(57)【要約】  厚い壁厚と大きい直径とを有する耐圧性の管（１）を誘導曲げ変形させる際に、管（１）を、加熱用のリング形のインダクタに挿入する前にプレスユニット（５０）において垂直方向に圧縮し、プレスユニット（５０）において管（１）に対して横長の楕円の形状の断面を強制する。さらには、少なくとも管曲げ加工の一部の期間中、インダクタを管（１）に対して相対的に横方向に変位させることにより、曲げ部の外側における温度分布を比較的低い温度に調整し、曲げ部の内側における温度分布を比較的高い温度に調整する。
2018514387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に発電所管およびパイプライン管における厚い壁厚と大きい直径とを有する耐圧性の管（１）を誘導曲げ変形させる方法であって、
未処理の管（１）を水平方向に支持するステップと、
前記管（１）を、前方の管部分が電気的な誘導装置のリング形のインダクタ（２０）を通り抜けるまで送るステップと、
前記管（１）の側方に配置された垂直方向の回転軸線（３２）を中心にして旋回可能な曲げアーム（３０）の上に支持されている曲げクランプ（３１）において、前記前方の管部分を挟持するステップと、
管部分を加熱するために、前記誘導装置に電流を印加するステップと、
管曲げ部（３）が完成するまで前記管（１）を長手方向に送ることによって前記曲げアーム（３０）を変位させるステップと、
を少なくとも有する方法において、
前記管（１）を、前記インダクタ（２０）に挿入する前にプレスユニット（５０）において垂直方向に圧縮し、前記プレスユニット（５０）において前記管（１）に対して横長の楕円の形状の断面を強制し、
少なくとも管曲げ加工の一部の期間中、前記インダクタ（２０）を前記管（１）に対して相対的に横方向に変位させることにより、曲げ部の外側（３．２）における温度分布を比較的低い温度に調整し、曲げ部の内側（３．１）における温度分布を比較的高い温度に調整する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記管（１）を、前記長手方向に送っている間、持続的に圧縮する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記管（１）を、前記長手方向に送っている間、持続的に圧縮し、
前記圧縮の程度を、前記管曲げ部（３）の開始タンジェント（２）から中央に向かって一層増加させていき、前記中央から終了タンジェント（４）に向かって再び低減させる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記温度分布を、曲げ部の片側（３．１，３．２）におけるエネルギ供給を局所的に増加させることによって調整する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記インダクタ（２０）と前記曲げ部の内側（３．２）との間隔を小さくすると同時に、前記インダクタ（２０）と前記曲げ部の外側（３．１）との間隔を大きくし、
前記インダクタ（２０）に流れる電流の適合によって絶対的な温度レベルを制御する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記温度分布を、曲げ部の片側（３．１，３．２）におけるエネルギ散逸を局所的に増加させることによって調整する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記曲げ部の内側（３．２）における温度を、冷却装置によって低下させ、
前記インダクタ（２０）に流れる電流の適合によって絶対的な温度レベルを制御する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
厚い壁厚と大きい直径とを有する耐圧性の管（１）、特に発電所管およびパイプライン管のための誘導式管曲げ加工装置（１００）であって、
未処理の管（１）を水平方向に支持するための機械台（１０）と、
管軸線の長手方向に作用する送りユニット（１１）と、
