特許 7644304 表面改質鋼管及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-03

(45)【発行日】2025-03-11

(54)【発明の名称】表面改質鋼管及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/28 20060101AFI20250304BHJP

【ＦＩ】

E02D5/28

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2024184265

(22)【出願日】2024-10-18

【審査請求日】2024-10-23

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】599078738

【氏名又は名称】株式会社新三興鋼管

(74)【代理人】

【識別番号】100109896

【弁理士】

【氏名又は名称】森 友宏

(72)【発明者】

【氏名】柴田 和三

(72)【発明者】

【氏名】川嶋 雅和

(72)【発明者】

【氏名】喬 世杰

(72)【発明者】

【氏名】三谷 洋二

【審査官】山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２０２４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０９００６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０８５１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－１４７０４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００９－１１４８４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ５／２８

Ｂ２１Ｄ ５／１２

Ｂ２１Ｄ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

周方向に沿って延びる基準外周面と、
前記基準外周面から径方向外側に突出する凸部及び前記基準外周面から径方向内側にへこむ凹部のうち少なくとも一方と
を有し、
前記基準外周面の外径をｄ（ｍｍ）、前記凸部の前記基準外周面からの高さをｈ（ｍｍ）、前記凹部の前記基準外周面からの深さをｕ（ｍｍ）、軸方向に沿った長さｄ（ｍｍ）あたりの前記凸部及び前記凹部が占める面積の平均値をｓ（ｍｍ²）として、
ｓ/ｄ≧３０．６であって、
Ｋ＝α×ｈ＋β×ｕ＋γ×ｓ/ｄ （ただし、α＝３４．７、β＝２．０、γ＝０．４）
で定義される指標値Ｋが２０以上である、
表面改質鋼管。

【請求項2】

前記指標値Ｋは３０以上である、請求項１に記載の表面改質鋼管。

【請求項3】

前記指標値Ｋは４０以上である、請求項２に記載の表面改質鋼管。

【請求項4】

３５Ｎ／ｍｍ²以上の圧縮強度を有する基礎材料に固定した場合の付着強度が３５Ｎ／ｍｍ²以上である、請求項１から３のいずれか一項に記載の表面改質鋼管。

【請求項5】

前記基礎材料は、水分を１～９０％含有し、３ＣａＯ・ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃、４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＣＯ₃、及びＣａＣＯ₃のうち少なくとも１つを含む、請求項４に記載の表面改質鋼管。

【請求項6】

鋼板材の表面から突出する凸部及び前記表面からへこむ凹部のうち少なくとも一方を形成する改質ステップと、
前記凸部及び前記凹部のうち少なくとも一方が形成された前記鋼板材を複数の成形ロールを用いて円筒状に成形する成形ステップと、
前記円筒状に成形された前記鋼板材の端面同士の突き合わせ部分を電縫溶接して表面改質鋼管を形成する鋼管形成ステップと
を有し、
前記改質ステップでは、
前記鋼管形成ステップにより形成される前記表面改質鋼管における周方向に沿って延びる基準外周面の外径をｄ（ｍｍ）、前記凸部の前記基準外周面からの高さをｈ（ｍｍ）、前記凹部の前記基準外周面からの深さをｕ（ｍｍ）、軸方向に沿った長さｄ（ｍｍ）あたりの前記凸部及び前記凹部が占める面積の平均値をｓ（ｍｍ²）として、
Ｋ＝α×ｈ＋β×ｕ＋γ×ｓ/ｄ （ただし、α＝３４．７、β＝２．０、γ＝０．４）
で定義される指標値Ｋが２０以上となるように前記凸部及び前記凹部のうち少なくとも一方を形成し、
前記成形ステップでは、前記複数の成形ロールの少なくとも一部の外周面に形成された逃げ溝により、前記鋼板材の前記凸部及び前記凹部を形成する際に生じた突出部が前記成形ロールに接触することを避ける、
表面改質鋼管の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表面改質鋼管及びその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、地盤やコンクリート、セメントに鋼管杭を埋め込んで固定し土木建築物の基礎を構築することがなされている。鋼管杭が固定される材料と鋼管杭との間の付着強度を高めるために、鋼管杭の表面に凹部を設けて摩擦力を高めた表面改質鋼管も考えられている（例えば、特許文献１参照）。近年の大型の土木建築物の建設などにおいては、より高い付着強度を実現できる表面改質鋼管が必要とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－１７５０５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、高い付着強度を実現できる表面改質鋼管を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様によれば、高い付着強度を実現できる表面改質鋼管が提供される。表面改質鋼管は、周方向に沿って延びる基準外周面と、上記基準外周面から径方向外側に突出する凸部及び上記基準外周面から径方向内側にへこむ凹部のうち少なくとも一方とを有する。上記基準外周面の外径をｄ（ｍｍ）、上記凸部の上記基準外周面からの高さをｈ（ｍｍ）、上記凹部の上記基準外周面からの深さをｕ（ｍｍ）、軸方向に沿った長さｄ（ｍｍ）あたりの上記凸部及び上記凹部が占める面積の平均値をｓ（ｍｍ²）として、ｓ/ｄ≧３０．６であって、Ｋ＝α×ｈ＋β×ｕ＋γ×ｓ/ｄ（ただし、α＝３４．７、β＝２．０、γ＝０．４）で定義される指標値Ｋが２０以上である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1A】図１Ａは、本発明の第１の実施形態における表面改質鋼管を示す正面図である。

