ES2308586T3 - Procedimiento para la fabricacion de un tubo multicapa. - Google Patents
Procedimiento para la fabricacion de un tubo multicapa. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de un tubo multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar, en que - capas de material de trabajo (1, 2) individuales a combinar formando el tubo multicapa (5) son dispuestas una encima de otra, - tras ello se genera entonces una primera unión (3, 3a y 3b, 3a 1 y 3a 2, 3b 1 y 3b 2, 3n 1 y 3n 2) entre las capas de material de trabajo (1, 2), caracterizado porque - el material de trabajo multicapa así formado es conformado como tubo (5) con ayuda del rodillo de curvar, en que mediante la presión de los rodillos desde arriba y abajo se genera constantemente una conexión por fricción entre las capas de material de trabajo (1, 2) y durante la deformación las partes (1c, 1d, 2a, 2b), que todavía pueden desplazarse libremente una respecto a otra, de las capas de material de trabajo (1, 2) se desplazan libremente una respecto a otra correspondientemente al progreso de deformación y debido a los diferentes radios de curvatura del tubo interior (1) y del tubo exterior (2), - tras un determinado progreso de deformación se genera por lo menos una unión adicional (6a, 6b) entre las capas de material de trabajo (1, 2) mediante el recurso de que éstas son unidas entre sí por al menos una posición adicional, y - entonces el tubo multicapa (5) es terminado de conformar con ayuda del rodillo de curvar y/o de la máquina de terminación de curvado, en que durante esta conformación final las capas de material de trabajo (1, 2) no se siguen desplazando una respecto a otra, a través de lo cual la respectiva capa de material de trabajo (1) que actúa como tubo interior es presionada con ajuste a presión contra la capa de material de trabajo (2) que actúa respectivamente como tubo exterior.
Description
Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la fabricación de un tubo multicapa. Los tubos
multicapa se emplean preferentemente en caso de exigencias elevadas
frente a corrosión o abrasión.
Recipientes a presión o conductos a presión
resistentes a la corrosión pueden ser fabricados más económicamente
mediante la aplicación de tubos multicapa que como realizaciones
macizas a partir de correspondientes materiales de trabajo. Esto se
consigue mediante la división de cargas entre una capa interior
delgada y resistente a la corrosión (por ejemplo de acero
inoxidable y resistente a ácidos) y una capa exterior de alta
solidez y resistente a la presión (por ejemplo acero de
construcción de grano fino). A través de ello, el consumo de acero
puede ser reducido considerablemente en conjunto y una gran parte
del consumo de acero restante puede ser trasladado a materiales de
trabajo económicos.
Conductos tubulares resistentes a la abrasión se
hacen posibles en determinadas categorías de calidad sólo mediante
la realización como tubo multicapa (por ejemplo con unión mecánica,
véase más abajo), ya que pueden emplearse como capa interior
materiales de trabajo (por ejemplo aceros de alta solidez con
durezas elevadas) que por sí solos no pueden o solo pueden ser
transformados con mucha dificultad en tubos.
Otras combinaciones de materiales de trabajo son
posibles en gran variedad, en principio las posibilidades de
combinación de materiales de trabajo están limitadas aquí sólo por
las técnicas de elaboración que entran en consideración
respectivamente.
En la estructura de la envoltura del tubo se
diferencia entre
- -
- unión metalúrgica de superficie completa (esta unión requiere chapa plaqueada como producto semielaborado de partida) y
- -
- unión puramente mecánica (por ejemplo una unión por fricción) entre el tubo interior y el tubo exterior - preferentemente entre la chapa interior y la exterior y su soldadura por los bordes de chapa.
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La fabricación de tales tubos multicapa se
produce aquí según el estado de la técnica como sigue. Un
procedimiento así se ha dado a conocer a través del documento
JP-A-60111791. En tubos multicapa
con unión metalúrgica entre las capas - por ejemplo tubos multicapa
hechos de chapas metálicas, preferentemente chapas de acero -
encuentra aplicación como producto semielaborado de partida una
chapa compuesta plaqueada hecha de dos materiales de trabajo (de
acero) diferentes. El tubo multicapa se fabrica entonces como
sigue:
- -
- Primeramente se produce la fabricación de una chapa compuesta mediante plaqueado por laminación o explosión,
- -
- luego la conformación del tubo según procedimientos habituales, a saber por medio de un rodillo de curvar o prensa plegadora y
- -
- tras ello la soldadura, en que la pared exterior del tubo multicapa se produce según los procedimientos habituales para la soldadura de tubos correspondientemente al material de trabajo empleado y la soldadura de la pared interior se produce como soldadura por deposición, igualmente de forma adaptada al material de trabajo.
