JP2003262488A - 枝管の縮径方法 - Google Patents
枝管の縮径方法Info
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Abstract
工部3bを能率良く縮径し、抜き取りを容易とする。 【解決手段】 管支持板1の孔2に拡管固定している拡
管加工部3bの一端の狭幅区間3gを枝管の内側より環
状に加熱して赤熱状態とし、管端に引張力を作用させる
ことにより、その赤熱状態の狭幅区間を引張り降伏させ
て縮径させ、次いで、同じ動作を隣接した狭幅区間3h
について行い、以下、同じ動作を、赤熱する狭幅区間の
位置を次々と移動させて繰り返し行うことにより、管支
持板に緊着されている拡管加工部3bのほぼ全域を縮径
させ、容易に抜き取り可能とする。
Description
孔に挿通し、前記孔内に位置する挿通部を拡管加工して
前記管支持板に固定されている金属製の枝管を、前記管
支持板から取り外すために、拡管加工部の所望の個所を
縮径させる方法に関するものである。本発明を適用する
枝管の代表的な対象としては、熱交換器、煙管ボイラー
或いは水管ボイラー等に多数取り付けられている枝管を
挙げることができる。以下、熱交換器の保全のために行
われる上記枝管の撤去作業を例にとって説明を行う。
は、その端部を管支持板(管板)に挿入、固定されてお
り、また、多くの場合、管支持板は一対が距離をおいて
配置され、枝管の両端がその管支持板に固定されてい
る。この枝管を管支持板に固定するには、多くの場合、
図11に示すように、管支持板1に設けた孔2に枝管3
の端部を挿通し、その孔2内に位置する挿通部3aを含
む端部を拡管加工して拡管加工部3bとし、挿通部3a
を孔2の内面に押し付けて固定している。この際、拡管
加工により拡管加工部3bの管支持板1の外側に位置す
る部分に孔2の内径よりも大径となった拡径部3c、3
dが形成されることが多い。また、図12に示すよう
に、孔2の内面に円周状の係止溝4を1条或いは複数条
設けておき、拡管加工部3bの係止溝4に対応する部位
に拡径部3eを生じさせ、より強固な係合が図られるこ
ともある。更に、枝管3の管支持板1よりも突出した先
端にフレア加工を施してフレア加工部3fとし、固定を
一層確実なものとしたものもある。
には、その枝管3を管支持板1から抜き取り、交換する
ことが必要である。この枝管3の抜き取りのために従来
行われている方法は、拡管加工した挿通部3aをガスト
ーチで加熱し、熱膨張しようとする該挿通部3aを孔2
の内面による拘束によって圧縮降伏させ、これによって
冷却後には該挿通部3aが縮径しているという加熱縮径
操作を加えて挿通部3aを孔2から弛緩させ、次いで、
枝管3を矢印A方向に或いは矢印B方向に引き抜くとい
う方法であった。なお、枝管3の端部にフレア加工部3
fを形成している場合に、その枝管3を矢印B方向に引
き抜く際には、それに先立って、フレア加工部3fをグ
ラインダー等で削り取ってしまうか、或いはガストーチ
でフレア加工部3fの周方向に離れた3ヶ所を、管支持
板1を損傷しないように、管軸方向に溶断した上で、ハ
ンマー等で絞り、或いは又、フレア加工部を研削薄肉化
するなどして抜き取り可能としていた。
る加熱縮径操作では、挿通部3aに生じる縮径率が1%
程度であるため弛緩の程度が低く、抜き取りに大きい力
を必要とし、抜き取りが極めて困難であった。しかも、
枝管3の挿通部3aの前後に拡径部3c、3dが生じた
り、係止溝4に対向する部位に拡径部3eが生じている
と、これらの拡径部3c、3d、3eに対して上記した
加熱縮径操作を加えても、ほとんど縮径を生じることが
なく、これらの拡径部3c、3d、3eが管支持板1に
引っ掛かって、このままでは抜けないことも多かった。
そこでそのような場合には、その拡径部3c、3dに接
近可能であれば、それをグラインダーで削り取り、枝管
を抜き取りやすくするとか、削り取りが出来ない場合に
は、拡管加工部3bを管軸方向に溶断し、次いでハンマ
ー等で絞る等の操作を加えるというように、対象毎に撤
去法を工夫して対処しているが、いずれも非常な工数増
が伴っており、しかも、拡径部の削り取り時や拡管加工
部3bの溶断時に、管支持板を損傷することが多く、そ
の場合にはその補修に多大な費用を要するという問題が
あった。また、フレア加工部を削り取ったり、溶断した
りする時にも、管支持板を損傷することが多く、その場
合にもその補修に多大な費用を要するという問題があっ
た。
る拡管加工部3bを、特に拡径部3c、3d、3e等
を、管支持板の孔との間に抜き差しに十分な隙間が確保
されるよう、高度に縮径させることができれば、管支持
板からの枝管の除去が極めて容易となる。
で、熱交換器の管板のような管支持板に固定されている
枝管の拡管加工部の必要な区間を、例えば、挿通部や拡
径部を、高度に且つ容易に縮径させることの可能な枝管
の縮径方法を提供することを課題とする。
は、金属管体の一部を赤熱して変形抵抗を小さくし、そ
の赤熱区間を管軸方向に引張って引張り降伏させれば、
その引張り降伏に際して延伸と同時に縮径が生じるとい
