FI72749C

FI72749C - ANORDNING OCH FOERFARANDE FOER LOKALGLOEDGNING AV ROERMATERIAL.

Info

Publication number: FI72749C
Application number: FI831546A
Authority: FI
Inventors: James Lee Cunningham; John Mckenzie Tatum
Original assignee: Uop Inc
Priority date: 1982-05-06
Filing date: 1983-05-05
Publication date: 1987-07-10
Also published as: IT8320985A1; KR900000040B1; FI72749B; IT1161599B; FI831546L; BR8302343A; ES522111A0; IT8320985A0; ES8501447A1; DE3316023A1; FI831546A0; CA1197094A; KR840004789A

Description

, 72749, 72749

Laitteisto ja menetelmä putkitavaran paikalliseksi hehkut-tamiseksi Tämä keksintö koskee putkitavaran ja vastaavien pitkänomaisten tuotteiden, kuten sauvojen tai metallilankojen hehkutusta. Tarkemmin sanoen se koskee pitkänomaisten tuotteiden hehkutusta, joissa on toisinaan toivottavaa saada ainakin valikoidut osat niiden pituudesta hehkutettuun tilaan. Eräs tällainen tuote on lämmönvaihtimissa käytettävien ripaputkien suorat pituudet. Tällainen putkitavara on tavanmukaisesti prosessoitu lyhyinä pituuksina, jotka on katkaistu suuren vyyhdin suoristetusta osasta, joka on hehkutettu. Lyhyiden pituuksien sisään on asetettu pitkä kara ja ne on sitten sijoitettu rivantyssäyslait-teeseen, joka kykenee selektiivisesti liikuttamaan rivoitus-osia kosketukseen putkitavaran kanssa ja irti siitä siten, että rivattornia suoria väliosia ja päitä voidaan saada aikaan. Kun rivattomat osat ovat hehkutetussa tilassa, putket voidaan helpommin koota lämmönvaihtimien putkilevykokooja- ja välilevyosiin sisälevitystekniikalla.This invention relates to the annealing of pipe products and similar elongate products such as rods or metal wires. More specifically, it relates to the annealing of elongate products, where it is sometimes desirable to have at least selected portions of their length in the annealed state. One such product is the straight lengths of finned tubes used in heat exchangers. Such tubular goods are conventionally processed into short lengths cut from a straightened part of a large coil which is annealed. Within the short lengths, a long spindle is placed and then placed in a ribbing threshing device capable of selectively moving the ribbing portions into contact with and away from the pipe article so that straight spacers and ends of the ribbing tower can be provided. When the ribless parts are in the annealed state, the tubes can be more easily assembled into the tube plate collector and spacer parts of the heat exchangers by the internal application technology.

Tällaisten putkien hehkuttamiseen aikaisemmin käytetty tekniikka on sisältänyt sekä panos- että jatkuvaa tekniikkaa. Panos-tekniikassa koko vyyhti tai yksittäinen putken pituus on asetettava uuniin pitkäksi ajaksi. Prosessi on hyvin aikaavievä, vaatii hyvin kalliin pääoman laitteiston ja kuluttaa myös suuren määrän energiaa. On kehitetty myös jatkuva hehkutustekniik-ka, josta eräs esimerkki on nähtävissä US-patentissa 3 518 405. Tässä laitteistossa putkitavara taivutetaan osittain jokaisen virtaa kuljettavan elektrodipyörien erillään olevan parin ympärille, jotka saavat pyörien välisen putken osan kuumenemaan. Elektrodipyörät on tyypillisesti valmistettu grafiitista, joka kuluu suhteellisen nopeasti aiheuttaen huomattavia kustannuksia ylläpidossa, elektrodien vaihdossa ja seisonta-aikana. Toinen esimerkki on nähtävissä US-patentissa 4 309 887, jossa koko putkea hehkutetaan jatkuvasti induktiokuumentimella. US-patent-ti 3 708 354 esittää myös jatkuvaa hehkutusta.The technique previously used to anneal such tubes has included both batch and continuous techniques. In the batch technique, the entire coil or a single length of pipe must be placed in the furnace for an extended period of time. The process is very time consuming, requires very expensive capital equipment and also consumes a large amount of energy. A continuous annealing technique has also been developed, an example of which can be seen in U.S. Patent 3,518,405. In this apparatus, the tubing is partially bent around each separate pair of current-carrying electrode wheels that cause a portion of the tube between the wheels to heat. The electrode wheels are typically made of graphite, which wears out relatively quickly, incurring significant costs in maintenance, electrode replacement, and downtime. Another example can be seen in U.S. Patent 4,309,887, in which the entire tube is continuously annealed with an induction heater. U.S. Patent 3,708,354 also discloses continuous annealing.

