JPH0938726A - 鋼管の曲げ加工方法および装置 - Google Patents

鋼管の曲げ加工方法および装置

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JPH0938726A
JPH0938726A JP21137295A JP21137295A JPH0938726A JP H0938726 A JPH0938726 A JP H0938726A JP 21137295 A JP21137295 A JP 21137295A JP 21137295 A JP21137295 A JP 21137295A JP H0938726 A JPH0938726 A JP H0938726A
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JP
Japan
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pipe
pressure
bending
steel pipe
valve
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Application number
JP21137295A
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English (en)
Inventor
Toshio Matsumoto
年男 松本
Misao Matsumoto
美佐緒 松本
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Mishima Kosan Co Ltd
Original Assignee
Mishima Kosan Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、構造用鋼管の管の曲げ加工に際し
て、管の美観を損なわず且つ管強度の低下を防止した鋼
管の曲げ加工方法と装置を提供する。 【解決手段】 被加工鋼管1の両端を盲蓋2で封鎖し、
この盲蓋に圧力計4,圧力調整弁5およびエア抜きバル
ブ4を備えた加圧液供給バルブ3を取り付け、この供給
バルブより加圧液を供給して管内を所定圧力に加圧し、
次いで3本ロールにより曲げ加工を開始し、この加工の
途中において管断面の変形により生ずる圧力上昇分は前
記圧力調整弁にて調圧して、管内圧力を一定に保持し加
工を行う鋼管の曲げ加工方法である。 【効果】 偏平率を抑制して精度良く管を加工し、構造
物としての美観も損なわず、また管の強度低下もなく、
優れた曲げ鋼管を平易に得ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造用として使用
する中径鋼管を対象とした3本ロールによる曲げ加工方
法および曲げ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、鋼管などの曲げ加工に採用されて
いる方法としては、大別して (1)3本ロールによる冷間
曲げ加工,(2) 固定された曲げ型を利用し、これに押し
付けて曲げる型曲げ加工,(3) 鋼管を加熱(高周波加熱
等)して曲げる熱間曲げ加工の3種類がある。
【0003】主な使い分けとしては、小径管で加工径が
小さく、同一形状のものを大量に曲げる場合は型曲げ加
工を用い、小径から中径の管で加工径が大きく、それぞ
れ任意の径に曲げる場合は3本ロールによる冷間曲げ加
工にて行い、冷間曲げ加工の限界を越えて加工径を小さ
く曲げる場合、または中径から大径の管を曲げる場合に
は熱間曲げ加工を採用している。
【0004】構造用として使用される鋼管としては、小
径から中径に到る80A〜400Aの管が多く、また加
工径も構造体により多岐に亘り、この内熱間曲げ加工
