帶狀金屬板的制作方法
【專利摘要】一種管用的帶狀金屬板，該帶狀金屬板確保容易成為結(jié)構(gòu)上最弱部分的接合部的強度，并且能夠減輕管的質(zhì)量。帶狀金屬板(L)是通過軋制形成的帶狀的軋制金屬板，使作為長度方向兩端部1的前端部1a及尾端部1b的板厚均比長度方向兩端部1以外的中間部分的板厚厚。通過焊接串聯(lián)連接該帶狀金屬帶，并且實施制管加工而制成管。
【專利說明】帶狀金屬板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶狀金屬板，該帶狀金屬板由適合制造管體及管的鐵材、鋁材等材料構(gòu)成。
[0002]需要說明的是，在本說明書中，將兩個以上的管體串聯(lián)接合后，將其稱為管。
【背景技術(shù)】
[0003]通常，熱軋鋼板是在一卷卷材(一片熱軋板)內(nèi)，以沿長度方向的板厚的變動盡可能小的方式進行軋制處理而制造的，從而成為長度方向的板厚一定且為帶狀的板。另外，根據(jù)需要，熱軋鋼板有時也在熱軋后實施酸洗處理。另外，在以下說明中，將熱軋鋼板或?qū)彳堜摪逖亻L度方向切割的鋼板稱為“帶鋼”。
[0004]作為這樣的帶鋼的使用用途的一個例子，例如有油井清洗用管。油井清洗用管是將由上述帶鋼進行制管后的多個管體依次焊接接合而制造，或者，先焊接帶鋼彼此之間進行接合后，再實施制管加工而制造的。該油井清洗用管通常被制造成越朝向前端，直徑變得越小且壁變得越薄。以這種方式制造的理由主要是為了減輕懸垂質(zhì)量。此外，油井清洗用管以卷在卷軸的狀態(tài)被搬送到現(xiàn)場，在現(xiàn)場進行適宜的反繞、卷繞。
[0005]在此，在由長度方向的板厚一定的帶鋼進行制管而制造多個管體，通過對接焊接該多個管體而制造長的油井清洗用管時，如果以越朝向油井清洗用管的前端，直徑變得越小的方式設計，則在管體彼此的對接部形成臺階。在這樣的油井清洗用管中，如果從卷在卷軸的狀態(tài)反復進行反卷、卷繞，則容易以對接部的臺階作為起點產(chǎn)生裂紋，存在油井清洗用管的壽命短的問題。
[0006]另外，在對以板厚全部相同的帶鋼制管的多個鋼管進行對接焊接而制造油井清洗用管的情況下，油井清洗用管的懸垂質(zhì)量增大，因此需要例如使鋼管材料改善提升來提高強度等應對措施。另外，在這種情況下，油井清洗用管整體的質(zhì)量增大，因此產(chǎn)生不得不使油井清洗用管的長度縮短的問題。此外，根據(jù)搬送油井清洗用管的道路，存在裝載質(zhì)量的限制，從該點考慮也希望抑制油井清洗用管的質(zhì)量增大。
[0007]作為針對這樣的問題點的現(xiàn)有技術(shù)，例如已知有專利文獻I所述的帶鋼。該專利文獻I所述的帶鋼是長度方向的板厚以一定斜率變化的帶鋼。即，板厚從長度方向一端部朝向另一端部以一定的比值逐漸變薄的帶鋼。
[0008]在依次通過對接焊接利用專利文獻I所述的帶鋼制管的鋼管，從而制造由長的鋼管構(gòu)成的油井清洗用管的情況下，以第一鋼管的尾端(小直徑側(cè))與相接合的第二鋼管的前端(大直徑側(cè))的直徑相等的方式分別制造各帶鋼，對接焊接該第一鋼管的尾端與第二鋼管的前端。然后，重復該步驟，就能夠制造出長的鋼管(油井清洗用管)。由此，能夠制造出越朝向前端壁厚越薄，且在各連接部(對接焊接部)沒有臺階的長的鋼管。
[0009]需要說明的是，作為在長度方向上板厚不同的鋼板，已知有專利文獻2所述的鋼板。然而，專利文獻2所述的鋼板是不卷成卷狀的厚板鋼板，不是作為卷材或帶鋼使用的鋼板。即，與本發(fā)明作為前提的帶狀金屬板不同。[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本國特開平7 - 51743號公報
