[发明专利]UOE钢管及构造物

说明书

技术领域

本发明涉及在制造过程中使用冲模进行扩管(tube expansion)的UOE钢管、及通过对UOE钢管实施对接圆周焊接(butt circumferential welding)而形成的构造物。

背景技术

近年来，由于能源需求的提高而正在积极地进行气田及油田的新开拓，在地震地带、不连续冻土地带大量地铺设输送气体、石油的管道。但是，在地震地带、不连续冻土地带，由于液状化、断层位移、冻上·溶解等主要原因而地基较大地变形，随之在地基上所埋设的管道有时变形。

在大幅变形的地基上所埋设的管道在塑性变形后也承受大的位移的作用。在对管道作用了过大的位移的情况下，形成管道的钢管弯曲，在压缩侧压曲后，在压曲部或压曲部的相反侧的拉伸侧破裂。因此，从防止压曲部的钢管的损伤、来自破裂部的气体、石油的漏出的观点考虑，对钢管要求优异的变形性能。

在管道的制造领域，认为为了发挥钢管的优异变形性能而重要的要素主要是钢材的特性，尤其是钢材的屈服比。因此，在专利文献1～3中记载有以电焊钢管为对象，通过钢材的组成及软质·硬质的双相组织降低钢材的轴方向屈服比，制造变形性能优异的钢管的技术。另外，在专利文献4中记载有以电焊钢管为对象，在入侧矫正及旋转矫正的过程中对板厚及长度方向赋予应变来降低钢材的屈服比，由此制造变形性能优异的钢管的技术。

另外，在管道的制造领域，认为特定压曲防止对象部位并通过强化其附近的刚性也会实现防止压曲。在专利文献5中记载有，焊接部附近的压曲导致拉伸破坏，在钢管的管端进行焊缝加强焊接(weld reinforcement)，通过焊缝加强焊接的局部的高刚性化而防止焊接部附近的压曲的技术。

另外，关于UOE钢管的管形状，在专利文献6中记载有，通过使用圆弧状的上下冲模来矫正管端的圆度，防止在焊接管端彼此时的合芯时形状未对合而焊接性恶化的情况的技术。另外，在专利文献7中记载有，对于用冲模无法按压的部分，一边使钢管旋转一边用辊按下必要的部位，由此，强制因冲模的形状而产生的管端圆周方向的圆度不整，与圆接近的技术。专利文献6、7记载的技术均通过矫正管端的周方向的形状来确保管端圆度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4528356号

专利文献2：日本专利第4575995号

专利文献3：日本专利第4575996号

专利文献4：日本专利第4442541号

专利文献5：日本特开2006－292088号公报

专利文献6：日本特开2010－167440号公报

专利文献7：专利第3785998号

发明内容

发明所要解决的课题

管道、钢管桩、钢管板桩等钢管构造物是通过在长度方向焊接接合多根约12～24m的钢管而形成的长尺寸的构造物。在这些钢管构造物上作用地基等大变形的情况下，母材部及焊接部同时弯曲变形。公知的是焊接部因焊缝加强焊接等板厚的变化、焊接材料的过度匹配等影响而具有与母材部的刚性不同的刚性，在钢管的弯曲压曲试验中主要在焊接部附近压曲的可能性高。该现象表示焊接部的变形性能比母材部的变形性能降低，在母材部使屈服比上升的界限。因此，仅在专利文献1～4记载的技术中，不是钢管单体而作为管道考虑的情况下，在焊接部不能发挥规定的变形性能改善效果。

另外，在专利文献5记载的技术中，目的在于防止在周焊接部的缺陷中拉伸力卓越。因此，专利文献5记载的技术对周焊接部附近的一定的区间用焊接机进行焊缝加强焊接而强化刚性，防止周焊接附近的压曲。一般而言，钢管压曲后在其里侧拉伸变形卓越，直至破裂。因此，通过专利文献5记载的技术，能够不使拉伸变形在周焊接部集中。但是，根据专利文献5的记载，能够强化刚性而防止压曲，但是，在焊缝加强焊接结束位置附近的没有焊缝加强焊接的部分发生压曲。另外，认为由于母材部和周焊接部的刚性差，钢管构造物以比仅有母材部时小的变形压曲。因此，根据专利文献5记载的技术，能够起到在周焊接部不被破坏的使命，但是，作为钢管构造物整体的变形性能变低。

进而，专利文献6、7中记载的技术考虑了周接头的焊接施工性的提高。根据专利文献6、7记载的技术，钢管的形状主要在圆周方向矫正，提高圆度，但是，不直接有利于管轴方向的形状的改善。如后所述，在钢管的压曲防止中重要的是轴方向的形状的矫正。因此，在专利文献6、7记载的技术中，不能期待构造物的压曲防止的效果。