2 727492,72749

Eräs tämän keksinnön tarkoitus on saada aikaan hehkutuslait-teisto, jota voidaan käyttää integraalisena osana erittäin nopeaa jatkuvaa rivoitusoperaatiota, joka tuottaa suuren määrän lyhyitä putkenpituuksia suuresta vyyhdistä. Lisätarkoi-tuksena on saada aikaan tällainen laite, joka on suhteellisen kiinteä ja yksinkertainen, kykenee toimimaan pitkiä ajanjaksoja pienellä kunnossapidolla ja on hyvin energiaa säästävä.It is an object of the present invention to provide an annealing apparatus which can be used as an integral part of a very fast continuous winding operation which produces a large number of short pipe lengths from a large coil. A further object is to provide such a device which is relatively fixed and simple, is able to operate for long periods of time with little maintenance and is very energy-saving.

Nämä ja muut tarkoitukset ja edut saavutetaan tämän keksinnön laitteistolla ja menetelmällä, jossa erillään olevien osien selektiivinen "paikallinen" hehkutus pitkin jatkuvasti liikkuvan putken pituutta voi tapahtua nopeudella, joka on vähintään riittävä sopimaan yhteen alavirtaan olevan rivoitusoperaation kanssa. Laitteistoa voitaisiin kuitenkin käyttää myös riippumattomana mistään alavirran operaatioista sileän putki- tai metallilanka- tai sauvaraaka-aineen paikalliseksi hehkuttami-seksi. Laitteisto sisältää hehkutuskammion, joka on asennettu edestakaisin liikkuvalle vaunulle, joka voi liikkua putken tai muun työkappaleen suunnassa. Hehkutuskammio sisältää parin erillään olevia, automaattisesti käynnistyviä putkeen tarttuvia kiristimiä, jotka tarttuvat putkitavaraan. Sinä rajoitettuna aikana, jonka kiristimet ovat kiinnittyneenä liikkuvaan putki-tavaraan, ne saavat kammion ja vaunun, johon ne on kiinnitetty, liikkumaan alavirtaan putkitavaran kanssa. Näin ollen paikallinen hehkutus tapahtuu sinä aikana, jonka vaunu liikkuu. Kiristimien irrotuksen jälkeen ilmasylinteri tai muu väline palauttaa vaunun nopeasti ylävirtaan sen lähtöasemaan. Sammutuskammio on edullisesti asennettu vaunulle välittömästi alavirtaan hehkutus-kammiosta niin, että putken juuri hehkutettu osa voidaan nopeasti jäähdyttää, kun vaunu palaa ylävirtaan. Vesisammutus voi estää hehkutuksen jälkeisen hapettumisen ja/tai värjäytymisen, kun taas inertin kaasuatmosfäärin, kuten typen ruiskutus hehkutus-kammioon estää hapettumisen ja/tai värjäytymisen hehkutuksen aikana. Monissa, joskaan ei useimmissa tapauksissa, joissa saatuja'paikallisesti hehkutettuja putkia käytetään, tällaisilla pintavioilla ei olisi mitään vaikutusta putken suorituskykyyn. Kuitenkin koska kirkas, välkkyvä putki varmasti on ostajalle 3 72749 esteettisesti tyydyttävämpi kuin himmeä, värjäytynyt putki, on tavallisesti edullista käyttää inerttiä atmosfääriä ja vesisammutusta. Hehkutettujen putkenosien saamiseksi, joilla on halutut kiteisyys- ja kovuusominaisuudet, hehkutusaikaa ja näin ollen putken lämpötilaa voidaan selektiivisesti säätää, edullisesti sähköisten releiden kautta minitietokoneesta tulevien signaalien perusteella. Tietokone vastaanottaa signaalinsa laskimesta, jonka käynnistää pyöräkooderi, jota liikkuva putki pyörittää. Edellä mainitut elementit, jotka ovat tavanomaisia, varmistavat, että vain ne putkitavaran osat, jotka on määrä jättää rivoittamatta alavirtaan olevassa rivoitusoperaatios-sa, hehkutetaan. Edullisessa toteutusmuodossa, jossa hehkutus toteutetaan vastuskuumennustekniikalla kiristimien kautta, elementit tekevät myös mahdolliseksi välttää valokaaren muodostumista käynnistämällä kiristimet koskettamaan putkea pieneksi aikaväliksi ennen virran syöttöä ja sen jälkeen. Kahdessa paljastetussa muunnoksessa hehkutus toteutetaan korvaamalla edullisen toteutusmuodon vastushehkutustekniikka induktiohehku-tustekniikalla tai kaasun heijastuslämpötekniikalla.These and other objects and advantages are achieved by the apparatus and method of the present invention, in which selective "local" annealing of discrete portions along the length of a continuously moving tube can occur at a rate at least sufficient to match a downstream ribbing operation. However, the equipment could also be used independently of any downstream operations for the local annealing of smooth tube or wire or rod stock. The apparatus includes an annealing chamber mounted on a reciprocating carriage that can move in the direction of a tube or other workpiece. The annealing chamber includes a pair of separate, automatically actuated pipe clamps that adhere to the pipe goods. During the limited time that the tensioners are attached to the moving pipe article, they cause the chamber and carriage to which they are attached to move downstream with the pipe article. Thus, local annealing occurs during the time the carriage is moving. After removing the tensioners, the air cylinder or other means quickly returns the carriage upstream to its starting position. The extinguishing chamber is preferably mounted on the carriage immediately downstream of the annealing chamber so that the freshly annealed part of the tube can be rapidly cooled when the carriage returns upstream. Water quenching can prevent oxidation and / or discoloration after annealing, while injection of an inert gas atmosphere such as nitrogen into the annealing chamber prevents oxidation and / or discoloration during annealing. In many, though not most, cases where the resulting ‘locally annealed tubes’ are used, such surface defects would have no effect on the performance of the tube. However, since a clear, flickering tube is certainly aesthetically more satisfactory to the buyer than a matte, stained tube, it is usually advantageous to use an inert atmosphere and water quenching. In order to obtain annealed tube sections having the desired crystallinity and hardness properties, the annealing time and thus the temperature of the tube can be selectively adjusted, preferably via electrical relays, based on signals from the minicomputer. The computer receives its signal from a calculator triggered by a wheel encoder rotated by a moving tube. The above-mentioned elements, which are conventional, ensure that only those parts of the pipe goods which are to be left unlined in a downstream lining operation are annealed. In a preferred embodiment, where the annealing is carried out by resistance heating technology through clamps, the elements also make it possible to avoid the formation of an arc by starting the clamps to touch the tube for a short time before and after the current is applied. In the two disclosed variations, annealing is accomplished by replacing the resistance annealing technique of the preferred embodiment with an induction annealing technique or a gas reflection thermal technique.

