FI98898B - Method for manufacturing stainless rectangular tubes - Google Patents

Abstract

The invention comprises a method for manufacturing stainless rectangular tubing so that it obtains high tensile strength and rupture strength. The method implies using a continuous rolling manufacturing line for welded tubing. The high durability is obtained in a controlled manner by the tubes being nearly fully transformed from a round into a rectangular profile in the first profiling bench following the welding, contrary to the normal procedure with at least four benches. In addition, the durability induced by the machining is promoted already before the welding step by use of as short a profiling process as possible in the form of so-called linear profiling.

Description

9889898898

Menetelmä ruostumattomien nelikulmaputkien valmistamiseksiMethod for making stainless square tubes

Kyseessä oleva keksintö koskee menetelmää ruostumattomien nelikulmaisten teräsputkien valmistamiseksi. Näitä teräsputkia kutsutaan myös putkipalkeiksi.The present invention relates to a method of manufacturing stainless rectangular steel tubes. These steel pipes are also called pipe beams.

Menetelmässä ruostumaton teräsputki valmistetaan rainasta hitsaamalla siten, että hitsattua pyöreää putkea muotoiltaessa nelikulmaiseksi muotoilu toteutetaan mahdollisimman nopeasti. Parhaiten tämä toteutuu kun muotoilu keskitetään jokseenkin kokonaan kahteen ensimmäiseen hitsauksen jälkeiseen muotoilupukkiin, ja niistäkin vielä ensimmäiseen muotoilupukkiin siten, että yli 80 % siitä muokkauksesta joka tarvitaan muotoiluun pyöreästä putkesta nelikulmaiseksi toteutetaan jo ensimmäisessä muotoilupukissa. On myös tärkeää, että jo ennen hitsausta tapahtuva muotoilu tapahtuu mahdollisimman nopeasti, jotta muokkausaste jo tässä vaiheessa olisi mahdollisimman suuri.In the method, a stainless steel tube is made of web by welding so that when shaping a welded round tube into a rectangle, the shaping is carried out as quickly as possible. This is best accomplished when the shaping is centered almost entirely on the first two post-weld shaping stands, and even on the first shaping stand, so that more than 80% of the shaping required for shaping from a round tube to a square is already performed in the first shaping stand. It is also important that the shaping, which already takes place before welding, takes place as quickly as possible, so that the degree of modification is already possible at this stage.

Valmistettaessa ruostumattomia teräsputkia hitsaamalla ne valmistetaan erikseen tähän tarkoitukseen tehdyllä valmistuslinjalla. Tällä linjalla käytetään raaka-aineena mahdollisimman suuria levykeloja, jotka on leikattu leveydeltään valmistettavan putken kehämittaa vastaavaksi. Tämä raina kulkee ensin oikaisurullien kautta muotoilurullastoon, jossa ensimmäisillä rullilla muotoillaan rainan reunat ja seuraavilla, 6-12 rullapareilla putki muotoillaan pyöreäksi. Tämä muotoilu on perinteisesti pyritty tekemään mahdollisimman monella rullaparilla, HWhen stainless steel pipes are produced by welding, they are manufactured separately on a production line made for this purpose. On this line, the largest possible plate coils are used as raw material, which are cut to the width of the pipe to be made. This web first passes through straightening rollers to a forming roll, where the first rollers shape the edges of the web and the following pairs of rollers 6-12 shape the tube into a round. This design has traditionally been done with as many pairs of rollers as possible, H

jotta muotoilu olisi helpompaa ja raaka-aineen lujittuminen mahdollisimman Ito make design easier and to strengthen the raw material as much as possible I

vähäistä. Kun putki on muotoiltu rullien avulla pyöreäksi seuraa putken hitsaus fllow. When the pipe is shaped round by means of rollers, the welding of the pipe fl

. hitsaamalla vastakkain olevat reunat yhteen esim. TIG- tai plasmahitsauksella. E. by welding the opposite edges together, e.g. by TIG or plasma welding. E

Sen jälkeen hitsatun putken sauma käsitellään ja tämän jälkeen muotoillaan flThe welded pipe seam is then treated and then formed into fl

*:··· pyöreä putki nelikulmaiseksi painamalla sitä, tavallisimmin neljässä vaiheessa H*: ··· round tube square by pressing it, usually in four steps H

i<: muotoilupukeilla kultakin sivulta siten, että näiden vaiheiden jälkeen se on Ii <: with shaping stands on each side so that after these steps it is I

muotoutunut nelikulmaiseksi. Tavallisesti pyritään muotoilu näille pukeille Ishaped into a square. The design for these dresses I is usually sought

...· jakamaan mahdollisimman tasaisesti, jotta se olisi mahdollisimman hyvin I... · distribute as evenly as possible so that it is as good as possible I

hallittava ja putken lujittuminen mahdollisimman vähäistä. Tämän jälkeen on Hmanageable and minimizing pipe reinforcement. After this is H

'll tällaisessa linjassa vielä katkaisusaha, jolla tämä syntyvä putki katkotaan sopivan Hll in such a line still a cutting saw, with which this resulting pipe is cut to a suitable H

