流体输送管的接头部的滚轧加工方法以及流体输送管的制作方法
【专利摘要】本发明提供每当利用滚轧法在接头部的外周面形成卡定突条，在利用壳体将具有卡定突条的管的管端彼此固定并连接时，形成得到脱管阻止性能优异的接头部构造的卡定突条的方法。使用位于被加工管体的内侧的凸辊、和位于上述管体的外侧的成形用环状槽进行滚轧加工，将卡定突条的纵壁部形成为相对于管轴方向的外周面以65°以上90°以下的角度立起，并且卡定突条的从外周面至顶部的突端为止的高度形成为与管体抵接的加工单元的面的曲率半径的合计值以上。
【专利说明】
流体输送管的接头部的滾$L加工方法从及流体输送管
技术领域
[0001] 本发明设及安设于建筑物等而用于消防活动的连结送水管、上下自来水卫生配管 等流体输送管的接头部的滚社加工方法。
【背景技术】
[0002] 安设于建筑物等而用于消防活动的连结送水管、上下自来水卫生配管等的流体输 送管中，利用壳体型的管接头连接并敷设有规定长度的管体。
[0003] 作为运些壳体型的管接头，提出了如下构造:如图9所示，在壳体型的管接头20中， 作为利用壳体23防止管体22脱出的构造，在管体22的端部的外周面形成环状的卡定突条 21，利用内侧将该卡定突条21卡合于壳体23的内周侧开口缘24(专利文献1)。
[0004] 并且，如图10所示，在上述专利文献1中，作为在管体的端部外周面形成上述的卡 定突条的方法，记载有如下方法:通过使位于被加工管体22的内侧的具有成形突条26的内 侧凸漉25、和位于被加工管体22的外侧的具有成形用环状槽28的外侧凹漉27-边沿被加工 管体22的圆周方向旋转一边向相互接近的方向加压，由此在管体的端部的外周面滚社卡定 突条。
[0005] 并且，如图11所示，提出了具有形成于管体的内周面的环状槽29的流体输送管的 接头构造(专利文献2)。专利文献1中提出的、使用了通过滚社方法形成于上述的管体的外 周面的卡定突条的流体输送管的接头构造相比专利文献2中提出的上述的接头构造，不需 要担屯、因管体的内径的减少引起的流路阻力的增大。并且，如图12所示，专利文献3中提出 了在管体的外周面利用焊接部31接合有作为与管体不同的部件的环状的卡定部件30的装 置。但是，在通过焊接将不同的部件接合于输送管的情况下，若在焊接后的输送管附着瓣射 等，则成为漏夜、密封部件损伤的原因，从而也需要焊接品质的管理。运一点，专利文献1中 提出的、使用了通过滚社方法形成于管体的外周面的卡定突条的流体输送管的接头构造不 需要其它部件，仅对被加工管体的管端进行滚社加工就能够形成卡定突条，从而卡定突条 的形成容易，并且在成本的方面也有利。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[000引专利文献1:日本特开2007-78052号公报
[0009] 专利文献2:日本专利第4774325号公报
[0010] 专利文献3:日本实用新案登录第3171690号公报
【发明内容】
[0011] 然而，近来，展开了针对大地震的安全的生命线的构建、和W减少环境负荷为目的 的"自来水展望"的方针，从而可靠性、环境、耐久性、生命周期成本优异的自来水管的必要 性增加。而且，作为可靠性、耐久性优异的自来水管，对抑制管从管接头脱离的脱管阻止性 能优异的接头部构造的要求变高。
[0012] 对于运样的要求，利用专利文献1中提出的方法加工成的卡定突条并不一定脱管 阻止性能优异。
[0013] 在使用上述专利文献1中记载那样的滚社方法在外周面形成有卡定突条的情况 下，卡定突条的截面形状形成为从与管体的外周面连接的基部立起、形成顶部而下降、并再 次与管体的外周面连接的形状。