Kuva 1 on isometrinen kuvanto parannetun hehkutuslaitteiston edullisesta toteutusmuodosta, jossa käytetään vastuskuumennus-tekniikkaa ja sen suhteesta sen läpi pakolla ajetun putkitavaran pituuteen; kuva 2 on sivukuvanto kuvan 1 laitteistosta; kuva 3 on isometrinen kuvanto, joka esittää hehkutuskammion modifioitua muotoa, jossa käytetään induktiokuumennustekniikkaa; kuva 4 on isometrinen kuvanto, joka esittää hehkutuskammion modifioitua muotoa, jossa käytetään kaasun heijastuslämpötek-niikkaa; ja kuva 5 on poikkileikkauskuvanto otettuna pitkin kuvan 4 viivaa 5-5.Figure 1 is an isometric view of a preferred embodiment of an improved annealing apparatus using a resistance heating technique and its relationship to the length of the forced article material passed therethrough; Figure 2 is a side view of the apparatus of Figure 1; Figure 3 is an isometric view showing a modified form of the annealing chamber using an induction heating technique; Figure 4 is an isometric view showing a modified form of the annealing chamber using gas reflection temperature technology; and Figure 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of Figure 4.

Viitaten kuvaan 1 hehkutuslaitteisto 10 sisältää alustarakenteen, jota on esitetty yleisesti numerolla 12. Alusta sisältää ylemmän kiinteän tukilevyn 14 ja alemman kiinteän tukilevyn 16. Ensimmäinen pari tukilaattoja 20 tukee toista ohjauskiskoa 22'. Tukitelat 20 ovat kiinni ylemmässä tukilevyssä 14 minkä tahansa 4 72749 sopivan välineen, kuten kiinnittimien avulla. Ohjausradoille tai kiskoille 22, 22' on liukuvasti asennettu useita erillään olevia ohjauslaattoja 24, jotka on asennettu edestakaisin liikkuvan tukilevyn tai vaunuosan 28 alapuolelle. Laitteiston ylävirran puolelle nuolen suuntaan ajetun putkipituuden 30 suhteen on asennettu hehkutuskammio 32, joka on suljettu ylälevyllä 33. Välittömästi alavirtaan hehkutuskammiosta 32 on sammutus-kammio 34, joka on myös normaalisti suljettu kansiosalla 35.Referring to Figure 1, the annealing apparatus 10 includes a base structure, generally indicated at 12. The base includes an upper fixed support plate 14 and a lower fixed support plate 16. A first pair of support plates 20 supports a second guide rail 22 '. The support rollers 20 are attached to the upper support plate 14 by any suitable means 4 72749, such as fasteners. A plurality of separate guide plates 24 are slidably mounted on the guide rails or rails 22, 22 ', which are mounted below the reciprocating support plate or carriage part 28. Hardware upstream side of the distance in the direction of the arrow 30 relative to the length of the tube is mounted hehkutuskammio 32, which is closed by a top plate 33. Immediately downstream of the hehkutuskammiosta 32 has an off-chamber 34, which is also normally closed by a cover member 35.

