鋼管的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包含使用擴(kuò)管機(jī)從內(nèi)側(cè)對鋼管進(jìn)行擴(kuò)管的擴(kuò)管工序的鋼管的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，UOE鋼管的制造工序包括:對作為原料的厚鋼板的寬度方向端部實施坡口加工的工序；成形工序，使用壓力機(jī)進(jìn)行厚鋼板的寬度方向端部的端部彎曲后，將厚鋼板依次加工成U字狀、O字狀而成形為圓筒形狀，以使得厚鋼板的寬度方向端部彼此相對；定位焊工序(tack welding step)，約束圓筒形狀的厚鋼板，使相對的厚鋼板的寬度方向端部彼此對接并進(jìn)行定位焊；正式焊接工序，通過埋弧焊對厚鋼板的對接部的內(nèi)外面實施縫焊；以及擴(kuò)管工序，通過使用擴(kuò)管機(jī)從鋼管的內(nèi)側(cè)進(jìn)行擴(kuò)管而將鋼管成形為規(guī)定的真圓度、真直度及外徑尺寸。
[0003]油井管用或管線管(line pipe)用的UOE鋼管通過在鋪設(shè)場所利用圓周焊接將UOE鋼管的管端彼此接合而使用。因此，在UOE鋼管的真圓度差的情況下，在圓周焊接時無法使UOE鋼管的管端彼此對接而將其接合。另外，在UOE鋼管的真圓度差的情況下，在將UOE鋼管鋪設(shè)于深海等高壓環(huán)境下時，鋼管因壓力而容易變形。根據(jù)這樣的背景，提出了在擴(kuò)管工序中提高UOE鋼管的真圓度的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)I至5)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010 - 167440號公報
[0005]專利文獻(xiàn)2:日本特開平03 - 094936號公報
[0006]專利文獻(xiàn)3:日本特開昭59 - 183943號公報
[0007]專利文獻(xiàn)4:日本特開平09 - 001234號公報
[0008]專利文獻(xiàn)5:日本特開昭61 - 147930號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在擴(kuò)管工序中，通過增大擴(kuò)管前后的管徑之差相對于擴(kuò)管前的管徑的比率(以下稱為擴(kuò)管率)，能夠制造具有更接近正圓的截面形狀的鋼管。但是，為了增大擴(kuò)管率，需要增大擴(kuò)管機(jī)的設(shè)備能力。另外，伴隨近年的鋼管的厚壁化及高強(qiáng)度化，即使在與以往相同程度的擴(kuò)管率的情況下，在擴(kuò)管時也需要大的設(shè)備能力。因此，在以往的擴(kuò)管機(jī)中，有時無法確保提高真圓度所需的大的擴(kuò)管率。根據(jù)這樣的背景，期待提供能夠在不增大擴(kuò)管機(jī)的設(shè)備負(fù)荷的情況下將鋼管擴(kuò)管為期望的真圓度的技術(shù)。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種能夠在不增大擴(kuò)管機(jī)的設(shè)備負(fù)荷的情況下提高鋼管的真圓度的鋼管的制造方法。
[0011]本發(fā)明的鋼管的制造方法的特征在于，包括以下工序:第I擴(kuò)管工序，在如下的擴(kuò)管率的范圍內(nèi)對鋼管進(jìn)行擴(kuò)管，g卩，將能夠得到規(guī)定的真圓度的擴(kuò)管率設(shè)為下限值，并將對鋼管進(jìn)行擴(kuò)管時的擴(kuò)管機(jī)的設(shè)備負(fù)荷處于允許范圍內(nèi)的擴(kuò)管率的最大值設(shè)為上限值；和第2擴(kuò)管工序，以鋼管的管徑成為目標(biāo)值的擴(kuò)管率對所述第I擴(kuò)管工序后的鋼管進(jìn)行擴(kuò)管。