う現象を利用したものである。
m以上或いは100mm以上の管支持板に設けた孔に挿
通して拡管加工されており、このため、図11、図12
に示すように、挿通部3aが孔2内面に緊着されて両者
間に大きい摩擦力が存在しており、且つ拡径部3c、3
d、3eによる係止作用も作用している。このような対
象に対して引張り降伏による縮径現象を生じさせるべ
く、挿通部3aや拡径部3c、3d、3eを含む区間を
赤熱させ、両側から引張ったところ、引張り降伏が管軸
方向の局部に集中して生起し、この部分が破断してしま
い、赤熱区間全体を縮径させることができないことが判
明した。
径現象を枝管の拡管加工部に適用すべく鋭意検討した結
果、赤熱区間を小さくすれば、破断させることなく引張
り降伏を生じさせて縮径させることができ、しかも、長
い区間に亘って縮径が必要な場合には、このような小区
間についての赤熱と引張り降伏とを逐次に或いは連続的
に位置を変えて行っていくことにより、破断を生じるこ
となく拡管加工部の所望区間の縮径を良好に行うことが
できることを見出し、本発明を達成した。
設けた孔に挿通、固定された拡管加工部を有する金属製
の枝管の上記拡管加工部内の狭幅区間を枝管の内側から
の加熱によって環状に赤熱させ、且つ環状に赤熱した区
間に管軸方向の引張力を作用させて引張り降伏させ、縮
径させることを特徴とするものである。このように、枝
管の拡管加工部内の狭幅区間のみを赤熱させ、その区間
に引張力を作用させて引張り降伏させる構成としたこと
により、その狭幅区間内では比較的均等に引張り降伏を
生じ、このため、局部降伏による破断の問題を生じるこ
となく、10%レベルもの高度の縮径を一度で実施する
ことができる。
間を枝管の内側からの加熱によって環状に赤熱させる操
作及び環状に赤熱した区間に管軸方向の引張力を作用さ
せて引張り降伏させる操作を、上記拡管加工部の管軸方
向に、逐次位置を変えて加えて行くことにより、上記拡
管加工部内の所望領域を縮径させることを特徴とするも
のである。また、請求項3の発明は、枝管の拡管加工部
の縮径すべき区間に管軸方向の引張力を作用させなが
ら、前記区間内の狭幅区間を枝管の内側からの加熱によ
って環状に赤熱させて引張り降伏させる操作を、上記狭
幅に赤熱させる位置を、前記縮径すべき区間の一端から
他端に向かって連続的に移動させて加えて行くことによ
り、上記拡管加工部の所望領域を縮径させることを特徴
とするものである。このように、狭幅区間の赤熱及び引
張り降伏を、逐次に位置を変えて或いは連続的に位置を
変えながら実施することにより、長い拡管加工部に対し
てもその全域を、局部降伏による破断を生じることな
く、10%レベルもの高度に縮径させることができ、枝
管を管支持板から容易に引き抜くことが可能となる。
いて、拡管加工部の縮径すべき区間内の狭幅区間を環状
に赤熱させるための加熱を、枝管内に電磁誘導コイルを
配し、該コイルに交流を通電して枝管を加熱する誘導加
熱法によって行うことを特徴とするものである。誘導加
熱法は内部加熱法であり、要加熱個所の集中的な且つ均
一な急速加熱が可能であり、加熱する部分としない部分
を明確に画定することができて、引張り降伏を部位を特
定して所期の形で生起させるのに適している。又、作業
能率においても優れており、小径管対応も容易である。
して本発明を更に詳細に説明する。図1は、請求項1、
請求項2の発明に係る縮径方法を、管支持板1に固定し
ている枝管3の拡管加工部3bのほぼ全域を縮径させる
場合に適用した実施形態を示すものである。図1(a)
において、まず、局部降伏破断の問題が生じないように
狭い幅の狭幅区間3gを枝管の内側からの加熱によって
環状に赤熱させ、且つその赤熱した区間3gに管軸方向
の引張力を作用させる。この引張力は、例えば管端を矢
印A方向に引っ張ることにより付与できる。これによ
り、図1(b)に示すように、その赤熱区間3gが引張
り降伏して延伸し、その外径が縮径する。この時の縮径
量は、10%程度なら破断を生じることなく可能であ
る。かくして、狭幅区間3gに対して破断を生じること
なく高度の縮径を行うことができる。
ると、次には、それに隣接した狭幅区間3hを枝管の内
側からの加熱によって環状に赤熱させ、且つその赤熱し
た区間3hに引張力を作用させ、引張り降伏させる。な
お、この時には、先に引張り降伏させた狭幅区間3gは
温度が低下し、剛性が大きくなっているので、引張り降
伏が進行して破断するということはない。もし、必要な
ら、枝管3内に冷却用の空気を間欠的に或いは連続的に
流し、引張り降伏済の領域を冷却してもよい。また、赤
熱させる区間3hは先に引張り降伏させた区間3gに一
部オーバーラップする位置としてもよい。以下、同様の
動作を繰り返し、最後に、図1(c)に示すように、管
支持板1の内面側に生じていた拡径部3dを含む狭幅区
間3nを赤熱して引張り降伏させることにより、図1
(d)に示すように、拡管加工部3bのほぼ全域を、破
断を生じること無く縮径させることができる。
間3g、3h・・3n等の幅は、局部降伏破断の問題が
生じないように定めるもので、状況に応じて実験設定さ