Vaunukokoonpano 28, joka sisältää hehkutus- ja sammutuskammiot 32, 34, on sovitettu edestakaisin liikkuvaksi aksiaalisessa suunnassa ohjauslaattojen 24 ja ohjauskiskojen 22, 22' pakottamana. Liike alavirran suuntaan kuvassa 1 esitetystä asemasta aikaansaadaan kiinnittämällä vaunu liikkuvaan putkitavaraan 30, kuten jäljempänä kuvataan. Liike ylävirran suuntaan aikaansaadaan männänakselilla 38, joka on ankkuroitu vaunuun tukilaatalla 39 sen ylävirran tai pidennetystä päästä, ja männällä (ei esitetty) , joka on liikuteltavissa ilmasylinterissä 40 sen ala-virran päästä. Männänvarren 38 ja vaunun 28 paluuliike saavutetaan päästämällä ilmaa sylinteriin 40 letkun 41 läpi ja antamalla sen poistua letkun 42 läpi. Alavirran suuntaan kumpikin letku 41, 42 on edullisesti varustettu venttiileillä niin,että ne ovat poistoasennossa eivätkä vastusta vaunun liikettä ala-virtaan. Koska vaunu voidaan palauttaa ylävirran päähän hyvin nopeasti ilmasylinterin 40 avulla, hydraulinen jousiosa 44 on edullista aikaansaada joustimeksi.The carriage assembly 28, which includes the annealing and extinguishing chambers 32, 34, is adapted to reciprocate in the axial direction, forced by the guide plates 24 and the guide rails 22, 22 '. The downstream movement from the position shown in Figure 1 is accomplished by securing the carriage to the moving tubular article 30, as described below. Upstream movement is provided by a piston shaft 38 anchored to the carriage by a support plate 39 from its upstream or extended end and a piston (not shown) movable in the air cylinder 40 from its downstream end. The return movement of the piston rod 38 and the carriage 28 is achieved by allowing air into the cylinder 40 through the hose 41 and allowing it to exit through the hose 42. In the downstream direction, each hose 41, 42 is preferably provided with valves so that they are in the discharge position and do not resist the movement of the carriage downstream. Since the carriage can be returned to the upstream end very quickly by means of the air cylinder 40, it is preferable to provide the hydraulic spring part 44 as a spring.

Edellä mainittu pakkokäyttöinen putkitavara 30 aikaansaa voiman, joka liikuttaa vaunua 28 eteenpäin alavirran suuntaan. Tämä toteutetaan parilla kiinteitä kiristinosia 52, 52' ja parilla liikuteltavia kiristinosia 54, 54', jotka on kiinnitetty liikuteltavaan kiristinlevyyn 56 putkitavaran 30 kiristämiseksi kiinteitä kiristinosia 52, 52' vasten, kun ilmasylinterin 60 männän-akseli 58 käynnistetään. Kun käytetään vastushehkutusta, kiinteissä kiristinosissa 52, 52' on johtavat leuat, jotka ovat molemmat eri sähköisessä potentiaalissa aikaansaaden niiden väliin kiristetyn putkitavaran 30 osan vastuskuumennuksen. Samoin kiristinosat 52, 52' on asennettu ulokkeille 61, jotka eristävät 5 72749 ne sähköisesti kammion 32 kotelo-osasta. Edelleen eristyslevy 62 eristää liikuteltavat kiristinosat 54, 54' sähköisesti toisistaan ja liikuteltavasta levystä 56, johon ne on kiinnitetty. Sähkövirta johdetaan kiristinosiin 52, 52' vesijäähdytteisillä sähkökaapeleilla 66, jotka on yhdistetty vastakkaisista päistään muuntajakokoonpanoon 68. Kaapelit 66 ovat paksuja eivätkä erittäin taipuisia ja on edullisesti tuettu liikuteltavaksi yhdessä vaunun 28 kanssa voimatelaketjukokoonpanoon 72, joka on jäykästi kiinnitetty vaunulevyyn 28 sen ylävirran yläpäästä ja alempaan tukilevyyn 16 sen alapäästä. Voimatelaketjun 72 lenkit on saranoitu toisiinsa, mikä tekee kaapelin 66 liikkeen hyvin pakotetuksi. Voimatelaketjukokoonpano 72 kykenee kannattamaan useita kaapelimaisia osia, kuten letkuja 74, 75, jotka syöttävät ilmaa kiristimen sylinteriin 60.The aforementioned forced tubing 30 provides a force that moves the carriage 28 forward downstream. This is accomplished by a pair of fixed tension members 52, 52 'and a pair of movable tension members 54, 54' attached to the movable tension plate 56 to tension the tubular article 30 against the fixed tension members 52, 52 'when the piston shaft 58 of the air cylinder 60 is actuated. When resistance annealing is used, the fixed clamping portions 52, 52 'have conductive jaws, both at different electrical potentials, providing resistance heating of a portion of the tubular article 30 clamped therebetween. Likewise, the clamping portions 52, 52 'are mounted on protrusions 61 which electrically insulate them from the housing portion of the chamber 32. Further, the insulating plate 62 electrically insulates the movable tension members 54, 54 'from each other and from the movable plate 56 to which they are attached. Electric current is applied to the tension members 52, 52 'by water-cooled electrical cables 66 connected at opposite ends to the transformer assembly 68. The cables 66 are thick and not very flexible and are preferably supported for movement with the carriage 28 16 from its lower end. The loops of the power chain 72 are hinged together, which makes the movement of the cable 66 well forced. The power track assembly 72 is capable of supporting a plurality of cable-like members, such as hoses 74, 75, that supply air to the tensioner cylinder 60.

