JPS617019A - 金属管の曲げ加工兼熱処理方法及び装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は金属管を環状に局部的に誘導加熱し、該加熱部
を長手方向に移動させながら金属管に曲げモーメントを
付与して曲げ加工するとともに同時に熱処理を施し、高
強度、高靭性の曲管を製造することのできる金属管の曲
げ加工兼熱処理方法及び装置に関する。

従来の技術 従来より、金属管例えば鋼管の直管を５局部的に環状に
加熱し、該加熱部を管の長手方向に移動しながら管に曲
げモーメントを加えることにより連続的に曲げ加工する
方法が知られている。この方法は大径の鋼管をも容易に
曲げ加工することが出来５　しかも成分系によっては加
工と同時に焼が入り、高強度、高硬度の曲管を製造しう
る利点がある。

発明が解決しようとする問題点 ところが、近来、パイプラインの大型化、輸送量増大を
目的とした高圧化、自然条件の厳しい場所での使用等の
ため、パイプラインを構成する直管や曲管にますます高
強度、高靭性が要求されるようになっており。

前記した方法によって製造した曲管は焼入れ状態となり
、靭性の点で問題となることが判明した。この曲管に靭
性を与えるには曲管を炉に入れて加熱し徐冷することに
より焼戻しを行えばよいが、そのためには、大型の炉を
必要とし、しかも重量の大きい曲管を炉に出し入れする
だめの装置及び作業を必要とし生産性が悪い等の問題点
があった。

本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みなされたもので
、金属管の曲げ加工終了後に別工程としての熱処理工程
を必要とせず、金属管の曲げ加工と同時に焼入れ、焼戻
し処理を施し、これによって高強度、高靭性の曲管を製
造することのできる金属管の曲げ加工兼熱処理方法及び
装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成すべくなされた本願第一の発明は。

曲げ加工すべき金属管の一端近傍に、該金属管を環状に
局部的に加熱する高周波誘導子と該金属管を環状に冷却
する冷却手段とを備えた第一熱処理装置と、該金属管を
環状に局部的に加熱する高周波誘導子を備えた第二熱処
理装置とを、互いに干渉しない間隔をあけて且つ第一熱
処理装置が金属管の中央側になるように配置し、前記第
一及び第二熱処理装置を、それぞれによる環状の加熱部
が金属管の長手方向に移動するように。

前記金属管に対し長手方向に相対的かつ連続的に移動さ
せ、前記第一熱処理装置は、少なくとも金属管の曲げら
れるべき部分を通過する間は、前記金属管を環状に局部
的に加熱しており、この間に金属管に曲げモーメントを
付与砦て金属管に曲げ加工を施し１曲げモーメントの付
与を解除して曲げ加工を終了した後も前記第一及び第二
熱処理装置の金属管に対する相対的な移動を継続して少
なくとも第二熱処理装置が金属管の曲げ加工部を通過す
るようになし、前記第二熱処理装置は、少なくとも金属
管の曲げ加工部を通過する間は該金属管を加熱して熱処
理することを特徴とする金属管の曲げ加工兼熱処理方法
である。

本願第二の発明は５曲げ加工すべき金属管の一端を保持
して旋回可能なアームと、前記金属管の他端を保持して
金属管の軸線方向に移動するテールと、前記金属管を包
囲して設けられ、該金属管を環状に局部的に加熱する高
周波誘導子及び該金属管を環状に冷却する冷却手段を備
えた第一熱処理装置と、該第一熱処理装置を金属管に対
して長手方向に相対的に移動させる手段と、前記第一熱
処理装置とアームとの間に前記金属管を包囲して配置さ
れ、該金属管を環状に局部的に加熱する高周波誘導子を
備えた第二熱処理装置と、前記第一熱処理装置と第二熱
処理装置を互いに連結する連結装置とを有し、前記第二
熱処理装置が前記金属管に移動可能に保持されているこ
とを特徴とする金属管の曲げ加工兼熱処理装置である。

作用　。

本発明によれば、第一熱処理装置と第二熱処理装置とを
同時に、金属管に沿って相対的に移動させ、かつその途
中に金属管に曲げモーメントを加えることにより、金属
管を連続的に曲げ加工することが出来、しかも同時に第
一熱処理装置による焼入れ、第二熱処理装置による焼戻
しを行うことができる。また、第二熱処理装置は金属管
に移動可能に保持されているので、金属管の曲げ加工時
に金属管が第一熱処理装置の所から湾曲し１そのため第
二熱処理装置の所の金属管の通過位置が金属管の進行と
ともに変化しても、第二熱処理装置は良好に金属管に追
従し常に良好な熱処理が可能である。

