BR112016022005B1

BR112016022005B1 - método de formação de um tubo de aço e aparelho para formação de um tubo de aço

Info

Publication number: BR112016022005B1
Application number: BR112016022005-6A
Authority: BR
Inventors: Masayuki Horie; Yukuya Tamura; Toshihiro Miwa; Tomomi NISHIMURA; Tomizo Ushio; Kenji Taniichi
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2021-02-02
Also published as: SA516371949B1; JP6112740B2; RU2655511C2; CN106132578B; CN106132578A; KR20160127119A; BR112016022005A2; JP2015199125A; WO2015152108A1; EP3127625A4; EP3127625B1; RU2016142577A; KR101852704B1; RU2016142577A3; EP3127625A1

Abstract

"MÉTODO DE FORMAÇÃO DE UM TUBO DE AÇO E APARELHO PARA FORMAÇÃO DE UM TUBO DE AÇO" A presente invenção se refere a um método para formar um tubo de aço para formar uma placa de aço como matéria prima em um formato substancialmente cilíndrico, por formação da primeira metade realizando pressão de curvatura de três pontos uma pluralidade de vezes a partir de uma parte de extremidade de largura de placa da placa de aço como matéria prima em direção ao centro de largura de placa, formação da segunda metade realizando pressão de curvatura de três pontos uma pluralidade de vezes a partir da outra parte de extremidade de placa em direção ao centro de largura de placa, e formação final realizando a pressão de curvatura de três pontos na parte central da largura de placa, em que a formação da primeira metade é dividida em formação precedente realizada antes da formação da segunda metade e formação sucessiva realizada após a formação da segunda metade, e uma proporção de uma variação de formação na formação precedente da largura da placa de aço é ajustada em uma variação maior do que 0,17 e menor do que 0,46. Portanto, o diâmetro máximo produtível do tubo de aço é aumentado sem modificar o equipamento da máquina de prensagem existente.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a um método para formar um tubo de aço usado para um tubo de linha ou similares. Especificamente, a presente invenção se refere a um método e um aparelho para formar um tubo de aço pela formação de curvatura por pressão de três pontos formando uma pluralidade de tempos em uma placa de aço como matéria prima.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Como um tubo de aço usado para um tubo de linha ou semelhante, tem sido amplamente usado um tubo de aço que possui alta circularidade formada por formação por pressão de uma placa de aço como matéria prima que possui uma largura, extensão e espessura predeterminadas em um formato em U, a formação por pressão do mesmo em um formato em O, soldando uma parte de topo para fazer um tubo de aço como matéria prima, e aumentando (chamada expansão de tubo) o diâmetro do tubo, isto é, um chamado tubo de aço UOE. Nos últimos anos, contudo, como o tubo de aço usado para um tubo de linha ou semelhante, tem sido usado um tubo de aço com espessura de parede pesada que possua alta resistência e um grande diâmetro. Como é necessária grande força de pressão para formar por pressão a placa de aço em um formado em U e um formato em O em um método para produzir o tubo de aço UOE, uma gama de produção foi limitada ou a produtividade diminuiu significativamente no equipamento de produção convencional.

[003] Portanto, como um método capaz de reduzir a força de pressão na produção de tubo de aço com espessura de parede pesada que possua alta resistência e um grande diâmetro, foi posto em prática um método de produção de tubo de aço de curvatura por pressão que compreende a aplicação de curvatura (chamada curvatura de borda) nas duas partes de extremidade da largura da placa de aço, formando a placa de aço em um formato substancialmente cilíndrico por múltiplas pressões de curvatura, soldando a parte de topo, expandindo o tubo para corrigir o formato para formar o tubo de aço.

[004] Foram propostos alguns métodos para a técnica de produção de tubo de aço do tipo curvatura por pressão. O Documento de Patente 1 revela um método em que uma parte de extremidade de largura de placa é pressionada como um estágio precedente, a parte central da largura de placa é pressionada, a outra parte de extremidade de largura de placa é pressionada como um estágio seguinte, e então a parte central de largura de placa é pressionada. Ainda, o Documento de Patente 2 revela um método que compreende realizar as três etapas de formação por pressão de uma parte de extremidade da largura da placa de aço em direção ao centro da largura, movendo significativamente a placa de aço para o outro lado, realizando as três etapas de formação por pressão da outra parte de extremidade em direção ao centro, formando a placa de aço em um formato similar a um formato redondo embora deixando a parte central, e realizando a formação por pressão na parte central remanescente. Além disso, o Documento de Patente 3 revela um método de obtenção de produtos de tubo semiacabados pela repetição sequencial do processo de realização de formação de curvatura por três pontos dos moldes superior e inferior, alimentado o material de placa na direção da largura por um dispositivo de alimentação de taxa constante, e aplicando a curvatura em uma posição diferente da posição formada anteriormente.

