(57)【要約】  【課題】ピルガー圧延による最終仕上後の管内面の寸法形状（真円度）および平面性状に優れ、内面渦流探傷に際しＳ／Ｎ比を保証できる金属管の冷間圧延方法を提供。  【解決手段】孔型径Ｄｘおよびサイドリリーフ量Ｆｘで構成される孔型からなる一対のロールダイスを用い、さらにマンドレルを備えたピルガー圧延による冷間圧延方法において、前記ロールダイスの下記（１）式で表されるサイドリリーフ率ＳＲを０．５〜１．５％の範囲とし、前記マンドレルにおける加工部のテーパーθ１を０．２５°以下で、同マンドレルにおける仕上部のテーパーθ２を０．１°以下とし、さらに被加工材の送り量Ｆ（１パス当たり）を１．０〜２．５ｍｍとし、かつサイドリリーフ率ＳＲとの関係が下記（２）式を満足して最終仕上圧延する金属管の冷間圧延方法。ＳＲ（％）＝｛（２×Ｆｘ）／（２×Ｆｘ＋Ｄｘ）｝×１００・・・（１）、Ｆ≦３．０−ＳＲ・・・（２）【選択図】図３
2007038297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔型径Ｄｘおよびサイドリリーフ量Ｆｘで構成される孔型からなる一対のロールダイスを用い、そのロールダイスの間にマンドレルを備えたピルガー圧延による冷間圧延方法において、
前記ロールダイスの下記（１）式で表されるサイドリリーフ率ＳＲを０．５〜１．５％の範囲とし、
前記マンドレルにおける加工部のテーパーθ１を０．２５°以下で、同マンドレルにおける仕上部のテーパーθ２を０．１°以下とし、
さらに被加工材の送り量Ｆ（１パス当たり）を１．０〜２．５ｍｍとし、かつサイドリリーフ率ＳＲとの関係で下記（２）式を満足させて最終仕上圧延することを特徴とする金属管の冷間圧延方法。
ＳＲ（％）＝｛（２×Ｆｘ）／（２×Ｆｘ＋Ｄｘ）｝×１００    ・・・    （１）
Ｆ≦３．０−ＳＲ                                            ・・・    （２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピルガー圧延による金属管の冷間圧延方法に関し、さらに詳しくは、ピルガー圧延による最終仕上後の寸法精度、特に管内面の寸法形状（真円度）および平面性状に優れ、管内面側の渦流探傷に際し十分に大きいＳ／Ｎ比を得ることができる金属管の冷間圧延方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、金属管の冷間加工法として、ドローベンチによる冷間引抜法とピルガーミルによる冷間圧延法とが慣用されている。特に、ピルガーミルによる冷間圧延法は、冷間引抜法に比べ、高加工度で素管を冷間加工できるという特徴を有していることから、高強度材で難加工性の素管を用いた金属管の製造では、一般的にピルガーミル（ピルガー圧延）による冷間圧延法が用いられる。
【０００３】
図１は、ピルガー圧延に用いられる一対のロールダイスの全体構成を説明する図である。ピルガー圧延では、周面に孔型を形成された上下一対のロールダイスを配置し、ロールダイスの間に先端に向かって径が小さくなるテーパーを有するマンドレルが備えられる。ロールダイス１０は、その周面に孔型１１が形成され、軸心に設けられた回転軸により、ロールスタンド１２に支持される。回転軸の一端には回転径がロールダイス１０の外径とほぼ同等のピニオンギア１３が、水平なラックギア１４に噛み合った状態で設けられる。
【０００４】
ロールダイス１０は、ピニオンギア１３を介して矢印Ａ方向に往復移動するラックギア１４の駆動にともない矢印Ｂ方向に往復回転する。このとき、ロールダイス１０の周面に形成された孔型１１は、ロールダイス１０の往復回転にともなって被加工材となる素管を圧延する。
【０００５】
図２は、ピルガー圧延により素管を圧延する方法を説明するために、ロールダイスの孔型を展開した図である。同図において、ロールダイス１０の孔型底１１ｅが素管１を圧下しつつ、ロールダイスの上死点Ｓａから下死点Ｓｂに至る全長に亘り展開した状態を示している。