[0012]本發(fā)明的鋼管的制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，所述第I擴(kuò)管工序的擴(kuò)管率的范圍為0.3%以上且小于0.6%的范圍。
[0013]本發(fā)明的鋼管的制造方法的特征在于，在上述發(fā)明中，所述鋼管的管厚為25.4mm以上。
[0014]發(fā)明效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明的鋼管的制造方法，能夠在不增大擴(kuò)管機(jī)的設(shè)備負(fù)荷的情況下提高鋼管的真圓度。
【附圖說明】
[0016]圖1是表示在作為本發(fā)明的一個實施方式的鋼管的制造方法中使用的擴(kuò)管機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0017]圖2是表示鋼管的截面的示意圖。
[0018]圖3是表示擴(kuò)管率為0.3%的擴(kuò)管處理前后的鋼管的管徑的周向位置依存性的圖。
[0019]圖4是表示調(diào)查擴(kuò)管率對真圓度的影響得到的結(jié)果的圖。
【具體實施方式】
[0020]以下，參照附圖來說明作為本發(fā)明的一個實施方式的鋼管的制造方法。
[0021]〔擴(kuò)管機(jī)的結(jié)構(gòu)〕
[0022]首先，參照圖1、圖2來說明在作為本發(fā)明的一個實施方式的鋼管的制造方法中使用的擴(kuò)管機(jī)的結(jié)構(gòu)。圖1是表示在作為本發(fā)明的一個實施方式的鋼管的制造方法中使用的擴(kuò)管機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是表示鋼管的截面的示意圖。然而，在本發(fā)明中使用的擴(kuò)管機(jī)的結(jié)構(gòu)不限定于圖1、圖2所示的結(jié)構(gòu)。
[0023]如圖1所示，在作為本發(fā)明的一個實施方式的鋼管的制造方法中使用的擴(kuò)管機(jī)I具有:圓筒狀的懸臂(boom) 2，其前端從鋼管P的一端插入；擴(kuò)管頭4，其設(shè)于懸臂2的前端，且在沿軸直角方向擴(kuò)徑時對鋼管P進(jìn)行擴(kuò)管。擴(kuò)管頭4具有錐形外周面5和擴(kuò)管模具(pipeexpanding die)6。
[0024]錐形外周面5設(shè)于拉桿(pull rod) 3的前端，并從懸臂2的前端側(cè)朝向基端側(cè)而縮徑，其中，拉桿3設(shè)于懸臂2的內(nèi)部且能夠與懸臂2獨立地移動。擴(kuò)管模具6與錐形外周面5滑動接觸，具有從懸臂2的前端側(cè)朝向基端側(cè)縮徑的錐形內(nèi)周面6a、和與鋼管P的內(nèi)周面相對的模具外周面6b。如圖2所示，擴(kuò)管模具6沿錐形外周面5的周向配置有多個。
[0025]〔擴(kuò)管方法〕
[0026]接下來，說明利用上述的擴(kuò)管機(jī)I對鋼管P進(jìn)行擴(kuò)管的擴(kuò)管方法。