実施例 以下１本発明を図面の実施例を参照して更に詳細に説明
する。

第１図、第２図において、１は曲げられるべき金属管（
以下、管と略称する）、２は管１を環状に局部的に加熱
する高周波誘導子及びその加熱部近傍を環状に冷却する
冷却手段（図示せず）とを備えた第一熱処理装置、３は
管１を環状に局部的に加熱する高周波誘導子を備えた第
二熱処理装置、４は管１の一端を保持して旋回可能なア
ーム、５は管ｌのガイドロールである。

第一熱処理装置２はその中を貫通する管ｌに対してその
長手方向に移動可能なように、移動機構６に保持される
。移動機・構６としては第−熱処理装Ｍ２を直線状に往
復動させる任意のものが使用可能である。一方。

第二熱処理装置３は複数のフリーローラ７によって管１
に保持され、且つ管１に沿って移動可能である。第一熱
処理装置２と第二熱処理装置３とはジヨイントピン８，
９及び連結装置１０により相互に連結される。

連結装置１０は単に上記装置２．３を一緒に動くよう連
結するものでよいが１図示実施例のごとく装置２と装置
３との間隔を変える手段２例えば油圧シリンダ機構を設
けることが好ましい。第一熱処理装置２と第二熱処理装
置３とはそれぞれの高周波誘導子がたがいに干渉しない
限り極力接近させることが好ましい。第二熱処理装置３
には、必要に応じ、管ｌに第一熱処理装置から吹付けら
れ付着した冷却液を除去する手段１例えばエアノズルを
設けてもよい。管１の他端は、管１を長手方向に移動さ
せるテール（第３図符号１２）で保持される。

次に上記装置を用いて管１の曲げ加工及び熱処理を行い
、直管部無の曲管（エルボ）を製造する手順を第３図〜
第６図により説明する。先ず、第３図において。

管１をアーム４．テール１２で保持し、かつ、アーム側
の端部に第一及び第二熱処理装置２，３を配置する。

この際、第一熱処理装置２がアーム４の回転中心を通り
かつ管１の軸線Ｘ−Ｘに直角な直、ｖ！Ｙ　−Ｙ上にな
るようにする。この状態で第一熱処理装置２による加熱
を開始し、加熱部が曲げ加工及び熱処理するに必要な温
度に昇温すると、テール１２の前進を開始する。この際
第一熱処理装置２は定位置に止めたままである。

第４図において、テール１２の前進により、アーム４が
旋回を始め、管１に曲げモーメントが加わり、管１は第
−熱処理装Ｗ２による加熱部で曲がる。テール１２の前
進を継続すると、管１は連続的に曲げ加工され。

同時に第一熱処理装置２の冷却手段により、加熱部が急
冷され、熱処理（焼入れ）される。管１の曲げ加工によ
り、第一熱処理装置２を通り過ぎた管の部分は湾曲し、
軸線Ｘ−Ｘから外れるが、第二熱処理装置３は管１自体
に移動可能に保持されているので、何等支障なく、管１
に相対的に移動する。管工の曲げ開始部へが第二熱処理
装置３の所に接近すると、第二熱処理装置３による加熱
を開始し、第二熱処理装置３を通り過ぎる管１を熱処理
（焼戻し）する。

第一熱処理装置２．第二熱処理装置３による熱処理を継
続しながらテール１２による管１の前進をｍ続し。

第５図の状態まで曲げ加工を行う。曲げ終了部Ｂが第一
熱処理装置２の下に達すると、テール１２の前進及び第
一熱処理装置２による加熱を止め２曲げ加工及び第一熱
処理装置２による熱処理を終了する。同時に第一熱処理
装置２の管１に対する軸線方向の移動を開始する。この
移動は連結装置１０を介して第二熱処理装置３に伝達さ
れるため、第二熱処理装置３が管１の曲げ部に沿って移
動し、管１を熱処理する。この際、第二熱処理装置３の
管ｌに対する移動速度は常に（管１が移動する場合も第
二熱処理装置が移動する場合も）一定になるよう第一熱
処理装置２の移動速度が設定されている。第６図に示す
ように、第二熱処理装置３が曲げ終了部Ｂに達すると、
第一熱処理装置２の前進及び第二熱処理装置３による加
熱を止める。以上により第二熱処理装置３による熱処理
が終了する。その後。

曲げ開始部Ａと曲げ終了部Ｂの所で切断することにより
、焼入れ、焼戻し処理を施した曲管（エルボ）が製造さ
れる。

なお、上記手順において、第一熱処理装置２を管ｌに沿
って移動させる際、連結袋Ｗ１０の油圧シリンダ機構を
作動させて、熱処理装置２．３の間隔を徐々に短縮させ
てもよい。このようにすると、第一熱処理装置の移動距
離を短縮することができる。