【０００６】
ロールダイス１０の周面に形成された孔型１１は、断面形状が長径側を孔型の幅方向とする略楕円形からなり、加工開始点ａから加工終了点ｂに向かって孔型径が連続的に小さくなる加工部１１ａと、それに続く加工終了点ｂから仕上終了点ｃまで孔型径が等しい仕上部１１ｂとからなり、これらの加工部１１ａおよび仕上部１１ｂの両端に上死点Ｓａ側に逃げ部１１ｄおよび下死点Ｓｂ側に逃げ部１１ｃが形成される。
【０００７】
一対のロールダイス１０の間には、先端に向かって外径が小さくなるように加工部２１および仕上部２２を有するマンドレル２０が設けられ、加工部２１はテーパーθ１からなり、仕上部２２はテーパーθ２からなる。このマンドレル２０の加工部２１および仕上部２２は、孔型１１の加工部１１ａおよび仕上部１１ｂの移動領域に対向させて配置される。
【０００８】
一方、被加工材である素管１には、ロールダイス１０が往復回転する間（１パス当たり）に所定の送り量が加えられるとともに、所定角度だけ回転されながら、順次、縮径および減肉しつつ加工される。すなわち、ロールダイス１０に設けられた孔型１１の加工部１１ａと、マンドレル２０の加工部２１との間で縮径および減肉の加工が施こされ、その後孔型１１の仕上部１１ｂとマンドレル２０の仕上部２２とで仕上加工される。このとき、冷間圧延された素管１は、圧延伸びと圧延送り量に応じて伸管され、目標の成品寸法に最終仕上圧延される。
【０００９】
ピルガー圧延による冷間圧延は、上記図１、２に示す圧延機構で構成されていることから、被加工材に高加工度を負荷することが可能になり、前述の通り、冷間引抜法に比べ高加工度で素管を冷間加工できる。通常、ピルガー圧延による冷間圧延では、生産性を確保しつつ高加工度を負荷するため、素管の送り量Ｆは比較的大きい条件、例えば、１パス当たり４ｍｍ程度を確保しつつ、断面リダクション率を７０〜９０％を負荷していた。
【００１０】
図３は、ロールダイスの孔型設計に用いられるロールモデルを示す図である。同図では、ロールダイス１０の孔型底１１ｅが、マンドレル２０によって内面を保持された素管１を圧下した状態を示している。このロールダイスの孔型設計において、ピルガー圧延による最終仕上後の寸法精度に及ぼす要因として、図３に示す孔型径Ｄｘとサイドリリーフ量Ｆｘが管理される。
【００１１】
ピルガー圧延による冷間圧延において、孔型径Ｄｘはパススケジュールに応じて選択され、サイドリリーフ量Ｆｘは、管外面に発生するひれ状突起、いわゆるオーバーフィルを防止するため、一般的にその比率が２％程度になるように設計される。また、使用するマンドレルは基本テーパー、すなわち加工部のテーパーθ１および仕上部のテーパーθ２は０．３°とされ、マンドレル加工部と仕上部の境界が加工終了点となるように設計される。
【００１２】
ところが、ピルガー圧延による冷間圧延では、高加工度で素管を冷間加工できるだけでなく、加工された金属管の用途に応じた寸法精度や平面性状を要求されるようになる。このため、従来から種々の装置を用いて、冷間圧延された金属管の寸法精度等を向上させることが提案されている。
【００１３】
例えば、特許文献１では、ロールダイに設けられている加工管ガイドに続いて加工管の押込み整形用ダイを設けたコールドピルガーミルを提案している。この整形用ダイは、加工管の通過径路からわずかに偏心しても、軸直角方向に変位可能であり自動的に修正され、また回転可能であることから、加工管と共に回転して加工管の回転に支障はない構造となっている。このため、コールドピルガーミルによる圧延加工に、提案の押込み整形ダイを組合せることにより、引抜き加工を行わなくても同程度の良好な精度で管を加工できるとしている。
【００１４】
また、特許文献２では、冷間圧延時の定常温度まで予め低周波のインダクションヒーターを用いて加熱した圧延ロールを使用する冷間圧延方法を提案している。すなわち、圧延ロールが冷間加工時の定常温度になるように、インライン組み込みから圧延開始までに自然冷却する温度を予知し、定常温度以上に予めオフラインで加熱して圧延する方法であり、ダイスの寸法変化がなく被圧延材の寸法変化もなくすことができることから、寸法精度の優れた管を得ることができる。