[0014] 如图9所示，具有形成有运样的截面形状的卡定突条的接头部的流体输送管与壳 体组合地固定。壳体的与卡定突条接触的面一般大致呈棱角。当利用壳体固定两个接头部 的卡定突条、并在管轴方向上施加了拉伸载荷时，壳体与卡定突条两者抵接的关系大致是 线接触状态，附加于卡定突条的抵接面的单位面积的载荷(面压)变高，从而诱发卡定突条 的变形。通过该变形，卡定突条能够成为与壳体面接触的状态。然而，如图13(a)所示，上述 的抵接的关系具有接触角〇,从而施加的拉伸载荷F在管轴方向之外还在沿管壁的朝下方向 上产生作为F · sina的分力。运样的朝下成分的分力产生壳体向管内侧压入卡定突条的力。 在卡定突条具有与管体相同程度的变形的性质的情况下，如图13(b)所示，认为卡定突条其 本身容易和管体一起变形。并且，在朝下方向上产生的力的反作用力也成为使壳体向外径 方向膨胀的力，从而脱管的可能性更加高。因此，认为接头部处的拔出阻止力、即脱管阻止 性能降低。
[0015] 本发明是为了消除运样的问题而提出的方案，设及利用滚社法在流体输送管的接 头部的外周面形成卡定突条的方法。其目的在于提供如下方法:在利用壳体将具有通过该 滚社法而形成的卡定突条的管的管端彼此固定并连接时，形成得到脱管阻止性能优异的接 头部构造那样的卡定突条。并且，其目的在于提供通过具有上述的接头部构造而脱管阻止 性能优异的流体输送管。
[0016] 用于解决课题的方案
[0017] 为了实现其目的，本发明是一种相对于被加工管体的外周面形成具有纵壁部的卡 定突条的流体输送管的接头部的滚社加工方法，其特征在于，上述卡定突条包括从上述外 周面延伸的弯曲状的基部、从上述基部延伸的上述纵壁部、从上述纵壁部延伸的弯曲部、W 及从上述弯曲部延伸的顶部，利用位于上述管体的内侧W及外侧的加工单元来形成上述卡 定突条，将上述纵壁部形成为相对于管轴方向的上述外周面上90° W下的角度立 起，上述卡定突条的从上述外周面至上述顶部的突端为止的高度形成为与上述管体抵接的 位于内侧W及外侧的上述加工单元的面的曲率半径的合计值W上。
[0018] 如图1所示，优选为:作为形成流体输送管的接头部1的加工单元，使用位于被加工 管体2的内侧的凸漉10、和位于上述管体2的外侧的具有成形用环状槽12的凹漉11，来相对 于上述管体的外周面3形成具有纵壁部6的卡定突条4。
[0019] 如图2所示，位于管体2的内侧W及外侧的加工单元10、11在与管体抵接的面具有 规定的曲率半径Ri、Ru。通过W成为运些曲率半径的合计值W上的凸出高度9的凸形状的方 式相对于管体的外周面3实施滚社加工，能够形成相对于管轴方向的外周面3W规定的角度 立起的纵壁部6。如图6所示，实施了该滚社加工后的卡定突条4具有包括从管体2的外周面3 延伸的弯曲状的基部5、从基部5延伸的纵壁部6、从纵壁部6延伸的弯曲部7、W及从弯曲部7 延伸的顶部8的形状。纵壁部6具有相对于管轴方向的外周面3W规定的角度立起的形状。卡 定突条4主要通过纵壁部6与壳体抵接来发挥卡定效果。此处，如图2所示，该凸出高度可W 说是被加工管体2的从外周面3至卡定突条4的顶部8的突端为止的高度。若该凸出高度比上 述曲率半径小，则通过滚社加工而形成于卡定突条的凸形状的大多由到达基部5和顶部8为 止的弯曲部7占据，而与纵壁部6的比例变少，从而无法发挥足够的卡定效果。
[0020] 另一方面，若过大形成凸出高度，则卡定突条的板厚的减少的比例变大，板厚变 薄，从而不推荐。尤其在基部处，其趋势显著。因此，卡定突条的针对拉伸载荷的变形阻力降 低，变得容易变形。
[0021] 本发明的上述纵壁部立起的角度优选为65° W上90° W下的范围。该角度是指如下 角度:当如图6(b)所示地剖视管的接头部时，在将管体2的外周面3延长后的基准线19b与将 纵壁部6的外表面延长后的直线19c交叉的交点处的角度中，从向卡定突条的内侧延长的外 周面的上述基准线至纵壁部的上述直线为止的角度19a。图6(a)是纵壁部6相对于外周面3 W90°的角度垂直地延伸的例子。图6(b)是W不足90°的角度延伸的例子。
[0022] 若纵壁部形成为65° W上的角度，则在形成该纵壁部时赋予较大的加工程度，而能 进行足够的加工固化，从而卡定突条被赋予比管体的主体高的硬度。当使用固定于壳体的 接头部时，附加管轴方向的拉伸载荷，而卡定突条变形，成为与壳体面接触的状态，从而面 压减少。并且，由于具有比管体高的硬度的卡定突条比管体难W变形，所W相对于壳体向管 内侧压入卡定突条的朝下的力具有阻力性。并且，该角度越大，从壳体受到的朝下成分的分 力的比例越少。因此，针对拉伸载荷的管的拔出阻止性提高。与此相对，若该角度较小，则卡 定突条不具有较高的硬度，而相对于壳体作用于卡定突条的上述的朝下的力，卡定突条与 管体相同程度地变形，从而管的拔出阻止性降低。