[0013]專利文獻2:日本國特開2003 - 320404號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0015]在上述專利文獻I所述的帶鋼中，板厚變化率是一定的，因此即使前端部(厚板偵D的板厚相同，根據(jù)軋制后的板的長度，尾端部(薄板側(cè))的板厚也會不同。而且，與第一鋼管的壁厚相應地，需要預先設定所連接的第二鋼管用帶鋼的前端部的板厚來進行制造，因此在通用性上有所欠缺。
[0016]另外，雖然上述鋼管在連接部不形成臺階，能夠在長的鋼管的長度方向整體消除壁厚的變化的陡峭部，但是即使是相同的壁厚，由于連接部在結(jié)構(gòu)上的強度較弱，因此，如果對長的上述管反復實施反卷、卷繞作業(yè)，則雖然比在連接部形成臺階的情況壽命長，但還是存在從連接部產(chǎn)生裂紋的問題。
[0017]本發(fā)明是著眼于上述各點而做出的，目的在于提供一種管用帶狀金屬板，該管用帶狀金屬板確保容易成為結(jié)構(gòu)上最弱部分的接合部的強度，并且能夠減輕管的質(zhì)量。
[0018]用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0019]本發(fā)明是基于上述情況而完成的，其主旨如下。
[0020][I] 一種帶狀金屬板，是通過軋制形成的帶狀的軋制金屬板，其特征在于，
[0021]作為長度方向兩端部的前端部及尾端部的板厚，均比長度方向兩端部以外的中間部分的板厚厚。
[0022][2]如[I]所述的帶狀金屬板，其特征在于，所述帶狀金屬板由長度方向兩端部、位于該長度方向兩端部之間的長度方向中途部、以及連接長度方向的各端部與所述長度方向中途部的兩個傾斜部構(gòu)成，該兩個傾斜部從長度方向端部朝向長度方向中途部板厚連續(xù)地單調(diào)減少。
[0023][3]如[2]所述的帶狀金屬板，其特征在于，構(gòu)成所述帶狀金屬板的長度方向兩端部的兩個端部中的至少一方的端部，從端面朝向所述連接著的傾斜部板厚連續(xù)地單調(diào)減少，該連續(xù)地單調(diào)減少的沿長度方向的變化率比在所述傾斜部上板厚單調(diào)減少的變化率小。
[0024][4]如[2]或[3]所述的帶狀金屬板，其特征在于，對于所述帶狀金屬板的沿長度方向的板厚，在將長度方向端部的最大板厚定義為A，將長度方向中途部的最小板厚定義為B時，((A-B) /A)的比值在7%以上50%以下。
[0025][5]如[2]?[4]中任一項所述的帶狀金屬板，其特征在于，所述傾斜部沿長度方向的板厚的變化率在0.001 [mm/m]以上0.1[mm/m]以下。
[0026][6]如[2]?[5]中任一項所述的帶狀金屬板，其特征在于，沿所述帶狀金屬板的長度方向的板厚的最大偏差相對于板厚的比在5%以下。
[0027][7]如[I]?[6]中任一項所述的帶狀金屬板，其特征在于，所述帶狀金屬板通過熱軋成形。[0028][8]如[I]?[7]中任一項所述的帶狀金屬板，其特征在于，所述帶狀金屬板是板厚為1.0?8.0mm、板全長為80?IOOOm的帶狀金屬板。
[0029]在此，帶狀金屬板的材質(zhì)沒有特別的限制，可以以鋼材或鋁材等舉例說明。
[0030]發(fā)明的效果
[0031]根據(jù)本發(fā)明，相對較厚地形成帶狀金屬板的兩端部，并且，相對較薄地形成該帶狀金屬板的中間部分的板厚，如果利用該帶狀金屬板進行制管，能夠?qū)崿F(xiàn)管體整體的質(zhì)量的減輕化，并且，能夠使成為接合部的長度方向兩端部的強度提高。
[0032]其結(jié)果是，能夠提供一種帶狀金屬板，起能夠確保容易成為結(jié)構(gòu)上最弱部分的接合部的強度，并且減輕管的質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是對基于本發(fā)明實施方式的帶狀金屬板進行說明的示意立體圖。