【００１５】
しかしながら、特許文献１、２で提案されるコールドピルガーミルや冷間圧延方法では、新たな押込み整形装置やインダクション加熱装置を必要とするものである。このため、これらをピルガー圧延による冷間圧延に適用することによって、所定の寸法精度を確保できるものの、新たな設備改造が必要となり、冷間圧延された金属管の製造コストを増加させる要因となる。
【００１６】
【特許文献１】実開平０６―１９９０２号公報
【特許文献２】特開２００１―１０５００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ピルガー圧延による冷間圧延で仕上加工される金属管として、原子力発電プラント用の蒸気発生管（ＳＧ管）がある。この蒸気発生管は、仕上外径が２３ｍｍ以下と小径管であることから、ドローベンチによる冷間引抜法によって仕上加工を行うこともできるが、引抜き時にスリップやスティックが発生し易く、加工不良による製品歩留まりが低下するという問題がある。このため、蒸気発生管はピルガー圧延による冷間圧延によって、効率的に製造することが必要になる。
【００１８】
図４は、原子力発電プラント用の蒸気発生管の定期検査に適用される内面渦流探傷のモデル構成を示す図である。上記蒸気発生管では、図４に示すような渦流探傷装置２（プローブ２ａおよびコイル２ｂで構成）を管内面に走行させ、管内面での欠陥の有無を定期的に検査されるが、内面渦流探傷時に管内面の平面性状が悪化し、例えば、内面に凹凸形成があるとそれがノイズとなり、本質的な欠陥信号がノイズ中に隠れてしまい、有害な欠陥を見落とす懸念がある。
【００１９】
そのため、内面渦流探傷に際し、Ｓ／Ｎ比（人工欠陥の信号とノイズ信号の比）が大きい条件、すなわち、ノイズ信号の小さい条件で探傷すれば、本質的な欠陥信号が確実に検出することができ、有害な欠陥を見落とすことがない。その目安として、上記図４に示すように、リファレンス管３に０．６６ｍｍφの貫通ドリルホール３ａを設けて、これを欠陥信号とした場合に、Ｓ／Ｎ比を１５以上とすることが必要になる。
【００２０】
ピルガー圧延による冷間圧延された金属管の内面渦流探傷におけるノイズの発生に関し、本発明者らが詳細に調査、検討した結果、次の第１および第２の要因によって発生する管長手方向の寸法変化が、ノイズの原因であることが明らかになる。
【００２１】
第１の要因は、前記図１、２に示す装置構成で説明したように、ピルガー圧延による冷間圧延では、被圧延材である素管が管周方向に回転されながら送られて圧延されるため、管内面が楕円形状となり、その楕円形状が管長手方向の全長に亘り螺旋状に推移する。このように、管内面が楕円形状になることにより、内面渦流探傷の際にＳ／Ｎ比が劣化する。したがって、Ｓ／Ｎ比を大きくするには、管をより真円に近い形状にすることが必要になる。
【００２２】
第２の要因は、同様に前記図１、２を用いて説明したように、ピルガー圧延による冷間圧延では、間歇的なロールダイスの往復運動で素管を圧延するため、管長手方向の内面に一定のピッチでノコ刃状の微小凹凸が形成され、この凹凸により内面渦流探傷の際にＳ／Ｎ比が劣化する。
【００２３】
図５は、ピルガー圧延による冷間圧延で管内面に形成されるノコ刃状の微小凹凸を模式的に示す図である。ノコ刃状の微小凹凸４は、間歇的なロールダイスの往復運動に基づくものであるから、ロールダイスの往復ピッチに応じて発生することになる。このため、  高いＳ／Ｎ比を満足するためには、管内面に形成される凹凸を小さくし、またはなくすことが必要になる。
【００２４】
上述の通り、ピルガー圧延による冷間圧延された金属管のＳ／Ｎ比を大きくするには、管内面の寸法形状（真円度）および平面性状（ノコ刃状の微小凹凸を抑制）を改善することが必要になる。このためには、途中工程までピルガー圧延による冷間圧延を行い、最終仕上加工で冷間引抜き加工を施すことができるが、冷間引抜き時に潤滑性能に起因するスリップやスティックが発生し易く、加工不良が増加することがある。また、特許文献１で提案の押込み整形装置も検討できるが、新たな設備改造や製造コストを増加等の問題もある。