れるべきものであるが、目安としては枝管肉厚の2〜1
0倍である。また、逐次位置を変えて赤熱する際の各狭
幅区間の幅は、通常は一定とするが、必要に応じて変化
させても、例えば高度の縮径が望ましい位置では狭幅区
間の幅を小さくするというように変化させてもよい。
に対する引張り降伏を行って行く順序は、図1に示すよ
うに、枝管3の先端側から進行する場合に限らず、図2
に示すように、最初に拡管加工部3bの後端側の狭幅区
間3nを引張り降伏させ、次いで枝管3の先端側に向か
って逐次位置を変えて引張り降伏させてゆき、最後に先
端側の狭幅区間3gを引張り降伏させるという順序とし
てもよい。
対して引張力を作用させるには、拡管加工部3bの一端
若しくは両端に引張力を作用させて行う。この際、枝管
2の先端に対して矢印A方向の引張力を作用させるため
の枝管先端の把持は、枝管2先端の管支持板1からの突
出量が大きい場合或いはフレア加工部を備えている場合
にはその外面を割り型クランプで把持することにより行
うことができ、また、それが出来ない場合には、枝管内
面に拡径型アンカーを固定したり、タップねじ結合を行
うことにより、更には、枝管端面に把持具をろう付けす
る形で行うことができる。また、枝管2の管支持板1よ
りも奥側の部分に矢印B方向の引張力を作用させるため
の把持は、枝管の適当な位置の外面を把持することによ
り、或いは矢印B方向側の管端に上記した把持構造を適
用することにより行うことができる。
を枝管2の端部側から進めて行く場合には、例えば図1
(a)、(b)に示すように、引張り降伏させようとす
る狭幅区間3g、3hよりも拡管加工部3bの後端側
(右側)に未縮径部分が存在し、この未縮径部分が矢印
B方向の引張力の伝達を阻止してしまう。このため、拡
管加工部3bの奥側の端部に矢印B方向の引張力を作用
させてもあまり効果はない。一方、引張り降伏させよう
とする狭幅区間3g、3h・・・3n等よりも先端側
(左側)は、管支持板1で拘束されていないか、既に縮
径しているため、どの位置まで引張り降伏を進めていっ
ても、引張り降伏させようとする狭幅区間には枝管先端
に作用させた矢印A方向の引張力が有効に作用する。従
って、枝管3の先端に矢印A方向の引張力を作用させる
のみで十分である。また、図2に示すように、拡管加工
部3bの後端側から引張り降伏を進めて行く場合には、
拡管加工部3bの後端側に矢印B方向の引張力を作用さ
せるのみで十分である。換言すれば、枝管3の拡管加工
部3bに対して先端側に引張力を作用させることが容易
な場合には、図1に示すように、引張り降伏を先端側か
ら進めてゆき、逆に拡管加工部3bに対して後端側に引
張力を作用させることが容易な場合には、図2に示すよ
うに、引張り降伏を後端側から進めてゆくことが好まし
い。
張力を作用させる場合、他端側は管軸方向に動かないよ
うに固定した状態であっても或いは自由に移動可能な状
態であってもよい。例えば、図1において、枝管3の先
端のみに矢印A方向の引張力を作用させて縮径動作を行
って行く場合、管支持板1よりも右側の枝管部分は、適
当な手段で管軸方向に動かないように固定した状態で
も、自由に動く状態としていてもよい。この部分を管軸
方向に自由に動く状態としていても、拡管加工部3bの
挿通部3aが孔2の内面に緊着され且つ拡径部3d、3
e等が管支持板1に係止しているので、赤熱された狭幅
区間3g、3h等の右側の領域は管軸方向に拘束されて
おり、赤熱された区間を引張り降伏させることが可能で
ある。なお、図1(c)に示すように最後の狭幅区間3
nを赤熱して引張り降伏させる際、拡径部3dが縮径し
て管支持板1に対する係止が外れると、枝管3は矢印A
方向の引張力により全体として矢印A方向に移動し、そ
れ以上の引張り降伏は生じないが、縮径の目的は枝管3
を管支持板1の孔2から引き抜くことであるので、その
まま引き抜けばよく、何ら支障はない。
降伏のための赤熱温度は、赤熱部の変形抵抗を必要且つ
十分に小とするために700〜1100°C、望ましく
は900〜1100°C程度とするのが良い。枝管3に
対する管軸方向の引張力の付与は、応力を規制して行っ
てもよいし、引張り速度を規制して行ってもよいが、破
断に至らせないために、或いは設備技術面から、応力規
制方式の方が有利である。ただし、引張力が低くても、
その引張力をかけ続ければ、引張り降伏が進行し、破断
につながる恐れがあるので、赤熱する狭幅区間の幅に応
じて変位量を設定しておき、各狭幅区間に応じた変位量
に達した時点で引張力の付加を止めることが好ましい。
各狭幅区間に生じさせる引張り降伏量は一定としてもよ
いし、又、縮径量を大きくしたい部位に対しては引張り
降伏量を大きくするというような変化を与えてもよい。
赤熱した狭幅区間に作用させる引張力の好適な範囲は材
質や赤熱温度によって異なるが、おおむね5〜50MP
aの範囲にある。
ための加熱操作と引張り操作は、同時に行ってもよく、
加熱操作後に引張ってもよく、或いは引張りながら加熱
操作を行ってもよい。
トーチやレーザーを用いて行ってもよいが、枝管内に電
磁誘導コイルを配し、これに交流を通電することによっ
