JPH08155555A - 管曲げ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管材を３ロール曲げしたときに曲げ開始部お
よび曲げ終了部に生じる寸法変動を抑制する。 【構成】 管材の曲げ開始部が３ロールのところに到達
したとき、その管材が送りを行っている状態で、３ロー
ルのなかの押込みロールを曲げ位置へ駆動する。管材の
曲げ終了部が３ロールのところに到達したとき、その管
材が送りを行っている状態で押込みロールを退避位置へ
駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３つの曲げロールを用
いて管の曲げ加工を行う３ロール方式の管曲げ方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】加圧水型原子炉等の蒸気発生器には、周
知の通り、曲げ半径が異なる多数本のＵベンド管が伝熱
管として使用されている。これまで上記Ｕベンド管の製
造には、曲げ半径に合わせた円形の金型を用いる型曲げ
が採用されている。それは、上記Ｕベンド管のベンド部
に極めて高い寸法が要求されているからである。しか
し、上記Ｕベンド管の曲げ半径は通常１００種類を超え
る。そのため、膨大な種類の金型が必要となり、このこ
とが上記Ｕベンド管の製造コストを高める大きな原因と
なっている。

【０００３】そこで最近考えられているのがロール曲げ
の導入である。ロール曲げ自体は古くから用いられてお
り、例えば特開昭５２−４９９６３号、実開昭５５−１
０３０１４号、特開昭５６−３９１２２号、実開昭５８
−４２２６号、実開昭６２−１１８６１３号等の技術は
いずれもロール曲げに属するものである。

【０００４】ロール曲げでは、図１に示すように、３つ
の曲げロール１ａ〜１ｃが用いられ、そのロール配置か
らもたらされる幾何学的な拘束によって管材２が軸方向
に移動中に曲げ加工される。

【０００５】具体的に説明すると、３つの曲げロール１
ａ〜１ｃは通常同一平面上に配置され、いずれも管材２
の外形に対する孔型を外周面に有する孔型ロールであ
る。管材２の進行方向に対し、１，３段目の曲げロール
１ａ，１ｃは一方に側に位置し、２段目の曲げロール１
ｂは他方の側に位置する。３段目の曲げロール１ｃは、
押込みロールを兼ね、管材２の移動方向とほぼ直角な方
向に駆動されることにより、退避位置と曲げ位置との間
を往復する。他の曲げロールは固定である。

【０００６】加圧水型原子炉等の蒸気発生器に伝熱管と
して使用されるＵベンド管は、直管の長手方向中央部を
半円形に曲げ加工したものである。このＵベンド管を製
造するときは、押込みロールを兼ねる３段目の曲げロー
ル１ｃを退避位置にセットし、この状態で管材２をプッ
シャー３により曲げロール１ａ〜１ｃに送り込む。曲げ
開始部が曲げロール１ｂのところに到達すると、管材２
の送りを一旦停止し、その状態で曲げロール１ｃを曲げ
位置まで駆動する。管材２の送りを再開し、曲げ加工が
始まる。曲げ終了部が曲げロール１ｂのところに到達す
ると、管材の送りを再び停止し、その状態で、曲げロー
ル１ｃを曲げ位置から退避位置に戻す。その後、曲げ加
工を終えた管材２を曲げロール１ａ〜１ｃから引き抜
く。

【０００７】ロール曲げにおける押込みロールおよび材
料の動作パターンを図２に破線で示す。材料の送りが停
止している間に押込みロールの押込み動作および退避動
作が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようなロール曲げ
では、押込みロールを兼ねる曲げロールが、Ｘ−Ｙテー
ブル等の上に設置されていて、押込み軌道、押込み量、
押込み速度等を任意に変更することができる。従って、
その押込み条件の変更と管材の曲げ部長さの変更とを組
み合わせることにより、広い範囲の曲げ半径を持った多
種類のＵベンド管を１セットの曲げロールで製造するこ
とができる。

【０００９】しかしながら、ロール曲げでは、加圧水型
原子炉等の蒸気発生器に使用されるＵベンド管に要求さ
れるような寸法精度を曲げ部に与えることが難しい。曲
げ部の寸法精度低下は様々な要因が重なって生じている
が、その一つは曲げ開始部および曲げ終了部の折れ曲が
りによる局部的な寸法変動である。

