(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロム含有量が４．５質量％以上の難加工性外削素材を用いた傾斜ロール式穿孔法による継目無管の製造方法において、ピーリング後における素材長手方向２５ｍｍ間における段差の極大値と極小値の差の最大値を素材の任意の１０点で測定した場合の平均値（１０点平均段差）が２．０ｍｍ以下の状態の素材を使用することを特徴とする継目無管の製造方法。
【請求項２】
前記素材の任意の１０点で測定した場合の平均値（１０点平均段差）が１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の継目無管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜ロール式穿孔法、例えばマンネスマン−マンドレルミル製管法やマンネスマン−プラグミル製管法など、傾斜ロール式穿孔機をピアサーとして備える継目無管製造ラインでクロム含有量が４．５質量％以上の難加工性材を製造する際に、外面品質の良好な継目無管を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
傾斜ロール式穿孔法において、素材となる丸鋼片は、比較的厳しい苛酷な加工を受けるため、素材に存在する疵は製管後も疵として残る場合が多い。従って、疵除去を目的として外削（ピーリング）したり、検査により疵が検出された場合には、疵部の手入れを行ったりしている。加えて、熱間押し出し法による製造では、外削後の素材の表面粗さも局部山頂の平均間隔（Ｓ）（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１参照）にて管理している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えばピーリング処理を施した場合には、図２（ａ）に示したように、素材１の外表面に５〜２０ｍｍ幅程度の段差が発生する。
炭素鋼では素材加熱時の表面スケール発生量が多いので、表面の段差はスケールオフにより緩和されるが、クロム含有量が４．５質量％以上の難加工性材料の場合は、素材加熱時の表面スケール発生量が少ないので、加熱後もこの段差が残る。そのため、この段差が穿孔圧延中にロールバイト内で倒れこみ、この段差を起点として外表面にへげ疵（いわゆる外被れ疵）が発生し易くなる。
【０００４】
本稿でいう段差など長い距離にわたる「並みはずれて高い山、低い谷」の部分はＪＩＳの表面粗さ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１参照）で規定される平均粗さＲａ、最大高さＲｙなどでは表現しにくく、ＪＩＳの表面粗さの値を管理してもその発生を防止する指標にはなりにくい。
【０００５】
また、二相系ステンレス鋼では、粒界での熱間加工性が悪いので、この段差を起点とするノッチ効果が働いて粒界割れが促進され、この割れを起点とした大きなうろこ状に見える外面へげ疵（外被れ疵）（以下、「うろこ状のへげ疵」と言う。）も発生する。
【０００６】
なお、前述のようなへげ疵の発生メカニズムは、素材の疵部の手入れを行ない、その手入れ部分の境界に大きな段差が残った場合も同様である。
また、特開平５−１８５１１６号では、マンネスマン製管法において、素材となる丸鋼片の両端から一定範囲の外周面上に０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の凹凸を設けることにより、ロールへの噛込み及び尻抜け不良を防止し、しかも、外面品質を損なわないような方法が提案されているが、この場合にも、クロム含有量が５質量％以上の難加工性材料では、上記０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の凹凸の段差が前述のようにピーリングや手入れしたビレットを使用した場合と同様のメカニズムでへげ疵となり、製品加工後に疵が残る。
【０００７】
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、傾斜ロール式穿孔法により、クロム含有量が４．５質量％以上の難加工性材料を用いて継目無管を製造する場合にも、素材の段差を起点として発生する外面疵を抑制可能な継目無管の製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明に係る継目無管の製造方法は、ピーリング後における素材のある部分の長手方向２５ｍｍ間における深さ方向の極大値と極小値の差（図２（ｂ）は段差が２箇所の場合でそれぞれＸ，Ｙ）の最大値について素材の任意の１０点（１０箇所）で測定した場合の平均値（以下、「１０点平均段差」と言う。）が２．０ｍｍ以下の状態の素材を使用することとしている。そして、このようにすることで、素材の段差を起点とする外面疵の発生を抑制できるようになる。
【０００９】
なお、「極大値と極小値の差」は、ピーラー外削後の素材表面を直接または切出したサンプルで、深さ計もしくは表面粗さ計での粗さチャートプロフィールから、または長手方向断面サンプルの写真などから読みとる方法で測定する。また、「極大値と極小値の差」は、図２（ｂ）では極大値Ｘ１，Ｙ１と長手方向における紙面左方向の極小値Ｘ２，Ｙ２の差Ｘ（＝Ｘ１−Ｘ２），Ｙ（＝Ｙ１−Ｙ２）を測定したものを示したが、長手方向における任意方向の極大値と極小値の組み合わせで差を算出しても良い。また、長手方向２５ｍｍ間における段差が３箇所以上でも同様にその中の極大値と極小値の差の部分の最大値をその部分の測定値とする。さらに、段差には素材疵、その疵の手入れ後の段差も含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】
