(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の合金の環状外部層（１０２，２０２）と、第二の合金の環状内部層（１０３，２０３）とで多層になった部分を少なくとも１つ有する複合管（１０１，２０１）を製造する方法において、以下の工程：
・第二の合金の環状基礎部材（３０１）を用意する工程であって、環状基礎部材（３０１）が、環状基礎部材（３０１）の長手軸（Ａ）に沿って延びる中央貫通孔を有し、かつ環状基礎部材（３０１）が、雄ねじ止め部（３０２）を有する工程、
・第一の合金の環状外部部材（４０１）を用意する工程であって、環状外部部材（４０１）が、環状基礎部材（３０１）の雄ねじ止め部（３０２）と係合するように構成された雌ねじ止め部（４０２）を有する工程、
・環状外部部材（４０１）の雌ねじ止め部（４０２）が、環状基礎部材（３０１）の雄ねじ止め部（３０２）と係合するように、環状外部部材（４０１）を環状基礎部材（３０１）の周囲に取り付けることにより、ねじ止め部（３０２，４０２）の間に機械的な連結部を形成して、管状半製品（５０１）を形成する工程、
・機械的な連結を保ちながら、環状外部部材（４０１）のねじ止め部（３０２，４０２）と、環状基礎部材（３０１）との間に金属接合部が形成される一方で、他方では半製品（５０１）が引き伸ばされ、管状半製品（５０１）の外径が減少することによって、複合管（１０１，２０１）が形成される、半製品（５０１）を熱間加工する工程、
を含む、方法。
【請求項２】
雄ねじ止め部（３０２）が、雌ねじ止め部（４０２）の軸延長部に対応する軸延長部を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
雄ねじ止め部（３０２）が、環状基礎部材（３０１）の端部に相当する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
雄ねじ止め部（３０２）が、環状基礎部材（３０１）の隣接非ねじ止め部（３０３）よりも小さな外径（Ｄ２）を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
雄ねじ止め部が、環状基礎部材の軸全長に沿って延びる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
熱間加工する工程が、半製品（５０１）を、まず導入端部（５０３）で押出ダイを通じて押し出すことにより熱間押出成形することを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
導入端部（５０３）は、環状外部部材（４０１）が環状基礎部材（３０１）の周囲に取り付けられている端部である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
丸み付けされた導入端部（５０３）が形成されるように、押出成形前に導入端部（５０３）を機械加工することをさらに含む、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
熱間押出成形後に、複合管（１０１，２０１）を矯正する工程をさらに含む、請求項６から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
熱間押出成形後に、複合管（１０１，２０１）を酸洗及び／又はブラストする工程をさらに含む、請求項６から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
管状半製品（５０１）を熱間加工する工程の前に、管状半製品（５０１）を予熱する工程をさらに含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
第一の合金が、ステンレス鋼合金、ニッケル基合金、鉄クロムアルミニウム合金、炭素鋼合金、ジルコニウム合金、アルミニウム合金、銅合金、又はチタン合金から選択される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
