MXPA99009859A - Tubo de pared multiple - Google Patents

Abstract

Un tubo de pared múltiple y un método para ser el tubo de pared múltiple. En el proceso, se usa un tubo preformado como un núcleo interno. Una tira metálica recubierto con metal aglutinante, es enrollada longitudinalmente alrededor del tubo de núcleo. El ensamblaje es calentado después hasta la temperatura de latonado de aglutinamiento por lo que todas las capas se vuelven integrales para formar el tubo de pared múltiple terminado.

Description

TUBO DE PARED MÚLTIPLE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método para la elaboración de tubo metálico de pared múltiple y al tubo resultante. Más particularmente se refiere a la tubería metálica de pared múltiple producida en un proceso continuo a partir de una tira metálica precortada. La patente Norteamericana No. 1,431,368 por Bundy, titulada "Tubería" describe un tubo metálico de pared múltiple de tira metálica que ha sido estañada o pintada con soldadura y después enrollada longitudinalmente alrededor de un mandril estacionario para formar un tubo de pared múltiple. En el proceso descrito, el mandril se usa para soportar al tubo en su diámetro interno en una estación de acabado. Este mandril asegura una construcción de tubo hermético y de control de tolerancia de tamaño. En tanto gue el proceso de la patente de Bundy ha representado el estándar industrial durante más de 40 años, se ha observado una oportunidad para mejorarlo con un tubo resultante que es considerado por o menos igual a aquél utilizado en la actualidad. De manera específica, el mandril en la estación de acabado es una fuente de interés continuo y su mantenimiento un factor sustancial de costo. La presente invención representa una mejora de proceso de la técnica anterior mediante la eliminación del mandril. El tubo de capa múltiple terminado también es considerado nuevo para la técnica. La presente invención está dirigida a un método para ser un tubo metálico de pared múltiple y al tubo resultante. En el proceso, un tubo preformado se usa como un núcleo interno. Una tira metálica, recubierta con metal aglutinante, es enrollada longitudinalmente alrededor del tubo de núcleo. El ensamblaje es calentado después a la temperatura de latonado del metal aglutinante por lo gue todas las capas se vuelven integrales para formar el tubo de pared múltiple terminado. En comparación a los procesos descritos en la Patente No 1,431,368, la capacidad de proceso total para la presente invención se mejora de manera dramática. La variabilidad de tamaño, el desperdicio y el tiempo de detención resultante es de la selección, colocación y ajuste del mandril reducido o eliminado. La limpieza de interior del producto resultante se mejora también ya que se requiere poco o ningún lubricante en el molde de formación. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista lateral que muestra el aparato de procesamiento utilizado para ejecutar el método inventivo .

