JPH0367450B2 - - Google Patents
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- JPH0367450B2 JPH0367450B2 JP61098842A JP9884286A JPH0367450B2 JP H0367450 B2 JPH0367450 B2 JP H0367450B2 JP 61098842 A JP61098842 A JP 61098842A JP 9884286 A JP9884286 A JP 9884286A JP H0367450 B2 JPH0367450 B2 JP H0367450B2
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- Japan
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- bending
- metal tube
- wall thickness
- compressive force
- bent
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000013003 hot bending Methods 0.000 claims description 6
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
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Landscapes
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金属管の熱間曲げ加工法に係り、特
に、曲げ加工部外側の肉厚減少を抑制する一方、
曲げ加工開始部内側の急激な形状変化も防止し得
る金属管の熱間曲げ加工法に関する。
に、曲げ加工部外側の肉厚減少を抑制する一方、
曲げ加工開始部内側の急激な形状変化も防止し得
る金属管の熱間曲げ加工法に関する。
〔従来の技術〕
鋼管等の金属管を曲げ加工する方法としては、
局部加熱により加熱部の塑性変形抵抗を低下さ
せ、加熱部に曲げモーメントを付与し曲げ加工を
行う方法がある。近年、原子力発電プラントや化
学プラントにおいては、材料と溶接線とを減らし
コストを低減することを目的として、曲げ管の使
用率が増加してきている。曲げ管製作の一方法と
しては前記曲げ加工方法が採用されている。
局部加熱により加熱部の塑性変形抵抗を低下さ
せ、加熱部に曲げモーメントを付与し曲げ加工を
行う方法がある。近年、原子力発電プラントや化
学プラントにおいては、材料と溶接線とを減らし
コストを低減することを目的として、曲げ管の使
用率が増加してきている。曲げ管製作の一方法と
しては前記曲げ加工方法が採用されている。
しかしながら、曲げ加工を実施すると、曲げ外
側の肉厚が第５図に示す如く曲げ半径に依存し減
少することが知られている。特に比較的小半径の
曲げ加工を行う場合は肉厚減少率が大であり、例
えば管継手であるエルボと略同等の曲げ半径（曲
げ半径／外径＝1.5）に曲げ加工すると、肉厚減
少率は理論的には約25％にもなり、小半径曲げ管
の使用を難しくしていた。前記各プラントの配管
設計においては、配管ルート設計上、エルボと同
等の曲げ半径を有した曲げ管を必要としていた
が、前述した肉厚減少の問題があるため、曲げ管
使用率向上の隘路となつていた。
側の肉厚が第５図に示す如く曲げ半径に依存し減
少することが知られている。特に比較的小半径の
曲げ加工を行う場合は肉厚減少率が大であり、例
えば管継手であるエルボと略同等の曲げ半径（曲
げ半径／外径＝1.5）に曲げ加工すると、肉厚減
少率は理論的には約25％にもなり、小半径曲げ管
の使用を難しくしていた。前記各プラントの配管
設計においては、配管ルート設計上、エルボと同
等の曲げ半径を有した曲げ管を必要としていた
が、前述した肉厚減少の問題があるため、曲げ管
使用率向上の隘路となつていた。
そこで、従来から肉厚減少抑制のための方法が
提案されてきており、その方法には下記２例があ
る。
提案されてきており、その方法には下記２例があ
る。
(1) 加熱部の曲げ内側と外側とで温度差を付与す
る方法。
る方法。
(2) 圧縮力を付与する方法。
(1)の方法は、特開昭55−144332号に記載のよう
に、金属管の曲げ加工すべき部分の最外側の位置
から周方向面側の適宜距離離れた部分を冷却し、
外側の伸びを抑えて肉厚減少を抑止する方法であ
る。しかし冷却された部分の治金的問題について
は配慮されておらず、曲げ加工後の熱処理を必要
とする等必ずしも有効な方法であるとはいえな
い。
に、金属管の曲げ加工すべき部分の最外側の位置
から周方向面側の適宜距離離れた部分を冷却し、
外側の伸びを抑えて肉厚減少を抑止する方法であ
る。しかし冷却された部分の治金的問題について
は配慮されておらず、曲げ加工後の熱処理を必要
とする等必ずしも有効な方法であるとはいえな
い。
一方、(2)の方法は、特開昭49−26172号に記載
のように、被曲げ管の環状に加熱された部分に、
曲げ応力と圧縮応力とを同時に作用させ、曲げ管
外側の肉厚減少を防止する方法である。しかし本
