JPH0670258B2 - Uベンド管のベンド部通電熱処理方法 - Google Patents

Uベンド管のベンド部通電熱処理方法

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JPH0670258B2
JPH0670258B2 JP19183988A JP19183988A JPH0670258B2 JP H0670258 B2 JPH0670258 B2 JP H0670258B2 JP 19183988 A JP19183988 A JP 19183988A JP 19183988 A JP19183988 A JP 19183988A JP H0670258 B2 JPH0670258 B2 JP H0670258B2
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昭哉 谷口
昌昭 山本
幸俊 瀬尾
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明はUベンド管のベンド部(湾曲管部)を成形後
に直接通電により焼鈍等の熱処理を施す際、ベンド部の
ピッチ変化を許容して変形が生じないように通電熱処理
する方法に関する。
【従来の技術】
一般に熱交換器等に使用される鋼管をU形に屈曲成形し
た場合には、ベンド部の残留応力を除去するため焼鈍等
の熱処理が施される。 第4図は従来の一般的なベンド部の熱処理方法を示す説
明図で、(A)は加熱前のUベンド管、(B)はベンド
部加熱中の状態、(C)は加熱冷却後のUベンド管をそ
れぞれ示す。 すなわち、図(A)に示す成形後のUベンド管(1)の
ベンド部(1−1)熱処理時の加熱は、図(B)に示す
ようにUベンド管(1)の平行管部(1−2)両方を固
定クランプ(通電チャック)(2)にて固定して直接通
電により加熱される。 このような方法でベンド部(1−1)を加熱すれば、熱
膨張によりその加熱に伴ってベンド部(1−1)の曲率
が変化し、固定クランプ(2)直近で変形を生じる(図
B)。 そして、Uベンド管(1)は平行管部(1−2)を固定
クランプ(2)にて固定された状態で冷却されるため、
この変形は拘束されてしまい、ベンド部(1−1)には
再び残留応力が発生する。 この残留応力により、冷却後固定クランプ(2)を開放
されたUベンド管(1)の平行管部(1−2)間の距離
P、すなわちピッチが縮小してしまい、平行管部(1−
2)が平行でなくなる(図C)。 このような残留応力によるUベンド管の変形を防止する
方法として、一方の通電チャックを可動にして、加熱冷
却に伴うベンド部のピッチ変化を許容する方法が提案さ
れている(特開昭54-116306号公報)。 この方法は第5図に示すごとく、ベンド部(1−1)近
くの平行管部(1−2)を固定通電クランプ(2−1)
と移動通電クランプ(2−2)にて支持し、直接通電加
熱を行なうものであり、加熱冷却に伴うベンド部(1−
1)のピッチ変化を移動通電クランプ(2−2)の動き
により許容する方式である。 すなわち、この方式は所定の熱処理温度まで昇熱する間
にベンド部(1−1)の膨張に伴って移動通電クランプ
(2−2)が外向きに自由移動し、平行管部(1−2)
間の間隔Pが増大し、又冷却時にはベンド部(1−1)
の収縮に伴って移動通電クランプ(2−2)が内向きに
自由移動し、平行管部(1−2)間の間隔Pが減少し元
のピッチに戻るようになっている。 しかし、この方法では移動通電クランプ(2−2)と支
台(3)上に固定した電極座(4)との間の通電ケーブ
ル(可動線)(5)及び、平行管部(1−2)の軸長方
向と直交する方向に回転軸心を有するフラットローラ
(図示せず)と平行管部(1−2)の接触部が移動通電
クランプ(2−2)の自由移動を妨げて、ピッチ変動に
精度よく追随しないという問題があった。この問題は薄
肉小径材に特に顕著であった。
【発明が解決しようとする課題】
この発明は従来の前記問題点、すなわち片方の通電クラ
ンプを移動自在にして、昇温・降温時のピッチ変動に追
随させる方式の追随精度の問題を解決するためになされ
たものであり、左右の通電クランプをピッチ変動量に応
じて強制的に移動させることによって、通電クランプの
追随精度を向上させ、熱処理後の残留応力の発生を皆無
にし得るベンド部通電熱処理方法を提案しようとするも
のである。
【課題を解決するための手段】
この発明は通電クランプを管クランプ状態でクランプ間
隔が自由に開閉する構造とし、加熱冷却時のピッチ変動
量に応じて該通電クランプを開閉する方式であって、そ
の要旨は相互に離接可能な一対の開閉式通電クランプを
備えた通電用クランプ装置にてUベンド管の両平行管部
をクランプし、加熱時に前記開閉式通電クランプの間隔
を、当該Uベンド管の線膨張係数と熱処理温度により下