[0034]圖2是表示帶狀金屬板的變形例的示意側(cè)視圖。
[0035]圖3是表示帶狀金屬板的變形例的示意側(cè)視圖。
[0036]圖4是連接多個帶狀金屬板的示意側(cè)視圖，其中，(a)是使用基于本發(fā)明的帶狀金屬板的圖，(b)是比較例的圖。
[0037]圖5是表示帶狀金屬板的變形例的示意側(cè)視圖。
[0038]圖6是用于說明實施例的帶狀金屬板的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0039]接著，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0040]圖1是表示本實施方式的帶狀金屬板的例子的示意立體圖。需要說明的是，任一附圖均是將長度方向(軋制方向)的尺寸大幅壓縮而圖示的。
[0041](帶狀金屬板的構(gòu)成)
[0042]在以下的說明中，作為帶狀金屬板的材質(zhì)，以鋼為例進行說明。但是，帶狀金屬板的材質(zhì)不限于鋼，還可以是鋁、銅等，只要是能夠熱軋的金屬材料，本發(fā)明對材料沒有限制。
[0043]如圖1所示，本實施方式的帶狀金屬板L由構(gòu)成長度方向兩端部I的前端部Ia及尾端部lb、位于長度方向兩端部I之間的長度方向中途部2、分別連接長度方向的各端部la、lb與長度方向中途部2的兩個傾斜部3構(gòu)成。在此，帶狀金屬板L的輪廓通過熱軋(熱車L)而成形為目標板厚形狀，且被成卷機卷繞而成為卷材。另外，根據(jù)需要，有時對軋制后的卷材進行酸洗處理。這樣的帶狀金屬板L的長度例如在50m?2500m的范圍。
[0044]上述帶狀金屬板L以板厚達到例如1.0mm?30.0mm的范圍的預先設定的板厚的方式被軋制制造。此時，在本實施方式中，將長度方向兩端部I的板厚設定成均比長度方向中途部2及傾斜部3的板厚厚。此外，長度方向中途部2及傾斜部3成為長度方向兩端部I以外的中間部分。
[0045]本實施方式的帶狀金屬板L是通過上述軋制制造的熱軋鋼板，其長度方向中途部2的板厚被設定為沿長度方向一定或大致一定，上述傾斜部3的板厚從長度方向端部朝向長度方向中途部2的端部逐漸變薄。此外，也可以在熱軋后實施酸洗處理。
[0046]而且，在以長度方向兩端部I的最大板厚為A，長度方向中途部2的板厚為B的情況下，設定帶狀金屬板L的長度方向兩端部I及長度方向中途部2的板厚的板厚，以使((A-B)/A)的比值在7%以上50%以下。需要說明的是，上述((A — B)/A)的比值在本說明書中稱為板厚偏差。在圖1中，由于使長度方向兩端部I的板厚一定，因此長度方向兩端部I的板厚本身為A，但是，如圖2所示，在長度方向兩端部I的板厚變化的情況下，以其最大板厚(在圖2中端面處的板厚)為A。
[0047]此外，如圖3所示，不需要使長度方向的前端部Ia及尾端部Ib的各最大板厚相同，設定長度方向的各端部la、lb的最大板厚，使其分別滿足上述條件。
[0048]此時，長度方向中途部2構(gòu)成帶狀金屬板L的主體(板體)，即，制管加工時的管體的主體。因此，基于帶狀金屬板L的材質(zhì)、管體的直徑等設計長度方向中途部2的板厚，以使強度盡可能達到使用用途所要求的強度。然后，例如，以其長度方向中途部2的強度為基準，設計該長度方向端部的最大板厚，以使成為接合部的長度方向端部的接合強度接近長度方向中途部2的強度，尤其接近成為對象的長度方向端部附近的長度方向中途部2的強度。
[0049]在此，結(jié)構(gòu)體的強度例如能夠以截面二次力矩的值來評價，因此厚度的平方對強度的提聞是有效的。
[0050]使板厚偏差在7%以上50%以下，是由于在不超過7%時，輕量化的效果低，且連接部處的接合強度的提高效果低，因此，使板厚偏差的下限值在7%以上。另一方面，如果比50%大，雖然可能有助于輕量化，但是長度方向中途部2處的強度與連接部處的接合強度的強度差變大，因此，從防止壓彎的觀點考慮，使其在50%以下。優(yōu)選地，板厚偏差在10%以上30 %以下。此外，希望將沿長度方向的強度變化抑制得較小。
