(57)【要約】      （修正有）【課題】溶接部の品質を安定化する電縫鋼管の製造方法を提供する。【解決手段】ＳＱロールの手前に左右２分割構造でフィン幅を自由に変化させることができるＳＧロール４を有し、造管される鋼管の外径が変化した際にフィン幅Ｄを鋼管の外径と比例するように変化させて、ロール交換なしに溶接時の管断面形状を安定化させ、かつ肉厚、強度が変化した際に、フィン幅Ｄを調節して積極的にＶ角を変化させ、常に理想のＶ角で溶接することにより溶接部の品質を安定化する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクイズロールの手前で左右に移動可能な２分割構造のフィン部を備えたシームガイドロールを用いて，シームガイドロールのフィン部の幅を変更することにより，電縫溶接部のＶ角を調節することを特徴とする，電縫鋼管の製造方法。
【請求項２】
造管する鋼管の外径が変化した際に，前記シームガイドロールのフィン部の幅を前記鋼管の外径と比例するように変更することを特徴とする，請求項1に記載の電縫鋼管の製造方法。
【請求項３】
造管する鋼管の強度，肉厚が変化した際に，前記シームガイドロールのフィン部の幅を変更することを特徴とする，請求項１又は２のいずれかに記載の電縫鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は，電縫溶接部の品質を安定化する電縫鋼管の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電縫鋼管の製造方法は，鋼板をロール成形で次第に円形状に近づけていき，その後スクイズロール（以下，「ＳＱロール」という）直前で高周波電流を流し，円形鋼板のエッジを溶融させてＳＱロールで当該エッジに圧力をかけて溶接し鋼管とする。
【０００３】
電縫溶接部の品質は，主に「電縫溶接時の管断面形状」及び「電縫溶接部のＶ角（溶接部収束角度）の大きさ」によって決まる。電縫溶接時の管断面形状が安定しないと電流のバランスが崩れて，不均一な入熱状態となり品質が劣化する。また適切なＶ角で溶接が行われないと，冷接（溶接部が剥がれ易い状態）や酸化物（ペネトレーター）の巻き込みがおこり，品質が劣化する。
【０００４】
電縫溶接時の管断面形状を安定化するために，例えば図４に示すように鋼板Ｈの造管ラインにおいて，フィンパスロール（以下，「ＦＰロール」とする）２０とＳＱロール２１との間に，図５に示すようなシームガイドロール（以下，「ＳＧロール」とする）２２が設置される例が多い（例えば，特許文献１参照。）。ＳＧロール２２を設置しないと，特に薄肉材の造管の際には，円形鋼板のエッジが安定せずにラップ（エッジの突合せ段差）やローリング（管の捩れ）を起こした状態で電縫溶接を行ってしまう懸念がある。こうなると電流のバランスが崩れて不均一な入熱状態となり，溶接部の品質不良で溶接部が割れ易い鋼管を製造してしまうことになる。したがって，造管ライン上のＳＱロールの手前にＳＧロールを配置することにより，かかる問題を解決している。
【０００５】
溶接点の収束角度であるＶ角は，電縫溶接部の品質と大きく関係する。安定した溶接ができるＶ角は4°〜5°である。Ｖ角は，これより小さくなると低入熱となって冷接となる懸念があり，大きくなると高入熱となって酸化物を巻き込んで介在物割れをおこし易い状態となる懸念がある。そのため電縫溶接部の品質を安定化するためには，適切なＶ角で溶接を行うことが重要である。
【０００６】
