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    公开号:WO1989005698A1
    申请号:PCT/JP1988/001268
    申请日:1988-12-14
    公开日:1989-06-29
    发明作者:Shigetomo Matsui；Seiji Yamashita；Toshiaki Araki
    申请人:Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha；
    IPC主号:B23P11-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 二 重 管 の 加 工 方 法
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] この発明は、 熱交換器や原子力プラ ン トの配管に用い る耐摩耗性二重管等の二重管の加工方法に係り、 特に、 内管を外管に対して内側から緊結したり、 緊結された二 景
    [0005] 重管の外管を内管からはずしたりするための二重管の加 ェ方法に属する。
    [0006] 術 周知の如く 、 配管はあ らゆる産業分野に於いて広く 用 いられており、 単なる流体輸送用のみな らず、 近年は構 造物や装置の ビ一ム材と して用いられ、 更には、 情報伝 逹用等にも広く fflいられるよう になってきている。
    [0007] し力、しな力くら、 配管はその用途によってその内外の稼 動環境が著し く to違する場合が普通であり、 したがって. 内外の異なる環境下に於ける耐用性や耐久性等の点から :なる一重管ばかりでなく 、 外管と内管がそれぞれ耐圧 性、 耐熱性、 耐蝕性ゃ耐摩耗性に向く よ うな二重管等の 複重管が広く 用いられるよ うになってきている。
    [0008] しかして、 この種の複重管は外管と内管が稼動中に剁 離しないよ うに緊結されている二重管が基礎的技術とさ れている。 この種の基礎的二重管の製造方法としては、 冶金的な クラッ ド管製造方法等もあるが、 この方法は、 製造に煩 瑣な工程を多く要する不都合さがあり、 これに対し、 焼 嵌め法や液圧拡管法等もあるが、 熱処理や圧力管理が難 しい難点があり、 しかも結果的にコス ト高になるという 不利点もある。
    [0009] —方、 出願人の開発した熱拡管法 （例えば、 米国特許 第 4 3 3 2 0 7 3号明細書に記載） や環熱縮径法 （例え ば、 米国特許第 4 7 2 7 6 4 1号明細書に記載） 等もあ るが、 これらは内管に相対重層した外管を熱作用により 縮径する手段を用いるものであって、 内管に外管を緊結 させる二重管の製造方法としてはメ リ ッ 卜はあるものの、 例えば、 熱交換器や原子力ブラ ン ト配管の耐摩耗管等に 用いる二重管においては、 ホルダやブラケッ トとの結合 のための二重管の外管の外径管理が著し く厳格であり、 縮径法が製造上も、 また製品と しても好ま しく ないとい う不都台さがあつた。
    [0010] したがって、 外管と内管を緊結した二重管の需要が潜 在的に大きいにもかかわらず、 これまで外管に対して内 管を内側から膨径して緊結させる二重管の技術が開発さ れておらず、 外管の径を著しく厳しく保持しながらも、 熱的に好ま しい内管の外管に対する膨径による緊結技術 の現出が望まれていた。
    [0011] 一方、 緊結された二重管の内管と外管を補修等の目的 で分離しなければならない場合に、 それを簡単かつ効果 的に行う技術も必要とされる。
    [0012] この発明の第 1 の目的は、 上述の従来技術に基づく外 管と内管の緊結による二重管の製造の問題点を解決する こ とにあり、 外管の径を何ら変化させず内管をその膨径 によって外管に緊結するに際し、 工程の繁雑な機械的な 工程をとらず、 熱的処理を施して始端から終端まで膨径 によって内外管を確実に緊結することを可能にする、 各 種産業における配管技術に用いう る優れた二重管の製造 のための加工方法を提供することにある。
    [0013] この発明の第 2の目的は、 緊結された内管および外管 からなる二重管において、 外管を内管から簡単かつ効果 的にはずすための二重管の加工方法を提供するこ とにあ 発 明 の 開 示
    [0014] 上述の第 1 の目的の達成のために、 この発明では、 熱 交換器や原子力プラ ン 卜の配管用と して厳格な外管の径 管理の下に用いられる二重管の製造のための加工に際し、 炭素鋼製等の外管の内部に高炭素鋼製等の耐摩耗性を有 する内管を相対重層し、 該内管の内側にバーナー加熱装 置や高周波誘導加熱装置を挿入して、 それを内管の内壁 に対し環状加熱を付与しながら長手方向に前進させ、 該 環状加熱装置の環状加熱の付与部位の直後部位に水道水 のシャ ワー リ ング等による環状冷却を付与し、 環状冷却 を環状加熱と同速度で前進させ、 これによつて、 内管の 熱膨張部が、 隣接する環状冷却収縮部に拡径作用を与え るようにし、 それにより、 冷却部を降伏させ、 拡径変形 を生ぜしめる。 このようにすることによって、 内管に拡 径作用が効果的に付与され、 内管が外管に対し拡径して 確実に緊結される。 そして、 これらの環状加熱、 冷却作 用は内管の始端から終端まで連続的に緣返して行われ、 これにより、 全長的に内管が外管に対し内側から緊結さ れ、 外管の径に緊結の前後において何ら変化のない緊結 二重管を得ることが可能となる。