【図1B】図１Ｂは、図１ＡのＡ－Ａ線断面図である。

【図2A】図２Ａは、本発明の第２の実施形態における表面改質鋼管を示す正面図である。

【図2B】図２Ｂは、図２ＡのＢ－Ｂ線断面図である。

【図3】図３は、本発明に係る表面改質鋼管を製造するための電縫管製造装置の構成を模式的に示す図である。

【図4】図４は、図３に示す電縫管製造装置におけるブレイクダウンロールを部分断面図である。

【図5】図５は、本発明に係る実施例と比較例についての指標値Ｋと付着強度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明に係る表面改質鋼管の実施形態について図１Ａから図５を参照して詳細に説明する。図１Ａから図５において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１Ａから図５においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。以下の説明では、特に言及がない場合には、「第１」や「第２」などの用語は、構成要素を互いに区別するために使用されているだけであり、特定の順位や順番を表すものではない。

【0008】

本発明に係る表面改質鋼管は、土木建築物の建設などにおいてセメントやコンクリートなどの基礎材料に固定されて使用されるものである。また、本明細書では、このような基礎材料に固定された表面改質鋼管を基礎材料から押し抜くのに必要な単位面積当たりの荷重を付着強度（剥離強度）と定義する。ここで、本出願において「表面改質鋼管」とは鋼管の表面に径方向外側に突出する凸部及び径方向内側にへこむ凹部のうち少なくとも一方が形成された鋼管をいうものとする。

【0009】

鋼管の外周面に凸部や凹部が形成されている場合、セメントなどの基礎材料が固化する前に基礎材料が鋼管の外面に付着又は接触すると、基礎材料が鋼管の凸部や凹部に入り込んでいく。このとき、凹凸の少ない平滑な表面性状の鋼管であれば、固化した後の基礎材料と鋼管との間の付着強度は弱く、凹凸の多い表面性状の鋼管であれば、固化した後の基礎材料と鋼管との間の付着強度は強くなると考えられる。これは、外周面に凸部や凹部を形成した鋼管と基礎材料とのアンカー効果（投錨効果）によって、鋼管と基礎材料との間に強固な機械的な結合力が生じるためである。本発明者等は、どのような構造の表面改質鋼管であればこのアンカー効果が高まるのかについて鋭意研究を重ねたところ、外周面に形成される凸部や凹部によって定まる特定の指標値Ｋが付着強度に応じて増加することを発見した。そして、本発明者等は、この指標値Ｋが２０以上であれば基礎材料との付着強度が極めて高くなる（３５Ｎ／ｍｍ²以上）ことを見出した。

【0010】

本発明者等が発見した表面改質鋼管の指標値Ｋは以下の式により定義される。
Ｋ＝α×ｈ＋β×ｕ＋γ×ｓ/ｄ
ここで、α＝３４．７、β＝２．０、γ＝０．４であり、ｄは表面改質鋼管の基準外周面の外径（ｍｍ）、ｈは基準外周面から径方向外側に突出する凸部の高さ（ｍｍ）、ｕは基準外周面から径方向内側にへこむ凹部の深さ（ｍｍ）、ｓは軸方向に沿った長さｄ（ｍｍ）において凸部及び凹部が占める面積の平均値（ｍｍ²）である。

【0011】

高さが２ｍｍを超える凸部を有する鋼管は製造が難しいため、凸部の高さｈは２ｍｍ以下であることが好ましい。また、深さが５ｍｍを超える凹部を有する鋼管は製造が難しいため、凹部の深さｕは５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、製造ができるのであれば、凸部の高さｈが２ｍｍを超えていてもよいし、凹部の深さｕが５ｍｍを超えていてもよい。