記式にて決まるピッチ変動量になるようにベンド部の温
度に応じて徐々に広げ、冷却時に該開閉式通電クランプ
の間隔をベンド部の温度に応じて徐々に狭め、加熱冷却
に伴うベンド部のピッチ変化を許容し得るようにしたベ
ンド部通電熱処理方法にある。 △P=P×α×t △P:ピッチ変動量 P:熱処理前のピッチ α:熱膨張係数 t:熱処理温度
【作用】
第1図はこの発明のUベンド管の熱処理方法を示す説明
図で、図(A)は加熱前のUベンド管、図(B)はUベ
ンド管を開閉式通電クランプにてクランプした状態、図
(C)はベンド部加熱中の状態、図(D)はベンド部冷
却後の状態、図(E)は加熱冷却後のUベンド管をそれ
ぞれ示す。 すなわち、図(A)に示す成形後のUベンド管(1)の
ベンド部(1−1)の熱処理を行なう際は、図(B)に
示す如く該Uベンド管(1)の両平行管部(1−2)を
左右に移動する開閉式通電クランプ(20−1)(20−
2)にて固定し、直接通電する。 直接通電によりベンド部(1−1)が加熱され、所定の
熱処理温度まで昇熱する間に該ベンド部(1−1)が膨
張し変形しようとするが、このベンド部(1−1)の膨
張に伴う平行管部(1−2)間の間隔すなわちピッチ変
化に応じて開閉式通電クランプ(20−1)(20−2)の
間隔を広げる。 この時の開閉式通電クランプ(20−1)(20−2)の間
隔は、当該Uベンド管(1)の線膨張係数と熱処理温度
とにより下記式により決める。 △P=P×α×t ……(1) △P:ピッチ変動量 P:熱処理前のピッチ α:熱膨張係数 t:熱処理温度 ここで、熱処理温度は当該Uベンド管(1)に必要とさ
れる熱処理温度又は温度センサー等によりベンド部(1
−1)の温度を測定して求める。 この発明では、上記式により決まったピッチ変動量に応
じて左右の開閉式通電クランプ(20−1)(20−2)を
強制的に広げ、所定の熱処理温度に加熱する(図C)。
図中の破線は加熱前の状態である。 その後、所定の熱処理温度に昇熱すると該ベンド部(1
−1)を強制冷却する。この冷却に伴いベンド部(1−
1)は収縮し始めるので、この時は逆に開閉式通電クラ
ンプ(20−1)(20−2)の間隔を強制的に狭める(図
D)。この時の開閉式通電クランプ(20−1)(20−
2)の移動量も前記(1)式により決まるピッチ変動量
△Pに応じて制御される。図中の破線は加熱中の状態で
ある。 第2図はベンド部(1−1)の温度推移に対する開閉式
通電クランプ(20−1)(20−2)の間隔の制御パター
ンを示したもので、ベンド部の昇熱に伴って開閉式通電
クランプ(20−1)(20−2)の間隔を徐々に開いてい
き、所定の熱処理温度に達するとその間隔を保持し、冷
却過程では開閉式通電クランプ(20−1)(20−2)の
間隔をベンド部の温度に応じて徐々に狭めていくパター
ンである。すなわち、開閉式通電クランプ(20−1)
(20−2)の間隔の制御パターンは熱処理温度に応じて
制御する方式を採用する。 この発明を実施するための通電用クランプ装置として
は、第3図にその基本的な構造例を示すように、下架台
(11)上に設置した左右一対の下クランプ型(12)と、
下架台(13)に前記下クランプ型(12)に対向配置した
左右一対の上クランプ型(14)とから構成される一対の
通電クランプを有し、左右の下クランプ型(12)は同架
台(11)上にスライド可能に取付けられた可動台(16)
上に固定され、この可動台(16)が左右逆ネジの回転ネ
ジ軸(17)に螺合され、回転ネジ軸(17)の回転により
左右の可動台(16)が相互に離接可能となっている。 この下クランプ型(12)に対向配置する上クランプ型
(14)は上架台(13)にスライド可能に取付けた可動台
(21)に垂直シリンダー(22)にて昇降自在に取付けら
れ、この可動台(21)が左右逆ネジの回転ネジ軸(24)
に螺合され、回転ネジ軸(24)の回転により左右の可動
台(21)が相互に離接可能となっている。 下クランプ型(12)と下クランプ型(14)の各回転ネジ
軸(17)(24)の回転機構は、例えばパルスモータ(2
5)によりギヤー(26)を介して駆動される回転伝達軸
(27)と各回転ネジ軸(17)(24)とをギヤー(28)を
介して駆動する機構を用いることができる。 クランプの開閉制御は、温度センサー(30)により測定
されたベンド部の熱処理温度に応じてシーケンサー(3
1)によりクランプの移動量が求められ、この値に基づ
いてパルスモータ(25)が回転制御される機構となって
いる。サーボモータの回転数はパルスジェネレーター
(32)を介してシーケンサー(31)に入力されるように
なっている。 なお、ベンド部の熱処理が終了すると、垂直シリンダー
(22)にて上クランプ型(14)を上昇させてUベンド管
のクランプを開閉した後、当該Uベンド管のベンド部に
対向して設けられている冷却ヘッダ(図示せず)より冷