    [0015] 一方、 前述の第 2の目的の達成のためにも、 第 1 の目 的の達成のための手段と同じ原理が用いられる。 すなわ ち、 外管と内管とが緊結された二重管において、 その外 管の外周に環状加熱装置を位置させ、 それを、 外管の外 壁に対し環状加熱を付与しながら長手方向に前進させ、 該環状加熱装置の環状加熱の付与部位の直後部位におい て、 外管の外面に水道水のシャ ワーリ ング等による環状 冷却を付与し、 環状冷却を環状加熱と同速度で前進させ、 これによつて、 外管の熱膨張部が、 隣接する環状冷却収 縮部に拡径作用を与えるようにし、 それにより冷却部を 降伏させ拡径変形を生ぜしめる。 このようにすることに よって、 外管に拡径作用が効果的に付与され、 外管が内 管から離脱される。 そして、 これらの環状加熱、 冷却作 坩は外管の始端から終端まで連続的に繰返して行われる こ とによ り、 全長的に外管が内管から所定量の隙間をも つて分離される。
    [0016] 図面の簡単な説明
    [0017] 第 1図はこの発明の一実施態様を示す長手方向縦断側 面図、 第 2図はこの発明の原理を示すグラフ、 第 3図は この発明の他の実施態様を示す長手方向断面図、 第 4図 はこの発明のさ らに他の実施態様を示す長手方向断面図、 第 5図および第 6図は、 複数段の環状加熱装置および環 状冷却装置のュニッ 卜を用いた異なる実施態様をそれぞ れ示す図である。
    [0018] 発明を実施するための最良の形態
    [0019] 次に、 この発明の実施例につき図面を参照して説明す る
    [0020] この発明によれば、 第 1図に示すように、 所定径の炭 素鋼製の外管 1の内部に、 それより も所定量小径の高炭 素鋼製の耐摩耗性を有する内管 2を予め相対重層して素 管 3を形成する。 そ して、 この素管 3の内管 2の内側に 環状加熱装置と しての高周波誘導加熱装置 4をセッ 卜す るとともにその直後部位に水道水によるシャ ワーリ ング 装置からなる冷却装置 5をセッ 卜 し、 両者を素管 3に対 し所定の同一速度で素管 3の長手方向に一体的に矢印 A で示すよ う に前進させていく。 加熱装置 4 と冷却装置 5 は部材 6により連結され、 また冷却装置 5は給水管 7に 接銃されている。 上述の作業により、 環状の高周波誘導加熱装置 4から の磁束線 8が前方に順次進行していき、 高周波誘導加熱 装置 4の進行方向の前方にかけて内管 2に加熱作用が累 積して印加され、 このため、 高周波誘導加熱装置 4が通 過する環状部位 9に於いては高温になり、 膨径量が次第 に大きく なつていく。 - 一方、 高周波誘導加熱装置 4の直後部位に於いて環状 冷却装置 5によるシャ ワーリ ングによる環状冷却が行わ れる。 これによつて、 環状冷却部位に対し、 高周波誘導 加熱装置 4の直前方の環状部位 9に於ける内管膨径部分 が拡径作用を及ぼし、 この結果、 冷却部は降伏し、 内管 2に拡径変形を生ぜしめる。 その結果、 当該部位の内管 は外管 1 に膨径によって緊結される。 かかる環状加熱と 環状冷却が共に同一速度で矢印 A方向に前進しつつ付与 されるこ とにより、 全領域的に内管 2は外管 1 に対し膨 径現象で緊結されていく。 なお、 加熱装置 4による加熱 温度は 2 0 ◦ °C以上、 好ま しく は 4 0 0 °C以上とする。 また、 加熱部は、 通常、 室温まで冷却させる。
    [0021] そして、 かかる処理を管の始端から終端まで施すこと により、 素管 3は全領域に於いて緊結された二重管にな る o
    [0022] 以上に述べた二重管の緊結現象の基本原理を第 2図に ついて説明する。 同図のグラフにおいて、 横軸に内管の 温度 t をとり、 縦軸に内管の径 Rをとつている。 内管に 環状加熱を付与するこ とによりその温度 tが上昇するに 伴って、 内管の^径は增加し、 曲線 で示すように内 管は温度 t に伴って膨径していく。
    [0023] そして、 所定温度以上になると膨径は温度歪曲線に従 つて、 設定高温領域では塑性変形 rを形成していく。
    [0024] —方、 内管に対する環状加熱を付与する部位の直後部 位に水道水によるシャ ワー リ ング等の環状冷却を付与す ると、 先行する環状加熱に伴う膨径による曲げモーメ ン 卜の拘束により冷却時の収縮量が減少し、 膨径現象が生 じ、 曲線 Q 2 で示す変化が生じ、 したがって、 最終の膨 径量は となり、 塑性変形を伴う最終膨径を付与する ことが出来る。