管部分を加熱するためのリング形のインダクタ（２０）を有する電気的な誘導装置と、
垂直方向の回転軸線（３２）を中心にして旋回可能な曲げアーム（３０）であって、前記管（１）を挟持するための曲げクランプ（３１）と、前記回転軸線（３２）と前記曲げクランプ（３１）との間の間隔を調整するための調整装置とを有する、曲げアーム（３０）と、
を少なくとも含む、誘導式管曲げ加工装置（１００）において、
送り方向に見て前記インダクタ（２０）の手前に、プレスユニット（５０）が配置されており、前記プレスユニット（５０）は、前記管（１）に対して垂直方向に作用する少なくとも１つのラム（５２）と、少なくとも１つの対向支持部（５３）とを有し、
前記インダクタ（２０）は、前記送り方向を横断する方向に変位可能に支持されており、前記誘導装置の電力は、前記インダクタ（２０）の横方向の変位に基づいて制御ユニットによって制御可能であるか、またはその逆である
ことを特徴とする誘導式管曲げ加工装置（１００）。
【請求項９】
前記プレスユニット（５０）は、前記管に対して互いに逆向きに作用する少なくとも２つの液圧駆動式のラム（５２，５３）を有する、請求項８記載の誘導式管曲げ加工装置。
【請求項１０】
ラムおよび対向支持部、または前記互いに逆向きに作用するラム（５２，５３）は、二重円錐または回転双曲面の形状を有するそれぞれ少なくとも１つの加圧ローラ（５４，５５）を有する、請求項８または９記載の誘導式管曲げ加工装置。
【請求項１１】
前記ラムおよび前記対向支持部、または前記２つのラム（５２，５３）は、閉成されたフレーム（５１）の上下に配置されており、
前記フレーム（５１）の両側に、少なくともそれぞれ１つの側方のガイドローラ（５８，５９）が配置されている、請求項８から１０までのいずれか１項記載の誘導式管曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の特徴を有する、厚い壁厚と大きい直径とを有する耐圧性の管、特に発電所管およびパイプライン管を誘導曲げ変形させる方法、ならびに請求項８の上位概念に記載の特徴を有する、実施に適した誘導式管曲げ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力下にある液体媒体または気体媒体を通流させるために、負荷に耐久する厚い壁厚を有する鋼製の管が必要とされる。このような要求は、例えば、管路を構造的な状況に適合させるために管曲げ加工が必要となる発電所での高温蒸気の輸送、または、熱に起因する長さ変化を補償するために二重継手が規則的な間隔をおいて使用されている長距離にわたるパイプラインでの原油または天然ガスの輸送に当てはまる。大きいスループットを可能にするためには、大きい開口断面積と、ひいては大きい管外径とが必要となる。本方法が関連する管は、一般的に３００ｍｍを越える定格直径を有しており、直径対壁厚の比は１０：１〜１００：１、典型的には２０：１〜７０：１である。
【０００３】
誘導曲げ変形させるためのこのような方法は、久しく以前から例えば独国特許出願公開第２５１３５６１号明細書（DE2513561 A1）から公知であり、巨大な寸法にもかかわらず寸法的に非常に安定した管曲げ部を製造することが可能となるように、持続的に改善がなされている。管曲げ加工のためには予め規定された曲げ角度が精確に遵守されるが、その一方で、管曲げ部の領域には２つの不利な形状偏差が残ることとなる。これは、１つには楕円率、すなわち所望の円形の理想形状からの管断面の偏差であり、他方では、外側の曲げ部における壁厚の薄弱化である。
【０００４】
上記の寸法比を有する丸形の管は、約１％の楕円率を以て製造および出荷される。誘導曲げ加工プロセスの実施後における管曲げ部の許容真円度は、欧州および北米の規格によれば４％である。管曲げ部を通流する媒体の内部圧力によって管壁に局所的にそれぞれ異なる引張応力が生じるので、比較的大きな偏差は問題となる。特にこのような厚い壁厚を有する管が意図されている高圧用途の場合には、真円度に起因して発生するこのような追加的な負荷が関係している。すなわち壁厚は、この幾何学的な偏差のせいで、流体圧力のみに基づいて計算上必要とされうる壁厚よりも大きくなるように選択されなければならないことが多い。