Inertti atmosfääri on edullista aikaansaada kumpaankin kammioon 32, 34 sellaisesta lähteestä kuin typpisäiliöstä 76. Asianmukaisella venttiilien sijoituksella (ei esitetty) kaasu suunnataan hehkutuskammion syöttöputkeen 80 ja sammutuskammion syöttö-putkeen 82. Inertti kaasu poistuu näistä kahdesta kammiosta niiden päissä olevista aukoista 32', 34', joiden läpi putkitava-ra 30 kulkee. Sammutuskammio 34 sisältää vedensyöttösuuttimen 86, joka on edullisesti muotoiltu siten, että se suuntaa vettä putken ulkokehän kaikkiin osiin. Tämä sammutusvesi poistetaan kammiosta poistolaskuaukon 88 läpi.It is preferred to provide an inert atmosphere in each of the chambers 32, 34 from a source such as a nitrogen tank 76. With proper valve placement (not shown), gas is directed to the annealing chamber supply pipe 80 and the quenching chamber supply pipe 82. Inert gas exits these two chambers 34. through which the pipe 30 passes. The extinguishing chamber 34 includes a water supply nozzle 86, which is preferably shaped to direct water to all parts of the outer circumference of the pipe. This extinguishing water is removed from the chamber through the outlet 88.

Putki 30 ohjataan liikkumaan pois hehkutuslaitteistosta 10 suppi-lonmuotoisella poisto-ohjaimella 92. Putkitavaran alavirran käsittely ei muodosta osaa tästä keksinnöstä ja voisi sisältää asianmukaisen rakenteen paikallisesti hehkutetun putkitavaran rivoittamiseksi jatkuvana prosessina tai yksinkertaisen rakenteen putken katkaisemiseksi lyhyiksi pituuksiksi tai sen kelaa-miseksi uudelleen. Putkea 30 vedetään pakolla, kun se tulee hehkutuskammioon 32 aukon 32' läpi. Se on edullista toimittaa suurella vyyhdillä (ei esitetty) ja johdetaan oikaisutelojen 94 sarjan läpi, joista ainakin jotkut ovat vetäviä. Oikaistu putkitavara johdetaan pyöräkooderilaitteen 96 läpi, jonka pyöriä 6 72749 liikkuva putki pyörittää synnyttäen laskinpulsseja, jotka edustavat putken siirtymää, laskimessa 98. Ohjauspöytä 100 voi sisältää asianmukaiset säätölaitteet laitteiston 10 käyttämiseksi käsin. On kuitenkin edullista syöttää laskimessa 98 syntyvät laskinimpulssit, jotka edustavat putken siirtymää, tietokonelaitteistoon (ei esitetty), joka on ohjelmoitu käyttämään kiristimen sylinteriä 60, palautussylinteriä 40 ja tehon kohdistamista kiristimiin. Jotta estettäisiin valokaaren muodostuminen, kun käytetään vastushehkutusta, tehoa ei suunnata kiinteisiin kiristinosiin 52, 52' ennen kuin sylinteri 60 on käynnistetty pakottamaan siirrettävät kiristimen osat 54, 54' putkea vasten. Samoin tehon syöttö kiinteisiin kiristimiin on katkaistuna ennen kuin kiristimen sylinteri 60 vapautetaan.The tube 30 is controlled to move away from the annealing apparatus 10 by a funnel-shaped discharge guide 92. The downstream handling of the tubing does not form part of this invention and could include a suitable structure for locally annealing the tubing as a continuous process or a simple structure for cutting or rewinding the tube. The tube 30 is forcibly drawn as it enters the annealing chamber 32 through the opening 32 '. It is preferably supplied in a large skein (not shown) and passed through a series of straightening rollers 94, at least some of which are pulling. The corrected pipe goods are passed through a wheel encoder device 96, the wheels of which are rotated by a moving pipe 6 72749, generating counter pulses representing the displacement of the pipe, in a counter 98. The control table 100 may include appropriate control devices for manually operating the apparatus 10. However, it is preferred to supply the counter pulses generated in the calculator 98, which represent the displacement of the tube, to computer hardware (not shown) programmed to drive the tensioner cylinder 60, the recovery cylinder 40, and to apply power to the tensioners. To prevent arcing when resistance annealing is used, no power is directed to the fixed tension members 52, 52 'until the cylinder 60 is actuated to force the movable tensioner portions 54, 54' against the tube. Likewise, the power supply to the fixed tensioners is cut off before the tensioner cylinder 60 is released.

