[發明專利]UOE鋼管及構造物

有效

• 申請號: 201380018513.9
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN104203443A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 田近久和;崎本隆洋;伊木聰
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: B21C37/08
• 分類號: B21C37/08;B21C37/30
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 高培培;車文

技術領域

本發明涉及在制造過程中使用沖模進行擴管(tube?expansion)的UOE鋼管、及通過對UOE鋼管實施對接圓周焊接(butt?circumferential?welding)而形成的構造物。

背景技術

近年來，由于能源需求的提高而正在積極地進行氣田及油田的新開拓，在地震地帶、不連續凍土地帶大量地鋪設輸送氣體、石油的管道。但是，在地震地帶、不連續凍土地帶，由于液狀化、斷層位移、凍上·溶解等主要原因而地基較大地變形，隨之在地基上所埋設的管道有時變形。

在大幅變形的地基上所埋設的管道在塑性變形后也承受大的位移的作用。在對管道作用了過大的位移的情況下，形成管道的鋼管彎曲，在壓縮側壓曲后，在壓曲部或壓曲部的相反側的拉伸側破裂。因此，從防止壓曲部的鋼管的損傷、來自破裂部的氣體、石油的漏出的觀點考慮，對鋼管要求優異的變形性能。

在管道的制造領域，認為為了發揮鋼管的優異變形性能而重要的要素主要是鋼材的特性，尤其是鋼材的屈服比。因此，在專利文獻1～3中記載有以電焊鋼管為對象，通過鋼材的組成及軟質·硬質的雙相組織降低鋼材的軸方向屈服比，制造變形性能優異的鋼管的技術。另外，在專利文獻4中記載有以電焊鋼管為對象，在入側矯正及旋轉矯正的過程中對板厚及長度方向賦予應變來降低鋼材的屈服比，由此制造變形性能優異的鋼管的技術。

另外，在管道的制造領域，認為特定壓曲防止對象部位并通過強化其附近的剛性也會實現防止壓曲。在專利文獻5中記載有，焊接部附近的壓曲導致拉伸破壞，在鋼管的管端進行焊縫加強焊接(weld?reinforcement)，通過焊縫加強焊接的局部的高剛性化而防止焊接部附近的壓曲的技術。

另外，關于UOE鋼管的管形狀，在專利文獻6中記載有，通過使用圓弧狀的上下沖模來矯正管端的圓度，防止在焊接管端彼此時的合芯時形狀未對合而焊接性惡化的情況的技術。另外，在專利文獻7中記載有，對于用沖模無法按壓的部分，一邊使鋼管旋轉一邊用輥按下必要的部位，由此，強制因沖模的形狀而產生的管端圓周方向的圓度不整，與圓接近的技術。專利文獻6、7記載的技術均通過矯正管端的周方向的形狀來確保管端圓度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4528356號

專利文獻2：日本專利第4575995號

專利文獻3：日本專利第4575996號

專利文獻4：日本專利第4442541號

專利文獻5：日本特開2006－292088號公報

專利文獻6：日本特開2010－167440號公報

專利文獻7：專利第3785998號

發明內容

發明所要解決的課題

管道、鋼管樁、鋼管板樁等鋼管構造物是通過在長度方向焊接接合多根約12～24m的鋼管而形成的長尺寸的構造物。在這些鋼管構造物上作用地基等大變形的情況下，母材部及焊接部同時彎曲變形。公知的是焊接部因焊縫加強焊接等板厚的變化、焊接材料的過度匹配等影響而具有與母材部的剛性不同的剛性，在鋼管的彎曲壓曲試驗中主要在焊接部附近壓曲的可能性高。該現象表示焊接部的變形性能比母材部的變形性能降低，在母材部使屈服比上升的界限。因此，僅在專利文獻1～4記載的技術中，不是鋼管單體而作為管道考慮的情況下，在焊接部不能發揮規定的變形性能改善效果。

另外，在專利文獻5記載的技術中，目的在于防止在周焊接部的缺陷中拉伸力卓越。因此，專利文獻5記載的技術對周焊接部附近的一定的區間用焊接機進行焊縫加強焊接而強化剛性，防止周焊接附近的壓曲。一般而言，鋼管壓曲后在其里側拉伸變形卓越，直至破裂。因此，通過專利文獻5記載的技術，能夠不使拉伸變形在周焊接部集中。但是，根據專利文獻5的記載，能夠強化剛性而防止壓曲，但是，在焊縫加強焊接結束位置附近的沒有焊縫加強焊接的部分發生壓曲。另外，認為由于母材部和周焊接部的剛性差，鋼管構造物以比僅有母材部時小的變形壓曲。因此，根據專利文獻5記載的技術，能夠起到在周焊接部不被破壞的使命，但是，作為鋼管構造物整體的變形性能變低。

進而，專利文獻6、7中記載的技術考慮了周接頭的焊接施工性的提高。根據專利文獻6、7記載的技術，鋼管的形狀主要在圓周方向矯正，提高圓度，但是，不直接有利于管軸方向的形狀的改善。如后所述，在鋼管的壓曲防止中重要的是軸方向的形狀的矯正。因此，在專利文獻6、7記載的技術中，不能期待構造物的壓曲防止的效果。