【０００５】
誘導曲げ変形における管に対する他の不利な影響は、外側の曲げ部と内側の曲げ部とにおいて壁厚分布がそれぞれ異なることにある。管の長手軸線上に位置するニュートラルゾーンを中心とした曲げ加工中、管壁は、形成すべき外側の曲げ部の領域において引張応力を受ける。外側の曲げ部は未変形の管部分よりも長いので、必然的に壁厚の減少が生じることとなる。これに対して内側の曲げ部では、曲げ加工時に圧縮応力が存在し、曲げ部の長さを短縮させる必要があるせいで壁厚の増加が生じることとなる。しかしながら、これらの不可避の作用によって、高圧用途のための強度計算を、常に、外側の曲げ部の壁である最も薄弱化された壁において設定しなければならなくなる。この理由からも、管曲げ部において十分な強度が得られるようにするために、管全体の壁厚を、直線の部分の壁厚よりも格段に厚くなるように選択しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、楕円率のような、変形加工時に管曲げ部の強度を薄弱化させる幾何学的変化と、壁厚の減少とを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による解決手段は、請求項１に記載の特徴を有する、誘導曲げ変形させるための方法と、請求項８に記載の特徴を有する、前記方法を実施するための誘導式曲げ加工装置とによって提供される。
【０００８】
本発明による方法は、第一に、変形加工の開始前に管に対して人工的な楕円率を強制すること、より詳細には、いわゆる横長の楕円の形状にすることに基づいている。「横長」とは、管断面の形状に相当する楕円の長径軸線が、曲げ平面上に位置するということを意味する。管の質量が大きいこと、および曲げアームを位置固定的に配置する必要があることに基づき、実際には水平平面上でしか誘導曲げ変形を実施することができないので、長径軸線は、同時に水平方向に方向決めされる。
【０００９】
横長の楕円率を達成するために、本発明によれば、管は、加熱の前に、ひいては変形ゾーンに進入する前に、プレス装置においてプレスラムおよび対向支持部によって、または互いに逆向きに動作する２つのプレスラムによって垂直方向に圧縮され、かつ水平方向に横方向に案内される。
【００１０】
圧縮は、好ましくは誘導曲げ変形方法において同じ種類の管において所定の曲げ角度で管曲げ加工した場合に生じるであろう真円度と、同じ程度の真円度で実施される。特に好ましくは、管曲げ加工方法の実施中に楕円率の程度の連続的な適合が実施され、これによって、まず始めは比較的小さな予備楕円率によって動作され、この予備楕円率は、管曲げ部の中央に向かって増加していく。なぜなら、本発明による前処理方法がなければ、この管曲げ部の中央で最大の楕円率が発生しうるからである。
【００１１】
インダクタに挿入される前に、管の断面形状が横長の楕円として強制されることによって、管曲げ加工の開始部、中央部、および終了部においても全ての楕円率が除去される。なお、開始部は、送り方向に見たときの手前側の端部であるとして定義される。これにより、曲げ加工において−従来の変形に比べて許容公差が非常に小さい−円形断面の管が得られる。本発明によれば、管曲げ加工の開始前に予め人工的に楕円率を形成したにもかかわらず、管曲げ加工の開始部において円形の断面も得られるという、一見矛盾しているようも見える逆説は、管曲げ部における圧縮応力および引張応力の内部分布にある。これらの張力は、本発明による対策手段がなければ楕円率の原因となるが、本発明による前処理の作用下では、これらの張力によって全ての作用が互いに補償されるようになる。
【００１２】
誘導曲げ変形において管の幾何形状を最適化するための本発明による第２の対策手段は、内側の管曲げ部と外側の曲げ部とにおいて不可避のそれぞれ異なる壁厚分布を、少なくともシフトさせるというアプローチに基づいている。ニュートラルゾーンが外側へとシフトされることによって、自然法則に基づく体積一定則により、内側の曲げ部における壁厚はさらに強力に増加する。しかしながら、このことは、管曲げ部の強度と後の加工性とに対して不利な影響を与えない。重要なのは、本対策手段によって外側における壁厚の減少を低減することができるということであり、すなわち本発明によれば、同じ種類の管を使用した場合に従来可能であった壁厚よりも厚い壁厚が得られるということである。