La Figura 2 es una vista en sección alargada que muestra en una escala aumentada el material recubierto con metal aglutinante antes de que pase dentro de los dados . La Figura 3 es una vista en sección de la línea 3 3 de la Figura 1 que muestra el material que pasa a través del primer conjunto de rodillo de formación. La Figura 4 es una vista en sección de la línea 4-4 de la Figura 1 que muestra el material que pasa a través del segundo conjunto de rodillo de formación. La Figura 5 es una vista en sección sobre la linea -5 de la Figura 1 que muestra el material que pasa a través del conjunto inicial de rodillos de formación. La Figura 6 es una vista en sección transversal a través del tubo terminado. El método de la presente invención amplia un laminador de procesamiento en linea como se ilustra en la Figura 1. En el proceso como en un tubo interno de núcleo 12 y una tira metálica o recubierta envuelta con metales de aglutinamiento 16 se suministran simultáneamente al laminador de procesamiento en línea. La envoltura metálica recubierta 18 pasa a través de un primer conjunto de rodillo 20 y 22 que coloca una porción de espaldón en la envoltura metálica recubierta. Un segundo conjunto de rodillos 26 y 28 pliegan los bordes de la envoltura metálica recubierta hacia arriba. Un tercer conjunto de rodillos 30 y 32 prensan la envoltura metálica recubierta en una relación traslapada alrededor del tubo de núcleo interno. El ensamble 34 del tubo de núcleo 12 y la envoltura recubierta 18 son alimentadas ya sea continuamente o por lotes en un horno 36 mantenido a una temperatura de latonado del metal de aglutinamiento 16. El latonado provoca gue todas las capas se vuelvan integrales. El tubo de pared múltiple de la presente invención es un tubo de pared múltiple 10 gue comprende un tubo de núcleo interno 12 y una tira externa o envoltura 18 latonada al tubo de núcleo interno 12. El tubo de núcleo interno 12 en si mismo es independiente hermético a la presión de la envoltura externa 18. Debido a la variación dentro del proceso de fabricación, la costura de la envoltura externa 18 puede perderse o a tener huecos en la misma. Sin un tubo de núcleo interno hermético a la presión 12 presente, la pérdida de la costura externa sería una fuente de derrame. Este interés es aún más evidente en la formación de una inclinación en el extremo de la capa múltiple. Una inclinación es una pestaña radialmente alargada en el extremo de un tubo para la conexión con un componente acoplable. Una inclinación se forma golpeando el extremo del tubo con por lo menos un punzón, en tanto que el tubo está situado en un bloque de sujeción. El bloque de sujeción y el punzón son maquinados para producir la forma y tamaño de inclinación apropiados . Una inclinación se forma con un golpe mediante un sólo punzón. Una doble inclinación requiere dos golpes de dos punzones diferentes. Para formar una doble inclinación, el prímer golpe del primer punzón forma una variación del lecho frontal. El segundo golpe del segundo punzón pliega el tubo hacia adentro y acuña el ángulo apropiado sobre las superficies de sellado de la inclinación. Durante el proceso de inclinación, se forman tensiones en el extremo de la inclinación y la sección de plegado de la inclinación doble. Esas áreas de tensión tienen potencial para la separación de costura y crean una fuente de derrame. El interés por el derrame a través de la costura de la envoltura metálica 18 se elimina con el uso de un tubo de núcleo interno 12 el cual es por sí mismo hermético a la presión. La envoltura metálica 18, aungue mejora la resistencia a la fatiga y la contención a la presión, no es crítica para la integridad del derrame del tubo de pared múltiple 10. Esto asegura una integridad de derrame 100% solamente para la integridad del derrame del tubo de núcleo interno 12. Por lo tanto, la necesidad para raspar el tubo terminado, debido a las pérdidas, separación o huecos de la costura de la envoltura metálica, se reduce para la presente invención. Como se observó en la sección de antecedentes, antes de la presente invención es necesario un mandril para sostener la capa externa en el diámetro interno en la estación de acabado. El mandril permanece estacionario en tanto que un material metálico en movimiento continuo es enrollado alrededor del mandril estacionario. La lubricación entre el mandril estacionario y el material metálico en movimiento es necesario por lo tanto para reducir la fricción entre el mandril y el material metálico. Por tanto, un subproducto del proceso de mandril es el remanente de la lubricación en eje diámetro interno del tubo de pared múltiple terminado 10. El uso de un tubo de núcleo interno 12, en lugar de un mandril, para sostener el tubo en su diámetro interno durante la formación de las capas de pared externas elimina el asunto de la limpieza del diámetro interno ya que poco o posiblemente ningún lubricante se requiere en el proceso. Además, el tubo de núcleo interno 12, que define el diámetro interno del tubo de pared múltiple 10, se forma durante un proceso separado a partir del laminador del proceso en línea. La limpieza del diámetro interno es independiente del laminador de proceso en línea, aunque depende de la formación del tubo de núcleo interno 12. En tanto que el tubo de núcleo interno se forma de tal manera que su diámetro interno sea limpio, el diámetro interno de tubo de pared múltiple 10 sería de igual manera limpio. El uso de un tubo de núcleo interno 12 en lugar de un mandril elimina el tiempo de detención requerido para cambiar el mandril. Aunque en el proceso anterior los lubricantes se usan entre el mandril y el material metálico para reducir la fricción, el desgaste sobre el mandril ocurre todavía. Una vez que el desgaste reduce el diámetro del mandril, el diámetro interno del tubo también se reduce. Como resultado, la diferencia entre el diámetro interno y el diámetro externo se incrementa permitiendo que la costura tenga huecos o pérdidas. Ya gue los huecos o pérdidas en las costuras son altamente indeseables, el mandril necesitaría ser cambiado en una base periódica creando un tiempo de detención en el proceso. La presente invención no utiliza un mandril estacionario, sino un núcleo interno que es alimentado a la misma velocidad que el material metálico para formar la capa externa. Por lo tanto, los tiempos de detención para cambiar los mandriles gastados se eliminan. Otra ventaja del uso de un tubo de núcleo interno en lugar de un mandril es la eliminación de la etapa de aplicar una laca de carbón sobre el ensamblaje antes de la etapa de calentamiento. Si el tubo