第二の合金が、第一の合金とは異なる組成を有し、かつステンレス鋼合金、ニッケル基合金、鉄クロムアルミニウム合金、炭素鋼合金、ジルコニウム合金、アルミニウム合金、銅合金、又はチタン合金から選択される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、第一の合金の環状外部層と、第二の合金の環状内部層とで多層になった部分を少なくとも１つ有する複合管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第一の合金の少なくとも１つの環状外部層と、第二の合金の環状内部層とを有する複合管を製造する場合、環状内部層と環状外部層との間に酸素が入り込むことがあるため、製造方法の間に酸化による問題が生じ、これによって金属接合が妨げられるとともに、熱間加工の間に２つの環状層が分離する危険性も増大する。この問題を解決するための１つの手段は、熱間加工の前に、環状内部層及び環状外部層をともに、これらの層の端部で溶接することである。
【０００３】
しかしながら、前述の技術が適さない場合もあり、それは例えば、内部層及び外部層のうち少なくとも１つが、溶接の困難な合金、例えば鉄クロムアルミニウム（ＦｅＣｒＡｌ）合金、及びその他の高温材料を含む複合管を製造する場合である。
【発明の概要】
【０００４】
前述の問題に照らして、複合管を製造するための代替的な方法をもたらすのが望ましい。
【０００５】
このような方法は、本開示の第一の態様に従った、以下の工程を含む複合管の製造方法によって達成される：
・第二の合金の環状基礎部材を用意する工程であって、環状基礎部材が、環状基礎部材の長手軸に沿って延びる中央貫通孔を有し、かつ環状基礎部材が、雄ねじ止め部を有する工程、
・第一の合金の環状外部部材を用意する工程であって、環状外部部材が、環状基礎部材の雄ねじ止め部と係合するように構成された雌ねじ止め部を有する工程、
・環状外部部材の雌ねじ止め部が、環状基礎部材の雄ねじ止め部と係合するように、環状外部部材を環状基礎部材の周囲に取り付けることにより、ねじ止め部の間に機械的な連結部を形成して、管状半製品を形成する工程、
・機械的な連結を保ちながら、外部部材のねじ止め部と、基礎部材との間に金属接合部が形成される一方で、他方では半製品が引き伸ばされ、管状半製品の外径が減少することによって、複合管が形成される、管状半製品を熱間加工する工程。
【０００６】
熱間加工に先立ち、基礎部材と外部部材とを、ねじ係合によって機械的に連結することにより、機械的な封止部が形成される。さらに、ねじ止めによって環状基礎部材の表面と環状部材の表面との間に大きな接触面積が生じ、接触面積が大きくなるにつれて、金属接合部が形成される面積もまた、増大する。よって、金属接合部を形成するための条件が、改善される。さらに、ねじ止めによりもたらされる機械的な封止は、環状基礎部材と環状外部部材との間に酸素が入ることを防止するために充分であることが判明した。らせん状のねじ止めによってまた、熱間加工の間に部材が分離及びスライドしてしまうことが効率的に防止される。
【０００７】
環状基礎部材及び外部部材は、環状外部部材が環状基礎部材にねじ止めされている場合、外部部材が基礎部材に対して軸方向にさらに動くことが防止されるように構成されていてよい。この目的のため、基礎部材の雄ねじ止め部の端部に停止手段が設けられていてよく、これによりねじ止めの間に外部部材の導入端部がさらに進むことが防止される。このような停止手段は例えば、雄ねじ止め部における外径よりも大きな外径を有する部分であってよく、又は外部に突出する停止部材であり得る。代替的に、雌ねじ止め部の後方端部に停止手段を設けることができ、これによって後方端部が軸方向において基礎部材へとさらに進むことが、防止される。このような停止手段は、雌ねじ止め部における内径よりも小さな内径を有する部分の形態であってよく、又は内部に突出する停止部材であり得る。
【０００８】
提案した方法によれば、熱間加工の間に、機械的な連結を保ったまま、環状基礎部材と環状外部部材との間で金属接合部が形成される。機械的な連結部（これは、出来上がる複合管の環状内部層と環状外部層との間の境界面にらせん状部として形成されていることが見て取れる）によって、境界面の面積が増大し、これにより、このようならせん状部がない複合管と比べて、複合管に加わる力の分配が改善されることに寄与し得る。よって、提案した方法により作製される複合管は、境界面においてより高い負荷に耐えることができる。
【０００９】
金属接合部は、熱間加工（例えば熱間押出成形、熱間引抜き、熱間ローラ加工若しくは熱間穿孔）、又はその他の適切な技術によって、形成される。
【００１０】
