CS266885B1 - Zařízení k ohýbání trubek - Google Patents

Abstract

Navrhované zařízení řeší ohýbání trubek. Prstencová část induktorového ústrojí je vůči ohýbané trubce přesazena směrem k čepu ohýbacího ramene a chladicí část induktorového ústrojí je vůči ohýbané trubce přesazena směrem k čepu ohýbacího ramene a chladicí část induktorového ústrojí je vzhledem k uvedené nahřívací části skloněna o úhel β. Vrchol úhlu β leží uvnitř ohybu ohýbané trubky. Indruktorové ústrojí je vzhledem k čepu ohýbacího ramene a vzhledem k trubce přesazeno směrem k jejímu přednímu konci o souřadnici C. Uvedené řešení se využije při ohýbání tenkostěnných austenitických potrubí.

Description

Vynález se týká zařízení k ohýbání trubek, zejména tenkostěnných velkoprůměrových trubek z austenitických materiálů, používaných např. v energetice.

Ohýbání potrubí z austenitických žárupevných ocelí, např. ocelí typu CrNi 18f0 a dalších ocelí podobného složení, v požadovaných vysokých kvalitativních ukazatelích je velmi složitý problém, který se ve větší či menší míře podařilo dosud pouze několika málo světovým výrobcům. Množství a kvalita dostupných informací o jeho řešení jsou zatím zcela nepatrné. Zejména nejsou v dostupné technické literatuře k dispozici žádné údaje ani zkušenosti s ohýbáním velkoprůměrových tenkostěnných potrubí s měrnou tloušťkou, danou poměrem stěnové tloušťky k vnějšímu průměru trubky menší než 5 procent. Trubky z austenitických materiálů se v současné době ohýbají za tepla na ohýbací desce, dále na ohýbacím stroji s přítlačnou ohýbací kladkou, případně na ohýbacím stroji s otočným ramenem. Ohýbací deska v běžném provedení je zařízení, sestávající z robustní vodorovné kruhové otočné plošiny o několikametrovém průměru a ze dvou svislých vodicích válců, upravených mimo obvod této otočné plošiny. V horním čele otočné plošiny jsou v několika soustředěných kruhových řadách vytvořeny vertikální otvory, ve kterých jsou přemístitelně ustaveny dva nástrčné ohýbací čepy. Pro ohýbání na ohýbací desce je ohýbaná trubka na obou svých koncích uzavřená a její vnitřní prostor je vyplněný udusaným pískem. Při ohýbání se u tenkostěnných trubek na vnitřní straně ohybu tvoří neodstranitelné zvlnění a původně kruhový průřez se neúnosriě zplošťuje. S ohledem na špatnou tepelnou vodivost austenitických ocelí je nadto vnitřní povrch trubky po dlouhodobém předehřevu v plynové peci znehodnocený zapečenými pískovými zrny a nepříznivě je ovlivněna i struktura v celém průřezu stěny.

Ohýbací stroj s přítlačnou ohýbací kladkou sestává z lože s podélně posuvně uloženým tlačným vozíkem, z pohonné jednotky upevněné na jednom konci tohoto lože a pohybovým šroubem kinematicky spojené s uvedeným tlačným vozíkem, dále z nosiče, upevněného k druhému konci tohoto lože a opatřeného příčně přesuvným suportem s otočně uloženou ohýbací kladkou a dále sestává ze stavěcího ústrojí s vodícími kladkami a induktorového ústrojí pro středofrekvenční elektrický ohřev tvářené trubky. Při práci stroje přítlačná ohýbací kladka vyklání osově induktorem procházející trubku do strany tlakem, vyvozovaným hydraulickým ústrojím. Vzhledem k rychlému zónovému ohřevu mají povrch i struktura materiálu ohýbané trubky po provedeném ohybu vysokou kvalitu. Při ohýbání však opět dochází k nepřípustnému zploštění průřezu. Na ohýbacím stroji s přítlačnou ohýbací kladkou je také velmi obtížné dosáhnout přesný poloměr ohybu. Tenkostěnné austenitické potrubí s měrnou tloušťkou menší než 5 procent se nedaří úspěšně ohýbat ani na stávajícím středofrekvenčním ohýbacím stroji s otočným ramenem. Ohýbací stroj s otočným ramenem má v půdorysném pohledu tvar písmene „L“, u něhož delší přímou částí je hlavní lože s pohonnou jednotkou, posuvně uloženým tlačným vozíkem, stavčcím ústrojím a induktorovým ústrojím, u něhož kratší přímou částí je pomocné lože s posuvně uloženým suportem, nesoucím otočné ohýbací rameno. Na volném konci ohýbacího ramene je upravený svěrák pro upnutí předního konce ohýbané trubky. Zadní konec ohýbané trubky je ustavený v tlačném vozíku. Ani při ohýbání na tomto stroji nelze dosáhnout plynulý a hladký ohyb, opět vznikají trhliny a abnormální ovalita. Přitom četnost uvedených vad rychle roste se zmenšujícím se poloměrem ohybu.