DOCUMENTOS DO ESTADO DA TECNICA DOCUMENTOS DE PARENTE

[005] Documento de Patente 1: JP-A-2005-324255 Documento de Patente 2: JP-A-2007-090406 Documento de Patente 3: JP-A-2011-056524

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS PELA INVENÇÃO

[006] Cada dos métodos revelados nos Documentos de Patente 1 a 3 adota um método de formação de uma metade da placa de aço como matéria prima em um formato substancialmente semicircular realizando uma pressão de curvatura e realizando a pressão de curvatura formando a partir da outra parte de extremidade de largura da placa. Nesse método, contudo, ao iniciar a formação de pressão de curvatura a partir da outra parte de extremidade de largura da placa, a porção de uma metade formada anteriormente em um formato substancialmente semicircular é largamente levantado, e sua altura pode alcançar em torno de 1,5 vezes o tamanho do tubo de aço resultante (diâmetro externo).

[007] Em tal caso, quando o tamanho da máquina de prensagem é relativamente menor comparado ao diâmetro externo do tubo de aço submetido à formação de pressão de curvatura, ou quando não há espaço disponível para produzir o tubo de aço devido ao equipamento auxiliar ou semelhante instalado na máquina de prensagem, a parte levantada da placa de aço pré-formada pode interferir com a máquina de prensagem, por meio disso o dano ao equipamento pode ser ocasionado ou o tamanho do diâmetro externo máximo produtível pode ser substancialmente restrito. Para lidar com tal problema, é preciso imaginar um projeto que impeça que a placa de aço contate a máquina de prensagem aumentando a altura da máquina de prensagem ou mudando a posição de montagem do equipamento auxiliar. Além disso, quando é necessário renovar o equipamento, será necessário investimento de capital significante.

[008] A presente invenção foi feita em vista do problema acima inerente às técnicas convencionais, e propõe um método para formar um tubo de aço capaz de expandir o diâmetro máximo produtível do tubo de aço, sem modificar a máquina de prensagem existente na produção de um tubo de aço através de um método de pressão de curvatura de três pontos (método de curvatura por pressão).

MEIOS PARA SOLUCIONAR PROBLEMAS

[009] Para solucionar os problemas acima, foram realizados estudos extensivos ao mesmo tempo prestando atenção às mudanças no formato da placa de aço no decorrer da formação dependendo da ordem de formação do tubo de aço. Como resultado, foi descoberto que é possível reduzir a altura de levantamento da parte pré-formada, dividindo a formação da pressão de curvatura (formação da primeira metade) realizada a partir de uma parte de extremidade da largura da placa da placa de aço como matéria prima em direção ao centro da técnica convencional em duas partes da formação precedente e formação sucessiva e também ajustando a variação de formação na formação precedente em uma variação apropriada, por meio disso o diâmetro máximo do tubo de aço produtível pode ser aumentado, e a invenção foi realizada.

[010] Isso é, a invenção é um método para formar um tubo de aço para formar uma placa de aço como matéria prima em um formato substancialmente cilíndrico, formando primeira metade que realiza pressão de curvatura de três pontos, formando primeira metade que realiza pressão de curvatura de três pontos várias vezes a partir de uma parte de extremidade de largura de placa da placa de aço como matéria prima em direção ao centro da largura de placa, formando segunda metade que realiza a pressão de curvatura de três pontos várias vezes a partir da outra parte de extremidade de largura de placa em direção ao centro da largura de placa, e formação final que realiza a pressão de curvatura de três pontos na parte central da largura de placa, em que a formação da primeira metade é dividida em formação precedente realizada antes da formação da segunda metade e uma formação sucessiva realizada após a formação da segunda metade, e a proporção da variação de formação na formação precedente para a largura da placa de aço é ajustada em uma variação de mais de 0,17 para menos do que 0,46.

[011] O método de formação do tubo de aço de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que uma proporção da variação de formação na formação precedente da formação da primeira metade da largura da placa de aço é ajustada em uma variação de 0,21 a 0,42.

[012] Além disso, o método de formação do tubo de aço de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que a placa de aço como matéria prima é aplicada com curvatura de borda em ambas as partes da largura de placa.

[013] Além disso, a invenção fornece um aparelho de formação de um tubo de aço usado em qualquer método de formação acima do tubo de aço, é caracterizado pelo fato de que a distância entre uma parte superior de um suporte de furo e uma parte superior de um molde inferior quando o furo é abaixado para a posição mais baixa durante a pressão não é maior do que 1,4 vezes do diâmetro externo do tubo de aço a ser produzido.