ねじ止め部の軸延長部、また環状基礎部材の軸延長部及び環状外部部材の軸延長部は、可変であってよく、環状基礎部材は例えば、環状外部部材よりも大きな軸延長部（長さ）を有する。環状基礎部材のねじ止め部、及び環状外部部材のねじ止め部はそれぞれ、以下でさらに説明するように、各部材全体に沿って、又は各部材の一部に沿って延びていてよい。
【００１１】
１つの実施態様によれば、雄ねじ止め部は、雌ねじ止め部の軸延長部に対応する軸延長部を有する。ねじ止め部が等しい長さを有する場合、酸素がこれらの部材の間に入る危険性が減少、又はさらには排除され、その条件は、複合管の内部層と外部層との間に金属接合部を形成するために良好に適合している。この実施態様において、環状外部部材及び環状基礎部材は、軸方向において等しい又はほぼ等しい長さを有する。
【００１２】
１つの実施態様によれば、雄ねじ止め部は、環状基礎部材の端部に相当する。よって環状基礎部材の端部は、環状外部部材に対して機械的にロックされることになる。
【００１３】
１つの実施態様によれば、雄ねじ止め部が、環状基礎部材の隣接非ねじ止め部よりも小さな外径を有する。この実施態様では、二層部及び単層部を有する管を形成することができる。それと言うのも環状外部部材は、雄ねじ止め部の長さに対応する環状基礎部材よりも、長さが短いことがあるからである。この場合、環状基礎部材の非ねじ止め部は、環状外部部材の外径に対応する外径を有する。
【００１４】
１つの実施態様によれば、雄ねじ止め部は、環状基礎部材の軸長全体に沿って延びる。これによって環状基礎部材は、全ての層が管の軸長全体に沿って延びる多層状の複合管を形成するために良好に適合される。或いは、幾つかの比較的短い環状基礎部材を環状基礎部材の周囲に取り付けて、軸方向で隣接する異なる合金部を２つ以上備える外部層を有する複合管を形成することができる。
【００１５】
１つの実施態様によれば、雌ねじ止め部は、環状外部部材の軸長全体に沿って延びる。環状外部部材は、１つの環状基礎部材の周囲に、又は幾つかの比較的短い環状基礎部材の周囲に取り付けることができる。
【００１６】
１つの実施態様によれば、熱間加工する工程は、管状半製品をまず導入端部で押出ダイを通じて押し出すことにより熱間押出成形することを含む。熱間押出成形は、半製品の外径を効率的に減少させながら、基礎部材と、外部部材との間に金属接合部を形成するために適している。
【００１７】
１つの実施態様によれば、導入端部は、外部部材が基礎部材の周囲に取り付けられている端部である。この構成によって、環状基礎部材の一方の端部のみに取り付けられた環状外部部材を有する管状半製品について、複合管の二層部の最終的な長さを見積もることが容易になる。
【００１８】
代替的には、導入部を、環状外部部材が設けられていない端部にすることもできる。すなわち、基礎部材の周囲に環状外部部材が設けられている端部が、押出ダイを通じて半製品の最後の部分として押し出されるように、半製品を押出成形する。この場合、環状外部部材は、半製品の後方端部に設けられている。
【００１９】
１つの実施態様によれば、本方法はさらに、丸み付けされた導入端部が形成されるように、押出成形前に導入端部を機械加工することをさらに含む。これによって、管状半製品の導入端部を、押出ダイを通じて押し出すことが、容易になる。この機械加工は、切削機械加工、例えばフライス加工又は旋盤加工であってよく、これによって導入端部から材料が除去される。
【００２０】
１つの実施態様によれば、本方法はさらに、熱間押出成形後に複合管を矯正する工程を含む。
【００２１】
１つの実施態様によれば、本方法はさらに、熱間押出成形後に、複合管を酸洗及び／又はブラストする工程を含む。酸洗及び／又はブラストは、熱間加工プロセスに由来する不所望の残存材料（例えば潤滑剤）を、除去するために使用される。
【００２２】
１つの実施態様によれば、本方法はさらに、管状半製品を熱間加工する工程の前に、管状半製品を予熱する工程を含む。合金の幾つかの組み合わせにおける予熱は、熱間加工プロセスにおいて金属接合を形成するために有利であり得る。
【００２３】
１つの実施態様によれば、第一の合金は、ステンレス鋼合金、ニッケル基合金、鉄クロムアルミニウム合金、炭素鋼合金、ジルコニウム合金、アルミニウム合金、銅合金、又はチタン合金から選択される。
【００２４】