【００１３】
従来の誘導曲げ加工方法によって製造された９０°の管曲げ部の場合、より詳細には、曲げ半径対管直径の通常の比が例えば１．５：１である場合には、壁厚の減少は、最大で２５％である。本発明によれば、この壁厚の減少を実質的に低減させることが可能であり、特に半分にすることが可能である。このことはつまり、本発明による方法の場合には、外側の曲げ部における壁厚が従来技術よりも１２．５％大きいということを意味する。このことはさらに、挿入管の壁厚が同じである場合にはより高い動作負荷が可能となるということ、またはそれどころか、動作条件が同じである場合にはより薄い初期壁厚が選択可能となるということを意味する。このことは、結果的にまたしても重量およびコストの削減をもたらす。
【００１４】
管の誘導曲げ変形時におけるニュートラルゾーンのシフトは、本発明によれば、管の断面を曲げ部の外側と曲げ部の内側との間でそれぞれ異なるように加熱することによって達成される。この場合、曲げ部の外側は、曲げ部の内側よりも強力には加熱されない。内側の曲げ部における変形に対する抵抗は、温度がより高温であることに起因して、外側の曲げ部における変形に対する抵抗よりも小さくなり、これによって曲げ加工中に、外側の曲げ部へのニュートラルゾーンの意図的なシフトが生じる。本発明はつまり、材料が有している変形温度の間隔を、所望のように利用しているのである。
【００１５】
変化された温度分布による変形加工は、本発明によれば、曲げ角度の部分領域において実施される。開始タンジェントから前記部分領域へと移行プログラムが実施され、この移行プログラムでは、管の中心に対して対称的である初期位置から外側に向かって徐々にシフトが移動される。前記部分領域から終了タンジェントへも移行プログラムが適用され、この移行プログラムでは、温度分布が再び一層対称的に方向決めされる。
【００１６】
上述した部分領域は、企図された曲げ角度の約８０％〜９０％にわたって延在する。この場合、前記部分領域は、開始タンジェントから曲げ角度の約１°〜２°で始まり、終了タンジェントへの移行部の手前の約１°〜２°で終了する。
【００１７】
本発明に基づいて実施される温度分布のシフトは、好ましくは、曲げ平面上に位置するリング形のインダクタを、特に外側に向かって、好ましくは誘導装置における電力の適合に関連して、すなわち加熱出力の変化に関連して変位させることに基づく。インダクタを外側に向かって変位させることにより、インダクタは、外側よりも管壁に近い内側の管曲げ部に配置され、これによって、ここでより強力な加熱が実施される。変位範囲は、使用される管の６００ｍｍ超の直径に比べて約５〜５０ｍｍと非常に小さいものである。厚い壁厚を誘導によって加熱するためには、エアギャップ、すなわち電流を流す導体としてのリング形のインダクタと管の周壁との間の距離をあまり大きくしすぎてはならない。他方で、管の外側との金属接触は、いかなる状況下においても回避しなければならない。インダクタの直径は、好ましくは２５ｍｍを加算した１．０５ＤＲｏｈｒに規定される。つまり、ＤＲｏｈｒ＝１０００ｍｍの管の場合には、理論上の変位距離は７５ｍｍとなるが、しかしながら実際には、温度分布の横方向のシフトを達成するためにこのうちの約５０ｍｍしか利用することができない。
【００１８】
局所的にそれぞれ異なる加熱に代えて、またはこれに加えて、局所的な冷却によって所望のエネルギ散逸を実施することも可能である。
【００１９】
温度は、内側の曲げ部および外側の曲げ部における表面温度として非接触で測定され、これらの値は、制御装置に供給される。温度分布は、制御装置により、外側の曲げ部において冷却出力を増加させることによって、および／または内側の曲げ部において加熱出力を増加させることによって、および／またはインダクタの位置を横方向に変化させることによって更新することができる。
