JPS5858945A - 配管端部の真円矯正方法 - Google Patents

配管端部の真円矯正方法

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JPS5858945A
JPS5858945A JP15626381A JP15626381A JPS5858945A JP S5858945 A JPS5858945 A JP S5858945A JP 15626381 A JP15626381 A JP 15626381A JP 15626381 A JP15626381 A JP 15626381A JP S5858945 A JPS5858945 A JP S5858945A
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JPS6331287B2 (ja
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Takashi Shimaguchi
島口 崇
Hideaki Kanbara
秀明 蒲原
Yuji Yoshitomi
吉富 雄二
Yasukata Tamai
玉井 康方
Shinobu Watanabe
忍 渡辺
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Hitachi Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/06Removing local distortions
    • B21D1/08Removing local distortions of hollow bodies made from sheet metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はゴム等の弾性体を軸方向に圧縮することにより
生じる圧力を用いて配管端部の真円矯正を行う方法に係
り、特に材料強度不明の管を微少の拡管量で精度良く真
円矯正するに好適な方法に関する。
従来の管端の真円矯正法を第1図(a)(b)に示す。
この方法は(a)図に示すように、数個の拡管用コマ1
とテーバつきのスリーブ2を管3に挿入した後、スリー
ブ2を軸方向に移動させてコマ1を管内面に押付けなが
ら(b)図に示すように拡管、真円にするものである。
なお、4はコマ押え治具である。
この方法の欠点は、拡管量が管径の3〜10%と大きい
ことであり、また真円矯正後の残留応力が高いことおよ
び管の内面に加工傷が洩る等のため信頼性が低下する問
題がある。
以上の欠点を補う真円矯正法としてゴム等の軟質弾性体
に軸方向に荷重を付与した時に生じる弾性体の円周方向
への変形力を利用して拡管、真円にする方法がある。こ
の方法の詳細を第2図(a)〜(e)K示す・矯正され
ようとする管5はは埋楕円に変形していることが多い。
ここで管の初期形状を測定し最大に変形している部分す
なわち楕円の長径部を外部荷重Pで拘束し、管5を仮寓
円形状にする。この後、管内部にゴム等の軟質弾性体を
挿入し、この弾性体に荷重Fを付加して、弾性体の円周
方向への膨出力を利用し、管に内圧を付与する。この内
圧は管5の降伏圧力p、の1,1倍まで付与され、この
時点で外部拘束荷重Pを除去する。
その後、内圧をさらに上昇させ管5の降伏圧力p。
の1.3〜1.4倍まで付与した後、内圧を除去して矯
正を終了する。ここで楕円の長径部を外部荷重Pにより
拘束し、内圧pを与える理由は次の通りである。すなわ
ち楕円形状で内圧を与えた場合、楕円の長径部と短径部
で内圧に比例した曲げモーメントが発生するため均一な
矯正ができない。一方、外部荷重Pにより仮真円化した
状態で内圧を付与すると外部荷重Pに比例した曲げモー
メントが同様に発生するが、内圧が増加し管がほぼ降伏
状態になると内圧による膜応力が支配的になる。
このため内圧を除去しても均一な残留応力分布になり、
真円が保たれる。また、外部荷重Pを管の降伏内圧p、
の1.1倍で除去する理由は1.1pア以下では内圧を
除去した時に楕円形状に戻り1.1である。また外部拘
束を除去した後、1.3〜1.4倍で押えるのは矯正後
の管径の増加を1%以内に抑えるためである。
一方、この真円矯正方法では管の降伏内圧pアが重要で
ある。すなわち、外部荷重を除去する時期、最終内圧の
決定は管の内圧p、により決まる。
ここで、薄肉円筒に内圧pを与えた時に、管に生じる円
周応力σは次の式により与えられる。
σ=〒       ・・・・・・・・・・・・・・・
(1)σ;円周応力 p;内圧 rS管の内径 tJ管の厚さ 真円矯正方法で必要とす、る管の降伏内圧pアは、(1
)式のσに管の材料強度の一つである降伏強さ  −σ
アを代入することにより求まる。例えば声伏強さ38に
