[发明专利]焊接钢管的制造方法及焊接钢管

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管的制造方法及该钢管，更详细而言，涉及焊接钢管的制造方法及焊接钢管。

背景技术

在石油、天然气等的输送中利用管线。管线由多根管线管构成。管线管例如使用以UOE钢管为代表的焊接钢管。

焊接钢管例如由以下的方法来制造。以C冲压对钢板的宽度方向端部进行弯曲加工（C成形）。以U冲压对C成形后的钢板进行弯曲加工（U成形）。以O冲压对U成形后的钢板进行弯曲加工（O成形）。由此，获得钢板的宽度方向端部彼此相对的大致圆形的开管。将在开管的周向上相对的宽度方向端部彼此点焊起来。之后，对开管进行内表面焊接和外表面焊接。通过以上的工序得到焊接管坯。为了提高焊接管坯的圆度，利用扩管机对焊接管坯进行扩管。由此，制造出作为目标的焊接钢管（本例中是UOE钢管）。

扩管机例如在日本特开2006-28439号公报中被公开。扩管机具有扩管头。扩管头在相对于焊接管坯沿着焊接管坯的轴向相对移动的同时对焊接管坯的全长进行扩管。

发明内容

发明要解决的问题

在被扩管后的焊接钢管用于管线的情况下，要求焊接钢管具备优良的耐压曲性。管线有时会设置在加拿大等的寒冷地方的永久冻土区域或者日本等的地震发生区域。在由永久冻土发生融化或者地震发生所引发的地表面沿上下方向变动的情况下，构成管线的焊接钢管将受到该变动的影响。焊接钢管优选的是，即使受到像这样的变动的影响，也能够抑制压曲的发生的钢管。

本发明的目的在于提供一种具有优良的耐压曲性的焊接钢管的制造方法。

用于解决问题的方案

本发明的实施方式的焊接钢管的制造方法具有：准备焊接管坯的工序；形成焊接钢管的工序，其中，利用扩管头，以在公式（1）中定义的波纹度波长比D为0.8以下或者1.8以上的方式对上述焊接管坯的全长进行扩管而形成焊接钢管。

D＝p／λ  （1）

在该公式中，p是上述焊接钢管的轴向的波纹度波长，λ是以下的公式（2）中定义的铁木辛柯（Timoschenko）的压曲波长。

λ＝3.44×（r×t）^1／2  （2）

在该公式中，r是上述焊接钢管的内半径，t是上述焊接钢管的壁厚。

发明的效果

本发明的实施方式的焊接钢管的制造方法能够制造出具有优良的耐压曲性的焊接钢管。

附图说明

图1是焊接管坯的剖视图。

图2是扩管机的侧视图。

图3是表示本实施方式的焊接钢管的扩管工序的局部剖视图。

图4是表示所制造的焊接钢管的表面的波纹度的图表。

图5是表示典型的弯曲扭矩与弯曲变形的关系。

图6是表示焊接钢管的弯曲扭矩与弯曲变形的关系的图表。

图7是为了获得图6的图表所利用的FEA模型的示意图。

图8是使用图7的FEA模型而得到的、表示极限弯曲变形比与波纹度波长比的关系的图表。

图9是使用与图8条件不同的FEA模型而得到的、表示极限弯曲变形比与波纹度波长比的关系的图表。

图10是使用与图8以及图9条件不同的FEA模型而得到的、表示极限弯曲变形比与波纹度波长比的关系的图表。

具体实施方式

本发明者对焊接钢管的耐压曲性进行了调查和研究。其结果，本发明者得到以下见解。

（A）在利用扩管机的扩管头对焊接钢管全长进行扩管的情况下，焊接钢管在轴向上具有波纹度。轴向的波纹度是有周期性的。换言之，轴向的波纹度具有波长。轴向的波纹度波长在扩管工序中形成。基于扩管头的相对于焊接管坯的相对移动间距来确定波纹度波长。

（B）焊接钢管的耐压曲性受到波纹度波长的影响较大。具体而言，在波纹度波长为公式（2）中所定义的铁木辛柯（Timoschenko）的压曲波长λ（mm）的情况下，焊接钢管的耐压曲性最低。

λ＝3.44×（r×t）^1／2  （2）

在该公式中，r（mm）是焊接钢管的内半径，t是焊接钢管的壁厚（mm）。

（C）如果在扩管工序中形成的焊接钢管的波纹度波长与铁木辛柯的压曲波长λ是不同的值，则焊接钢管的耐压曲性提高。