* ; mittaisiksi. Tämä saha on yleensä ns. lentävää tyyppiä. H*; length. This saw is usually the so-called. flying type. B

Tässä valmistusprosessissa pyrkii austeniittinen ruostumaton teräs lujittumaan HIn this manufacturing process, austenitic stainless steel tends to harden H

* * ky lmämuokkautumisen johdosta. Tähän astisissa valmistusmenetelmissä ja H* * due to cold working. To this, in manufacturing methods and H

*: linjoissa on tätä pyritty välttämään mahdollisuuksien mukaan, koska se rasittaa H*: the lines have tried to avoid this as much as possible, as it burdens H

. hyvin voimakkaasti valmistuslinjastoa. Siksi valmistuslinjat on tehty hyvin H. very strong production line. Therefore, the production lines are made well in H

:* monivaiheisiksi ja muokkaus suoritettu vaiheittain vähän kerrallaan. Tällöin myös H: * Multi-step and editing done step by step a little at a time. In this case also H

muokkauksen hallinta on ollut helpompaa. Näin on saatu aikaan nelikulmaputki,editing has been easier. This has created a rectangular tube,

joka lukuudeltaan on kovempaa kuin alkuperäinen raaka-aine, mutta IHwhich is harder in number than the original raw material, but IH

* mahdollisimman vähän lujittunutta. H* as little reinforced as possible. B

98898 298898 2

Kun ruostumattomien nelikulmaputkien käyttötarve kantavina rakenteina on kasvanut, on edellä kuvatulla menetelmällä valmistetun putken kohdalla todettu se asia, että kalliin ruostumattoman teräksen kylmämuokkauksella saatavia hyviä lujuusarvoja ei tällöin saada aikaiseksi.As the need to use stainless rectangular tubes as load-bearing structures has increased, it has been found in the case of a tube made by the method described above that good strength values obtained by cold forming expensive stainless steel cannot be obtained.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jolla nykyistä laitteistoa hyväksikäyttämällä voidaan valmistaa putkia, joilla on suurempi myötö-ja murto lujuus. Tällöin voidaan niitä käyttämällä saavuttaa huomattavia säästöjä silloin kun suunnitellaan rakenteita, joissa mitoitusperusteena on rakenteen lujuus.The object of the present invention is to provide a method by which pipes with higher yield and fracture strength can be produced by utilizing existing equipment. In this case, considerable savings can be achieved by using them when designing structures in which the design is based on the strength of the structure.

Tämä saadaan aikaan siten, että valmistettaessa ruostumattomia nelikulmaisia teräsputkia rainasta hitsaamalla putkien muotoilu hitsatusta pyöreästä nelikulmaiseksi toteutetaan mahdollisimman nopeasti. Vastoin perinteistä uskomusta siitä, että muotoiluun tarvitaan vähintään neljä muotoilupukkia, joita ammattikielessä kutsutaan tyrkenkopfeiksi, voidaan tämä muotoilu toteuttaa valtaosin jo ensimmäisessä muotoilupukissa ja saattaa käytännöllisesti katsoen loppuun toisessa muotoilupukissa. Näin aiemmin käytetystä muotoilusta jää käyttämättä kaksi pukkia, jotka tässä tapauksessa voidaan varustaa suorilla rullilla ja käyttää niitä putken mahdollisesti tarvittavaan oikaisuun. Näin saavutetaan myös merkittäviä työkalukustannusten säästöjä, koska nämä työkalut ovat silloin kaikille putkiko’oille samat Tällaisella kertaluontoisella muotoilulla saadaan putken muokkausaste nousemaan ja muokkaus jakaantuu tasaisemmin putken koko poikkileikkaukselle. Tällaisen muokkausprosessin seurauksena nousee putken lujuus siten, että 18/8 -tyyppiselle ruostumattomalle teräkselle voidaan aiemman laskentalujuuden 220 N/mm2 käyttää laskentalujuutta 350 N/mm2.This is achieved in such a way that, in the production of stainless rectangular steel pipes from the web by welding, the shaping of the pipes from welded to round is carried out as quickly as possible. Contrary to the traditional belief that design requires at least four design stands, which in the technical language are called thorns, this design can be implemented for the most part already in the first design stand and practically completed in the second design stand. Thus, from the previously used design, two trusses are left unused, which in this case can be equipped with straight rollers and used for any necessary straightening of the pipe. This also achieves significant tool cost savings, as these tools are then the same for all pipe sizes. Such a one-off design causes the degree of modification of the pipe to increase and the modification to be more evenly distributed over the entire cross-section of the pipe. As a result of such a shaping process, the strength of the pipe increases so that for 18/8 type stainless steel, a design strength of 350 N / mm2 of the previous design strength of 220 N / mm2 can be used.

. Seuraavassa selostetaan keksinnön erästä sovellutusmuotoa viittaamalla kuvaan , ··· FIG 1, joka esittää putkenvalmistuslinjaa.. An embodiment of the invention will now be described with reference to the figure, Fig. 1, which shows a pipe manufacturing line.

