Uoe钢管及构造物的制作方法

Uoe钢管及构造物的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种UOE钢管，其用于实施对接圆周焊接而形成构造物，在长度方向具有波形的外径形状，其特征在于，以在距长度方向两端部规定长度的范围内不存在所述波形的外径形状的极小值的方式成形。具体而言，本发明第一方式的UOE钢管，以从长度方向两端部起在2.26λ～3.86λ范围内(其中，λ表示UOE钢管的初始压曲半波长)不存在波形的外径形状的极小值的方式进行控制而形成。本发明的第二方式的UOE钢管中，自长度方向两端部起至少在长度方向2λ的范围形成管径的变化量为UOE钢管的外径的0.02％以下的平坦部。
【专利说明】UOE钢管及构造物

【技术领域】
[0001]本发明涉及在制造过程中使用冲模进行扩管(tube expans1n)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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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I?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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本专利第4528356号
[0010]专利文献2:日本专利第4575995号
[0011]专利文献3:日本专利第4575996号
[0012]专利文献4:日本专利第4442541号
[0013]专利文献5:日本特开2006 - 292088号公报
[0014]专利文献6:日本特开2010 - 167440号公报
[0015]专利文献7:专利第3785998号


【发明内容】

[0016]发明所要解决的课题
[0017]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I?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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]本发明是鉴于所述课题而开发的，其目的在于，提供一种可形成压曲性能优异的构造物的UOE钢管及压曲性能优异的构造物。
[0021]本发明的UOE钢管，用于实施对接圆周焊接而形成构造物，在长度方向上具有波形的外径形状，其特征在于，以在距长度方向两端部规定长度的范围内以不存在所述波形的外径形状的极小值的方式成形。
[0022]本发明的UOE钢管，其特征在于，在上述发明中，所述UOE钢管以从长度方向两端部起在2.26 λ?3.86 λ的范围内不存在所述波形的外径形状的极小值的方式进行控制而形成，其中，λ表示UOE钢管的初始压曲半波长。
[0023]本发明的UOE钢管，其特征在于，在所述发明中，所述控制通过调整对UOE钢管进行扩管时所使用的冲模的长度方向的进给宽度来进行。
[0024]本发明的UOE钢管，其特征在于，在所述发明中，所述控制通过切断长度方向两端部来进行。
[0025]本发明的UOE钢管，其特征在于，在所述发明中，自长度方向两端部起至少在长度方向2 λ的范围形成管径的变化量为UOE钢管的外径的0.02%以下的平坦部，其中，λ表示UOE钢管的初始压曲半波长。
[0026]本发明的构造物，其特征在于，所述构造物通过在本发明的UOE钢管的长度方向端部实施对接圆周焊接而形成。
[0027]发明效果
[0028]根据本发明，能够提供可形成压曲性能优异的构造物的UOE钢管及压曲性能优异的构造物。

【专利附图】

【附图说明】
[0029]图1是表示本发明的第一实施方式的UOE钢管的长度方向端部的形状的示意图；
[0030]图2是表示一般的UOE钢管的长度方向端部的形状的示意图；
[0031]图3是表示分析实验的结果的曲线图；
[0032]图4是表示本发明的第二实施方式的UOE钢管的长度方向端部的形状的示意图；
[0033]图5是表示一般的UOE钢管的长度方向端部的形状的示意图；
[0034]图6A是表示UOE钢管的长度方向的形状分布的一例的曲线图；
[0035]图6B是表示UOE钢管的圆周焊接位置和轴方向位置之间的关系的示意图；
[0036]图7A是表示钢管弯曲实验的结果的照片；
[0037]图7B是表示初始状态的钢管的状态的示意图；
[0038]图7C是表示作用了弯曲力矩时的钢管的状态的示意图；
[0039]图8A是表示压曲发生时的变形分布的一例的图；
[0040]图8B是用于说明拉伸侧变形和压缩侧变形的示意图。
[0041]图9是表示分析实验的结果的曲线图。