方法においては、第６図に示すように、曲げ始め
に異常な増肉が起り形状不連続部（通常、これを
こぶと称している）が生じる点については配慮さ
れていなかつた。そのため、曲げ加工後に砥石等
によりこぶを研削し滑らかな形状に成形しなけれ
ばならず、コスト高の要因となつていた。
のように、被曲げ管の環状に加熱された部分に、
曲げ応力と圧縮応力とを同時に作用させ、曲げ管
外側の肉厚減少を防止する方法である。しかし本
方法においては、第６図に示すように、曲げ始め
に異常な増肉が起り形状不連続部（通常、これを
こぶと称している）が生じる点については配慮さ
れていなかつた。そのため、曲げ加工後に砥石等
によりこぶを研削し滑らかな形状に成形しなけれ
ばならず、コスト高の要因となつていた。
本発明の目的は、上記圧縮力を付与する方法に
おいて、曲げ加工部外側の肉厚減少を抑制すると
ともに曲げ加工開始部のこぶの発生も防止し得る
金属管の熱間曲げ加工方法を提供することであ
る。
おいて、曲げ加工部外側の肉厚減少を抑制すると
ともに曲げ加工開始部のこぶの発生も防止し得る
金属管の熱間曲げ加工方法を提供することであ
る。
金属管を局部加熱し加熱部の塑性変形抵抗を低
下させ加熱部に曲げモーメントのみを付与して小
半径曲げ加工した場合、曲げ外側の肉厚変化率を
測定すると第７図に示す如く、曲げ開始時と曲げ
終了時においては肉厚変化が徐々に行われてお
り、例えば肉厚減少許容値を12.5％とするなら
ば、曲げ始めから約6°付近までは許容値を満足し
ていることが判る。このことは、曲げ開始時点に
おいては、加熱部が隣接する両側の冷間部（曲げ
開始時点ではこの冷間部は、元の肉厚を有してい
る。）からの拘束により変形を抑制されるためで
あると考えられる。
下させ加熱部に曲げモーメントのみを付与して小
半径曲げ加工した場合、曲げ外側の肉厚変化率を
測定すると第７図に示す如く、曲げ開始時と曲げ
終了時においては肉厚変化が徐々に行われてお
り、例えば肉厚減少許容値を12.5％とするなら
ば、曲げ始めから約6°付近までは許容値を満足し
ていることが判る。このことは、曲げ開始時点に
おいては、加熱部が隣接する両側の冷間部（曲げ
開始時点ではこの冷間部は、元の肉厚を有してい
る。）からの拘束により変形を抑制されるためで
あると考えられる。
一方、従来の圧縮力付与による曲げ加工におい
ては、曲げ開始時点から既に100％の圧縮力を加
えているため、開始時には圧縮力による増肉が生
じ、それと曲げ加工の曲げ内側に生じる増肉とが
重畳し、結果的に曲げ内側に極度な増肉（こぶ）
が生じることになる。
ては、曲げ開始時点から既に100％の圧縮力を加
えているため、開始時には圧縮力による増肉が生
じ、それと曲げ加工の曲げ内側に生じる増肉とが
重畳し、結果的に曲げ内側に極度な増肉（こぶ）
が生じることになる。
そこで、本発明は、前記肉厚変化のデータをも
とに、曲げ開始時においては隣接する冷間部の周
囲拘束による減肉抑止効果を利用し、その効果が
無くなるところから徐々に圧縮力を増加させてゆ
くことにより、曲げ加工開始部の急激な肉厚変化
を抑制し、かつ曲げ部全体の肉厚減少を抑制する
方法を提案する。
とに、曲げ開始時においては隣接する冷間部の周
囲拘束による減肉抑止効果を利用し、その効果が
無くなるところから徐々に圧縮力を増加させてゆ
くことにより、曲げ加工開始部の急激な肉厚変化
を抑制し、かつ曲げ部全体の肉厚減少を抑制する
方法を提案する。
第８図は高周波誘導加熱による曲げ加工機の概
要を示したものである。金属管５の一端をピボツ
ト２を中心に旋回するアーム３の所定の曲げ半径
の位置にクランプ４により固定する。次に他の一
端から曲げ加工力を作用させると金属管５は押し
出される。この時一端がクランプ４によりアーム
３に固定されているため、ピボツト２から一定距
離の軌跡で金属管５は移動する。また加工部は予
め設置された加熱コイル１で局部的に高周波誘導
加熱され、曲げ加工力から発生したモーメントに
より局部加熱領域が曲げ変形を受ける。金属管
は、曲げ加工力により加熱領域に順次送り込まれ
るため、連続的に曲げ変形を受け、所定の形状に
加工される。
要を示したものである。金属管５の一端をピボツ
ト２を中心に旋回するアーム３の所定の曲げ半径
の位置にクランプ４により固定する。次に他の一
端から曲げ加工力を作用させると金属管５は押し
出される。この時一端がクランプ４によりアーム
３に固定されているため、ピボツト２から一定距
離の軌跡で金属管５は移動する。また加工部は予
め設置された加熱コイル１で局部的に高周波誘導
加熱され、曲げ加工力から発生したモーメントに
より局部加熱領域が曲げ変形を受ける。金属管
は、曲げ加工力により加熱領域に順次送り込まれ
るため、連続的に曲げ変形を受け、所定の形状に
加工される。
以上が加工原理の概要であるが、ピボツト２に
適当な駆動源、例えば電気モーターを設け、アー
ムに旋回抵抗を与えると、圧縮力を加えることが
できる。
適当な駆動源、例えば電気モーターを設け、アー
ムに旋回抵抗を与えると、圧縮力を加えることが
できる。
今、金属管の後方から加える曲げ加工力をＷと
し、曲げ加工に必要な加工力（曲げモーメント）
をWFとすると、金属管に加えられる圧縮力WCは