上記実施例は直管部を持たないエルボの製造に本発明を
適用したものであるが９本発明は直管部を有する曲管に
も適用可能である。第７図〜第１０図はその場合の手順
を示す図である。第７図において、第一熱処理装置２は
アーム４の回転中心を通る直線Ｙ−Ｙから端部側に離れ
た位置に配置される。先ず第一熱処理装置２による加熱
を行いながら第−熱処理袋Ｗ２を管１の軸線Ｘ−Ｘ方向
にＣ位置からＡ位置まで移動させ管１の第一熱処理装置
による熱処理を行う。この途中に於いて、第二熱処理装
置３がＣ位置に達すると第二熱処理装置３による加熱も
開始し、第二熱処理装置による熱処理を行う。

第８図に示すように、第一熱処理装置２が直線Ｙ〜Ｙ上
即ちＡ位置（曲げ開始部）に達すると、第一熱処理装置
２の移動を止め、テール１２を作動させて、管１を軸線
Ｘ−Ｘ方向に前進させる。管１の前進により。

管の曲げが開始し、第９図のように１曲げ加工が行われ
、同時に第一、第二熱処理装置による熱処理も継続して
行われる。曲げ終了部Ｂが第一熱処理装置２に達すると
、テールＩ２による管１の前進を停止して９曲げ加工を
終了する。同時に第一熱処理装置２の移動を開始し２曲
げ終了部Ｂより外側の直管部の熱処理を行う。第一熱処
理装置２がＤ位置に達して必要な長さの熱処理が行われ
ると、第一熱処理装置の移動は継続するが、第一熱処理
装置による加熱は停止する。その後第二熱処理装置３が
Ｄ位置に達すると、第一熱処理装置の移動及び第二熱処
理装置３による加熱を停止し。

熱処理を終了する。最後に、管１をＣ位置、Ｄ位置で切
断することにより、全長にわたり、焼入れ焼戻し処理を
施された直管部付曲管が製造される。

ところで、上記方法を実施するにあたり、第二熱処理装
置３により管を均一に熱処理するには、第二熱処理装置
３の管１に対する相対速度を一定にすることが必要であ
る。第一′及び第二熱処理装置２，３がともに直管部を
直線状に移動している時、及び管の曲げ加工中であって
且つ第二熱処理装置が管の曲げ部を相対的に移動してい
る時には、第一熱処理装置２の移動速度及び管１の前進
速度を調整することにより、第二熱処理装置の管１に対
する相対速度を一定にできる。しかしながら、この調整
を行っても、第８図の状態を過ぎ。

曲げ加工が開始した後であってしかも第二熱処理装置３
が直管部（Ａ−Ｃ間）に位置する過渡期には、第二熱処
理装置３の管に対する相対速度は異なっている。

この過渡期の相対速度を他の時点での相対速度と同一に
保つため、過渡期において第一熱処理装置２と第二熱処
理装置３とを連結する連結装置１０の油圧シリンダ機構
を作動させ２両者の間隔を徐々に変える。かくして、第
二熱処理装置を管１の熱処理すべき全長に渡って均一な
相対速度で移動させ、均一な熱処理が可能である。勿論
、多少の不均一が許容される場合には。

連結装置１０による熱処理装置２，３間の間隔調節は必
要ない。

なお、上記実施例では第８図に示すように第一熱処理装
置２がＡ位置に達すると、第一熱処理装置２の移動を止
め、管１の前進を開始しているが、この代わりに第一熱
処理装置２がＡ位置に接近すると徐々に減速してＡ位置
で停止させ、減速と同時に管】の前進を開始し１両者の
相対速度が一定になるように徐々に加速してもよい。こ
のようにすると、直管部から曲げ部への滑らかな曲げが
可能となり、特に小半径曲げにおいて好ましい。第一熱
処理装置２が管１の曲げ部がら直管部へ移行する場合に
も同様である。

第１１図、第１２図は前記とは異なる実施例を示すもの
であり９本実施例では、第一熱処理装置２と第二熱処理
装置３とにそれぞれジヨイントピン８，９の取付位置調
整用のａ１３，１４を設けている。他の構造は第１図の
実施例と同一である。この実施例ではジヨイントピン８
．９の取付位置を管の曲げ半径方向に調整可能であり、
この位置調整により第１２図に示すように第二熱処理装
置３が管１の曲げ部に位置する時の熱処理装置２，３間
の間隔を調整することができる。

即ち、ジヨイントビン８，９を曲げ半径方向外側（第１
１図の上方）に設定すると、熱処理装置２，３が管の直
管部から曲げ部に移行した際間隔が狭くなり、逆に設定
すると、熱処理装置２，３の間隔が広がる。かくして、
ジヨイントピン８，９の取付位置調整により。