[0023] 如上所述，上述角度优选为65° W上，更加优选为70° W上，或者80° W上。由于角度 越大、从壳体受到的朝下成分的分力越少，从而优选。尤其，具有如角度90°那样的垂直地立 起的纵壁部的卡定突条被赋予较大的加工程度而得到较高的硬度。并且，能够确保与壳体 面接触的状态，从而优选。
[0024] 本发明的通过滚社加工法而形成的卡定突条的硬度优选为管体材料的硬度的约 1.2倍W上。更加优选为1.5倍W上，2.0倍W上。
[0025] 本发明在使用上述凸漉与上述成形用环状槽之间的间隙比被加工管体的板厚小 的加工单元的情况下，对上述管体进行加工，能够形成纵壁部相对于外周面垂直地延伸的 卡定突条。具体而言，优选如图2所示，使凸漉10和具有成形用环状槽12的凹漉11 一边沿被 加工管体2的外周面3的圆周方向旋转一边向相互接近的方向加工，来形成卡定突条4。管体 2由凸漉10和成形用环状槽12挤压而W板厚减少的方式变形，从而形成具有相对于管轴方 向的外周面3垂直地立起的纵壁部6的卡定突条。卡定突条4被赋予较大的加工程度，而硬度 因加工固化增大。
[0026] 并且，如图3所示，本发明在使用上述凸漉10与成形用环状槽12之间的间隙为被加 工管体的板厚W上的加工单元来进行加工的情况下，在上述外周面形成凸部（突出部)4'， 能够使用该凸部作为卡定突条4。在该凸部的纵壁部的角度较小的情况下，通过之后如图4 所示地使成形用环状槽12在被加工管体2的管轴方向上移动，来将上述凸部推压于凸漉10， 而能够形成增大了该角度的卡定突条。
[0027] 为了形成本发明的纵壁部，需要W上述凸部的凸出高度为Ri和Ru的合计值W上的 方式形成凸部，其中，扣被位于内侧的凸漉的前端赋予，Ru被位于外侧的成形用环状槽的前 端面与内侧纵壁面的交叉部赋予。
[0028] 并且，如图5所示，作为外侧的凹漉的代用，也可W将具有成形用环状槽的环形件 13安装于被加工管体2的外周面3,使内侧的凸漉10-边沿上述管体的圆周方向旋转一边向 相互接近的方向进行滚社加工，由此形成卡定突条4。
[0029] 也就是说，卡定突条通过位于上述管体的外侧的成形用环状槽、和位于内侧的凸 漉的组合而形成。
[0030] 优选为:在相对于上述管体形成卡定突条时，一边在管轴方向上赋予按压力一边 进行滚社加工。
[0031] 如图1、图2所示，内侧凸漉10优选使用在其前端面15与纵壁面16的交叉部赋予曲 率半径Ri的弯曲的凸漉。
[0032] 上述成形用环状槽12优选使用在其前端面17与内侧纵壁面18的交叉部赋予曲率 半径Ru的成形用环状槽。
[0033] 发明的效果如下。
[0034] 本发明的滚社加工方法能够赋予较大的加工程度，而能够形成较高的硬度的卡定 突条。因此，即使对流体输送管的接头部附加较大的拉伸载荷，也抑制卡定突条的变形，从 而能够提高管的拔出阻止性。
[0035] 并且，本发明的卡定突条在利用壳体将形成有该卡定突条的管端彼此固定并连接 的情况下，若在管轴方向上附加拉伸载荷则适当地变形，如图7所示，成为形成于流体输送 管的卡定突条的纵壁面与壳体的内壁面面接触的接头部构造。因此，卡定突条与壳体双方 接触的面积增大，相应地，单位面积内施加的载荷减少。另外，即使在管轴方向上作用拉伸 的力，朝下成分的分力所产生的比例也减少。其结果，从壳体拔出的拔出阻止性提高。尤其， 具有角度为90°的垂直地立起的纵壁部的卡定突条进行面接触的面积较大，并且不产生朝 下成分的分力，从而得到脱管阻止性能优异的接头部。
[0036] 并且，本发明的滚社加工方法能够使成形用环状槽在管轴方向上移动来调节纵壁 部的角度，从而能够提高在与壳体之间具有良好的接触状态的卡定突条。
[0037] 并且，本发明的流体输送管具有如下接头部构造:卡定突条的纵壁部相对于管体 的外周面上90° W下的角度立起，并且具有管体材料的硬度的1.2倍W上的硬度。因 此，相对于管轴方向的拉伸载荷成为面接触状态，难W变形，从而脱管阻止性优异。