9/ m”の直径406.4m、厚さ9.5 txO板
巻溶接管を第2図で示した真円矯正方法で加工したとこ
ろ、最終圧力1.38pア、拡管量1. Owm 以内
(0,24%)で良好な真円矯正ができた。また水沫は
ゴム等の軟質弾性体による少量の拡管であるため残留応
力が小さく、管内面も無傷で加工できるので信頼性も十
分に維持できる。しかし降伏内圧(pア)を設定するた
めに矯正されようとする管の降伏強さくσy)をその都
度、明らかにしなければならない欠点がある。すなわち
、矯正されようとする管は成分や規格で材料強度が異な
るため管から引張試験片などを得て、σアを求めなけれ
ばならない。また特に、板巻溶接管では、曲げて溶接す
るため素材強度とも異なる問題がある。そこで管を切断
することなくpアに相当する圧力を知る方法が要求され
ていた。
本発明の目的は矯正する管の材料強度を求めることなく
配管端部の真円矯正をすることができる方法を提供する
ことになる。
本発明において弾性体に荷重を付加し、その時の弾性体
の変形力を利用して管の真円矯正する場合に弾性体に加
える荷重Fは次式で与えられる。
S;弾性体の断面積 η;弾性体の圧力を伝達する効率 p;発生した内圧 従って荷重Fは真円矯正に必要な圧力pを最初に求めね
ばならない。内圧pは管の形状により異なりその値は(
1)式から求まる。すなわち、同じ形状においても材料
の降伏応力が異なると必要内圧も大幅に変化することに
なる。このため管から実体の引張試験片を得て、降伏応
力値を確認する必要がある。
一般に金禰材料の引張試験を行うと、第3図に示す応力
−ひすみ線図を描く。ここで弾性領域では σ=E−ε           ・・・・・・・・・
・・・・・・(3)E;縦弾性係数 6;ひすみ が成立し、第3図におけるAB間は理論的には(3)式
に従った直線性を示す。応力をさらに増加し、(3)式
は成立しなくなる。すなわち応力を除荷した時にひずみ
がA点に戻らない限界応力を降伏応力と呼ぶが、この降
伏応力は材料の履歴により異なり、例えば第3図に示す
ように種々の降伏応力値σ。、σア、を示す。
本発明の原理は管に内圧を付与した時に生じる管表面に
実際に生ずるひずみと(3)式で示す理論計算から求ま
るひずみを比較し、両者の相違量から降伏強さを決定す
るものである。内圧を与えるための荷重Fは(2)式に
て与えられ、また内圧pとひずみeの関係(1)、 (
3)式から求まる。従って荷重とひず−みの関係は次の
ようになる。
F=α・8        ・・・・・・・・・・・・
・・・(4)管の形状、ゴムの形状により決 まる定数 この関係は第3図における応力−ひすみ線図の直線AB
部と本質的には同じものとなる。このため管表面に実際
に発生するひずみは弾性領域では(4)式を満足し、管
の降伏が始まると理論値より大きくなる。すなわち管の
降伏荷重は実際に発生するひずみと荷重の相互に正比例
関係を失った時点である。実際には発生ひずみと荷重の
関係を作図するなどの方法により管理する。具体的な方
法を第4図を用いて説明する。
本方法の基本は真円矯正を打うための拡管部分と拡管中
の管の変位、拡管荷重を制御する部分とからなる。真円
矯正のプロセスは第2図に示したものと同じであり、仮
真円化した管にゴムなど弾性体6を装着したシリンダ7
が挿入される。ここで円周方向の4ケ所に配設されたセ
ンサ8からの信号・を演算部9が受け、管の初期形状を
記録部10が記憶する。次いで油圧源11によシピスト
ン12をゆるやかに引く。弾性体6はバックアップリン
グ13によシ変形が拘束されるため管14に内圧pが発
生する。この間のピストン12の動きから生じる荷重F
と管14の変位は演算部9により記録部10に荷重と変
位の関係で記録される。
この動作を繰返すうち内圧pが大きくなると荷重Fと管
14の変位の相互に一定の正比例関係を失う時期がくる
。これが管14の降伏が始まった時点を示し、その荷重
を降伏荷重F、と定める。次いでピストン12をゆるや
かに動かせ、舜伏荷重Fアの1.1倍まで荷重を与える
。この時、管14の内圧pyは、降伏圧力の1.1倍と
なっている。
従ってこの時点で管14の最大変形部を拘束していた外
部荷重Pを除去する。この後、さらにシリンダ荷重を降
伏荷重FTの1.3〜1.4倍まで増加させて拡管を終
了し、次いで荷重Pを除去すると管14は真円となる。
つぎに本発明の具体的実施例を述べる。
実施例1) 公称外径127m、肉厚4.5■、長さ60■のボイラ
・熱交換器用炭素鋼鋼管(8’l’B42)を用いた。
真円矯正する前の管は楕円形状を示し、長径と短径の差
は168■であった。第4図に示す方法と、第2図で示
したプロセスで真円矯正を行った。この時、拡管に用い
死荷重と管に発生した円周方向のひずみを記録した結果
を第5図に示す。
荷重が小さい段階アは荷重とひずみの関係はほぼ直線と
