JPH0199725A - 二層管の曲げ加工方法 - Google Patents

二層管の曲げ加工方法

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JPH0199725A
JPH0199725A JP25732087A JP25732087A JPH0199725A JP H0199725 A JPH0199725 A JP H0199725A JP 25732087 A JP25732087 A JP 25732087A JP 25732087 A JP25732087 A JP 25732087A JP H0199725 A JPH0199725 A JP H0199725A
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pipe
bending
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fluid
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Masaaki Takagishi
高岸 正章
Tatsumi Shiraishi
白石 龍見
Yoichi Matsubara
洋一 松原
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Dai Ichi High Frequency Co Ltd
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Dai Ichi High Frequency Co 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
    • B21D35/00Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/005Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00 characterized by the material of the blank or the workpiece
    • B21D35/007Layered blanks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種配管系に使用する二層曲げ管の製造方法に
関し、特に、真直な二層管を曲げ加工する方法に関する
〔従来の技術〕
近年、化学プラント、原子力及び火力プラント配管のエ
ルボ結合などに代え溶接継手をなるべく少なくすること
により、信鎖性とコスト低減にすこぶる有利な高周波曲
げ管の需要が急増してきた。
上記のような背景において、特に高腐食性の配管系には
高合金鋼、非鉄金属管が用いられている。しかし。
該金属管は原材料費が高く、製造方法も難しいため。
クランド管等の内外異質の金属によって構成された二層
の断面を有する二層管が実用化されている。−船釣には
、外管に炭素鋼を、内管にステンレス鋼、ニッケル合金
、チタン等を用いた二層管が多いが、最近では外管がジ
ルコニウム合金、内管が純ジルコニウムの二層管もある
二層構造の曲げ管を製造する従来の方法は、予め外管と
内管とを接合したクラツド管等の二層構造の直管を製造
し、これを高周波曲げ加工する方法である。即ち、真直
な二層管を、高周波誘導子により環状に局部的に加熱し
ながら、該加熱部を線管の軸方向に移動させ、且つ同時
に該加熱部に曲げモーメントを連続的に加えることによ
り、該加熱部を塑性変形させて該二層管を順次曲げ加工
する方法である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、従来の曲げ加工方法によって曲げ管を製造す
る場合、外管のみならず内管も高温となり1加熱。
冷却の過程で外管、内管ともに膨張、収縮を行うが。
その際に内管と外管の膨張係数の差から剥離現象を生じ
1曲げ管の外管と内管との間に隙間が生じるという問題
があった。また、このように内管と外管とを接合した二
層管に対してさえ1曲げ加工時に剥離を生じることがあ
るので、単に外管内に内管を挿入してなる二層管(従っ
て外管と内管との間には隙間が生じてい・る)に対して
高周波曲げ加工を施した場合には、外管。
内管間の隙間を無(すことができず、従って、実用上。
この方法では曲げ加工を行うことができない。
更に2曲げ加工時の加熱により、内管が高温になって表
面が酸化するとか、不安定温度にまで昇温し、相変態が
生じるとか、炭化物、窒化物などの析出物が生じ、異相
など本発生し、腐食性を撰なうことがあるという問題も
あった。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みて為されたもので
、内管と外管との間が密着した二層管であろうと。
内管と外管との間に隙間を有する二層管であろうと。
その二層管に対して、内管と外管との間を密着させなが
ら9曲げ加工を行うことの可能な二層間の曲げ加工方法
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〕
上記目的を達成するために為された本発明は、内外異質
の金属によって構成された二層の断面を有する二層管を
、環状に局部的に加熱しながら、該加熱部を線管の軸方
向に移動させ、且つ同時に該加熱部に曲げモーメントを
連続的に加えることにより、該加熱部を塑性変形させて
該二層管を順次曲げ加工する方法において、該二層管の
曲げ加工中、該二層管内部に流体を充満若しくは流動さ
せ且つ該二層管の内管が外側に向かって塑性変形するよ
うに前記流体を加圧すると共に。
加熱直後の前記加熱部を外側から冷却して、外管を内方
に向かって収縮させることを特徴とする二層管の曲げ加
工方法を要旨とする。
以下1図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図及び第2図は本発明の二層管曲げ加工方法の実施
に使用する装置の例を示すもので、1は曲げ加工すべき
真直な二層管であり、外管11と内管12とからなる0
本発明に使用する二層管lは外管11と内管12とが冶
金的或いは機械的に接合したものに限らず。
単に外管ll内に内管12を挿入し2両者間に多少隙間
が生じているものでもよい。2は該二層管1を支持案内
する案内ローラ、3は、前記二層管lをその外周から局
部的に環状に加熱する。冷却タンク及びスプレーノズル
を有する高周波誘導子からなる均熱コイル。
4は先端部にクランプ5を備えた回転自在の曲げアーム
、6は二層管1の後端を支持し且つ矢印A方向に押、す
管端支持台、7は二層管1の後端に取付けられた流体入
口、8は二層管lの先端に取付けられた流体出口である
。流体人ロアには、二層管1内に内面加圧用の流体2例
えば水を供給し且つ加圧するための加圧供給装置(図示
せず)が連結されており、一方流体出口8には、二層管
1内を加圧状態に保つことができるよう弁(図示せず)
が連結されている。9は均熱コイル3からスプレーされ
る冷却水、10は管内に充満した流体である。
次に、上記装置を用いた本発明の曲げ加工方法を説明す
る。二層管1の先端を曲げアーム4のクランプ5に固定
し、後端を管端支持台6に固定し、2It体人ロアより