１つの実施態様によれば、第二の合金は、第一の合金とは異なる組成を有し、かつステンレス鋼合金、ニッケル基合金、鉄クロムアルミニウム合金、炭素鋼合金、ジルコニウム合金、アルミニウム合金、銅合金、又はチタン合金から選択される。本方法は、溶接による接合が困難な合金のために使用することが有利である。第二の合金及び第一の合金はともに例えば、元素組成が異なる、又は合金元素の含量が異なるステンレス鋼合金であり得る。
【００２５】
別の態様によれば、本開示は、提案した製造方法によって形成された複合管に関する。このような複合管は、溶接せずに接合可能という事実に基づいて、通常は接合が困難な合金の内部層及び外部層を有することができる。機械的な連結によって、複合管の内部層と外部層との間における境界面にらせん状部が形成され、２つの層の間の境界面面積が増大する。これによって、このようならせん状部が無い複合管に比して、複合管に加わる力の分配が改善されることに寄与する。よって、提案した複合管は、境界面においてより高い負荷に耐えることができる。
【００２６】
１つの実施態様によれば、複合管は、前記第二の合金の単層部と、前記第一の合金の環状外部層及び前記第二の合金の環状内部層を有する多層部分とを備える。よって、複合管の一部は多層状、例えば二層になっており、その他の部分は一層である。単層部及び多層部の軸延長部は、用途に応じて調整できる。複合管の外径及び内径は、管に沿って一定、又は実質的に一定であり得る。本明細書において「実質的に一定」とは、１０％超は変わらないと理解されるべきである。
【００２７】
１つの実施態様によれば、複合管が、前記第一の合金の環状外部層と、前記第二の合金の環状内部層とで二層になった管として形成されており、これらの層はともに、複合管の軸延長部全体に沿って延びる。或いは複合管は、複合管の長さに沿って延びる環状内部層と、軸方向に隣接する幾つかの異なる合金部を有する環状外部層とを備えることができ、またその逆もあり得る。
【００２８】
１つの実施態様によれば、複合管が、前記第一の合金の環状外部層と、前記第二の合金の環状内部層とを備える多層状管として形成されており、これらの層はともに、複合管の軸延長部全体に沿って延び、ここでこの環状外部層と、この環状内部層とは、相互に接触している。これらの層はさらに、環状内部層の内側に、又は環状外部層の外側に設けられていてよい。これらの層は、例えば使用する合金に応じて、同じ熱間加工プロセスで、又は後続の熱間加工プロセスで形成することができる。
【００２９】
本開示はまた、様々な用途における、提案した複合管の使用に関し、その用途とは例えば、カーボンブラック生産、ガラス生産、並びに／又は鋼及び金属加工、エチレン炉管、改質装置管、粉末石炭噴射用のランス管、石灰キルン用のランス管、ガスランス管、ガスポート管、ノズル管、マッフル管、復熱装置管、及びガス化装置管であるが、これらに限られない。提案した複合管は、例えば接続用途、熱交換管、バーナーなどでも使用できる。
【００３０】
ここで提案される菅及び作製方法についてのその他の有利な特徴及び利点は、以下の説明から明らかになる。
【００３１】
定義
本明細書において複合管とは、異なる合金の環状層（すなわち、第一の合金の環状外部層少なくとも１つ、及び第二の合金の環状内部層）を有する管と理解されるべきである。このような複合管は、一般的にはコンパウンドチューブとも呼ばれる。
【００３２】
本明細書において多層状とは、少なくとも２つの層を有することと理解されるべきである。
【００３３】
本開示では、「管」という用語を用いる。しかしながら「パイプ」という用語も、同様に使用できる。
【００３４】
提案した管及び製造方法の実施態様について、添付の図面を参照しながら以下で説明するが、本開示の実施態様がこれに限定されると理解されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第一の実施態様による複合管の透視図を示す。
【図２】第一の実施態様による複合管の長手方向断面図を概略的に示す。
【図３】第二の実施態様による複合管の長手方向断面図を概略的に示す。
【図４】提案した方法の実施態様を説明するフローチャートを示す。
【図５】ａ〜ｃは、提案した方法の実施態様で用いる基礎部材及び外部部材を、概略的に示す。
【図６】提案した方法の実施態様で用いる基礎部材及び内部部材の一部について、長手方向断面図を概略的に示す。
【図７】提案した方法の実施態様を用いた半製品の一部についての長手方向断面図を概略的に示す。
【図８】ａ〜ｂは、１つの実施態様による複合管の長手方向断面図を概略的に示す。