resultante no estuviera sostenido en cualguier lado, al calentar el ensamblaje a la temperatura del latonado del material aglutinante, el metal aglutinante se desplazaría desde la costura y el ensamblaje tendría una tendencia a desenrollarse. Para evitar que el material aglutinante se desplace, se aplica una laca de carbón al ensamblaje antes del proceso de calentamiento. La laca de carbón tiene un efecto similar a la oxidación del metal aglutinante y solidifica dicho metal. Además, debido al color obscuro de la laca de carbón, crea un efecto de cuerpo negro que permite que el tubo resultante absorba el calor más rápida y uniformemente. Un tubo que tiene un tubo de núcleo interno en lugar de un mandril para formar el tubo externo, eliminaría los problemas asociados con el desenrollado del tubo y la necesidad del efecto de cuerpo obscuro. La envoltura metálica 18 está soportada en el diámetro interno por el tubo interno 12; por lo tanto, la tendencia de la envoltura metálica 18 a desenrollarse durante la etapa de calentamiento se reduce. Además un proceso gue utiliza un tubo interno no necesita absorber tanto calor ya gue el proceso es más indulgente debido a gue la envoltura metálica 18 sostenida en el diámetro interno por el tubo de núcleo interno 12. Con la temperatura para el proceso de calentamiento menor para la presente invención que para un proceso sin un tubo de núcleo interno, la temperatura en el horno no sería lo suficientemente alta para provocar el desplazamiento del metal del aglutinamiento 12. Los tubos adecuados para formar el tubo de núcleo interno 12 incluyen el tubo de acero soldado de pared individual, tubo de acero inoxidable soldado de pared individual, tubo de acero sin costura de pared individual, tubo de pared doble latonado o tubo de pared múltiple de varias construcciones descritas en la presente. El tubo de núcleo interno 12 puede ser producido mediante el método de formación de tubo convencional. El proceso particular utilizado para formar el tubo de núcleo interno 12 no es parte de esta invención. El tubo de núcleo interno formado 12 puede ser alimentado al laminador de formación de tubo de pared externa en una línea interna continua inmediatamente después de la formación del tubo del núcleo interno. De manera -alternativa, el tubo de núcleo formado 12 puede acumularse en una forma enrollada y después alimentarse al laminador de formación de capa externa. Una vista lateral de laminador de formación se muestra en la Figura 1. La tira metálica o envoltura metálica 18 se muestra en la Figura 2. Es cortada a una anchura apropiada y recubierta con el metal de aglutinamiento 16 en ambos lados. Los metales de aglutinamiento adecuados 16 incluyen cobre, níquel, aleación de plata bronce o cualquier combinación de estos metales. La envoltura metálica 18, recubierta con metal de aglutinamiento 16, es alimentada continuamente al laminador de procesamiento en línea a la misma velocidad que el tubo de núcleo interno 12 que es alimentado al laminador de procesamiento en línea. En el laminador de procesamiento en línea, la envoltura metálica 18 pasa entre el rodillo superior 20 y el rodillo y el rodillo inferior 22 gue coloca una porción de espaldón 24 en el material metálico como se muestra en la Figura 3. El espaldón 24 es desfasado hacia un lado del centro de la envoltura metálica 18 de manera que un lado de la envoltura es más ancho que el otro lado. Esto permite que el lado más- ancho se pliegue sobre la porción más estrecha de la envoltura. Posteriormente, la envoltura metálica 18 alcanza los rodillos 26 y 28 que sirven para plegar los bordes de la envoltura metálica hacia arriba como se muestra en la Figura 4. La envoltura metálica 18 pasa después alrededor del tubo del núcleo 12, y un conjunto de rodillo de presión colocados horizontalmente 30 y 32 que sirven para prensar la envoltura metálica 18 en relación traslapada alrededor del tubo de núcleo 12 como se muestra en la Figura 5. ' El ensamblaje 34, que comprende el tubo de núcleo 12 interno enrollado longitudinalmente con la envoltura metálica 18, es alimentado después de manera continua en un horno 36 a la temperatura de latonado de aglutinamiento 16, por lo que todas las capas se vuelven integrales para completar el producto de pared múltiple de la presente invención. De nuevo, los detalles del proceso de latonado son convencionales y bien conocidos. Alternativamente, el ensamblaje 34 puede ser procesado cortándolo en secciones de longitud de 18.24 m (60 pies) a 30.4 metros (100 pies) después de que la envoltura metálica 18 es enrollada alrededor del tubo de núcleo 12. Las secciones del corte de ensamblaje 34 son calentadas por lote en un horno a la temperatura de latonado del metal de aglutinamiento 16. Una vista en sección transversal del producto de tubo de capa múltiple terminado 10 se muestra en la Figura 6. El tubo de capa múltiple 10 comprende un tubo de núcleo interno 12, una envoltura metálica 18 enrollada alrededor del tubo interno 12 y una capa aglutinante 16a entre el núcleo interno 12 y la envoltura metálica 18. Ubicado entre la envoltura metálica 18 esta otra capa de metal aglutinante 16b. El tubo difiere de los tubos anteriores ya que tiene la construcción de capas adicionales. Alternativamente, la tira puede ser más estrecha y solamente enrollada alrededor una vez o la tira puede ser más ancha y enrollada alrededor tres veces . Aún otra variación de la presente invención comprende utilizar un tubo de pared doble como el material de núcleo en vez de un tubo de pared individual. Como se estableció previamente, el tubo de núcleo interno 12 es hermético a la presión y la envoltura metálica 18 no es crítica para la integridad de derrame del tubo de pared múltiple 10. Por tanto, para el tubo de pared múltiple 10 para que funcione de manera efectiva a las aplicaciones de alta presión, tales como el tubo diesel, se usa un tubo de pared doble en lugar de un tubo de pared individual como el tubo de núcleo. Varias características de la presente invención se han descrito con referencia a una modalidad. Debe comprenderse que la modificación puede hacerse sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención como se representa mediante las siguientes reivindicaciones. Como por ejemplo la modalidad anterior es para la formación de una tira a partir de una tira metálica que tiene dos capas. Dependiendo de la cantidad de resistencia de la fatiga y contención de presión requeridas por el tubo resultante, la tira metálica 18 puede formarse de una sola capa o tira metálica 18 o la tira metálica 18 puede formarse de tres o más capas .