【附图说明】
[0038] 图1是关于本发明的滚社加工法，说明使用凸漉和成形用环状槽来形成卡定突条 的方法的图。
[0039] 图2是关于本发明的滚社加工法，说明在使用了凸漉与成形用环状槽之间的间隙 比被加工管体的板厚小的加工单元的情况下、凸漉与成形用环状槽的关系的图。
[0040] 图3是关于本发明的滚社加工法，说明使用凸漉与成形用环状槽之间的间隙为被 加工管体的板厚W上的加工单元来形成卡定突条的方法的图。
[0041] 图4是关于本发明的滚社加工法，说明使用凸漉与成形用环状槽之间的间隙为被 加工管体的板厚W上的加工单元来在已形成的凸部形成纵壁部的方法的图。
[0042] 图5是关于本发明的滚社加工法，说明使用具有凸漉和成形用环状槽的环形件来 形成卡定突条的方法的图。
[0043] 图6是说明利用本发明的滚社加工法而形成的、具有相对于管体的外周面W规定 的角度立起的纵壁部的卡定突条的图。
[0044] 图7是说明使用了利用本发明的滚社加工法而形成的卡定突条的接头部的拔出阻 止效果的图。
[0045] 图8是说明本发明的实施例中的硬度试验的测定位置的图。
[0046] 图9是说明使用了一般的卡定突条的壳体型的管接头构造的图。
[0047] 图10是说明利用一般的滚社方法形成卡定突条的方法的图。
[0048] 图11是说明在管体的外周面形成有环状槽的构造的图。
[0049] 图12是说明在管体的外周面焊接有环状的卡定部件的构造的图。
[0050] 图13是说明使用了一般的卡定突条的接头部的不良状况的图。
【具体实施方式】
[0051] 本发明的发明人在形成利用壳体将通过专利文献1所记载的滚社方法在外周面形 成有卡定突条的管体的管端彼此固定的接头部、并将其作为流体输送管而使用时，对接头 部处的脱管阻止性能的提高方法反复进行了专屯、研究。
[0052] 在该过程中得到了本发明。
[0053] W下，包括研究过程对其详细内容进行说明。
[0054] 接头部的耐震性能（（财）国±开发技术中屯、"地下埋设管路耐震规则（案Γ (1977))的一部分要求接头部的拔出阻止力、即管轴方向的拉伸强度F化N)>公称直径X3。 例如，公称直径80(外径90mm，板厚3mm)的钢管的情况下，要求240kNW上的管轴方向的拉伸 强度。
[0055] 因此，本发明中，假定通过将图9所示的壳体与卡定突条的接触状态从线接触变更 为面接触，能够提高脱管阻止性能。
[0056] 因此，首先，对图6(a)所示的、具有相对于管体的外周面W90°的角度立起的垂直 的纵壁面的卡定突条的滚社加工方法进行了研究。
[0057] 在具备有纵壁面的截面形状的卡定突条的管体的端部覆盖并固定壳体，当在该接 头部施加了管轴方向的拉伸载荷时，如图7所示，壳体与卡定突条之间的抵接关系成为面接 触状态，不仅面压变低而能够抑制卡定突条的变形，并且拉伸载荷仅在管轴方向上作用。其 结果，认为发挥管体彼此的较高的紧固性而提高脱管阻止性能。
[0058] 基于运样的考虑方法，对在管体的外周面具有纵壁面的截面形状的卡定突条的形 成方法进行了研究。
[0059] 利用滚社法进行的卡定突条的形成如图1所示，通过使位于被加工管体2的内侧的 凸漉10、和位于被加工管体2的外侧的成形用环状槽12-边沿被加工管体2的圆周方向旋转 一边向相互接近的方向加压而成。
[0060] 如图2所示，将成形用环状槽12的内壁宽度设为Wu、将凸漉10的宽度设为Wi时，两者 的间隙= (Wu-Wi)/2,在其比被加工管体2的初始板厚小的情况下，被加工管体2在漉间被挤 压而变形。因此，在该变形部位，形成相对于管体的外周面3^90°的角度立起的垂直的纵壁 部6。为了形成该纵壁部6,凸出高度9需要为Ri和Ru的合计值W上，其中，Ri被凸漉10的前端 面16与纵壁面16的交叉部赋予，Ru被凹漉11的成形用环状槽12的前端面17与内侧纵壁面18 的交叉部赋予。
