(57)【要約】      （修正有）【課題】工具原単位の向上や引抜加工の生産性の改善が図れ、製造コストの大幅な低減を達成することができる管の冷間引抜加工方法を提供する。【解決手段】Ｃｒ：２０〜３５質量％およびＮｉ：３〜４０質量％を含有する高変形抵抗材からなる素管をプラグ２とダイス３を用いて引抜する管の冷間引抜加工方法であって、素管１を本体部の断面減少率Ｇ０が５％以上で３０％未満となる加工度で引抜加工する際に、引抜加工される素管１の後端側の管端部の肉厚を、本体部の断面減少率Ｇ０と、後端側の管端部の断面減少率Ｇ１が、下記（３）式の関係を満足する厚さとし、且つ当該素管の後端側の管端部から２０ｍｍ以上で１５００ｍｍ以下の長さにおいて、先端側から後端側に向けて漸次減少するように、管内面側の肉厚が減少した断面形状を有する素管を用いて引抜加工することを特徴とする管の冷間引抜加工方法。Ｇ１／Ｇ０≦０．８５・・・（３）【選択図】図２
2011011251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主組成として、Ｃｒ：２０〜３５質量％およびＮｉ：３〜４０質量％を含有する高変形抵抗材からなる素管をプラグとダイスを用いて引抜する管の冷間引抜加工方法であって、
前記素管を、下記（１）式に示す本体部の断面減少率Ｇ０が５％以上で３０％未満となる加工度で引抜加工する際に、
引抜加工される素管の後端側の管端部の肉厚を、本体部の断面減少率Ｇ０と、下記（２）式に示す後端側の管端部の断面減少率Ｇ１が、下記（３）式の関係を満足する厚さとし、
且つ当該素管の後端側の管端部から２０ｍｍ以上で１５００ｍｍ以下の長さにおいて、先端側から後端側に向けて漸次減少するように、管内面側の肉厚が減少した断面形状を有する素管を用いて引抜加工することを特徴とする管の冷間引抜加工方法。
Ｇ０：１−｛（ｔ×（ｄ−ｔ））／（ｔ０×（ｄ０−ｔ０））｝×１００％・・・（１）
Ｇ１：１−｛（ｔ×（ｄ−ｔ））／（ｔ１×（ｄ１−ｔ１））｝×１００％・・・（２）
Ｇ１／Ｇ０≦０．８５      ・・・        （３）
ただし、引抜加工後の管寸法：外径ｄ、および肉厚ｔ
本体部の素管寸法：外径ｄ０、および肉厚ｔ０
後端側の管端部の素管寸法：外径ｄ１、および肉厚ｔ１
【請求項２】
外径が８０ｍｍ以上であり、且つ肉厚が５ｍｍ以上である前記素管を用いて引抜加工することを特徴とする請求項１記載の管の冷間引抜加工方法。
【請求項３】
引抜加工として、請求項１または２に記載の冷間引抜加工方法を用いることを特徴とする冷間引抜管の製造方法。
【請求項４】
最終の仕上加工に、請求項１または２に記載の冷間引抜加工方法を用いることを特徴とする高強度油井管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油井管などに用いられる高Ｃｒ−高Ｎｉ合金や二相ステンレス鋼からなる高変形抵抗材の引抜加工に好適な、管の冷間引抜加工方法、並びにその冷間引抜加工方法を用いた冷間引抜管および高強度油井管の製造方法に関するものである。
【０００２】
なお、別に規定がない限り、本明細書における用語の定義は次の通りである。
「質量％」：対象材料に含まれる各成分の質量百分率を表す。
「高強度油井管」：油井およびガス井の生産流体の汲み上げに用いられ、耐食性とともに最低降伏強度を７５８．３ＭＰａ〜９６５．２ＭＰａを具備する金属管をいう。
【背景技術】
【０００３】
油井およびガス井において、生産流体を地上に汲み上げる管には、井戸環境の苛酷化にともない、高強度化や耐食性が要求される。このため、油井管などには高Ｃｒ−高Ｎｉ合金や、オーステナイトとフェライトの二相組織を有する二相ステンレス鋼が用いられることが増えている。
【０００４】
これらの管はいずれも、必要な管寸法や強度を得るために冷間引抜加工が行われる。しかし、高Ｃｒ−高Ｎｉ合金や二相ステンレス鋼は高変形抵抗材であること、また、各井戸の生産量の増大を図るため、使用する管サイズ（外径や肉厚）は増大する傾向にあることから、冷間引抜加工の過程で発生する引抜荷重は増大している。
【０００５】