【００２０】
本発明による方法の好ましい変形形態では、距離制御されると同時に出力制御される方法が実施される。
【００２１】
これによって、曲げ部の内側および曲げ部の外側の両方に対して所望のように影響を与えることができる。操作者は、曲げ部のどちらの側を第一に距離制御すべきか、また曲げ部のどちらの側を出力制御すべきかを予め選択しておくことができ、許容公差域を含む所望の表面温度を設定する。その後、制御装置は、管曲げ部における内側と外側との間に所望の相対的な分布が達成されるようにインダクタの位置を自動的に変化させ、さらには、絶対的な変形温度が達成されるように電力を適合する。
【００２２】
以下、本発明の細部を、図面に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】誘導式管曲げ加工装置の概略図である。
【図２】管曲げ部の上面図である。
【図３】図２でマーキングされた横断平面における従来技術による断面図である。
【図４】図２でマーキングされた横断平面における本発明による断面図である。
【図５】管曲げ部の中央におけるそれぞれ異なる壁厚分布を示す横断面図である。
【図６】管曲げ部の中央におけるそれぞれ異なる壁厚分布を示す縦断面図である。
【図７】予備楕円化のためのプレス装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、誘導式管曲げ加工装置１００を示す。誘導式管曲げ加工装置１００は、位置固定された機械台１０を含み、この機械台１０の上に、管１のための保持装置１１が配置されている。保持装置１１は、管１の後方端部を把持して固定的に緊締する。保持装置１１はさらに、送り方向も同時に表している管中心軸線２の方向において、機械台１０とは逆方向に変位可能である。送りは、液圧ユニット１２を介して実施される。
【００２５】
曲げアーム３０が、垂直方向の曲げ軸線３２に旋回可能に支持されている。所望の曲げ半径を設定するために、管中心軸線２に対して垂直な方向に曲げ軸線３２の間隔を調整することができる。曲げアーム３０の上には曲げクランプ３１が配置されており、この曲げクランプ３１によって管１を把持および挟持することができる。
【００２６】
インダクタ２０および熱作用ゾーンに対して相対的に近傍に、ここでは図示されていない冷却装置が配置されている。変形ゾーンから対応する長手部分が出てくるとすぐに、冷却装置によって例えば水を用いて表面温度の冷却が引き起こされる。
【００２７】
誘導装置は、リング形のインダクタ２０を含み、インダクタ２０の中心は、管中心軸線２の領域に位置決めされている。
【００２８】
上述した特徴は、公知の誘導式管曲げ加工装置の構成要素でもあるが、本発明によれば、１つには、インダクタ２０を挿入管１の長手軸線２に対して横方向に移動可能にするために横方向調整装置２１が設けられている。
【００２９】
他方では、プレスユニット５０が設けられており、図７には、このプレスユニット５０の好ましい実施形態が、機械台１０から送り方向に見たときの正面図で図示されている。フレーム５１には、上下にそれぞれ少なくとも１つの液圧ラム５２，５３が配置されている。これらの液圧ラム５２，５３には、それぞれ１つの加圧ローラ５４，５５が設けられており、これらの加圧ローラ５４，５５は、二重円錐の形状、または回転双曲面の形状、またはその他の凹形の回転対称体の形状である。これらの形状により、それぞれただ１つのローラを用いて、管１のいずれの側においても管１の外周における互いに十分に離間された２つのラインへの負荷分布が達成される。これにより、過大な表面圧力に起因した、管の周壁における走行跡が回避される。液圧ラム５２，５３は、管中心軸線２上に位置する中心へと１回だけ調整された後、それぞれ同じストロークで動作され、これによって加圧ローラ５４，５５は、管の周壁にそれぞれ同時に接触し、その後、それぞれ同じ力によって変形も引き起こす。このようにして管は、曲げ変形方法の全実施期間中、垂直平面上でセンタリングされたまま維持される。
【００３０】