【図９】１つの実施態様による複合管の横長手方向断面図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
第一の実施態様による複合管１０１が、図１及び図２に概略的に示されている。複合管１０１は、軸方向Ａに沿って延びており、第一の合金の環状外部層１０２と第二の合金の環状内部層１０３とで二層になっている。これらの層１０２，１０３はともに、複合管の軸延長部全体に沿って延びている。
【００３７】
図３は、二層部２０４及び単層部２０５を有する複合管を示す。二層部２０４は、第一の合金の環状外部層２０２と、第二の合金の環状内部層２０３とを有する。単層部２０５は完全に、二層部２０４の内部層２０３が形成されたのと同じ第二の合金から形成されている。
【００３８】
本開示による複合管１０１，２０１の製造方法が、図４に概略的に示されている。本方法で用いる基礎部材３０１及び外部部材４０１を示す図５ａ〜ｃ、並びに図６〜７も参照されたい。
【００３９】
第一の工程１では、第二の合金の基礎部材３０１（これが、図３に示す複合管２０１の内部層２０３を形成することになる）を用意する。基礎部材３０１は、長手軸Ａに沿って延びる中央貫通孔を有する、円形断面の管である。基礎部材３０１の外縁表面に形成されたらせん状のねじ山３０６を有する、雄ねじ止め部３０２を設ける（図５ｂ参照）。ねじ止め部は、基礎部材全体にわたって広がっていてよいが、図５ａ〜ｃに示した実施態様では、基礎部材３０１の端部に相当する。これにより、ここに示した基礎部材３０１は、ねじ止め部３０２に隣接した非ねじ止め部３０３を有する。基礎部材の内径ｄは、長手軸に沿って一定又は実質的に一定であるが、非ねじ止め部３０３の外径Ｄ１は、ねじ止め部３０２の外径Ｄ２よりも大きい。
【００４０】
第二の工程２では、第一の合金の外部部材４０１を用意する。外部部材４０１もまた、円形断面の管であり、長手軸Ａに沿って延びる中央貫通孔を有する。ここに示した実施態様では、外部部材４０１が、基礎部材３０１のねじ止め部３０２の長さに相当する長手方向の長さを有する。外部部材４０１は、雌ねじ止め部４０２を有し、ここに示した実施態様では、この雄ねじ止め部が、外部部材４０１の全長に沿って延びている。言い換えると、らせん状ねじ山４０６（図５ｃ参照）は、外部部材４０１の内縁表面に形成されている。これによって外部部材４０１は、基礎部材３０１の雄ねじ止め部３０２とねじ係合するように構成されている。外部部材４０１の外径Ｄ３は、基礎部材３０１の非ねじ止め部３０３の外径Ｄ１に等しいか、又は実質的に等しく、一方で外部部材４０１の内径ｄ２は、基礎部材３０１のねじ止め部３０２の外径Ｄ２に適合している。
【００４１】
第三の工程３では、外部部材４０１の雌ねじ止め部４０２が基礎部材３０１の雄ねじ止め部３０２と係合するように、環状外部部材４０１を基礎部材３０１の周囲に取り付けることにより、すなわち、外部部材４０１を基礎部材３０１のねじ止め端部にねじ止めすることによって、管状半製品を形成する。これによって、ねじ止め部３０２，４０２の間に機械的な連結が形成される。
【００４２】
第四の工程４では、第三の工程３で形成された半製品を、例えば熱間押出成形により、熱間加工する。機械的な連結は維持されつつ、熱間加工の間に、ねじ止め部３０２，４０２の間に金属接合部が形成される。半製品の外径も減少し、複合管２０１が形成される。後続工程（図示せず）では、複合管２０１を、熱間加工後に矯正及び／又は酸洗及び／又はブラストすることができる。その後、管を最終的な長さに切断する。
【００４３】
図５ａに示した部材３０１，４０１は、半製品をまず導入端部で押出成形ダイを通じて押し出すことによって熱間押出成形するために適合されており、ここで導入端部は、外部部材４０１が取り付けられている端部にある。基礎部材３０１の雄ねじ止め部３０２と非ねじ止め部３０３との間にある移行表面３０８は平滑であり、鋭いエッジが無い。移行表面３０８は、図５ｂにより詳細に示されており、これは図５ａにおいて丸で囲った領域Ｂを拡大したものである。この移行表面は、その断面形状が、ねじ止め部３０２に近接した凹部３０４を有する逆Ｓの字状、及び非ねじ止め部３０３に近接した凸部３０５である。外部部材４０１は、図５ｃ（この図は、図３ａにおいて丸で囲った領域Ｃを拡大したものである）に示したように、相応するＳ字形状の端部表面４０８を有し、らせん状雌ねじ山４０６に近接した凸部４０４、及び外部部材４０１の外縁表面４０７に近い凹部４０５を有する。こうして端部表面４０８の凹部４０５は、移行表面３０８の凸部３０５と重なり、これによって、押出成形法の間における分離及び酸素の浸透が防止される。