\vskip1.000000\baselineskip
La desventaja de este procedimiento según el
estado de la técnica estriba por un lado en el elevado coste del
producto semielaborado de partida y con ello también del producto
final, pero por otro lado también en una disponibilidad escasamente
suficiente del producto semielaborado de partida, debido a
capacidades de producción extremadamente limitadas para éste en el
mundo. Así, según el conocimiento de la solicitante y del inventor
sólo existen unas pocas plantas para la fabricación de chapas
multicapa plaqueadas por laminación, a saber en Austria y en Japón,
pero por ejemplo no hay ninguna planta para ello en la República
Federal de Alemania. Tampoco existen apenas plantas para el
plaqueado por explosión, según conocimiento del inventor y de la
solicitante. Así, en la empresa Dynamit Nobel en Burbach, República
Federal de Alemania existe una de las pocas plantas de este tipo.
La técnica de fabricación empleada para ello es también muy
problemática y correspondientemente costosa y cara, en que hay que
hacer notar además que está disponible sólo para lotes de
fabricación muy pequeños.
Además, el número de materiales de trabajo que
pueden elaborarse de este modo es limitado. Así, no pueden
emplearse a saber determinados aceros resistentes a la abrasión como
capa interior cuando debido a su elevada proporción de carbono no
pueden ser soldados o sólo pueden serlo con dificultad.
\newpage
En tubos multicapa con unión mecánica encuentran
aplicación como producto semielaborado de partida varios -
preferentemente dos - tubos terminados. El procedimiento será
explicado aquí en lo que sigue con ayuda del ejemplo de dos tubos
(en el caso de varias capas, las realizaciones deben entenderse
correspondientemente):
- -
- Dos tubos terminados son fabricados con precisión de ajuste a partir de los materiales de trabajo a combinar y son insertados uno en otro sin fricción, en que el tubo exterior debe tener un límite de fluencia mayor que el interior.
- -
- Por expansión (mecánicamente - por ejemplo mediante un punzón de expansión - o mediante presión de líquido, en que los tubos situados uno dentro de otro son presionados hacia una matriz que rodea el tubo exterior) el tubo interior es presionado hacia el tubo exterior bajo ensanchamiento elástico del tubo exterior. Al desaparecer las fuerzas de expansión, el tubo exterior se asienta, debido a la mayor recuperación elástica, por ajuste a presión en torno al tubo interior.
- -
- Para terminar, los dos materiales de trabajo son soldados por los lados frontales.
\vskip1.000000\baselineskip
La desventaja de este procedimiento según el
estado de la técnica estriba en que el tubo exterior debe tener un
límite de fluencia mayor que el interior, ya que si no falta la
recuperación elástica del tubo exterior que provoca el ajuste a
presión con el tubo interior y que es necesaria por ello. Esto es
desventajoso en particular porque materiales de trabajo de alta
solidez - a saber aceros de una solidez particularmente alta -, que
son particularmente ventajosos para conductos tubulares resistentes
a la abrasión en el interior del tubo, tienen límites de fluencia
elevados o incluso muy elevados y con ello no son apropiados para
este procedimiento de fabricación.
Constituye por ello la tarea de la presente
invención, partiendo del estado de la técnica, proporcionar un
procedimiento para la fabricación de un tubo multicapa, que por un
lado busca evitar las desventajas previamente citadas, y que por
consiguiente funcione sin un producto semielaborado plaqueado por
laminación y/o por explosión, pero que por otro lado no sufra
tampoco las limitaciones que trae consigo la fabricación de tubos
multicapa según el estado de la técnica con una unión mecánica por
fricción de las capas entre sí.
Estar tarea es resuelta mediante un
procedimiento para la fabricación de un tubo multicapa según la
reivindicación 1. Otras formas de realización convenientes resultan
de las reivindicaciones subordinadas.
Según la presente invención, puede evitarse el
empleo de un producto semielaborado plaqueado por laminación y/o
por explosión mediante el recurso de que la capa de material de
trabajo que actúa como tubo interior es presionado, ya durante la
conformación del tubo en el rodillo de curvar y/o en la máquina de
terminación de curvado necesaria por regla general para la
conformación final, con ajuste a presión contra la capa de material
de trabajo que actúa respectivamente como tubo exterior, y de este
modo es sujetada por fricción dentro del tubo exterior respectivo y
a saber sin tener que ensanchar el tubo multicapa y con ello caer en
las desventajas ya citadas. Hay que indicar que en algunos casos es
también posible sin embargo una conformación final en el propio
rodillo de curvar, como en rodillos de curvar más cortos, que son
capaces de realizar también la función de la conformación final del
tubo. En estos casos no forma parte del procedimiento conforme a la
invención una máquina de terminación de
curvado.
curvado.
Cuando en este texto se habla de una unión a lo
largo de un borde o a lo largo de una línea (preferentemente sólo
imaginaria), se hace referencia con ello a cualquier tipo de unión a
lo largo del borde o línea, independientemente de si esta unión
existe a lo largo de todo el borde o línea, o sólo a tramos a lo
largo del borde o línea o también sólo en puntos individuales
(tales como a saber soldaduras por puntos), a saber en dos puntos -
preferentemente en los puntos extremos del borde o línea - o incluso
solo en un único punto en el borde o sobre la línea.