EFEITOS DA INVENÇÃO

[014] De acordo com a invenção, como é possível manter a posição de alcance mais alta para qual a placa de aço é levantada durante a formação por pressão para um nível mais baixo, o diâmetro externo máximo produtível do tubo de aço pode ser aumentado sem realizar um melhoramento na máquina de prensagem existente.

[015] Além disso, de acordo com a invenção, como é possível manter a posição de alcance máxima para a qual a placa de aço é levantada durante a formação por pressão para um nível mais baixo, há méritos tais como ser possível limitar a altura da máquina de prensagem usada para formar ou aumentar a flexibilidade do projeto, e, além disso, é possível reduzir o investimento de capita, tal como sendo capaz de abaixar a altura da construção para instalar uma máquina de prensagem ou reduzir a profundidade para cavar no solo.

[016] Além disso, de acordo com a invenção, como a posição de alcance máxima para qual a placa de aço é levantada é mantida baixa e a quantidade de queda da placa de aço é reduzida ao liberar a força de pressão após cada pressão de curvatura, a força de impacto no momento da queda da placa de aço é reduzida, de modo que podem ser esperados os efeitos tais como prevenção do defeito da placa de aço, prevenção do dano da máquina de prensagem, redução no ruído de impacto e similar.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[017] A Figura 1 é uma vista esquemática que ilustra um método de formação de um tubo de aço por método de curvatura por pressão.

[018] As Figuras 2(a) e 2(b) são vistas esquemáticas que ilustram mudanças em uma placa de aço moldada de cada pressão em um método de curvatura por pressão convencional.

[019] As Figuras 3(a) e 3(b) são vistas esquemáticas que ilustram mudanças no formato da placa de aço quando as cinco formações por pressão na formação da primeira metade é realizada sendo dividida em um tempo precedente e quatro tempos sucessivos.

[020] As Figuras 4(a) e 4(b) são vistas esquemáticas que ilustram mudanças no formato da placa de aço quando as cinco formações por pressão na formação da primeira metade é realizada sendo dividida em dois tempos precedentes e três tempos sucessivos.

[021] As Figuras 5(a) e 5(b) são vistas esquemáticas que ilustram mudanças no formato da placa de aço quando as cinco formações por pressão na formação da primeira metade é realizada sendo dividida em três tempos precedentes e dois tempos sucessivos.

[022] As Figuras 6(a) e 6(b) são vistas esquemáticas que ilustram mudanças no formato da placa de aço quando as cinco formações por pressão na formação da primeira metade é realizada sendo dividida em quatro tempos precedentes e um tempo sucessivo.

[023] As Figuras 7(a) e 7(b) são vistas esquemáticas que ilustram coletivamente mudanças na posição de altura mais alta para a qual a placa de aço é levantada no decorrer da formação mostrada nas Figuras 2 a 6.

[024] As Figuras 8(a) e 8(b) são vistas esquemáticas que ilustram uma relação entre uma distância de um guia de elevação, uma posição de uma estrutura superior e um formato de placa de aço.

[025] A Figura 9 é um gráfico que ilustra uma relação entre uma variação de curvatura na formação precedente da primeira metade e uma altura máxima da extremidade da largura da placa de aço.

[026] As Figuras 10(a) e 10(b) são vistas esquemáticas que ilustram se a placa de aço entra em uma região proibida no método de formação de um exemplo.

MODALIDADES PARA REALIZAR A INVENÇÃO

[027] A Figura 1 mostra esquematicamente um método de formação de um tubo de aço através de um método de curvatura por pressão, e uma direção perpendicular a uma superfície de papel corresponde a uma direção longitudinal da placa de aço como matéria prima, isto é, uma direção longitudinal do tubo de aço. O tubo de aço é formado realizando repetidamente o processo de ajuste de uma placa de aço como um material em um par de moldes inferiores disposto de modo a serem afastados entre si, realizando a pressão de curvatura da placa de aço abaixando um furo por um dispositivo de acionamento não ilustrado, levantando o furo, alimentando a placa de aço em uma direção de largura de placa usando um dispositivo de alimentação não mostrado, e em seguida realizando a próxima pressão de curvatura. Além disso, o furo possui uma cabeça de furo que contata a placa de aço, e um suporte de furo que conecta a cabeça de furo e o dispositivo de acionamento. A cabeça de furo e o suporte de furo podem ser conectados diretamente entre si ou podem ser conectados entre si por meio de um espaçador entre os mesmos. A largura do suporte de furo pode ser igual à largura da cabeça de furo, mas, preferivelmente, é menor do que a largura da comunicação fluida.