図１は、素管をプラグとダイスを用いて引抜加工する冷間引抜加工方法を説明する図である。同図は、フローティングプラグ引きによる引抜加工方法を示しており、素管１内にプラグ２を挿入し、素管１の管端をキャリッジ（図示せず）に設けられたグリッパー４により掴んで、ダイス３を通し図中の符号Ｘにて示す矢印の方向に引き抜く方法である。
【０００６】
冷間引抜加工では、既に引抜加工を完了した部分の管には弾性変形エネルギーが開放されずに残留する。引抜加工の進展にともなって、管に残留する弾性変形エネルギーが増加し続け、引抜加工の終了時に最大となる。そして、引き抜かれた素管がダイスおよびプラグから抜け出るとき、この弾性変形エネルギーは開放されて運動エネルギーとなる。
【０００７】
冷間引抜加工に用いられる素管は、少なからず偏肉が存在し、管端面が平坦で、且つ管軸方向に対して垂直面であることは少ない。このため、引抜加工が終了し素管がダイスおよびプラグから抜け出たとき、弾性変形エネルギーの開放により、プラグを上下、または左右に振動させる衝撃力が働く。
【０００８】
引抜加工の終了時にプラグ振動が大きくなると、プラグがダイスに衝突することになり、プラグまたはダイスが破損し、若しくはプラグとダイスの双方が破損することになる。プラグやダイスに破損が発生すると、工具原単位を悪化させるだけでなく、引抜加工の作業性も著しく低下させることから製造上の大きな問題となる。
【０００９】
従来から、特許文献１乃至３では、金属管の引抜加工方法において、引抜加工の終了時の衝撃を緩和するため、引抜加工の完了直前にプラグを後退させるか、またはダイスを前進させ、管がダイスを抜ける瞬間だけプラグを作用させずに空引き状態にする技術が提案されている。
【００１０】
さらに、特許文献４では、高圧抽伸方法において、引抜加工の終了により、素管を高圧容器から引き抜いてしまうと、潤滑油がダイスと内面規制工具との間から激しく噴出することから、抽伸末期に高圧容器内の潤滑油の圧力を大気圧まで減圧し、しかる後に内面規制工具を後退させ空引きを行い、内面規制工具が素管に対し外力を与えない状態で素管を高圧容器から引き抜く方法が提案されている。
【００１１】
特許文献１乃至３で提案された技術では、プラグを後退、またはダイスを前進させる操作が必要になるため、設備そのものの改造、または新設しなければならない。また、特許文献４で提案された方法でも、潤滑油を大気圧まで減圧、または内面規制工具を後退させ操作が必要になるため、設備の改造や新設が必要となり、設備投資を必要とする。
【００１２】
また、提案の技術や方法では、引抜加工の完了直前に空引き状態にすることが示されているが、空引きにより管の後端部のみ肉厚が増加することになる。一方、冷間引抜加工では、供される素管のサイズによって、２回以上の引抜加工を必要とする場合がある。このため、１回目以降の引抜加工で後端部のみ肉厚が増加することにより、２回目以降の引抜加工で必要なプラグが管内に挿入できなかったり、プラグを挿入できても、引抜加工が不安定になる等の問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭５２−７８６６５号公報
【特許文献２】特開平８−２５７６２８号公報
【特許文献３】特開２０００−１９７９１１号公報
【特許文献４】特開平１−１１３１１０号公報
【特許文献５】特開平４−２２４０１３号公報
【特許文献６】特開２００３−３１１３１９号公報
【特許文献７】特開平６−３０４６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
冷間引抜加工の終了時の工具破損や衝撃を緩和するため、素管の管端にベベル加工を施したり、管端部の形状を截頭円錐形状する加工方法も提案されている。
【００１５】
特許文献５では、素管の管端にベベル加工を施してから伸管を行う方法が提案されているが、これは鋼管の内面に螺旋状のリブを形成するライフル伸管方法を対象としている。素管の管端にベベル加工を施すことにより、螺旋溝を有するプラグにかかる荷重を徐々に軽減し、管端部で発生し易いプラグ破損を防止する方法である。
【００１６】