【具体实施方式】
[0042]下面，对本发明的第一及第二实施方式的UOE钢管进行说明。
[0043]〔第一实施方式〕
[0044]首先，对本发明的第一实施方式的UOE钢管进行说明。
[0045]在刚性沿长度方向均匀的钢管中，已知在与长度方向端部接近的位置容易产生压曲。另一方面，一般而言，在管道、钢管桩、钢管板桩等构造物中使用的钢管利用圆周焊接接合长度方向端部彼此，进而，圆周焊接部的强度比钢管的母材的强度变高，换言之，使圆周焊接部的刚性比其它部分的刚性高。这样一来，在钢管内存在刚性高的部分时其周围部分也难以压曲。因此，认为具有圆周焊接部的钢管的压曲位置位于离开圆周焊接部某程度的位置。
[0046]但是，对于如管道那样的在长度方向的中途具有圆周焊接部的钢管的压曲位置位于哪一位置没有理论上的说明。于是，本发明的
【发明者】们，为了特定在圆周焊接部附近的压曲位置，以外径Φ48英寸(1219mm)、板厚22.0mm、长度8000mm、在长度方向的中央具有使用了焊接材料MG — S70的11道次的多道次(mult1-pass)(约1.1?2.0kJ/mm)的圆周焊接部的钢管为例，进行了使用了实管的钢管弯曲实验及与实验一致的有限要素法分析的研究。
[0047]其结果，本发明的
【发明者】们发现，在长度方向距圆周焊接部450?770mm程度的位置容易产生压曲。因此，认为:在长度方向距圆周焊接部450?770mm的范围内诱发压曲那样的外径形状存在时，在该部位诱发压曲，且钢管整体的变形性能降低。
[0048]另一方面，本发明在作为对象的UOE钢管的制造工序中，具有将冲模向管内插入并以规定的进给量重复扩管从而提高钢管的成形精度的工序。因此，UOE钢管的外形成为扩径部和缩径部连续的形状，换言之在长度方向截面上成为波浪的形状。因此，认为UOE钢管的压曲容易在波形状的极小值的部位产生。
[0049]使这种UOE钢管的外形的特征和具有圆周焊接部的容易产生钢管的压曲的位置一致而进行考察时，在长度方向焊接了 UOE钢管的情况下，若是外径Φ48英寸、板厚22.0mm的钢管，则在距圆周焊接部450?770mm的范围内存在波形状的极小值时，基于外径形状的微妙的差异而产生压曲，作为结果是钢管整体的变形性能降低。
[0050]实际上，具有圆周焊接接头，将在长度方向上距圆周焊接部600mm的位置存在波形状的极小值的情况下的变形性能和在长度方向上距圆周焊接部450?770mm的范围内没有波形状的极小值的情况下的压曲性能相比较时，前者的2De移动平均变形(弯曲曲率的指标:在将标点设为外径De的2倍的情况下发生压曲的压缩变形量)为1.35%，相对于此，后者的2De移动平均变形为1.55%程度。
[0051]由于这样，若是外径Φ48英寸、板厚22.0mm的钢管，通过控制UOE钢管的长度方向端部的形状以使在长度方向上距圆周焊接部450?770mm的位置不存在波形状的极小值，与在该范围存在波形状的极小值的情况相比较，提高15%程度的耐压曲性能。
[0052]在上述的说明中，对于外径Φ48英寸、板厚22.0mm的钢管进行了说明，但认为上述范围根据钢管的直径、板厚而变化。于是，本发明的
【发明者】们进行了变更钢管的直径、板厚的分析实验，对于产生压曲的范围进一步研究的结果发现:在产生压曲的范围和钢管的初始压曲半波长之间存在相关关系。
[0053]钢管的初始压曲半波长λ由1.72 V (De/2 * t) (De:管端的外径、t:钢管的板厚)能够算出。在使用钢管的初始压曲半波长λ表示产生压曲的范围时，产生压曲的范围为在长度方向上距圆周焊接部2.26 λ?3.86λ的范围内。根据钢管母材的同等的耐压曲性能，在2.26 λ?3.86 λ范围内，耐压曲性能降低，最低值为2.76 λ?3.13 λ的范围内。
[0054]根据以上的研究结果，在将UOE钢管在管轴方向上焊接接合而形成管道的情况下，为了使管道的压曲性能提高，通过控制长度方向端部的形状以使距圆周焊接部
2.26 λ?3.86λ的范围内不存在波形状的极小值，因而在因圆周焊接的影响而压曲性能降低的区域难以产生压曲，能够防止在最容易压曲的部位的压曲。其结果，压曲在不受圆周焊接的影响的钢管母材部产生，因此，在钢管母材中能够以假设的变形性能规定管道整体的变形性能。
[0055]下面，对本发明第一实施方式的UOE钢管的具体的构成进行说明。
[0056]在UOE钢管的制造工序中，具有将冲模向管内插入并以规定的进给量重复扩管从而提高钢管的成形精度的工序。因此，如图2所示，一般地，在UOE钢管10中，在长度方向截面的管表面形成有波形状。在图2中，在表示波形状的极小值的部位记载有黑点。另外，如图2所示的UOE钢管10，在距长度方向端部2.26 λ?3.86 λ范围Lw内存在波形状的极小值时，压曲性能降低。
[0057]于是，在本实施方式的UOE钢管I中，如图1所示，以在距长度方向端部2.26 λ?