現状のＳＧロールは，造管される鋼管の外径が変わる度に交換する必要があった。このため，作業負荷がかかり，また多くのロールを保有しなければならなかった。また，電縫溶接前の円形鋼板の適正なエッジ間距離や溶接部のＶ角は，造管される鋼管の外径，肉厚，強度によって決まるが，現状のＳＧロールは，鋼管の外径ごとにフィン幅（ＳＧロールのフィン部の幅）が決まっているため，鋼管の肉厚や強度が変わっても同じフィン幅のＳＧロールを用いるのが現状である。このため，鋼管の肉厚や強度が変化した場合，円形鋼板のエッジ間距離が変動し，溶接部のＶ角も変動してしまい，場合によっては理想的な溶接条件からはずれた条件で造管してしまう懸念がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１９２２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように，現状のＳＧロールは，電縫溶接時の管断面形状を安定化させるため，鋼管の外径が変わる度にロール交換を行わなければならず，作業負荷が大きかった。また鋼管の外径ごとにＳＧロールを保有しなければならないため，コストがかかっていた。
【０００９】
現状のＳＧロールのフィン幅は，鋼管の外径ごとに決まっているため，そのときの溶接部のＶ角を積極的にコントロールすることはできなかった。このため，例えば鋼管の外径が一定で，鋼管の肉厚，強度が変化したときには，溶接部のＶ角が変化し，場合によっては入熱量とＶ角のバランスが崩れて溶接部が冷接状態となったり，溶接部にペネトレーターが発生したり，溶接部の品質が劣化する懸念がある。
【００１０】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，ＳＧロールを交換
せずに，電縫溶接時の管断面形状を安定化させ，電縫溶接部のＶ角を調整することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明によれば，スクイズロールの手前で左右に移動可能な２分割構造のフィン部を備えたシームガイドロールを用いて，シームガイドロールのフィン部の幅を変更することにより，電縫溶接部のＶ角を調節することを特徴とする電縫鋼管の製造方法が提供される。
【００１２】
本発明によれば，シームガイドロールが左右2分割構造のフィン部を有し，それぞれのフィン部が左右に移動できるため，フィン部全体の幅を自由にコントロールすることができる。したがって，造管される鋼管の外径が異なってもロール交換なしに溶接時の管形状を安定化することができる。また，フィン幅を調節することでＶ角を積極的にコントロールでき，常に安定した溶接条件で造管することが可能となる。なお，ここでいう「フィン部の幅」とは，2分割した両方のフィン部の幅を合わせたフィン部全体の幅をいう。
【００１３】
上記電縫鋼管の製造方法において，造管する鋼管の外径が変化した際に，前記シームガイドロールのフィン部の幅を前記鋼管の外径と比例するように変更してもよい。
【００１４】
また，造管する鋼管の強度，肉厚が変化した際に，前記シームガイドロールのフィン部の幅を変更してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば，シームガイドロールを交換せずに，電縫溶接時の管断面形状を安定化させ，電縫溶接部のＶ角を調整できるので，作業時間の短縮による生産性の向上が図られる。また替えのロールを所有しなくてよいため，コストの削減が図られる。
【００１６】
本発明によれば，常に理想のＶ角で電縫溶接することが可能となり，電縫溶接部の品質のさらなる安定化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかる電縫鋼管の製造方法を実施するためのＳＧロールスタンド１の構成を示す模式図である。
【００１８】
ＳＧロールスタンド１は，図２に示す鋼板Ｈの造管ラインにおいて，鋼板を円形に変形させる最後のＦＰロール２と，円形鋼板の幅方向の両端部（縫目）を圧接して溶接するＳＱロール３との間に配置されている。ＳＧロールスタンド１は，図１に示すように円形鋼板Ｈの両端部を誘導するＳＧロール４と，円形鋼板Ｈの下面を支持する下ロール５を備えている。
【００１９】
