KR910000217B1 - 금속관을 파형성형하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

금속관을 파형성형하는 방법 및 장치

제1도는 본 발명에 따른 금속관을 파형성형하는 장치의 개략도.

제2도는 파형성형장치와 파형성형 공구의 사시도.

제3도는 제2도의 선A-A를 따라 절개한 단면도.

제4도는 본 발명에 의해 제조된 케이블의 특성을 나타낸 그래프.

제5도 및 제6도는 금속관을 파형성형하는 방법 및 장치에 의해 제조되는 파형성형된 관을 가진 관통구멍용 케이블의 횡단면도 및 사시도.

제7도 및 제8도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전기케이블의 횡단면도 및 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 코일 2 : 금속스트립

3 : 롤러쌍 4 : 용접장치

6 : 파형성형 공구 8 : 회전공구

9 : 케이블 드럼 10 : 볼 베어링

11 : 안내부시 12 : 하우징

13 : 파형성형 디스크 14 : 링부시

본 발명은 매끄러운 관, 바람직하기로는 세로방향의 용접된 시임(seam)을 가진 매끄러운 관이 부시(bush)를 통해 연속동작으로 공급되며, 파형성형(corrugating)공구가 상기 부시 뒤에서 매끄러운 관에 직접 작용하고, 상기 파형성형 공구내에서 매끄러운 관의 직경보다 더 큰 개구를 가진 파형성형 디스크가 지지되고, 상기 파형성형 디스크가 회전 가능하게 구동될 수 있는 파형성형기 헤드내에서 자유롭게 회전될 수 있도록 편심적으로 지지되는 금속관을 파형성형하는 방법에 관한 것이다.

파형성형된 관을 제조하기 위한 방법은 독일연방공화국 특허공보 제1,086,314호에 공지되어 있는데 이 방법에 의하면 연속변경 가공에 의한 긴 금속박판 스트립(strip)으로부터 슬롯형성된 관과 뒤의 슬롯표면 용접으로 제조되는 박막금속으로 싸인 관이 매끄러운관의 주위에서 회전하는 링형 파형성형 디스크에 의해 파형성형된 관이 형성된다. 이 경우에는 파형성형 디스크를 지지하는 파형성형 헤드내의 파형성형 디스크가 관축선에 편심 배치되고 이 축선에 일정한 각도로 경사져 있기 때문에 고정된 파형심도(corrugation depth) 및 피치를 갖게끔 나선형으로 파형성형이 이루어진다. 전술한 장치를 사용하면, 경제적인 방식으로 파형성형된 관을 제조할 수 있게 된다. 그러나, 이와 같은 장치를 사용하면, 비교적 평평한 파형(corrugation)을 갖는 파형관만을 제조할 수 밖에 없다. 이러한 파형관은 종래의 케이블 드럼상에 감겨질수 있으며, 예를 들어 전기케이블의 외장 또는 전선관으로 사용된다.

상기 인용된 방법에 있어서, 만일 나선형 변형 리브(rib)를 가진 파형성형 디스크가 사용되면, 소위 평행하게 파형성형된 관은 인용된 방법(독일연방공화국 공개공보 제1,916,357호)을 사용하여 제조될 수 있다.

보다 깊은 파형을 만들기 위하여, 종방향의 축압력을 받는 전술한 방법에 의하여 파형성형이 이루어지며, 금속관은 예컨대 파형성형 공정후의 관통방향에서 알 수 있는 바와 같이 제동작용을 받게 된다. 이와 같은 방법에서는 파형성형공구, 즉 파형성형 디스크가 측방향내의 디스크상에 작용하는 힘을 받지 않게되므로 보다 깊은 파형성형을 이룰 수 있게 된다. 그러나, 이와같은 방법은 실시하는데에 어려움이 생기는데 이는 일정한 제동력을 가하기가 불가능하기 때문이다. 즉, 균등한 파형성형이 이루어지려면 제동력은 일정해야 한다.

시판되고 있는 가요성 파형호스(금속호스)는 매끄러운 관 종방향에서 개시하는 몇가지 동작의 파형성형을 도입함으로써 불연속적으로 제조되어 왔는데, 이러한 관은 축방향 압력을 받으며 파형성형중에 압축된다.

이러한 방법으로는 보다 큰 길이로 제조될 수 없다.

따라서 본 발명의 목적은 전술한 종래의 방법을 향상시켜 금속관, 즉 깊고 근접한 파형을 지닌 파형관이 연속하여 즉 보다 큰 길이로 제조될 수 있는 금속관 파형성형 방법을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 본 발명에 따라서 파형성형된 관이 제조방향에서 파형성형 디스크의 작용위치로 편향됨으로써 달성된다.