【００１０】すなわちロール曲げでは、曲げ加工を開始
する際に押込みロールが退避位置から曲げ位置まで駆動
される。このとき、管材の特に２段目の曲げロールに当
接している部分に加工が集中し、その結果、直線部から
曲げ部に移行する部分が折れ曲がるように変形する。曲
げ加工を終了するときにも曲げ部から直線部に移行する
境界部に折れ曲がり変形が生じる。そして、これらの折
れ曲がり変形部分では、管材の断面形状が楕円化し、寸
法変動が生じる。

【００１１】曲げ開始部および曲げ終了部にこのような
局部的な寸法変動が存在するＵベンド管がそのまま蒸気
発生器の伝熱管として使用されると、例えばその管の定
期検査において管内面を渦流探傷したときに、その部分
で過大な出力信号〔ＥＴ信号（一般に形状信号と呼
ぶ）〕が検出され、欠陥と誤認される。これを図３に模
式的に示す。ＥＴセンサに設けた２つのコイルに生じる
誘導起電流の差がＥＴ信号となるので、曲げ開始部およ
び曲げ終了部以外の部分をＥＴセンサが通過するとき
は、このＥＴ信号は小さいが、折れ曲り変形が生じた曲
げ開始部および曲げ終了部を通過するときは、欠陥部分
を通過するときと同様に過大なＥＴ信号が検出される。
そのため、これらの部分が欠陥と誤認される。また、こ
れらの部分に欠陥が存在する場合にその欠陥の検出が困
難になる。

【００１２】曲げ開始部および曲げ終了部に生じる局部
的な寸法変動は僅かで、通常の用途では問題にならない
が、極めて高い品質が要求される蒸気発生器用伝熱管で
は、その寸法変動は材料欠陥等との判別を困難にする極
めて重要な問題となる。従って、この寸法変動がロール
曲げを導入する際の大きな問題になる。

【００１３】本発明の目的は、曲げ開始部および曲げ終
了部の寸法変動を抑制して内面渦流探傷で検出される形
状信号の大きさを従来法と比較して大幅に低減すること
ができる３ロール方式の管曲げ方法を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の管曲げ方法は、
曲げ位置と退避位置との間を往復駆動される少なくとも
１つの押込みロールを含む３つの曲げロールに管材を通
過させてその管材を３点支持曲げする際に、管材の送り
を行っている状態で前記押し込みロールを退避位置から
曲げ位置へ押込み駆動し、且つ管材の送りを行っている
状態で前記押込みロールを曲げ位置から退避位置へ退避
駆動することを特徴とする。

【００１５】押込みロールの押込み駆動時および退避駆
動時のロール移動速度Ｖｒは、このときの材料送り速度
Ｖｐの２倍以下が望ましい。

【００１６】

【作用】従来法では図２に破線で示すように押込みロー
ルを押込み駆動するとき及び退避駆動するときに、材料
の送りを停止する。これに対し本発明方法では、例えば
図２に実線で示すように、管材の送りを続けておき、曲
げ開始部が曲げロールのところに到達したとき押込みロ
ールの押込み駆動を行い、曲げ終了部が曲げロールのと
ころに到達したときに押込みロールの退避駆動を行う。
こうして押込みロールの押込み動作時および退避動作時
に材料送りを行うことにより、材料の曲げ開始部では直
線部から曲げ部に段階的に移行し、曲げ終了部では曲げ
部から直線部に段階的に移行し、いずれの部分でも折れ
曲がり変形が防止され、寸法変動が低位に抑制される。
換言すれば、直線部と所定半径の曲げ部との間に、曲げ
半径が無限大から所定半径へ連続的に変化する非定常部
を形成するのである。

【００１７】図２では、曲げ部の長さ（周長）を従来方
法と同じに管理するため、曲げ開始点到達時に押込み駆
動が開始し、曲げ終了点到達時に退避駆動が終了するよ
うに、押込みロールの動作タイミングが制御されている
が、本発明法では上述したように所定の曲げ半径に達し
ない非定常部が定常曲げ部の前後に形成されるので、押
込み駆動の開始を早め、退避駆動の終了（開始）を遅ら
せ、曲げ加工部の全周長を長くすることにより、非定常
部での曲げ半径不足を吸収するのが良い。

【００１８】また図２では、材料の送りを続けている間
に押込みロールの押込み駆動および退避駆動を行ってい
るが、曲げ開始部が曲げロールのところに到達した時点
で材料送りを一旦停止し、材料送りを再開すると同時に
押込み駆動を開始するとか、材料送りの停止と退避駆動
の終了が一致するように各動作を制御するといったこと
も可能である。