第二熱処理装置３が直管部から曲げ部に移行する過渡期
での第二熱処理装置３の管１に対する相対速度を均一に
することができる。

なお１以上の実施例はいずれも第一熱処理装置２を移動
機構により直線状に移動可能とし、管の停止時（曲げ加
工開始前及び終了後）に第一熱処理装置２を移動させる
ことにより第一、第二熱処理装置２，３を管に対し＋相
対的に移動させるものであるが、第一熱処理装置２は必
ずしも移動可能にする必要はなく、定位置に固定しても
よい。但しその場合には、第一、第二熱処理装置を管に
対して相対的に移動させるため、管をテール１２によっ
て直線状に移動させる必要があり。

またこの際、管の移動にアーム４が支障とならないよう
アーム４が管を放すが、或いはアーム４の管支持部分の
み又は全体が管と一緒に動（ようにする必要がある。

発明の効果 以上のどと（１本発明によれば、第一熱処理装置２によ
る加熱により曲げ加工と熱処理（焼入れ）を行うと同時
に、第二熱処理装置３により熱処理（焼戻し）を行うこ
とができ、炉を用いた別工程の熱処理を必要とせず、極
めて経済的に高強度、高靭性を有する曲管を製造するこ
とができる。しかも９曲管としては、直管部を持たない
エルボのみならず直管部を持った曲管をも製造すること
ができ、また、極めて大径の曲管を製造できる等の優れ
た効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例の要部を示す概略平
面図であり、第１図は管１に熱処理装置２，３を装着し
た状態を、第２図は管１を曲げる状態を示す。 第３図〜第６図は直管を曲げてエルボを製造する工程を
示す概略平面図、第７図〜第１０図は直管を曲げて直管
部付曲管を製造する工程を示す概略平面図、第１１図、
第１２図は前記とは異なる実施例を示す第１図。 第２図と同様な概略平面図である。 １−＝−管　　　　　　　　２−第一熱処理装置３−第
二熱処理装置　　４−アーム ５−ガイドロール　　　６−移動機構 ７−フリーローラ　　　１ｏ一連結装置１２−テール 特許出願人　第一高周波工業株式会社 代理人　弁理士　乗　松　恭　三 第１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）曲げ加工すべき金属管の一端近傍に、該金属管を
   環状に局部的に加熱する高周波誘導子と該金属管を環状
   に冷却する冷却手段とを備えた第一熱処理装置と、該金
   属管を環状に局部的に加熱する高周波誘導子を備えた第
   二熱処理装置とを、互いに干渉しない間隔をあけて且つ
   第一熱処理装置が金属管の中央側になるように配置し、 前記第一及び第二熱処理装置を、それぞれによる環状の
   加熱部が金属管の長手方向に移動するように、前記金属
   管に対し長手方向に相対的かつ連続的に移動させ、 前記第一熱処理装置は、少なくとも金属管の曲げられる
   べき部分を通過する間は、前記金属管を環状に局部的に
   加熱しており、この間に金属管に曲げモーメントを付与
   して金属管に曲げ加工を施し、 曲げモーメントの付与を解除して曲げ加工を終了した後
   も前記第一及び第二熱処理装置の金属管に対する相対的
   な移動を継続して少なくとも第二熱処理装置が金属管の
   曲げ加工部を通過するようになし、前記第二熱処理装置
   は、少なくとも金属管の曲げ加工部を通過する間は該金
   属管を加熱して熱処理することを特徴とする金属管の曲
   げ加工兼熱処理方法。
2. （２）前記第一熱処理装置は金属管の曲げられるべき部
   分のみならずそれに隣接する直管部を通過する間にも、
   金属管を加熱して熱処理を行い、前記第二熱処理装置は
   少なくとも、金属管の第一熱処理装置による熱処理部分
   を再度加熱し熱処理することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の金属管の曲げ加工兼熱処理方法。
3. （３）曲げ加工すべき金属管の一端を保持して旋回可能
   なアームと、前記金属管の他端を保持して金属管の軸線
   方向に移動するテールと、前記金属管を包囲して設けら
   れ、該金属管を環状に局部的に加熱する高周波誘導子及
   び該金属管を環状に冷却する冷却手段を備えた第一熱処
   理装置と、該第一熱処理装置を金属管に対して長手方向
   に相対的に移動させる手段と、前記第一熱処理装置とア
   ームとの間に前記金属管を包囲して配置され、該金属管
   を環状に局部的に加熱する高周波誘導子を備えた第二熱
   処理装置と、前記第一熱処理装置と第二熱処理装置を互
   いに連結する連結装置とを有し、前記第二熱処理装置が
   前記金属管に移動可能に保持されていることを特徴とす
   る金属管の曲げ加工兼熱処理装置。
4. （４）前記連結装置が第一熱処理装置と第二熱処理装置
   との間隔を変化させる手段を有していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の金属管の曲げ加工兼熱処
   理装置。