JPS6072626A - 拡張された管の内壁における残留応力を減少させるための方法と装置 - Google Patents
拡張された管の内壁における残留応力を減少させるための方法と装置Info
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- JPS6072626A JPS6072626A JP11111084A JP11111084A JPS6072626A JP S6072626 A JPS6072626 A JP S6072626A JP 11111084 A JP11111084 A JP 11111084A JP 11111084 A JP11111084 A JP 11111084A JP S6072626 A JPS6072626 A JP S6072626A
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- tube
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
- C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
- C21D7/06—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D31/00—Other methods for working sheet metal, metal tubes, metal profiles
- B21D31/06—Deforming sheet metal, tubes or profiles by sequential impacts, e.g. hammering, beating, peen forming
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
- B24B39/006—Peening and tools therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は管の内壁、特に管の拡張部分の内壁における残
留加工応力を減少するための方法および装置にかかる。
留加工応力を減少するための方法および装置にかかる。
熱交換器はほとんどが、束にした管を厚い管板上に拡張
または拡張と溶接にょシ固定したものを有している。拡
張プロセスは、管板にあけた穴の中に置いた管部分の中
に拡張マンドレルを導入することで、管が拡張して描該
管を前記穴の壁部に押付けるようにする。この加工は特
に管の変形された部分と変形されない部分との間の領域
に残留応力を残すことは明らかであシ、この領域が水門
aftの中でこれより先「転移領域」と呼ばれるもので
ある。はとんどの場合、特に管の張力下で腐食による割
れの生じる怖れのあるとき、残留応力を減少することに
配慮する必贅がある。
または拡張と溶接にょシ固定したものを有している。拡
張プロセスは、管板にあけた穴の中に置いた管部分の中
に拡張マンドレルを導入することで、管が拡張して描該
管を前記穴の壁部に押付けるようにする。この加工は特
に管の変形された部分と変形されない部分との間の領域
に残留応力を残すことは明らかであシ、この領域が水門
aftの中でこれより先「転移領域」と呼ばれるもので
ある。はとんどの場合、特に管の張力下で腐食による割
れの生じる怖れのあるとき、残留応力を減少することに
配慮する必贅がある。
現在のところ、拡張した管の転移領域にある内壁の応力
を減少するために、2つの方法が用いられている。1つ
めの方法では熱処理による応力除去が行なわれる。とこ
ろがこの方法にはその使用を阻むほど重大な欠点がある
。従って加熱は転移領域に限って、管の機椋的強さと拡
張連結部の固定を保証している応力を緩めないようにし
なければならない。その上、熱処理を厳密に管に限定す
ることで、板材のもつ冶金学的91f性が損われないよ
うにしなければならない。従って、管の長手方向と厚み
方向の両方で温度勾配があることになり、この勾配が応
力軽減の行なわれるべき領域に新しい応力をもたらすこ
とになりかねない。
を減少するために、2つの方法が用いられている。1つ
めの方法では熱処理による応力除去が行なわれる。とこ
ろがこの方法にはその使用を阻むほど重大な欠点がある
。従って加熱は転移領域に限って、管の機椋的強さと拡
張連結部の固定を保証している応力を緩めないようにし
なければならない。その上、熱処理を厳密に管に限定す
ることで、板材のもつ冶金学的91f性が損われないよ
うにしなければならない。従って、管の長手方向と厚み
方向の両方で温度勾配があることになり、この勾配が応
力軽減の行なわれるべき領域に新しい応力をもたらすこ
とになりかねない。
第2の方法は管をショツトブラスト工程にかけることか
ら成シ、径の小さなガラス製または1製のボールが空気
噴射により処理されるべき部分に吹き付けられる。これ
らのボールは金貨表面の塑性伸長につながる。こうして
得られた冷間鍛造層は処理によって改変されない下層金
属によって維持されるが、この工程や終わルで圧縮され
る。外皮のショツトブラストは、ぐせ取pや曲げ作業に
