(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管（１）が内側継目溶接及び外側継目溶接の後に冷間拡管によりステップ的に管長の１／２まで校正されるＵＯＥ方式による管（１）製造方法において、
冷間拡管が矯正のためにも利用され、このためにできるだけ短い間隔でエキスパンダヘッド（２）の前で管（１）がクランプされ、管自由端（９）が弾性的にバイアス緊張され、次いで公知のように管が冷間で拡管され、バイアス緊張力が自動的により小さくなり、次いでクランプ（５，６）の解除と残りのバイアス緊張の解除との後に管（１）のステップ的な送りがエキスパンダステップ幅の値だけ、管長が１／２になるまで行われ、第２の管半部に対してこの方法が繰返され、前記弾性的なバイアス緊張は、管（１）の湾曲に抗して下降されると共に横軸線を中心に回転させられて、付加的引張力及び付加的トルクを発生させることを特徴とする管製造方法。
【請求項２】
管自由端の位置決めがプリセットとして前もって与えられ、下降及び回転の値がステップ毎に減少することを特徴とする請求項１に記載の管製造方法。
【請求項３】
冷間拡管の前に管湾曲の程度がゲージとして測定され、この尺度が、管自由端（９）の緊張のプリセットのためのプリセット値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の管製造方法。
【請求項４】
管寸法すなわち直径、材料及び溶接パラメータの値が同一の場合に管自由端の位置決めが管（１）毎に同一に選択されることを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
ステップ的に広がり可能であってエキスパンダロッド（３）に接続されているエキスパンダヘッド（２）と、管自由端（９）の領域内で走行可能なトングワゴンとを有し、前記トングワゴンのトング装置が持上げ及び下降可能（１０）である請求項１に記載の管製造方法を実行する装置において、
エキスパンダヘッド（２）の前にできるだけ短い間隔の位置に、校正する管（１）のためのクランプ装置（５，６）が設けられ、前記トング装置が、管（１）のクランプ領域内に位置する横軸線を中心に回転可能（１１）であることを特徴とする装置。
【請求項６】
トング装置が事前位置決めのために、２つの機械的に調整可能なスピンドルを有し、ステップに依存して制御される下降及び回転作用のために付加的に２つのピストンシリンダ装置を有していることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
クランプ装置が少なくとも２つの互いに対向して配置されているローラ（５，６）を有していることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
クランプ装置が２つの下部ローラと１つの上部ローラを有していることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
クランプ装置が付加的に１つのサドル又は支持シェルを有していることを特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は主請求項の前段に記載の例えばＵＯＥ方式による大型管等の管製造方法に関する。
専門分野でＵＯＥと呼称される方法は、縦シーム溶接大型管の製造に最も頻繁に使用される方法である（Strandtmann著「鋼管ハンドブック」第10版、Ｖｕｌｋａｎ出版社、エッセン所在、1986年刊、164〜167頁（Strandtmann, Stahlrohr-Handbuch 10. Auflage, Vulkan-Verlag, Essen 1986, pp. 164-167））。この方法では縦エッジ準備（溶接継目の面取り，湾曲）の後に平らな金属板から曲げプレス（Ｕプレス）でＵ形スプリットチューブが形成される。次いで、閉成する鍛造型（Ｏプレス）を有する別のプレスで丸み加工されて管となる。多くの例において管は内側溶接及び外側溶接後でまだ直径及び丸みに対する要求を満足しないので管は冷間拡管（エキスパンディング）により所定寸法にされる。
短い直径で厚肉の壁を有する管をエキスパンディングする場合、縦シーム溶接の後の湾曲度が、機械的エキスパンダによる補償ではもはや、非正確さが顧客により規定されている公差の中に収まらない程度に到達するという問題が発生する。この問題を解決するために既に、エキスパンダを矯正プレスと組合せることが提案された（「住友金属工業株式会社鉄鋼研究室」誌、第１巻（1988年）、1569頁（Iron and Steel Research Lab. Sumitomo Metal Industrie Ltd. Volume 1(1988)- p.1569））。この場合エキスパンダヘッドの前及び後ろにある程度の間隔（管直径の数倍）を置いて２つの付加的なフレームが設けられる。フレームの中に一方ではクランプ装置が組込まれ、他方では行程制御される曲げ部材が組込まれる。溶接継目が公知のエキスパンダにおけるように上部に位置し、広げヘッドの最上部のセグメントが溶接継目を収容するための縦溝を有する場合、溶接された管はエキスパンディングの前に常に、曲率中心点が管又はエキスパンダの軸線の上方に位置するように湾曲される。エキスパンダヘッドのために常に設けられている支持ローラを用いて、３点曲げが実現される。この方法の欠点は、管が曲げ装置により把持される前に、管が既に複数のエキスパンダステップで処理されていないといけないことにある。これに相応して矯正工程は管の端部領域を全く処理しない。
