ITMI20090964A1 - Metodo per la realizzazione di tubo bimetallico e tubo bimetallico cosi' ottenuto - Google Patents

Description

“Metodo per la realizzazione di un tubo bimetallico e tubo bimetallico così ottenutoâ€

Descrizione

La presente invenzione si riferisce a un metodo per la realizzazione di un tubo bimetallico, nonché al tubo bimetallico così ottenuto. Più in particolare, la presente invenzione sì riferisce a un metodo come sopra definito, in cui il tubo ottenuto à ̈ costituito da due corpi tubolari coassiali in stretta aderenza tra loro, formati in materiali diversi e con spessori diversi. La sezione interna del tubo bimetallico realizzato secondo il metodo dell’invenzione à ̈ costituita da materiale resistente alla corrosione e presenta spessore inferiore rispetto alla sezione esterna dello stesso tubo, tipicamente ottenuta in acciaio al carbonio.

Come à ̈ noto, esistono impianti nei quali à ̈ necessario predisporre condutture con tubi aventi specifiche caratteristiche. E<5>il caso, ad esempio, degli impianti estrattivi di gas e petrolio, nei quali i tubi delle condotte devono essere, al contempo, resistenti alla corrosione degli agenti chimici presenti nel materiale estrato, nonché alla pressione che il materiale stesso presenta al momento dell’estrazione e anche successivamente, specie nel caso di gas.

Benché esìstano materiali in grado di soddisfare entrambe le esigenze sopra citate, il loro utilizzo non si rivela conveniente per realizzare i tubi di detti impianti a causa del loro costo molto elevato. D’altra parte, per risultare resistente alla corrosione un tubo destinato a condotte di impianti estrattivi può limitare il suo spessore a pochi millimetri, ma lo spessore complessivo del tubo deve invece essere talvolta molto elevato per sopportare le forti pressioni. Sono state, pertanto, ideate soluzioni che prevedono la realizzazione di rubi bimetallici, costimiti da una sezione interna in acciaio speciale di spessore limitato ma sufficiente per resistere alla corrosione e da una coassiale sezione esterna di spessore più elevato, proporzionale alla pressione da sopportare. In questo modo à ̈ possibile utilizzare il materiale più costoso, cioà ̈ quello resistente alla corrosione, in minima parte; per la sezione esterna del tubo sono invece utilizzati materiali molto meno costosi, tipicamente acciai al carbonio. Secondo un noto metodo di formatura, un tubo bimetallico di questo genere viene realizzato introducendo nella sezione a diametro maggiore la sezione di tubo a diametro minore e immettendo quindi in quest’ultimo fluido in pressione. Con le opportune tenute, il fluido in pressione espande il tubo interno e lo conduce in aderenza a quello esterno, realizzando in tal modo il tubo bimetallico. Questo procedimento presenta però un inconveniente di rilievo, che riguarda Fattrezzatura necessaria alla sua attuazione. E’ infatti necessario approntare un’attrezzatura in grado di accogliere i tubi coassialmente disposti per immettere, all’interno del tubo a diametro minore, una pressione molto elevata; poiché i tubi di cui si tratta possono raggiungere notevoli dimensioni in lunghezza, un’attrezzatura atta a contenerli e a sopportare pur indirettamente pressioni molto elevate risulta complessa e ingombrante sia da realizzare che da gestire nelle varie fasi operative.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di ovviare agli inconvenienti sopra lamentati.

Più in particolare, lo scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere un metodo per la realizzazione di un tubo bimetallico che non richieda la predisposizione e l’utilizzo di attrezzature complesse e ingombranti.

Ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di provvedere un metodo che permetta la realizzazione di un tubo bimetallico atto a garantire un elevato livello di resistenza sia alla corrosione che alle elevate pressioni d’esercizio.

Ulteriore scopo deU’invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione degli utilizzatori un tubo bimetallico, in accordo con il metodo dell’invenzione, tale da poter essere economicamente realizzato. Questi e altri scopi vengono raggiunti dal metodo della presente invenzione in accordo con la rivendicazione principale.