[028] Primeiramente, como a formação da primeira metade, a pressão de curvatura e a alimentação da placa de aço são repetidas uma pluralidade de vezes (vezes a) a partir de parte de extremidade de largura de placa da placa de aço como matéria prima em direção ao centro da largura de placa (da parte A para a parte C na Figura 1), e uma metade lateral da placa de aço como matéria prima (exceto a parte central da largura de placa C da placa de aço) é formada em um formato substancialmente circular. Na presente invenção, esse processo de formação é referido como “formação da primeira metade”. Ainda, a Figura 1 mostra um exemplo de uso de uma placa de aço aplicada com uma curvatura de borda em ambas as extremidades da largura da placa de aço como matéria prima. É preferível aplicar a curvatura de borda a partir do ponto de vista de eliminação de parte de emenda soldada com um ângulo agudo e melhorando a circularidade, mas isso pode não ser aplicado. No caso da aplicação da curvatura de borda, pode ser adequadamente usado um método de pressão por enrugamento revelado nos Documentos JP-A- H08-294727, JP-A-S51-76158 ou similar.

[029] Em seguida, a pressão de curvatura e a alimentação da placa de aço são repetidas uma pluralidade de vezes (vezes b) a partir da ou parte de extremidade de largura de placa da placa de aço como matéria prima em direção ao centro da largura de placa (da parte B para a parte C na Figura 1), e uma metade lateral da placa de aço como matéria prima (exceto a parte central da largura de placa C da placa de aço) é formada em um formato substancialmente semicircular. Na presente invenção, esse processo de formação é doravante referido como “formação da segunda metade”. Na presente invenção, esse processo de formação é doravante referido como “formação da segunda metade”. Nesse momento, para ter o mesmo formato da parte substancialmente semicircular formada na formação da primeira metade, as condições de formação tais como os tempos de pressão a, b, o ângulo de curvatura e a extensão de alimentação da placa de aço e similares sejam geralmente as mesmas da formação da primeira metade.

[030] Um material a ser formado (placa de aço) submetido à formação da primeira metade e da formação da segunda metade possui um formato tal como um C maiúsculo do alfabeto no qual uma parte plana permanece em uma parte da parte central da largura de placa C e as partes de topo de ambas as partes de extremidade lateral da placa de aço são abertas. Finalmente, a parte plana C da parte central da largura de placa é submetida a uma única pressão de curvatura, e a distância entre as partes de topo é feita um pouco mais ampla do que a largura do suporte de furo. Na presente invenção, esse processo de formação é doravante referido como “formação final”. Em seguida, a placa de aço formada é movida na direção longitudinal e transferida para fora da máquina de prensagem, a parte de abertura formada é pressionada, fechada e soldada, e em seguida o tubo é expandido para fazer um tubo de aço final.

[031] As Figuras 2(a) e 2(b) mostra mudanças no formato da placa de aço de cada etapa de formação por pressão associada ao progresso da pressão por uma linha sólida e uma linha pontilhada, quando ambos os tempos a, b na formação da primeira metade e da formação da segunda metade são cinco tempos no método de formação do tubo de aço pelo método de curvatura por pressão convencional mostrado na Figura 1. Além disso, uma seta mostrada por uma linha tracejada indica uma mudança da posição mais alta da placa de aço levantada em cada pressão.

[032] Pode ser visto a partir das figuras que na formação da primeira metade mostrada na Figura 2(a), a posição mais alta para qual a placa de aço é levantada não é tão alta, mas na formação da segunda metade mostrada na Figura 2(b), a placa de aço é levantada para a posição mais alta na primeira formação por pressão da formação da segunda metade, e a altura se torna mais baixa à medida que a formação progride, mas a posição da placa de aço se aproxima sequencialmente do corpo da máquina de prensagem, que pode ocasionar um risco de contato.

[033] Em geral, na máquina de prensagem usada na formação do tubo de aço, a força de formação é carregada para o material a ser formado (placa de aço) a partir de cima através do furo por um mecanismo cilíndrico instalado na parte superior da máquina de prensagem, e um mecanismo de acionamento tal como um cilíndrico hidráulico, uma bomba hidráulica e um tanque hidráulico ou similar é instalado como equipamento auxiliar na parte superior da máquina de prensagem que possui o furo. Contudo, a força de formação requerida para formar o tubo de aço é aumentada quando a força da placa de aço se torna mais alta e a espessura da placa se torna maior. Além disso, o tamanho do equipamento auxiliar é também aumentado proporcionalmente. Portanto, na máquina de prensagem para produzir um tubo de aço com espessura de parede pesada com força alta, o equipamento auxiliar tal como um mecanismo de acionamento disposto na parte superior da máquina de prensagem é inevitavelmente aumentado para ser capaz de interferir com a placa de aço. Na pressão de cada tempo, quando o furo é abaixado para a posição mais baixa, o dispositivo de acionamento conectado à parte de extremidade superior do suporte de furo é também abaixado para a posição mais baixa, e ao mesmo tempo, o levantamento da placa de aço se torna máximo. Portanto, mesmo quando o furo é abaixado para a posição mais baixa, é importante impedir que a placa de aço interfira com o mecanismo de acionamento disposto na parte superior da máquina de prensagem.