日本国特許出願第ＪＰ−Ａ−５９２３２６２１号明細書から、エキスパンダロッドに接続されているエキスパンダヘッドの位置及び軸線に対する湾曲管の制御される送り方法が公知である。この方法は上方へ湾曲されている管にも下方へ湾曲されている管にも適用可能である。線路に沿って、エキスパンダヘッドへ向かって走行可能なトングワゴンが配置され、トングワゴンの持上げ及び下降可能トング装置は管自由端を把持し、これにより、湾曲度を考慮して管がエキスパンヘッドに送られる。この場合、管を支持するローラが下降される。これは、エキスパンダヘッドの直接前に配置されているローラにも当てはまる。エキスパンダヘッドの下方に配置されているセンサが、管を支持するローラを回動して遠ざけるための信号を形成する。この公知の装置により、拡管する管を矯正もすることは不可能である、何故ならば、このために必要な曲げトルクを発生することが可能でないからである。
本発明の課題は、短い直径と厚肉の壁を有する管においても、全長にわたる縦シーム溶接の後の湾曲を補償して非正確さが顧客により定められている公差の中に収まる程度に到達する、ＵＯＥ方式における管、特に大型管等の管製造法を提示することにある。
この課題は請求項１の特徴部分に記載の特徴により解決される。有利な実施の形態及び本発明の方法を実施する装置は従属項に記載されている。従来の技術と異なり本発明では冷間拡管（エキスパンディング）は矯正にも利用される。この方法ではエキスパンダヘッドの前のできるだけ近くに、所定寸法にされるべき管がクランプされ、管自由端は弾性的に締付け固定される。次いで管は公知のように冷間拡管される。
このプロシージャはステップ的にその都度のエキスパンダステップのサイクルで、管の長さが１／２になるまで行われる。次いで管が回転され、第２の管長が類似の方法で処理されるか、又は第２のエキスパンダ装置で第２の管半部が鏡対称で同様に処理される。管の湾曲に抗しての下降と横軸線を中心としての回転との形の弾性的締付けによりクランプ領域内に付加的力と付加的トルクとが発生される。機械的エキスパンダによる冷間拡管と共働して力重畳により所望の矯正効果が冷間拡管とクランプとの間の領域内で達成される。
弾性的締付けはプリセットとして前もって与えられ、このための値はステップ的に減少する。プリセットのための尺度として、縦シーム溶接の後に求められた管の湾曲度が使用される。求めることを簡単化するために１つの仕上げロットの中の湾曲度はほぼ同一であると仮定される。これは同一の管寸法（直径、壁厚）、同一の材料及び同一の溶接パラメータにおいてこの仕上げロットの第１の管が測定され、この湾曲度はこの仕上げロットのすべての管において基礎にされることを意味する。
図面に本発明の方法が詳細に説明されている。
図１〜３は本発明の方法のための重要なステップ列を示す概略図である。
図１には、縦シーム溶接により湾曲された管１が示され、分かり易いように湾曲は強く誇張されている。同様に管１の長さも直径に比して大幅に過度に短い。
左側の図端縁に簡単化されて機械的エキスパンダのうちのエキスパンダヘッド２が示され、エキスパンダヘッド２はエキスパンダロッド３に固定されている。管左端の線影により示されている領域４はエキスパンダステップの長さを示す。エキスパンダヘッド２は左方へずらされて示されている。しかし実際はエキスパンダヘッド２は、閉成されているすなわち広げられていない状態の線影で示された管領域４の内部に位置する。この場所から僅かしか間隔を置かずにクランプ装置が配置されている。この図ではクランプ装置は２つの互いに対向し配置されているローラ５，６から成る。矢印７，８はクランプ力の方向を示す。右側の管自由端９には、図示されていないトングワゴンが配置されている。トングワゴンのトング装置は管を持上げたり下降することができ、これは矢印１１により示されている。また、このトング装置は管を横軸のまわりで回動させることもできる、これは矢印１１で示されている。
図２は管１のバイアス緊張フェーズをしめす。このために、図示されていないトング装置により管１が湾曲に抗して下降され、これは、管端部における下方へ向いている矢印１２により示されている。同時に管端部も横軸線を中心に回転される。発生される引張力及び付加トルクはクランプの領域内で作用し、これによりクランプ力の作用方向がずれ、これは斜めの矢印１３，１４により示されている。この時点でもエキスパンダヘッド２はまだ閉成されている。
図３はエキスパンド（エキスパンダヘッド２を広げる）フェーズと、これと同時の矯正フェーズとを示す。この場合、広げ力（図示せず）は回転対称に分散するがこれに付加的は一対の力が重畳され、線影領域４の中の右側の力矢印１５は左側の力矢印１６に比して大きい。矯正効果は殆ど目立たない折曲として線影領域４の右側端縁に集中する。
次いでクランプ装置５，６の開放とバイアス緊張の解除とが行われ、図示されていないトング装置により管１が１つのエキスパンダステップだけ更に前送りされる。次いで前述のプロシージャが繰返されるが、相違点はバイアス緊張のための下降値及び回転値とが１ステップ毎により小さくなることである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図１】
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