[0051]另外，將沿傾斜部3的長度方向的厚度的變化量設定在0.001 [mm/m]以上0.1 [mm/m]以下的范圍。
[0052]將傾斜部3的變化的上限設為0.1 [mm/m]的理由如下。長度方向的變化量越大，沿長度方向的強度變化就會變大，發(fā)生壓彎的危險性增大。從該觀點考慮，只要變化在
0.1 [mm/m]以下，就能夠?qū)⒃搲簭澋奈ｋU性抑制得較小。
[0053]另一方面，使變化的下限為0.001 [mm/m]是由于，使變化量越小，構(gòu)成上述帶狀金屬板L及制管后的管體的主體的長度方向中途部2的長度就會越短，輕量化的效果相應地變小。因此，使下限值在0.001 [mm/m]以上。
[0054]在此，即使通過熱軋僅將端部較厚地形成，但通過酸洗、切割等除去該厚的端部的帶狀金屬板不是本發(fā)明的帶狀金屬板。本發(fā)明的帶狀金屬板，長度方向端部是在產(chǎn)品的階段變厚的。
[0055](對于管體及管)
[0056]將上述帶狀金屬板L直接，或者切割為達到目標寬度的切片，從而形成帶鋼。
[0057]由該帶鋼進行制管而形成管體。然后，通過對接焊接依次連接多個管體的端部彼此，從而形成長的管。
[0058]或者，通過焊接依次接合上述帶鋼并且制管成管體，從而制造長的管。該長的管的制造方法采用現(xiàn)有的制管方法即可。通過例如輥軋成型，對成為卷材的帶鋼進行反卷，并且通過依次輥軋，成型為U狀，進而成型為O狀，并且連續(xù)地焊接寬度方向兩端部而封閉為O狀，從而連續(xù)地制造管。此時，通過依次接續(xù)焊接前一個卷材的尾端部與下一個卷材的前端部，制造長的管。
[0059](作用效果)
[0060]圖4(a)是基于本實施方式，依次焊接上述板厚形狀的帶鋼時的示意側(cè)視圖。圖4(b)是使用端部的板厚與圖4(a)的帶鋼的端部為相同板厚，在長度方向上板厚相同的帶鋼，通過依次焊接而接合的情況下的比較例的圖。
[0061]在此，如果將上述帶鋼成型為O狀而形成管體，則通過帶鋼的寬度決定管徑，但是通過板厚決定管的壁厚。從圖4(a)與圖4(b)的比較可知，在本實施方式(參照圖4(a))中，在管體彼此的接合部，能夠確保與比較例同樣的連接強度，并且能夠使管體的主體(長度方向中途部2)的壁變薄而實現(xiàn)輕量化。需要說明的是，此時，對于本實施方式的帶鋼，將長度方向中途部2的厚度設定為能夠確保成為對象的管所要求的強度的板厚即可。
[0062]另外，在制造油井清洗用管那樣的長的管時，通過依次使連接的長度方向中途部2的板厚變薄，能夠使壁厚朝向前端變薄，即，越朝向前端越變輕。在這種情況下，如果使長度方向兩端部I的板厚成為相同板厚，則即使長度方向中途部2的厚度不同，也能夠以沒有臺階或臺階很小狀態(tài)對接焊接帶鋼彼此。所以，在本實施方式中，即使制造油井清洗用管那樣的長的管，也能夠使各管體輕量化，因此不需要使長的管越朝向前端直徑越小。也就是說，成為管體的各帶狀金屬板的形狀即使是同一形狀也沒有問題。
[0063]由此，包括焊接的接合部在內(nèi)，能夠?qū)⒀毓艿拈L度方向的強度變化抑制得較小，并且實現(xiàn)管整體的輕量化。
[0064](變形例)
[0065]在此，在上述實施方式中，舉例說明了長度方向中途部2的沿長度方向的板厚一定或大致一定的情況，但是不需要使長度方向中途部2的沿長度方向的板厚一定。對于長度方向中途部2，例如如圖5所示，可以以板厚從前端側(cè)朝向尾端側(cè)以例如一定斜率逐漸變薄的方式形成。在長度方向中途部2的沿長度方向的板厚變化的情況下，優(yōu)選沿長度方向的板厚的變化量在0.1 [mm/m]以下。如上所述，這是為了抑制由沿長度方向的強度變化變大而導致的壓彎的產(chǎn)生。