[0061 ]若如上述那样实施加工，则在变形部位处赋予较大的加工程度，产生加工固化，从 而加工后的卡定突条具有较高的硬度，进而具有抑制相对于拉伸载荷的变形的特性。但是， 若该凸出高度变得过大，则板厚减少的比例变得过大，板厚变薄，从而有针对拉伸载荷的变 形阻力降低的趋势。
[0062] 接下来，对W上述间隙为板厚W上制造的情况进行了研究。该情况下，形成相对于 被加工管体的管轴方向倾斜立起的纵壁部。为了使该纵壁部为角度90°的垂直形状，在管轴 方向上赋予按压力同时形成卡定突条的方法是有效的。例如，在如图3所示进行滚社加工形 成凸部（突出部)4'后，如图4所示，使成形用环状槽12在管轴方向上移动，而将上述凸部4' 推压于凸漉10,由此成形为纵壁部6的上述角度19变大，从而能够形成垂直的纵壁部。
[0063] 利用朝上述凸漉的推压进行的加工在成形部位处赋予较大的加工程度，产生加工 固化，从而加工后的卡定突条具有较高的硬度，进而具有针对拉伸载荷的管的拔出阻止性 优异的特性。
[0064] 而且，运样的特性不限定于纵壁部垂直地形成的卡定突条的情况。即使在具有W 不足90°的角度形成的纵壁部的情况下，也同样地具有较高的硬度，从而具有针对拉伸载荷 的管的拔出阻止性优异的特性。具体而言，具有上的角度形成的纵壁部的卡定突条 良好。
[0065] 并且，即使是具有W不足90°的角度延伸的纵壁部的卡定突条，若对具备该卡定突 条的接头部附加拉伸载荷，则该卡定突条在与壳体接触的位置处变形，成为与壳体内壁面 接触的状态，从而面压降低，而也能得到良好的拔出阻止性。
[0066] 上述凸部的凸出高度9至少需要为上述Ri和上述Ru的合计值W上。但是，若上述凸 出高度变得过大，则板厚减少的比例变大，板厚变薄，从而有针对拉伸载荷的变形阻力降低 的趋势。
[0067] 作为材料的管体优选使用钢管。若假定作为送水管而利用，则优选耐久性优异的 钢管。作为耐久性优异的钢管，优选耐腐蚀性优异的锻金钢管。在锻金钢管中，也优选实施 了耐腐蚀性良好的化-Al-Mg系合金锻金的钢管。另外，若期望耐腐蚀性的提高，则例如优选 使用由SUS304系等不诱钢构成的钢管。
[0068] 若使用运样的钢管且板厚为3mm左右，则能够得到充分地实现了上述的接头部的 耐震性能的接头部。
[0069] 并且，本发明能够适用于液体、气体等流体的输送所使用的流体输送管。是管端彼 此通过壳体而固定连接的管的接头部即可，例如优选适用于水的输送管的接头部。
[0070] W下，示出实施例而更加详细对本发明进行说明，但本发明并不由运些实施例进 行限制。
[0071 ]实施例 [007^ (制造例1)
[0073] 作为管体材料，使用公称直径80(外径90mm、板厚3mm)的洲S304钢管，并在外周面 形成有卡定突条。
[0074] 在W内侧的凸漉与外侧的凹漉之间的间隙比管体的板厚(3mm)小的条件进行加工 的情况下，作为图2所示那样的凸漉10,使用了具有外径80mm、W巧.Omm、R 口.5mm的尺寸的滚 社漉，并且作为凹漉11，使用了具有外径117mm、槽深17mm、Wu9.0mm、Ru2.5mm的尺寸的滚社 漉。两者的间隙为2.0mm，比板厚小，在该条件下，形成了凸出高度9约为3.5~12.0mm的卡定 突条。
[0075] 在W内侧的凸漉与外侧的凹漉的成形用环状槽之间的间隙为管体的板厚W上的 条件进行加工的情况下，作为图3所示那样的凸漉10,使用了具有外径80mm、Wi5.0mm、 Ri2.5mm的尺寸的滚社漉，并且作为凹漉11，使用了具有外径117111111、槽深17111111、胖1113.〇111111、 Ru2.5mm的尺寸的滚社漉。另外，一边在管体的管轴方向上赋予按压力一边进行了滚社加 工。两者的间隙为比板厚大的4.0mm。
[0076] 该条件下，形成了凸出高度为比被凸漉的前端赋予的Ri、和被凹漉的成形用环状 槽的前端面与内侦m壁面的交叉部赋予的Ru的合计值(5.0mm)小的约4.0mm的卡定突条，W 及凸出高度为合计值W上的约6.0mm、约12.0mm、约15.0mm的卡定突条。
[0077] (制造例2)
[007引作为管体材料，使用公称直径150(外径165mm、板厚3.5mm)的洲S304钢管，并在外 周面形成有卡定突条。
