BRPI1106081B1

BRPI1106081B1 - manipulador de tubos

Info

Publication number: BRPI1106081B1
Application number: BRPI1106081-6A
Authority: BR
Inventors: August-Wilhelm Schäfer
Original assignee: AWS Schäfer Technologie GmbH
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2011-01-06
Publication date: 2020-11-03
Also published as: EP2406021B1; US9399247B2; BRPI1106081A2; CA2758817A1; KR20120065267A; CN102427895A; EP2406021A1; RU2499647C2; KR101323547B1; US20120192612A1; RU2011140005A; WO2011085713A1; JP2012524662A; CN102427895B; CA2758817C; DE102010004822A1; DE102010004822B4; MX2012000702A; PL2406021T3

Abstract

MANIPULADOR DE TUBOS. A presente invenção refere-se a um manipulador de tubos para carregar e e descarregar tubos (8) para ser usado em dispositivo para curvar tubos (8) de grade diâmetro, sendo que neste dispositivo, para o efeito de curvar um tubo (8) axialmente é conduzido por um conjunto aquecedor (3) que envolve em formato anelar este tubo (8) e que exerce ação de aquecimento indutiva, sendo que na extremidade do tubo (8) está previsto um mandril de encaixe (5) que pode ser deslocado axialmente na direção de avanço do tubo (8), e que esta fixamente unido com dispositivo para curvar tubos, penetrando o mandril de encaixe (5) por dentro no interior do tubo (8) quando fixar o tubo pela parte interna, sendo que o mandril de encaixe (5) aplica a força axial com qual tubo (8) é deslocado pelo conjunto aquecedor de ação indutiva, sendo que o mandril de encaixe (5) conduz o tubo (8), de modo definido, axialmente através do conjunto aquecedor (3) de ação indutiva , até que a extremidade traseira seja fixada na fechadura fixadora dianteira (2) no braço de curvar.

Description

Descrição

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo bem como a um processo para alimentar e introduzir tubos e máquinas e para a introdução de tubos em máquinas de curvar tubos, nas quais os tubos a serem curvados são indutivamente aquecidos no ponto da curvatura. Nos tubos trata-se no caso frequentemente de tubos de aço de paredes grossas com espessuras de parede de 3 a 120 mm e com grandes diâmetros de 400 a 1660 mm e pesos de várias toneladas. De maneiras correspondentemente grandes e pesadas são também as máquinas para curvar tubos desenvolvidos para o referido material, com as quais pode ser concretizadas de raios de curvatura de 1 a 10 m.

[0002] Com aspecto problemático, no caso, é a manipulação dos tubos curvados. Para cada curvatura o tubo a ser curvado preciso ser fixado na sua extremidade reta em um carro de avanço, enquanto que na extremidade a ser curvada, será presa uma fechadura de curvar. Entre a fechadura de curvar e o carro de avanço encontra-se um dispositivo em formato anelar para o aquecimento indutivo, geralmente também designado como anel indutor. Este anel indutor precisa ser desmontado de forma complexa em todos os processos de fixação e de alimentação, para depois ser novamente montado e alinhado porque do contrário existiria o perigo de que tubos oscilantes durante o transporte possam causar danos. Normalmente, isto significa um retardo considerável dos processos de curvar que limita em medida considerável a produção de uma máquina para curvar tubos.

[0003] Constitui, portanto, objeto da presente invenção criar um dispositivo que encurta os processos de fixação e de alimentação para máquinas para curvar tubos e aumentando desta maneira a produção que pode ser alcançada com estas máquinas e, portanto, a sua economicidade.