また、特許文献６では、素管の後端側を管端に向かって断面積を減少させるため、管端部の形状を截頭円錐形状する引抜加工方法が提案されている。特許文献６の引抜加工方法は、原子力用の蒸気発生器および給水ヒータ等の熱交換器に用いられる、外径が３０ｍｍ以下、長さが１７ｍ以上の細径長尺の伝熱管を対象にしている。
【００１７】
特許文献６が対象とする伝熱管は、細径長尺でありながら、渦流探傷でのＳ／Ｎ比向上のために加工度（断面減少率）が３０％以上の高加工度の引抜加工が行われることから、引抜き力が大きくまた管の剛性が低いため、加工終了時に、キャリッジ側に飛び出す量が大きくなって管の先端側がキャリッジに衝突して曲がりを発生し易く、Ｓ／Ｎ比が悪化する。
【００１８】
このため、特許文献６の引抜加工方法では、素管の管端部を截頭円錐形状にすることにより、ダイスによる外径加工を均等に抑制し、引抜加工の終了時に反動で管が飛び出しキャリッジと衝突して曲がりを発生する現象を防止するものである。
【００１９】
このため、特許文献５、６で提案の加工方法にあっては、引抜加工の終了時におけるプラグの荷重状況や、管の引抜挙動が異なるため、冷間引抜加工の終了時の衝撃にともなって発生するプラグやダイスといった冷間引抜工具の破損といった問題を把握しておらず、それを解決する手段も開示されていない。
【００２０】
一方、油井管などに用いられる高Ｃｒ−高Ｎｉ合金や二相ステンレス鋼は、高変形抵抗材であるため、断面減少率で３０％未満に留めるものの、引抜加工の終了時に発生する衝撃は大きく、プラグがダイスに衝突することによる工具破損を生じ易い。したがって、衝突による工具破損を防止することは、高変形抵抗材の引抜加工において、工具原単位の向上や生産性の改善に直結することから、製造上の解決すべき重要な課題となる。
【００２１】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、高変形抵抗材からなる素管の引抜加工の終了にともなう衝撃で発生する工具破損を効果的に防止することができる、管の冷間引抜加工方法、並びに冷間引抜管および高強度油井管の製造方法を提供することを目的としている。 
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述した課題は、プラグとダイスを用いた冷間引抜加工の終了時に発生する衝撃により、具体的には、管に加わる弾性変形エネルギーが一気に開放されることにより、プラグが振動し、ダイスに衝突することにより発生する工具破損を防止することである。
【００２３】
このため、本発明者は、高変形抵抗材からなる素管の引抜加工方法について、種々の検討を加えた結果、例えば、素管の後端側の内面にテーパを形成し、素管の肉厚を先端側から後端側に向けて漸次減少させて引抜加工することで、加工終了時に発生するプラグの振動を抑制できることに着目した。
【００２４】
さらに検討を加えることにより、素管の肉厚を先端側から後端側に向けて漸次減少させ、且つ、その最後端の肉厚を一定値以下にしてダイスとプラグを用いて引抜くことにより、引抜加工の終了時に発生するプラグ振動を低減し、工具破損を抑制することができる。
【００２５】
上記最後端の肉厚は、適正な断面減少率を選定することにより決定される。すなわち、後端部の断面減少率が本体部の断面減少率の８５％以下となるように、最後端の肉厚を加工するする必要がある。
【００２６】
本発明は、上記の知見に基づいて完成したものであり、下記（１）、（２）の管の冷間引抜加工方法、並びに（３）の冷間引抜管の製造方法および（４）の高強度油井管の製造方法を要旨としている。
【００２７】
（１）主組成として、Ｃｒ：２０〜３５質量％およびＮｉ：３〜４０質量％を含有する高変形抵抗材からなる素管をプラグとダイスを用いて引抜する管の冷間引抜加工方法であって、
前記素管を、下記（１）式に示す本体部の断面減少率Ｇ０が５％以上で３０％未満となる加工度で引抜加工する際に、
引抜加工される素管の後端側の管端部の肉厚を、本体部の断面減少率Ｇ０と、下記（２）式に示す後端側の管端部の断面減少率Ｇ１が、下記（３）式の関係を満足する厚さとし、