フレーム５１の左右には、別の２つの液圧ラム５６，５７が取り付けられており、これらの液圧ラム５６，５７の端部には、それぞれ少なくとも１つのガイドローラ５８，５９が設けられている。これによって管１は、加圧ローラ５４，５５を有する上下に配置されたラム５２，５３によって正確に中心軸線２上で圧縮されるように、かつ偏心が生じないように、水平方向でもセンタリングされる。側方にある液圧ラム５６，５７は、ガイドローラ５８，５９を位置決めして保持するだけであるが、これらのガイドローラ５８，５９によって管に変形力が加えられることはない。好ましくは、側方のガイドローラ５８，５９は、ガイドローラに接する管１が形状に起因して垂直方向に固定されることを回避するために、好ましくは凸球形または円筒形である。
【００３１】
水平軸線上および垂直軸線上における上記の配置は、水平平面上で実施される管曲げ加工に適用される。
【００３２】
図７に示されているように、圧縮は、管１の断面が楕円の形状となるように、すなわち長径軸線が水平方向に延在するように、もっぱら垂直方向にのみ実施される。楕円率は、図７と、以下で説明される図３とにおいて、説明のために誇張して図示されている。実際には、強制された真円度は、管曲げ部の中央において最初は管直径のただ約１％であり、最後には１．５％から最大で４％であり、したがって真円度は肉眼ではほとんど見えない。
【００３３】
プレスユニット５０のフレーム５１は、リング形に形成されており、より詳細には、フレーム５１自体が閉成されているという意味でエンドレスに形成されている。外部形状は、平面図で好ましくは菱形であり、それぞれの頂点にラム５２，５３，５５，５６の１つが配置されている。
【００３４】
図２は、開始タンジェント２と、タンジェント４とを有する管曲げ部３を示す。図２には、３つの異なる切断面Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、およびＣ−Ｃがマーキングされており、切断面Ｂ−Ｂは、管曲げ部３の中央に位置している。なぜなら、この管曲げ部３の中央では、内側の曲げ部における壁厚と、外側の曲げ部における壁厚との間の偏差が最も大きいからである。
【００３５】
図２にマーキングされた各位置において、従来技術による誘導曲げ加工方法を用いた場合に生じるであろう断面が、図３に図示されている。これによれば、断面は、領域Ａ−Ａのみにおいて、すなわち未変形の挿入管１における終了タンジェント４のみにおいて依然として円形である。変形プロセスに起因して、曲げ部３の中心における断面Ｂ−Ｂとしていわゆる縦長の楕円率が形成され、この縦長の楕円率が、領域Ｃ−Ｃにおいて、すなわち開始タンジェント２への移行部において横長の楕円率が形成される結果を同時にもたらす。
【００３６】
これに対して、本発明による誘導曲げ加工方法を使用することにより、図４に示すように３つの断面Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、およびＣ−Ｃの全てに対して円形の形状が形成される。
【００３７】
図５は、断面Ｂ−Ｂにおける別の断面図において、管曲げ部３におけるそれぞれ異なる壁厚分布を示す。外側の管曲げ部３．１における壁厚よりも、内側の管曲げ部３．２における壁厚の方が格段に厚くなっている。ニュートラルゾーンを表している垂直軸線３．３は、管の断面の中心には位置しておらず、本発明によれば外側の管曲げ部３．１の方向にシフトされている。このことは、例えば変形ゾーンにおける、本発明では非対称にされた以下の温度分布によって達成される：
曲げ部の外側３．１      ８５０℃
曲げ部の内側３．２      １０００℃
【００３８】
この位置でのインダクタの変位距離は、中心を外れてわずか約１０ｍｍである。本発明の作用効果を実現するために、その他の幾何学的寸法に比べてわずかなこの変位距離でもう十分である。
【００３９】
図６は、管曲げ部３の水平方向の縦断面図における壁厚分布を示す。中央の二点鎖線は、管中心軸線２を表す。これと平行して、ニュートラルゾーン３．３が延在している。内側の管曲げ部３．２および外側の管曲げ部３．１の領域における破線は、未変形の管１における壁厚を表す。実線は、曲げ変形の実施後に生じている壁厚を示す。この図でも、偏差は誇張して図示されている。