[0004] Esta tarefa será solucionada por um manipulador de tubos para movimentar os tubos para ser usado em um dispositivo para curvar tubos de grandes diâmetros, sendo que - neste dispositivo, para curvar, é conduzido um tubo axialmente por um conjunto aquecedor que envolve em forma anelar este tubo. - na parte do dispositivo situada na direção de avanço do tubo, para o efeito de curvar se encontra ao menos um braço para curvar. - uma fechadura de curvar existente no braço de curvar prende firmemente o segmento tubular a ser curvado e durante o avanço do tubo se movimenta ao redor do eixo de curvar. - no fim do tubo está montado dentro do conjunto de avanço um mandril de encaixe que está previsto deslocável axialmente na direção de avanço do tubo. - o mandril de encaixe se projeta por dentro no interior do tubo quando fixa o tubo pela parte interna. - o mandril de encaixe conduz o tubo de modo definido em sentido axial pelo conjunto de aquecimento até o conjunto de fixação dianteiro.

[0005] Desta maneira, torna-se possível dispensar uma desmontagem e remontagem do anel indutor, porque o tubo pode ser precisamente conduzido através do anel indutor até que a extremidade traseira do tubo possa ser presa bem distante do sistema indutor sem que sejam de temer movimentos de desvio do tubo, com efeito destruidor. O mandril de encaixe aplica a força com a qual o tubo é conduzido através do conjunto aquecedor. No caso, o manipulador de tubo consiste essencialmente do mandril de encaixe e dos dispositivos que servem para movimentar o mandril de encaixe axialmente, sendo que estes últimos correspondem aos dispositivos de avanço comuns consoantes o estado convencional da técnica.

[0006] Para solucionar tais dificuldades também já foram descritos outros conjuntos fixadores para condução de tubos consoante o estado da técnica. O documento OS DE 26 30 967 ensina para tanto que um tubo deve ser curvado e, por meio de uma haste prendedora, deve ser removido do dispositivo de curvar sem ter que afastar o anel indutor. Contudo, a haste receptora não é usada como avanço e também não como uma ferramenta para captar o tubo e introduzir na máquina de curvar tubos.

[0007] O documento DE 31 47 688 A1 descreve um dispositivo de fixação tubular rápido com o qual deve ser conseguido um comprimento de tubo menor possível não curvável na extremidade da fixação, sendo que através de uns torques de expansão em formato de pino com varias fendas longitudinais distribuídas nas circunferências é logrado um movimento de aperto radial. Para tanto, a torques de expansão será também aplicada sobre uma extremidade do tubo a ser curvado. Com uma tecnologia deste tipo, podem ser compensadas, todavia, apenas reduzidas diferenças de espessura de parede e a ferramenta não pode ser empregada através de um espectro grande de diâmetro tubular. Também não é possível conduzir a extremidade traseira do tubo através do dispositivo acrescedor.

[0008] Outras torqueses de fixação para tubos são descritas nas publicações DE 1 966 496 U e US 2.862.540. Mas, também, estes não são adequados para receberem alternadamente tubos de grande porte e fazer a sua curvatura indutiva em máquinas para curvar tubos.

[0009] Em uma modalidade da invenção é previsto que oi mandril de encaixe fixa o tubo a ser curvado em ao menos dois planos retentores situados perpendicularmente para com o eixo central tubular horizontal. Com um dispositivo de encaixe interno do tubo desta espécie torna-se possível prender o tubo de tal maneira que não pode deslizar nem em sentido longitudinal, nem em sentido tangencial. Os dois planos retentores precisam estar de tais modos reciprocamente distanciados que podem acolher com segurança as grandes forças de alavanca sem resultar em deformações nos pontos de introdução de força dos tubos. Para reforço, poderão ser previstos outros planos retentores.

[0010] Em outra modalidade da invenção, é previsto que a fixação se realize em forma de fricção por fecho em cada um dos planos retentores através de dispositivos retentores que são pressionados por dentro contra o tubo. No caso, em virtude das consideráveis forças devem-se cuidar forças de pressão definidas e limitáveis e suficientes faces indutoras de força.