て管体に誘導電流を生じさせて管体を加熱する誘導加熱
法によるのが望ましい。誘導加熱法は内部加熱法であ
り、要加熱個所の集中的な且つ均一な急速加熱が可能で
ある。すなわち、加熱する部分としない部分を明確に画
定することができて、本発明における引張り降伏を部位
を特定して所期の形で生起させるのに適している。又、
作業能率においても優れており、小径管対応も容易であ
る。加熱条件の目安は、例えば25.4mmφ×2.6
mmtの鋼管の3mm区間を1000°Cまで加熱する
場合で、15kW×20sec程度である。
請求項2の発明において狭幅区間の引張り降伏動作を逐
次に即ち間欠的に行っているのを、連続化したものであ
る。すなわち、図3の実施形態に示すように、枝管3の
拡管加工部3bに対して常時引張力を作用させた状態
で、例えば、管端に矢印A方向の引張力を作用させた状
態で狭幅区間3pを枝管3の内側からの加熱によって環
状に赤熱させ、且つその赤熱位置を連続的に管軸方向に
移動させるものである。ここで、環状に赤熱させる狭幅
区間3pの昇温速度及び移動速度と、それに作用する引
張力とを適当に設定することにより、赤熱される区間3
pが連続的に管軸方向に移動し且つその赤熱された部分
が連続的に引張り降伏されて行き、結局、拡管加工部3
bの所望の区間に亘って引張り降伏による縮径を行うこ
とができる。この場合、移動を連続的としたので、引張
り降伏が全区間に亘って滑らかに生起する。
区間3pの幅は、狭い幅に安定して引張り降伏を生じる
よう、また、引張り降伏を終了した部分が残熱により更
に引張り降伏を生じないように設定されるもので、状況
に応じて実験設定されるべきものであるが、目安として
は枝管肉厚の1〜5倍である。
を作用させる位置及び方向や、赤熱した狭幅区間3pの
移動方向は、請求項2の方法と同様であり、例えば、図
3に示すように、枝管3の先端に矢印A方向の引張力を
作用させる時には、環状に赤熱した狭幅区間3pを枝管
3の後端側に移動させることが好ましい。また、引張り
降伏のための赤熱温度も、同様に、700〜1100°
C、望ましくは900〜1100°C程度とするのが良
い。枝管3に加える管軸方向の引張力は応力を規制して
行ってもよいし、引張り速度を規制して行ってもよく、
破断に至らせないために、或いは設備技術面から、応力
規制方式の方が有利である。一定の引張り降伏を進行さ
せるには、通常は、一定の引張力を加えればよく、好適
な張力の範囲は材質や赤熱温度によって異なるが、おお
むね5〜50MPaの範囲にある。上記引張力の付加は
引張り降伏による管の管軸方向の変位速度を検出し、こ
れをフィードバックしながら行ってもよい。赤熱位置の
管軸方向の移動速度は通常、一定であるが、局部的に縮
径を大きくしたい部位ではその移動速度を低下させると
いうような変化を与えてもよい。
請求項2に記載の方法の場合と同様に、ガストーチやレ
ーザーを用いて行ってもよいが、枝管内に電磁誘導コイ
ルを配し、これに交流を通電することによって管体に誘
導電流を生じさせて管体を加熱する誘導加熱法によるの
が望ましい。加熱条件の目安は、例えば25.4mmφ
×2.6mmtの鋼管の3mm区間を、3mm/sec
の移動速度で1000°Cに加熱する場合で20kW程
度である。請求項3の発明の場合においても、引張り降
伏済の領域を敏速に降温させるため、枝管3内に冷却用
の空気を流しておいてもよい。
を枝管3の拡管加工部3bに適用することにより、1回
の操作で10%にも及ぶ大きな縮径が実現される。本発
明方法は、状況に応じて一つの縮径対象部に2回以上繰
り返して適用してもよい。又、拡径部3c、3dの生じ
具合により、或いは、係止溝4が複数条設けられてい
て、それに対応する拡径部3eが複数段に生じている場
合などのように、環状に加熱した区間に引張力を作用さ
せにくい場合には、あらかじめ、従来行われている加熱
縮径操作を枝管の挿通部に適用して若干のがたを生じさ
せ、その後、その部分に本発明方法を適用して引張り操
作の円滑化を図ってもよい。
体に適用することにより、ほぼ全体を縮径させることが
できるが、本発明の縮径方法はその場合に限定されるも
のではなく、状況に応じて、拡径部3eを生じている部
分のような一部区間のみに適用してもよい。また、その
一部区間が狭い場合には、赤熱操作及び引張り降伏操作
を逐次の位置を変えて或いは連続的に位置を変えて行う
必要はなく、一度の操作で実施可能である。特に、拡管
加工部のほぼ全体を請求項2又は3に記載の方法によっ
て縮径した後、拡径部3eに対応する部分の縮径が不足
した場合などには、その部分を含む狭幅区間のみを赤熱
し、引張り降伏させる操作を加えることが好ましい。
固定している拡管加工部の所望部分を縮径させることが
可能であり、拡径部3c、3d、3eを含む拡管加工部
3bをも、管支持板1に形成している孔2に対して管軸
方向に自由に動かせるレベル迄高度に縮径することが可
能である。従って、本発明の縮径方法を適用し、例えば
図1〜図3に示すように拡管加工部3bを縮径した後、
その部分を矢印A方向或いはB方向に引き抜くことによ
り、枝管3を管支持板1から容易に撤去することができ
