鋼管的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及包括使用擴管機從內側對鋼管進行擴管的擴管工序的鋼管的制造方法，所述擴管機在圓周方向配置有具有圓弧狀截面的外周面的多個擴管模。
【背景技術】
[0002]通常，油井管用、管線管(line pipe)用等的U0E鋼管的制造工序包括如下工序:在作為原材料的厚鋼板的寬度方向端部實施坡口加工(edge preparat1n)的工序；使用C型沖壓機進行厚鋼板的寬度方向端部的折彎之后，使用U型及0型沖壓機以使厚鋼板的寬度方向端部彼此對置的方式將厚鋼板成型為圓筒形狀的成型工序；約束圓筒形狀的厚鋼板、將對置的厚鋼板的寬度方向端部彼此對接而點固焊的點固焊工序；通過埋弧焊法對厚鋼板的對接部的內外面實施縫焊的正式焊接工序；以及通過使用擴管機從鋼管的內側進行擴管從而將鋼管成型為規定的正圓度、筆直度及外徑尺寸的擴管工序，所述擴管機在圓周方向配置有具有圓弧狀截面的外周面的多個擴管模。
[0003]此外，在油井管用、管線管用等焊接鋼管的制造方法中，作為以使厚鋼板的寬度方向端部彼此對置的方式將厚鋼板成型為圓筒形狀的成型工序，不是使用U型及0型沖壓機實施U成型及0成型的方法，也常常使用如下的壓彎法:其用沖頭對在隔開一定間隙而平行配置的2條直線狀的沖模上載置的厚鋼板進行壓下。在采用壓彎法的情況下，與實施U成型、0成型的情況相比，沖壓的次數增加，但用更小的壓下力即可完成。因此，壓彎法尤其適于制造厚材料、尚強度材料的鋼管的情況。
[0004]對于油井管用、管線管用的U0E鋼管，在鋪設場所通過利用圓周焊接將U0E鋼管的管端彼此接合，由此來使用U0E鋼管。因此，在U0E鋼管的正圓度低時，圓周焊接時無法將U0E鋼管的管端彼此對接而接合。而且，在U0E鋼管的正圓度低時，在將U0E鋼管鋪設于深海等高壓環境下時，鋼管容易因壓力而變形。出于這樣的背景，提出了在擴管工序中提高U0E鋼管的正圓度的技術(參照專利文獻1至4)。
[0005]在先技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2010 - 167440號公報
[0008]專利文獻2:日本特開平03 - 094936號公報
[0009]專利文獻3:日本特開昭59 - 183943號公報
[0010]專利文獻4:日本特開昭61 - 147930號公報
【發明內容】
[0011]發明所要解決的課題
[0012]為了提高U0E鋼管的正圓度，希望擴管模的外周面的曲率半徑R1相對于U0E鋼管的內表面的目標半徑R0之比(以下，記作擴管R比)接近1.0。然而，擴管R比越接近1.0，則擴管模相對于U0E鋼管的內表面的接觸壓力越大，因此擴管模會產生裂紋損傷(crackdamage)。因此，在以往的擴管工序中，擴管R比限制為0.9左右，難以進一步提高UOE鋼管的正圓度。出于這樣的背景，期待提供一種不會使擴管模產生裂紋損傷就能制造正圓度高的鋼管的技術。
[0013]本發明是鑒于上述課題而做出的，其目的在于，提供一種不會使擴管模產生裂紋損傷就能制造正圓度高的鋼管的制造方法。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]本發明的鋼管的制造方法鋼管的制造方法，包括如下工序:
[0016]成型工序，采用壓彎方式將鋼板成型為圓筒形狀，所述壓彎方式是利用頂端部具有圓弧狀截面的外周面的沖頭，以使鋼板的寬度方向端部彼此對置的方式壓下鋼板；
[0017]焊接工序，將鋼板的寬度方向端部彼此對接地進行焊接；
[0018]擴管工序，使用擴管機從鋼管的內側進行擴管，所述擴管機在圓周方向配置有具有圓弧狀截面的外周面的多個擴管模，
[0019]擴管模的外周面的曲率半徑相對于所述鋼管的內表面的目標半徑之比即擴管R比及沖頭頂端部的外周面的曲率半徑相對于鋼管的內表面的目標半徑之比即沖頭R比都小于1，擴管R比及沖頭R比滿足以下的數學式(1)，
[0020]【數學式1】
[0021]擴管R 比彡-0.3X 沖頭 R 比 +1.18...(1)。
[0022]本發明的鋼管的制造方法，在上述方案中，所述擴管R比處于0.94以上且小于1.0的范圍內。
[0023]發明效果
[0024]根據本發明的鋼管的制造方法，不會使擴管模產生裂紋損傷就能制造正圓度高的鋼管。
【附圖說明】
[0025]圖1是表示作為本發明的一實施方式的鋼管的制造方法中的壓彎方式的成型工序的流程的概念圖。
[0026]圖2是表示作為本發明的一實施方式的鋼管的制造方法中使用的擴管機的結構的示意圖。
[0027]圖3是表示鋼管的截面的示意圖。
[0028]圖4是表示使擴管R比為0.903、將通過壓彎方式的成型工序成型后的鋼管擴管后的鋼管的外徑及內徑的圖。
[0029]圖5是表示使擴管R比為0.986、將通過壓彎方式的成型工序成型后的鋼管擴管后的鋼管的外徑及內徑的圖。
[0030]圖6是表示擴管R比及沖頭R比與鋼管的正圓度的關系的圖。
[0031]圖7是表示擴管R比及沖頭R比與鋼管的正圓度的關系的圖。
【具體實施方式】
[0032]本發明的發明人經過深入研究，結果發現，在取代U型、0型的沖壓成型(以下，記作U0工藝)而采用壓彎方式(也記作press bend方式)的成型工序的情況下，縫焊后的鋼管的形狀比進行了 U0工藝時優良。因此，得到與進行U0工藝時相比即使增大了擴管R比、擴管模也不會裂紋損壞這一見解。認為這是出于如下的機理。在壓彎方式的成型工序中，將作為原材料的鋼板的板寬度方向分割為多個部位地進行沖壓成型，因此對于成型為管形狀時的周向，整體上即使有細小的凹凸，未變形部也不會較長地連續。與此相對，在U0工藝時，U型及0型的成型分別進行一次，因此根據沖壓條件的不同，有時在成型為管形狀時的周向上未變形部較長地連續。若周向上有未變形部，則在擴管時按壓該未變形部的擴管模施加非常大的載荷，因此容易裂紋損傷。在擴管時越是以較大的面積使擴管模的外周面與鋼管內表面接觸、即擴管R比較大接近1，則該現象越顯著。然而，在以壓彎方式成型的鋼管，在周向上未變形部不會較長地連續，因此認為與U0工藝時相比，即使擴管R比變大，也能不會使擴管模產生裂紋損傷地實施擴管作業。以下，參照【附圖說明】基于上述見解想到的本發明的一實施方式的鋼管的制造方法。
[0033]〔壓彎方式的成型工序〕
[0034]首先，參照圖1，說明作為本發明的一實施方式的鋼管的制造方法中的壓彎方式的成型工序的流程。圖1是表示作為本發明的一實施方式的鋼管的制造方法中的壓彎方式的成型工序的