    [0025] なお、 この発明の実施態様は上述実施例に限る もので はなく 、 例えば、 環状加熱はバーナー加熱でも良く 、 ま た、 環状加熱とその直後部位に於ける環状冷却の前方へ の通過付与は 1回のみならず、 所定時間をおいて 2回以 上複数回通過させること もでき、 これによりより確実な 緊結を付与することが出来る。
    [0026] 第 3図は第 1図の実施例の変形例を示す。 この変形例 の第 1図の実施例との相違点は、 加熱装置が管 1 ， 2の 長手方向に分割された複数 （図では 2個） の環状加熱ェ レメ ン ト 4 a , 4 bから成り、 しかも加熱装置 4 a , 4 b と冷却源 5 a , 5 b , 5 cからなる冷却装置 5 との Jに返敝板 ] 1 が設けられていることにある。 なお、 力 Π 熱装置と冷却装置は同じ支持材 1 0に支持されている。 このよう に複数の加熱エレメ ン ト 4 a , 4 bを設ける ことにより、 内管 2の長手方向に加熱領域が広がり、 こ . の結果、 加熱される環状部位 9から前方への温度 配が 緩くなる。 このように、 温度勾配を緩く して加熱領域の 長さを火にすると、 内管の自由膨張が容易となり、 加熱 温度をそれだけ低くすることが可能になる。
    [0027] 一方、 環状部位 9から後方への温度勾配は、 なるべく 急にするのが前述の拡径作用を効果的にするために好ま しい。 このため、 この変形例では遮敝扳 1 1を設けて加 熱装置 4の領域に冷却装置 5 a , 5 b , 5 c の飛散水が 侵入しにく いようにしている。
    [0028] この変形例によると、 一層優れた膨径作用を得ること ができる。 ·
    [0029] 以上に述べた実施例では、 内管を内側かから加熱およ び冷却して内管を膨¾させて外管の内側に緊結している 力《、 この発明の原理は、 緊締二重管の外管を内管からは ずすために利用することができる。 その例を第 4図を参 照して説明する。
    [0030] 第 4図において、 第 1 図に用いたと同じ符号は同じ部 分を示す。 緊結二重管は、 第 4図の左端部に示すように 互いに結合された外管 1 と内管 2とを有している。 この ような二重管において、 図の右方から左方へ向って矢印
    [0031] A方向に、 外管 1 の外側を囲んで加熱装置 4および冷却 装置 5を移動させる。 これによつて、 第 1図について説 明したとまったく 同じ原理により、 外管 1 は環状部位 9 において加熱膨径し、 それが漸時前方へ移動して外管： I は内管 2から離される。 なお、 この実施例においても、 第 3図の例と同じように、 加熱装置を長手方向に複数設 け、 冷却装置との間に遮蔽板を設けることによって膨径 作用を向上させることができる。
    [0032] 以上に述べた実施例では、 一つの加熱装置と一つの冷 却装置とが用いられているが、 加熱装置と冷却装置の対 を複数段設け、 それが長手方向に続いて移動するように してもよい。 第 5図の実施例では第 1図のように内管の 膨径を行なうにあたり、 前後方向に 2段の加熱装置 4お よび冷却装置 5を設け、 それを矢印 A方向に前進させる ようにしている。 これにより内管 2は同図に示すように 段階的に膨径する。
    [0033] 第 6図の例では、 第 4図のように外管の膨径を行なう ために、 3段の加熱装置 4および冷却装置 5を用いてい o
    [0034] 以上、 この発明によれば、 熱交換器や原子力プラ ン ト 配管等の寸法的に著しく厳格な外形をもつ必要のある二 重管を製造する場合において、 基本的に外管の径を変化 させずに相対重層した内管を膨径して緊結させることが 出来るために、 得られた二重管の外径は製造の前後にお いて変わらず、 したがって、 ホルダやブラケッ トに対す る二重管の取付けを正確に設計通りに行う ことが出来る。 したがって、 予め相対重層する外管の径と同じ径,の緊. 結二重管を確実に製造することが出来るという製造上の 利点が得られる。
    [0035] また、 外管に対して内管を膨径するために外管の外部 に於ける諸機器との結合の際に干渉が生じることがなく、 設計や組み付けを行い易いという利点がある。
    [0036] さらにまた、 外管に対して内管に環状加熱や環状冷却 を付与するために、 内管の腔部をそのまま利用すること が出来る利点がある。
    [0037] したがって、 膨径した内管内部に揷通する高周波誘導 . 加熱装置や環状冷却装置のセッ トゃ、 前進運動の付与が し易いという利点がある。
    [0038] また、 環状加熱に高周波誘導加熱装置等を用いること により、 その環状加熱の付与が前進しながら行われ、 し たがって、 当該加熱装置の前方に熱の累積印加が行われ て高周波誘導加熱装置等の進行方向に関しての前方部位 に於ける環状加熱の膨径がし易く、 後部位に於ける加熱 が少く、 環状冷却が効果的に付与されて、 より効果的な 膨径が行われて内管の外管に対する緊結が付与される。
    [0039] また、 この発明の方法は大径の内管に対しては勿論の こと、 小径の内管に対しても施すことができ、 更に、 長 尺管に対しても行えるという製造上の自由度がある。
