CS266885B1

CS266885B1 - Equipment for tubes bending

Info

Publication number: CS266885B1
Application number: CS881190A
Authority: CS
Inventors: Juraj Ing Cervenka; Jan Psenica; Miroslav Horak; Jiri Horak
Original assignee: Juraj Ing Cervenka; Jan Psenica; Miroslav Horak; Jiri Horak
Priority date: 1988-02-25
Filing date: 1988-02-25
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS119088A1

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.The proposed device solves the problem of bending pipes. The annular part of the inductor device is offset from the bent pipe towards the pivot of the bending arm and the cooling part of the inductor device is offset from the bent pipe towards the pivot of the bending arm and the cooling part of the inductor device is inclined by an angle β with respect to the heating part. The apex of the angle β lies inside the bend of the bent pipe. The inductor device is offset from the pivot of the bending arm and from the pipe towards its front end by the coordinate C. The solution is used when bending thin-walled austenitic pipes.

Description

Vynález se týká zařízení k ohýbání trubek, zejména tenkostěnných velkoprůměrových trubek z austenitických materiálů, používaných např. v energetice.The invention relates to a device for bending pipes, in particular thin-walled large-diameter pipes made of austenitic materials, used, for example, in the power industry.

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.Bending of pipes made of austenitic heat-resistant steels, eg steels of the CrNi 18f0 type and other steels of similar composition, in the required high quality indicators is a very complex problem, which to a greater or lesser extent has so far been solved by only a few global manufacturers. The amount and quality of information available on its solution is still negligible. In particular, there is no data or experience available in the available technical literature with the bending of large-diameter thin-walled pipes with a specific thickness given by the ratio of the wall thickness to the outer diameter of the pipe of less than 5 percent. Tubes made of austenitic materials are currently bent hot on a bending plate, then on a bending machine with a pressure bending roller, or on a bending machine with a rotating arm. The bending plate in a conventional embodiment is a device consisting of a robust horizontal circular rotating platform with a diameter of several meters and two vertical guide rollers arranged outside the circumference of this rotating platform. In the upper face of the turntable, vertical openings are formed in several concentrated circular rows, in which two push-in bending pins are displaceably arranged. For bending on the bending plate, the bent pipe is closed at both its ends and its inner space is filled with suffocated sand. During bending, thin-walled pipes form an indelible corrugation on the inside of the bend and the originally circular cross-section flattens uncontrollably. In addition, due to the poor thermal conductivity of austenitic steels, the inner surface of the pipe is degraded by baked sand grains after long-term preheating in a gas furnace, and the structure in the entire wall cross section is also adversely affected.

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.A bending machine with a pressure bending roller consists of a bed with a longitudinally displaceable thrust carriage, a drive unit mounted at one end of the bed and a kinetic screw kinematically connected to said thrust carriage, a carrier mounted to the other end of the bed and provided with a transversely displaceable support with a rotatably mounted bending roller and further consists of an adjusting device with guide rollers and an inductor device for medium-frequency electric heating of the formed tube. During the operation of the machine, the pressure bending roller tilts the pipe passing through the axis through the inductor to the side by the pressure exerted by the hydraulic device. Due to the rapid zone heating, the surface and the structure of the material of the bent pipe have a high quality after the bending. However, during bending, the cross-section is again inadmissibly flattened. It is also very difficult to achieve the exact bending radius on a bending machine with a pressure bending roller. Thin-walled austenitic pipes with a specific thickness of less than 5 percent cannot be successfully bent even on an existing medium-frequency bending machine with a rotating arm. The bending machine with a rotating arm is L-shaped in plan view, in which the longer straight part is the main bed with the drive unit, the sliding pusher carriage, the adjusting device and the inductor device, in which the shorter straight part is the auxiliary bed with the sliding support. carrying a rotatable bending arm. At the free end of the bending arm, a vice is provided for clamping the front end of the bent pipe. The rear end of the bent pipe is set in a push carriage. Even when bending on this machine, a smooth and smooth bend cannot be achieved, cracks and abnormal ovality are formed again. At the same time, the frequency of said defects increases rapidly with decreasing bending radius.

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.The above-mentioned disadvantages of the existing pipe bending devices are eliminated by the device according to the invention. Its essence lies in the fact that the annular heating part of the inductor device is offset towards the bent tube towards the bending arm pin and the cooling part of the inductor device is inclined with respect to said heating part by an angle measured in the bending plane. 3 ° to 10 ° and the apex of this angle lies within the bend of said tube, the ratio of the amount of external clearance between the inner surface of said heating part of the inductor device and the outer bend of the bent tube to the amount of internal clearance between the inner surface of said heating part and the inner bend of said tube. range from 0.4 to 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 vztahemThe inductor device is offset relative to the front end of the bending arm pin and the tube by a coordinate distance from the central cross-sectional plane of the heating part of the inductor device and related to the mean bending radius and outer diameter of the tube and the coefficient. relationship

C = χ — D’ kde koeficient leží v intervalu od 0,1 do 4.C = χ - D ’where the coefficient lies in the interval from 0.1 to 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.The device according to the invention makes it possible to create a circumferentially shaped heated zone in the bent tube, which guarantees a smooth and smooth bend without cracking on the drawn side. It is also possible to bend thin-walled pipes with a specific thickness of less than 5 percent, while a rounding can be achieved, the mean radius of which is equal to three times the mean diameter of the bent pipe.