且つ当該素管の後端側の管端部から２０ｍｍ以上で１５００ｍｍ以下の長さにおいて、先端側から後端側に向けて漸次減少するように、管内面側の肉厚が減少した断面形状を有する素管を用いて引抜加工することを特徴とする管の冷間引抜加工方法である。
【００２８】
Ｇ０：１−｛（ｔ×（ｄ−ｔ））／（ｔ０×（ｄ０−ｔ０））｝×１００％・・・（１）
Ｇ１：１−｛（ｔ×（ｄ−ｔ））／（ｔ１×（ｄ１−ｔ１））｝×１００％・・・（２）
Ｇ１／Ｇ０≦０．８５      ・・・        （３）
ただし、引抜加工後の管寸法：外径ｄ、および肉厚ｔ
本体部の素管寸法：外径ｄ０、および肉厚ｔ０
後端側の管端部の素管寸法：外径ｄ１、および肉厚ｔ１
【００２９】
（２）上記（１）の管の冷間引抜加工方法は、外径が８０ｍｍ以上であり、且つ肉厚が５ｍｍ以上である高変形抵抗材からなる素管を用いて引抜加工するのが望ましい。
【００３０】
（３）引抜加工として、上記（１）、（２）に記載の冷間引抜加工方法を用いることを特徴とする冷間引抜管の製造方法である。
【００３１】
（４）最終の仕上加工に、上記（１）、（２）に記載の冷間引抜加工方法を用いることを特徴とする高強度油井管の製造方法である。
【００３２】
本発明に用いる素管において、「本体部」とは、引抜加工される素管の外径および肉厚寸法を有する部位をいう。一方、「後端部」とは、素管肉厚が先端側から後端側に向けて漸次減少する部位をいい、「後端側の管端部」とは引抜加工される管の最後端部を示す。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の管の冷間引抜加工方法は、下記の顕著な効果を発揮する。
（１）高変形抵抗材からなる素管をプラグとダイスを用いて引抜加工方法する場合であっても、加工終了時に発生するプラグ振動を抑制でき、プラグ振動にともなって発生する工具破損を効果的に防止することができる。
（２）冷間引抜管の製造および高強度油井管の製造に適用することにより、工具原単位の向上や引抜加工の生産性の改善が図れ、製造コストの大幅な低減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】素管をプラグとダイスを用いて引抜加工する冷間引抜加工方法を説明する図である。
【図２】引抜加工される素管の後端部の断面形状を例示する図であり、（ａ）は肉厚が先端側から後端側に向けて管端まで漸次減少する形状を示し、（ｂ）は肉厚が先端側から後端側に向けて漸次減少したのち後端側を一定厚さにした形状を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［引抜加工の対象となる鋼種］
本発明の冷間引抜加工方法は、主組成として、Ｃｒ：２０〜３５質量％およびＮｉ：３〜４０質量％を含有する高変形抵抗材からなる素管を対象とする。変形抵抗が高い素管を用いた場合に、冷間引抜加工の終了とともに管がダイスとプラグを抜けるときの衝撃が激しいためである。
【００３６】
通常、冷間引抜加工に用いられる素管は、偏肉が存在し、管端面も平坦ではない。このため、変形抵抗が高い素管を用いた場合に、引抜加工の終了にともなう衝撃は、プラグを上下、または左右に激しく振動させる駆動力となって、プラグをダイスに衝突させ工具破損を発生させることになる。
【００３７】
Ｃｒ：２０〜３５質量％およびＮｉ：３〜４０質量％を含有する素管としては、高Ｃｒ−高Ｎｉ合金管やオーステナイトとフェライトの２相組織を有する二相ステンレス鋼管があげられる。以下の高変形抵抗材の例示において、成分含有量の「％」は「質量％」を意味する。
【００３８】
高Ｃｒ−高Ｎｉ合金としては、主要組成として、Ｃｒ：２０〜３０％およびＮｉ：２５〜４０％を含有する、ＡＳＴＭで規定されるＢ６２２  ＵＮＳ  Ｎ０８５３５、およびその相当合金を例示できる。
【００３９】
より具体的には、高Ｃｒ−高Ｎｉ合金は、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：０．３〜５．０％、Ｃｒ：２０〜３０％、Ｎｉ：２５〜４０％、Ｍｏ：０〜４％、Ｃｕ：０〜３％およびＮ：０．０５〜０．５０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有する高合金である。