【００２５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、新たな設備装置を必要とすることなく、さらに製品歩留まりの低下や製造コストの増加を生じることなく、ピルガー圧延による最終仕上後の寸法精度、特に管内面の寸法形状および平面性状に優れ、内面渦流探傷に際し十分に大きいＳ／Ｎ比を得ることができる金属管の冷間圧延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】
【００２６】
そこで、本発明者らは、上記課題を解決するため、工具形状（ロールダイス、マンドレル）および冷間圧延の条件について種々の検討を加えた結果、ピルガー圧延による最終仕上後の管内面の寸法形状（真円度）を保持し、優れた平面性状を確保するには、管内面の楕円形状の防止対策およびノコ刃状の微小凹凸の防止対策を相互に関連づけながら、それぞれを最適な条件で行う必要があることに着目した。
【００２７】
具体的には、管内面の楕円形状を防止する対策として、ロールダイスのサイドリリーフ率ＳＲや送り量Ｆの最適化があり、管内面のノコ刃状の微小凹凸を防止する対策として、マンドレルにおける加工部および仕上部の低テーパー化、さらに送り量Ｆの適正化がある。これらの関係を明確にするため、次の（実験１）および（実験２）を行った。
（実験１）
まず、本発明者らは、楕円形状の防止しに有効と思われるサイドリリーフ率ＳＲと送り量Ｆとの関係について実験を行った。供試材としてＪＩＳ規格のＮＣＦ６９０ＴＢ相当鋼（３０Ｃｒ−６０Ｎｉ）のビレットを準備し、熱間押出にて外径５５ｍｍ×内径３２ｍｍに製管した後、外面研磨を施し外径５４．７５ｍｍ×内径３２ｍｍのピルガー圧延用素管を加工した。
【００２８】
得られた素管を一次圧延して外径２５ｍｍ×内径１９ｍｍの途中素管に加工し、その後の最終仕上圧延において、サイドリリーフ率ＳＲを０％、０．５％、１．０％、１．５％および２．０％（５種）に変更したロールダイスと、基本テーパーからなるマンドレルを用い、送り量Ｆを１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍおよび３．５ｍｍ（５種）に変更し冷間圧延を行った。
【００２９】
冷間圧延の条件は、マンドレルの加工部テーパーθ１、仕上げ部テーパーθ２ともに０．３°とし、外径２５ｍｍ×内径１９ｍｍの途中素管から、外径１２．８５ｍｍ×内径１０．６７ｍｍの金属管を圧延した。得られた金属管の内面を、周波数７５０ｋＨｚ、自己比較型の条件で渦流探傷し、０．６６ｍｍφの貫通ドリルホールを基準の人工欠陥として、それぞれのＳ／Ｎ比を調査した。その結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2007038297.tif 000003
【００３１】
表１の結果から、従来の基本テーパーからなるマンドレルを用いる場合は、サイドリリーフ率ＳＲが大きくなるほどＳ／Ｎ比が悪化する。しかし、サイドリリーフ率ＳＲが小さくなり０．５％未満になると、管外面にひれ状突起ができ、オーバーフィルを起こすことになる。
【００３２】
サイドリリーフ率ＳＲと送り量Ｆとの関係では、サイドリリーフ率ＳＲを少なくするほど、また送り量Ｆを少なくするほど、高いＳ／Ｎ比を得ることができる。したがって、サイドリリーフ率ＳＲと管送り量Ｆとの関係において、一般的にＦ≦α−ＳＲ（すなわち、Ｆ＋ＳＲ≦α）の条件を満足する場合に、高いＳ／Ｎ比を確保できることが分かる。例えば、表１の結果では、Ｓ／Ｎ比≧１５を得るには、Ｆ≦２．５−ＳＲ（α＝２．５）の関係を満足する必要がある。
（実験２）