管内に流体10を供給して充満させ、且つ加圧する。こ
れによって第2図に矢印Bで示すように管内面に流体1
0による内圧が作用する。ここで、この内圧は内管12
が半径方向外方に塑性変形して外管11の内面に密着さ
せられるように選定されている。なお。
この際、流体出口8を閉じ二層管l内部に流体10が充
満した状態にしておいてもよいし、或いは適量の流体が
流れでるようにし二層管l内部を流体IOが流動する状
態としておいてもよい。
二層管l内面に内部の流体10による内圧を作用させた
状態において、均熱コイル3により二層管1を局部的に
高温加熱すると共にその近傍に冷却水9を噴射し、同時
に二層管1を矢印Aで示す方向に推進させる。
これにより、二層管1の二点鎖線によるハツチングで示
す部分が環状に加熱され、且つこの加熱部分に曲げアー
ム4による曲げモーメントが作用するので、この加熱部
が塑性変形して湾曲し、且つその直後に該加熱部が冷却
水9によって冷却され、塑性変形しな(なる。
かくして、真直な二層管lが連続的に曲げられる。
〔作用〕
上記の曲げ加工において、均熱コイル3によって二層管
1を局部的に加熱すると、その加熱部分は一旦膨脹し拡
径するが、その後、冷却水9によって冷却することによ
り、収縮し縮径する。今、第4図に示すように、二層管
1内に加圧用の流体を何等充満させず。
従って、内圧をかけることなく曲げ加工を行った場合に
は、外管11.内管12共に高温に加熱され、その後冷
却されることになり、外管11.内管12共に膨・脹及
び収縮を行う。ところが、外管、内管の加熱速度。
冷却速度の違い及び線膨張係数の違い等により5膨脹。
収縮量が異なり、その結果5例え外管11と内管12と
が密着した構造の二層管であっても、外管11と内管1
2とが剥離し1両者間に隙間13が生じることがある。
しかし1本発明では第3図に示すように、内部に充満し
た流体10による内圧を加えているので1例え外管11
と内管12との間に隙間があった二層管1であっても、
加熱前の直管部において内管12が変形して外管11内
面に押付けられ、また、均熱コイル3直下の加熱部にお
いて外管11の熱膨脹による拡径に対して内管の熱膨脹
による拡径が少なくても、内管12が塑性変形して外管
11内面に密着する。更に、その直後の冷却水9による
冷却により、外管11が熱収縮して縮径するが、内管1
2は内圧を受けているのであまり縮径せず、従って外管
11が内管12に、より強固に緊着する。かくして、外
管11と内管12とを強固に緊着した二層構造の曲げ管
が製造される。更に。
製造された二層曲げ管は、外管の縮径により内管外面に
緊着した構造であるので、内管は外管によって締め付け
られており、このため、内管表面に圧縮の残留応力が発
生している。この圧縮残留応力は耐応力腐食割れに効果
大である。
また、二層管1に内部から圧力を付加しながら曲げ加工
することで2通常の高周波曲げ加工による曲げ管形状の
変化、即ち楕円化を極力小さくならしめる作用もある。
以上に管内の流体によって内圧を加えながら曲げ加工す
る際の作用を説明したが、管内に充満或いは流動させる
流体は、内圧を加えるためのみならず、内管冷却にも使
用することができる。即ち、管内に供給する流体10の
温度及び流量を適当に調整することにより。
内管12の温度を外管11よりも低い所望の温度に調整
することができる。内管12を冷却すると、均熱コイル
3による加熱時に内管12の温度上昇を抑制して。
内管内面の酸化1組織変化等を防止する。前記したよう
に、−船釣には、外管に炭素鋼を、内管にステンレス鋼
、ニッケル合金、チタン等を用いた二層管が多いが、最
近では外管がジルコニウム合金、内管が純ジルコニウム
の二層管もある。これらの内管は、約40.0℃以上の
高温になると析出物、異相が生じるため。
孔食2粒界席食、応力腐食割れ等に対する感受性も高く
なり、酸化も進み、耐食性が悪くなる。このため。
内管12を内部の流体10で冷却し、加熱部においても
、内管温度が酸化や組織変化を生じない温度に9例えば
400℃以下に保つことが好ましい。
なお、上記の説明において1曲げ加工時に加える内圧は
、加熱前の直管部分において内管12を塑性変形させて
外管11の内面に密着させることのできる圧力として説
明したが、これは好適な場合であって本発明はこの場合
に限定されるものではない、内管に加える内圧は少なく
とも、加熱直後の冷却水9による冷却によって外管11
が縮径した際、その内面に内管を密着させるように内管
を塑性変形させることができる程度のものであればよい
、また、内管に内圧を加えるために使用する流体は必ず
しも水等の液体に限らず、気体であってもよい。
〔実施例〕
次に本発明の実施例について説明する。第1図に示す高
周波曲げ加工装置を用いて次に示す処理を行った。
供試管 曲げ加工半径:  l、365 mm (5D : D
は外径)曲げ加工推進スピード:l龍/S 冷却方式:   外面スプレー水冷 曲げ加工時の管内への流体供給: fil  無(比較例1. III) (2)無加圧通水(比較例■、 IV)131 50 
kg/ a!水圧(実施例I)(4170kg/a!水
圧(実施例■)以上の条件にて曲げ加工を行い、その際
の外表温度(℃)、内管の厚みの中央部の温度(’C)
を測定し。
且つ得られた曲げ管について、外管と内管との最大間隙
(龍)、偏平率(%)、内裏残留応力(kg/ms”)
を測定して、第1表に示す結果を得た。第1表に示すよ
うに、比較例1,1Nの機械的接合の二5r5管曲げで
内圧付加がない場合、外管と内管に間隙が発生した。こ
れに対し、水圧で内圧50kg/cal付加しながら曲
げ加工した本発明の実施例■は、内管温度、 rUiI
性、偏平率、残留応力も優れた値を示した。
また、圧延クラツド鋼管では、比較例■の管内流体供給
無の従来法の曲げ加工でも剥離現象は生じなかったが、
形状、残留応力の点で十分とは言えない。比較例■、実
施例■の処理品は両方とも曲管としての性能は持ってい
るが、水圧70kg/−をかけて曲げ加工した実施例■
が形状、残留応力の値とも優れていた。
〔発明の効果〕
以上に説明したように1本発明は二層管内に流体を供給
し、内圧をかけた状態で曲げ加工を行うものであるので
、外管と内管との間に1PJJ離を生じることがなく。
両者が強固に密着し且つ内管には圧縮残留応力を持った
二層管を製造することができる。しかも2曲げ加工を行
う二層管は、外管と内管とが確実に接合している必要は
なく、多少隙間があっても3曲げ加工時に両者を密着さ
せることが可能であり、二層曲げ管の製造コストを下げ
ることが可能である。
なお1曲げ加工時に管内の流体によって内管を冷却する
ことにより、内管の酸化や′flri織変化を抑制して
耐食性のよい二層管を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の実施に使用する高周波曲げ加工装
置の一例を示す平面図、第2図は第1図の装置で曲げ加
工する状態を示す要部断面図、第3図は本発明方法によ
る曲げ加工を説明する要部断面図、第4図は従来の方法
による曲げ加工を説明する要部断面図である。 1−二層管、2−案内ローラ、3−均熱コイル、4−曲
げアーム、5−クランプ、6・−管端支持台、7−・−
流体入0.8−流体用0.9−冷却水、10・−流体。 1m−〜外管、12−内管。 代理人 弁理士 乗 松 恭 三