る。
工部を有する場合があり、縮径後の引き抜きに際し、そ
のフレア加工部が邪魔になる場合がある。その場合に
は、図1或いは図3に示す方法で拡管加工部を縮径させ
終わると、図4に示すように、フレア加工部3fが管支
持板1の前面から大きく前に引き出された状態となるの
で、その状態でフレア加工部3fを切断除去するか又は
管支持板1の孔2を通過できるように整形加工した上
で、枝管を矢印B方向に引き抜けばよい。この場合、フ
レア加工部3fが管支持板1の前面から大きく離れてい
るので、フレア加工部3fの切断除去操作或いは整形加
工操作を容易に且つ管支持板1を傷つけることなく実施
できる。
管加工部3bを矢印A方向に引き抜きたいが、枝管3の
全長を矢印A方向には引き抜けない場合がある。その場
合には、枝管3の途中部分を切断した上で、枝管を管支
持板から引き抜いて除去すればよい。この際の切断は、
もし、その切断位置に外部から接近できれば、ガストー
チ等による外面からの溶断により実施してもよいが、そ
れよりも、本発明の出願人が先に出願した特願平7−2
1173号(特開平8−192373号、「枝管の撤去
方法及び装置」)に記載された、管体を環状に赤熱させ
て引張り破断させる方式を採用することが好ましい。こ
の切断方法は、図5に示すように、枝管3の切断すべき
区間3qの内側に電磁誘導コイル11を位置させ、その
区間3qを環状に赤熱させた状態で、この区間3qに管
軸方向の引張力を作用させ、引張り破断させるものであ
る。この引張り破断の際には、破断される区間3qは縮
径しながら破断するため、ガストーチによる溶断の際に
生じがちなばりの発生がなく、従って、切り離した枝管
3を容易に孔2内から引き抜くことができる。
を置いて2ヶ所に対向配置されている一対の管支持板に
両端部がそれぞれ拡管固定された枝管の縮径に適用した
場合の実施形態を説明する。
をD端とする。まず、図6(a)に示すように、C端側
の拡管加工部の縮径動作を行う。このC端側の縮径動作
は、C端側の管端に矢印Aで示す方向の引張力を作用さ
せる形で、且つ、環状赤熱操作を、電磁誘導コイル等の
加熱手段12をC端側から枝管3内に挿入し、その加熱
手段12をC端側の拡管加工部のC端側からD端側に向
け移動させる形で加えることによって行う。これによ
り、C端側の拡管加工部をC端側からD端側に向けて順
に引張り降伏させて縮径させる。なお、この際の引張り
降伏区間の移動は、逐次でも、連続的でもよい。
拡管加工部の縮径を、D端側からの操作により、前記C
端側の操作をD端側に裏返して置き換えた形で加えるこ
とによって行う。すなわち、D端側の管端に矢印Bで示
す方向の引張力を作用させる形で、且つ、環状赤熱操作
を、電磁誘導コイル等の加熱手段12をD端側から枝管
3内に挿入し、その加熱手段12をD端側の拡管加工部
のD端側からC端側に向け移動させる形で加えることに
よって行う。これにより、D端側の拡管加工部をD端側
からC端側に向けて順に引張り降伏させて縮径させる。
なお、この際の引張り降伏区間の移動も、逐次でも、連
続的でもよい。
を縮径させることができ、その後、枝管3をC端側或い
はD端側に引き抜き、撤去する。なお、この引き抜き撤
去の際に、管端にフレア加工部が存在するか或いは拡径
部が少し残っていて引き抜けない場合がある。その場合
には、引き抜きに先立って、一方の管端のフレア加工部
或いは拡径部を切断除去するか、管支持板1の孔を通過
できるように整形加工し、その反対側の方に引き抜けば
よい。また、その代わりに、一対の管支持板1の間にお
いて枝管3を、例えば図5に示した方法で切断し、両側
に引き抜く方法を採ってもよい。
変形した縮径方法を示すものである。図7に示す方法に
おいても、まず、C端側の拡管加工部の縮径動作を図6
の場合と同様に行う。すなわち、図7(a)に示すよう
に、C端側の管端に矢印Aで示す方向の引張力を作用さ
せる形で、且つ、環状赤熱操作を、電磁誘導コイル等の
加熱手段12をC端側から枝管3内に挿入し、その加熱
手段12をC端側の拡管加工部のC端側からD端側に向
け移動させる形で加えることによって行う。これによ
り、C端側の拡管加工部をC端側からD端側に向けて順
に引張り降伏させて縮径させる。なお、この際の引張り
降伏区間の移動は、逐次でも、連続的でもよい。
この縮径動作を行う際には、図7(b)に示すように、
C端側の管端に矢印Aで示す方向の引張力を作用させる
形で、且つ、環状赤熱操作を、電磁誘導コイル等の加熱
手段12をD端側から枝管3内に挿入し、その加熱手段
12をD端側の拡管加工部のC端側からD端側に向け移
動させる形で加えることによって行う。これにより、D
端側の拡管加工部をC端側からD端側に向けて順に引張
り降伏させて縮径させる。なお、この際の引張り降伏区
間の移動も、逐次でも、連続的でもよい。
を縮径させることができ、枝管3をそのままC端側に引
き抜くことで撤去することができる。なお、この場合に
おいても、縮径動作後、枝管をD端側に引き抜いてもよ
い。また、枝管の引き抜きの際に、前記したように、一
方の管端のフレア加工部或いは拡径部の切断除去或いは