【００４０】
二相ステンレス鋼としては、主要組成として、Ｃｒ：２０〜３５％およびＮｉ：３〜１０％を含有する、ＪＩＳで規定されるＳＵＳ３２９Ｊ１、ＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌ、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ、およびそれらの相当合金を例示できる。その他にも、ＡＳＴＭで規定されるＡ７８９  ＵＮＳ  Ｓ３１２６０、Ｓ３１８０３、Ｓ３９２７４、およびそれらの相当合金を例示できる。
【００４１】
より具体的には、二相ステンレス鋼は、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｃｒ：２０〜３５％、Ｎｉ：３〜１０％、Ｍｏ：０〜４％、Ｗ：０〜６％、Ｃｕ：０〜３％およびＮ：０．１５〜０．６０％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有する二相ステンレス鋼である。
【００４２】
［素管後端部の断面形状］
本発明の冷間引抜加工方法に用いられる素管は、その後端側の管端部の肉厚を、下記（１）式に示す本体部の断面減少率Ｇ０と、下記（２）式に示す後端側の管端部の断面減少率Ｇ１が、下記（３）式の関係を満足する厚さとし、且つ後端側の管端部から２０ｍｍ以上で１５００ｍｍ以下の長さにおいて、先端側から後端側に向けて漸次減少するように、管内面側の肉厚が減少した断面形状からなる。
Ｇ０：１−｛（ｔ×（ｄ−ｔ））／（ｔ０×（ｄ０−ｔ０））｝×１００％・・・（１）
Ｇ１：１−｛（ｔ×（ｄ−ｔ））／（ｔ１×（ｄ１−ｔ１））｝×１００％・・・（２）
Ｇ１／Ｇ０≦０．８５      ・・・        （３）
ただし、冷間引抜後の管寸法：外径ｄ、および肉厚ｔ
本体部の素管寸法：外径ｄ０、および肉厚ｔ０
後端側の管端部の素管寸法：外径ｄ１、および肉厚ｔ１
【００４３】
すなわち、本発明の冷間引抜加工方法では、引抜加工される素管の後端側の管端部の肉厚を所定の厚さ以下になるよう管内面側の肉厚を減少し、管端に向かって肉厚が減少する形状とし、ダイスとプラグを用いて引抜くので、引抜終了時に開放される弾性変形エネルギーを減少できる。これにより、プラグの振動を減少させることができるので、プラグがダイスに衝突する現象を抑えることができる。
【００４４】
図２は、引抜加工される素管の後端部の断面形状を例示する図であり、（ａ）は肉厚が先端側から後端側に向けて管端まで漸次減少する形状を示し、（ｂ）は肉厚が先端側から後端側に向けて漸次減少したのち後端側を一定厚さにした形状を示す。
【００４５】
本発明の冷間引抜加工方法では、素管の肉厚が先端側から後端側に向けて漸次減少する部位の管軸方向長さ（図２で示す長さＬ）を後端側の管端部から１５００ｍｍ以下とする。この部位長さＬの上限は、工具破損の防止の観点からは規定する必要がないが、現実的な製造上の要請から規定している。
【００４６】
例えば、全長に亘って肉厚が漸次減少する部位を形成すれば、工具破損の防止を図ることができるが、引抜管に所定の加工度や伸ばし長さを付与できない、または材料ロスによる歩留悪化を生ずる等の問題がある。このため、現実的な規定として、部位長さＬの上限を１５００ｍｍとした。また、部位長さＬは１０００ｍｍにするのが望ましく、部位長さＬを５００ｍｍとするのがさらに望ましい。
【００４７】
一方、素管の肉厚が先端側から後端側に向けて漸次減少する部位の管軸方向長さ（図２で示す長さＬ）を後端側の管端部から２０ｍｍ以上とする必要がある。部位長さＬの下限を２０ｍｍとするのは、発明者の検討において、これ以上確保することにより、工具寿命の向上が図れることを確認したことによる。
【００４８】