Il metodo per la realizzazione di un tubo bimetallico secondo l’invenzione viene di seguito descritto in dettaglio, con riferimento ai disegni allegati che illustrano le varie fasi operative e in cui:

la figura 1 rappresenta schematicamente la fase iniziale del metodo secondo l’invenzione, in cui due lamiere in svolgimento da rispettivi coils sono sovrapposte tra loro e vincolate con punti di saldatura; la figura 1A rappresenta schematicamente un apparecchio utilizzabile per la p untatura di dette due lamiere;

la figura 1B illustra schematicamente un’attrezzatura di guida delle lamiere durante la fase di punta tura secondo le figure 1 e 1 A;

la figura 2 illustra schematicamente il posizionamento su un’attrezzatura delle lamiere ripiegate per le successive fasi di saldatura dei lembi delle stesse lamiere;

le figure 3, 4, 5 e 6 illustrano schematicamente dette fasi di saldatura che si ottengono con apporto di materiale lungo la fessura longitudinale formata dai lembi accostati di dette lamiere;

la figura 7 rappresenta schematicamente parte di un’attrezzatura preferita, utilizzata secondo il metodo dell’invenzione per la guida delle lamiere da sottoporre alla preventiva fase di puntatura secondo le figure 1 , 1 A e 1 B;

la figura 8 rappresenta schematicamente parte di un’attrezzatura preferita utilizzata, secondo il metodo dell’invenzione, per il corretto orientamento delle lamiere ripiegate in forma tubolare da sottoporre a saldatura;

la figura 8A rappresenta schematicamente un dettaglio dell’attrezzatura secondo la figura 8.

Con riferimento iniziale alla figura 1, il metodo per realizzare un tubo bimetallico secondo la presente invenzione ha come presupposto l’utilizzo di due nastri metallici in materiali aventi caratteristiche diverse che si svolgono da rispettivi coils e comprende le seguenti fasi.

Nella prima fase, detti nastri indicati con 10 e 12, sono condotti a svolgersi e ad accostarsi, sovrapponendosi tra loro, come esemplificativamente schematizzato a figura 1.

I citati nastri presentano spessore e larghezza diversi tra loro, posto che sono destinati a formare la sezione interna e quella esterna di un tubo bimetallico; la sezione interna presenta spessore ridotto o minimo ed à ̈ vantaggiosamente realizzata in acciaio speciale resistente alla corrosione, mentre la sezione esterna à ̈ quella a spessore maggiore dovendo sopportare elevate pressioni d’esercizio.

Parte del sovrastante nastro 10 à ̈ destinato a formare la sezione interna mentre parte del sottostante nastro 12, come rappresentato a figura 1, à ̈ destinato a formare la sezione esterna del tubo bimetallico. Detti nastri sono alimentati in modo noto in corrispondenza di una attrezzatura atta a centrarli funo sull’altro e a stabilizzarli; essendo il nastro inferiore 12 più largo di quello superiore 10, quesfultimo richiede di essere sovrapposto al primo in modo che i rispettivi assi longitudinali coincidano. Il nastro inferiore 12, pertanto, sporgerà sui contrapposti fianchi di una stessa quota rispetto al sovrastante nastro 10.

Un’apparecchiatura esemplificativa di centratura à ̈ indicata nel complesso con 20 a figura 7; in essa si rileva la presenza di uno o piu rulli 14 o simili che preferibilmente comprendono due sovrapposte sgolatine 16, 18 di profondità e altezza diverse. Detto mllo/i, disposti su entrambi i fianchi o Iati di scorrimento dei nastri 10 e 12, accolgono nelle citate sgolatene i bordi dei nastri stessi già sovrapposti e li mantengono centrati opportunamente in vista della successiva fase operativa che prevede la loro stabilizzazione.

Tale fase prevede che i nastri 10 e 12, sovrapposti e centrati, vengano provvisti di punti di saldatura atti a stabilizzarli in modo preciso per le successive fasi di sagomatura. I punti di saldatura sono realizzati lungo Tasse longitudinale dei nastri 10 e 12 tramite un convenzionale dispositivo, schematizzato a figura 1A, che comprende una punta superiore 21 e una contropunta inferiore 22; i punti di saldatura, indicati con 24 a figura 1, sono distanziati tra loro di una quota preferibilmente compresa tra 200 e 1000 mm.. A questo punto, i nastri 10 e 12 tra loro vincolati mediante i punti di saldatura 24, vengono alimentati su una macchina profilatrice o linea di profilatura, i cui rulli di formatura ripiegano progressivamente i nastri stessi e li avvolgono in forma tubolare, fino ad arrivare alla configurazione di cui alle figure 8 e 2. Questa configurazione à ̈ schematizzata a figura 2, nella quale si rileva il corpo tubolare ripiegato e la fessura, indicata con 26, esistente tra i bordi dei nastri 10, 12 avvolti circolarmente.