3.86 λ的范围Lw内不存在波形状的极小值的方式，切断图2所示的UOE钢管10的端部1a (距端面500mm的范围)。其中，λ为UOE钢管I的初始压曲半波长，λ = 1.72 V (De/2
*t) (De:管端的外径、t:U0E钢管的板厚)。
[0058]若利用函数F(x)表示在图1及图2所示的UOE钢管1、10的长度方向截面显现的波形状，距长度方向两端部2.26λ?3.86λ的范围内不存在波形状的极小值，也能够表现为不满足下述(I)式。
[0059]De〈F (2.26 λ ) &De〈F (3.86 λ ) &F’ (Lx) = O…(I)
[0060]其中，Lx为距管端的管长度方向的距离，26 λ < Lx < 86 λ
[0061]De是管端的外径
[0062]本实施方式的UOE钢管I以在距长度方向端部2.26 λ?3.86 λ的范围内不含有在长度方向截面出现的波形状的极小值的方式形成。因此，在圆周焊接部附近压曲性能容易降低的部位，即在距长度方向端部2.26 λ?3.86 λ的范围内不存在诱发压曲的形状，能够提高作为将钢管接合而形成的构造物整体的压曲性能。
[0063]在上述实施方式中，作为控制长度方向端部的形状的方法，设为切断已经制造的UOE钢管10的管端部10a，但也可以通过在UOE钢管的制造过程中调整扩管冲模的进给宽度，以在距长度方向端部2.26 λ?3.86 λ的范围内不存在波形状的极小值的方式控制长度方向端部的形状。
[0064]下面，对用于确认本实施方式的效果的钢管弯曲实验及分析实验的结果进行说明。
[0065][实施例]
[0066]〔钢管弯曲实验〕
[0067]{实验 1}
[0068]在本实验中，使用了外径48英寸及管厚22mm的UOE钢管。在实验之前，计测了钢管外表面的形状。其结果，在钢管的外表面形状上发现了波浪。该波浪的形状是在UOE钢管的制造过程中通过冲模进行扩管时产生的形状，是形状变化的周期与扩张的周期相近且所有的振幅大致相同且通过一定的机械扩径而产生的形状。在试验体的钢管中，在距钢管的圆周焊接部550mm程度的部位可确认到波形状的极小值。该试验体的550mm的位置相当于2.8 λ，是在本发明中规定的2.26 λ?3.86 λ的范围内。
[0069]弯曲试验的结果，在圆周焊接部附近的500mm位置产生压曲，在该部位进行变形。因该压曲而钢管的耐力开始降低，由此产生弯曲力矩的峰值。若与具有相同的材质、不具有圆周焊接部的钢管的弯曲试验结果相比较，变形性能降低15%程度，由此发现，在圆周焊接部附近的压曲成为使钢管整体的变形性能降低的主要原因。
[0070]{实验 2}
[0071]以UOE钢管，即波形状的极小值处于距圆周焊接部300mm(1.5X)位置的构件作为试验体，进行了与上述同样的实验。其结果是，获得了与不具有圆周焊接部的UOE钢管的弯曲试验结果同程度的压曲性能。
[0072]根据实验I及实验2的结果确认到，若在本发明范围的2.26 λ?3.86 λ范围内存在波形状的极小值，则压曲性能降低，相反，在2.26λ?3.86λ范围外存在波形状的极小值的情况下，不影响压曲性能。
[0073]〔分析实验〕
[0074]根据在使用了上述实管的钢管弯曲实验中获得的现象，证实在圆周焊接部附近存在的波形状的极小值对钢管的压曲现象赋予影响。于是，下面，在圆周焊接部附近在300?1050mm的范围内以150mm间距改变波形状的极小值的位置，对与在钢管弯曲实验中使用的钢管同样的外形和管厚的钢管(外径:48英寸、管厚:22mm)进行了分析实验。将实验结果示于图3的曲线图。图3的曲线图的纵轴表示曲率半径(m)，横轴表示从长度方向端部到极小值的距离(_)。在图3的曲线图中，也记载了基于实管的弯曲实验的结果。