[0066]另外，在上述實施方式中，對利用帶狀金屬板L制造長的管的情況進行了舉例說明，但是也可以對多個帶鋼的端部彼此進行焊接接合，形成長的梁等結(jié)構(gòu)物。即使在這種情況下，由于焊接部以外板厚較薄，因此能夠確保結(jié)構(gòu)上最弱部分，即，焊接部強度，并且減輕結(jié)構(gòu)體。其中，本發(fā)明尤其在提供長的管的情況下，發(fā)揮更有效的效果。需要說明的是，長的管不限于油井清洗用管。也可以將長的管適用于梁或柱等。
[0067]實施例1
[0068]參照圖6對采用上述實施方式的實施例進行說明。
[0069]以AP15ST(熱鋼板處的拉伸強度:相當于600?700MPa)的材質(zhì)按照以下尺寸制造帶狀金屬板A?I。帶狀金屬板的長度X為100m,板寬度為1000mm。
[0070]需要說明的是，本實施方式的各帶狀金屬板是以如下條件制造的。即，將下述組成的鋼熱軋為帶狀金屬板，此時，將熱加工軋制結(jié)束后的溫度設定為820?920°C的范圍的溫度，并且將卷繞溫度設定為550?620°C的范圍的溫度。
[0071]鋼的組成:按質(zhì)量％包括 C:0.13%, Si:0.2%, Mn:0.7%, P:0.02% 以下、S:0.005% 以下、Sol.Al:0.01 ?0.07%、Cr:0.5%, Cu:0.2%, Ni:0.2%, Mo:0.1 Nb:0.02%、Ti:0.01%、N:0.005%以下，剩余部分具有由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的組成。
[0072]帶狀金屬板A
[0073]長度方向端部
[0074]長度xl:1.0m
[0075]板厚tl:5.18mm
[0076]長度方向中途部
[0077]長度x2:78m
[0078]板厚t2:4.45mm
[0079]傾斜部3
[0080]長度x3:10m
[0081]帶狀金屬板B
[0082]長度方向端部
[0083]長度xl:1.0m
[0084]板厚tl:5.18mm
[0085]長度方向中途部
[0086]長度x2:78m
[0087]板厚t2:4.93mm
[0088]傾斜部3
[0089]長度x3:10m
[0090]帶狀金屬板C
[0091]長度方向端部
[0092]長度xl:1.0m
[0093]板厚tl:5.18mm
[0094]長度方向中途部
[0095]長度x2:84m
[0096]板厚t2:4.45mm
[0097]傾斜部3
[0098]長度x3:7m
[0099]帶狀金屬板G
[0100]長度方向端部
[0101]長度xl:0.0m
[0102]板厚tl:5.18mm
[0103]長度方向中途部
[0104]長度x2:80m
[0105]板厚t2:4.45mm
[0106]傾斜部3
[0107]長度x3:10m
[0108]帶狀金屬板H
[0109]長度方向端部[0110]長度xl:0.0m
[0111]板厚tl:5.18mm
[0112]長度方向中途部
[0113]長度x2:80m
[0114]板厚t2:4.93_
[0115]傾斜部3
[0116]長度x3:10m
[0117]帶狀金屬板I
[0118]長度方向端部
[0119]長度xl:0.0m
[0120]板厚tl:5.18mm
[0121]長度方向中途部2
[0122]長度x2:86m
[0123]板厚t2:4.45mm
[0124]傾斜部3
[0125]長度x3:7m
[0126]另外，作為長度方向的板厚不變化的比較例的帶狀金屬板，以與上述金屬板相同的材料制造了帶狀金屬板D、E、F。該各帶狀金屬板的板厚如下。
[0127]金屬帶狀板D:4.45mm
[0128]金屬帶狀板E:4.93mm
[0129]金屬帶狀板F:5.18_
