专利名称：用于急弯式旋转弯管机的内弯部感应加热的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及在炉子之类中用的锅炉管的弯制，特别是涉及一种用于旋转拉弯锅炉管以形成较急弯头的新颖且实用的方法。
众所周知，在通过旋转拉弯来制造急弯的180度回转弯头(弯头半径等于管子直径，或等于1×D)的方法中，需要锅炉管壁的厚度至少等于管子直径的大约10％。采用管夹头来夹紧管子，并利用一液压缸的纵向推动来用力地挤压管子。在挤压的同时，管子被弯曲成所需的半径。这种压-弯式旋转拉弯法还被称作“增压弯曲”，与没有挤压的情况相比，它可以将弯头外侧管壁变薄的量从30％降低至大约15％-25％。
在用于使管子外弯部管壁厚度的变薄量降低的其它方法中，是在弯曲之前，对弯头区域的整个管子进行气体或感应加热。这些方法只能用于那些半径大于1×D的弯头，并且需要最小壁厚是管子直径的10％。
迄今为止，没有什么方法可在减小管子壁厚同时，又不会因为管壁变薄而牺牲急弯管壁的强度。
本发明的目的在于，提供一种用具有较薄管壁的管子来制造急弯式管弯头的方法。
本发明的又一目的在于，提供一种与已有方法相比能进一步降低管子外弯壁变薄量的方法。
因此，本发明提供了一种用于制造急弯式弯管的方法，在该方法中，紧接在对管子加以增压弯曲之前对其内弯部进行有选择地加热。紧接在管子受到增压弯曲之前，借助一感应线圈对内弯部中的一个狭窄区域进行加热。
本发明的各种新颖特征揭示在所附权利要求中，并形成本说明书的一部分。为了更好地理解本发明，下面将结合一较佳实施例及其附图来详细描述通过使用本发明而获得的操作上的优点和特定目的。
图1是一用于实现本发明的增压弯曲设备的示意图；以及图2是靠近弯头处的管壁温度示意图。
现请参见各附图，其中凡是相同或类似的元件都用同样的标号表示。图1示出了一增压弯曲设备10，它已经过改进，以便紧接在弯曲之前对锅炉管30的内弯侧进行有选择地加热。增压弯曲设备10可用来在管子30内形成直至180°的弯头。
机器底座15可支承一用于紧紧抓住锅炉管30的管夹头20。在夹头20附近，感应线圈加热器40处在抵着管子30内弯侧的位置上。在加热器40的后面是一压模55和与之互补的弯模50，它们的取向为能将管子30弯曲成一合适的弯头半径。
例如在一传统的增压弯管机的情况下，当在弯模和压模50、55之间对管子30加以弯曲时，管夹头20可用于对管子30施加纵向的压力。
位于管夹头20和模具50、55之间的感应线圈加热器40可在内弯侧加热管子30的一个小而集中的区域，以改善管子的被弯曲性能。感应线圈加热器40被用于紧接在增压弯曲之前使内弯侧上一区域的温度升高。当对一传统的锅炉管(直径大约2.5″)进行弯曲时，所述区域大约是0.5至0.75英寸宽，8至9英寸长。
如图2所示，就管子30的内弯部100和顶部35而言，管子30的这些管壁部分的温度是升高的。由感应线圈加热器加热的内弯部100的温度最好是大约1100°F。紧靠内弯部100的管壁部分110的温度是大约950°F。比较靠近内弯侧100的顶部35和底部的管壁部分120的温度是大约800°F。
与内弯侧100直接相对的外弯侧150的温度是大约200°F。在外弯侧150的靠近管子30顶部和底部的区域140处，温度逐渐升高至350°F，而在区域130处温度逐渐升高至600°F。
因为紧接在增压弯曲之前对内弯部100的一狭窄区域加热，故当对管子30进行弯曲时其温度还是比较高的。这一温度差别会降低所需的管子30的壁厚(相对于管子30的直径而言)，因为这样会削弱使管子30的外弯部150的壁厚变薄的作用。
例如，当这样来实施本发明时，即用增压弯曲设备10对一管子30进行弯制的同时加以挤压，并紧接在将管子弯曲大约180°之前将管子30的内弯部加热至大约1100°F而在管子周围产生一温度梯度，可以将一壁厚约为管径的6.6％的管子30以急弯的方式加以弯曲，并使外弯部的管壁只减少7％或更小。根据本发明，可以对壁厚约为管径的10％或更小的管子进行急弯地弯曲，同时使外弯部管壁的变薄量只有7％或更小。对较薄、较轻的锅炉管的实验数据可证明在壁厚变薄方面的改善。