(1)式で求められる。
し、曲げ加工に必要な加工力（曲げモーメント）
をWFとすると、金属管に加えられる圧縮力WCは
(1)式で求められる。
WC＝Ｗ−WF ……(1)
ここでWFは(2)式で求められる。
WF＝σY・ｔ・｛（D0−ｔ）2＋t2／３｝ ……(2)
σY：変形抵抗値（Kg／mm2）
ｔ：金属管の肉厚（mm）
D0：金属管の外径（mm）
Ｒ：曲げ半径（mm）
なお、(2)式のσYは局部加熱された領域の変形抵
抗値であり、この値は加熱温度に依存し、炭素鋼
管及びオーステナイト系ステンレス鋼管の場合、
第９図のような挙動を示し、加熱温度が決まれば
変形抵抗値が求められる。以上述べたことから、
予めWFを計算で求めておけば、曲げ加工中のWF
は一定であるので、Ｗを変化させることにより、
WCの値を変化させることが可能となる。
抗値であり、この値は加熱温度に依存し、炭素鋼
管及びオーステナイト系ステンレス鋼管の場合、
第９図のような挙動を示し、加熱温度が決まれば
変形抵抗値が求められる。以上述べたことから、
予めWFを計算で求めておけば、曲げ加工中のWF
は一定であるので、Ｗを変化させることにより、
WCの値を変化させることが可能となる。
本発明では、上記関係式に基づき曲げ加工開始
時には加える加工力ＷをWFと同じくして、曲げ
加工を開始し、曲げ角度が6°付近から徐々にＷを
大きくして、圧縮力WCを増してゆく曲げ加工方
法である。第１図にその動作シーケンスの一例を
示す。
時には加える加工力ＷをWFと同じくして、曲げ
加工を開始し、曲げ角度が6°付近から徐々にＷを
大きくして、圧縮力WCを増してゆく曲げ加工方
法である。第１図にその動作シーケンスの一例を
示す。
以下本発明の一実施例を第２図、第３図により
説明する。
説明する。
本発明による曲げ加工を実施した条件は下記の
如くである。
如くである。
材質材料 STRT42（JIS）
口径 150A（φ165.2mm）
肉厚 11.0mm
曲げ半径 247.8mm
曲げ角度 90°
加熱温度 900℃
加工力 第２図による
以上の加工条件で曲げ加工を実施した後、肉厚
減少率を測定した結果を第３図に、また曲げ管の
断面を第４図に示す。これらの結果肉厚減少率を
12.5％以内に抑制し、かつ曲げ加工開始部におい
て急激な形状変化のない良好な形状の曲げ管を得
ることができた。
減少率を測定した結果を第３図に、また曲げ管の
断面を第４図に示す。これらの結果肉厚減少率を
12.5％以内に抑制し、かつ曲げ加工開始部におい
て急激な形状変化のない良好な形状の曲げ管を得
ることができた。
本発明によれば、金属管の熱間曲げ加工におい
て、曲げ加工部の肉厚減少を抑制するため、曲げ
加工部に圧縮応力を作用させ、しかもこの時生じ
る曲げ加工開始部の急激な形状変化を抑制できる
ため、曲げ管形状の均一化が図られ応力集中部が
無くなり、曲げ管の性能が向上するばかりでな
く、従来必要であつた曲げ加工開始部の研摩作業
が無くなり、コストを大幅に低減できる。
て、曲げ加工部の肉厚減少を抑制するため、曲げ
加工部に圧縮応力を作用させ、しかもこの時生じ
る曲げ加工開始部の急激な形状変化を抑制できる
ため、曲げ管形状の均一化が図られ応力集中部が
無くなり、曲げ管の性能が向上するばかりでな
く、従来必要であつた曲げ加工開始部の研摩作業
が無くなり、コストを大幅に低減できる。
また、従来ほとんど使用されていなかつたエル
ボと同等の曲げ半径を有する曲げ管を安定して製
作できるから、曲げ管の使用率が拡大し、溶接線
の低減や材料部溜りの向上にも大きな効果があ
る。
ボと同等の曲げ半径を有する曲げ管を安定して製
作できるから、曲げ管の使用率が拡大し、溶接線
の低減や材料部溜りの向上にも大きな効果があ
る。
第１図は本発明による曲げ加工力の加え方を示
す図、第２図は本発明による曲げ加工力の加え方
の一実施例を示す図、第３図は第２図実施例の肉
厚減少率分布を示す図、第４図は第２図実施例に
よる曲げ管の断面を示す図、第５図は単純な圧縮
力で曲げた場合の曲げ半径と肉厚減少率との関係
を示す図、第６図は従来の曲げ管の断面を示す
図、第７図は従来の肉厚減少率の分布の一例を示
す図、第８図は曲げ加工機の概要を示す図、第９
図は変形抵抗の温度依存性を示す図である。 １……加熱コイル、２……ピボツト、３……ア
ーム、４……クランプ、５……金属管。
す図、第２図は本発明による曲げ加工力の加え方
の一実施例を示す図、第３図は第２図実施例の肉
厚減少率分布を示す図、第４図は第２図実施例に
よる曲げ管の断面を示す図、第５図は単純な圧縮
力で曲げた場合の曲げ半径と肉厚減少率との関係
を示す図、第６図は従来の曲げ管の断面を示す
図、第７図は従来の肉厚減少率の分布の一例を示
す図、第８図は曲げ加工機の概要を示す図、第９
図は変形抵抗の温度依存性を示す図である。 １……加熱コイル、２……ピボツト、３……ア
ーム、４……クランプ、５……金属管。
Claims (1)
- １ 曲げ加工すべき金属管の加工部を局部的に加
熱しつつ金属管の後端側から推力を与えて曲げモ
ーメントおよび圧縮力を作用させる金属管の熱間
曲げ加工法において、曲げ加工開始時に曲げモー
メントを発生させるのに必要な推力のみを作用さ
せる段階と、一定角度まで曲げ加工が進行した後
