FI98898B - Menetelmä ruostumattomien nelikulmaputkien valmistamiseksi - Google Patents

Description

98898

Menetelmä ruostumattomien nelikulmaputkien valmistamiseksi

Kyseessä oleva keksintö koskee menetelmää ruostumattomien nelikulmaisten teräsputkien valmistamiseksi. Näitä teräsputkia kutsutaan myös putkipalkeiksi.

Menetelmässä ruostumaton teräsputki valmistetaan rainasta hitsaamalla siten, että hitsattua pyöreää putkea muotoiltaessa nelikulmaiseksi muotoilu toteutetaan mahdollisimman nopeasti. Parhaiten tämä toteutuu kun muotoilu keskitetään jokseenkin kokonaan kahteen ensimmäiseen hitsauksen jälkeiseen muotoilupukkiin, ja niistäkin vielä ensimmäiseen muotoilupukkiin siten, että yli 80 % siitä muokkauksesta joka tarvitaan muotoiluun pyöreästä putkesta nelikulmaiseksi toteutetaan jo ensimmäisessä muotoilupukissa. On myös tärkeää, että jo ennen hitsausta tapahtuva muotoilu tapahtuu mahdollisimman nopeasti, jotta muokkausaste jo tässä vaiheessa olisi mahdollisimman suuri.

Valmistettaessa ruostumattomia teräsputkia hitsaamalla ne valmistetaan erikseen tähän tarkoitukseen tehdyllä valmistuslinjalla. Tällä linjalla käytetään raaka-aineena mahdollisimman suuria levykeloja, jotka on leikattu leveydeltään valmistettavan putken kehämittaa vastaavaksi. Tämä raina kulkee ensin oikaisurullien kautta muotoilurullastoon, jossa ensimmäisillä rullilla muotoillaan rainan reunat ja seuraavilla, 6-12 rullapareilla putki muotoillaan pyöreäksi. Tämä muotoilu on perinteisesti pyritty tekemään mahdollisimman monella rullaparilla, H

jotta muotoilu olisi helpompaa ja raaka-aineen lujittuminen mahdollisimman I

vähäistä. Kun putki on muotoiltu rullien avulla pyöreäksi seuraa putken hitsaus fl

. hitsaamalla vastakkain olevat reunat yhteen esim. TIG- tai plasmahitsauksella. E

Sen jälkeen hitsatun putken sauma käsitellään ja tämän jälkeen muotoillaan fl

*:··· pyöreä putki nelikulmaiseksi painamalla sitä, tavallisimmin neljässä vaiheessa H

i<: muotoilupukeilla kultakin sivulta siten, että näiden vaiheiden jälkeen se on I

muotoutunut nelikulmaiseksi. Tavallisesti pyritään muotoilu näille pukeille I

...· jakamaan mahdollisimman tasaisesti, jotta se olisi mahdollisimman hyvin I

hallittava ja putken lujittuminen mahdollisimman vähäistä. Tämän jälkeen on H

'll tällaisessa linjassa vielä katkaisusaha, jolla tämä syntyvä putki katkotaan sopivan H

* ; mittaisiksi. Tämä saha on yleensä ns. lentävää tyyppiä. H

Tässä valmistusprosessissa pyrkii austeniittinen ruostumaton teräs lujittumaan H

* * ky lmämuokkautumisen johdosta. Tähän astisissa valmistusmenetelmissä ja H

*: linjoissa on tätä pyritty välttämään mahdollisuuksien mukaan, koska se rasittaa H

. hyvin voimakkaasti valmistuslinjastoa. Siksi valmistuslinjat on tehty hyvin H

:* monivaiheisiksi ja muokkaus suoritettu vaiheittain vähän kerrallaan. Tällöin myös H

muokkauksen hallinta on ollut helpompaa. Näin on saatu aikaan nelikulmaputki,

joka lukuudeltaan on kovempaa kuin alkuperäinen raaka-aine, mutta IH

* mahdollisimman vähän lujittunutta. H

98898 2

Kun ruostumattomien nelikulmaputkien käyttötarve kantavina rakenteina on kasvanut, on edellä kuvatulla menetelmällä valmistetun putken kohdalla todettu se asia, että kalliin ruostumattoman teräksen kylmämuokkauksella saatavia hyviä lujuusarvoja ei tällöin saada aikaiseksi.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jolla nykyistä laitteistoa hyväksikäyttämällä voidaan valmistaa putkia, joilla on suurempi myötö-ja murto lujuus. Tällöin voidaan niitä käyttämällä saavuttaa huomattavia säästöjä silloin kun suunnitellaan rakenteita, joissa mitoitusperusteena on rakenteen lujuus.