媒を噴射して冷却する。
【実施例】
実施例1 外径25.4mm,肉厚2.0mm,ピッチ(平行管部の間隔)364mm
のUベンド管(材質JIS−SUS304)を本発明方法により
熱処理した。熱処理はベンド部を1080℃に加熱した後、
200℃まで強制空冷し、クランプ開放後放冷した。 その結果を第1表に示す。この時の計算上の△Pは364m
m×17×10-6×1080=6.7mmであった。 なお、第1表中、試験No.2は片側の通電クランプをピッ
チ変動に追随させる方式によるものである。 第1表より明らかなごとく、計算上の△Pとほぼ近い値
にクランプを開閉制御した本願発明例は、放冷後も熱処
理ピッチと同じであり、本発明法によりベンド部の膨張
収縮に伴うピッチの変化を十分に許容し得ることがわか
る。 実施例2 外径15.9mm,肉厚0.8mm,ピッチ368mmの薄肉小径のUベン
ド管(材質JIS−SUS304)を実施例1と同じ条件で熱処
理した結果を第2表に示す。 本実施例における計算上の△Pは368mm×17×10-6×108
0=6.7mmであった。 第2表より明らかなごとく、薄肉小径のUベンド管の場
合も、放冷後のピッチは熱処理前ピッチと同じであり、
本発明法により加熱冷却に伴うベンド部の変化を十分許
容し得ることがわかる。
【発明の効果】
以上説明したごとく、この発明方法は熱処理時の膨張収
縮に伴うピッチの変化に応じて左右の通電クランプを強
制的に移動させて間隔を制御するので、ベンド部のピッ
チの変化を十分にかつ精度よく許容することができ、熱
処理による形状不良を皆無にすることができる。 したがって、この発明方法によれば、熱処理後に再度残
留応力の除去処理やピッチ修正を行なう必要がなくな
り、Uベンド管の生産性向上並びにコスト低減にも大な
る効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のUベンド管の熱処理方法を示す説明
図で、図(A)は加熱前のUベンド管、図(B)はUベ
ンド管を開閉式通電クランプにてクランプした状態、図
(C)はベンド部加熱中の状態、図(D)はベンド部冷
却後の状態、図(E)は加熱冷却後のUベンド管をそれ
ぞれ示す。 第2図は同上熱処理方法におけるベンド部温度推移とク
ランプ間隔の制御パターン例を示す図で、図(A)は加
熱冷却パターン、図(B)はクランプ間隔パターンであ
る。 第3図はこの発明を実施するための通電クランプ装置の
基本構造例を示す概略図である。 第4図は従来の一般的なUベンド部の熱処理方法を示す
説明図で、図(A)は加熱前のUベンド管、図(B)は
ベンド部加熱中の状態、図(C)は加熱後のUベンド管
をそれぞれ示す。 第5図は片方の通電クランプを可動とした通電加熱装置
を示す概略斜視図である。 1……Uベンド管、11……下架台 12……下クランプ型、13……上架台 14……上クランプ型、25……パルスモータ 30……温度センサー、31……シーケンサー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Uベンド管のベンド部を成形後に直接通電
    熱処理する方法において、相互に離接可能な一対の開閉
    式通電クランプを備えた通電用クランプ装置にてUベン
    ド管の両平行管部をクランプし、加熱時に前記開閉式通
    電クランプの間隔を、当該Uベンド管の線膨張係数と熱
    処理温度により下記式にて決まるピッチ変動量になるよ
    うにベンド部の温度に応じて徐々に広げ、冷却時に該開
    閉式通電クランプの間隔をベンド部の温度に応じて徐々
    に狭め、加熱冷却に伴うベンド部のピッチ変化を許容し
    得るようにしたことを特徴とするUベンド管のベンド部
    通電熱処理方法。 △P=P×α×t △P:ピッチ変動量 P:熱処理前のピッチ α:熱膨張係数 t:熱処理温度
JP19183988A 1988-07-29 1988-07-29 Uベンド管のベンド部通電熱処理方法 Expired - Lifetime JPH0670258B2 (ja)

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KR101010605B1 (ko) * 2007-10-15 2011-01-24 재단법인 포항산업과학연구원 U형 벤딩 파이프의 자동 열처리장치
CN106987702A (zh) * 2017-06-07 2017-07-28 宝银特种钢管有限公司 一种u形管去应力内壁保护导气装置
CN110527799A (zh) * 2019-09-06 2019-12-03 张家港市昆仑管业有限公司 一种u形换热管电阻法热处理装置

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