[0011] Em outra modalidade da invenção é previsto que os dispositivos retentores sejam formados em cada plano por alavancas retentoras que nas suas extremidades externas apresentam elementos indutores de força para o lado in terno do tubo, sendo que as alavancas retentoras são ativadas por um sistema hidráulico dentro do mandril de encaixe, quando são expandidos concentricamente. No caso, as alavancas retentoras podem ser dispostas em marcha síncrona ou contrária. No caso de uma marcha síncrona, as faces indutoras de força dos diferentes planos retentores também podem ser interligadas.

[0012] Em outra conformação da invenção, é previsto que em cada uma das faces retentoras são previstos 3,4, 5 ou 6 alavancas retentoras distribuídas uniformemente pela circunferência.

[0013] Em outra modalidade da invenção, é previsto que o mandril de encaixe seja girável. Isto facilita a fixação no caso de curvaturas múltiplas e possibilita que o tubo possa ser de tal modo girado após vários processos de curvatura possivelmente espacialmente complexos, possa ser girado de tal maneira que é viabilizada uma retirada segura do tubo.

[0014] A invenção também abrange um processo para alimentar e conduzir um tubo antes e após um processo de curvatura por meio do dispositivo consoante a invenção com os seguintes passos:

[0015] posicionamento do tubo a ser curvado axialmente alinhado diante do manipulador do tubo;

[0016] introdução do mandril de encaixe do manipulador tubular com alavancas retentoras fechadas no tubo até que ao menos dois planos retentores se encontrem dentro do tubo a ser curvado;

[0017] abertura hidráulica das alavancas retentoras até que o tubo seja mantido preso pelo mandril de encaixe;

[0018] ação do tubo ser puxado através do anel indutor fechado até a posição na qual o tubo pode ser fixado dentro do carro de avanço;

[0019] deslocamento e simultâneo trabalho de curvar o tubo através de aquecimento indutivo;

[0020] após o término do processo de curvar, deslocamento no sentido de saída do tubo curvado através do anel indutor fechado, porém desligado, até o conjunto fixador dianteiro;

[0021] fixação do tubo na fechadura de curvar;

[0022] introdução hidráulica das alavancas retentoras;

[0023] saída do tubo do mandril de encaixe;

[0024] remoção do tubo.

[0025] Portanto, não é mais necessário posicionar o tubo na máquina de curvar com guindastes. Além disso, processos de curvar convencionais podem ser realizados sem tempo de espera até que o tubo tenha esfriado, em um passo único, o que aprimora consideravelmente a produtividade porque acelera consideravelmente todo o processo de curvar. A remoção poderá depois ser feita de modo simples, por exemplo, através de um guindaste de galpão.

[0026] Durante o processo de curvar, deve-se cuidar que não estejam abertas as alavancas retentoras quando a face indutora de força respectiva alcançar a proximidade do anel indutor, porém que as alavancas retentoras se encontrem na posição inativa.

[0027] Em seguida, a invenção será descrita com base em nove esboços. A figura 1 mostra uma visão sobre os componentes da máquina de curvar e a sua ação conjugada com um manipulador de tubo. As figuras 2a até d mostram um mandril de encaixe com alavancas retentoras introduzidas, e a figura 3a até d com as alavancas retentoras abertas.

[0028] A figura 1 apresenta a máquina de curvar com a fechadura de curvar 1, o eixo de giro de curvar 2, atrás do qual está situado, no mesmo plano, também, o anel indutor 3. Na parte dianteira do carro de avanço 4 encontra-se o mandril de encaixe 5 que está unido com a barra de avanço 6 e que apresenta as alavancas retentoras 7. Mandril de encaixe 5, haste de avanço 6 e as alavancas retentoras 7 formam o manipulador do tubo. O tubo 8 introduzido é mostrado até o anel indutor 3 e depois será indicado somente de forma tracejada em estado não curvado.