よる残留応力を取るために、仕上げ前に管のまっすぐの
部分や屈曲部分に行なえることがかなり以前から知られ
ていた。しかしながら、管内壁の拡張領域にショツトブ
ラストを適用するのは、装置内に多くのボールを導入す
ることになシ、その後ボールは除去されねばならない。
ら成シ、径の小さなガラス製または1製のボールが空気
噴射により処理されるべき部分に吹き付けられる。これ
らのボールは金貨表面の塑性伸長につながる。こうして
得られた冷間鍛造層は処理によって改変されない下層金
属によって維持されるが、この工程や終わルで圧縮され
る。外皮のショツトブラストは、ぐせ取pや曲げ作業に
よる残留応力を取るために、仕上げ前に管のまっすぐの
部分や屈曲部分に行なえることがかなり以前から知られ
ていた。しかしながら、管内壁の拡張領域にショツトブ
ラストを適用するのは、装置内に多くのボールを導入す
ることになシ、その後ボールは除去されねばならない。
この工程は狭い個所には届かないことが多いために非常
に困が1トなものである上、ショツト材の残留が許され
ない場合が多くある。例えば既に稼動中の原子力発電所
の蒸気発生器などの場合であり、これについては放射性
媒体内で操作を行なわねばならない。
に困が1トなものである上、ショツト材の残留が許され
ない場合が多くある。例えば既に稼動中の原子力発電所
の蒸気発生器などの場合であり、これについては放射性
媒体内で操作を行なわねばならない。
本発明の目的は、管内壁の残留応力を新たな残留応力を
導くことなく除去することを可能にし、かつ管の中に導
かれた材料を回収すると言った問題を生じない方法と装
置によって前述のような欠点を解決することにある。
導くことなく除去することを可能にし、かつ管の中に導
かれた材料を回収すると言った問題を生じない方法と装
置によって前述のような欠点を解決することにある。
本発明による方法の主たる特徴によれば、処理されるべ
き領域が回転運rfJJJを行なう支持体に固定された
おもシによって打たれる。
き領域が回転運rfJJJを行なう支持体に固定された
おもシによって打たれる。
従って、本発明による応力除去方法もショツトブラスト
に似てはいるが、圧縮ガス噴射を用いてボールを吹き付
ける代りに、ボールまたはおもりが支持体上に配置され
るのである(接着あるいはその他同等の固定手段によっ
て)。冷間鍛造が支持体の運動によって成され、その操
作が終わると、管の中にボールもおもりも全く残さずに
工具が増シ除かれる。
に似てはいるが、圧縮ガス噴射を用いてボールを吹き付
ける代りに、ボールまたはおもりが支持体上に配置され
るのである(接着あるいはその他同等の固定手段によっ
て)。冷間鍛造が支持体の運動によって成され、その操
作が終わると、管の中にボールもおもりも全く残さずに
工具が増シ除かれる。
本発明はまた、この方法を遂行するための装置にも係る
。本発明の装置の主な特徴によれば、装置はその軸すな
わち軸線の周りに回転用能なロッドから成り、ロッドの
一端には少なくとも1つの支持体が装着されており、そ
の支持体におもりが固定されている。最初の構造的変形
例によれば、支持体が柔軟な布または織物で構成され、
これにボールまたはおも夛が固定または接着される。別
の変形例によれば、布の代シに一連の可撓−ツドを用い
、そのロッドの一端が回転ロッドに固定される一方で他
端が例えば球形ボールなどのおもシを支持する。最後に
第3番目の実施態様では、前記可撓性ロッドの端部に置
かれたおも力は取シ除かれるが、ロッドの自由端を丸め
ておもりを形成するようにする。
。本発明の装置の主な特徴によれば、装置はその軸すな
わち軸線の周りに回転用能なロッドから成り、ロッドの
一端には少なくとも1つの支持体が装着されており、そ
の支持体におもりが固定されている。最初の構造的変形
例によれば、支持体が柔軟な布または織物で構成され、
これにボールまたはおも夛が固定または接着される。別
の変形例によれば、布の代シに一連の可撓−ツドを用い
、そのロッドの一端が回転ロッドに固定される一方で他
端が例えば球形ボールなどのおもシを支持する。最後に
第3番目の実施態様では、前記可撓性ロッドの端部に置
かれたおも力は取シ除かれるが、ロッドの自由端を丸め
ておもりを形成するようにする。
最後に本発明による装置のもつ別の特徴によれば、この
装置は実質的に円筒形の支持リングを有し、それに回転
ロッドが、その回転軸がリングの軸と平行になるがリン
グに対しては偏心するように装着されている。アセンブ
リの寸法は、回転ロッドの運動が応力除去すべき領域の
一部分のみを処理することを可能にするだけのもので良
い。しかしながら、管の軸線と一致するその軸線の周シ
での支持リングの回転は、応力金波じねばならない領域
全体を装置が処理できるようなものとなる。
装置は実質的に円筒形の支持リングを有し、それに回転
ロッドが、その回転軸がリングの軸と平行になるがリン
グに対しては偏心するように装着されている。アセンブ
リの寸法は、回転ロッドの運動が応力除去すべき領域の
一部分のみを処理することを可能にするだけのもので良
い。しかしながら、管の軸線と一致するその軸線の周シ
での支持リングの回転は、応力金波じねばならない領域
全体を装置が処理できるようなものとなる。