[0075]观察图3的曲线图时，在300mm及450mm的位置存在波形状的极小值的情况下，直至压曲的曲率半径为37m附近。相对于此，在450mm?750mm范围内，压曲产生时的曲率半径变大，压曲性能降低。300mm相当于1.5 λ , 450mm相当于2.26 λ , 750mm相当于3.86 λ。因此，分析证实，若在2.26 λ?3.86 λ范围内存在波形状的极小值，则压曲性能降低，相反，如果在该范围内不存在波形状的极小值，则可获得在钢管母材中假设的变形性能。
[0076]〔第二实施方式〕
[0077]下面，对本发明第二实施方式的UOE钢管进行说明。
[0078]在管道中，由于圆周焊接部附近的刚性差，在圆周接头部附近产生压曲的可能性高。产生压曲的部位大多在远离由钢管的板厚、外径决定的初始压曲半波长λ程度的部位产生。为了防止压曲发生，考虑提高压曲部位的刚性的方法、改善形状特性的方法等方法。但是，即使将压曲部位的刚性提高，也仅仅是压曲位置改变，压曲时的弯曲变形量、压曲部的变形量不变。于是，本发明的
【发明者】们着眼于改善形状特性。在形状特性中，作为对压曲赋予影响的影响高的形状特性，可列举外形的轴向分布。
[0079]作为产生外形上的轴向分布的钢管的一例存在有UOE钢管。在UOE钢管的制造工序中，具有如下工序，即，将冲模插入管内，以规定的进给量反复扩管，由此提高钢管的圆度。因此，UOE钢管的外形成为扩径部和缩径部连续的形状，换言之，成为在长度方向的截面上波状起伏的形状。这种UOE钢管的压曲容易在波形状中的极小值的部位产生。因此，在将钢管接合而形成了管道的情况下，若在管道中容易产生压曲的部位存在极小值，则因外径形状的微妙的差而产生压曲，作为结果，管道整体的变形性能降低。
[0080]于是，本发明的
【发明者】们认为作为形状特性的改善策略，在管道中使容易产生压曲的部位平坦(钢管的径向变化不存在或微小的形状)。在实验及与实验一致的有限要素法分析中，以外径Φ48英寸(1219mm)、板厚22.0mm、长度8000mm、在长度方向的中央具有使用了焊接材料MG - S70的11道次的多道次(约1.1?2.0kJ/mm)的圆周焊接部的钢管为例，对平坦部的长度和变形性能之间的关系进行了研究。
[0081]其结果发现，由于在距长度方向端部400mm程度的范围内具有平坦部，从而钢管具有与没有圆周接头的情况同等的变形性能。具有圆周接头，长度方向端部不是平坦的情况的变形性能相对于2De移动平均变形(弯曲曲率的指标:发生将标点设定为外径De的2倍时的压曲的压缩变形量)1.35%，在存在有400mm程度(2 λ )以上的大小的平坦部的情况下，为1.55%程度，可确认抗压曲性能提高了 15%程度。
[0082]在上述的说明中，对外径Φ48英寸、板厚22.0mm的钢管进行了说明，但认为平坦部的长度根据钢管的直径、板厚而变化。于是，本发明的
【发明者】们进行了变更钢管的直径、板厚的分析实验，对压曲发生的范围进一步进行了研究，结果发现压曲产生的范围与钢管的初始压曲半波长λ之间存在相关关系。钢管的初始压曲半波长λ可利用1.72 V (De/2
*t) (De:管端的外径、t:钢管的板厚)进行计算，若使用钢管的初始压曲半波长λ表示压曲产生的范围，则为在长度方向上距圆周焊接部2λ的范围。
[0083]根据以上的研究结果，在将UOE钢管沿管轴方向进行焊接接合而形成管道的情况下，为了使管道的压曲性能提高，通过使距圆周焊接部2 λ的范围平坦，在容易产生压曲的部位，波形状的极小值消失，在该部位难以产生压曲，压曲逃到其它部位。其它部位为远离圆周焊接部的钢管母材部，因此，由钢管母材中假设的变形性能规定了管道整体的变形性倉泛。
[0084]由于在实管中不能使外径完全地平坦，因此，关于通过将外径制成怎样程度的平坦才具有效果，本发明的