[034] Portanto, foi feito um estudo da relação entre a sequência de formação de pressão, o formato da placa de aço e a altura de levantamento dos casos quando a formação da primeira metade é dividida em duas partes de uma formação precedente e formação sucessiva, quando os dois tempos de prensagem a, b na formação da primeira metade e na formação da segunda metade são cinco tempos.

[035] As Figuras 3(a) e 3(b) ilustram mudanças nos formatos da placa de aço de cada pressão da formação sucessiva da primeira metade e da formação da segunda metade e mudanças na posição de altura mais alta para a qual a placa de aço é levantada, quando é realizada uma pressão na formação precedente da formação da primeira metade, são realizadas cinco pressões na formação da segunda metade, e então quatro pressões remanescentes são realizadas na formação sucessiva da primeira metade. As Figuras 4(a) e 4(b) ilustram tais mudanças quando são realizadas duas pressões na formação precedente da primeira metade, cinco pressões são realizadas na formação da segunda metade, e então as três pressões remanescentes são realizadas na formação sucessiva da primeira metade. As Figuras 5(a) e 5(b) mostram tais pressões quando são realizadas três pressões na formação precedente da primeira metade, as cinco pressões são realizadas na formação da segunda metade, e então são realizadas duas pressões remanescentes na formação sucessiva da primeira metade. As Figuras 6(a) e 6(b) ilustram tais mudanças quando são realizadas quatro pressões na formação precedente da primeira metade, as cinco pressões são realizadas na formação da segunda metade, e então uma pressão remanescente é formada na formação sucessiva da primeira metade. Aqui, em cada desenho, (a) mostras mudanças no formato da placa de aço e muda no formato da placa de aço e muda na posição de altura mais alta para qual a placa de aço é levantada na formação da segunda metade, e (b) ilustra tais mudanças na formação sucessiva da primeira metade. Além disso, a formação sucessiva da primeira metade é a mesma como a Figura 2(a), cuja descrição não está fornecida. Ainda, em cada desenho, a linha cheia e a linha pontilhada representam mudanças no formato da placa de aço, e a seta tracejada representa a posição de altura mais alta para qual a placa de aço é levantada. Por exemplo, cada das linhas sólidas das Figuras 3(a), 4(a) 5(a) e 6(a) indica um formato de placa de aço ao realizar a primeira prensagem da formação da segunda metade. Além disso, cada das linhas sólidas das Figuras 3(b), 4(b), 5(b) e 6(b) indica o formato de placa de aço ao realizar a primeira prensagem da formação sucessiva da formação da primeira metade.

[036] Pode ser visto das Figuras 2(a) a 6(b) que a posição da altura mais alta para a qual a placa de aço é levantada varia pela mudança do número de prensagens na formação precedente da primeira metade. Portanto, os desenhos obtidos pela reunião de mudanças na posição da altura mais alta para qual a placa de aço é levantada nas Figuras 2(a) a 6(b) em um dos desenhos nas Figuras 7(a) e 7(b). A Figura 7(a) representa a formação da segunda metade, e a Figura 7(b) ilustra a formação sucessiva da primeira metade.

[037] Pode ser visto da Figura 7(a) que a placa de aço é levantada para a posição mais alta na formação da segunda metade, quando as pressões são realizadas quatro vezes na formação precedente da primeira metade e uma vez na formação sucessiva da primeira metade (indicada pela formação da primeira metade: 4+1), então, quando as pressões são realizadas três vezes na formação precedente da primeira metade e duas vezes na formação sucessiva da primeira metade (indicada pela formação da primeira metade: 3+2), então, quando as pressões são realizadas cinco vezes em um tempo sem dividir a formação da primeira metade em duas partes (indicada pela formação da primeira metade: 5+0), e então, quando as pressões são realizadas duas vezes na formação precedente da primeira metade e três vezes na formação sucessiva da primeira metade (indicada pela formação da primeira metade: 2+3) e, além disso, a placa de aço é levantada para a posição mais baixa quando as pressões são realizadas uma vez na formação precedente da primeira metade e quatro vezes na formação sucessiva da primeira metade (indicada pela formação da primeira metade 1+4).

[038] Em cada caso, a formação da primeira metade: 4+1, a formação da primeira metade: 3+2 e a formação da primeira metade: 2+3, a posição da altura mais alta para qual a placa de aço é levantada é quase o mesmo nível do caso da formação da primeira metade: 5+0. Contudo, no caso da formação da primeira metade: 4+1, como a posição da altura mais alta da placa de aço é mais próxima da máquina de prensagem, há um alto risco de interferência do material a ser formado (placa de aço) com a máquina de prensagem e o equipamento auxiliar. Portanto, na formação da segunda metade, é nesse caso da formação da primeira metade: 3+2, da formação da primeira metade: 2+3 e a formação da primeira metade: 1+4 que há um baixo risco de interferência do material alvo de formação (placa de aço) com a máquina de prensagem.