[0027]在利用上述的擴(kuò)管機(jī)I對鋼管P進(jìn)行擴(kuò)管時，首先，通過利用未圖示的鋼管移動裝置使鋼管P移動而將擴(kuò)管模具6對位于擴(kuò)管開始位置，通過使拉桿3從擴(kuò)管開始位置后退而進(jìn)行第I次的擴(kuò)管處理。由此，通過楔作用(wedge act1n)，與錐形外周面5滑動接觸的擴(kuò)管模具6分別沿放射方向位移，對鋼管P進(jìn)行擴(kuò)管。于是，鋼管P的截面形狀的凹凸變小，鋼管P的截面形狀變?yōu)榻咏龍A形狀。接著，使拉桿3前進(jìn)至擴(kuò)管開始位置，通過未圖示的釋放機(jī)構(gòu)(release mechanism)使擴(kuò)管模具6向軸垂直方向的內(nèi)側(cè)恢復(fù)，然后僅以與擴(kuò)管模具6的節(jié)距(pitch)(軸向長度)相應(yīng)的量使鋼管P進(jìn)一步移動。然后，在將擴(kuò)管模具6對位于新的擴(kuò)管位置后重復(fù)進(jìn)行上述動作。由此，能夠在鋼管P的全長范圍內(nèi)，每擴(kuò)管模具6的節(jié)距量地進(jìn)行第I次的擴(kuò)管處理。第I次的擴(kuò)管處理與本發(fā)明的第I擴(kuò)管工序?qū)?yīng)。
[0028]此外，在第I次的擴(kuò)管處理中，擴(kuò)管率的下限值設(shè)定為能夠得到規(guī)定的真圓度的值，擴(kuò)管率的上限值設(shè)定為對鋼管P進(jìn)行擴(kuò)管時的擴(kuò)管機(jī)I的設(shè)備負(fù)荷處于允許范圍內(nèi)的擴(kuò)管率的最大值。
[0029]圖3是表示擴(kuò)管率為0.3%的擴(kuò)管處理前后的鋼管的管徑的周向位置依存性的圖。需要說明的是，作為對象的鋼管的外徑為762mm。圖3的縱軸表示峰值(peaking)(某周向位置處的管徑相對于平均管徑的偏差)，峰值為正意味著該周向位置處的管徑大于平均管徑。圖3的橫軸為對鋼管的管徑進(jìn)行測定的周向位置，表示在將與縫焊部對應(yīng)的周向位置設(shè)為O度時是哪一角度的管徑。如圖3所示，得知擴(kuò)管處理前最大為2.5mm的峰值通過實施擴(kuò)管率為0.3%的擴(kuò)管處理而成為1.5mm以下，真圓度提高。
[0030]根據(jù)以上內(nèi)容，第I次的擴(kuò)管處理的擴(kuò)管率的下限值優(yōu)選設(shè)為0.3%。這是因為，如圖3所示，若實施擴(kuò)管率為0.3 %的擴(kuò)管處理，則真圓度大幅改善，在后述的第2次的擴(kuò)管處理中，能夠以更少的負(fù)荷實施規(guī)定的擴(kuò)管率的擴(kuò)管。此外，第I次的擴(kuò)管處理后的真圓度以用相對于鋼管的外徑的比率表示的真圓度計優(yōu)選為1.0%以下。然而，若第I次的擴(kuò)管處理的擴(kuò)管率過大，則在后述的第2次的擴(kuò)管處理中，變得無法確保為了確保充分的真圓度而所需要的量的擴(kuò)管率，因此，第I次的擴(kuò)管處理的擴(kuò)管率的上限值優(yōu)選設(shè)為小于0.6%的范圍內(nèi)，更優(yōu)選設(shè)為小于0.5%的范圍內(nèi)。
[0031]接著，通過使用未圖示的鋼管移動裝置使鋼管P移動而使擴(kuò)管模具6再次對位于擴(kuò)管開始位置，通過使拉桿3從擴(kuò)管開始位置再次后退而進(jìn)行第2次的擴(kuò)管處理。接著，使拉桿3前進(jìn)至擴(kuò)管開始位置，通過未圖示的釋放機(jī)構(gòu)使擴(kuò)管模具6向軸垂直方向的內(nèi)側(cè)恢復(fù)，然后僅以與擴(kuò)管模具6的節(jié)距(軸向的長度)相應(yīng)的量使鋼管P進(jìn)一步移動。然后，在使擴(kuò)管模具6對位于新的擴(kuò)管位置后重復(fù)進(jìn)行上述動作。由此，能夠在鋼管P的全長范圍內(nèi)，每擴(kuò)管模具6的節(jié)距量地進(jìn)行第2次的擴(kuò)管處理。第2次的擴(kuò)管處理與本發(fā)明的第2擴(kuò)管工序?qū)?yīng)。
[0032]此外，在第2次的擴(kuò)管處理中，擴(kuò)管率設(shè)定為鋼管P的管徑成為目標(biāo)值的值。通常，在真圓度差的鋼管中，與真圓度良好的鋼管相比