【００４４】
別の選択肢は、押出成形法における導入端部を、外部部材が取り付けられていない端部にすることである。この場合、図６に示したように、基礎部材３０１が、Ｃ字形状の凹部移行表面３０８で形成され、これによって基礎部材は押出成形の間に、外部部材４０１の丸み付けされた環状端部表面４０８の上方を浮動し、これが封止部を形成する。よって基礎部材３０１の外縁表面３０７は、半製品を形成するために部材３０１，４０１を取り付けると、外部部材４０１の外縁表面４０７と重なる。
【００４５】
図７は、半製品５０１をまず導入端部５０２で押出ダイを通じて押し出すことによって熱間押出成形するために適合された半製品５０１の一部について断面図を示し、ここで導入端部５０２は、外部部材４０１が取り付けられている端部にある。外部部材４０１が取り付けられている端部は、丸み付けされた端部表面５０３を形成するように機械加工されている。基礎部材３０１及び外部部材４０１についての各移行表面３０８，４０８のデザインは、この実施態様では、図５ａ〜ｃに示したデザインとは、若干異なる。基礎部材３０１の移行表面３０８は、断面から分かるように、長手軸Ａに対して垂直な第一の直線部３０９、及び長手軸Ａに対して３０°の角度αで傾斜している第二の直線部３１０を有する。湾曲した表面が、２つの直線部３０９，３１０をつなぐ。角度αはもちろん、可変である。
【００４６】
外部部材４０１の移行表面４０８は、移行表面３０８と係合するとともに、移行表面３０８と重なるように形成されており、これによって封止部が形成される。外部部材の合計肉厚ｔのうち、第一の直線部３０９は、厚さｈにわたって延びている。
【００４７】
本開示を、以下の非限定的な実施例によってさらに説明する。
【００４８】
実施例１
第一の試行的な製造では、図３に示した実施態様による複合管を８つ作製した。第一の合金について８つの外部部材を、そして第二の合金について８つの基礎部材を形成した。この場合において第一の合金は、ＡＳＴＭ  ３０４Ｌに準拠したオーステナイト系ステンレス鋼合金であった。重量％（ｗｔ％）で測定した第一の合金の組成が、表Ｉに開示されている。
0006696055.tif 000002
【００４９】
第二の合金は、表ＩＩに開示された組成（ｗｔ％）を有する、ＡＳＴＭ  Ｇｒａｄｅ  Ａ−１に準拠した炭素鋼であった。
0006696055.tif 000003
【００５０】
基礎部材はそれぞれ、全長が５２０ｍｍ、外径が１４０ｍｍ、そして内径が５０ｍｍであった。長さ１３０ｍｍの雄ねじ止め部を、切削機械加工によって形成した。外部部材はそれぞれ、長さが１３０ｍｍ、内径が１１０ｍｍであり、雌ねじ山を備えていた。外部部材と基礎部材との８つのペアのうち、４つのペアは、図５ａ〜ｃに示した移行デザインを有し、４つのペアは、図６に示した移行デザインを有していた。
【００５１】
外部部材は、アルカリ性超音波浴内で洗浄し、基礎部材は、エタノールで脱脂した。その後、外部部材を基礎部材にねじ止めして、半製品を形成した。
【００５２】
半製品を４００℃で四時間にわたり予熱し、その後、２つの異なる押出成形方向で熱間押出成形を行った。図５ａ〜ｃに示したデザインを有する４つの半製品を、外部部材が導入端部として取り付けられている端部で押出成形し、残りの半製品を、導入端部としてのもう一方の端部で押出成形した。半製品を引き続き冷却し、矯正し、酸洗した。
【００５３】
ナイタール及びリン酸でエッチングした試料を光学顕微鏡により物質特性解析したところ、熱間押出成形の間に両方の押出成形方向について、部材間に金属接合部が形成されていることが判明した。このことは、超音波によっても確認された。らせん状に延びるねじ山（これによって機械的な連結が生じる）が、複合管の内部層と外部層との間にある境界面に明確に視認できた。
【００５４】
図８ａは、実施例１に従って作製した複合管の二層部についての長手方向断面図を示し、この複合管は、外部部材が導入端部として取り付けられた端部で押出成形したものである。この複合管は、外部層２０２と内部層２０３とで二層になった部分を有する。層２０２，２０３との間にある境界面には、らせん状に延びるねじ山２０６が見て取れる。ここに示した複合管はまだ、押出成形管（この押出成形管が、押出ダイを通じて最初にプレス加工され、この押出成形管は、二層部の内部層を形成する第二の合金のみから成るものである）の主要部分を除去することによって最終的な長さに切断されていないことに、留意されたい。図８ｂは、らせん状ねじ山２０６を拡大して詳細に示したものである。この写真は、ランス管の主要部で撮影され、このランス管は、半製品の導入部に相当する。図９は、複合管の二層部の横方向断面図を示す写真である。ここから見ても、らせん状に延びるねじ山２０６が見て取れる。