整形加工を行うとか、一対の管支持板1の間において枝
管3を切断する等の操作を伴う方法を採ってもよい。
両端部の拡管加工部を縮径させた後、管支持板1から枝
管3を引き抜いているが、縮径と引き抜きの順序を一部
変更することも可能である。図8は、その場合の例を示
すものである。まず、図8(a)に示すように、まず、
C端側の拡管加工部の縮径動作を図6の場合と同様に行
う。すなわち、C端側の管端に矢印Aで示す方向の引張
力を作用させる形で、且つ、環状赤熱操作を、電磁誘導
コイル等の加熱手段12をC端側から枝管3内に挿入
し、その加熱手段12をC端側の拡管加工部のC端側か
らD端側に向け移動させる形で加えることによって行
う。これにより、C端側の拡管加工部をC端側からD端
側に向けて順に引張り降伏させて縮径させる。なお、こ
の際の引張り降伏区間の移動は、逐次でも、連続的でも
よい。
拡管加工部3bの後端部分3qを赤熱して縮径させた
後、その部分3qの加熱を続け、赤熱状態に保った状態
で、管端に対する矢印A方向の引張力をかけ続ける。こ
れにより、図8(c)に示すように、部分3gが降伏破
断し、枝管3のC端側は管支持板1から引き抜かれる。
その後、D端側の拡管加工部の縮径を、C端側の操作と
同様に行い、縮径後、D端側に引き抜き撤去できる。
管支持板1に対して、その端部を突出させた形で取り付
けられた場合を例にとっているが、本発明はこの場合に
限定されず、枝管3の端部が管支持板1の外面にほぼ等
しい位置となるように固定されている場合にも適用可能
である。
方法によれば、枝管の拡管加工部内の狭幅区間のみを赤
熱させ、その区間に引張力を作用させて引張り降伏させ
る構成としたことにより、その狭幅区間内では比較的均
等に引張り降伏を生じ、このため、局部降伏による破断
の問題を生じることなく、10%レベルもの高度の縮径
を一度で実施することができる。
狭幅区間の赤熱及び引張り降伏を、逐次に位置を変えて
或いは連続的に位置を変えて実施することにより、拡管
加工部の長い区間を、局部降伏による破断を生じること
なく、10%レベルもの高度に縮径させることができ
る。これらの請求項2又は3に記載の方法は、いずれ
も、局部を対象とした引張り降伏による縮径操作を、管
軸方向に逐次又は連続的に順次進めて行くものであるた
め、C、D両端を管支持板に取り付けられ枝管における
前記C端側とD端側の管支持板の間に位置する管の途中
部分のように、本来は引張操作を加えようがない部分に
対しても、管端から順に局部的に引張り降伏させ、これ
によって局部的に縮径して新たな引張り代が生じるサイ
クルが順次進んで遂には引張り操作を加えられるように
なるのである。
た枝管に、フレア加工部があれば、枝管の引き抜きには
フレア加工部を除去するなどの処理が必要となるが、引
張り降伏操作により枝管に長さマージンが生じているの
で、これらの処置を従来よりもはるかに容易に行うこと
ができる。
mmの管支持板1に形成した内径25.65mmの孔2
に、25.4mmφ×2.6mmtの枝管3(材質ST
B340)を挿通し、拡管加工して固定した試料を用意
した。ここで、拡管加工部3bの外面には、拡径部3
c、3d、3eが生じており、この外径は孔2の内径よ
りも約2%大きくなっていた。この枝管3の管端に引張
力を付与するための治具15をろう付けにより固定し、
この治具15に油圧シリンダ(図示せず)を連結して矢
印A方向の引張力を付与可能とした。また、枝管3内に
電磁誘導コイル16(幅30mm)を挿入し、枝管3を
環状に加熱可能とした。なお、枝管3の右端は自由とし
ている。
管支持板1の外面にほぼ等しい位置(図示位置)に停止
させ、15kW×20secの加熱を行い、これにより
約15mm幅の区間3rが赤熱状態となった。次いで、
この赤熱区間に10MPaの引張応力が加わるよう治具
15に引張力を作用させ、赤熱区間3rを引張り降伏さ
せた。この引張り降伏につれて治具15が変位するの
で、その変位が約1mmに達したところで引張力付加を
停止した。次に、誘導加熱コイル16を前回の加熱幅
(赤熱した区間の幅)にほぼ等しい量だけ管軸方向に移
動させて停止させ、その位置で前記と同様の操作を行
い、引張り降伏させた。以下、同様の動作を管軸方向に
逐次実施し、最後に管支持板1の右側に生じている拡径
部3dのところを赤熱し、引張り降伏させた時点で、枝
管3が管支持板1に対して矢印A方向に移動自在となっ
たので、作業を停止し、枝管3を矢印A方向に引き抜い
た。引き抜いた枝管3の縮径部分の外径を測定したとこ
ろ、孔2内に緊着していた部分の外径が24.8mm、
拡径部3eの外径が25.5mmとなっており、孔2の
内径よりもかなり小さく縮径していた。
0mmの管支持板1に形成した内径51.4mmの孔2
に、50.8mmφ×5.3mmtの枝管3(材質ST
B340)を挿通し、拡管加工して固定し、更に先端を
フレア加工した試料を用意した。ここで、拡管加工部3
bの外面には、拡径部3dが生じており、この外径は孔
2の内径よりも約5%大きくなっていた。この枝管3の
管端に引張力を付与するため、先端のフレア加工部3f