[0130]在此，對于帶狀金屬板A、G，(5.18 — 4.45)/5.18 = 0.14，即，長度方向的板厚偏差為14%。此外，傾斜部3的長度方向變化量為(5.18 — 4.45)/10 = 0.073[mm/m]。
[0131]另外，對于帶狀金屬板B、H，(5.18 — 4.93)/5.18 = 0.048，即，長度方向的板厚偏差為4.8%。另一方面，傾斜部3的長度方向變化量為(5.18 - 4.93)/10 = 0.025mm/m。
[0132]對于帶狀金屬板C、I，(5.18 — 4.45)/5.18 = 0.14，即，長度方向的板厚偏差為14%。另一方面，傾斜部3的長度方向變化量為(5.18 - 4.45)/7 = 0.104mm/m。
[0133]然后，對于上述各帶狀金屬板A~I，焊接四根相同的帶狀金屬板，進行串聯(lián)連接。
[0134]然后，切出焊接接合部及板厚變化部作為試驗片，對該試驗片實施拉伸試驗。此時，對于試驗片根據(jù)JIS5號,對于試驗方法根據(jù)JISZ2201,實施試驗。
[0135]通常，拉伸強度與材料的疲勞強度相關(guān)。因此，能夠?qū)⒗鞆姸缺纫暈槠趶姸缺取?br> [0136]其結(jié)果如表1所示。
[0137][表1]
【權(quán)利要求】
1.一種帶狀金屬板，是通過軋制形成的帶狀的軋制金屬板，其特征在于， 作為長度方向兩端部的前端部及尾端部的板厚，均比長度方向兩端部以外的中間部分的板厚厚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶狀金屬板，其特征在于，所述帶狀金屬板由長度方向兩端部、位于該長度方向兩端部之間的長度方向中途部、以及連接長度方向的各端部與所述長度方向中途部的兩個傾斜部構(gòu)成，該兩個傾斜部從長度方向端部朝向長度方向中途部板厚連續(xù)地單調(diào)減少。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶狀金屬板，其特征在于，構(gòu)成所述帶狀金屬板的長度方向兩端部的兩個端部中的至少一方的端部，從端面朝向所述連接著的傾斜部板厚連續(xù)地單調(diào)減少，該連續(xù)地單調(diào)減少的沿長度方向的變化率比在所述傾斜部板厚單調(diào)減少的變化率小。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的帶狀金屬板，其特征在于，對于所述帶狀金屬板的沿長度方向的板厚，在將長度方向端部的最大板厚定義為A，將長度方向中途部的最小板厚定義為B時，((A-B) /A)的比值在7%以上50%以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的帶狀金屬板，其特征在于，所述傾斜部沿長度方向的板厚的變化率在0.001 [mm/m]以上0.1[mm/m]以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項所述的帶狀金屬板，其特征在于，所述帶狀金屬板的沿長度方向的板厚的最大偏差相對于板厚的比在5%以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的帶狀金屬板，其特征在于，所述帶狀金屬板通過熱軋成形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的帶狀金屬板，其特征在于，所述帶狀金屬板是板厚為1.0?8.0mm、板全長為80?IOOOm的帶狀金屬板。
【文檔編號】B21B1/38GK103998153SQ201280062524
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月21日
【發(fā)明者】小倉隆彥, 重田博, 福井義光, 飯島慶次, 見上慧, 松木康浩 申請人:杰富意鋼鐵株式會社