本発明で規定する素管形状は、上述した部位長さＬの上下限の条件を満足する限りにおいて、前記図２（ｂ）に示すように、肉厚が先端側から後端側に向けて漸次減少させたのち後端側を一定厚さにする形状にしてもよい。前記図２（ｂ）では、一定厚さの長さをＬｃで示すが、この長さＬｃも肉厚が先端側から後端側に向けて漸次減少する部位長さＬに含まれる。また、漸次減少するテーパ形状を、少しずつ段階的に肉厚を減少させる形状としてもよい。
【００４９】
本発明の冷間引抜加工方法では、素管の肉厚が先端側から後端側に向けて漸次減少する部位の後端側の管端部の肉厚は上述したように本体部の断面減少率との関係で規定するが、管端部の肉厚減少量（図２で示す肉厚差Ｄ）を０．５ｍｍ以上とするのが望ましい。
【００５０】
本発明で規定する素管の断面形状（素管肉厚が後端部の管端に向かって肉厚が減少する部位）は、例えば機械加工によって得ることができる。この場合には、切削ロスを許容しなければならない。
【００５１】
ところが、上記図２に示すように、断面形状として、素管の後端部の内面側肉厚を管端に向かって減少する形状（いわゆる、内径テーパ管）とする場合には、例えば特許文献７に開示される「内径テーパ管の製造方法」を適用することができる。この場合には、材料ロスを少なくすることができる。
【００５２】
したがって、特許文献７に開示されるように、引抜加工される素管として、熱間押出製管法にて内径テーパ管を製造できる場合には、上記図２に例示する素管形状を採用するのが望ましい。
【００５３】
［断面減少率の関係］
本発明の冷間引抜加工方法では、本体部の断面減少率Ｇ０が５％以上で３０％未満となる加工度で引抜き加工するとき、後端側の管端部の肉厚は、その部位の断面減少率Ｇ１（％）が本体部の断面減少率Ｇ０（％）の８５％以下の関係を満足する必要がある。
【００５４】
ここで、本体部の断面減少率Ｇ０とは、素管の外径および肉厚寸法を有する部位（素管の外径および肉厚を減少していない部分）の断面減少率であり、下記（１）式により算出できる。また、後端側の管端部の断面減少率Ｇ１は、最後端部（管端）の素管寸法に基づく断面減少率であり、下記（２）式により算出できる。
Ｇ０：１−｛（ｔ×（ｄ−ｔ））／（ｔ０×（ｄ０−ｔ０））｝×１００％・・・（１）
Ｇ１：１−｛（ｔ×（ｄ−ｔ））／（ｔ１×（ｄ１−ｔ１））｝×１００％・・・（２）
ただし、冷間引抜後の管寸法：外径ｄ、および肉厚ｔ
本体部の素管寸法：外径ｄ０、および肉厚ｔ０
後端側の管端部の素管寸法：外径ｄ１、および肉厚ｔ１
【００５５】
本体部の断面減少率Ｇ０を５％以上とするのは、それ未満では高変形抵抗材からなる素管をプラグとダイスを用いて引抜加工の際に管後端側内面の肉厚を減少しなくても、加工度が低いため加工終了時に発生するプラグ振動が少なく工具破損は発生しない。また、複数回の引抜加工を繰り返して所定寸法に仕上げる必要がある場合に、加工度が低いと引抜回数を増やさなければならず、加工能率が悪化する。また、最終の引抜加工で所定強度を付与する油井管では、５％未満の加工度では充分な強度を確保することができない。
【００５６】
一方、本体部の断面減少率Ｇ０を３０％未満とするのは、本発明が対象とする高Ｃｒ−高Ｎｉ合金や二相ステンレス鋼からなる油井用素管は変形抵抗が高いため、過度の加工度の引抜加工を行うと、設備が破損する恐れもあるからである。
【００５７】
本体部の断面減少率Ｇ０は、加工能率や設備メンテナンスを勘案した場合に、８％以上、２５％以下とするのが望ましい。
【００５８】
本発明の冷間引抜加工方法では、後端側の管端部の断面減少率Ｇ１（％）が本体部の断面減少率Ｇ０（％）の８５％以下の関係を満足する必要がある。高Ｃｒ−高Ｎｉ合金や二相ステンレス鋼からなる素管を引抜加工する場合に、Ｇ１／Ｇ０≦０．８５の関係を確保する限りにおいて、引抜加工の終了時において、素管の偏肉や管端面に起因する衝撃を緩和し、プラグ上下方向、または左右方向への振動を抑制することができる。
【００５９】
［本発明の実施形態］
本発明の冷間引抜加工方法では、外径が８０ｍｍ以上であり、且つ肉厚が５ｍｍ以上である前記素管を用いて引抜加工するのが望ましい。引抜加工の終了時の衝撃にともなってプラグがダイスに衝突し、工具を破損させる現象は、より大きな引抜力を要する大径および厚肉の引抜管において発生し易い。特に、油井、ガス井における生産流体を汲み上げる油井管は、生産能率向上のため大径化および厚肉化する傾向にあり、引抜加工の終了時の衝撃に起因する工具破損の発生がより顕著である。