【００４０】
以下、公称壁厚１０ｍｍの挿入管における壁厚分布の例を示す：
ａ）従来技術による誘導曲げ変形：
曲げ部の外側３．１      ７．５ｍｍ（−２５％）
曲げ部の内側３．２      １５．０ｍｍ（＋５０％）
管の内径の変化（くびれ）：−１．２５ｍｍ
ｂ）本発明による誘導曲げ変形：
適切に適合された温度によって、ニュートラルゾーン３．３を内側または外側にシフトすることが可能である。基本的に、本発明による方法では、薄弱化を半分にするために外側へのシフトが努められる。
曲げ部の外側３．１      ８．７５ｍｍ（−１２．５％）
曲げ部の内側３．２      １７．５０ｍｍ（＋７５％）
管の内径の変化（くびれ）：約−３．１２５ｍｍ
【００４１】
このようにして、曲げ部の外側３．１の薄弱化が半減されている。それと同時に曲げ部の内側３．２における壁厚が増加することにより、内径がわずかに減少しはするが、その結果として生じる約２ｍｍの内法断面の減少は、使用される管の大きな直径に鑑みれば無視できる程度である。
【図１】
2018514387.tif 000003
【図２】
2018514387.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月31日(2017.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
誘導曲げ変形における管に対する他の不利な影響は、外側の曲げ部と内側の曲げ部とにおいて壁厚分布がそれぞれ異なることにある。管の長手軸線上に位置するニュートラルゾーンを中心とした曲げ加工中、管壁は、形成すべき外側の曲げ部の領域において引張応力を受ける。外側の曲げ部は未変形の管部分よりも長いので、必然的に壁厚の減少が生じることとなる。これに対して内側の曲げ部では、曲げ加工時に圧縮応力が存在し、曲げ部の長さを短縮させる必要があるせいで壁厚の増加が生じることとなる。しかしながら、これらの不可避の作用によって、高圧用途のための強度計算を、常に、外側の曲げ部の壁である最も薄弱化された壁において設定しなければならなくなる。この理由からも、管曲げ部において十分な強度が得られるようにするために、管全体の壁厚を、直線の部分の壁厚よりも格段に厚くなるように選択しなければならない。
欧州特許出願公開第２４７１６０９号明細書（EP 2471 609 A1）も、厚い壁厚を有する管を曲げ加工する方法および装置を開示している。しかしながら、同明細書において開示されている方法は、円形の断面を有する管と、この場合に発生する楕円率および壁厚の減少に関する問題とに特別に向けられているわけではない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に発電所管およびパイプライン管における厚い壁厚と大きい直径とを有する耐圧性の管（１）を誘導曲げ変形させる方法であって、
未処理の管（１）を水平方向に支持するステップと、
前記管（１）を、前方の管部分が電気的な誘導装置のリング形のインダクタ（２０）を通り抜けるまで送るステップであって、前記インダクタ（２０）は、前記管（１）を横断する方向に変位可能である、ステップと、
前記管（１）の側方に配置された垂直方向の回転軸線（３２）を中心にして旋回可能な曲げアーム（３０）の上に支持されている曲げクランプ（３１）において、前記前方の管部分を挟持するステップと、
管部分を加熱するために、前記誘導装置に電流を印加するステップと、
管曲げ部（３）が完成するまで前記管（１）を長手方向に送ることによって前記曲げアーム（３０）を変位させるステップと、
を少なくとも有する方法において、
前記管（１）を、前記インダクタ（２０）に挿入する前にプレスユニット（５０）において垂直方向に圧縮し、前記プレスユニット（５０）において前記管（１）に対して横長の楕円の形状の断面を強制し、