ＳＧロール４は，造管ラインに直交する左右方向（図１のＡ方向）に２つに分割されている。各ＳＧロール４は，それぞれ独立して左右方向に移動できる。各ＳＧロール４は，中央部側に，他の部分よりもロール径が大きいフィン部６を有している。フィン部６は，円形鋼板Ｈの端部に内側から接触する。円形鋼板Ｈの両端部間の隙間は，左右のＳＧロール４のフィン部６によって規定される。ＳＧロール４におけるフィン部６の外側には，円形鋼板Ｈの外形に沿って一定の曲率半径で湾曲するカリバー部７が形成されている。
【００２０】
ＳＧロール４は，ＳＧロール４の回転軸１０に取り付けられたフィン幅調整ギア１１によって左右方向に移動できる。例えばフィン幅調整ギア１１によって，各ＳＧロール４は，互いに反対の方向に移動できる。このＳＧロール４の移動により，２つのフィン部６の幅を合わせたフィン幅Ｄを調整し，円形鋼板Ｈの両端部間の隙間を押し広げたり，狭めたりできる。ＳＧロール４は，回転軸１０に取り付けられた高さ調整ギア１２によって，上下方向にも移動できる。
【００２１】
なお，外径が１６インチ程度の鋼管を造管するＳＧロールスタンド１においては，フィン幅Ｄの調整範囲として最小３０ｍｍ〜最大１２０ｍｍ程度とすることが望ましい。ＳＧロール４の高さ方向の移動については，円形鋼板Ｈの最大外径と最小外径の差の分は少なくとも移動可能とする必要がある。また，ＳＧロール４の移動の際には，例えばフィン間隔の寸法の表示とフィン部６の高さ位置の表示を見ながら遠隔から人がボタン操作で手動調整させるのが望ましい。
【００２２】
そして，鋼板Ｈが造管される際には，鋼板ＨがＦＰロール２によって円形に変形され，ＳＧロールスタンド１において円形鋼板Ｈの両端部が誘導され，その後，図示しない電縫溶接機において円形鋼板Ｈの接合部が溶融される。その直後，ＳＱロール３において円形鋼板Ｈの接合部が圧接され溶接されて，鋼管が形成される。ＳＧロールスタンド１において円形鋼板ＨがＳＧロール４を通過する際には，図２に示すようにＳＱロール３における電縫溶接部のＶ角θが所望の角度になるように，ＳＧロール４のフィン幅Ｄが調整される。例えばフィン幅Ｄは，円形鋼管Ｈのエッジ間距離Ｅと，ＳＧロール４からＳＱロール３までの距離Ｆによって定められる。例えばＶ角θを大きくする場合には，ＳＧロール４が互いに外側に移動され，フィン幅Ｄが広げられて，エッジ間距離Ｅが広げられる。また，Ｖ角θを小さくする場合には，ＳＧロール４が互いに近づけられ，フィン幅Ｄが狭められる。なお，さらにＶ角θを小さくする場合には，フィン幅の小さいＦＰロール２を使用し，予め初期のエッジ間距離Ｅを小さく設定して，フィン幅Ｄを広げることによりＶ角θを調整してもよい。
【００２３】
以上の実施の形態によれば，ＳＧロール４が2分割構造となっており，それぞれのロール４が左右に移動できるので，フィン幅Ｄを自由に調整できる。それ故，従来のようにＳＧロール４を交換せずに，電縫溶接時の管断面形状を安定化させることができる。したがって，ＳＧローの４の交換に伴う作業負荷がなくなる。また鋼管の径ごとの多種類のＳＧロール４を保有する必要がなく，コストの削減が図られる。さらに，ＳＧロール４を交換せずに，フィン幅Ｄを調整し，溶接部のＶ角θを適切な角度に調整できるので，常に理想の条件下で電縫溶接することができ，電縫溶接部の品質を安定化できる。
【００２４】
以上の実施の形態に記載した鋼管の製造方法において，鋼管の外径が変化した際には，ＳＧロール４のフィン幅Ｄを鋼管の外径に比例するように変更させてもよい。管断面形状は，いずれの鋼管の外径でも相似形状であるため，フィン幅Ｄを鋼管の径と比例するように調整することにより，あらゆる径の鋼管も適切なフィン幅Ｄ及びＶ角θで溶接できる。
【００２５】
図３に示すようにＳＧロール４のフィン部６のフィン角αは，最終のＦＰロール２のフィン角度の約半分の２°〜３°の角度に設定してもよい。なお，ここでいうフィン角αは，フィン部６の底面と先端面とを接続し，円形鋼板Ｈの端部が接する傾斜面の角度である。このように，ＳＧロール４のフィン部６に若干の角度を付けることにより，ＳＱロール３において溶接する際の突合せ角度を０°に調整できる。なお，フィン部６には大きな荷重がかかるため，フィン部６の厚みは１５ｍｍ以上に設定するのが望ましい。