【0012】

本明細書において、表面改質鋼管の基準外周面とは、周方向に沿って延びる外周面が１つの半径においてのみ存在する場合にはその外周面をいい、周方向に沿って延びる外周面が異なる半径において複数存在する場合には、面積の合計が最も広い外周面をいい、面積の合計が同一である外周面が複数存在する場合には、最も半径の小さい外周面をいう。

【0013】

使用される基礎材料の例としては、例えば、水分を１～９０％含有し、３ＣａＯ・ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃、４ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｇＣＯ₃、及びＣａＣＯ₃のうち少なくとも１つを含み、３０Ｎ／ｍｍ²以上の圧縮強度を有する材料（例えばセメントやコンクリート）が挙げられる。

【0014】

また、表面改質鋼管の肉厚をｔとすると、表面改質鋼管の基準外周面の外径ｄに対する肉厚ｔの比（ｔ／ｄ）が０．０１以上０．１０以下であることが好ましい。ｔ／ｄが０．０１以上であれば表面改質鋼管としての強度を確保しやすく、ｔ／ｄが０．１０以下であれば表面改質鋼管の軽量化を図ることができる。

【0015】

図１Ａは、本発明の第１の実施形態における表面改質鋼管１０を示す正面図、図１Ｂは図１ＡのＡ－Ａ線断面図である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、この表面改質鋼管１０は、周方向に沿って延びる外周面１２と、外周面１２から径方向外側に突出する複数の突起１６（凸部）とを有している。これらの突起１６は、互いに直交する向きの２種類の突起１６１，１６２を含んでおり、これら２種類の突起１６１，１６２が軸方向に沿って交互に規則的なパターンで配置されている。図１Ａに示す例では、突起１６１は、軸周りに９０度ごとに設けられており、周方向に配置された４つの突起１６１が所定のピッチＰ₁で軸方向に並んで配置されている。また、突起１６２も、軸周りに９０度ごとに設けられており、周方向に配置された４つの突起１６２が同じピッチＰ₁で軸方向に並んで配置されている。

【0016】

突起１６の頂面も周方向に沿って延びているが、その面積の合計は外周面１２の面積の合計よりも小さいため、本実施形態においては外周面１２が基準外周面となる。したがって、基準外周面の外径ｄ₁は、外周面１２の外径として定義される。また、突起１６の高さｈ₁は、外周面１２から半径方向外側に突起１６が突出している距離として定義される。

【0017】

突起１６は、軸方向に沿って上述したピッチＰ₁ごとに繰り返し同じパターンで形成されている。したがって、この１ピッチＰ₁あたりの突起１６が占める面積Ｓ₁を測定することで、軸方向に沿った長さｄ₁あたりの突起１６が占める面積の平均値ｓ₁をｓ₁＝Ｓ₁×（ｄ₁／Ｐ₁）により算出することができる。

【0018】

このような表面改質鋼管１０の指標値Ｋは、上述したように、
Ｋ＝α×ｈ₁＋γ×ｓ₁/ｄ₁＝α×ｈ₁＋γ×Ｓ₁／Ｐ₁
で定義される（α＝３４．７、γ＝０．４）。本実施形態における表面改質鋼管１０の指標値Ｋは２０以上である。

【0019】

図２Ａは、本発明の第２の実施形態における表面改質鋼管２０を示す正面図、図２Ｂは、図２ＡのＢ－Ｂ線断面図である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、この表面改質鋼管２０は、図１Ａ及び図１Ｂに示す表面改質鋼管１０の外周面１２に、さらに径方向内側にへこむ複数の溝部２４（凹部）を形成したものである。それぞれの溝部２４は軸方向に延びており、複数の溝部２４が所定のピッチＰ₂（＞Ｐ₁）で軸方向に並んで配置されている。図示の例では、溝部２４は中心軸周り９０度ごとに形成されているが、中心軸周り９０度ごとに軸方向にずれている（溝部２４１と溝部２４２）。

【0020】

溝部２４の深さｕ₂は、外周面１２から溝部２４の最深部までの距離として定義される。

【0021】

突起１６及び溝部２４は、軸方向に沿って上述したピッチＰ₂ごとに繰り返し同じパターンで形成されている。したがって、この１ピッチＰ₂あたりの突起１６及び溝部２４が占める面積Ｓ₂を測定することで、方向に沿った長さｄ₁あたりの突起１６及び溝部２４が占める面積の平均値ｓ₂はｓ₂＝Ｓ₂×（ｄ₁／Ｐ₂）により算出することができる。