に徐々に推力を上げ曲げ部に圧縮力を付与する段
階と、その後に一定の推力により目標角度まで曲
げ加工を進行させる段階とからなることを特徴と
する金属管の熱間曲げ加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9884286A JPS62254925A (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 金属管の熱間曲げ加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9884286A JPS62254925A (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 金属管の熱間曲げ加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62254925A JPS62254925A (ja) | 1987-11-06 |
| JPH0367450B2 true JPH0367450B2 (ja) | 1991-10-23 |
Family
ID=14230507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9884286A Granted JPS62254925A (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 金属管の熱間曲げ加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62254925A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5645220A (en) * | 1979-09-21 | 1981-04-24 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | Bending method for metallic pipe |
| JPS5726170A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Formation of al or al alloy pattern |
| JPS5857252A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-05 | West Electric Co Ltd | 反射傘 |
| JPS59120323A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 管材の曲げ加工方法及びその装置 |
| JPS6213216A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-22 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 金属管の圧縮曲げ方法 |
| JPH0367450A (ja) * | 1989-08-07 | 1991-03-22 | Jeol Ltd | ウエハ移動時の自動焦点合わせ方法 |
-
1986
- 1986-04-28 JP JP9884286A patent/JPS62254925A/ja active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5645220A (en) * | 1979-09-21 | 1981-04-24 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | Bending method for metallic pipe |
| JPS5726170A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Formation of al or al alloy pattern |
| JPS5857252A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-05 | West Electric Co Ltd | 反射傘 |
| JPS59120323A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 管材の曲げ加工方法及びその装置 |
| JPS6213216A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-22 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 金属管の圧縮曲げ方法 |
| JPH0367450A (ja) * | 1989-08-07 | 1991-03-22 | Jeol Ltd | ウエハ移動時の自動焦点合わせ方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62254925A (ja) | 1987-11-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |