FI98898C

FI98898C - Method for making stainless square tubes

Info

Publication number: FI98898C
Application number: FI960116A
Authority: FI
Inventors: Matti Nyyssoenen
Original assignee: Stala Oy
Priority date: 1996-01-10
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 1997-09-10
Also published as: FI98898B; FI960116A0

Description

9889898898

Menetelmä ruostumattomien nelikulmaputkien valmistamiseksiMethod for making stainless square tubes

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.The present invention relates to a method of manufacturing stainless rectangular steel tubes. These steel pipes are also called pipe beams. In the method, a stainless steel tube is made of web by welding so that when shaping a welded round tube into a rectangle, the shaping is carried out as quickly as possible. This is best accomplished when the shaping is centered almost entirely on the first two post-weld shaping stands, and even on the first shaping stand, so that more than 80% of the shaping required for shaping from a round tube to a square is already performed in the first shaping stand. It is also important that the shaping, which already takes place before welding, takes place as quickly as possible, so that the degree of modification is already possible at this stage.

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, jotta muotoilu olisi helpompaa ja raaka-aineen lujittuminen mahdollisimman vähäistä. Kun putki on muotoiltu rullien avulla pyöreäksi seuraa putken hitsaus hitsaamalla vastakkain olevat reunat yhteen esim. TIG- tai plasmahitsauksella.When stainless steel pipes are produced by welding, they are manufactured separately on a production line made for this purpose. On this line, the largest possible plate coils are used as raw material, which are cut to the width of the pipe to be made. This web first passes through straightening rollers to a forming roll, where the first rollers shape the edges of the web and the following pairs of rollers 6-12 shape the tube into a round. This design has traditionally been done with as many pairs of rollers as possible to make the design easier and the consolidation of the raw material to a minimum. When the pipe is shaped round by means of rollers, the welding of the pipe is followed by welding the opposite edges together, e.g. by TIG or plasma welding.

Sen jälkeen hitsatun putken sauma käsitellään ja tämän jälkeen muotoillaan pyöreä putki nelikulmaiseksi painamalla sitä, tavallisimmin neljässä vaiheessa muotoilupukeilla kultakin sivulta siten, että näiden vaiheiden jälkeen se on muotoutunut nelikulmaiseksi. Tavallisesti pyritään muotoilu näille pukeille jakamaan mahdollisimman tasaisesti, jotta se olisi mahdollisimman hyvin hallittava ja putken lujittuminen mahdollisimman vähäistä. Tämän jälkeen on tällaisessa linjassa vielä katkaisusaha, jolla tämä syntyvä putki katkotaan sopivan mittaisiksi. Tämä saha on yleensä ns. lentävää tyyppiä.The weld of the welded tube is then processed and then the round tube is shaped into a square by pressing it, usually in four steps with shaping stands on each side so that after these steps it is shaped into a square. The aim is usually to distribute the design for these racks as evenly as possible so that it is as manageable as possible and the reinforcement of the pipe is kept to a minimum. After this, there is still a cutting saw in such a line, with which this resulting pipe is cut to a suitable length. This saw is usually the so-called. flying type.

Tässä valmistusprosessissa pyrkii austeniittinen ruostumaton teräs lujittumaan kylmämuokkautumisen johdosta. Tähän astisissa valmistusmenetelmissä ja linjoissa on tätä pyritty välttämään mahdollisuuksien mukaan, koska se rasittaa hyvin voimakkaasti valmistuslinjastoa. Siksi valmistuslinjat on tehty hyvin monivaiheisiksi ja muokkaus suoritettu vaiheittain vähän kerrallaan. Tällöin myös muokkauksen hallinta on ollut helpompaa. Näin on saatu aikaan nelikulmaputki, joka lukuudeltaan on kovempaa kuin alkuperäinen raaka-aine, mutta mahdollisimman vähän lujittunutta.In this manufacturing process, austenitic stainless steel tends to strengthen due to cold working. To date, manufacturing methods and lines have sought to avoid this where possible, as it places a very heavy strain on the production line. Therefore, the production lines have been made very multi-stage and the modification has been done step by step a little at a time. This has also made it easier to manage editing. This results in a rectangular tube that is harder in size than the original raw material, but as reinforced as possible.