【0022】

このような表面改質鋼管２０の指標値は、
Ｋ＝α×ｈ₁＋β×ｕ₂＋γ×ｓ₂/ｄ₁＝α×ｈ₁＋β×ｕ₂＋γ×Ｓ₂／Ｐ₂
で定義される（α＝３４．７、β＝２．０、γ＝０．４）。本実施形態における表面改質鋼管２０の指標値Ｋは２０以上である。

【0023】

上述した表面改質鋼管１０，２０は、例えば図３に示すような電縫管製造装置１００によって製造することができる。この電縫管製造装置１００は、コイル状に巻かれた帯状の鋼板材１１０を下流側（造管方向）に連続的に送り出すアンコイラ１２０と、鋼板材１１０の表面から突出する凸部及び／又は表面からへこむ凹部を形成する１組の改質ロール１３１，１３２と、改質ロール１３１，１３２の下流側で鋼板材１１０を円筒状に成形する複数組の成形ロール１４０と、円筒状に成形された鋼板材１１０の端面同士の突き合わせ部分を高周波誘導加熱により電縫溶接して表面改質鋼管１７０を形成するコイル１５０と、電縫溶接された表面改質鋼管を冷却する冷却ユニット１６０とを備えている。図３に示す成形ロール１４０は、上流側のブレイクダウンロール１４２と下流側のフィンパスロール１４４とを含んでいる。

【0024】

表面改質鋼管１７０に例えば上述した突起１６を形成する場合には、鋼管の内周面に対応する側の改質ロール１３２に突起が設けられ、鋼管の外周面に対応する側の改質ロール１３１には、改質ロール１３２の突出部に対応する溝が設けられる。この改質ロール１３２の突起により鋼板材１１０を改質ロール１３１側に押し込んで鋼板材１１０に突起（電縫溶接後には突起１６となる）を形成することができる。また、表面改質鋼管１７０に例えば上述した溝部２４を形成する場合には、鋼管の外周面に対応する側の改質ロール１３１に突起が設けられ、鋼管の内周面に対応する側の改質ロール１３２には、改質ロール１３１の突出部に対応する溝が設けられる。この改質ロール１３１の突起により鋼板材１１０を改質ロール１３２側に押し込んで鋼板材１１０に溝部（電縫溶接後には溝部２４となる）を形成することができる。これらの改質ロール１３１，１３２の突出部及び溝の形状及び寸法は、製造される表面改質鋼管１７０の指標値Ｋが２０以上となるように設定されている。

【0025】

図４は、１組のブレイクダウンロール１４２を示す部分断面図である。例えば、表面改質鋼管１７０に溝部２４を形成する場合には、上述したように改質ロール１３１の突起と改質ロール１３２の溝によって鋼板材１１０に溝部１１１が形成されるが、これに伴い鋼板材１１０には反対側が突出する突起１１２が形成される。本実施形態では、ブレイクダウンロール１４２がこの鋼板材１１０の突起１１２及び溝部１１１を潰してしまわないように、鋼板材１１０の突起１１２に対向する側のブレイクダウンロール１４２Ａの外周面に逃げ溝１４３が形成されている。表面改質鋼管１７０に突起１６を形成する場合には反対側のブレイクダウンロール１４２Ｂに同様の逃げ溝が形成される。本実施形態では、このような逃げ溝１４３が成形ロール１４０のうちブレイクダウンロール１４２に形成されているが、すべての成形ロール１４０にこのような逃げ溝を形成することも可能である。

【0026】

このように、図３に示す例では、改質ロール１３１，１３２によって上述した突起１６及び溝部２４に対応する凸部及び凹部のうち少なくとも一方を鋼板材１１０に形成し（改質ステップ）、その後鋼板材１１０を複数の成形ロール１４０を用いて円筒状に成形し（成形ステップ）、円筒状に成形された鋼板材１１０の端面同士の突き合わせ部分をコイル１５０によって電縫溶接して表面改質鋼管１７０を形成し（鋼管形成ステップ）、形成された表面改質鋼管１７０を冷却ユニット１６０により冷却することにより表面改質鋼管１７０が完成する。