次に、本発明者らは、冷間圧延でマンドレルの加工部テーパーθ１と仕上部テーパーθ２とをそれぞれに変更させた条件で実験した。実験１と同様に、供試材としてＪＩＳ規格のＮＣＦ６９０ＴＢ相当鋼（３０Ｃｒ−６０Ｎｉ）からなる途中素管を準備し、その後の最終仕上圧延では、サイドリリーフ率ＳＲを０．５％としたロールダイスを用い、送り量Ｆを２．５ｍｍとして、外径２５ｍｍ×内径１９ｍｍの途中素管から、外径１２．８５ｍｍ×内径１０．６７ｍｍの金属管を圧延した。
【００３３】
このとき、マンドレルの加工部テーパーθ１を０．１°〜０．３°（４種）および仕上部テーパーθ２を０．０１°〜０．３°（４種）に変更した。実験１と同条件で、得られた金属管のＳ／Ｎ比を調査し、その結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
2007038297.tif 000004
【００３５】
表２の結果から、加工部テーパーθ１および仕上部テーパーθ２が、それぞれ小さくなるほど、高いＳ／Ｎ比が得られることが分かる。このことは、マンドレルを基本テーパーとし（実験１）、サイドリリーフ率ＳＲが０．５％、送り量Ｆが２．５ｍｍの場合には、Ｓ／Ｎ比は１２に留まっていたが、加工部テーパーθ１および仕上部テーパーθ２を小さくすることによって、高いＳ／Ｎ比を確保できることを明らかにしている。
【００３６】
換言すれば、前記実験１で示したサイドリリーフ率ＳＲと送り量Ｆとの関係、すなわち、Ｓ／Ｎ比≧１５を得るにはＦ≦２．５−ＳＲを満足することが必要であるとする条件は、マンドレルが基本テーパーであることを前提にするものであり、マンドレルの低テーパー化を図れば、これらの関係をより広い範囲で適用できることを示している。
【００３７】
本発明は上記検討に基づいて完成されたものであり、下記の金属管の冷間圧延方法を要旨としている。
【００３８】
すなわち、孔型径Ｄｘおよびサイドリリーフ量Ｆｘで構成される孔型からなる一対のロールダイスを用い、そのロールダイスの間にマンドレルを備えたピルガー圧延による冷間圧延方法において、前記ロールダイスの下記（１）式で表されるサイドリリーフ率ＳＲを０．５〜１．５％の範囲とし、前記マンドレルにおける加工部のテーパーθ１を０．２５°以下で、同マンドレルにおける仕上部のテーパーθ２を０．１°以下とし、さらに被加工材の送り量Ｆ（１パス当たり）を１．０〜２．５ｍｍとし、かつサイドリリーフ率ＳＲとの関係で下記（２）式を満足させて最終仕上圧延することを特徴とする金属管の冷間圧延方法である。
【００３９】
ＳＲ（％）＝｛（２×Ｆｘ）／（２×Ｆｘ＋Ｄｘ）｝×１００    ・・・    （１）
Ｆ≦３．０−ＳＲ                                            ・・・    （２）
【発明の効果】
【００４０】
本発明の金属管の冷間圧延方法によれば、ロールダイスのサイドリリーフ率ＳＲ、マンドレルにおける加工部のテーパーθ１および仕上部のテーパーθ２、および被加工材の送り量Ｆを最適化すると同時に、サイドリリーフ率ＳＲと管送り量Ｆとの関係を適正にすることにより、新たな設備装置を必要とすることなく、さらに製品歩留まりの低下や製造コストの増加を生じることなく、ピルガー圧延による最終仕上後の管内面の寸法形状（真円形状）を保持し、優れた平面性状を確保することができる。これにより、原子力発電プラント用の蒸気発生管の内面渦流探傷に際し、十分に大きいＳ／Ｎ比を保証することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明の冷間圧延方法では、管内面の寸法形状（真円度）を保持し、優れた平面性状を確保するため、ピルガー圧延による最終仕上圧延において、管内面の楕円形状の防止対策とノコ刃状の微小凹凸の防止対策の最適化を図るとともに、これら相互の関連も適切に選択することを特徴としている。以下に、その内容を説明する。
【００４２】
本発明の冷間圧延方法では、前記図３に示すように、孔型径Ｄｘおよびサイドリリーフ量Ｆｘとした場合に、下記（１）で表されるサイドリリーフ率ＳＲを０．５〜１．５％とする必要がある。
【００４３】