[0079] 在W内侧的凸漉与外侧的凹漉之间的间隙比管体的板厚(3.5mm)小的条件进行加 工的情况下，作为凸漉，使用了具有外径11〇111111、胖巧.〇111111、1?13.〇111111的尺寸的滚社漉，并且作为 凹漉，使用了具有外径117mm、槽深17mm、Wul 0.0mm、Ru2.5mm的尺寸的滚社漉。两者的间隙为 2.0mm。该条件下，形成了凸出高度约为4.0~18.0mm的卡定突条。
[0080] 在W内侧的凸漉与外侧的凹漉之间的间隙为管体的板厚W上的条件进行加工的 情况下，作为凸漉，使用了具有外径110mm、Wi6.0mm、Ri3.0mm的尺寸的滚社漉，并且作为凹 漉，使用了具有外径117111111、槽深17111111、巧1118.〇1111]1、邮2.51111]1的尺寸的滚社漉。另外，一边在管体 的管轴方向上赋予按压力一边进行了滚社加工。两者的间隙为比板厚大的6.0mm。
[0081] 该条件下，形成了凸出高度为比凸漉的Ri和凹漉的成形用环状槽的Ru的合计值 (5.5mm)小的约4.0mm的卡定突条，W及凸出高度为合计值W上的约8.0mm的卡定突条。
[00剧（制造例3)
[0083] 作为管体材料，使用公称直径250(外径267mm、板厚4.0mm)的洲S304钢管，并在外 周面形成有卡定突条。
[0084] 在W内侧的凸漉与外侧的凹漉之间的间隙比管体的板厚(4.0mm)小的条件进行加 工的情况下，使用了与制造例2相同的凸漉和凹漉。两者的间隙为2.0mm。该条件下，形成了 凸出高度约为4.0~20.0mm的卡定突条。
[0085] 在W内侧的凸漉与外侧的凹漉之间的间隙为管体的板厚W上的条件进行加工的 情况下，作为凸漉，使用了具有外径110mm、Wi6.0mm、Ri3.0mm的尺寸的滚社漉，并且作为凹 漉，使用了具有外径117mm、槽深17mm、Wu20.0mm、Ru2.5mm的尺寸的滚社漉。另外，一边在管体 的管轴方向上赋予按压力一边进行了滚社加工。两者的间隙为比板厚大的7.0mm。
[0086] 该条件下，形成了具有比凸漉的Ri和凹漉的成形用环状槽的Ru的合计值(5.5mm)大 的约9.0mm的凸出高度的卡定突条。
[0087] <评价1>截面观察
[0088] 在被加工管体的长边方向上将所形成的不诱钢钢管的滚社加工部切断并观察了 其截面。而且，测定了卡定突条的基部的最小板厚和纵壁部的长度。将切断后的截面埋入树 月旨，并对表面进行研磨，之后利用测长显微镜进行了测定。并且，对卡定突条的纵壁部从管 体的外周面立起的角度进行了测定。利用激光位移仪测定了截面形状，并对从上述外周面 延伸的基准线与从凸部的外表面延伸的直线交叉的交点处的角度进行了计算。
[0089] 在W凸漉与成形用环状槽之间的间隙比板厚小的条件进行了滚社加工的情况下， 在制造例1~3中得到的卡定突条的截面形状是如图6(a)所示那样包括从管体的外周面延 伸的弯曲状的基部、相对于管轴方向的外周面W90°垂直地延伸的纵壁部、与之连续地形成 的弯曲部、W及顶部的形态。并且，对于卡定突条的各部位的板厚而言，例如制造例1的凸出 高度约为7.0mm的试验例4在基部处约减少为1.8mm。基部的板厚减少率达到了约40%。
[0090] 运样，通过使用相比管体的板厚而间隙变小的组合的滚社漉，与卡定突条向外径 方向突出的同时，侧壁部伴随减薄拉伸而板厚减少，从而得到了具有垂直地延伸的纵壁部 的卡定突条。
[0091] 在W凸漉与成形用环状槽之间的间隙为板厚W上的条件进行了滚社加工的情况 下，在制造例1~3中得到的卡定突条的截面形状根据凸出高度的程度而包括图6(a)所示那 样的相对于管轴方向W90°垂直地延伸的纵壁部的形状。或者，包括图6(b)所示那样的W 65° W上的角度倾斜延伸的纵壁部。
[0092] <评价2>管轴方向的拉伸试验
[0093] 使用在制造例1~3中得到的试验体，进行管轴方向的拉伸试验，并对接头部的拔 出阻止力进行了测定。利用壳体将进行了滚社加工后的卡定突条固定，并利用万能试验机 进行了最大载荷的测定。该测定结果在表1(制造例1)、表2(制造例2)、表3(制造例3)中示 出。