【0027】

図３に示す例では、改質ロール１３１，１３２を用いて鋼板材１１０に凸部及び／又は凹部を形成しているが、鋼板材１１０をコイル状に巻く前に改質ステップを行ってもよい。例えば、炭素を０．０１～０．４質量％含む炭素鋼板を加熱して圧延する際（熱間圧延工程）に、凸部及び／又は凹部からなる模様を有する圧延ロールの間に鋼板を通すことで模様を鋼板に転写して凸部及び／又は凹部を有する鋼板を作製し、これをコイル状に巻いたものを電縫管製造装置１００に導入してもよい。

【実施例】

【0028】

実施例１として図１Ａ及び図１Ｂに示す表面改質鋼管１０を用意した。この表面改質鋼管１０の基準外周面（外周面１２）の外径ｄ₁＝４８．６ｍｍ、突起１６の高さｈ₁＝０．８ｍｍであった。１ピッチＰ₁あたりの突起１６が占める面積Ｓ₁を測定し、この測定値から軸方向に沿った長さｄ₁あたりの突起１６が占める面積の平均値ｓ₁を算出したところ、ｓ₁＝１４８７ｍｍ²であった。この実施例１の表面改質鋼管１０の指標値Ｋを算出すると、
Ｋ＝３４．７×０．８＋０．４×１４８７／４８．６＝４０．０
であった。

【0029】

実施例２として図２Ａ及び図２Ｂに示す表面改質鋼管２０を用意した。この表面改質鋼管２０の基準外周面（外周面１２）の外径ｄ₁＝４８．６ｍｍ、突起１６の高さｈ₁＝０．８ｍｍ、溝部２４の深さｕ₂＝１．８ｍｍであった。１ピッチＰ₂あたりの突起１６及び溝部２４が占める面積Ｓ₂を測定し、この測定値から軸方向に沿った長さｄ₁あたりの突起１６及び溝部２４が占める面積の平均値ｓ₂を算出したところ、ｓ₂＝１５７８ｍｍ²であった。この実施例２の表面改質鋼管２０の指標値Ｋを算出すると、
Ｋ＝３４．７×０．８＋２．０×１．８＋０．４×１５７８／４８．６＝４４．３
であった。

【0030】

実施例３として外周面に多数の小さな突起が梨地模様状に分布した表面改質鋼管を用意した。この表面改質鋼管の外周面（基準外周面）の外径ｄ₃＝４８．６ｍｍ、梨地模様状の突起の高さｈ₃＝０．２ｍｍであった。軸方向に沿った長さｄ₃あたりの梨地模様状の突起が占める面積の平均値ｓ₃を算出したところ、ｓ₃＝２９７４ｍｍ²であった。この実施例３の表面改質鋼管の指標値Ｋを算出すると、
Ｋ＝３４．７×０．２＋０．４×２９７４／４８．６＝３１．４
であった。

【0031】

実施例４として実施例３の表面改質鋼管の外周面に実施例２と同様の溝部を形成したものを用意した。すなわち、外周面の外径ｄ₃＝４８．６ｍｍ、梨地模様状の突起の高さｈ₃＝０．２ｍｍ、溝部の深さｕ₄＝２．２ｍｍであった。軸方向に沿った長さｄ₃あたりの梨地模様状の突起及び溝部が占める面積の平均値ｓ₄を算出したところ、ｓ₄＝３８４９ｍｍ²であった。この実施例４の表面改質鋼管の指標値Ｋを算出すると、
Ｋ＝３４．７×０．２＋２．０×２．２＋０．４×３８４９／４８．６＝４３．０
であった。

【0032】

実施例５として実施例３の表面改質鋼管とは梨地模様状の突起の高さのみが異なるもの（高さｈ₅＝０．１ｍｍ）を用意した。この実施例５の表面改質鋼管の指標値Ｋを算出すると、
Ｋ＝３４．７×０．１＋０．４×２９７４／４８．６＝２７．９
であった。

【0033】

比較例１として外周面に凸部や凹部のない外径４８．６ｍｍの丸形鋼管を用意した。この比較例１の丸形鋼管の指標値Ｋを算出すると、
Ｋ＝０．０
であった。

【0034】

比較例２として比較例１の丸形鋼管の外周面に図２Ａ及び図２Ｂに示す溝部２４と同様の溝部を形成した表面改質鋼管を用意した。この表面改質鋼管の溝部の深さは３．０ｍｍであり、軸方向に沿った長さ４８．６ｍｍあたりの溝部が占める面積の平均値を算出したところ、１４５８ｍｍ²であった。この比較例２の溝付丸形鋼管の指標値Ｋを算出すると、
Ｋ＝２．０×３．０＋０．４×１４５８／４８．６＝１８．０
であった。