[039] Ainda, como pode ser visto da Figura 7(b) que na prensagem da formação sucessiva da primeira metade, a placa de aço é levantada para a posição mais alta no caso da formação da primeira metade: 1+4 em que a altura de levantamento da placa de aço é a mais baixa na Figura 7(a), então, o caso da formação da primeira metade: 2+3, e então o caso da formação da primeira metade: 3+2, e, também, a altura de levantamento da placa de aço é a mais baixa no caso da formação da primeira metade: 4+1, e quando o número de prensagens da formação precedente se torna mais baixo, a altura de levantamento se torna mais alta.

[040] Portanto, ao tomar as Figuras 7(a) e 7(b) juntas, é considerado que haja um risco mais baixo de contato entre o material a ser formado com a máquina de prensagem no caso de formação de uma placa de aço usando o método de curvatura por pressão, quando as pressões são realizadas três vezes na formação precedente da primeira metade e duas vezes na formação sucessiva da primeira metade (formação da primeira metade: 3+2), quando as pressões são realizadas duas vezes na formação precedente da primeira metade e três vezes na formação sucessiva da primeira metade (formação da primeira metade: 2+3) e quando as pressões são realizadas quatro vezes na formação precedente e uma vez na formação sucessiva da primeira metade (formação da primeira metade: 4+1).

[041] Portanto, na formação por pressão da presente invenção, é preferível realizar a pressão uma pluralidade de vezes na formação da primeira metade sendo dividida em formação precedente e formação sucessiva, desse modo otimizando o número de prensagens na formação precedente. Contudo, o número de prensagens é uma questão que pode ser ajustada arbitrariamente. Na presente invenção, portanto, as condições de pressão preferíveis são definidas como uma variação na qual a deformação de curvatura ocorre pela pressão na formação precedente da primeira metade (doravante, referida como “variação de formação precedente”).

[042] A placa de aço que possui um formato substancialmente cilíndrico após a formação por pressão final é transferida para fora da máquina de prensagem movendo a placa de aço que possui o formato substancialmente cilíndrico em sua direção longitudinal. Nesse caso, é requerido que uma distância entre pilares (também referida como “guia de elevação”) que suporta a estrutura superior da máquina de prensagem seja suficientemente mais ampla do que a largura do corpo de formação de formato substancialmente cilíndrico. Nas Figuras 8(a) e 8(b) está ilustrada a distância do guia de elevação, a posição da estrutura superior e o formato da placa de aço quando à distância do guia de elevação é 1,4 vezes O diâmetro externo do tubo de aço resultante + 300 mm (largura de abertura máxima de emenda) de modo a formar um tubo de aço que possua um diâmetro externo de 1219,2 mm. A Figura 9 mostra uma relação entre a altura máxima da extremidade da largura da placa de aço e a variação da formação precedente nesse momento. Quando a formação precedente da primeira metade é realizada m não mais do que três vezes, a formação da segunda metade (variação de formação precedente / largura da placa de aço de não mais do que 0,3), da placa de aço não interfere com a estrutura superior como está claro da Figura 8(a), de modo que o seu desenho é omitido. Além disso, a variação da formação precedente é representada pela proporção da largura da placa de aço, e a altura máxima da extremidade da largura da placa de aço é representada pela proporção para o diâmetro externo do tubo de aço resultante, porque os valores absolutos das dimensões da variação de formação e da altura máxima da extremidade da largura da placa de aço diferem dependendo do diâmetro esterno do tubo de aço a ser fabricado.

[043] Aqui, os pontos de marca • na Figura 9 são as alturas máximas da extremidade da largura da placa de aço da parte de formação precedente ao realizar a formação da segunda metade e corresponde à extremidade da largura da placa de aço na Figura 8(a). O ponto no qual a proporção da variação da formação precedente para a largura da placa de aço é de 0,46 em um caso de realização da formação sem dividir a formação da primeira metade em estágios precedente e sucessivo (formação da primeira metade nas Figura 8(a): 5+0), e a altura máxima alcança 1,4 vezes do diâmetro externo do tubo de aço resultante. Contudo, como a proporção da variação da formação precedente para a largura da placa de aço se torna menor do que 0,46, a altura máxima se torna menor. Portanto, é requerido que a proporção da variação da formação precedente para a largura da placa de aço seja menor do que 0,46, e é preferivelmente não maior do que 0,42. Se a proporção não for maior do que 0,38, a altura máxima pode ser limitada por não menos do que 10%, comparado ao caso da não divisão da formação da primeira metade em estágios precedente e sucessivo, de modo que a variação é mais preferível.