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.The accompanying drawings show an example of an embodiment of a pipe bending device formed by modifying a current rotary arm bending machine, where Fig. 1 is a partial schematic plan view of its corner part and Fig. 2 is a partial axial section of its inductor device.

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 poAccording to FIG. 1, an adjusting device and an inductor device 2 with a transformer (not shown) are mounted on the corner end of the main bed 6 of the bending machine. At the outer end (not shown) of the main bed 6 is fixed after

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.CS 266 885 B1 honing unit which is kinematically connected to the pusher carriage by means of a moving screw. A corner end of the auxiliary bed 7 with a slidably mounted support 8 is attached at a right angle to the corner end of the main bed 6 from the side.

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.The screening device consists of a body 9 on which adjustable guide rollers 5 are adjustable, between which an axially displaceable tube 1 of outer diameters D is rolled. The rear end of the tube 1 is set in a pressure carriage the free end of the bending arm 4. The bound end of the bending arm 4 is rotatably mounted on a vertical pin 3 mounted on a support 8, which is kinematically connected to the drive servomotor mounted on the outer end of the auxiliary bed 7 shown by the movement screw shown.

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.In contrast to existing devices with centrally arranged heating and cooling, in the illustrated embodiment the specially adapted inductor device 2 in the bending machine with bending arm 4 is set in a position which allows the circumferentially shaped heated zone to form smooth and smooth bends. A special arrangement of the annular inductor device 2 shown in Fig. 2 and consisting of a heating part and a cooling part consists mainly in tilting these parts in the bending plane by an angle / 1. on the frame of the bending machine by hollow electrical leads fixed to the terminals of a transformer (not shown) consists of a hollow, water-cooled loop inductor 21 with attachments 22 welded at regular intervals to its front face facing the front end of the tube 1. Said hollow electrical leads are the inductor cavity 21 connected to an undrawn cooling circuit. Screws 27 are mounted in the front threaded holes of the attachments 22, carrying the cooling part of the inductor device 2, which consists of a hollow annulus cooling ring 28 provided on one of its faces with regularly spaced brackets 25. In the wall of the hollow cooling ring 28 blasting openings, the axes of which are inclined with respect to its central cross-sectional plane by an angle α. is connected to a cooling water supply (not shown). The mutual deflection of both parts of the inductor device 2 to the desired angle is performed by unequal lengths of brackets 25. The bent ends of brackets 25 are provided with clamping holes for screws 27. Electrical stripping of bent ends of brackets 25 from heating part is insulating sleeves 24 provided on the shank bolts 27. In the adjusted state, the inductor device 2 is offset relative to the pin 3 with respect to the tube 1 towards its front end and offset towards the center of the bend. In this state, the middle cross-sectional plane of the inductor 21 is offset by the coordinate C with respect to the axis of the pin 3 of the bending arm 4 and the outer clearance A between the inductor 21 and the outer bend of the bent tube 1 is smaller than the inner clearance B between the inductor 21 and the inner bend of the bent tube 1. Before starting the bending, the tube 1 is inserted into the induction device 2 of the bending device to the initial position I, in which the rear end of the tube 1 is set on the push carriage and its front end is clamped in the vice of the bending arm 4. After clamping the middle part of the tube 1 between the guide rollers 5 of the adjusting device, after switching on the electric current and the cooling water supply and after heating the tube 1 to the forming temperature, the drive unit of the pusher carriage starts, which pushes the tube 1 through the guide device and the inductor 2 to the end position II, bending it to the desired mean radius R. The size of the mean bending radius R is adjustable by the position of the vice on the bending arm 4 and the position of the support 8 on the auxiliary bed 7. The circumferentially shaped heated during the described forward movement of the pipe 1, the zone is maintained at the required parameters by cooling with water flowing through the blasting openings onto the surface of the pipe 1. After the bending is completed, the electricity and cooling water supply is stopped, the bent pipe 1 is released and removed.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A pipe bending device comprising an inductor device and a pusher carriage on which a bent pipe is set at one end, fixed at the other end in a bending arm rotatably mounted on a pin and axially guided by guide rollers of an adjusting device, characterized in that the annular device the heating part of the inductor device (2) is offset relative to the bent shaft (I) towards the pin (3) of the bending arm (4) and the cooling part of the inductor device (2) is inclined with respect to said heating part by an angle (/ 1) measured in the bending arm. a plane where the magnitude of this angle (? device (2) and the outer bend of the bent tube (1) to the size of the inner clearance (B) between the inner surface of said heating part and the inner bend of said tube (1) lies in the range from 0.4 to 0.9.

2. A pipe bending device according to claim 1, characterized in that the inductor device (2) is offset relative to its front end by a coordinate (C) relative to the pin (3) of the bending arm (4) and relative to the pipe (1). , which is given by the distance of the axis of this pin (3) from the central cross-sectional plane of the heating part of the inductor.

CS 266 885 Blor device (2) and which is related to the mean bending radius (R) and outer diameter (D) of this tube (1) and the coefficient (x) by the relation where the coefficient (x) lies in the range from 0.1 to 4.

3 drawings