にクランプ治具17を取付け、このクランプ治具17に
油圧シリンダ(図示せず)を連結して矢印A方向の引張
力を付与可能とした。また、枝管3内に電磁誘導コイル
18(幅20mm)を挿入し、枝管3を環状に加熱可能
とした。更に、枝管3の右端を治具(図示せず)で固定
した。
張り降伏動作を管軸方向に逐次実施した。各回の動作に
おける加熱電力及び時間は25kW×15sec、加熱
幅(赤熱幅)は約10mm、電磁誘導コイル18の移動
ピッチは10mm、印加した引張応力は150MPa、
変位量は1.7mmである。この操作を、管支持板1の
右側の拡径部3dのところまで実施して縮径動作を停止
した。この時、フレア加工部3fの根元が管支持板1の
左側の表面より約10mm伸び出しているので、その部
分を切断してフレア加工部3fを除去し、次いで枝管3
を右方向に引っ張ることで、枝管3を容易に管支持板1
から引き抜くことができた。引き抜いた枝管3の縮径部
分の外径を測定したところ、外径が49.1mmとなっ
ており、孔2の内径よりもかなり小さく縮径していた。
し、その管端に10MPaの引張力を連続的に作用させ
た状態で、枝管内に幅が30mmの電磁誘導コイルを挿
入し、その電磁誘導コイルに20kWの通電を行った状
態で、移動速度3mm/secで枝管の先端側から後端
側に向けて移動させた。これにより、幅約10mmの赤
熱区間が生じて連続的に移動し、且つその赤熱区間で引
張り降伏が連続的に生じた。電磁誘導コイルが、枝管の
後端側の拡径部3d(図9参照)を通過した時点で枝管
が管支持板に対して枝管の先端方向に移動自在となった
ので、作業を停止し、枝管を先端方向に引き抜いた。引
き抜いた枝管の縮径部分の外径を測定したところ、孔内
に緊着していた部分の外径が24.8mm、拡径部3e
(図9参照)の外径が25.5mmとなっており、孔の
内径よりもかなり小さく縮径していた。
し、その管端に150MPaの引張力を連続的に作用さ
せた状態で、枝管内に幅が20mmの電磁誘導コイルを
挿入し、その電磁誘導コイルに25kWの通電を行った
状態で、移動速度3mm/secで枝管の先端側から後
端側に向けて移動させた。これにより、幅約6mmの赤
熱区間が生じて連続的に移動し、且つその赤熱区間で引
張り降伏が連続的に生じた。電磁誘導コイルが、枝管の
後端側の拡径部3d(図9参照)を通過した時点で作業
を停止し、先端のフレア加工部を切断除去し、次いで枝
管を後端方向に引っ張って、管支持板より引き抜いた。
引き抜いた枝管の縮径部分の外径を測定したところ、外
径が49.1mmとなっており、孔の内径よりもかなり
小さく縮径していた。
求項1に記載の発明は、枝管の拡管加工部内の狭幅区間
のみを赤熱させ、その区間に引張力を作用させて引張り
降伏させる構成であるので、その狭幅区間内では比較的
均等に引張り降伏を生じ、このため、局部降伏による破
断の問題を生じることなく、10%レベルもの高度の縮
径を一度で実施することができるという効果を有してい
る。
に挿通し拡管加工固定された枝管の拡管加工部に対し
て、狭幅区間を赤熱し且つその区間を引張り降伏させて
縮径させるという動作を、逐次位置を変えて行うもので
あるので、肉厚の管支持板の孔内に強固に緊着され、
又、拡径部を生じている枝管に対しても、所望の区間に
亘って引張り破断を伴うことなく高度の縮径を行うこと
ができるという効果を有している。
に挿通し拡管加工固定された枝管の拡管加工部に対し
て、狭幅区間を赤熱し且つその区間を引張り降伏させて
縮径させるという動作を、位置を連続的に移動させなが
ら行うものであるので、肉厚の管支持板の孔内に強固に
緊着され、又、拡径部を生じている枝管に対しても、所
望の区間に亘って引張り破断を伴うことなく高度の縮径
を行うことができ、しかも動作が連続的であるので作業
性が良いという効果を有している。
いずれか1項に記載の縮径方法において、拡管加工部の
縮径すべき区間内の狭幅区間を環状に赤熱させるための
加熱を、枝管内に電磁誘導コイルを配し、該コイルに交
流を通電して枝管を加熱する誘導加熱法によって行うも
のであるので、所望の狭幅区間を、その外側をあまり昇
温させることなく、急速に所望温度にまで加熱すること
ができ、所望の部位に引張り降伏を安定して生じさせる
ことができ、作業能率良く縮径を行うことができ、且
つ、小径管対応も容易であるという効果を有している。
固定された枝管の高度の縮径が可能であるので、縮径し
た後の枝管を容易に管支持板から引き抜き、撤去するこ
とが可能であり、この点から次のような効果も得られ
る。 1) 熱交換器、煙管ボイラー、水管ボイラーなどに種々
な仕様で拡管固定された枝管に対して、一定の方針で撤
去が行える。 2) 撤去作業の能率が大幅に向上する。 3) 検査などのための一部枝管の抜き取りも容易であ
る。 4) 撤去作業に際して管支持板を損傷し或いは撤去中の
枝管を破断させるなどのトラブルを生じないので、不本
意な補修、復旧作業がなくなる。
済性の観点で保全するために行うものであり、本発明に
より撤去作業が能率よく且つ確実に行えるようになった
ことによる寄与は大きい。
実施形態を示す概略断面図
の実施形態を示す概略断面図