En una forma de realización preferida del
procedimiento para la fabricación de un tubo multicapa con ayuda de
un rodillo de curvar según la presente invención,
- -
- la primera unión entre las capas de material de trabajo se genera mediante el recurso de que éstas son unidas entre sí a lo largo de uno de los bordes longitudinales o transversales de la capa de material de trabajo situada encima, y
- -
- la por lo menos una unión adicional entre las capas de material de trabajo se produce tras un determinado progreso de deformación a lo largo del segundo borde longitudinal o transversal de la capa de material de trabajo situada encima.
\vskip1.000000\baselineskip
La por lo menos una unión adicional entre las
capas de material de trabajo puede generarse a saber tras un
progreso de deformación entre un 50% y menos de un 100%.
En otra forma de realización particularmente
preferida del procedimiento para la fabricación de un tubo bicapa
como tubo multicapa con un tubo exterior y un tubo interior con
ayuda de un rodillo de curvar según la presente invención, el
progreso de deformación tras el cual se produce la por lo menos una
unión adicional entre las capas de material de trabajo - aquí
denominado F_{for} e indicado en porcentaje - resulta -
preferentemente de forma aproximada - como sigue
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
con
- DA
- como diámetro exterior del tubo exterior en mm,
- SA
- como grosor de pared del tubo exterior en mm,
- SI
- como grosor de pared del tubo interior en mm,
- \sigma_{I}
- como límite de fluencia del tubo interior en N/mm^{2},
- Z_{s}
- como suplemento de recalcado indicado en porcentaje y
- E
- como módulo de elasticidad (módulo E) en N/mm^{2}.
\vskip1.000000\baselineskip
La expresión precedente resulta aquí de las
siguientes relaciones:
La longitud de las fibras neutrales del tubo
exterior - aquí denominada L_{nfa} -vale
L_{nfa} =
(DA-SA)\cdot
\pi
La longitud de las fibras neutrales del tubo
interior - aquí denominada L_{nfi} - vale
L_{nfi} =
(DA-2 \cdot
SA-SI)\cdot\pi
El desplazamiento del borde libre de la chapa
para un grado de deformación del tubo del 100% - aquí denominado
L_{fv} - vale entonces:
L_{fv} =
L_{nfa} -
L_{nfi}
El grado de recalcado del tubo interior para
alcanzar el límite de recalcado - aquí denominado
\varepsilon_{St} - resulta ser:
y la longitud de recalcado para
alcanzar el límite de recalcado resulta
ser:
L_{st} =
\varepsilon_{St} \cdot L_{nfi}
\cdot(Z_{s}+1)
El progreso de deformación, para el que se
produce la unión adicional entre las capas de material de trabajo,
- aquí denominado F_{for} - vale entonces (indicado como
valor entre 0 y 1) aproximadamente:
\newpage
e indicado como porcentaje:
Si se resuelve esta expresión con
- DA
- como diámetro exterior del tubo exterior en mm,
- SA
- como grosor de pared del tubo exterior en mm,
- SI
- como grosor de pared del tubo interior en mm,
- \sigma_{I}
- como límite de fluencia del tubo interior en N/mm^{2},
- Z_{s}
- como suplemento de recalcado indicado en porcentaje y
- E
- como módulo de elasticidad (módulo E) en N/mm^{2}
\vskip1.000000\baselineskip
se obtiene la expresión ya indicada
al principio para el progreso de deformación, para el que se produce
la unión adicional entre las capas de material de trabajo - aquí
denominado F_{for} e indicado en porcentaje. El suplemento
de recalcado tiene en cuenta aquí la precisión de fabricación en la
fijación de la por lo menos una unión adicional de las capas de
material de trabajo y compensa esto de modo que se alcance al menos
la fuerza de prensado buscada del tubo interior contra el tubo
exterior.
Algunos ejemplos pueden ilustrar esto, en que el
mínimo y el máximo, así como también el ejemplo típico se refieren
al grado de deformación porcentual, para el que se produce la por lo
menos una unión adicional entre las capas de material de
trabajo:
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Las cantidades buscadas resultan entonces como
sigue:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Otra forma de realización preferida del
procedimiento para la fabricación de un tubo multicapa con ayuda de
un rodillo de curvar según la presente invención está caracterizada
porque al menos una de las capas de material de trabajo consta de
más de un elemento dispuesto encima, preferentemente más de una
chapa. Los elementos dispuestos encima pueden estar situados aquí
con su borde longitudinal paralelo al borde longitudinal de la capa
de material de trabajo situada debajo, pero no tienen que estar así
necesariamente. Así, es también posible que lleguen a estar con su
borde longitudinal transversalmente al otro borde.