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内外異質の金属によって構成された二層の断面を
    有する二層管を、環状に局部的に加熱しながら、該加熱
    部を該管の軸方向に移動させ、且つ同時に該加熱部に曲
    げモーメントを連続的に加えることにより、該加熱部を
    塑性変形させて該二層管を順次曲げ加工する方法におい
    て、該二層管の曲げ加工中、該二層管内部に流体を充満
    若しくは流動させ且つ該二層管の内管が外側に向かって
    塑性変形するように前記流体を加圧すると共に、加熱直
    後の前記加熱部を外側から冷却して、外管を内方に向か
    って収縮させることを特徴とする二層管の曲げ加工方法
  2. (2)前記二層管内部に充満若しくは流動させる流体に
    よって、内管内面の温度を外管より低温に保持すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の二層管の曲げ
    加工方法。
  3. (3)曲げ加工中、前記内管内面の温度を400℃以下
    に保持し、内管内面の酸化と組織の劣化を防止すること
    を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の二層管の曲げ
    加工方法。
JP25732087A 1987-10-14 1987-10-14 二層管の曲げ加工方法 Granted JPH0199725A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5765285A (en) * 1995-08-09 1998-06-16 The B.F. Goodrich Company Method of bending a rigid thermoplastic pipe
EP1623771A1 (de) * 2004-08-05 2006-02-08 Audi Ag Verfahren zur Herstellung eines hybriden Rohres und derartig hergestelltes hybrides Rohr für eine Kraftfahrzeugkarosserie
JP2014073516A (ja) * 2012-10-04 2014-04-24 Kuroki Kogyosho:Kk ベンド鋼管の製造方法
WO2016151370A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-29 Valme S.R.L. - Unico Socio Pipe for conveying abrasive materials such as concrete, apparatus and method for producing said pipe

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CN107580530B (zh) * 2015-03-20 2019-08-27 瓦尔姆单一股东有限责任公司 用于传输研磨材料的管、用于制造所述管的装置和方法
US10689211B2 (en) 2015-03-20 2020-06-23 Valme S.R.L.-Unico Socio Pipe for conveying abrasive materials such as concrete, apparatus and method for producing said pipe

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