サイドリリーフ率ＳＲを小さくすることによって、管内面の楕円形状を抑制することができるが、それが０．５％未満であると、管外面にひれ状の突起が発生し、いわゆるオーバーフィルを起こし、冷間圧延を行うことができない。一方、サイドリリーフ率ＳＲが１．５％を超えるようになると、管内面の楕円形状が顕著となりＳ／Ｎ比が劣化する。望ましいサイドリリーフ率ＳＲは、０．５〜１．０％である。
【００４４】
ＳＲ（％）＝｛（２×Ｆｘ）／（２×Ｆｘ＋Ｄｘ）｝×１００    ・・・    （１）
本発明で規定するサイドリリーフ率ＳＲは、少なくともロールダイスの最終圧延部に相当する位置、すなわち、前記図２に示す加工終了点ｂにおける孔型形状（Ｄｘ、Ｆｘ）によって算出されるものであればよい。その他のロールダイスの加工範囲では特に規定しないが、サイドリリーフ率ＳＲを０．５〜１．５％とするのが望ましい。
【００４５】
本発明の冷間圧延方法では、管内面のノコ刃状の微小凹凸を抑制するため、マンドレルにおける加工部のテーパーθ１を０．２５°以下とし、同マンドレルにおける仕上部のテーパーθ２を０．１°以下とする。さらに、加工部のテーパーθ１を０．２°以下とし、仕上部のテーパーθ２を０．０５°以下とするのが望ましい。
【００４６】
前記図２に示すように、マンドレルの加工部および仕上部が連続してテーパーを有している場合には、ロールダイスの往復圧延毎に管内面へのノコ刃状の凹凸の転写が行われるが、それぞれのテーパーを小さくするほど、微小凹凸の形成が抑制され、高Ｓ／Ｎ比が得られるためである。
【００４７】
本発明の冷間圧延方法では、マンドレルの加工部テーパーθ１と仕上部テーパーθ２の下限は０°とするが、加工部テーパーθ１については、素管の縮径加工の際にマンドレルの加工部の形状に沿って加工することにより高寸法精度が確保できることから、テーパー形状を維持するのが好適である。このため、加工部テーパーθ１の下限を０．１°とするのがさらに望ましい。
【００４８】
一方、仕上部テーパーθ２についても、若干のテーパー形状にすれば、圧延加工後の管内面がマンドレルと接触し焼きつき疵やすり疵を発生するのを防止するのに有効である。このため、仕上部テーパーθ２の下限を０．０１°とするのがさらに望ましい。
【００４９】
さらに、本発明の冷間圧延方法では、管内面の楕円形状の抑制とともに、ノコ刃状の微小凹凸を抑制するため、被加工材の送り量Ｆ（１パス当たり）を適正にすることが必要になる。
【００５０】
被加工材の送り量Ｆを低減すると、楕円量を低減し、管内面への微小凹凸の形成を抑制することができるが、生産性が低下し生産ベースとならない。一方、送り量Ｆを増加すると、生産性を向上させることができるが、管内面に形成される微小凹凸が大きくなり、Ｓ／Ｎ比が小さくなる。そのため、本発明の冷間圧延方法では、被加工材の送り量Ｆを１．０〜２．５ｍｍとした。さらに、望ましい送り量を１．０〜２．０ｍｍとした。
【００５１】
本発明の冷間圧延方法では、被加工材の送り量Ｆはサイドリリーフ率ＳＲとの関係で下記（２）式を満足する必要がある。
【００５２】
Ｆ≦３．０−ＳＲ                          ・・・    （２）
前記実験１、２の結果が示すように、上記（２）式の関係を満足することにより、上記マンドレルの加工部および仕上部における低テーパー化を前提として、効果的に高いＳ／Ｎ比を確保することができる。さらに、確実に高いＳ／Ｎ比を保証するには、被加工材の送り量Ｆは、サイドリリーフ率ＳＲとの関係で下記（３）式を満足するのが望ましい。
【００５３】
Ｆ≦２．５−ＳＲ                          ・・・    （３）
【実施例】
【００５４】
実施例では、本発明方法によって仕上圧延された金属管のＳ／Ｎ比を調査した。供試材としてＪＩＳ規格のＮＣＦ６９０ＴＢ相当鋼（３０Ｃｒ−６０Ｎｉ）のビレットを準備し、熱間押出にて外径５５ｍｍ×内径３２ｍｍに製管した後、外面研磨を施し外径５４．７５ｍｍ×内径３２ｍｍのピルガー圧延用素管を加工した。
【００５５】
得られた素管を一次圧延して外径２５ｍｍ×内径１９ｍｍの途中素管に加工した。その後の最終仕上圧延では、サイドリリーフ率ＳＲを０．５％、１．０％、１．５％および２．０％（４種）に変更したロールダイスと、加工部テーパーθ１を０．２５°および仕上部テーパーθ２を０．１°としたマンドレルを用い、外径１２．８５ｍｍ×内径１０．６７ｍｍの金属管を仕上加工した。このとき、送り量Ｆを１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍおよび２．５ｍｍ（４種）に変更した。
【００５６】
上記条件で最終仕上圧延された金属管の内面を、周波数７５０ｋＨｚ、自己比較型の条件で渦流探傷し、０．６６ｍｍφの貫通ドリルホールを基準の人工欠陥として、それぞれのＳ／Ｎ比を調査した。その結果を表３に示す。
【００５７】
【表３】
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【００５８】
表３の結果より、サイドリリーフ率ＳＲが大きくなるほど管内面の楕円量が増加し、また送り量Ｆが大きくなるほど管内面の楕円量が増加するとともに、ノコ刃状の微小凹凸の形成が促進され、それに応じてＳ／Ｎ比が低下することが分かる。
【００５９】
図６は、実施例で調査したＳ／Ｎ比とサイドリリーフ率ＳＲとの関係（上記表３の結果）を、送り量Ｆをパラメータとして示した図である。同図からも明らかなように、サイドリリーフ率ＳＲを０．５〜１．５％とし、送り量Ｆを１．０〜２．５ｍｍとする条件、さらに望ましくは送り量Ｆを１．０〜２．０ｍｍとする条件であれば、高いＳ／Ｎ比を確保できるが、すべての条件でＳ／Ｎ比≧１５を満足することができない。
【００６０】
したがって、本発明方法では、マンドレルにおける加工部のテーパーθ１が０．２５°以下、仕上部のテーパーθ２が０．１°以下の場合に、Ｓ／Ｎ比≧１５を確実に確保するには、サイドリリーフ率ＳＲおよび送り量Ｆは、上記の数値限定に加え、さらにＦ≦３．０−ＳＲの関係を満足することが必要になる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の金属管の冷間圧延方法によれば、ロールダイスのサイドリリーフ率ＳＲ、マンドレルにおける加工部のテーパーθ１および仕上部のテーパーθ２、および被加工材の送り量Ｆを最適化すると同時に、サイドリリーフ率ＳＲと管送り量Ｆとの関係を適正にすることにより、新たな設備装置を必要とすることなく、さらに製品歩留まりの低下や製造コストの増加を生じることなく、ピルガー圧延による最終仕上後の管内面の寸法形状（真円形状）を保持し、優れた平面性状を確保することができる。これにより、内面渦流探傷に際し大きいＳ／Ｎ比を発揮する蒸気発生管の製造に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】ピルガー圧延に用いられる一対のロールダイスの全体構成を説明する図である。
【図２】ピルガー圧延により素管を圧延する方法を説明するために、ロールダイスの孔型を展開した図である。
【図３】ロールダイスの孔型設計に用いられるロールモデルを示す図である。
【図４】原子力発電プラント用の蒸気発生管の定期検査に適用される内面渦流探傷のモデル構成を示す図である。
【図５】ピルガー圧延による冷間圧延で管内面に形成されるノコ刃状の微小凹凸を模式的に示す図である。
【図６】実施例で調査したＳ／Ｎ比とサイドリリーフ率ＳＲとの関係を、送り量Ｆをパラメータとして示した図である。
【符号の説明】
【００６３】
１：素管、  ２：内面渦流探傷装置
３：リファレンス管、  ４：ノコ刃状の微小凹凸
１０：ロールダイス、  １１：孔型
１２：ロールスタンド、  １３：ピニオンギア
１４：ラックギア
２０：マンドレル、  ２１：マンドレル加工部
２２：マンドレル仕上部
【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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