Tämä saadaan aikaan siten, että valmistettaessa ruostumattomia nelikulmaisia teräsputkia rainasta hitsaamalla putkien muotoilu hitsatusta pyöreästä nelikulmaiseksi toteutetaan mahdollisimman nopeasti. Vastoin perinteistä uskomusta siitä, että muotoiluun tarvitaan vähintään neljä muotoilupukkia, joita ammattikielessä kutsutaan tyrkenkopfeiksi, voidaan tämä muotoilu toteuttaa valtaosin jo ensimmäisessä muotoilupukissa ja saattaa käytännöllisesti katsoen loppuun toisessa muotoilupukissa. Näin aiemmin käytetystä muotoilusta jää käyttämättä kaksi pukkia, jotka tässä tapauksessa voidaan varustaa suorilla rullilla ja käyttää niitä putken mahdollisesti tarvittavaan oikaisuun. Näin saavutetaan myös merkittäviä työkalukustannusten säästöjä, koska nämä työkalut ovat silloin kaikille putkiko’oille samat Tällaisella kertaluontoisella muotoilulla saadaan putken muokkausaste nousemaan ja muokkaus jakaantuu tasaisemmin putken koko poikkileikkaukselle. Tällaisen muokkausprosessin seurauksena nousee putken lujuus siten, että 18/8 -tyyppiselle ruostumattomalle teräkselle voidaan aiemman laskentalujuuden 220 N/mm2 käyttää laskentalujuutta 350 N/mm2.

. Seuraavassa selostetaan keksinnön erästä sovellutusmuotoa viittaamalla kuvaan , ··· FIG 1, joka esittää putkenvalmistuslinjaa.

Putken valmistuslinjan alussa on rainakela (1), jossa on sopivaan leveyteen -,M. leikattu mahdollisimman pitkä raina. Se kulkee siitä oikaisurullien (2) kautta reunan muotoilurulliin (3). Sen jälkeen se kulkee mahdollisimman lyhyen *.t.: lineaarimuotoiluosan (4) läpi, jotta jo tässä vaiheessa se saadaan lukittumaan :T: enemmän kuin tavanomaisia rullapareja käytettäessä. Lineaarimuotoilun jälkeen on 2 - 3 rullaparia (5) reunojen painamiseksi yhteen ennen hitsausta (6).

„ Hitsauksen jälkeen on hitsisauman pinnan käsittely (7). Tämän jälkeen on • *♦· emsimmäinen muotoilupukki (8), jossa hitsattu pyöreä putki painetaan neljältä sivultaan yhdessä vaiheessa jokseenkin nelikulmaiseksi. Sitä seuraa toinen (9), jossa vielä suoritetaan viimeistelyä. Kaksi seuraavaa muotoilupukkia (10) ovat , ,*j* muotoilun kannalta tarpeettomia keksinnön mukaisessa muotoilussa, mutta koska ,··*. ne ovat laitteistossa yleensä olemassa voidaan niitä käyttää tarvittaessa putken 7 oikaisuun.

VI · V V · *, '. Edellä on selvitetty keksinnön mukaista yhtä sovellutusmuotoa, jolla saadaan nelikulmaputken muokkauslujittuminen valmistusprosessissa hallitusti toteutettua, mutta esitettyjen patenttivaatimusten puitteissa voidaan muitakin lujittamisvaiheita käyttää.

Claims (6)

98898 3

1. Menetelmä ruuostumattomien nelikulmaisten teräsputkien valmistamiseksi rainasta hitsaamalla, tunnettu siitä, että hitsattua pyöreää putkea muotoiltaessa nelikulmaiseksi muotoilu toteutetaan mahdollisimman nopeasti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että käytettäessä tavanomaista neljää muotoilupukkia (tyrkenkopfia) muotoilusta ensimmäisessä muotoilupukissa tapahtuu jo yli 80 %.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että käytettäessä tavanomaista neljää muotoilupukkia (tyrkenkopfia) muotoilusta kahdessa ensimmäisessä pukissa tapahtuu yli 95 %.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että jo ennen hitsausta putki muotoillaan pyöreäksi mahdollisimman voimakkaalla j muokkauksella.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että muotoilu suoritetaan reunojen taivutuksen jälkeen pyöreäksi alle 4 metrin matkalla.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että muotoilu .'Γ: suoritetaan lineaarimuotoilun ja korkeintaan kolmen muotoilurullaparin yhdistelmällä. ί'·ί «aa * % * % ··# m - a a « · « #·♦ • a » f * « «aa % · »a * ·· • a f • a a * « ··· tr·* ··· « « • O ·» · • · · a w · % · i ·.: a · ,....«I*.··- - · · - ...... · · .·.<* ·.'· ·'·>" ·· ""TimufSMy 98898 M Patentanspräk