La figura 8 illustra più in dettaglio i nastri 10 e 12 ripiegati in forma tubolare, con i rispettivi bordi 28-28’ e 30-30’ accostati e non ancora collegati. Successive fasi di saldatura, nel seguito descritte, chiudono progressivamente la fessura indicata con 26, esistente fra detti bordi. Prima delle fasi di saldatura, i nastri 10 e 12 avvolti nella forma tubolare secondo la figura 8 vengono di preferenza sottoposti all’azione di un rullo sagomato, che nella parte centrale comprende un risalto anulare. Detto rullo, indicato complessivamente con 34 e abbinato a un contro rullo inferiore 35 (fig. 8), à ̈ provvisto alle estremità opposte di rispettive superfici 36 a profilo concavo, complementari alla superficie dei nastri 10, 12 avvolti in forma tubolare; nella parte centrale, il rullo 34 comprende detto risalto anulare, il quale à ̈ formato da un anello centrale 38 di sporgenza maggiore e da due gradini 40, adiacenti allo stesso anello centrale 38 (figure 8 e 8 A) rispetto al quale sono meno pronunciati. Gli anelli 38 e i gradini 40 sono bloccati dalle semiparti definite dalle superfici 36 del rullo 34 e sono rispettivamente atti a disporsi tra i bordi 28, 28’ del nastro 10 avvolto in fonria tubolare e tra t bordi 30, 30’ del nastro 12, parimenti avvolto in forma tubolare. Detto anello 38 e gradini 40 del tulio 34 si inseriscono nella fessura 26 allorché questa à ̈ sufficientemente larga per accoglierli con agio e hanno la funzione di condurre la stessa fessura 26 in allineamento preciso con gli utensili di saldatura, schematizzali con 46, 48, 50 a figura 2. Durante le fasi di ripiegamento in forma tubolare, infatti, i nastri 10 e 12 possono aver subito una leggera rotazione; l’inserimento dell’aneìlo 38 e dei gradini 40 nella fessura 26 riporta la stessa in allineamento corretto per le successive fasi di saldatura. Dette fasi si realizzano progressivamente allorché i nastri 10 e 12 ripiegati in forma tubolare vengono condotti ad avanzare sulla linea di produzione ad esempio attraverso coppie di contrapposti rulli ad asse verticale 42, 44, come schematizzato alla figura 2. L’azione di detti rulli, successiva a quella del rullo 34, accosta i bordi 28, 28’ del nastro 10 e i bordi 30, 30’ del nastro 12, predisponendoli per le fasi di saldatura; tale configurazione dei citati bordi à ̈ schematizzata alla figura 3, La saldatura si realizza gradualmente, con utensili disposti tra le coppie di rulli 42, 44 opportunamente distanziate tra loro. Detti utensili di saldatura o torce saldanti sono schematizzati con 46, 48 e 50 alla figura 2. L’utensile 46 effettua la prima fase di saldatura, schematizzata a figura 4 e consistente nell’apporto di materiale per chiudere la fessura esistente tra i bordi 28, 28’ del nastro 10 avvolto in forma tubolare. Il materiale dì apporto, schematizzato con 52, à ̈ tale da presentare, a saldatura effettuata, la stessa composizione chimica del materiale che costituisce il nastro 10. Dopo la saldatura 52, la relativa parte di nastro saldata à ̈ divenuta definitivamente un tubo, indicato con 54 alle figure 4, 5 e 6, Mentre continua la sigillatura dei bordi 28 e 28’ del nastro 10 avvolto in forma tubolare, la parte di esso che à ̈ già stata saldata viene sottoposta all’azione del secondo utensile 48, che effettua una seconda saldatura 56 sovrapposta alla prima saldatura. La seconda saldatura, che sormonta la prima e collega i bordi 30, 30’ del nastro 12 avvolto in forma tubolare, à ̈ realizzata con materiale di apporto 56 della stessa composizione del materiale 52 della prima saldatura, la quale risulta così perfettamente isolata rispetto all’esterno; dopo questa fase di saldatura, anche il nastro 12 avvolto in forma tubolare à ̈ divenuto un tubo, indicato con 58 alle figure 5 e 6. Il tubo 58, all’interno del quale à ̈ stato realizzato il tubo 54, viene quindi sottoposto alla terza fase di saldatura con l’utensile o torcia 50, vantaggiosamente del tipo ad arco sommerso, che apporta materiale 60 per chiudere la residua parte di fessura 26 esistente sopra alla seconda saldatura 56. Il materiale di apporto 60 à ̈ di preferenza tale da presentare, a saldatura realizzata, la stessa composizione chimica del materiale che costituisce il tubo 58.