Výše uvedené nevýhody stávajících zařízení k ohýbání trubek odstraňuje zařízení podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že prstencová nahřívací část induktorového ústrojí je vůči ohýbané trubce přesazena směrem k čepu ohýbacího ramene a chladicí část induktorového ústrojí je vzhledem k uvedené nahřívací části skloněna o úhel, měřený v ohýbací rovině, kde velikost tohoto úhlu leží v rozmezí od 3° do 10° a vrchol tohoto úhlu leží uvnitř ohybu této trubky, přičemž poměr velikosti vnější vůle mezi vnitřním povrchem zmíněné nahřívací části induktorového ústrojí a vnějším ohbím ohýbané trubky k velikosti vnitřní vůle mezi vnitřním povrchem uvedené nahřívací části a vnitřním ohbím této trubky leží v intervalu od 0,4 do 0,9.

Induktorové ústrojí je vzhledem k čepu ohýbacího ramene a vzhledem k trubce přesazeno směrem k jejímu přednímu konci o souřadnici, která je dána vzdáleností osy tohoto čepu od střední průřezové roviny nahřívací části induktorového ústrojí a která se středním poloměrem ohybu a vnějším průměrem této trubky a koeficientem souvisí vztahem

C = χ — D’ kde koeficient leží v intervalu od 0,1 do 4.

Zařízení podle vynálezu umožňuje v ohýbané trubce vytvořit obvodově tvarované nahřáté pásmo, které zaručuje dosažení plynulého a hladkého ohybu bez vzniku trhlin na tažené straně. Lze v něm ohýbat i slabostěnné potrubí s měrnou tloušťkou pod 5 procent, přičemž lze dosáhnout zaoblení, jehož střední poloměr je roven trojnásobku středního průměru ohýbaného potrubí.

Na přiložených výkresech je znázorněný příklad provedení zařízení k ohýbání trubek, vytvořeného úpravou současného ohýbacího stroje s otočným ramenem, kde na obr. 1 je částečný schematický půdorysný pohled na jeho rohovou část a na obr. 2 je částečný osový řez jeho induktorovým ústrojím.

Podle obr. 1 je na rohovém konci hlavního lože 6 ohýbacího stroje upevněno stavěči ústrojí a induktorové ústrojí 2 s neznázorněným transformátorem. Na neznázorněném vnějším konci hlavního lože 6 je upevněna po

CS 266 885 Bl honová jednotka, která je pohybovým šroubem kinematicky spojena s tlačným vozíkem. K rohovému konci hlavního lože 6 je se strany v pravém úhlu připevněný rohový konec pomocného lože 7 s posuvně uloženým suporlcni 8.

Síavěcí úslrojí sestává z tělesa 9, na kterém jsou přestavitelné upravené vodicí kladky 5, mezi nimiž jc valivě uložena osově přesuvná trubka 1 o vnějším průměrů D. Zadní konec trubky 1 je ustavený v tlačném vozíku, její přední konec je sevřený neznázorněným svěrákem, upraveným na volném konci ohýbacího ramene 4. Vázaný konec ohýbacího ramene 4 je otočně uložený na svislém čepu 3, upevněném na suportu 8, který je znázorněným pohybovým šroubem kinematicky spojený s pohonovým servomotorem, upevněným na znázorněném vnějším konci pomocného lože 7.