[0094] 如上所述，接头部中，作为管轴方向的拉伸强度F，要求F(kN)>公称直径X3。例 如，由于公称直径80的管体中的接头部的耐震性能的基准载荷为240kNW上，所W最大载荷 需要在此W上。在通过测定得到的最大载荷为基准载荷W上的情况下判定为合格（〇)，并 在不足基准载荷的情况下判定为不合格（X )。
[009引 <评价2-1>(内侧凸漉与外侦晒漉之间的间隙比被加工管体的板厚小的情况）
[0096] 对于使用了 W约2.0mm加工凸漉与凹漉的成形用环状槽之间的间隙的试验体的试 验例而言，制造例1为试验例1~6，制造例2为试验例15~19，制造例3为试验例23~27。
[0097] 制造例1中，如表1所示，试验例2~5示出了基准载荷W上的最大载荷。例如，凸出 高度为6.0mm的试验例3的最大载荷是275kN。与此相对，试验例1的凸出高度为3.5m，比Ri和 Ru的合计值(5.0mm)小，从而最大载荷较低。试验例6的凸出高度过大，基部的板厚W50 %的 程度较大地减少，从而最大载荷降低。
[0098] 制造例2中，如表2所示，试验例16~18示出了基准载荷W上的最大载荷。例如，与 此相对，试验例15的凸出高度约为4.0mm，比Ri和Ru的合计值(5.5mm)小，从而最大载荷较低。 试验例19的凸出高度过大，基部的板厚W54%的程度较大地减少，从而最大载荷降低。
[0099] 制造例3中，如表3所示，试验例24~26为基准载荷W上。与此相对，试验例23的凸 出高度为4.0mm，比Ri和Ru的合计值(5.5mm)小，从而最大载荷较低。试验例27的凸出高度过 大，基部的板厚W55 %的程度较大地减少，从而最大载荷降低。
[0100] <评价2-2>(内侧凸漉与外侧凹漉的间隙为被加工管体的板厚W上的情况）
[0101 ] 如表1所示，制造例1中，W约4.0mm加工了上述间隙的例子为试验例7~14。其中， 试验例7的凸出高度比Ri和Ru的合计值(5.0mm)小，从而最大载荷为230kN，不足基准载荷。在 凸出高度为上述合计值W上的试验例中，纵壁部相对于管轴方向的角度为70°、90°的试验 例9、10、12、13示出了基准载荷W上的最大载荷。例如，试验例13 (凸出高度约12.0mm、角度 90°)为255kN。与此相对，试验例8、11的该角度为60°，从而最大载荷不足基准载荷。并且，试 验例14的凸出高度过大，基部的板厚W50 %的程度较大地减少，从而最大载荷降低。
[0102] 如表2所示，制造例2中，W约6.0mm加工了上述间隙的例子为试验例20~22。每一 个例子中，凸出高度均是比Ri和Ru的合计值(5.5mm)大的8.0mm，但纵壁部相对于管轴方向的 角度为70°、90°的试验例21、22示出了基准载荷W上的最大载荷。试验例20的该角度为60°， 从而最大载荷不足基准载荷。
[0103] 如表3所示，制造例3中，W约7.0mm加工了上述间隙的例子为试验例28~30。每一 个例子中，凸出高度均是比Ri和Ru的合计值(5.5mm)大的9.0mm，但纵壁部相对于管轴方向的 角度为70°、90°的试验例29、30示出了基准载荷W上的最大载荷。试验例28的该角度为60°， 从而最大载荷不足基准载荷。
[0104] <评价3>(硬度试验）
[0105] 使用形成有卡定突条的试验体，对基部、纵壁部、顶部的各部位的硬度进行了测 定。将切断后的试验体埋入树脂，并对切断后的截面进行研磨，之后通过显微维氏硬度试验 对硬度进行了测定。管体材料的硬度为152HV。其测定结果在表1~3中示出。如图8所示，位 置A、位置E是在基部处测定出的结果，位置B、位置D是在纵壁部处测定出的结果，位置C是在 顶部处测定出的结果。
[0106] 制造例1~3中，如表1~3所示，最大载荷为基准载荷W上的试验例均示出了300HV W上的较高的硬度。是管体材料的硬度的约2倍W上。与此相对，最大载荷比基准载荷低的 试验例的硬度约为230HVW下而较低。通过本发明的方法而得到的试验例中，在形成凸部 时，利用减薄拉伸赋予较大的加工程度，而加工固化，从而硬度增大。其结果，认为抑制卡定 突条因拉伸载荷而产生的变形，而提高了试验体的最大载荷。