[044] Entretanto, os pontos de marca o na figura 9 são as alturas máximas da extremidade da largura da placa da formação da segunda metade ao realizar a formação sucessiva da primeira metade, e corresponde à posição da extremidade da largura da placa na Figura 8(b). Quando a proporção da variação da formação precedente para a largura da placa de aço é aumentada, a altura máxima é diminuída. Quando a proporção da variação da formação precedente da largura da placa de aço excede 0,17, a altura máxima é diminuída comparado aos pontos da formação da segunda metade no caso de formação sem dividir a formação da primeira metade nos estágios precedente e sucessivo, isto é, no caso onde a proporção da variação da formação precedente para a largura da placa de aço é 0,46. Portanto, a proporção da variação da formação precedente para a largura da placa de aço é requerida a exceder 0,17 e é preferivelmente não menor do que 0,21. Se a proporção não for menor do que 0,29, a altura máxima pode ser limitada por não menos do que 10% comparado ao caso da não divisão da formação da primeira metade em estágios precedente e sucessivo, de modo que a variação é mais preferível.

[045] Além disso, na descrição conforme descrita acima, um caso em que a pressão de curvatura de três pontos é realizada cinco vezes na formação da primeira metade, cinco vezes da formação da segunda metade, e uma vez na formação final (total 11 vezes) foi descrito como um exemplo, mas no método para produzir o ta de acordo com a invenção, o número de prensagens não está limitada a 11, mas pode ser aumentado ou diminuído. Contudo, ao diminuir o número de prensagens, o ângulo de curvatura por cada vez é aumentado, e, portanto, a altura de levantamento da placa de aço é aumentada, e a circularidade após a formação é também degradada. Por outro lado, ao aumentar o número de prensagens, a altura de levantamento da placa de aço é diminuída e a circularidade após a formação também se torna mais alta, mas a produtividade é diminuída. Portanto, é preferível determinar o número de prensagens considerando as vantagens e desvantagens das mesmas.

[046] Além disso, na descrição acima, do ponto de vista da construção do formato da placa de aço após a formação da primeira metade e do formato da placa de aço após a formação da segunda metade no mesmo formato conforme mencionado acima, o número de prensagens na formação da primeira metade e na formação da segunda metade e a extensão de alimentação da placa de aço são os mesmos, mas podem ser mudados desde que a circularidade possa ser assegurada.

EXEMPLOS

[047] Um experimento de produção de uma placa de aço possuindo um diâmetro externo 1422,4 mm x extensão: 12,8 m x espessura de cano: 12,7 mm é conduzido a partir de uma placa de aço de espessura de parede pesada (força: X100) aplicada com curvatura de borda de 17 graus para variação de 210 mm de ambas as partes de extremidade da largura da largura de placa: 4428 mm pelo método de pressão de curvatura usando uma máquina de prensagem que possui a capacidade de 100 MN.

[048] Aqui, na máquina curvatura por pressão usado no experimento acima, a dimensão no sentido da largura da placa de aço do dispositivo de acionamento que conecta à parte e extremidade superior do suporte de furo é 2300 mm (um lado 1150 mm a partir do centro do furo). Além disso, nessa máquina de prensagem, a distância entre a superfície mais baixa do dispositivo de acionamento conectada à parte de extremidade superior do suporte de furo e a superfície superior de molde inferior quando o furo é abaixado para a posição mais baixa na formação por pressão é 1890 mm.

[049] Além disso, como o método de pressão usando a máquina de pressão de curvatura, é adotado um método em que a pressão é realizada cinco vezes a partir da posição de 1822 mm do centro da largura de placa para o centro da largura de placa tanto na formação da primeira metade quanto na formação da segunda metade, e a parte central da largura é finalmente formada (total de 11 vezes), e a extensão de alimentação da placa de aço em cada pressão foi ajustada para 364 mm, e o ângulo de curvatura é ajustado para 29,5 graus.

[050] Além disso, conforme ilustrado na Tabela 1, a pressão na formação da primeira metade é realizada cinco vezes para quatro tipos de métodos de formação (A a D) em que a formação é dividida em duas partes, da formação precedente e da formação sucessiva, após a realização de um número predeterminado de pressão dentro de cinco vezes na formação precedente da primeira metade, a pressão da formação da segunda metade é realizada cinco vezes, e, após isso, a pressão remanescente é realizada na formação sucessiva da primeira metade, e um método de formação convencional E de realização instantânea de pressão da formação da primeira metade cinco vezes como um exemplo de referência.