【００６０】
前述の通り、管がダイスとプラグを抜ける時の衝撃で、プラグがダイスに衝突するが、加工対象が小径および薄肉管であれば、プラグの振動が発生しても、工具破損に至る頻度は軽減できる。
【００６１】
したがって、本発明の冷間引抜加工方法は、プラグ振動でダイスへの衝撃力が大きい、大径および厚肉の素管を冷間引抜加工する場合に好適であり、外径が８０ｍｍ以上であり、肉厚が５ｍｍ以上である素管を用いる冷間引抜加工に本発明を適用するのが望ましい。特に、素管寸法の上限は規定しないが、通常、冷間引抜加工を適用される素管の寸法から、それぞれの上限を外径が３００ｍｍ、および肉厚が４０ｍｍとすることができる。
【００６２】
さらに、本発明の冷間引抜加工方法は、変形抵抗が高い高強度で高耐食性を有する油井管として用いられる高Ｃｒ−高Ｎｉ合金管、およびオーステナイトとフェライトの２相組織を有する二相ステンレス鋼管に適用するのが望ましい。また、本発明の冷間引抜加工方法によれば、最低降伏強度が７５８．３ＭＰａ〜９６５．２ＭＰａである高強度油井管を仕上加工することができる。
【実施例】
【００６３】
本発明の冷間引抜加工方法の効果を確認するために行った実施結果について説明する。本発明が対象とする高変形抵抗材として、表１に示す化学組成の二相ステンレス鋼および高Ｃｒ−高Ｎｉ合金を供試材料Ａ、Ｂとして冷間引抜加工を実施した。
【００６４】
【表１】
2011011251.tif 000003
【００６５】
準備した素管は、中径および大径の６サイズ（外径寸法で、８０．０ｍｍ、１２５．０ｍｍ、１７２．０ｍｍ、２２５．０ｍｍ、２８６．５ｍｍおよび３００．０ｍｍ）とし、選択的に後端部の内面に肉厚が漸次減少する部位（テーパ部）を加工した。
【００６６】
冷間引抜加工は、工具破損が発生するまで加工を続け、加工本数を調査した。同時に引抜加工の条件として、本体部の断面減少率Ｇ０、後端側の管端部の断面減少率Ｇ１、これらの比であるＧ１／Ｇ０を調査した。準備した素管形状および抜加工の条件、並びに工具の破損状況を表２に示す。
【００６７】
【表２】
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【００６８】
表２から次のことが示される。
本発明例では、中径および大径サイズの素管であるにも拘わらず、ダイス、プラグの破損を生ずることなく、１００本以上の引抜加工を実施することができた（１０９〜１６４本）。
【００６９】
比較例のうち、Ｎｏ．８、９、１３および１４は肉厚減少部位（テーパ部）を設けておらず、Ｎｏ．１０は肉厚減少部位（テーパ部）の長さＬが最小規定値以下であり、Ｎｏ．１１および１２はＧ１／Ｇ０の条件を満足していない。これらは、本発明で規定する範囲を外れた条件で引抜加工を行うことから、引抜加工後の衝撃で振動したプラグが、ダイスに衝突することにより、ダイス、プラグの破損を発生し、引抜加工できた本数は３１〜７５本に留まった。
【００７０】
また、比較例のうち、Ｎｏ．７は本体部の断面減少率Ｇ０が４．６％と本発明で規定する範囲よりも低いため、肉厚減少部位を設けずに１００本以上の引抜加工を行っても工具破損が発生しておらず、本発明を適用することを要しない。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の管の冷間引抜加工方法は、工具原単位の向上や引抜加工の生産性の改善が図れ、製造コストの大幅な低減を達成することができることから、冷間引抜管の製造および高強度油井管の製造に利用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１：素管、  ２：プラグ、  ３：ダイス、  ４：グリッパー
【図１】
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【図２】
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