑える必要があり0.01%以下とした。
【0017】次に内管のスプライン加工、抽伸加工、熱
処理条件を限定した理由を説明する。図1に示すとお
り、内管1のスプライン加工におけるスプライン2の形
状は、内管1と外管3の界面の隙間が大きすぎると制振
性が良くないため、スプラインの高さを0.2mm以下
とする。スプラインの幅は鋼管に外力が加わった時、内
管1と外管3がより自由に動けるように界面の接触面積
を小さくするため、2mm以下とする。スプライン2の
個数は、内管1と外管3をより自由に動けるようにする
ため、鋼管の外径が30mm以下は全周に4個以上、外
径が30〜60mmでは全周に12個以上とする。
【0018】外面にスプライン加工を施した内管1を外
管3に挿入した後の合わせ引きの抽伸加工は、抽伸リダ
クションが大きいとスプライン2が潰されて内管1と外
管3の界面全体が密着して制振性が劣化するため、望ま
しくは外管3を縮径させてスプライン2と外管3内面を
密着させる程度の抽伸を行う。
【0019】抽伸加工後の熱処理は、抽伸時の加工歪の
みを除去するには600〜800℃で十分であるが、目
標性能を得るためには、フェライト結晶粒を粗大化させ
る必要があり、そのため920℃以上に加熱しなければ
ならないが、960℃を超えると二重鋼管の品質を損ね
ることとなり、また、加熱時間は30分未満ではフェラ
イト結晶粒の粗大化が十分でないため、920〜960
℃で30分以上とした。
【0020】
【実施例】
実施例1 表1に示す化学成分の鋼No.1〜4の本発明鋼と、鋼
No.5〜11の比較鋼を溶製し、連続鋳造してスラブ
となし、得られた鋼No.1〜10のスラブを熱間圧延
したのち、さらに抽伸リダクションを考慮して冷間圧延
した板厚1.15mmの鋼No.1〜10の冷延鋼板を
用い、外管用と内管用に別個に電縫溶接して鋼No.1
〜10の電縫鋼管を製造した。得られた内管用の電縫鋼
管外面側に高さ0.1mm、幅1.0mm、円周方向9
0°ピッチに1個のスプライン加工を施し、外管用の電
縫鋼管の内面にスプライン加工を施した内管用の電縫鋼
管を挿入し、合わせ引き抽伸にて外径20mm、肉厚
2.3mm(1.15+1.15)の二重鋼管を造管し
た。また、鋼No.11のスラブを熱間圧延したのち、
冷間圧延して板厚2.3mmの冷延鋼板となし、電縫溶
接して鋼No.11の単層電縫鋼管を製造した。得られ
た鋼No.1〜11の各鋼管は、抽伸時の歪除去とフェ
ライト結晶粒を粗大化させるため、表2に示す条件で熱
処理を行い、その後に音圧特性ならびに振動特性の評価
を行った。その結果を表2に示す。
【0021】音圧特性の評価は、図2(a)に示すとお
り、直径11mmの鋼球11を90°の角度から鋼管1
2に衝突させ、そのときの音圧を騒音測定マイクロホン
13を用いて測定し、図2(b)に示すとおり、測定し
た音圧チャートの0〜1秒の平均音圧を求めた。その結
果を示す表3、図4を用いて評価し、平均音圧60dB
以下を○、平均音圧60dB超を×として表示した。
【0022】また、振動特性の評価は、図3に示すとお
り、長さ300mmの鋼管16の中央部にハンマー17
を用いて衝撃を与え、鋼管16端部に取付けたセンサー
18により検出して振動測定器19により測定した加速
度から各鋼管の固有振動数を求め、8000Hzまでの
固有振動数毎の減衰比を解析して求めた。その結果を示
す表4を用いて評価し、減衰比0.03以上を○、減衰
比0.03未満を×として表示した。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【表3】
【0026】
【表4】
【0027】表3、図4に示すとおり、鋼No.1〜4
の本発明鋼管は、平均音圧が60dB未満であるのに対
し、鋼No.5〜11の比較鋼管は、平均音圧が64〜
82dBであり、平均音圧で4〜22db高い値となっ
ている。また、表4に示すとおり、鋼No.1〜4の本
発明鋼管の減衰比は、0.03014〜0.03265
と0.03以上であるのに対し、鋼No.5〜11の比
較鋼管の減衰比は、0.00818〜0.01498
で、鋼No.1〜4の本発明鋼管の減衰比の1/4〜1
/2程度である。
【0028】実施例2 実施例1で製造した鋼No.1〜4の本発明鋼管ならび
に鋼No.5〜11の比較鋼管のそれぞれについて、構