【发明者】们进一步进行了研究。其结果确认到，通过将在长度方向截面出现的外径的变化量设为钢管外径的0.02%以下，能够获得与完全平坦的情况大致同等的效果。在上述中，作为产生外形上的轴向分布的钢管的一例，列举了 UOE钢管，但不用说，上述的见解不限定于UOE钢管。
[0085]以下，对本发明的第二实施方式的UOE钢管的具体的构成进行说明。在本实施方式中，作为产生外形上的轴向分布的钢管的一例，以UOE钢管为例进行说明。
[0086]在UOE钢管的制造过程中，具有如下工序，将冲模插入管内，以规定的进给量反复扩管，由此提高钢管的圆度。因此，如图5所示，在一般的UOE钢管11中，在长度方向截面中的管表面上形成波长2 λ及振幅f的波形状。另外，在距UOE钢管11的端部2 λ程度的范围内存在波形状的极小值时，压曲性能降低。
[0087]于是，如图4所示，在本实施方式的UOE钢管2中，以从端部起2 λ范围内成为平坦部2a的方式成形。其中，λ为钢管的初始压曲半波长，λ = 1.72 V (De/2 * t) (De:管端的外径、t:U0E钢管的板厚)。另外，所谓平坦部2a称为管外形的变化量为钢管外径的0.02%以下的部位。
[0088]作为用于在UOE钢管2的长度方向端部形成平坦部2a的钢管制法，可列举在UOE钢管的制造工序中以缩小使用的扩管冲模的扩张间隔的方式进行制造的方法。通过减小扩张间隔，波形状重叠，能够同时降低振幅及周期。形成平坦部2a的方法不限于此，也可以是其它的方法。
[0089]本实施方式的UOE钢管2将从长度方向端部起2 λ的范围制成平坦部2a，因此，在圆周焊接部附近压曲性能容易降低的部位，即从长度方向端部起2 λ的范围内不存在诱发压曲的形状，能够提高作为对钢管的端部进行圆周焊接而形成的构造物整体的压曲性能。作为对钢管进行圆周焊接而形成的构造物，例如有管道、钢管桩、钢管板桩等。
[0090]在上述的说明中，作为产生外形上的轴向分布的钢管的一例，列举UOE钢管为例进行了说明，但本发明不限定于UOE钢管，通过其它制法制造的钢管也起到同样的效果。
[0091]下面，对确认上述本实施方式的效果的钢管弯曲实验及分析实验的结果进行说明。
[0092][实施例]
[0093]〔钢管弯曲实验〕
[0094]本实验使用了外径48英寸及管厚22mm的UOE钢管。实验之前，计测了钢管外表面的形状。图6A利用曲线图表示了试验体的UOE钢管的形状分布，纵轴表示管径(mm)，横轴表示轴方向的位置(mm)。在本实验中，将图6B所示的UOE钢管S的圆周焊接位置P设为轴方向位置为0(mm)的位置。
[0095]如图6A所示，在试验体UOE钢管中，在钢管的外表面形状中发现了波浪。该波浪的形状是在UOE钢管的制造过程中通过冲模进行扩管时产生的形状，是形状变化的周期与扩张的周期相近且所有的振幅大致相同且通过一定的机械扩径而产生的形状。在试验体的钢管中，在距钢管的圆周焊接部550mm程度的部位可确认到波形状的极小值。
[0096]图7A是钢管弯曲实验的结果的照片。在本实验中，如图7B、7C所示，使弯曲力矩作用在初始状态为直管的钢管S上而使之弯曲，在圆周焊接部P的附近形成了压曲部P1。以后，“轴方向位置”以圆周焊接部P为基准(=O)。图8A是表示压曲发生时的变形分布的曲线图，纵轴表示变形ε (%)，横轴表示钢管轴方向的位置(_)。
[0097]图8Α中，如图8Β所示，所谓拉伸侧变形分布是在钢管S的周方向位置Θ = 0°所测定的钢管S表面的变形的分布，所谓压缩侧变形分布是在钢管S的周方向位置Θ =180°所测定的钢管S表面的变形的分布。如图8Α所示，对于变形，虽然压曲以前显示均匀的分布，但压曲以后，尤其是压缩变形在压曲部位(在长度方向上距图7Α所示的圆周焊接位置+500_的位置得到的大的压曲波形)观测到较大的值。