なる。発生ひずみがα09%の時、荷重とひずみの正比
例関係が崩れる。この時の荷重を降伏荷重F、とし、そ
の1.1倍まで荷重を、増加させた時点で、最大変形部
を拘束していた荷重を除去し、さらに拡管荷重を1.3
1倍まで付与した後、荷重を除去した。この後、管径の
分布を測定した結果、最大径と最小径の差は0.15m
で極めて良好な真円度を得た。この時の降伏荷重はF 
、 =14.2tonであシ、また真円矯正後の拡管量
は0.9mの増加であった。
実施例2) 公称外径406.4 m 1厚さ9.511111z長
さ5mの板巻溶接鋼管の真円矯正を実施例1と同じ方法
にて行った。真円矯正前の管は楕円形状であり、その長
径と短径の差は7.6■であった。この場合、拡管荷重
として473.5ton付与した時に発生ひずみと荷重
の関係で直線性が失われたため、この荷重を降伏荷重と
し、以後の矯正を行った結果、最大、最小径の差が0.
3fl■と極めて優れた真円度が得られた上、拡管量も
0.8 mであった。
実施例3) 実施例2と同じ形状で別の板巻溶接鋼管を用いて実施例
1と同じ方法で真円矯正を行った。真円矯正前の管は楕
円形状であシ、その長径と短径の差は7.75mであっ
た。こめ場合、管のひずみと拡管荷重の直線関係が失わ
れたのは拡管荷重65.0tonであシ、−とめ荷重を
降伏荷重とした。従って拡管荷重72tonで最大変形
部を拘束していた外部i重ヲ除去t、、88tOn(1
,35Fy)で拡管を終了した。この時、矯正後の管の
長径、短径の差は0.5 mであり、拡管量も0.9 
mとなり、少量の拡管で優れた真円矯正ができた。
以上説明したように本発明によれば、矯正しようとする
管の材料強度が不明でも極めて精度の高い真円矯正がで
きるので、従来の実体管からの強度試験片の採取とその
試験を省くことができ、このため工程上、極めて時間を
短縮できる。 −
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の真円矯正方法の縦断面図、第2図は弾性
体を利用した真円矯正手順、第3図は材料の引張試験時
の応力−ひすみ曲線、第4図は本発明の真円矯正方法を
実施するための装置の説明図、第5図は本発明の実施例
における円周方向のひずみと荷重との関係の説明図であ
る。 6・・・弾性体、7・・・シリンダ、8・・・センサ、
9・・・演算部、10・・・記録部、12・・・ピスト
ン、13・・・バックアップリング、14・・・管。 才2同 ζ オ 3 凶 A      ひす−k ε 第4圀 8、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、弾性体に軸方向荷重を付与した時に生じる弾性体の
    円周方向への変形力を用いて拡管し、配管端部を真円に
    矯正する方法において、゛矯正しようとする配管端部の
    周方向に変位計を配設し、拡管途中での拡管荷重と管の
    変位から管の降伏荷重を決定することを特徴とする配g
    端部の真円矯正方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、管の初
    期形状の楕円長径部を外部荷重により拘束して仮真円化
    した後に拡管し、降伏荷重の1.1倍の時点で外部拘束
    荷重を除去してその後、降伏荷重の13〜1.4倍まで
    拡管した後、除荷することを特徴とする配管端部の真円
    矯正方法。
JP15626381A 1981-10-02 1981-10-02 配管端部の真円矯正方法 Granted JPS5858945A (ja)

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JPS5858945A true JPS5858945A (ja) 1983-04-07
JPS6331287B2 JPS6331287B2 (ja) 1988-06-23

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105537321A (zh) * 2016-01-25 2016-05-04 天津工业大学 一种筒体精整装置
CN106694631A (zh) * 2016-12-19 2017-05-24 新乡市振英机械设备有限公司 一种旋振筛筛框矫正装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105537321A (zh) * 2016-01-25 2016-05-04 天津工业大学 一种筒体精整装置
CN106694631A (zh) * 2016-12-19 2017-05-24 新乡市振英机械设备有限公司 一种旋振筛筛框矫正装置

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