(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
引抜前の管の後端側を管端に向かって断面積が減少する形状となした管を、ダイスとプラグを用いて管軸方向に同一の外径、同一の肉厚となるように引抜くことを特徴とする管の引抜加工方法。
【請求項２】
管端に向かって断面積が減少する形状が、截頭円錐形状であることを特徴とする請求項１記載の管の引抜加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属管の引抜加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電設備における蒸気発生器及び給水ヒータ等の熱交換器は、外径が３０ｍｍ以下、長さが１７ｍ以上の細径長尺の伝熱管が用いられる。この伝熱管は、熱交換器に組み込まれた後の使用前検査として、また、一定期間使用された後の定期検査として、渦流探傷により内面から検査されるが、この管内面からの渦流探傷における検査基準は、原子力発電設備の安全性確保の必要上極めて厳しい。
【０００３】
ところで、使用前検査及び定期検査と同様の検査基準による渦流探傷は伝熱管製造後の出荷前検査にも要求され、渦流探傷で検査基準を外れるものは不合格とされるのは当然のことながら、検査基準内であってもその結果を管毎に軸方向位置と関連付けて記録することが要求される。
【０００４】
渦流探傷では、精度のよい検査を行うためにＳ／Ｎ比（Signal／Noise 比）の下限値が規定されているが、管の成形加工時に発生した曲がりを矯正すると管には微小な寸法変動が発生し、この微小寸法変動に起因してＳ／Ｎ比が悪化すると、管の合格率が下がる。従って、Ｓ／Ｎ比を悪化させる要因である管の成形加工時の曲がり発生を極力防止することが必要になる。
【０００５】
原子力発電設備における蒸気発生器及び給水ヒータ等の熱交換器に用いられる伝熱管は、寸法精度を向上させる目的で、成型加工の最終工程で引抜加工されるが、この金属管の引抜加工においては、引抜き前の管の一端を絞った後、この（口絞り）部分をキャリッジと呼ぶ装置で把持し、ダイス及びプラグを用いて引抜く。
【０００６】
引抜き力が作用している間はキャリッジのジョーと呼ぶ部分で楔作用によって管を挟んで保持しているが、引抜きが完了すると管がダイスから抜け出した反動でジョーが開き、管はキャリッジから外れて落下する。
【０００７】
上記のような引抜加工中における管は、ダイスとキャリッジの間の既に引抜かれた部分が引抜き力によって弾性変形しており、引抜加工終了時に管の後端部がダイスを抜けると、瞬間的に縮んでキャリッジに衝突するような動作をする。
【０００８】
そこで、特開昭５２−７８６６５号では、引抜き後の管の先端側がキャリッジに衝突して曲がりを発生することを防止するため、引抜き完了直前にプラグを後退させるか或い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。なお、後端部を空引きとする技術は、曲がり防止が目的ではないものの、特開平１−１１３１１０号、特開平８−２５７６２８号、特開２０００−１９７９１１号にも記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、原子力発電設備における蒸気発生器及び給水ヒータ等の熱交換器に用いられる細径長尺の伝熱管の場合は高加工度のために引抜き力が大きくまた管の剛性が低いため、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、引抜き終了直前を空引きにしても管の衝突と曲がりを完全に防止することはできない。この曲がりを矯正すると、前記の如く管に微小な寸法変動が発生し、この微小寸法変動に起因してＳ／Ｎ比が悪化してしまう。
【００１０】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、引抜加工時に発生する管先端部の曲がりを効果的に防止可能な方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る管の引抜加工方法は、引抜前の管の後端側を管端に向かって断面積が減少する形状となした管を、ダイスとプラグを用いて管軸方向に同一の外径、同一の肉厚となるように引抜くこととしている。そして、このようにすることで、引抜加工における管先端部の曲がり発生を効果的に防止できるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る管の引抜加工方法は、管がダイスを抜ける際に引抜き力が開放されて先端側がキャリッジに衝突する現象を防止するためには、ダイスによる加工を抑制することが効果的であるとの観点から、引抜前の管の後端側を管端に向かって断面積が減少する形状となした管を、ダイスとプラグを用いて管軸方向に同一の外径、同一の肉厚となるように引抜くものであり、管端に向かって断面積が減少する形状としては、ダイスによる外径加工を均等に抑制する目的で、例えば截頭円錐形状を採用することが望ましい。