Claims (19)

1. REIVINDICACIONES 1. Un tubo metálico de capa múltiple que comprende: un tubo de núcleo interno que tiene una superficie cilindrica externa; una tira de metal que tiene una superficie cilindrica interna recubierta con material de latonado; en donde la tira metálica es enrollada longitudinalmente por lo menos una vez alrededor del tubo de núcleo y latonada al mismo para formar una tubo integral .
2. 2. Un tubo metálico de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de latonado conecta por lo menos la superficie interna de la tira a la superficie cilindrica externa de el tubo de núcleo interno.
3. 3. Un tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la tira metálica es enrollada longitudinalmente dos veces alrededor de el tubo de núcleo .
4. 4. Un tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la tira metálica es enrollada longitudinalmente tres veces alrededor del tubo de núcleo.
5. 5. Un tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tubo de núcleo interno tiene integridad hermética a la presión.
6. 6. Un tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el tubo interno es seleccionado a partir de un grupo que consta del tubo de acero soldado de pared individual, tubo de acero inoxidable soldado de pared individual, tubo de acero sin costura de pared individual, tubo de pared doble latonado o tubo de pared múltiple.
7. 7. Un tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el metal aglutinante se selecciona a partir del grupo gue consta de cobre, níquel, aleación de plata bronce o cualesquiera combinaciones de los mismos .
8. 8. Un tubo de capa múltiple que comprende: un tubo de núcleo interno; una tira metálica alrededor del tubo; una capa de metal aglutinante entre el tubo de núcleo interno y la tira metálica enrollada
9. 9. Un tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la tira metálica se traslapa por lo menos una vez.
10. 10. Un tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la tira metálica se traslapa por lo menos dos veces.
11. 11. Un tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el tubo de núcleo interno tiene integridad hermética a la presión.
12. 12. Un tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el tubo de núcleo es seleccionada a partir de un grupo que consta de un tubo de acero soldado de pared individual, tubo de acero inoxidable soldado de pared individual, tubo de acero sin costura de pared individual, tubo de acero inoxidable sin costura de pared individual, tubo de pared doble latonado o tubo de pared múltiple.
13. 13. Un tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el metal de aglutinamiento es seleccionada a partir del grupo que consta de cobre, níquel, aleación de plata bronce o cualquier combinación de estos.
14. 14. Un método de fabricación de un tubo de capa múltiple que comprende las etapas de: (a) proporcionar un tubo de núcleo interno; (b) proporcionar una tira metálica recubierta sobre por lo menos un lado con metal aglutinante adecuado para latonado; (c) envolver la tira metálica por lo menos un vez longitudinalmente alrededor del tubo de núcleo; (d) calentar el tubo de núcleo interno enrollado con la tira metálica hasta la temperatura de latonado del metal de aglutinamiento por lo que todas las capas se volverían integrales.
15. 15. Un método de fabricación de tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el tubo interno de núcleo tiene integridad hermética a la presión.
16. 16. Un método de fabricación de tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el tubo de núcleo se selecciona a partir del grupo que consta de tubo de acero soldado de pared individual, tubo de acero inoxidable soldado de pared individual, tubo de acero sin costura de pared individual, tubo de acero inoxidable sin costura de pared individual, tubo de pared doble latonado o tubo de pared múltiple
17. 17. Un método de fabricación de tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material de aglutinamiento es seleccionado a partir del grupo que consta de cobre, níquel, aleación de plata bronce o cualquier combinación de estos.
18. 18. Un método de fabricación de tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la tira metálica es enrollada longitudinalmente dos veces alrededor del tubo de núcleo.
19. 19. Un método de fabricación de tubo de capa múltiple de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porgue la tira metálica es enrollada longitudinalmente tres veces alrededor del tubo de núcleo.