Na rozdíl od stávajících zařízení s centrálně upraveným ohřevem a chlazením, v nakresleném příkladu provedení je speciálně upravené induktorové ústrojí 2 v ohýbacím stroji s ohýbacím ramenem 4 ustaveno v poloze, která umožňuje při ohybu tvářené trubky 1 vznik obvodově tvarovaného nahřátého pásma, zaručujícího dosažení plynulých a hladkých ohybů. Speciální úprava prstencovitého induktorového ústrojí 2, znázorněného na obr. 2 a sestávajícího z nahřívací části a z chladicí části, spočívá hlavně ve vzájemném naklonění těchto částí v ohybové rovině o úhel /1 Vrchol úhlu leží uvnitř ohybu trubky 1. Nahřívací část induktorového ústrojí 2, ustanoveného na rámu ohýbacího stroje dutými elektrickými přívody, upevněnými ke svorkám neznázorněného transformátoru, sestává z dutého, vodou chlazeného smyčkového induktoru 21 s příložkaini 22, přivalenými v pravidelných roztečích k jeho čelní ploše, přivrácené k přednímu konci trubky 1. Uvedenými dutými elektrickými přívody je dutina induktoru 21 zapojena do nezakresleného chladicího okruhu. V čelně upravených závitových otvorech příložek 22 jsou uchyceny šrouby 27, nesoucí chladicí část induktorového ústrojí 2, která sestává z dutého anuloidového chladícího prstence 28, opatřeného na jednom ze svých čel pravidelně v odpovídajících rozestupech rozmístěnými konzolami 25. Ve stěně dutého chladicího prstence 28 jsou vytvořeny tryskací otvory, jejichž osy jsou vzhledem k jeho střední průřezové rovině skloněny o úhel a. Pod pojmem střední průřezová rovina sc zde rozumí rovina, proložená okamžitými polohami těžišť průřezových obrazců daného tělesa, kterými je v tomto případě povrch chladicího prstence 28. Dutina chladicího prstence 28 je spojena s neznázorněným přívodem chladicí vody. Vzájemné odklonění obou částí induktorového ústrojí 2 na požadovaný úhel je provedeno nestejnou délkou konzol 25. Vyhnuté konce konzol 25 jsou opatřeny upínacími otvory pro šrouby 27. Elektrické odizolování vyhnutých konců konzol 25 od nahřívací části je provedeno první izolační podložkou 23, druhou izolační podložkou 26 a izolačními pouzdry 24, upravenými na dřících šroubů 27. V seřízeném stavu je induktorové ústrojí 2 vzhledem k čepu 3 s ohledem k trubce 1 jednak přesazeno směrem k jejímu přednímu konci a jednak vyoseno směrem ke středu ohybu. V tomto stavu je střední průřezová rovina induktoru 21 vzhledem k ose čepu 3 ohýbacího ramene 4 přesazena o souřadnici C a vnější vůle A mezi induktorem 21 a vnějším ohbím ohýbané trubky 1 je menší než vnitřní vůle B mezi induktorem 21 a vnitřním ohbím ohýbané trubky 1. Před započetím ohybu se trubka 1 vsune do induktorového ústrojí 2 ohýbacího zařízení do výchozí polohy I, v níž se zadní konec trubky 1 ustaví na tlačném vozíku a její přední konec se upne do svěráku ohýbacího ramene 4. Po upnutí střední části trubky 1 mezi vodicí kladky 5 stavěcího ústrojí po zapnutí elektrického proudu a přívodu chladicí vody a po nahřátí trubky 1 na tvářecí teplotu se spustí pohonová jednotka tlačného vozíku, který protlačuje trubku 1 vodicím ústrojím a induktorovým ústrojím 2 do konečné polohy II, přičemž ji ohýbá na požadovaný střední poloměr R. Velikost středního poloměru R ohybu je nastavitelná polohou svěráku na ohýbacím ramenu 4 a polohou suportu 8 na pomocném loži 7. Obvodově tvarované nahřáté pásmo je při popisovaném dopředném pohybu trubky 1 udržováno na požadovaných parametrech zachlazováním vodou, vytékající tryskacími otvory na povrch trubky 1. Po dokončení ohybu se přívod elektrického proudu a chladicí vody zastaví, ohnutá trubka 1 se uvolní a vyjme.

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Zařízení k ohýbání trubek, sestávající z induktorového ústrojí a z tlačného vozíku, na kterém je jedním svým koncem ustavena ohýbaná trubka, druhým koncem upevněná v ohýbacím ramenu, otočně uloženém na čepu a axiálně vedena vodícími kladkami stavěcího ústrojí, vyznačující se tím, že prstencová nahřívací část induktorového ústrojí (2) je vůči ohýbané irubce (I) přesazena směrem k čepu (3) ohýbacího ramene (4) a chladicí část induktorového ústrojí (2) je vzhledem k uvedené nahřívací části skloněna o úhel (/1) měřený v ohýbací rovině, kde velikost tohoto úhlu (/J) leží v rozmezí od 3° do 10° a vrchol tohoto úhlu {0) leží uvnitř ohybu této trubky (1), přičemž poměr velikosti vnější vůle (A) mezi vnitřním povrchem zmíněné nahřívací části induktorového ústrojí (2) a vnějším ohbím ohýbané trubky (1) k velikosti vnitřní vůle (B) mezi vnitřním povrchem uvedené nahřívací části a vnitřním ohbím této trubky (1) leží v intervalu od 0,4 do 0,9.

2. Zařízení k ohýbání trubek podle bodu 1, vyznačující se tím, že induktorové ústrojí (2) je vzhledem k čepu (3) ohýbacího ramene (4) a vzhledem k trubce (1) přesazeno směrem k jejímu přednímu konci o souřadnici (C), která je dána vzdáleností osy tohoto čepu (3) od střední průřezové roviny nahřívací části induk-

CS 266 885 Bl torového ústrojí (2) a která se středním poloměrem (R) ohybu a vnějším průměrem (D) této trubky (1) a koeficientem (x) souvisí vztahem kde koeficient (x) leží v intervalu od 0,1 do 4.

3 výkresy