Si los elementos están situados aquí con su
borde longitudinal paralelamente - preferentemente de forma
aproximadamente paralela - al borde longitudinal de la capa de
material de trabajo situada debajo, la primera unión entre las
capas de material de trabajo se genera preferentemente mediante el
recurso de que los elementos, preferentemente chapas, tras ser
dispuestos encima a lo largo de su zona de tope, que forma al mismo
tiempo respectivamente un borde longitudinal de los elementos,
preferentemente chapas, de la capa de material de trabajo situada
encima, son unidos a la capa de material de trabajo situada debajo,
preferentemente la chapa situada debajo.
Este procedimiento es apropiado particularmente
para la fabricación de tubos multicapa conforme a la invención con
diámetros grandes, preferentemente con aquéllos mayores de 610 mm
(24''), en que a menudo la anchura de las bandas de material de
capa interior disponibles, preferentemente de bandas de acero
(chapas de acero) no es suficiente para proporcionar una capa
interior completa para tubos tan grandes. Si tampoco son suficientes
dos bandas, el procedimiento puede continuar a voluntad: se
disponen encima entonces tres o también más elementos,
preferentemente chapas.
Preferentemente, en el procedimiento para la
fabricación de un tubo multicapa con ayuda de un rodillo de curvar
según la presente invención, el tubo multicapa es cerrado mediante
una soldadura del tubo exterior a lo largo de la costura del tubo y
mediante una soldadura por deposición del tubo interior, para
terminar así el cuerpo de tubo multicapa.
Las capas de material de trabajo pueden ser
unidas también por los lados frontales del tubo, a saber para
evitar ahí la penetración de humedad entre las capas de material de
trabajo que no están unidas metalúrgicamente por toda la
superficie.
Un caso de aplicación preferido del
procedimiento según la presente invención lo representa la
fabricación de tubos bicapa conforme a la invención, no obstante la
invención no se limita a ello, también son fabricables con él en
principio tubos de tres, cuatro o más capas conforme a la invención,
lo que es como mínimo considerablemente difícil según el estado de
la técnica, si no directamente imposible.
En otra forma de realización particularmente
preferida de la presente invención encuentran aplicación chapas,
preferentemente chapas metálicas y de forma particularmente
preferente chapas de acero, como capas de material de trabajo o
como elementos de la capa de material de trabajo.
También, en el procedimiento para la fabricación
de un tubo multicapa con ayuda de un rodillo de curvar según la
presente invención, preferentemente al menos una de las uniones de
las capas de material de trabajo se produce como soldadura, lo que
es apropiado sobre todo para las chapas metálicas anteriormente
citadas, preferentemente chapas de acero.
El tubo multicapa obtenido según el
procedimiento presente conforme a la invención puede estar
estructurado en particular de tal modo que una capa de material de
trabajo respectivamente situada dentro tenga, respecto a la capa de
material de trabajo respectivamente situada fuera, un límite de
fluencia o un límite elástico convencional mayor (véase
posteriormente con respecto a esto) que ésta, en que al menos una
capa de material de trabajo consta preferentemente de chapa
metálica, de forma particularmente preferente de chapa de acero.
Una forma de realización particularmente
preferida de un tubo multicapa obtenido según el procedimiento
conforme a la invención está caracterizada porque el tubo multicapa
está conformado como tubo bicapa, que tiene dos capas de chapa de
acero como material de trabajo, en que la capa de chapa de acero que
actúa como tubo interior tiene una proporción de carbono alta hasta
muy alta y con ello al menos ya no es incondicionalmente
soldable.
Los tubos multicapa obtenidos así conforme a la
invención se diferencian de múltiples modos respecto a aquéllos
según el estado de la técnica, sin embargo sin que todas estas
diferencias tengan que mostrarse simultáneamente en un tubo
multicapa conforme a la invención y pudieran caracterizarlo en
consecuencia. Antes bien, estas diferencias pueden aparecer también
en diferente combinación entre sí, pero no obstante tampoco tiene
que ser así.
De este modo, según la presente invención por un
lado no es necesario emplear chapas plaqueadas (con las desventajas,
ya tratadas al principio, de tiempo de entrega largo y
disponibilidad limitada, así como precio alto), y por otro lado
pueden fabricarse aún así tubos multicapa - en particular tubos
bicapa hechos de capas de chapa de acero como material de trabajo
- con límite de fluencia elevado del material de trabajo del
respectivo tubo interior para un límite de fluencia simultáneamente
más bajo del material de trabajo del tubo respectivamente exterior
respecto al anterior, lo que es necesario a saber para aplicaciones
de tubos multicapa que dependen de una resistencia a la abrasión lo
más elevada posible del tubo interior, ya que una elevada
resistencia a la abrasión por regla general va acompañada también
por una elevada dureza y ésta a su vez por un elevado límite de
fluencia. Tubos multicapa de este tipo, que tienen un tubo situado
dentro hecho de un material con un límite de fluencia más elevado o
igual que el de un tubo dispuesto exteriormente respecto al
anterior, pero que a pesar de ello no muestran una unión
metalúrgica por toda la superficie de capas contiguas, no pueden
fabricarse hasta ahora según el estado de la técnica; no existen
hasta ahora. En contraposición, se hacen posibles mediante la
presente invención. Hay que hacer notar que en caso de un límite de
fluencia no expreso - a saber en casos sólo de deformación plástica
reforzada - en vez del límite de fluencia pasa a utilizarse
entonces el límite elástico convencional como valor de la tensión de
un alargamiento plástico permanente bajo una determinada acción de
fuerza.