[0107] 根据运些结果，通过本发明的滚社加工法而制成的接头部的最大载荷变高，抑制 卡定突条的变形，从而确认到具有良好的管的拔出阻止性。由于拉伸载荷大部分在管轴方 向上作用，所W确认到能够发挥管体彼此的较高的紧固性。尤其，具有相对于管轴方向W 90°延伸的垂直的纵壁部的卡定突条W面接触状态与壳体抵接，从而面压较低，而能够抑制 卡定突条的变形。
[010引 表1
[0109]
[0110] 表2
[0111]
[0112]表3
[0113]
[0114] 符号的说明
[0115] 1-接头部，2-被加工管体，3-外周面，4-卡定突条，4'一凸部，5-基部，6-纵 壁部，7-弯曲部，8-顶部，9-凸出高度，10-凸漉，11-凹漉，12-成形用环状槽，13-环 形件，14-壳体，15-前端面（凸漉），16-纵壁面（凸漉），17-前端面(成形用环状槽），18- 内侧纵壁面(成形用环状槽），19a-角度，19b-基准线，19c-直线，20-管接头，21-卡定 突条，22-管体，23-壳体，24-内周侧开口缘，25-内侧滚社漉，26-成形突条，27-外侧 滚社漉，28-成形用环状槽，29-环状槽，30-卡定部件，31-焊接部。
【主权项】
1. 一种流体输送管的接头部的滚乳加工方法，是相对于被加工管体的外周面形成具有 纵壁部的卡定突条的流体输送管的接头部的滚乳加工方法，其特征在于， 上述卡定突条包括从上述外周面延伸的弯曲状的基部、从上述基部延伸的上述纵壁 部、从上述纵壁部延伸的弯曲部、以及从上述弯曲部延伸的顶部， 利用位于上述管体的内侧以及外侧的加工单元来形成上述卡定突条， 将上述纵壁部形成为相对于管轴方向的上述外周面以65°以上90°以下的角度立起， 上述卡定突条的从上述外周面至上述顶部的突端为止的高度形成为与上述管体抵接 的位于内侧以及外侧的上述加工单元的面的曲率半径的合计值以上。2. 根据权利要求1所述的流体输送管的接头部的滚乳加工方法，其特征在于， 上述加工单元包括位于上述管体的内侧的凸辊、和位于上述管体的外侧的成形用环状 槽。3. 根据权利要求2所述的流体输送管的接头部的滚乳加工方法，其特征在于， 上述加工单元的上述凸辊与上述成形用环状槽的间隙比上述管体的板厚小， 利用该加工单元来加工上述管体，而形成上述纵壁部相对于上述外周面垂直地延伸的 上述卡定突条。4. 根据权利要求2所述的流体输送管的接头部的滚乳加工方法，其特征在于， 上述加工单元的上述凸辊与上述成形用环状槽的间隙为上述管体的板厚以上， 利用该加工单元来加工上述管体而在上述外周面形成凸部，之后，使上述成形用环状 槽在上述管体的管轴方向上移动，来将上述凸部推压于上述凸辊，从而形成上述卡定突条。5. 根据权利要求2~4任一项中所述的流体输送管的接头部的滚乳加工方法，其特征在 于， 上述凸辊使用在其前端面与纵壁面的交叉部赋予曲率半径办的弯曲的凸辊。6. 根据权利要求2~5任一项中所述的流体输送管的接头部的滚乳加工方法，其特征在 于， 上述成形用环状槽使用在其前端面与内侧纵壁面的交叉部赋予曲率半径Ru的弯曲的成 形用环状槽。7. 根据权利要求2~6任一项中所述的流体输送管的接头部的滚乳加工方法，其特征在 于， 一边在管轴方向上对上述管体赋予按压力一边形成上述卡定突条。8. -种流体输送管，是具备在管体的外周面形成有卡定突条的接头部的流体输送管， 其特征在于， 上述卡定突条通过上述管体的塑性变形而形成，包括从上述外周面延伸的弯曲状的基 部、从上述基部延伸的纵壁部、从上述纵壁部延伸的弯曲部、以及从上述弯曲部延伸的顶 部， 上述纵壁部相对于上述外周面以65°以上90°以下的角度立起，并具有管体材料的硬度 的1.2倍以上的硬度。
【文档编号】B21D41/02GK105980081SQ201480062311
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2014年11月17日
【发明人】西岛进之助, 西尾克秀, 安藤彰启, 富村宏纪
【申请人】日新制钢株式会社