[0029] A figura 2a apresenta uma vista lateral do manipulador de tubo consistindo do mandril de encaixe 5, da haste de avanço 6, das quatro alavancas retentoras 7 em estado introduzido e suas faces indutoras de força 9. A figura 2b apresenta um corte de 45 °C, a figura 2c é uma vista frontal em direção axial e a figura 2d é uma representação isométrica. Da mesma forma, a figura 3a apresenta uma vista lateral do manipulador tubular consistindo no mandril de encaixe 5, haste de avanço 6, quatro alavancas retentoras 7 em estado aberto e suas faces indutoras de força 9. No caso também são mostrados os planos retentores 10. A figura 3b apresenta um corte de 45 °C, a figura 3c é uma vista frontal na direção axial e a figura 3d é uma representação isométrica. Listagem de referência Fechadura de curvar Eixo de giro pra curvar Anel indutor Carro de avanço Mandril de encaixe Haste de avanço Alavanca retentora Tubo Face indutora de força Face retentora

Claims

1. Máquina de curvar tubos para curvar tubos de grande diâmetro, sendo que - é fornecido um manipulador para tubos para movimentar os tubos (8), um tubo (8) axialmente é conduzido um conjunto aquecedor (3) que envolve em formato anelar neste tubo; - existe ao menos um braço de curvar, na parte do dispositivo para curvar, situado na direção de avanço do tubo (8),; - uma fechadura de curvar (1), existente no braço de curvar, envolve firmemente o segmento tubular e se movimenta durante o avanço do tubo ao redor do eixo de giro para curvar (2) caracterizado pelo fato de que o manipulador de tubo compreende uma haste de avanço (6), alavanca retentoras (7), bem como um mandril de encaixe (5) rotativo e axialmente deslocável que pode ser deslocado na direção de avanço do tubo (8), e o mandril de encaixe (5) que: - na extremidade do tubo (8) está previsto dentro do conjunto de avanço (4); - penetra por dentro no tubo (8) quando prende o tubo (8) pela parte interna; - conduz o tubo (8) de modo definido em sentido axial pelo conjunto aquecedor (3) até a fechadura de curvar (1), - e em que o tubo (8) a ser dobrado pode ser fixado pela manga receptora (5) em pelo menos dois planos de fixação (10) que são perpendiculares ao eixo central do tubo, e na qual a fixação é feita de forma friccionada em cada um dos planos de fixação (10) pelas alavancas de fixação (7) que podem ser pressionadas contra o tubo (8) a partir do interior..

2. Máquina de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as alavancas retentoras (7) que nas suas extremidades externas apresentam elementos indutores de força (9) para o lado interno do tubo, sendo que as alavancas retentoras (7) são ativadas por um sistema hidráulico dentro do mandril de encaixe (5) e podem ser expandidos concentricamente.

3. Máquina de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que em cada um dos planos retentores (10) estão previstos três, quatro, cinco ou seis alavancas retentoras (7), sendo que as alavancas retentoras (7) estão uniformemente distribuídas pela circunferência.

4. Processo para alimentar e conduzir um tubo (8) antes e após um processo de curvar através de uma máquina como definida na reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelos seguintes passos: a) posicionar do tubo (8) a ser curvado em alinhamento axial alinhado diante do manipulador de tubo; b) introdução do mandril de encaixe (5) do manipulador de tubo com alavancas retentoras (7) fechadas dentro do tubo (8), até que ao menos dois planos retentores (10) se encontrem dentro do tubo (8) a ser curvado; c) abertura hidráulica das alavancas retentoras (7) até que o tubo (8) seja mantido firmemente pelo mandril de encaixe (5); d) puxar o tubo (8) através do conjunto aquecedor (3) anular até a posição na qual o tubo (8) possa ser fixado dentro do carro de avanço (4); e) deslocamento e simultâneo curvar do tubo (8) através de aquecimento indutivo; f) após o término do processo de curvar, expulsão do tubo (8) curvado através do conjunto aquecedor (3) desligado para a fechadura de curvar (1); g) fixação do tubo (8) na fechadura de curvar (1); h) introdução hidráulica das alavancas retentoras (7); i) saída do mandril de encaixe (5) do tubo (8); e j) remoção do tubo (8).