この支持リングの代わりに、同じ効果、すなわち回転ロ
ッドの心をずらし、回転ロッドを移動しても、転移領域
全体を処理する効果を生むものであれば、他の回転式装
置を使うこともできる。
ッドの心をずらし、回転ロッドを移動しても、転移領域
全体を処理する効果を生むものであれば、他の回転式装
置を使うこともできる。
次に添付図面を参照しながら、本発明を非制限的実施態
様に関連してより詳細に説明する。
様に関連してより詳細に説明する。
第1図の断面図において、金屈管2が転移領域10をは
さんで変形部外6と未変形部分8とを有するように管板
4の穴3の中で拡張されていることが分かる。残留生成
応力を減少させる必要のあるのは、この転移領域におい
てである。
さんで変形部外6と未変形部分8とを有するように管板
4の穴3の中で拡張されていることが分かる。残留生成
応力を減少させる必要のあるのは、この転移領域におい
てである。
第1図はまた、全体的参照符号12を伺す本発明による
装置が管の中に配置されたところも示している。この装
置は実質的に円if’ij形の支持リング14から成p
、リングの外径は管の内径と等しく、リングの軸は管の
軸と一致している。さらに、その軸の周りで回転可能な
ロッド16が支持リング14の上に装着されており、前
記ロッドの回転軸は支持リングの軸に平行ではあるが、
これに関して偏位されている。また、ロッド16の一端
部に一定数の柔軟な布、織物、あるいはウェブ18が固
定されている(第1図の場合は4つであるが、この数は
任意である)。柔軟性布18の各々がその面の1つにお
も、920を有している。このおもうは金属性またはガ
ラス製のボールで構成することができ、これらが布に接
Nまたは付着される。
装置が管の中に配置されたところも示している。この装
置は実質的に円if’ij形の支持リング14から成p
、リングの外径は管の内径と等しく、リングの軸は管の
軸と一致している。さらに、その軸の周りで回転可能な
ロッド16が支持リング14の上に装着されており、前
記ロッドの回転軸は支持リングの軸に平行ではあるが、
これに関して偏位されている。また、ロッド16の一端
部に一定数の柔軟な布、織物、あるいはウェブ18が固
定されている(第1図の場合は4つであるが、この数は
任意である)。柔軟性布18の各々がその面の1つにお
も、920を有している。このおもうは金属性またはガ
ラス製のボールで構成することができ、これらが布に接
Nまたは付着される。
矢印F1の方向にロッド16が回転することで布18に
支持されるおも928が転移領域内の管内壁に打ち尚て
られる。これは微小鍛造につながって、先行技術のショ
ットシラストと同一の効果を生むが、おもD20が支持
用布18に接着されているがために、操作を終えて装置
12を取シ除く際ボールが管の中に残る危険性がない。
支持されるおも928が転移領域内の管内壁に打ち尚て
られる。これは微小鍛造につながって、先行技術のショ
ットシラストと同一の効果を生むが、おもD20が支持
用布18に接着されているがために、操作を終えて装置
12を取シ除く際ボールが管の中に残る危険性がない。
布18上でのボールまたはおもり2oの配列は、第2図
の平面図にも見ることができる。ここに示された特殊ケ
ースにおいては、ロッド16の回転方向を考慮するため
にボール2oが布18の片面にしか接着されていない。
の平面図にも見ることができる。ここに示された特殊ケ
ースにおいては、ロッド16の回転方向を考慮するため
にボール2oが布18の片面にしか接着されていない。
しかし布の両面にボールを接着しても本発明の範囲から
外れることにはならない。その場合、装置は、モータに
よる駆動ロッドの回転方向と関係なく使用できる。
外れることにはならない。その場合、装置は、モータに
よる駆動ロッドの回転方向と関係なく使用できる。
第1図はまた、所定の位置ではロッド16の回転が管の
転移領域lOの一部しか鍛造できないような寸法にアセ
ンブリがなっていることも示している。リング14がそ
の軸線(管の軸線と実質的に一致する)の周pで、例え
ばF2の方向に回転すると、ロッド1″6はリング14
の411Mに関して心がずれているために、領域10が
光全にカバーされるようになる。装置12の全体として
は管の49h線に沿って並進運動ができるため、転移領
域全体を螺旋状にカバーすることができる。
転移領域lOの一部しか鍛造できないような寸法にアセ
ンブリがなっていることも示している。リング14がそ
の軸線(管の軸線と実質的に一致する)の周pで、例え
ばF2の方向に回転すると、ロッド1″6はリング14
の411Mに関して心がずれているために、領域10が
光全にカバーされるようになる。装置12の全体として
は管の49h線に沿って並進運動ができるため、転移領
域全体を螺旋状にカバーすることができる。
第3図は本発明による装置の変形例を示してお ゝリ、
布18の代9に一連の可撓ロッド22が用いられている
。ロッド22は互いに平行であう、かつロッド16の軸
線に対し垂直となっている。可撓ロッド22の一端部は
ロッド16に固定されているが、自由端部となっている
他端がおもり20を支持している。ロッド16の回転に
よって、支持体が柔軟な布で構成されている場合と同じ
鍛造効果を得ることが可能になる。