造部品としての加工を想定し、引張試験機を用いて10
%の歪を与えたのち、実施例1と同様に音圧特性ならび
に振動特性を調査した。その結果を表5、図5および表
6に示す。
【0029】
【表5】
【0030】
【表6】
【0031】表5、図5に示すとおり、加工歪付与後の
音圧特性は、いずれの鋼管も表3、図4に示す加工歪付
与前に比較して劣化しているが、鋼No.1〜4の本発
明鋼管の平均音圧レベルは、成分コントロールを行った
鋼No.11の比較鋼管である単層鋼管の表3、図4に
示す熱処理後の特性と同等レベルである。また、表6に
示すとおり、加工歪付与後の振動特性は、いずれの鋼管
も表4に示す加工歪付与前に比較して劣化しているが、
成分コントロールを行った鋼No.11の比較鋼管であ
る単層鋼管の表4に示す熱処理後の特性と同等レベルで
ある。
【0032】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明の方法によ
れば、材料成分を限定した二重鋼管の内管外表面にスプ
ラインを形成して外管に挿入して抽伸するため、内管と
外管とが部分接触して内管と外管が自由に振動できるよ
うになり、内管と外管が干渉し合う、そのことにより振
動を吸収し、制振性が非常に優れており、構造体に組込
まれたことで発生する加工歪の後であっても、従来の単
層鋼管の熱処理後と同等の性能が得られ、構造体に組込
み後の熱処理が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明方法による二重鋼管の製造法の説明図
である。
【図2】実施例における音圧特性の測定説明図で、
(a)図は音圧測定方法の説明図、(b)図は音圧測定
データ解析方法の説明図である。
【図3】実施例における振動特性の測定方法の説明図で
ある。
【図4】実施例1における鋼No.1〜11から製造し
た各鋼管の熱処理後(加工歪付与前)の平均音圧を示す
グラフである。
【図5】実施例2における鋼No.1〜11から製造し
た各鋼管の加工歪付与後の平均音圧を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1 内管 2 スプライン 3 外管 4 二重鋼管 11 鋼球 12、16 鋼管 13 騒音測定マイクロホン 17 ハンマー 18 センサー 19 振動測定器
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/06 C22C 38/06 // C21D 8/10 9270−4K C21D 8/10 A

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.05%以下、Si:0.50〜
    2.00%、Mn:1.0%以下、P:0.05〜0.
    20%、Al:0.05〜2.00%、N:0.01%
    以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からな
    る鋼板を、電縫溶接して内管および外管に造管したの
    ち、内管の外面側に鋼管長手方向にスプライン加工を施
    して外管の内面に挿入し、合わせ引き抽伸によって二重
    鋼管となし、次いで920〜960℃で30分以上の熱
    処理を行うことを特徴とする制振性の優れた二重鋼管の
    製造方法。
JP22728195A 1995-08-10 1995-08-10 制振性の優れた二重鋼管の製造方法 Pending JPH0952117A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010078062A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Nippon Steel Corp 衝突エネルギー吸収用鋼管およびその製造方法
KR101295315B1 (ko) * 2013-04-19 2013-08-09 송인도 이중관형 엘보의 성형방법
WO2014171630A1 (ko) * 2013-04-19 2014-10-23 Song In Do 이중관형 엘보의 성형방법

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