    [0040] また、 この発明では、 上述したところと同じ膨径原理 を用いて、 緊結二重管の外管を内管からはずすことがで
    [0041] Sる
    [0042] 産業上の利用可能性
    [0043] この発明は、 熱交換器用パイプゃ原子力プラ ン トの配 管のほかに、 製造された二重管の外管の径に寸法誤差が あつてはならないあらゆる用途の管の製造に用いること ができる。 また、 二重管の内外管の分離にも用いられる。
    权利要求:
    Claims

    請 求 の 範 囲 1 . 外管の内部に内管を相対重層した後、 該内管に 対して加熱作用を加えて内管を膨径し外管に緊結させる ようにした二重管の加工方法において、 外管内に相対重 層した内管の内壁に対し、 環状加熱を該内管の長手方向 に相対的に前進させながら付与し、 併せて該加熱付与部 の進行方向の直後の位置にて環状冷却を環状加熱付与と 同速で前進させながら付与することを特徴とする二重管 の加工方法。
    2 . 加熱を高周波誘導加熱源を用いて行う請求の範 囲第 1項記載の二重管の加工方法。
    3 . 加熱をバーナー加熱源を用いて行う請求の範囲 第 1項記載の二重管の加工方法。
    4 . 冷却を水のシャ ワーリ ングにより行う請求の範 囲第 1項記載の二重管の加工方法。
    5 . 加熱を内管の長手方向に閔して互いに隣接する 複数の加熱源により行う請求の範囲第 1項記載の二重管 の加工方法。
    6 . 環状加熱と環状冷却を、 その間に遮蔽板を介在 させて行う請求の範囲第 1項記載の二重管の加工方法。
    7 . 環状加熱と環状冷却を複数段にわたつて行う諳 求の範囲第 1項記載の二重管の加工方法。
    8 . 内管と外管とが緊結されている二重管の加工方 法であって、 外管の外壁に対し環状加熱を相対的に付与 しながら長手方向に前進させ、 併せて加熱付与部の進行 方向の直後の位置にて環状冷却を環状加熱付与と同速で 前進させながら付与し、 これにより、 外管を膨径させて 内管から分離することを特徴とする二重管の加工方法。
    9 . 加熱を高周波誘導加熱熱源を用いて行う請求の 範囲第 8項記載の二重管の加工方法。
    1 〇 . 加熱をバーナー加熱熱源を用いて行なう請求 の範囲第 8項記載の二重管の加工方法。
    1 1 . 環状冷却を水のシャ ワーリ ングにより行う諳 求の範囲第 8項記載の二重管の加工方法。
    1 2 . 環状加熱を外管の長手方向に関して互いに隣 接する複数の加熱源により行う請求の範囲第 8項記載の 二重管の加工方法。
    1 3 . 環状加熱と環状冷却を、 その間に遮蔽板を介 在させて行う請求の範囲第 8項記載の二重管の加工方法。
    1 4 . 環状加熱と環状冷却を複数段にわたつて行う 請求の範囲第 8項記載の二重管の加工方法。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0360867A1|1990-04-04|
    EP0360867A4|1990-09-26|
    JPH01154818A|1989-06-16|
    AU2826489A|1989-07-19|
    KR900700207A|1990-08-11|
    AU594597B2|1990-03-08|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-06-14| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1989900641 Country of ref document: EP |
    1989-06-29| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU KR US |
    1989-06-29| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1990-04-04| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989900641 Country of ref document: EP |
    1992-11-26| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1989900641 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP62314065A|JPH01154818A|1987-12-14|1987-12-14|Manufacture of duplex tube|
    JP62/314065||1987-12-14||KR1019890701319A| KR900700207A|1987-12-14|1988-12-14|이중관의 가공방법|
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