は、管の変形および偏平率は少ないが、コスト高とな
り、従って主として3本ロールによる冷間曲げ加工が採
用されている。
【0005】図3に3本ロールによる冷間曲げ加工方法
の一例を示す。この方法は、(a)図に示すように3個
の鼓型ロール22a〜22cを二等辺三角形状に配置
し、底辺をなす2個のロール22a,22bを固定と
し、頂点位置のロール22cを底辺に対し直角方向に可
動とし、この間に被加工鋼管21を挟み込み、次いで
(b)図に示すように、ロール22cを加圧しながら正
および逆方向に回転して鋼管21を往復動させ、所定の
径を有する曲線に曲げ加工を行うものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで3本ロールに
よる曲げ加工を行うに際し、小さい加工半径,例えば管
径の10倍以内の加工半径で冷間曲げ加工を行った場
合、図3(b)およびそのA部詳細を示す図4のよう
に、管の内面側に皺23が発生し、またロールが掛かっ
た加工部分と非加工部分の境界箇所にクビレ24ができ
て極端な形状変化を来たす。
【0007】この形状変化は、図5に示す管の偏平率
〔公称径に対する管の偏平度合いを示し、{(長径D
max ー短径Dmin )/公称径D}×100(%)〕とし
て表されるが、この偏平率が5%を超えると極端に外観
も悪くなり、さらには構造用として、座屈強度の低下を
きたす等、強度上も好ましくなかった。
【0008】本発明は、管の曲げ加工に際してその真円
度を維持し、管の美観を損なわず且つ管強度の低下を防
止した鋼管の曲げ加工方法および装置を提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の加工方法は、被
加工鋼管の両端を盲蓋で封鎖し、該一端側の盲蓋に圧力
計,圧力調整弁およびエア抜きバルブを備えた加圧液供
給バルブを取り付け、該供給バルブより加圧液を供給し
て管内が所定圧力に達すれば加圧液の供給を停止し、次
いで3本ロールにより曲げ加工を開始し、この加工の途
中において管断面の変形により生ずる圧力上昇分は前記
圧力調整弁にて調圧して、管内圧力を一定に保持し加工
を行うことを特徴とする鋼管の曲げ加工方法である。
【0010】上記曲げ加工方法において、加圧液として
は、水または防錆剤を加えた水を使用するものである。
この場合加圧液としては、水または水に添加剤を加えた
水系のもの,鉱物油または植物油等の油系のもの,エチ
レングリコール,その他の液状の化学合成物系からなる
液体を使用することができる。要するに液体であれば本
発明の加圧液として作用する。しかし、経済性,取扱の
容易さより水が好ましく、さらに防錆剤を加えた水溶液
が最も好ましい。
【0011】本発明の加工装置は、圧力計,圧力調整弁
およびエア抜きバルブを備えた加圧液供給バルブにて構
成され、該バルブを被加工鋼管の盲蓋に取り付けて管内
を所定圧力に加圧し、管加工時の変形により生ずる圧力
上昇を圧力調整弁にて調圧して管内圧力を一定に保持す
ることを特徴とする鋼管の曲げ加工装置である。
【0012】本発明における、3本ロールによる冷間曲
げ加工の対象とする鋼管としては、最小80A,板厚
2.8mmtから最大400A,板厚19.0mmt程
度の通常中径管と呼ばれる構造用鋼管である。
【0013】本発明の鋼管の曲げ加工方法は、曲げ加工
に際して管内に所定圧力の加圧液を供給しておき、加工
時に管が変形しようとする力に抗して加圧液の内圧によ
り管の変形を阻止しようとするものであり、加える内圧
を極力高くする方が変形防止に効果がある。その目的か
らも管径,肉厚,降伏強度よりみて、できるだけ高くす
る方が好ましい。
【0014】しかし管の曲げ加工に際して、加工前の完
全な形状を保持したまま加工を加えることは非常に困難
であり、加工後の管の外観を損なわない程度、また管の
強度にさほど影響を与えない範囲として、経験的に3.