形態を示す概略断面図
管及び管支持板を示す概略断面図
管を切断する動作を示す概略断面図
管の両端を、本発明を適用して縮径する動作の1例を示
す概略断面図
管の両端を、本発明を適用して縮径する動作の他の例を
示す概略断面図
管の両端を、本発明を適用して縮径する動作の更に他の
例を示す概略断面図
す概略断面図
示す概略断面図
Claims (4)
- 【請求項1】 管支持板に設けた孔に挿通、固定された
拡管加工部を有する金属製の枝管の上記拡管加工部を縮
径させる方法であって、上記拡管加工部内の狭幅区間を
枝管の内側からの加熱によって環状に赤熱させ、且つ環
状に赤熱した区間に管軸方向の引張力を作用させて引張
り降伏させ、縮径させることを特徴とする枝管の縮径方
法。 - 【請求項2】 管支持板に設けた孔に挿通、固定された
拡管加工部を有する金属製の枝管の上記拡管加工部を縮
径させる方法であって、上記拡管加工部の縮径すべき区
間内の狭幅区間を枝管の内側からの加熱によって環状に
赤熱させる操作及び環状に赤熱した区間に管軸方向の引
張力を作用させて引張り降伏させる操作を、上記拡管加
工部の縮径すべき区間内で、逐次位置を変えて加えて行
くことにより、上記拡管加工部の縮径すべき区間を縮径
させることを特徴とする枝管の縮径方法。 - 【請求項3】 管支持板に設けた孔に挿通、固定された
拡管加工部を有する金属製の枝管の上記拡管加工部を縮
径させる方法であって、上記拡管加工部の縮径すべき区
間に管軸方向の引張力を作用させながら、前記区間内の
狭幅区間を枝管の内側からの加熱によって環状に赤熱さ
せて引張り降伏させる操作を、上記狭幅に赤熱させる位
置を、前記縮径すべき区間の一端から他端に向かって連
続的に移動させて加えて行くことにより、上記拡管加工
部の縮径すべき区間を縮径させることを特徴とする枝管
の縮径方法。 - 【請求項4】 前記拡管加工部の縮径すべき区間内の狭
幅区間を環状に赤熱させるための加熱を、枝管内に電磁
誘導コイルを配し、該コイルに交流を通電して枝管を加
熱する誘導加熱法によって行うことを特徴とする請求項
1から3のいずれか1項に記載の枝管の縮径方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003064730A JP3836082B2 (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | 枝管の縮径方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003064730A JP3836082B2 (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | 枝管の縮径方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05655295A Division JP3487668B2 (ja) | 1995-02-21 | 1995-02-21 | 枝管の縮径方法及び撤去方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003262488A true JP2003262488A (ja) | 2003-09-19 |
JP3836082B2 JP3836082B2 (ja) | 2006-10-18 |
Family
ID=29208514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003064730A Expired - Lifetime JP3836082B2 (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | 枝管の縮径方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3836082B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005075925A1 (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Hidaka Seiki Kabushiki Kaisha | 熱交換器の製造方法 |
-
2003
- 2003-03-11 JP JP2003064730A patent/JP3836082B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005075925A1 (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Hidaka Seiki Kabushiki Kaisha | 熱交換器の製造方法 |
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JP3836082B2 (ja) | 2006-10-18 |
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