Independientemente de ello, con el procedimiento
conforme a la invención pueden fabricarse también tubos multicapa
sin emplear chapas plaqueadas (unidas metalúrgicamente por toda la
superficie) caras y de difícil suministro, en diámetros de magnitud
prácticamente arbitraria, lo que hasta ahora no es posible según el
estado de la técnica, ya que aquí la expansión necesaria está
limitada por las dimensiones de los punzones de expansión empleados
o por una matriz que rodea el tubo multicapa a fabricar, necesaria
para la conformación uniforme en caso de una acción de fuerza de
expansión hidráulica. Frente a ello, el procedimiento con rodillo de
curvar conforme a la invención hace posible tubos multicapa, que no
están sometidos a tales límites prefijados, ya que el rodillo de
curvar, que actúa conformando siempre sólo en un punto del radio de
curvatura del tubo, no limita en esa medida el diámetro del tubo
multicapa conforme a la invención. Con ello pueden fabricarse en
particular también tubos multicapa sin chapas plaqueadas, que
superan - ampliamente de modo preferente - el límite dado según el
estado actual de la técnica, de un diámetro de aproximadamente 610
mm (24'').
La presente invención también hace posible por
primera vez la fabricación de tubos multicapa con capa interior
parcial, es decir un tubo interior que forma en sección transversal
sólo una circunferencia parcial, por ejemplo en forma de una ranura
entrante en el pie del tubo, lo que tampoco es posible hasta ahora
según el estado de la
técnica.
técnica.
A este respecto es destacable que según el
procedimiento de la presente invención pueden fabricarse
económicamente por supuesto también tubos en cantidades sólo muy
pequeñas, en particular también por unidades, lo que estaría
obstaculizado según el estado de la técnica, en un caso por el
costoso plaqueado y los lotes de fabricación mínimos necesarios
para ello, y en otro caso por las herramientas y dispositivos
necesarios para la expansión y especialmente preparados para
ello.
En lo que sigue se describen ejemplos de
realización, que no deben entenderse como limitativos, con ayuda
del dibujo. En éste muestran:
la figura 1 una vista esquemática en perspectiva
sobre dos capas de material de trabajo dispuestas una sobre otra, a
combinar formando el tubo multicapa,
la figura 2 una vista esquemática en perspectiva
sobre dos capas de material de trabajo dispuestas una sobre otra, a
combinar formando el tubo multicapa, con una primera unión,
preferentemente soldadura entre las capas de material de trabajo
aproximadamente a lo largo de una línea (imaginaria) paralela a un
borde longitudinal de la capa de material de trabajo dispuesta
encima,
la figura 3 una vista esquemática en perspectiva
sobre dos capas de material de trabajo dispuestas una sobre otra, a
combinar formando el tubo multicapa, en que aquí una de las capas de
material de trabajo consta de dos elementos - preferentemente
chapas - dispuestos según la dirección longitudinal del tubo,
la figura 3a muestra otra vista esquemática en
perspectiva sobre dos capas de material de trabajo dispuestas una
sobre otra, a combinar formando el tubo multicapa, en que aquí una
de las capas de material de trabajo, a saber la capa de material de
trabajo dispuesta encima, consta de varios, a saber una
multiplicidad de elementos - preferentemente chapas - dispuestos
encima según la dirección perimetral del tubo,
la figura 4 una vista esquemática en perspectiva
sobre dos capas de material de trabajo dispuestas una sobre otra, a
combinar formando el tubo multicapa, en que una de las capas de
material de trabajo consta de más de uno, a saber aquí dos
elementos - preferentemente chapas - dispuestos encima, y aquí se ha
creado una primera unión entre las capas de material de trabajo
mediante el recurso de que los elementos, tras ser dispuestos
encima a lo largo de su zona de tope, que al mismo tiempo forma
respectivamente un borde longitudinal de los elementos de la capa
de material de trabajo situada encima, han sido unidos,
preferentemente soldados, a la capa de material de trabajo situada
debajo,
la figura 5 una vista esquemática en perspectiva
dentro de un tubo multicapa conforme a la invención desde un lado
frontal durante el procedimiento de fabricación conforme a la
invención, a saber en el paso de procedimiento en el que el
material de trabajo multicapa formado con ello es conformado como
tubo con ayuda del rodillo de curvar (el propio rodillo está aquí
ocultado y por ello no puede verse), en que mediante la presión de
los rodillos desde arriba y abajo se genera constantemente una
conexión por fricción entre las capas de material de trabajo y
durante la deformación las partes que aún pueden desplazarse
libremente una respecto a otra de las capas de material de trabajo
se desplazan libremente una respecto a otra, correspondientemente al
progreso de deformación y debido a los radios de curvatura
diferentes del tubo interior y del tubo exterior,
la figura 6 una vista esquemática en perspectiva
dentro de un tubo multicapa conforme a la invención desde un lado
frontal durante el procedimiento de fabricación conforme a la
invención, a saber en el paso de procedimiento en el que tras un
determinado progreso de deformación se ha generado al menos una
unión adicional entre las capas de material de trabajo mediante el
recurso de que la capa de material de trabajo situada encima han
sido unidas entre sí por al menos una posición adicional,
la figura 7 un corte transversal en perspectiva
a través de un tubo multicapa terminado conforme a la invención con
capa interior y exterior,
la figura 8 un corte transversal en perspectiva
a través de un tubo multicapa con capa interior y exterior en vista
en detalle en la zona de la costura de soldadura.