Keksinnön hehkutuslaitteistossa voidaan käyttää erilaisia muita hehkutustekniikoita kuin vastushehkutusta, kuten induktiohehku-tusta ja kaasun heijastuslämpöhehkutusta ja ne voidaan suunnitella siten, että tehonsyöttöjä, vaunun ja putkitavaran kulku-aikoja tehoa syötettäessä ja hehkutuslämpötilaa voidaan vaihdella eri hehkutusvaatimusten mukaan. Vastushehkutuksen kyseessä ollen tehoa voidaan vaihdella valitsemalla sopiva muuntaja 68, jossa on säädeltävät väliotot. Sopiva hehkutuslämpötila kupari-putkitavaralle on 649°C, joka muodostaa kiristimien välille hehkutuksen alueen, jolla on kidekoko 15 ja Rockwell 15 T-kovuus 57-60. Ilmeisesti vastushehkutettaessa määrätyllä putken nopeudella käytetyn tehon on oltava riittävä antamaan haluttu putken lämpötila ja se vaihtelee riippuen putken tiheydestä, kiristimien 52, 52' välisestä etäisyydestä ja lämmönkohdistuksen kestoajasta. Koska kestoaikaa rajoittavat putken nopeus ja vau-nuosan 28 maksimi kulkukyky, on suhteellisen yksinkertaista kokeilla rakennettaessa laitteistoa määrätylle putkelle, kunnes löydetään tehon väliotto, jolla voidaan saavuttaa vaadittu lämpötila käytettävissä olevalla vaunun kulkumatkalla ja aikaansaada muutokset tehon syöttöaikaan, kunnes saavutetaan tarkka lämpötila. Sammutusvesi, jota päästetään suuttimen 86 läpi, virtaa edullisesti jatkuvasti muutettavalla virtausnopeudella. Samoin typpi-huuhtelu putkien 80, 82 läpi on myös jatkuvaa muutettavalla virtausnopeudella.Various annealing techniques other than resistance annealing, such as induction annealing and gas reflection thermal annealing, can be used in the annealing apparatus of the invention and can be designed so that power supplies, carriage and pipe product travel times at power supply, and annealing temperature can be varied. In the case of resistance annealing, the power can be varied by selecting a suitable transformer 68 with adjustable taps. A suitable annealing temperature for the copper pipe product is 649 ° C, which forms an annealing region between the clamps with a crystal size of 15 and a Rockwell 15 T hardness of 57-60. Obviously, the power used for resistance annealing at a given tube speed must be sufficient to give the desired tube temperature and will vary depending on the tube density, the distance between the clamps 52, 52 'and the duration of the thermal application. Since the duration is limited by the speed of the pipe and the maximum flow of the wagon section 28, it is relatively simple to experiment with building equipment on a particular pipe until a power tap is found to reach the required temperature with available carriage travel and changes in power supply time until the exact temperature is reached. The extinguishing water passed through the nozzle 86 preferably flows at a continuously variable flow rate. Likewise, the nitrogen purge through the tubes 80, 82 is also continuous at a variable flow rate.

7 727497 72749

Edellä oleva kuvaus koskee paikallishehkutuslaitteiston edullista toteutusmuotoa, jossa toteutetaan vastushehkutusta johtamalla sähkövirtaa erillään oleviin kiristinosiin 52, 52' ja putkimaisen työkappaleen 30 sen osan läpi, jota ne puristavat.The above description relates to a preferred embodiment of a local annealing apparatus in which resistance annealing is carried out by conducting an electric current to separate tension members 52, 52 'and through the part of the tubular workpiece 30 which they compress.