布18の代9に一連の可撓ロッド22が用いられている
。ロッド22は互いに平行であう、かつロッド16の軸
線に対し垂直となっている。可撓ロッド22の一端部は
ロッド16に固定されているが、自由端部となっている
他端がおもり20を支持している。ロッド16の回転に
よって、支持体が柔軟な布で構成されている場合と同じ
鍛造効果を得ることが可能になる。
最後に、第4図は第3図と同様の実施態様を示している
が、この場合可撓ロッド22はその自由端におもりを支
持していない。この場合の端部22a ハ丸められてい
て、ロッド16が回転すると管の内壁ヲ打つようになっ
ておp、先に示した実施態様で用いられているおもりの
役割を果たしている。
が、この場合可撓ロッド22はその自由端におもりを支
持していない。この場合の端部22a ハ丸められてい
て、ロッド16が回転すると管の内壁ヲ打つようになっ
ておp、先に示した実施態様で用いられているおもりの
役割を果たしている。
ボールの寸法、およびロッド16の回転速度はその時の
用途によって決まる。これらのパラメータは、管内壁で
の残留応力の除去に伴なって外壁の応力に重大な増大が
生じることのないよう、専門家によって選択される。例
えば、外径が22.2snで肉厚1.3sI+の管の場
合、直径約0.5mmのガラス製ボールを用いて、ロッ
ドの回転速度をほぼ12.(X)Or、p、mとした時
に請求める結果が得られる。
用途によって決まる。これらのパラメータは、管内壁で
の残留応力の除去に伴なって外壁の応力に重大な増大が
生じることのないよう、専門家によって選択される。例
えば、外径が22.2snで肉厚1.3sI+の管の場
合、直径約0.5mmのガラス製ボールを用いて、ロッ
ドの回転速度をほぼ12.(X)Or、p、mとした時
に請求める結果が得られる。
本発明がこれまでに説明した実施態様に限定されるもの
でないことは明らかであり、多様な変形例が本発明の乾
期を逸脱することな〈実施できる。
でないことは明らかであり、多様な変形例が本発明の乾
期を逸脱することな〈実施できる。
多様な変形例とは特に、ボールまたはおもりが固定され
る柔軟支持体に間係するものである。例えば、布または
可撓ロッドの代りに同等の柔軟支持体を用いても、本発
明の範囲を逸脱するものではない。
る柔軟支持体に間係するものである。例えば、布または
可撓ロッドの代りに同等の柔軟支持体を用いても、本発
明の範囲を逸脱するものではない。
最後に、本文の説明は、本発明の主な用途である拡張さ
れた管に関して成されているが、本発明は手の届かない
場所の部品または機械的構造物の中で応力除去が要求さ
れる全てのケースにおいて使用できるものである。
れた管に関して成されているが、本発明は手の届かない
場所の部品または機械的構造物の中で応力除去が要求さ
れる全てのケースにおいて使用できるものである。
第1図は本発明による装置を管板上で拡張された管の中
に配置したところを示す概略的断面図、 第2図は回転ロッドの一端に固定された柔軟な布に対し
ボールがどのように付着されているかを示す上面図、 第3図はおも多が回転可撓ロッドの端部に取付けられた
ところを示す概略的斜視図、第4図は第3図と同様の図
であるが、可撓ロッドの端部がおも多を形成するように
丸められた場合を示す斜視図である。 2・・・管、 4・・・管板、 6・・・変形部分、8
・・・変形しない部分、10・・・転移領域、12・・
・残留応力減少装置、14・・・支持リング、16・・
・回転ロッド、18・・・支持体、20・・・おもシ、
22・・・可撓ロッド。
に配置したところを示す概略的断面図、 第2図は回転ロッドの一端に固定された柔軟な布に対し
ボールがどのように付着されているかを示す上面図、 第3図はおも多が回転可撓ロッドの端部に取付けられた
ところを示す概略的斜視図、第4図は第3図と同様の図
であるが、可撓ロッドの端部がおも多を形成するように
丸められた場合を示す斜視図である。 2・・・管、 4・・・管板、 6・・・変形部分、8
・・・変形しない部分、10・・・転移領域、12・・
・残留応力減少装置、14・・・支持リング、16・・
・回転ロッド、18・・・支持体、20・・・おもシ、
22・・・可撓ロッド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 拡張された管の内壁の変形した部分と変形しな
い部分との間にある転移領域における残留応力を減少さ
せるための方法であって、処理されるべき領域が回転運
動を行なう支持体上に装着されたおも夛によって打たれ
ることを特徴とする方法。 (2) 拡張された管の内壁の変形した部分と変形しな
い部分との間にある転移領域における残留応力を減少さ
せるための装置であって、その軸の周シで回転可能なロ
ッドから成り、前記ロッドの一端部には少なくとも1つ
の支持体が取付けられておシ、前記支持体におもシカ【
固定六れていることを破微にすA尊信−(3) 前記支
持体が柔軟な布でちゃ、前記布におもりが固定されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の装置
。 (4)前記支持体が可撓ロッドであ夛、その一端部が前
記回転ロッドに固定されており、他端部はおもりを支持
していることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載
の装置。 (5)前記支持体が可撓ロッドであシ、その一端部が前
記回転ロッドに固定されておシ、他端部はおもりを形成
すべく丸められていることを特徴とする特許請求の範囲
第2項に記載の装置。 (6)当該装置が実質的に円筒形の支持リングまたはそ
の他の回転式システムも有しており、その上に前記回転
ロッドはその回転軸線が管の軸線に対し平行となるが管
の軸線に関して心をずらすように装着されていることを
特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の装置。 (7) 機械的構造物の領域にある残留応力を減少させ
るための方法であって、前記領域が回転運動を行なう支
持体上に装着されたおもシによって打たれることを特徴
とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8314998 | 1983-09-21 | ||
FR8314998A FR2551996A1 (fr) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | Procede et dispositif pour l'abaissement des tensions residuelles de fabrication sur la paroi interne d'un tube dudgeonne |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6072626A true JPS6072626A (ja) | 1985-04-24 |
Family
ID=9292400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11111084A Pending JPS6072626A (ja) | 1983-09-21 | 1984-05-30 | 拡張された管の内壁における残留応力を減少させるための方法と装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6072626A (ja) |
FR (1) | FR2551996A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007083371A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Chuo Spring Co Ltd | 表面強化装置および表面強化方法 |
JP2012117119A (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-21 | Nippon Steel Corp | コイルばねの超音波打撃処理装置及びコイルばねの超音波打撃処理方法 |
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US20220281065A1 (en) * | 2019-08-22 | 2022-09-08 | Nelson Mandela University | A peening device and method |
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FR3142110A1 (fr) * | 2022-11-22 | 2024-05-24 | Safran Aircraft Engines | Système et procédé d’ajustage et de précontrainte pour ajuster une surface d’une pièce |
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1983
- 1983-09-21 FR FR8314998A patent/FR2551996A1/fr active Pending
-
1984
- 1984-05-30 JP JP11111084A patent/JPS6072626A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007083371A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Chuo Spring Co Ltd | 表面強化装置および表面強化方法 |
JP2012117119A (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-21 | Nippon Steel Corp | コイルばねの超音波打撃処理装置及びコイルばねの超音波打撃処理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2551996A1 (fr) | 1985-03-22 |
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