【００５５】
実施例２
第二の試行的な製造では、図３に示した実施態様による複合管を１０個作製した。第一の合金について１０個の外部部材を、そして第二の合金について１０個の基礎部材を形成した。この場合に第一の合金は、Ｋａｎｔｈａｌ（登録商標）ＡＰＭの商標で知られる鉄クロムアルミニウム（ＦｅＣｒＡｌ）合金であった。重量％（ｗｔ％）で測定した第一の合金の組成が、表ＩＩＩに開示されている。
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【００５６】
第二の合金は、表ＩＶに開示された組成（ｗｔ％）を有する、ＡＳＴＭ  ４４６−１に準拠したフェライトステンレス鋼であった。
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【００５７】
基礎部材はそれぞれ、全長が４００ｍｍ、外径Ｄ１が１６４ｍｍ、そして内径ｄが４１ｍｍであった。長さが９５ｍｍ、そして外径Ｄ２が１５４ｍｍである雄ねじ止め部を、切削機械加工により形成した。外部部材はそれぞれ、長さが９５ｍｍ、そして内径ｄ２が１５４ｍｍであり、らせん状雌ねじを備えていた。これらの部材は、図７に示した移行デザインを有していた。外部部材の肉厚ｔは５ｍｍであり、厚さｈは１．８ｍｍであった。らせん状ねじ山は、ピッチが２ｍｍであった。
【００５８】
これらの部材をエタノールで脱脂した。その後、図７に示したように、外部部材４０１を基礎部材３０１にねじ止めして、半製品を形成した。
【００５９】
その後、半製品を９００℃に加熱し、表Ｖに示した温度で熱間押出成形した。半製品を、外部部材が導入端部として取り付けられた端部で押出成形した。
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【００６０】
熱間押出成形後、形成された複合管を矯正し、粉末鋼（steel sand）でブラストした。
【００６１】
エネルギー分散型Ｘ線分光分析により、熱処理の間に、保護性の酸化アルミニウムスケールが二層部の外部層に形成されているかどうか、また金属接合部が内部層と外部層との間に形成されているかを、調査した。酸化アルミニウムスケールが、表面に形成されており、窒化アルミニウム析出物が、外部層に形成されていることが判明した。このことは、第二の合金であるＡＳＴＭ  ４４６−１の内部層から、第一の合金である外部層Ｋａｎｔｈａｌ（登録商標）ＡＰＭへの窒素拡散を示しており、これは翻って、これらの層の間に金属接合部が形成されたことを示す。
【００６２】
製造した複合管の二層部の長さは、９０ｃｍ〜１５０ｃｍの範囲であることが判明した。外部層の厚さは、光学顕微鏡及び電子顕微鏡を用いて試験試料で測定したところ、６００〜９００μｍであることが判明した。
【００６３】
提案した方法で使用される部材の寸法は、もちろん変えることができ、使用する合金、及び熱間加工の間に使用するパラメータも、同様である。その他の様々な処理工程（例えば予熱及び冷間ピルガー）も、含まれていてよい。基礎部材及び外部部材のデザインは、用途の応じて変えることができ、２つの外部部材を設けることも可能であり、基礎部材の各端部に１つずつ、又は２つ以上の外部部材を互いに隣接して、設けることもできる。さらに、１つより多い基礎部材を、外部部材の異なる端部に、又は相互に隣接して設けることができる。さらに、例えば基礎部材が、２つの層を有する複合管を備え、かつ環状外部部材が、単層の管を有するように、２つより多くの層を設けることもでき、この場合に、最終的な複合管は、３つの環状層を有する。
【００６４】
提案した方法、及び複合管は、上述の実施態様に限られず、添付特許請求の範囲から外れない限りにおいて多くの変更形態が可能なことは、当業者にとって明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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