【0035】

比較例３として比較例２の溝の数を半分にした表面改質鋼管を用意した。この比較例３の溝付丸形鋼管の指標値Ｋを算出すると、
Ｋ＝２．０×３．０＋０．４×７２９／４８．６＝１２．０
であった。

【0036】

比較例４として実施例１の表面改質鋼管とは突起の高さのみが異なるもの（突起の高さ０．２ｍｍ）を用意した。この比較例４の表面改質鋼管の指標値Ｋを算出すると、
Ｋ＝３４．７×０．２＋０．４×１４８７／４８．６＝１９．２
であった。

【0037】

実施例１～５及び比較例１～４の鋼管（長さ２００ｍｍ）を用意し、それぞれの鋼管を長さ１２０ｍｍ、内径１６５．２ｍｍの容器内に配置し、長さ２００ｍｍの鋼管のうち１２０ｍｍを基礎材料としてのセメントミルクに浸し、その後セメントミルクを固化させた。セメントミルクとしては、太平洋セメント社製の普通ポルトランドセメント１．０に対して水道水０．５を加え、圧縮強度３７．６Ｎ／ｍｍ²を有するものを用いた。打設してから材齢７日経過後に油圧プレス機で鋼管を基礎材料から押し抜くのに必要な荷重を付着強度として測定した。このような実験を３回行い、その平均値を比較した。その結果は以下の通りである。

【表1】

【0038】

図５は、上記結果を指標値Ｋと付着強度との関係を示すグラフとして表したものである。図５から、指標値Ｋが大きくなれば付着強度が増加することがわかる。このグラフから、近年鋼管に求められている付着強度３５Ｎ／ｍｍ²以上を得るためには、指標値Ｋが２０以上であればよいことがわかる。指標値Ｋが２０以上である実施例１～５の表面改質鋼管は、比較例１の丸形鋼管に対して８倍を超える付着強度を実現している。さらに付着強度を高めるためには、表面改質鋼管の指標値Ｋが３０以上であることが好ましく、４０以上であることがさらに好ましい。

【0039】

以上述べたように、基準外周面の外径をｄ（ｍｍ）、凸部の基準外周面からの高さをｈ（ｍｍ）、凹部の基準外周面からの深さをｕ（ｍｍ）、軸方向に沿った長さｄ（ｍｍ）あたりの凸部及び凹部が占める面積の平均値をｓ（ｍｍ²）として、Ｋ＝α×ｈ＋β×ｕ＋γ×ｓ/ｄ（ただし、α＝３４．７、β＝２．０、γ＝０．４）で定義される指標値Ｋが２０以上、好ましくは３０以上、より好ましくは４０以上となるように凸部及び／又は凹部を鋼管の外周面に形成すれば、基礎材料との付着強度が極めて高くなる。３５Ｎ／ｍｍ²以上の圧縮強度を有する基礎材料にこのような表面改質鋼管を固定すれば３５Ｎ／ｍｍ²以上の付着強度が得られる。

【0040】

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0041】

１０，２０ 表面改質鋼管
１２ 外周面（基準外周面）
１６，１６１，１６２ 突起（凸部）
２４，２４１，２４２ 溝部（凹部）
１００ 電縫管製造装置
１１０ 鋼板材
１１１ 溝部
１１２ 突起
１２０ アンコイラ
１３１，１３２ 改質ロール
１４０ 成形ロール
１４２，１４２Ａ，１４２Ｂ ブレイクダウンロール
１４３ 逃げ溝
１４４ フィンパスロール
１５０ コイル
１６０ 冷却ユニット
１７０ 表面改質鋼管

【要約】

【課題】高い付着強度を実現できる表面改質鋼管を提供する。
【解決手段】表面改質鋼管２０は、周方向に沿って延びる外周面１２と、外周面１２から径方向外側に突出する突起１６と、外周面１２から径方向内側にへこむ溝部２４とを有する。外周面１２の外径をｄ₁（ｍｍ）、突起１６の高さをｈ₁（ｍｍ）、溝部２４の深さをｕ₂（ｍｍ）、軸方向に沿った長さｄ₁（ｍｍ）あたりの突起１６及び溝部２４が占める面積の平均値をｓ（ｍｍ²）としてＫ＝α×ｈ₁＋β×ｕ₂＋γ×ｓ/ｄ₁（ただし、α＝３４．７、β＝２．０、γ＝０．４）で定義される指標値Ｋが２０以上である。
【選択図】図２Ｂ

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】