本发明可允许将较轻的管子以较小的弯曲直径加以弯曲并且不会降低管子和安全性和使用性，因为管壁在弯曲过程中不会过分变薄。因此，例如用于炉膛热传递的弯曲锅炉管阵列能以较低的材料成本来制造，并且与以前的管阵列相比，在相同体积的情况下能做得更轻，使得锅炉管的运输和安装更加方便。
虽然上面通过详细描述本发明的一特定实施例来说明本发明的原理，但应该理解，本发明也可以在不偏离这些原理的情况下加以实施。
权利要求
1．一种用于在诸如炉子中的锅炉管之类的管子中形成急弯弯头的方法，该管子具有一定的壁厚和直径，所需的壁厚与管子直径以及弯头半径成函数关系，该方法包括如下步骤提供管子；对管子施加纵向的压力；利用一感应线圈对管子的内弯部进行加热；在施加纵向压力并紧随着加热内弯部的同时，将管子弯曲成急弯的弯头，藉此管子可以被弯曲成急弯的弯头，而管子外弯部的管壁变薄程度大约是原始管壁厚度的10％或更小。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，加热内弯部的步骤包括在管子内弯部中的一个选定区域内进行加热。
3．如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选定区域是一个宽度在大约0.5至0.75英寸之间，长度在8至9英寸之间的区域。
4．如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述选定区域被加热至大约1100°F。
5．如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管子的壁厚小于管子直径的大约10％。
6．如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述急弯弯头的弯头半径等于管子的直径。
7．如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述急弯弯头的弯头半径小于管子的直径。
8．如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述内弯部被加热至大约1100°F。
9．如权利要求8所述的方法，其特征在于，只有一个宽度在大约0.5至0.75英寸之间、长度在8至9英寸之间狭窄的内弯部区域被加热至大约1100°F。
10．如权利要求1所述的方法，其特征在于，内弯部被加热至大约1100°F。
11．一种用于将轻型锅炉管弯曲成急弯弯头的方法，该方法包括如下步骤提供一个壁厚小于管子直径10％的锅炉管；对所述管子施加纵向压力；采用一感应线圈对管子内弯部进行加热；在施加纵向压力并紧随着加热内弯部的同时，将管子弯曲成急弯的弯头。
12．如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述内弯部被加热至大约1100°F。
13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述管子的外弯部只被加热至大约200°F。
14．如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述急弯弯头的半径大约等于管子的直径。
15．如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述管子的壁厚是管子直径的大约6.6％。
16．如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述管子的壁厚是管子直径的大约6.6％。
全文摘要
一种用于在锅炉管内形成诸如半径为1xD或更小的急弯弯头的增压弯曲方法,在该方法中,是以一种可控的方式对管子内弯部的一个选定部分进行加热,从而可降低180°弯曲的管子相对于管径而言所需的壁厚。采用该方法的管弯头的壁厚可以是管子直径的大约6.6%,并且管子外弯部的变薄量小于7%。
文档编号B21D7/025GK1233540SQ99101368
公开日1999年11月3日 申请日期1999年1月22日 优先权日1998年1月23日
发明者L·J·塔利, T·F·尤里克, D·D·齐格勒, R·G·鲁滨逊 申请人:巴布考克及威尔考克斯公司