【００１３】
本発明に係る管の引抜加工方法では、引抜前の管の後端部を管端に向かって断面積が減少する形状となした管を、ダイスとプラグを用いて管軸方向に同一の外径、同一の肉厚となるように引抜くので、後端側の引抜において引抜終了前から加工度と加工に伴う引抜力が漸減することになって、引抜終了時の管の先端側とキャリッジとの衝突及び管の先端側の曲がりを効果的に防止できるようになる。仮に管の先端側がキャリッジと衝突する場合でも、衝突の衝撃が抑制されているので、曲がりが発生することはない。
【００１４】
ところで、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は、前記のように細径長尺管において発生し易い。特に原子力発電設備における蒸気発生器及び給水ヒータ等の熱交換器に用いられる伝熱管は、使用前検査や使用後の定期検査、或いは、製造後の出荷検査として行われる渦流探傷において精度の良い検査が可能なように、軸方向及び周方向に高い寸法精度が要求される。
【００１５】
そのため、引抜加工としては加工度（断面減少率）が３０％以上の高圧潤滑引抜法を適用することが好ましいが、このような３０％以上の高加工度の引抜加工を行う、特に外径が２５．４ｍｍ以下で、肉厚／外径の比が１０％以下の小径薄肉の前記原子力発電設備の蒸気発生器及び給水ヒータ等の熱交換器に用いられる伝熱管の引抜加工方法として、上記の本発明方法は最適である。
【００１６】
なお、特開平４−２２４０１３号に管の後端側を截頭円錐形状に形成する技術が提案されているが、この技術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という過酷でしかも周方向に不均一な加工を行う場合に、曲げ荷重が発生してプラグが折損するという課題を解決するためのものであり、原子力発電設備における蒸気発生器及び給水ヒータ等の熱交換器に用いられる伝熱管の製造において、高精度で均一な加工を行う場合に発生する課題を解決する本発明とは、目的及び解決しようとする課題はおろか作用効果も全く異なる技術である。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明に係る管の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。
【００１８】
Ｎｉを主要成分とする下記表１に示した材質、寸法の管の後端部を、図１（ａ）に示したような截頭円錐形状を形成したものと、図１（ｂ）に示したように截頭円錐形状を形成しないものを用いて、特開平１−１１３１１０号で提案された高圧抽伸方法により５２．０％の加工度で各５本ずつ引抜加工を実施した。なお、この引抜加工時、加工終了直前にプラグを後退させて管の後端側は空引きを行った。
【００１９】
そして、これら各５本ずつを引抜加工した後に曲がりが発生していないものはそのまま、また、曲がりが発生しているものについては曲がりを矯正した後に熱処理以降の精整工程を経た製品で内面渦流探傷検査を実施し、図２に示したような欠陥からの信号ＳとベースノイズＮとの比（Ｓ／Ｎ比）を評価し、Ｓ／Ｎ比が１５以上のものを合格とした。その結果を下記表２に示す。
【００２０】
【表１】
0004029655.tif 000002
【００２１】
【表２】
0004029655.tif 000003
【００２２】
上記表２より明らかなように、本発明に係る管の引抜加工方法を実施した場合には、外径が２５．４ｍｍ以下で、肉厚／外径の比が１０％以下の小径薄肉管を３０％以上の高加工度で引抜加工を行った場合においても、引抜終了時に管の先端側とキャリッジが衝突せず、管の先端側の曲がりを防止できたので、矯正時の微小な寸法変動が発生せず、Ｓ／Ｎ比は良好であった。
【００２３】
一方、従来方法により引抜加工を行った場合には、管の先端側に曲がりが発生し、矯正時に微小な寸法変動が発生したので、本発明方法により引抜加工したものに比べてＳ／Ｎ比は悪かった。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、管の引抜加工時の先端の曲がり防止が可能となることから、その後の内面渦流探傷において、Ｓ／Ｎ比が良好となり、精度の良い検査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実験に使用した管の後端側の形状を説明した図で、（ａ）は截頭円錐形状を形成したもの、（ｂ）は截頭円錐形状を形成しないものである。
【図２】欠陥からの信号ＳとベースノイズＮの説明図である。
【図１】
0004029655.tif 000004
【図２】
0004029655.tif 000005