【００１９】押込みロールを押込み駆動し又退避駆動す
るときのロール動作速度Ｖｒについては、そのときの材
料送り速度Ｖｐとの比、すなわちＶｒ／Ｖｐが重要であ
り、これが小さくなるほど曲げ開始部および曲げ終了部
の寸法変動が小さくなる。本発明者の調査によれば、Ｖ
ｒ／Ｖｐ≦２、すなわちＶｒ≦２Ｖｐの場合に、高寸法
精度が要求される蒸気発生器用伝熱管でも問題のない程
度まで寸法変動が抑制される。しかし、Ｖｒ乃至はＶｒ
／Ｖｐの減少は一方で非定常部の延長を伴う。これは曲
げ開始部および曲げ終了部の曲率半径の寸法不良等の弊
害を招く原因になる。従って、Ｖｒ／Ｖｐ≧0.１、すな
わちＶｒ≧0.１Ｖｐとすることが望まれる。ちなみに、
材料送り速度Ｖｐは通常0.５〜５ｍ／min である。

【００２０】押込みロールの押込み駆動および退避駆動
は、図２のように等速駆動が一般的であるが、不等速駆
動でもよい。その場合は平均速度が0.１≦Ｖｒ／Ｖｐ≦
２を満足するようにするのが望ましい。

【００２１】押込みロールの駆動軌道については、直線
軌道が一般的であるが、必ずしも直線軌道である必要は
ない。

【００２２】

【実施例】以下に本発明の実施例を示し、従来例と比較
することにより、本発明の効果を明らかにする。

【００２３】ＳＵＳ３０４からなる外径２2.３ｍｍ×肉
厚1.３ｍｍの直管の中央部を、図２に実線で示す本発明
方法により曲げ角度１８０度、曲げ半径５００ｍｍに曲
げ加工した。曲げ加工では押込みロールの動作速度Ｖｒ
を0.５〜２ｍ／min の範囲内で種々変更し、材料送り速
度Ｖｐを0.５〜５ｍ／min の範囲内で種々変更した。比
較のために同一仕様のＵベンド管を図２に破線で示す従
来方法により製造した。

【００２４】製造されたＵベンド管の曲げ開始部および
曲げ終了部に対し図３に示す内面渦流探傷を行った。検
出されたＥＴ信号の表示上の大きさとＶｐ／Ｖｒとの関
係を図４に示す。本実施例ではＶｐ／Ｖｒが４以下であ
るが、ＥＴ信号はＶｐ／Ｖｒ＝４で従来方法の半分とな
り、２以下では従来方法の１／４以下となって型曲げ法
よりもさらに低減する。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の管曲げ方
法は、３ロール曲げで避けられなかった曲げ開始部およ
び曲げ終了部の寸法変動を低位まで抑制することができ
る。その結果、これまで型曲げに依存せざるを得なかっ
たＵベンド管の製造において、経済的なロール曲げの導
入も不可能ではなくなり、大きな経済効果を期待でき
る。又、内面渦流探傷における欠陥弁別性能が向上する
ため、プラントの信頼性能向上という効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロール曲げを説明するための模式平面図であ
る。

【図２】本発明方法における押込みロールおよび材料の
動作パターンを従来方法の場合と比較して示すグラフで
ある。

【図３】内面渦流探傷の原理図である。

【図４】本発明方法で製造したＵベンド管の曲げ開始部
および曲げ終了部の内面渦流探傷結果を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ 曲げロール（１ｃは押込みロール） ２ 管材 ３ ブッシャー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲げ位置と退避位置との間を往復駆動さ
   れる少なくとも１つの押込みロールを含む３つの曲げロ
   ールに管材を通過させてその管材を３点支持曲げする際
   に、 管材の送りを行っている状態で前記押し込みロールを退
   避位置から曲げ位置へ押込み駆動し、且つ管材の送りを
   行っている状態で前記押込みロールを曲げ位置から退避
   位置へ退避駆動することを特徴とする管曲げ方法。
2. 【請求項２】 押込みロールの押込み駆動時および退避
   駆動時の動作速度Ｖｒを、その時の材料送り速度Ｖｐの
   ２倍以下とすることを特徴とする請求項１に記載の管曲
   げ方法。