Il tubo bimetallico cosi formato, comprendente il tubo interno 54 e quello esterno 58, à ̈ indicato nel complesso con 70 alla figura 6. Dopo un’eventuale fase di raffreddamento, successiva alla saldatura, il tubo bimetallico 70 di cui a figura 6 à ̈ tagliato con mezzi noti per ottenere spezzoni della lunghezza desiderata, In seguito, ciascuno di detti spezzoni à ̈ sottoposto, sulle contrapposte testate, a un’operazione di cianfrinatura lungo il bordo interno del tubo 58, e successivamente a una saldatura circolare di sigillatura. In seguito à ̈ realizzato uno smusso secondo norma, che ha lo scopo di consentire il collegamento tra loro, mediante saldatura in cantiere, di più spezzoni di tubo bimetallico 70, Dopo la saldatura di sigillatura, gli spezzoni di tubo bimetallico 70 sono sottoposti a convenzionali operazioni dt arrotondamento delle testate, nonché a pulizia e a controlli dimensionali,

Benché rinvenzione sia stata sopra descritta con particolare riferimento a una sua forma di realizzazione, data a scopo esemplificativo e non limitativo, numerose modifiche e varianti appariranno evidenti a un esperto del ramo alla luce della descrizione sopra riportata. La presente invenzione, pertanto, intende abbracciare tutte le modifiche e le varianti che rientrano nello spirito e nell’ambito protettivo delle rivendicazioni che seguono.

Claims (3)

1. Rivendicazioni 1) Un metodo per la realizzazione di un tubo bimetallico (70), comprendente le fasi di: - predisporre due nastri metallici (10-12) aventi caratteristiche disomogenee quanto a composizione, di larghezze diverse e di adeguato spessore; - condurre detti nastri (10-12) in svolgimento da rispettivi coils o bobine e sovrapporli tra loro, in modo che il nastro a larghezza maggiore (12) sia posto inferiormente e sporga di una stessa quota dai contrapposti bordi laterali del sovrastante nastro a larghezza minore (10); - stabilizzare progressivamente detti nastri (10-12) così sovrapposti tra loro e guidati su un’apparecchiatura per la loro centratura, mediante punti di saldatura (24); - alimentare detti nastri (10-12) tra loro sovrapposti e stabilizzati con punti di saldatura (24) su una linea di profilatura, i cui rulli di formatura sagomano progressivamente i nastri stessi e li ripiegano in forma tubolare che definisce una fessura (26) tra i bordi (28-28’) del nastro (10) e (30-30’) del nastro (12) uà loro accostati e non ancora vincolati; - chiudere progressivamente per mezzo dì saldature sovrapposte con apporto di materiali diversi detta fessura (26) per unire tra loro t bordi (28-28’) del nastro (10) ripiegato in forma tubolare e i bordi (30-30<*>) del nastro (12) parimenti ripiegato in forma tubolare.
2. 2) II metodo secondo la rivendicazione 1 , in cui l’unione dei bordi (28-28’) del nastro (10) e (30-30<*>) del nastro (12) à ̈ realizzata con: - una prima saldatura che apporta materiale (52) tale da presentare, a saldatura effettuata, la stessa composizione chimica del materiale che costituisce il nastro (10), divenuto in tal modo un tubo (54), detta prima saldatura collegando tra loro i bordi (28-28<*>); - una seconda saldatura che apporta materiale (56) della stessa composizione chimica del materiale (52) e che copre e isola la prima saldatura collegando contemporaneamente detti bordi (30-30<*>) del nastro (12) divenuto in tal modo un tubo (58); - una terza saldatura che si sovrappone al materiale (56) della seconda saldatura e che à ̈ realizzata con materiale di apporto tale da risultare, a saldatura effettuata, della stessa composizione chimica del materiale costituente il tubo (58).
3. 3) TI metodo secondo le rivendicazioni precedenti, comprendente ulteriormente le fasi di: - allineare la fessura (26), pnma delle saldature, agl<i>utens<i>li che effettuano le saldature stesse mediante un rullo sagomato (34); - raffreddare eventualmente i due tubi coassial<i>(54), (58) ottenutie reciderli in spezzoni della larghezza des<i>derata; - sottoporre a cianfrinatura, sulle contrapposte testate, il bordo interno del tubo (58) per creare uno smusso a 45°, 4) Il metodo secondo la rivendicazione 1, in cui i punti di saldatura (24) che stabilizzano i nastri (10-12) tra loro sovrapposti sono intervallati di un passo compreso ora 200 e 1000 nrm.. 5) Un tubo bimetallico (70) in accordo con le rivendicazioni da 1 a 4.