【００２６】
ＳＧロール４のカリバー部７の曲率半径Ｒは，造管される鋼管の最大外径と同じ曲率半径にすると良い。カリバー部７は，円形鋼板Ｈのエッジが上下方向にぶれないようにガイドする。円形鋼板Ｈの外径が小さくなると，次第に円形鋼板Ｈとカリバー部７とが点接触に近い状態となるが，円形鋼板Ｈのエッジがフィン部６とカリバー部７に接触していれば，円形鋼板Ｈを安定してガイドすることができる。またさらに安定して円形鋼板Ｈをガイドするために，下ロール５のカリバー部の曲率半径も，造管される鋼管の最大外径と同じに設定してもよい。
【００２７】
以上の実施の形態に記載した電縫鋼管の製造方法において，Ｖ角θをリアルタイムで測定し，その結果に基づいてフィン幅Ｄを調整してもよい。Ｖ角θの測定は，ＣＣＤカメラ等により円形鋼板Ｈの溶接部の画像を撮像し，その撮像情報からＶ角θを測定してもよい。かかる場合，円形鋼板Ｈの溶接部は，溶融して赤くなっているため，Ｖ角θを容易に測定できる。また，測定したＶ角θを，ＳＧロールスタンド１にフィードバックして，理想のＶ角θになるようにフィン幅Ｄを調整する。これにより，鋼管の溶接部の品質を安定化できる。
【００２８】
以上の実施の形態で記載したフィン幅Ｄの調整は，例えば鋼管の強度，肉厚が変化した際に行うようにしてもよい。例えば，造管される鋼管の強度，肉厚が変化する度に，人がＣＣＤのモニターをチェックし，遠隔から人がボタン操作でＳＧロール４を移動させ，フィン幅Ｄを手動で調整して，理想のＶ角θを維持してもよい。例えば鋼管の強度，肉厚が減少した場合には，円形鋼板Ｈのエッジのバックリングが顕著になってエッジ間距離Ｅが大きくなるために，フィン幅Ｄが広げられる。逆に鋼管の強度，肉厚が増加する場合には，フィン幅Ｄが狭められる。例えば鋼管の１００ＭＰａの強度変化でフィン幅Ｄを２〜３ｍｍ程度調整するとよい。また鋼管の肉厚２倍変化で５ｍｍ程度を目安にフィン幅Ｄを調節するとよい。なお，この値はあくまでもこれは目安であって，鋼管の強度，肉厚に伴ってフィン幅Ｄを調整する際にも，上述したように，Ｖ角θをリアルタイムでモニタリングにして，その実測値に基づいて，理想のＶ角となるようにフィン幅Ｄの値を設定してもよい。
【００２９】
また，図１に示すＳＧロールスタンド１の回転軸１０を，分割した２つのＳＧロール４に対応させて，２分割構造にしてもよい。この場合，例えば回転軸１０毎に，フィン幅調整ギア１１を設ける。かかる場合，各ＳＧロール４がそれぞれ独立して移動できるので，ＳＧロール４の移動の自由度が増して，例えば円形鋼板Ｈの左右のエッジ角度のバランス調節も可能となるため，さらに管断面形状を安定化することが可能になる。
【００３０】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は，電縫鋼管の製造において溶接部の品質を安定化する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ＳＧロールスタンドの構成を模式的に示す模式図である。
【図２】造管ライン上のロールの配置を模式的に示す模式図である。
【図３】ＳＧロールのフィン部を示す拡大図である。
【図４】一般的に使用されているＳＧロール形状を示すためのＳＧロールの正面図である。
【図５】一般的な電縫鋼管の製造ラインのロール配置を模式的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    ＳＧロールスタンド
２    ＦＰロール
３    ＳＱロール
４    ＳＧロール
６    フィン部
Ｈ    鋼板
Ｄ    フィン幅
【図１】
2006289446.tif 000002
【図２】
2006289446.tif 000003
【図３】
2006289446.tif 000004
【図４】
2006289446.tif 000005
【図５】
2006289446.tif 000006