La figura 1 muestra una vista esquemática en
perspectiva sobre dos capas de material de trabajo 1, 2 dispuestas
una sobre otra, a combinar formando el tubo multicapa.
La figura 2 muestra una vista esquemática en
perspectiva sobre dos capas de material de trabajo dispuestas una
sobre otra, a combinar formando el tubo multicapa, con una primera
unión 3a y 3b - preferentemente soldadura (a saber en los puntos
3a, 3b) - entre las capas de material de trabajo 1, 2
aproximadamente a lo largo de una línea (imaginaria) paralela a un
borde longitudinal 4 de la capa de material de trabajo 1 situada
encima.
La figura 3 muestra una vista esquemática en
perspectiva sobre dos capas de material de trabajo 1a, 1b, 2
dispuestas una sobre otra, a combinar formando el tubo multicapa, en
que aquí una de las capas de material de trabajo, a saber la capa
de material de trabajo dispuesta encima, consta de dos elementos 1a,
1b - preferentemente chapas - dispuestos encima según la dirección
longitudinal del tubo.
La figura 3a muestra otra vista esquemática en
perspectiva sobre dos capas de material de trabajo 1a, 1b, ..., 1n,
2, dispuestas una sobre otra, a combinar formando el tubo multicapa,
en que aquí una de las capas de material de trabajo, a saber la
capa de material de trabajo dispuesta encima, consta de una
multiplicidad, a saber de un número finito - aquí denominado n - de
elementos 1a, 1b, ... 1n - preferentemente chapas - dispuestos
encima según la dirección perimetral del tubo. El hecho de que se
puede tratar de un número arbitrario de n elementos 1a, 1b, ..., 1n
dispuestos encima, se indica aquí en el dibujo mediante una línea de
puntos 11.
Los elementos 1a, 1b, ..., 1n dispuestos encima
están situados aquí con su borde longitudinal 4 transversalmente al
borde longitudinal de la capa de material de trabajo 2 situada
debajo, frente a lo cual están situados aquí con su respectivo
borde transversal 4a paralelamente al borde longitudinal de la capa
de material de trabajo 2 situada debajo. También pueden verse aquí
las respectivamente primeras uniones 3a_{1}, 3a_{2}, 3b_{1},
3b_{2}, 3n_{1}, 3n_{2}, previstas en esta disposición, de los
elementos 1a, 1b, ..., 1n dispuestos sobre la capa de material de
trabajo 2.
La figura 4 muestra una vista esquemática en
perspectiva sobre dos capas de material de trabajo 1a, 1b, 2
dispuestas una sobre otra, a combinar formando el tubo multicapa, en
que una de las capas de material de trabajo consta de más de uno, a
saber aquí dos elementos 1a, 1b - preferente chapas - dispuestos
encima, y aquí se ha creado una primera unión 3 entre las capas de
material de trabajo mediante el recurso de que los elementos 1a,
1b, tras ser dispuestos encima a lo largo de su zona de tope, que al
mismo tiempo forma respectivamente un borde longitudinal de los
elementos 1a, 1b de la capa de material de trabajo situada encima,
han sido unidos, preferentemente soldados, a la capa de material de
trabajo 2 situada debajo. Aquí, esta unión 3 se ha producido a lo
largo de la zona de tope, al mismo tiempo borde longitudinal,
mediante una unión 3 cerrada, preferentemente soldadura, que se
extiende sobre toda la longitud de la zona de tope, al mismo tiempo
borde longitudinal. En particular es posible aquí una unión,
preferentemente soldadura, por segmentos.