98898 298898 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.As the need to use stainless rectangular tubes as load-bearing structures has increased, it has been found in the case of a tube made by the method described above that good strength values obtained by cold forming expensive stainless steel cannot be obtained.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jolla nykyistä laitteistoa hyväksikäyttämällä voidaan valmistaa putkia, joilla on suurempi myötö-ja murtolujuus. Tällöin voidaan niitä käyttämällä saavuttaa huomattavia säästöjä silloin kun suunnitellaan rakenteita, joissa mitoitusperusteena on rakenteen lujuus.The object of the present invention is to provide a method by which pipes with higher yield strength and breaking strength can be produced by utilizing existing equipment. In this case, considerable savings can be achieved by using them when designing structures in which the design is based on the strength of the structure.

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.This is achieved in such a way that, in the production of stainless rectangular steel pipes from the web by welding, the shaping of the pipes from welded to round is carried out as quickly as possible. Contrary to the traditional belief that design requires at least four design stands, which in the technical language are called thorns, this design can be implemented for the most part already in the first design stand and practically completed in the second design stand. Thus, from the previously used design, two trusses are left unused, which in this case can be equipped with straight rollers and used for any necessary straightening of the pipe. This also achieves significant tool cost savings, as these tools are then the same for all pipe sizes. Such a one-off design causes the degree of modification of the pipe to increase and the modification is more evenly distributed over the entire cross-section of the pipe. As a result of such a shaping process, the strength of the pipe increases so that for 18/8 type stainless steel, a design strength of 350 N / mm2 of the previous design strength of 220 N / mm2 can be used.

Seuraavassa selostetaan keksinnön erästä sovellutusmuotoa viittaamalla kuvaan FIG 1, joka esittää putkenvalmistuslinjaa.An embodiment of the invention will now be described with reference to FIG. 1, which shows a pipe manufacturing line.

Putken valmistuslinjan alussa on rainakela (1), jossa on sopivaan leveyteen leikattu mahdollisimman pitkä raina. Se kulkee siitä oikaisurullien (2) kautta reunan muotoilurulliin (3). Sen jälkeen se kulkee mahdollisimman lyhyen lineaarimuotoiluosan (4) läpi, jotta jo tässä vaiheessa se saadaan lukittumaan enemmän kuin tavanomaisia rullapareja käytettäessä. Lineaarimuotoilun jälkeen on 2 - 3 rullaparia (5) reunojen painamiseksi yhteen ennen hitsausta (6).At the beginning of the pipe production line there is a web coil (1) with the longest possible web cut to a suitable width. It passes from there through the straightening rollers (2) to the edge forming rollers (3). It then passes through the shortest possible linear shaping part (4), so that already at this stage it can be locked more than when using conventional pairs of rollers. After linear shaping, there are 2 to 3 pairs of rollers (5) to press the edges together before welding (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 muotoilun kannalta tarpeettomia keksinnön mukaisessa muotoilussa, mutta koska ne ovat laitteistossa yleensä olemassa voidaan niitä käyttää tarvittaessa putken oikaisuun.After welding, the surface of the weld seam is treated (7). Then there is the first shaping stand (8), in which the welded round tube is pressed from its four sides in one step to approximately square. This is followed by another (9), where finishing is still being done. The following two shaping stands (10) are unnecessary for shaping in the shaping according to the invention, but since they generally exist in the apparatus, they can be used for straightening the pipe if necessary.

Edellä on selvitetty keksinnön mukaista yhtä sovellutusmuotoa, jolla saadaan nelikulmaputken muokkauslujittuminen valmistusprosessissa hallitusti toteutettua, mutta esitettyjen patenttivaatimusten puitteissa voidaan muitakin lujittamisvaiheita käyttää.One embodiment of the invention has been described above, in which the modification reinforcement of a rectangular tube can be realized in a controlled manner in the manufacturing process, but other reinforcement steps can be used within the scope of the claims.

Claims

98898 3

A method for producing stainless steel squares from a web by welding, characterized in that when shaping a welded round tube into a rectangle, the shaping is carried out as quickly as possible.

A method according to claim 1, characterized in that when using the conventional four shaping stands (sea buckthorn), more than 80% of the shaping in the first shaping stand already takes place.

A method according to claim 1, characterized in that when using a conventional four shaping stands (sea buckthorn), more than 95% of the shaping in the first two stands takes place.

Method according to Claim 1, characterized in that the pipe is shaped round with the strongest possible shaping even before welding.

Method according to Claim 4, characterized in that the shaping is carried out after the edges have been bent to a distance of less than 4 meters.

Method according to Claim 5, characterized in that the shaping is carried out by a combination of linear shaping and at most three pairs of shaping rollers. 96898 and H Patentanspräk