5%程度までの偏平率は許容される。従って加工時に管
に変形が生じて加圧液が圧縮され、管内に異常な高圧が
発生した場合は管が破壊することもあり得るので、この
場合には圧力調整弁により加圧液を一部逃がすことによ
り管内圧力を正常な圧力範囲に保持し、管の破壊を防止
するものである。
【0015】この加工時の内部液に加える圧力として
は、管の水圧試験時の試験圧力を定めたJIS G05
82,またはJIS G0583を根拠として、下記数
1を基準として加圧する。なお下記計算式によれば管径
が大きくなれば当然板厚も大きくなり、よって圧力はほ
ぼ一定となるが、70〜100kg/cm2 程度の範囲
で加圧するのが実用上好ましい値である。
【0016】
【数1】 ここで P:試験圧力(kg/cm2 ),t:管の厚さ
(mm),D:管の外径(mm),s:降伏点または耐
力の最低値の60%(kg/cm2 )である。
【0017】上記加工装置における盲蓋としては特に限
定するものではなく、上記加圧力に耐え得る構造であれ
ばよく、一般に管接合に用いられるフランジ構造のほ
か、溶接により管端面に盲蓋を取り付ける,管端面にネ
ジを切り、盲蓋であるキャップをねじ込む,管端部外周
面に複数個の楔を取り付け、この楔の勾配面に摺動合致
する勾配面を設けた食い込み金具にタイボルトを取り付
け、該タイボルトにより盲蓋を締め込む等の手段により
取り付ける。
【0018】
【発明の実施の形態】以下本発明の鋼管の曲げ加工装置
の一例を図1により説明する。
【0019】この曲げ加工装置は、圧力計4,圧力調整
弁5およびエア抜きバルブ6を備えた加圧液供給バルブ
3にて構成され、このバルブ3を被加工鋼管1の盲蓋2
に取り付け、前記図3に示した3本ロールによる冷間曲
げ加工装置の鼓型ロール22a〜22cに挟み込み、曲
げ加工を行う。
【0020】この場合、加圧液供給バルブ3より水等の
加圧液を供給するに際して、管内の残留気体を完全に排
除するために、要すれば被加工鋼管1の他端側の盲蓋2
aにもさらにエア抜きバルブ6aを取り付ければ、エア
抜きも容易となり、より完全な管内のエア抜きができ
る。
【0021】被加工鋼管1への盲蓋の取り付ける例とし
ては、一般に用いられるフランジ構造のほか、図2
(a)に示す、隅肉溶接11にて盲蓋1を管端面に直接
盲蓋2を取り付ける方法、図2(b)に示す、管端面に
ネジ12を切り、盲蓋であるキャップ13をねじ込むよ
うにする方法、図2(c)に示す、管端部外周面に複数
個の楔14を取り付け、この楔の勾配面に摺動合致する
勾配面を設けた食い込み金具15にタイボルト16を取
り付け、パッキン17を介して、タイボルトにより盲蓋
2を締め込むようにした方法等があるが、被加工鋼管の
径,肉厚,管に加える圧力を勘案して適宜選択すればよ
い。
【0022】このようにして管内を所定圧力に加圧し、
管加工時に生ずる変形による圧力上昇は圧力調整弁にて
調圧して管内圧力を一定に保持しながら変形応力に抗
し、加工変形を最小限にして曲げ加工を行うものであ
る。
【0023】
【実施例】図6は、本発明を適用した場合の管サイズ
(A)とR/D(曲げ半径/管外径)の関係における、
最小曲げ半径を示した図面であり、この場合125Aを
超えると、R/Dの値は若干増加する,すなわち最小曲
げ半径は大きくなる傾向にあるが、125A以下ではR
/D=5となるまで曲げ半径を小さくすることができ
る。
【0024】図7は、STK400材の250Aの管で
板厚を7,8,9(mm)および8mm厚さの管に水圧
を加えた場合について、R/D(曲げ半径/管外径)と
偏平率(%)の関係を示した図面であり、この場合、全
体的に曲げ半径が大きい場合および管板厚が大きい場合
は偏平率は小さくすることができ、さらに管に所定の水
圧を加えた場合には、偏平率をさらに小さくすることが
できる。
【0025】図8は、図7同様STK400材の250
Aの管で板厚を7,8,9(mm)および8mm厚さの
管に水圧を加えた場合について、R/D(曲げ半径/管
外径)と管のクビレによる変形量(mm)の関係を示し
た図面であり、前記同様に曲げ半径が大きい場合および
管板厚が大きい場合は偏平率は小さくすることができ、
さらに管に所定の水圧を加えた場合には、クビレをさら
に小さくすることができる。
【0026】図9は、250Aで板厚8(mm)の管に
ついて、R/Dを7.5,10,12,15とした場合
の、管内圧力と管の偏平率の関係を示した図面であり、
R/Dが大きく,すなわち曲げ半径を大きくとれば当然
偏平率は小さくできるが、本例の場合R/Dを7.5と
しても、前記した70〜100kg/cm2 の管内圧の