La figura 5 muestra una vista esquemática en
perspectiva dentro de un tubo multicapa 5 conforme a la invención
desde un lado frontal durante el procedimiento de fabricación
conforme a la invención, a saber en el paso de procedimiento en el
que el material de trabajo multicapa formado con ello es conformado
como tubo 5 con ayuda del rodillo de curvar (el propio rodillo de
curvar está aquí ocultado y por ello no puede verse), en que
mediante la presión de los rodillos desde arriba y abajo se genera
constantemente una conexión por fricción entre las capas de
material de trabajo 1, 2 y durante la deformación las partes 1c
respecto a 2a, así como 1d respecto a 2b, que aún pueden
desplazarse libremente una respecto a otra, de las capas de material
de trabajo se desplazan libremente una respecto a otra,
correspondientemente al progreso de deformación y debido a los
radios de curvatura diferentes del tubo interior 1 y del tubo
exterior 2. La primera unión 3a y 3b entre las dos capas de
material de trabajo 1, 2 se ha producido aquí ya en dos puntos 3a,
3b, que están situados a lo largo de una línea (imaginaria)
paralela a un borde longitudinal del tubo interior 2 en formación -
a saber en sus puntos extremos. En la zona de esta primera unión 3a
y 3b de las capas de material de trabajo 1, 2, sin embargo, éstas
no pueden desplazarse ya más una respecto a otra, sino que
permanecen aquí fijas una respecto a otra, debido a su unión 3a y
3b.
La figura 6 muestra una vista esquemática en
perspectiva dentro de un tubo multicapa 5 conforme a la invención
desde un lado frontal durante el procedimiento de fabricación
conforme a la invención, a saber en el paso de procedimiento en el
que tras un determinado progreso de deformación se ha creado por lo
menos una unión adicional - aquí dos uniones adicionales - 6a y 6b,
aquí respectivamente como costura de soldadura continua o realizada
parcialmente, entre las capas de material de trabajo 1, 2 mediante
el recurso de que la capa de material de trabajo 1 situada encima
han sido unidas entre sí por al menos una posición adicional - aquí
por dos posiciones adicionales. A continuación de ello, el tubo
multicapa 5 puede ser conformado entonces con ayuda del rodillo de
curvar y/o de la máquina de terminación de curvado hasta el final
(no se puede ver ya), en que ahora durante esta conformación final
las capas de material de trabajo ya no siguen desplazándose una
respecto a otra debido a las uniones adicionales 6a y 6b, a través
de lo cual la respectiva capa de material de trabajo 1, 1c, 1d que
actúa respectivamente como tubo interior es presionada con ajuste a
presión contra la capa de material de trabajo 2, 2a, 2b que actúa
respectivamente como tubo exterior.
La figura 7 muestra entonces un corte
transversal en perspectiva a través de un tubo multicapa 5 terminado
conforme a la invención con capa interior (también denominada tubo
interior, conducto de tubo interior, chapa interior, etc.) 1 y capa
exterior (también denominada tubo exterior, conducto de tubo
exterior, chapa de base, etc.) 2, en que el tubo multicapa 5 ha
sido cerrado mediante una soldadura 7 del tubo exterior 2 a lo largo
de una costura de tubo 8 y una soldadura de deposición 9 del tubo
interior 1.
La figura 8 muestra un corte transversal en
perspectiva a través de un tubo multicapa según la figura 7 con
capa interior 1 y capa exterior 2 en vista en detalle en la zona de
las dos costuras de soldadura 7, 9.
Claims (15)
1. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar, en que
- -
- capas de material de trabajo (1, 2) individuales a combinar formando el tubo multicapa (5) son dispuestas una encima de otra,
- -
- tras ello se genera entonces una primera unión (3, 3a y 3b, 3a_{1} y 3a_{2}, 3b_{1} y 3b_{2}, 3n_{1} y 3n_{2}) entre las capas de material de trabajo (1, 2),
caracterizado porque
- -
- el material de trabajo multicapa así formado es conformado como tubo (5) con ayuda del rodillo de curvar, en que mediante la presión de los rodillos desde arriba y abajo se genera constantemente una conexión por fricción entre las capas de material de trabajo (1, 2) y durante la deformación las partes (1c, 1d, 2a, 2b), que todavía pueden desplazarse libremente una respecto a otra, de las capas de material de trabajo (1, 2) se desplazan libremente una respecto a otra correspondientemente al progreso de deformación y debido a los diferentes radios de curvatura del tubo interior (1) y del tubo exterior (2),
- -
- tras un determinado progreso de deformación se genera por lo menos una unión adicional (6a, 6b) entre las capas de material de trabajo (1, 2) mediante el recurso de que éstas son unidas entre sí por al menos una posición adicional, y
- -
- entonces el tubo multicapa (5) es terminado de conformar con ayuda del rodillo de curvar y/o de la máquina de terminación de curvado, en que durante esta conformación final las capas de material de trabajo (1, 2) no se siguen desplazando una respecto a otra, a través de lo cual la respectiva capa de material de trabajo (1) que actúa como tubo interior es presionada con ajuste a presión contra la capa de material de trabajo (2) que actúa respectivamente como tubo exterior.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según la
reivindicación 1, caracterizado porque la capa de material
de trabajo (1) que actúa como tubo interior forma una circunferencia
parcial en sección transversal en el tubo multicapa (5)
terminado.
3. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según la
reivindicación 2, caracterizado porque la capa de material
de trabajo (1), que actúa como tubo interior y que forma una
circunferencia parcial en sección transversal en el tubo multicapa
(5) terminado, forma una ranura en el pie del tubo multicapa.
4. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según la
reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque la primera
unión entre las capas de material de trabajo (1, 2) se genera
mediante el recurso de que éstas son unidas entre sí
aproximadamente a lo largo de uno de los bordes longitudinales (4)
o transversales (4a) de la capa de material de trabajo (1) situada
encima o aproximadamente a lo largo de una línea paralela a
ellos.
5. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según una de las
reivindicaciones 1-4, caracterizado porque la
por lo menos una unión adicional (6a, 6b) entre las capas de
material de trabajo (1, 2) se produce tras un determinado progreso
de deformación aproximadamente a lo largo de un segundo borde
longitudinal (4) o transversal (4a) de la capa de material de
trabajo (1, 1a, 1b, 1n) situada encima o aproximadamente a lo largo
de una línea paralela a ellos.
6. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según una de las
reivindicaciones 1-5, caracterizado
porque
- -
- la primera unión entre las capas de material de trabajo (1, 2) se genera mediante el recurso de que éstas son unidas entre sí a lo largo de uno de los bordes longitudinales (4) o transversales (4a) de la capa de material de trabajo (1) situada encima, y
- -
- la por lo menos una unión adicional (6a, 6b) entre las capas de material de trabajo (1, 2) se produce, tras un determinado progreso de deformación, a lo largo del segundo borde longitudinal o transversal de la capa de material de trabajo (1) situada encima.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según una de las
reivindicaciones 1-6, caracterizado porque la
por lo menos una unión adicional (6a, 6b) entre las capas de
material de trabajo (1, 2) se genera tras un progreso de deformación
entre un 50% y menos de un 100%.
8. Procedimiento para la fabricación de un tubo
bicapa (5) como tubo multicapa con un tubo exterior (2) y un tubo
interior (1) con ayuda de un rodillo de curvar según una de las
reivindicaciones 1-6, caracterizado porque
la por lo menos una unión adicional (6a, 6b) entre las capas de
material de trabajo (1, 2) se genera tras un progreso de
deformación de aproximadamente F_{for} (indicado en
porcentaje)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
con
- DA
- como diámetro exterior del tubo exterior en mm,
- SA
- como grosor de pared del tubo exterior en mm,
- SI
- como grosor de pared del tubo interior en mm,
- \sigma_{I}
- como límite de fluencia del tubo interior en N/mm^{2},
- Z_{s}
- como suplemento de recalcado indicado en porcentaje y
- E
- como módulo de elasticidad (módulo E) en N/mm^{2}.
\vskip1.000000\baselineskip
9. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según una de las
reivindicaciones 1-8, caracterizado porque al
menos una de las capas de material de trabajo (1, 2) consta de más
de un elemento (1a, 1b, 1n) dispuesto encima.
10. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según la
reivindicación 9, caracterizado porque los elementos son
dispuestos aquí con su borde longitudinal aproximadamente de forma
paralela al borde longitudinal de la capa de material de trabajo
situada debajo y la primera unión (3) entre las capas de material
de trabajo (1, 2) se genera mediante el recurso de que los elementos
(1a, 1b), tras ser dispuestos encima a lo largo de su zona de tope,
que forma al mismo tiempo respectivamente un borde longitudinal de
los elementos de la capa de material de trabajo (1a, 1b) situada
encima, son unidos a la capa de material de trabajo situada
debajo.
11. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según una de las
reivindicaciones 1-10, caracterizado porque
el tubo multicapa (5) es cerrado mediante una soldadura (7) del
tubo exterior (2) a lo largo de la costura de tubo (8) y una
soldadura por deposición (9) del tubo interior (1).
12. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según una de las
reivindicaciones 1-11, caracterizado porque
las capas de material de trabajo (1, 2) son unidas por los lados
frontales del tubo (5).
13. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según una de las
reivindicaciones 1-12, caracterizado porque
como tubo multicapa (5) se fabrica un tubo bicapa.
14. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según una de las
reivindicaciones 1-13, caracterizado porque
se emplean chapas como capa de material de trabajo (1, 2) o como
elementos (1a, 1b, 1n) de la capa de material de trabajo (1).
15. Procedimiento para la fabricación de un tubo
multicapa (5) con ayuda de un rodillo de curvar según una de las
reivindicaciones 1-14, caracterizado porque
al menos una de las uniones (3, 3a y 3b, 3a_{1} y 3a_{2},
3b_{1} y 3b_{2}, 3n_{1} y 3n_{2}, 6a, 6b) entre las capas de
material de trabajo (1, 2) se produce como soldadura.
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