クロム含有量が４．５質量％以上の難加工性材を用いて傾斜ロール式穿孔法により継目無管を製造する場合、前述したように、素材に疵が存在する場合には当該疵の除去を目的として表面のピーリングや、疵手入れを行っていた。しかしながら、それにも関わらず、素材を起因とする鋼管の外面疵が度々発生している。
【００１１】
本発明者は、その原因を究明すべく、素材のピーリング量を変化させ、ダイチェックによりピーリング後の表面の素材の外面に疵が無いことを確認した後に、製造を実施したが同様に外面へげ疵が発生する結果となった。
【００１２】
そこで、本発明者は、ピーリング後における素材表面の段差に着目し、素材表面の段差毎に疵の発生率を調査した結果、素材表面の段差と鋼管の外面へげ疵の発生にある相関性が存在することを知見し、以下の本発明を成立させた。
【００１３】
すなわち、本発明に係る継目無管の製造方法は、クロム含有量が４．５質量％以上の難加工性外削素材を用いた傾斜ロール式穿孔法による継目無管の製造方法において、１０点平均段差が２．０ｍｍ以下の状態の素材を使用するものであり、望ましくは、前記１０点平均段差を１．０ｍｍ以下とする。
【００１４】
本発明に係る継目無管の製造方法において、１０点平均段差を２．０ｍｍ以下とするのは、本発明者による種々の実験結果に基づくもので、１０点平均段差が２．０ｍｍ以下であれば、クロム含有量が４．５質量％以上の難加工性外削素材を用いた場合でも、外面へげ疵の発生率が工業的に許容できる１％以下であったからである。本発明者による実験結果によれば、１０点平均段差が１．０ｍｍ以下の場合には、鋼管の外面疵の発生は皆無であった。
【００１５】
本発明に係る継目無管の製造方法によれば、外削時や疵手入れ時に素材の外表面に発生する段差を管理することで、この段差を起点として発生するへげ疵や二相系ステンレスに発生する微小割れを起点として発生するうろこ状のへげ疵を効果的に抑制できるようになる。
【００１６】
本発明はクロム含有量が４．５質量％以上の難加工性材料の場合に効果を有し、例えば５％Ｃｒ鋼，９％Ｃｒ鋼、１３％Ｃｒなどのマルテンサイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼、２２％Ｃｒなどの二相系ステンレス鋼などの傾斜ロール式穿孔法による継目無鋼管の製造の際に効果を有する。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明に係る継目無管の製造方法の効果を確認するために行った実験結果について説明する。
（実施例１）
ＪＩＳ規格ＳＴＫＭ１３Ｂ相当の炭素鋼、ＡＳＴＭ規格Ａ３３５−Ｐ５相当の５％Ｃｒ鋼、ＡＰＩ規格Ｌ−８０  １３Ｃｒ相当の１３％Ｃｒ鋼の丸鋼片（外径は１８５ｍｍ）の外面に処理後の段差を変化させてピーリング処理を施した後、１２３０℃の加熱炉にて３時間以内加熱し、マンネスマン−マンドレルミル製管法により各条件で素材ビレット２０本から外径が６０．３ｍｍ、肉厚が５．０ｍｍの継目無管を２０本ずつ、計４００本製造した。
【００１８】
製造した製品の外面へげ疵の発生率を比較した結果を下記表１及び図１に示す。下記表１に示した１０点平均段差では、２５ｍｍの間に段差の極大値、極小値が現れないような急峻でない段差は無視（１０点平均段差は０）した。
なお、下記表１における評価は、外面へげ疵発生率が０％の場合は○、外面へげ疵発生率が１％以下の場合は△、外面へげ疵発生率が１％を超えた場合は×で表わした。また、疵の検査は目視及び／又は超音波探傷により行った。
【００１９】
【表１】
0004958346.tif 000002
【００２０】
上記表１及び図１に示すように、素材の１０点平均段差が２．０ｍｍ以下の場合には、炭素鋼（図１中の▲印）はもとより、クロム含有量が５質量％（図１中の●印）や１３％質量％（図１中の■印）の難加工性材を使用した場合にも、外面へげ疵の発生率は１％以下であった。また、素材の１０点平均段差が１．０ｍｍ以下の場合には、上記何れの場合も外面へげ疵は全く発生しなかった。
【００２１】
（実施例２）
下記表２に示した濃度のＰ，Ｓを含有した化学成分の二相系ステンレス鋼の丸鋼片（外径は１８５ｍｍ）を用い、加熱温度を１２８０〜１３００℃、在炉時間を２．５〜３．５時間とし、マンネスマン−マンドレルミル製管法により外径が１１４．３ｍｍ、厚さが７．３７ｍｍの継目無管を１０本ずつ製造した。
【００２２】
製造した製品の外面疵の発生状況を比較した結果を下記表３に示す。なお、下記表３における１０点平均段差は前述の実施例１と同様であり、評価は、外面疵の発生が全くない場合は○、うろこ状のへげ疵の深さが０．５ｍｍ以下の場合は△、うろこ状のへげ疵の深さが０．５ｍｍを超えた場合は×で表わした。
【００２３】
【表２】
0004958346.tif 000003
【００２４】
【表３】
0004958346.tif 000004
【００２５】
上記表３より明らかなように、素材の１０点平均段差が２．０ｍｍ以下の場合には、深さが０．５ｍｍ以下のうろこ状のへげ疵が発生した。一方、素材の１０点平均段差が１．０ｍｍ以下の場合には、うろこ状のへげ疵は発生しなかった。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、クロム含有率が４．５％以上の難加工性材であっても、外削後の１０点平均段差を管理することにより、傾斜ロール式穿孔による継目無鋼管製造の際、外面へげ疵やうろこ状のへげ疵の発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】素材の１０点平均段差と外面疵発生率の関係を示した概念図である。
【図２】（ａ）はピーリング処理を施した素材の外観図、（ｂ）は素材長手方向２５ｍｍ間における段差が２箇所の場合における１０点平均段差の説明図である。
【符号の説明】
１    素材
【図１】
0004958346.tif 000005
【図２】
0004958346.tif 000006