範囲で偏平率を3.5%以下に抑えることができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明の鋼管の曲げ
加工方法および装置によれば、被加工鋼管を盲蓋で封鎖
し、この盲蓋に圧力計,圧力調整弁およびエア抜きバル
ブを備えた加圧液供給バルブを取り付け、管内に所定圧
力の加圧液を供給しながら管に曲げ加工を加えるように
しており、加工時に管が変形しようとする力に抗して加
圧液の内圧により管の変形を阻止する効果があり、例え
ば上記実施例に示すように、同じ曲げ半径の場合には偏
平率およびクビレを小さくでき、また偏平率,クビレを
抑えた場合は曲げ半径を小さくすることができ、精度良
く管が加工されて構造物としての美観も損なわず、また
管の強度低下もなく、平易な方法で優れた曲げ鋼管を得
ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の鋼管の曲げ加工装置の構成例を示す図
面である。
【図2】(a),(b),(c)図は被加工鋼管への盲
蓋の取り付け方の態様例を示す図面である。
【図3】3本ロールによる皺,クビレ(A部)の発生の
状態を示し、(a)図は曲げ加工前の状態,(b)図は
加工後欠陥が発生した状態を示す平面図である。
【図4】図3のクビレ(A部)の詳細を示す図面であ
る。
【図5】管の偏平率を説明する図面である。
【図6】本発明を適用した場合の管サイズとR/Dの関
係における、最小曲げ半径を示す図面である。
【図7】種々の板厚,および管に水圧を加えた場合のR
/Dと偏平率の関係を示した図面である。
【図8】種々の板厚,および管に水圧を加えた場合のR
/Dとクビレによる変形量の関係を示した図面である。
【図9】R/Dを種々変化させた場合の、管内圧力と管
の偏平率の関係を示した図面である。
【符号の説明】
1 被加工鋼管 2,2a 盲蓋 3 加圧液供給バルブ 4 圧力計 5 圧力調整弁 6,6a エア抜きバルブ 11 隅肉溶接 12 ネジ部 13 キャップ 14 楔 15 食い込み金具 16 タイボルト 17 パッキン 21 被加工鋼管 22a〜22c 曲げロール 23 皺 24 クビレ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加工鋼管の両端を盲蓋で封鎖し、該一
    端側の盲蓋に圧力計,圧力調整弁およびエア抜きバルブ
    を備えた加圧液供給バルブを取り付け、該供給バルブよ
    り加圧液を供給して管内が所定圧力に達すれば加圧液の
    供給を停止し、次いで3本ロールにより曲げ加工を開始
    し、この加工の途中において管断面の変形により生ずる
    圧力上昇分は前記圧力調整弁にて調圧して、管内圧力を
    一定に保持し加工を行うことを特徴とする鋼管の曲げ加
    工方法。
  2. 【請求項2】 加圧液として、水または防錆剤を加えた
    水を使用する請求項1記載の鋼管の曲げ加工方法。
  3. 【請求項3】 圧力計,圧力調整弁およびエア抜きバル
    ブを備えた加圧液供給バルブにて構成され、該バルブを
    被加工鋼管の盲蓋に取り付けて管内を所定圧力に加圧
    し、管加工時の変形により生ずる圧力上昇を圧力調整弁
    にて調圧して管内圧力を一定に保持することを特徴とす
    る鋼管の曲げ加工装置。
JP21137295A 1995-07-28 1995-07-28 鋼管の曲げ加工方法および装置 Pending JPH0938726A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002192237A (ja) * 2000-12-25 2002-07-10 Yamaha Motor Co Ltd パイプ用曲げ加工装置
JP2002195030A (ja) * 2000-12-25 2002-07-10 Yamaha Motor Co Ltd 排気パイプ
JP2013173187A (ja) * 2009-05-19 2013-09-05 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp 曲げ加工装置

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JP2002195030A (ja) * 2000-12-25 2002-07-10 Yamaha Motor Co Ltd 排気パイプ
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