On kuitenkin huomattava, että vastustekniikka voitaisiin korvata muilla hehkutustekniikoilla muuttamatta oleellisesti kuvissa 1 ja 2 esitettyä laitteistoa.It should be noted, however, that the resistance technique could be replaced by other annealing techniques without substantially altering the equipment shown in Figures 1 and 2.

Kuva3 esittää induktiohehkutuskammion 132 yleistä järjestelyä. Tämän kammion komponentteja ovat pari kiinteitä putkenkiristi-miä 152, 152', pari sähkökäyttöisiä liikuteltavia putkenkiris-timiä 154, 154' ja vesijäähdytteinen induktiohehkutuskäämi 188. Kiristimet tarttuvat liikkuvaan putkitavaraan 130 ja saavat hehkutuskammion ja vaunun liikkumaan alavirtaan putkitavaran mukana samalla, kun hehkutus tapahtuu vesijäähdytteisen hehku-tuskäämin 188 kautta, joka ympäröi kiristimien välissä olevaa putken osaa. Putkenkiristimet saatetaan tarttumaan ennen induktiivisen kentän syöttämistä putkitavaraan ja virta myös poistetaan ennen kiristimien irrottamista turvallisuuden ja putken laadun takaamiseksi. Kaikki muu hehkutuskammion rakenne ja vaunun säätöliikkeet ovat samanlaiset kuin paikallisvastuskuu-mentimelle kuvattiin. Hehkutuskäämin esitetään sisältävän kiinnitetyt, kierremäisesti kierretyt, virtaa kuljettavat tanko-osat 188', jotka on yhdistetty sähkökaapeleihin 166 ja putkimaisen vedenkierrätysosan 188", joka on liitetty veden syöttö- ja poistoputkiin 190, 190'.Figure 3 shows the general arrangement of the induction annealing chamber 132. The components of this chamber are a pair of fixed tube clamps 152, 152 ', a pair of electrically operated movable tube clamps 154, 154' and a water-cooled induction annealing coil 188. The clamps engage the moving tube material 130 and cause the annealing chamber through the winding 188 surrounding the part of the pipe between the clamps. The pipe clamps are made to grip before the inductive field is fed into the pipe goods and the current is also removed before the clamps are removed to ensure safety and pipe quality. All other annealing chamber construction and carriage adjustment movements are similar to those described for the local resistance heater. The annealing coil is shown to include attached, helically twisted, current-carrying rod portions 188 'connected to electrical cables 166 and a tubular water recirculation portion 188 "connected to water supply and discharge pipes 190, 190'.

Kuvat 4 ja 5 esittävät heijastuslämpöhehkutuskammion 232 yleistä järjestelyä, jossa käytetään luonnonkaasun polttoa putken 230 paikallishehkutuksen toteuttamiseen. Tämän kammion komponentteja ovat pari kiinteitä putken kiristimiä 252, 252', pari sähkökäyttöisiä liikuteltavia putken kiristimiä 254, 254' ja vesijäähdytteinen, putkimainen polttimen kotelo 291, joka on sijoitettu pituussuuntaan putken kiristimien väliin, jossa kotelossa on pituussuuntaiset rivit sytytystulpalla sytytettäviä kaasu-polttimia 292, jotka on asennettu sen heijastavan sisäpinnan 8 72749 293 ympärille. Kuten edellä mainitussa hehkutustekniikassa, kiristimet tarttuvat liikkuvaan putkitavaraan 230 ja saavat hehkutuskammion ja vaunun siirtymään alavirtaan putkitavaran mukana, samalla kun hehkutus tapahtuu säteilevän putkipolttimen kotelossa. Yleisesti kaikki muu hehkutuskammion rakenne ja vaunun säätöliikkeet ovat samanlaisia kuin paikallisen vastus-hehkutta jän kohdalla kuvattiin. Kaasupolttimet 292 voivat olla sopivia esisekoituspolttimia, kuten niitä, joita myy North American Mfg. Co., Cleveland, Ohio. Ne on edullista asentaa kaasun vastaanottaviin jakoputkiin 294 niin, että ne ulottuvat kotelon 291 ulkoseinältään ja heijastavan sisäseinämän 293 läpi. Ylimääräinen lämpö kotelon 291 seinämien sisällä siirretään pois kierrättämällä ilmaa, joka tulee sisään putkesta 295 ja poistuu putkesta 269. Haluttaessa purkausletkut voi olla kiinnitetty polttimokotelon 291 sisäpuolelle mahdollisten höyryjen laskemiseksi ulos.Figures 4 and 5 show a general arrangement of a reflection heat annealing chamber 232 using natural gas combustion to perform local annealing of tube 230. The components of this chamber are a pair of fixed tube clamps 252, 252 ', a pair of electrically operated movable tube clamps 254, 254' and a water-cooled tubular torch housing 291 disposed longitudinally between the tube clamps, the housing having longitudinal rows of gas terminals 29 mounted around its reflective inner surface 8 72749 293. As in the aforementioned annealing technique, the clamps engage the moving tubing 230 and cause the annealing chamber and carriage to move downstream with the tubing while annealing occurs in the radiant tube burner housing. In general, all other annealing chamber construction and carriage adjustment movements are similar to those described for the local resistance annealing. Gas burners 292 may be suitable premix burners, such as those sold by North American Mfg. Co., Cleveland, Ohio. They are preferably mounted on the gas receiving manifolds 294 so as to extend through the outer wall of the housing 291 and through the reflective inner wall 293. Excess heat within the walls of the housing 291 is removed by circulating air entering and leaving the tube 295. If desired, discharge hoses may be attached to the inside of the bulb housing 291 to expel any vapors.

