[发明专利]金属管的弯曲加工装置及具备弯管部的金属管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属管的弯曲加工装置及具备弯管部的金属管的制造方法，尤 其涉及在防止金属管的壁厚的减少的同时进行弯曲加工的技术。

背景技术

在成套设备或工厂、发电厂等的产业设施中作为输送石油或气体·各种液 体等流体的导管，或者桥梁或体育场屋顶等土木建筑物的骨架构造材料，目前 广泛应用金属管。这些金属管使用标准化且预先形成为规定形状的管(直管或 异形管(肘形管、弯管头等))，另外，根据施工对象还广泛使用对直线状的管 进行了弯曲加工的管(以下，称之为弯管)，因为这种弯管能够灵活对应对各 种曲率、管路形状的要求。

另一方面，在制造弯管的场合，若只是将作为原材料的直管简单地进行弯 曲，则弯管部分的外周侧的管厚(壁厚)变薄，恐怕不能满足对该管所需的强 度、规格。于是，提出了有关所谓压缩弯曲的各种方案，例如不仅仅是将直管 简单地进行弯曲(例如参照专利文献1：特公昭54-28156号公报)，而且在 向管轴方向施加压缩力的同时进行弯曲加工，从而能够防止这种壁厚的减少 (例如参照专利文献2：特公平2-47287号公报)。

然而，近年来，在石油或气体、化学、发电等各种成套设备的配管中有如 下倾向，即，为了实现成套设备整体的紧凑化和成本的降低，尽量抑制管径(外 径)，加快流速来进行高压输送。因此，对于使用能承受高的管内压力的高强 度材料，并且在完成弯曲加工后管厚还能维持与原管的壁厚相同(壁厚的减少 接近零)的要求越来越高。

一方面，弯管的曲率半径从施工的容易性考虑，大多数要求与已经标准化 的市场上出售的肘形管等尺寸相同。但是，由于这些肘形管的曲率半径一般较 小，曲率半径越小弯曲加工时的管外周的壁厚减少量越大，因此实际上难以满 足弯管壁厚的减少接近零的要求。而且，随着作为弯管的原材料的直管的制造 技术的进步，能够以接近制造公差的最小值的值来进行直管的制造，在弯曲加 工时只要壁厚稍微减少，恐怕就不能确保该管所需的壁厚。

另一方面，为了防止壁厚的减少而采用上述压缩弯曲，此时若增大向管轴 方向施加的压缩力，则有可能抑制壁厚的减少。然而，若要增大该压缩力，则 导致压缩驱动部的输出功率增大和支撑它的机构的大型化，进而导致弯曲加工 装置整体的大型化，因此目前的状况是只是加大压缩力难以充分满足上述要 求。举个例子，在将12B/sch80(壁厚17.4mm)的钢管以1.5DR(弯曲半径： 478mm)的小径弯曲来进行弯曲加工的场合，在施加一般的压缩力的弯曲加工 中，钢管的推进力大约为60吨且壁厚减少率为12.5％，但是若要使壁厚减少 率成为0％，则需要大约180吨(大约3倍)之多的推进力。

发明内容

因而，本发明的目的在于，在不导致金属管的压缩弯曲加工中的压缩驱动 力的增大的情况下，进一步减小壁厚减少量。

为了解决上述问题而达到目的，本发明的金属管的弯曲加工装置具备：加 热机构，对作为弯曲加工对象的金属管的一部分以环状加热；推进机构，朝向 该加热机构使上述金属管向管轴方向推进；引导机构，包括在把持上述金属管 的同时能以支轴为中心转动的夹持臂，在利用该夹持臂把持利用上述加热机构 的金属管的加热部的前方部分的同时使该把持点伴随着利用上述推进机构的 金属管的推进以上述支轴为中心旋转，由此对上述金属管施加弯矩；以及压缩 机构，将与利用上述推进机构的金属管的推进方向相反方向的力即拉回力以上 述支轴为支点并通过上述夹持臂施加在上述金属管上，从而使压缩力作用于该 金属管，上述压缩机构配置成上述拉回力的施加点与上述支轴的距离比利用上 述夹持臂的金属管的把持点与上述支轴的距离大。

在本发明的弯曲加工装置中，在利用上述加热机构将金属管的一部分以环 状加热的同时使金属管推进，同时利用引导机构进行引导以使通过了加热机构 的金属管描绘弧状进行弯曲。具体地说，在将金属管的推进方向设为“前方” 的场合(在本申请中，朝向金属管的推进方向将相对方设为“前”，将与其相 反的后方设为“后”来进行说明)，利用夹持臂把持加热部的前方部分。该夹 持臂设置成能以支轴为中心转动，并且伴随着利用上述推进机构的金属管的推 进而转动，随之上述把持部分以该支轴为中心旋转并对金属管的上述加热部施 加弯矩，由此能够使金属管连续地塑性变形并以描绘圆弧的方式弯曲金属管。