少なくとも管曲げ加工の一部の期間中、前記インダクタ（２０）を前記管（１）に対して相対的に横方向に変位させることにより、曲げ部の外側（３．２）における温度分布を比較的低い温度に調整し、曲げ部の内側（３．１）における温度分布を比較的高い温度に調整する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記管（１）を、前記長手方向に送っている間、持続的に圧縮する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記管（１）を、前記長手方向に送っている間、持続的に圧縮し、
前記圧縮の程度を、前記管曲げ部（３）の開始タンジェント（２）から中央に向かって一層増加させていき、前記中央から終了タンジェント（４）に向かって再び低減させる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記温度分布を、曲げ部の片側（３．１，３．２）におけるエネルギ供給を局所的に増加させることによって調整する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記インダクタ（２０）と前記曲げ部の内側（３．２）との間隔を小さくすると同時に、前記インダクタ（２０）と前記曲げ部の外側（３．１）との間隔を大きくし、
前記インダクタ（２０）に流れる電流の適合によって絶対的な温度レベルを制御する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記温度分布を、曲げ部の片側（３．１，３．２）におけるエネルギ散逸を局所的に増加させることによって調整する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記曲げ部の内側（３．２）における温度を、冷却装置によって低下させ、
前記インダクタ（２０）に流れる電流の適合によって絶対的な温度レベルを制御する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
厚い壁厚と大きい直径とを有する耐圧性の管（１）、特に発電所管およびパイプライン管のための誘導式管曲げ加工装置（１００）であって、
未処理の管（１）を水平方向に支持するための機械台（１０）と、
管軸線の長手方向に作用する送りユニット（１１）と、
送り方向を横断する方向に変位可能に支持されている、管部分を加熱するためのリング形のインダクタ（２０）を有する電気的な誘導装置と、
垂直方向の回転軸線（３２）を中心にして旋回可能な曲げアーム（３０）であって、前記管（１）を挟持するための曲げクランプ（３１）と、前記回転軸線（３２）と前記曲げクランプ（３１）との間の間隔を調整するための調整装置とを有する、曲げアーム（３０）と、
を少なくとも含む、誘導式管曲げ加工装置（１００）において、
送り方向に見て前記インダクタ（２０）の手前に、プレスユニット（５０）が配置されており、前記プレスユニット（５０）は、前記管（１）に対して垂直方向に作用する少なくとも１つのラム（５２）と、少なくとも１つの対向支持部（５３）とを有し、
前記誘導装置の電力は、前記インダクタ（２０）の横方向の変位に基づいて制御ユニットによって制御可能であるか、またはその逆である
ことを特徴とする誘導式管曲げ加工装置（１００）。
【請求項９】
前記プレスユニット（５０）は、前記管に対して互いに逆向きに作用する少なくとも２つの液圧駆動式のラム（５２，５３）を有する、請求項８記載の誘導式管曲げ加工装置。
【請求項１０】
ラムおよび対向支持部、または前記互いに逆向きに作用するラム（５２，５３）は、二重円錐または回転双曲面の形状を有するそれぞれ少なくとも１つの加圧ローラ（５４，５５）を有する、請求項８または９記載の誘導式管曲げ加工装置。
【請求項１１】
前記ラムおよび前記対向支持部、または前記２つのラム（５２，５３）は、閉成されたフレーム（５１）の上下に配置されており、
前記フレーム（５１）の両側に、少なくともそれぞれ１つの側方のガイドローラ（５８，５９）が配置されている、請求項８から１０までのいずれか１項記載の誘導式管曲げ加工装置。
【国際調査報告】
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