Putken valmistuslinjan alussa on rainakela (1), jossa on sopivaan leveyteen -,M. leikattu mahdollisimman pitkä raina. Se kulkee siitä oikaisurullien (2) kautta reunan muotoilurulliin (3). Sen jälkeen se kulkee mahdollisimman lyhyen *.t.: lineaarimuotoiluosan (4) läpi, jotta jo tässä vaiheessa se saadaan lukittumaan :T: enemmän kuin tavanomaisia rullapareja käytettäessä. Lineaarimuotoilun jälkeen on 2 - 3 rullaparia (5) reunojen painamiseksi yhteen ennen hitsausta (6).At the beginning of the pipe production line there is a web coil (1) with a suitable width -, M. cut the longest possible web. It passes from there through the straightening rollers (2) to the edge forming rollers (3). It then passes through the linear shaping part (4) as short as possible * .t .: so that it is already locked at this stage: T: more than when using conventional pairs of rollers. After linear shaping, there are 2 to 3 pairs of rollers (5) to press the edges together before welding (6).

„ Hitsauksen jälkeen on hitsisauman pinnan käsittely (7). Tämän jälkeen on • *♦· emsimmäinen muotoilupukki (8), jossa hitsattu pyöreä putki painetaan neljältä sivultaan yhdessä vaiheessa jokseenkin nelikulmaiseksi. Sitä seuraa toinen (9), jossa vielä suoritetaan viimeistelyä. Kaksi seuraavaa muotoilupukkia (10) ovat , ,*j* muotoilun kannalta tarpeettomia keksinnön mukaisessa muotoilussa, mutta koska ,··*. ne ovat laitteistossa yleensä olemassa voidaan niitä käyttää tarvittaessa putken 7 oikaisuun.„After welding, the surface of the weld seam is treated (7). This is followed by • * ♦ · the first shaping stand (8), in which a welded round tube is pressed from its four sides in one step to approximately square. This is followed by another (9), where finishing is still being done. The following two shaping stands (10) are, * * * unnecessary for shaping in the shaping according to the invention, but because, ·· *. they are hardware usually available they can be used if necessary for pipe 7 straightening.

VI · V V · *, '. Edellä on selvitetty keksinnön mukaista yhtä sovellutusmuotoa, jolla saadaan nelikulmaputken muokkauslujittuminen valmistusprosessissa hallitusti toteutettua, mutta esitettyjen patenttivaatimusten puitteissa voidaan muitakin lujittamisvaiheita käyttää.VI · V V · *, '. One embodiment of the invention has been described above, in which the modification reinforcement of a rectangular tube can be realized in a controlled manner in the manufacturing process, but other reinforcement steps can be used within the scope of the claims.

Claims (6)

98898 398898 3 1. Menetelmä ruuostumattomien nelikulmaisten teräsputkien valmistamiseksi rainasta hitsaamalla, tunnettu siitä, että hitsattua pyöreää putkea muotoiltaessa nelikulmaiseksi muotoilu toteutetaan mahdollisimman nopeasti.A method for producing stainless steel squares from a web by welding, characterized in that when shaping a welded round tube into a rectangle, the shaping is carried out as quickly as possible. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että käytettäessä tavanomaista neljää muotoilupukkia (tyrkenkopfia) muotoilusta ensimmäisessä muotoilupukissa tapahtuu jo yli 80 %.A method according to claim 1, characterized in that when using the conventional four shaping stands (sea buckthorn), more than 80% of the shaping in the first shaping stand already takes place. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että käytettäessä tavanomaista neljää muotoilupukkia (tyrkenkopfia) muotoilusta kahdessa ensimmäisessä pukissa tapahtuu yli 95 %.A method according to claim 1, characterized in that when using a conventional four shaping stands (sea buckthorn), more than 95% of the shaping in the first two stands takes place. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että jo ennen hitsausta putki muotoillaan pyöreäksi mahdollisimman voimakkaalla j muokkauksella.Method according to Claim 1, characterized in that even before welding, the pipe is shaped round with the strongest possible modification. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että muotoilu suoritetaan reunojen taivutuksen jälkeen pyöreäksi alle 4 metrin matkalla.Method according to Claim 4, characterized in that the shaping is carried out after the edges have been bent to a distance of less than 4 meters. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että muotoilu .'Γ: suoritetaan lineaarimuotoilun ja korkeintaan kolmen muotoilurullaparin yhdistelmällä. ί'·ί «aa * % * % ··# m - a a « · « #·♦ • a » f * « «aa % · »a * ·· • a f • a a * « ··· tr·* ··· « « • O ·» · • · · a w · % · i ·.: a · ,....«I*.··- - · · - ...... · · .·.<* ·.'· ·'·>" ·· ""TimufSMy 98898 M PatentanspräkMethod according to Claim 5, characterized in that the shaping is performed by a combination of linear shaping and at most three pairs of shaping rollers. ί '· ί «aa *% *% ·· # m - aa« · «# · ♦ • a» f * «« aa% · »a * ·· • af • aa *« ··· tr · * · ·· «« • O · »· • · aw ·% · i · .: a ·, ....« I *. ·· - - · · - ...... · ·. ·. < * ·. '· ·' ·> "··" "TimufSMy 98898 M Patentanspräk