[051] Além disso, conforme ilustrado nas Figuras 10(a) e 10(b), cada dos métodos de formação é avaliado pelo grau de entrada da placa de aço em uma região que acarreta o contato entre a máquina de prensagem e seu equipamento auxiliar quando o material a ser formado (placa de aço) entre no topo da parte de instalação de furo da máquina de prensagem.

[052] [Tabela 1]

[053] Os resultados de formação do tubo de aço pelos métodos de cinco pressões A a E estão também mostrados na Tabela 1. A “variação de curvatura” mostrada na Tabela 1 é uma distância da parte de extremidade de placa (também incluindo parte de curvatura de borda) da parte formada por pressão na formação precedente da primeira metade, e os números em parênteses mostram a proporção da parte da largura da placa de aço. Ainda, as mudanças d posição mais alta para a qual a placa de aço é levantada nas condições acima descritas estão mostradas nas Figuras 10(a) e 10(b) junto com a região de entrada proibida da placa de aço.

[054] Conforme mostrado na Tabela 1 e Figuras 10(a) e 10(b), no caso do método convencional (método E) de formação para 0,46 na proporção da largura da placa de aço na formação da primeira metade, a placa de aço entra amplamente na região de entrada proibida na segunda pressão da formação da segunda metade, e há um risco de dano na máquina de prensagem. Similarmente, no caso do método A (formação da primeira metade: 1+4) de formação para 0,13 na proporção para a largura da placa de aço na formação precedente da primeira metade, a placa de aço entra amplamente na região de entrada proibida na primeira pressão da formação sucessiva da primeira metade (a segunda pressão da formação da primeira metade), e há também o risco de dano na máquina de prensagem.

[055] Ao contrário, no caso do método B (formação da primeira metade: 2+3) da formação para 0,21 na proporção para a largura da placa de aço na formação precedente da primeira metade, a placa de aço entra moderadamente na região de entrada proibida na primeira pressão da formação sucessiva da primeira metade (a terceira pressão da formação da primeira metade). Além disso, na caso do método D (formação da primeira metade: 4+1) de formação para 0,38 na proporção para a largura da placa de aço na formação precedente da primeira metade, a placa de aço entra ligeiramente na região de entrada proibida na quarta pressão da formação da segunda metade, mas isso está na variação onde a deformação plástica não ocorre no material a ser formado (placa de aço), que não confere o formato do produto e não danifica a máquina de prensagem.

[056] Além disso, no caso do método C (formação da primeira metade: 3+2) de formação para 0,29 na proporção para a largura da placa de aço na formação precedente da primeira metade, a placa de aço não entra na região de entrada proibida em cada das pressões.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[057] Dessa maneira, pode ser visto que é possível evitar que o material a ser formado (placa de aço) entre em contato com a máquina de prensagem ou seja danificado pela divisão da formação da primeira metade nos estágios precedente e sucessivo, e ajustando a variação de formação do estágio precedente para uma variação apropriada. Portanto, aplicando a presente invenção, é possível aumentar o diâmetro máximo produtível da máquina de prensagem. Além disso, desde que seja usado o tubo de aço que tem um diâmetro externo pequeno, é desnecessário dizer que não é necessário aplicar a presente invenção e o tubo de aço pode ser formado suficientemente por um método convencional.

Claims

1. Método de formação de um tubo de aço, formação de uma placa de aço como matéria prima em um formato substancialmente cilíndrico por formação de primeira metade que realiza pressão de curvatura de três pontos uma pluralidade de vezes a partir de uma parte de extremidade de largura de placa da placa de aço como matéria prima em direção ao centro de largura de placa, formação da segunda metade realizando pressão de curvatura de três pontos uma pluralidade de vezes a partir da outra parte de extremidade de largura de placa em direção ao centro da largura de placa, e realização de formação final da pressão de curvatura de três pontos na parte central da largura de placa, CARACTERIZADO pelo fato de que a formação da primeira metade é dividida em formação precedente realizada antes da formação da segunda metade e formação sucessiva realizada pós a formação da segunda metade, e uma proporção de uma variação de formação na formação precedente para a largura da placa de aço é ajustada em uma variação de mais de 0,17 para menos do que 0,46.

2. Método para formação de um tubo de aço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma proporção da variação de formação na formação precedente da formação da primeira metade para a largura da placa de aço é ajustada em uma variação de 0,21 a 0,42.

3. Método para formação de um tubo de aço, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de aço como matéria prima é feita pela aplicação de uma curvatura de borda para ambas as extremidades da largura de placa.

4. Aparelho para formação de um tubo de aço usado no método para formar o tubo de aço conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que uma distância entre uma parte superior de um suporte de furo e uma parte superior de molde inferior quando o furo é abaixado para a posição mais baixa durante a pressão não é maior do que 1,4 vezes do diâmetro externo do tubo de aço a ser produzido.