[发明专利]无缝管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及由热挤压制管法制造无缝管的方法，特别是涉及适于在使用高温下的变形能低的被挤压原材时的无缝管的制造方法。

背景技术

近年来，在全球变暖对策推进中要求大容量的发电厂，高效率的超超临界压发电锅炉的开发盛行。另外，随着石油的枯竭问题的进展，石油和天然气的开采环境变得越来越严酷。在这些发电锅炉还有油井和气井中，使用的是高强度且耐腐蚀性、耐应力腐蚀裂纹性等优异的无缝管，其材质对应近年的使用要求的高度化，处于高Cr、高Ni化的倾向。

高Cr、高Ni的材料加工性差，作为这一难加工性材料的制管法，采用了在快速加工下被加工材的温度降低少，能够实现高的加工度的热挤压制管法的无缝管的需要增加。特别是以玻璃润滑为特征的玻璃润滑剂高速挤压法(Ugine Sejournet process)适合难加工材的无缝管的制造。

图1是用于说明基于玻璃润滑剂高速挤压法的无缝管的热挤压制管法的剖面图。如同图所示，在玻璃润滑剂高速挤压法中，是加热在轴心形成有贯通孔的中空的被挤压原材(以下也称为“坯料”)8，将加热到规定温度的坯料8收容到料筒6内后，在坯料8的轴心插入芯棒(mandrel bar)3，在此状态下，通过未图示的随着冲头的驱动的轴杆(stem)的移动(图1中向着空白箭头的方向移动)，经由挤压垫7压出坯料8，制作作为无缝管的挤压管。

这时，在料筒6的前端，配置有由模座4和模垫5保持的冲模2，坯料8从冲模2的内面和芯棒3的外面所形成的环状的间隙向着轴杆的移动方向被挤压出，成为具有期望的外径和壁厚的挤压管。

在玻璃润滑剂高速挤压法中，作为润滑剂使用玻璃，在将坯料8收容到料筒6内之前，在被加热的坯料8的外表面和内表面散布粉末玻璃，形成熔融玻璃的皮膜。通过该玻璃皮膜，进行坯料8与料筒6和芯棒3的润滑。

与之配合，在坯料8与冲模2之间，装载使粉末玻璃与玻璃纤维和水玻璃混合而成形为环状的玻璃盘1。该玻璃盘1在挤压加工的过程中，随着坯料8拥有的热量而徐徐熔融，承担着坯料8和冲模2的润滑。

在这样的热挤压制管法中，挤压加工时的坯料的温度，受坯料的加热温度、向工具(料筒、芯棒和冲模)的传热等带来的散热，和随着塑性加工的放热支配。坯料的散热显著时，坯料温度降低，变形阻抗增大，因此对制管设备的负荷变得过大，陷入不能进行挤压的境地，在操作方面和成品率方向产生障碍。若为了避免这种情况而过度提高坯料的加热温度，则由于存在于高温区域的延性降低区域引起挤压管发生结疤，由于制品不良招致成品率的恶化。特别是在挤压管的顶部(处于压出的最前端的部分)的外表面，容易发生被称为横切痕(横切れ疵)的横向的疤痕。

一般来说，高Cr、高Ni的材料，变形阻抗高，而且高温延展性保持良好的温度(高温拉伸试验下断面收缩率呈现90％以上的温度)低，该温度区域的范围也狭窄，由此高温下的变形能力低。因此，在以高Cr、高Ni的材料作为被挤压原材使用的热挤压中，不能进行挤压造成的操作方面和成品率方面的障碍和挤压管的结疤造成的成品率的恶化变得显著。因此，为了使用高温下的变形能力低的坯料制造高品质的挤压管，需要把握高温下的延展性降低温度，另外还要考虑加工放热。

作为实现挤压管的品质确保的方法，例如在专利文献1和2中公开有一种金属材料的挤压方法，其是规定基于料筒的温度的条件式，使挤压管的温度恒定而进行挤压。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：特开2002-192222号公报

专利文献2：特开2005-219123号公报

在前述专利文献1、2中公开的挤压方法中存在的问题是，管理时刻发生变化的料筒的温度现实中有困难，除非把握每种被加工材的材质的物性值，否则仍不能规定条件式。

另外，以上述的高Cr、高Ni的材料作为被挤压原材使用的挤压，冲压速度为50mm/sec以上，坯料加工温度为1000℃以上。另一方面，前述专利文献1、2所公开的挤压，以铝及其合金为对象，冲压速度为10mm/sec以下，坯料加工温度不过600℃左右。即，以高Cr、高Ni的材料作为被挤压原材使用的挤压，与前述专利文献1、2所公开的挤压相比较，挤压条件大不相同，是在非常严酷的条件下进行的。