Claims

Apparatus for selectively annealing a metal tubular article (30) or a portion of a similar length while the tubular article is moving, characterized in that it comprises a base (12) including rails (22, 22 '); a carriage (28) mounted to reciprocate on rails; a long annealing chamber (32) mounted on the carriage; a pair of separate tensioners (52, 52 ', 54, 54') mounted upstream of the annealing chamber, the tensioners being spaced at least equal to the axial length of the tube section to be annealed; means (58, 60) for periodically actuating the separate tensioners to periodically engage at least one separate portion of the tube passing through the chamber and cause the carriage and annealing chamber to move with the movement of the tube; means (52, 52 ') for heating and annealing at least a portion of the separate tube while the clamps are engaged; means (58, 60) for removing the tensioners; and means (38, 40) for returning the carriage upstream of the rails.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the annealing chamber comprises supply duct means (80) for receiving an inert atmosphere.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the extinguishing chamber (34) is located immediately downstream of the annealing chamber, which extinguishing chamber includes liquid extinguishing means (86) for rapidly cooling the heated part of the pipe goods after the clamps have been removed.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the extinguishing chamber also includes a supply channel (82) for receiving an inert atmosphere.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the liquid extinguishing means comprises a spray nozzle (86) for spraying water into the heated part of the pipe. 1 o 72749

Apparatus according to claim 1, characterized in that the tensioners consist of a pair of axially spaced fixed parts (52, 52 ') and a pair of movable parts (54, 54') mounted to move perpendicular to the pipe article axis to force the pipe articles apart. against.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the moving parts of the tensioner move by means of an air cylinder (60).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the means for returning the carriage consists of an air cylinder (40).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the apparatus comprises an upstream drive device (94) for moving the tubing through a annealing chamber, the chamber having openings (32 ', 34') at its axially opposite ends for receiving the tubing.

9,72749

Apparatus according to claim 9, characterized in that the annealing chamber is protected (33) and has a supply opening (80) in the middle of its ends for receiving an inert atmosphere which inert atmosphere flows out of the chamber through openings at its opposite ends.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the fixed parts of the clamps are electrically connected to a pair of flexible electrical cables (66) supported by a base and suitable for conducting current to the fixed parts to heat at least one separate pipe section, the moving parts electrically isolated from each other.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the heating and annealing means comprise a pair of flexible electrical cables (66) attached to a pair of clamps to resistively heat a separate pipe section. 72749

A method for selectively annealing a movable tubular article (30) or a portion of a similar length, the tubular article being guided to move in one axial direction, comprising the steps of mounting an annealing chamber (32) having tube receiving devices to move the carriage (28) back and forth relative to its mounting base (12) in the direction of the axis of the tube so that said portion of the length of the tube is inside the chamber; tightening (52, 52 ', 54, 54') a portion of the tubular article relative to the annealing chamber to its upstream end such that said carriage and annealing chamber move with the movable tubular article downstream; heating (52, 52 ', 66) a portion of the tubular article to an annealing temperature while tightened; removing pipe fittings; and returning (40) the carriage and the annealing chamber to its original upstream position with respect to its mounting base as the tubing continues to move in said axial direction.

A method according to claim 13, characterized in that it comprises the further step of cooling the heated part of the tubular article after it has been removed by passing it through a liquid spray chamber (34) located immediately downstream of the annealing chamber.

A method according to claim 14, characterized in that the cooling step is performed while the carriage and the annealing chamber are returned to their original upstream position.

Method according to Claim 14, characterized in that an inert atmosphere (80, 82) is provided in the annealing and extinguishing chamber. 12 72749