[0098]〔分析实验〕
[0099]根据在使用了上述的实管的钢管弯曲实验中得到的现象，证实了在圆周焊接部附近存在的波形状的极小值对钢管的压曲现象造成影响。根据该结果，对在周焊接部附近不存在波形状的极小值的情况，分别改变不存在波形状的极小值的平坦的区域的长度而进行了分析。图9是表示分析结果的曲线图，纵轴表示曲率半径(m)，横轴表示周接头附近的平坦区间(mm)。
[0100]如图9所示，在平坦部的长度为400mm程度时，获得达到上限的弯曲，在没有平坦部的情况下，可观察到15%程度的抗压曲性能的降低，在平坦部为大约为400mm程度以上的情况下，可确认到与没有焊接部的钢管同等的变形性能。
[0101]由此证实了，对于外径Φ 48英寸、板厚22mm的钢管而言，只要有400mm程度的平坦部就具有钢管的材质所表现的变形性能。如前所述，认为平坦部的长度根据管径或板厚而变化，且发现与钢管的初始压曲半波长λ相关。在上述的外形Φ48英寸、板厚(22mm)的钢管中，λ为约200mm。
[0102]因此，变形性能充分稳定地变高的平坦部的长度从图9所示的曲线图读取为大约400_。即，将在周焊接附近成为难以压曲的部位的平坦部设为波形长(2 λ)以上，本来容易压曲的区域变得难以产生压曲，压曲逃到其它的部位。该“其它部位”成为远离焊接的钢管母材部，在该状态下，在钢管母材中，由假设的变形性能规定了管道整体的变形性能。
[0103]以上，对应用了由本
【发明者】开发的发明的实施方式进行了说明，但本发明不被构成本实施方式的本发明公开的一部分的记述及附图所限定。例如，在为了形成上述第二实施方式的UOE钢管而需要大量的时间的情况下，也可以根据制造上述第一实施方式的UOE钢管等、UOE钢管的成形使用的设备的性能或制造时间，选择上述第一及第二实施方式的UOE钢管的一方或两方。这样，基于本实施方式由本领域技术人员等开发的其它实施方式、实施例、及运用技术等全部包括在本发明的范畴内。
[0104]工业实用性
[0105]根据本发明，能够提供一种可形成压曲性能优异的构造物的UOE钢管及压曲性能优异的构造物。
[0106]标号说明
[0107]1、2、U0E 钢管
[0108]2a、平坦部
[0109]10、11、一般的 UOE 钢管
[0110]10a、端部
【权利要求】
1.一种UOE钢管，其用于实施对接圆周焊接而形成构造物，在长度方向上具有波形的外径形状，所述UOE钢管的特征在于， 以在距长度方向两端部规定长度的范围内不存在所述波形的外径形状的极小值的方式成形。
2.根据权利要求1所述的UOE钢管，其特征在于， 所述UOE钢管以从长度方向两端部起在2.26 λ?3.86 λ的范围内不存在所述波形的外径形状的极小值的方式进行控制而形成，其中，λ表示UOE钢管的初始压曲半波长。
3.根据权利要求2所述的UOE钢管，其特征在于， 所述控制通过调整对UOE钢管进行扩管时所使用的冲模的长度方向的进给宽度来进行。
4.根据权利要求2所述的UOE钢管，其特征在于， 所述控制通过切断长度方向两端部来进行。
5.根据权利要求1所述的UOE钢管，其特征在于， 自长度方向两端部起至少在长度方向2 λ的范围形成管径的变化量为UOE钢管的外径的0.02%以下的平坦部，其中，λ表示UOE钢管的初始压曲半波长。
6.一种构造物，其特征在于，所述构造物通过在权利要求1?权利要求5中的任一项所述的UOE钢管的长度方向端部实施对接圆周焊接而形成。
【文档编号】B21C37/08GK104203443SQ201380018513
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年4月2日 优先权日:2012年4月2日
【发明者】田近久和, 崎本隆洋, 伊木聪 申请人:杰富意钢铁株式会社