이러한 방법을 연구해본 결과 파형성형 디스크가 파형성형중에 활꼴파(bow wave)를 디스크 앞의 관벽으로 미는 것을 알 수 있다. 파형성형 관의 편향이나 상기 파형관을 파형성형 디스크의 작용위치 방향으로 굽힘으로 인해 상기 "활꼴파"는 더 커지게 된다. 상기 편향이나 굽힘공정은 이미 파형성형된 관이 파형성형디스크 및 "활꼴파"가 굽혀진 관의 압축영역내에 배치되도록 파형성형 공정중의 각각의 순간에 굽혀지게 설계된다. 회전식 굽힘공정으로 인해 파형성형 디스크에 추가로 물질이 제공되어 그로 인해 어려움 없이 보다 깊은 파형성형을 이룰 수 있게 된다.

본 발명에 따른 방법의 특히 양호한 실시예를 보면 파형성형 디스크의 순간작용 위치와는 반대편측상의 파형성형된 관에 힘이 작용한다. 이러한 힘으로 인해 매끄러운관을 지지하는 부시와 힘의 작동위치 사이에서 관이 굽히거나 편향되게 된다. 여기서, 필수적인 특징은 상기 힘이 관 외경의 적어도 0.5D의 거리, 바람직하기로는 적어도 0.8D의 거리(a)에서 파형성형된 관상에 작용한다는 점이다. 상기 D는 매끄러운 관의 외부직경이다. 파형성형된 관에 의해 제조방향 밖으로 편향되는 편심률 e는 e/a가 1보다 더 적어지거나 바람직하기로는 0.2보다 더 적다는 것을 만족한다. 원주방향에서 본 편향력의 작용점에 대한 최대 편차는

30

인데, 이는 파형성형 디스크의 작용위치와 반대측에 대해 전진 또는 후진되게 파형성형될 관의 재료에 따르게 된다. 따라서, 파형성형 디스크의 회전방향에서 알 수 있는 편향력의 작용점은 예를 들어, 구리와 같은 연성물질인 경우에는 180

보다 더 적게 설정되고 강철 및 스테인레스강과 같은 경성물질인 경우에는 180

보다 더 크게 설정된다.

본 발명은 또한 상기 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것으로, 이러한 장치는 관의 제조방향에서 알 수 있는 매끄러운 관을 지지하는 견고하게 설치된 부시와 그리고 이 부시 뒤에서 상기 매끄러운 관에 작용하는 회전 파형성형 공구로 구성되는데, 상기 파형성형 공구는 회전 가능하게 구동되는 파형성형 헤드와 파형성형 디스크로 이루어지며, 상기 파형성형 디스크는 자유롭게 회전될 수 있고 편심 지지되도록 배치된다. 이와 같은 장치는 파형성형 공구가 파형성형 헤드 뒤에 구비되며, 상기 공구가 파형성형 헤드와 동일한 속도로 회전하여 파형성형될 관에 작용하면서 이 파형성형 헤드에 고정되는 것이 바람직하다. 편향중에 상기 관을 양호하게 안내할 수 있도록 상기 공구는 링형으로 설계된다. 파형성형 헤드에 고정된 억제수단에 자유롭게 회전 가능하게 지지된 링을 갖는 것이 유익한데, 이러한 수단에 의해 원주방향에서 알 수 있는 마찰력이 최소로 감소된다. 상기 링형 공구는 니플(nipple)처럼 형성되는데, 즉 인입 및 인출개구가 종모양의 입(bell-mouth)으로 형성된다. 파형성형 공구가 관의 직경 및 관의 재료에 부합될 수 있도록 하기 위하여 상기 공구는 원주방향 및 반경방향에서 조정될 수 있도록 파형성형 헤드에 고정된다. 파형성형 공구와 파형성형 디스크 사이의 간격은 삽입링인 위치설정링에 의하여 변경될 수 있다. 부시는 파형성형 공정을 개시하기전에 세로축 방향에서 조정될 수 있다. 따라서, 경성물질 보다는 연성물질에 대한 파형성형 디스크로부터 보다 큰 간격을 선택하는 것이 유리하다.

본 발명은 또한 다중 코어 전기에너지 케이블에 관한 것으로, 특히 보링장치(borehole equipment), 예를 들면 보링펌프용 공급케이블에 관한 것인데, 이러한 케이블에서 인접코어는 파형관 형태의 폐쇄된 금속피복체에 의해 각각 보호된다.

석유 또는 천연가스의 시추(drilling)를 수행하기 위하여 구동장치가 지하 3000m 이상의 깊이에서 사용된다. 이와같은 구동장치, 특히 펌프에는 지표면에서 전기 에너지가 공급된다. 이와 같은 목적을 위해서는 아주 특별한 필요조건을 만족시켜야 하는 전기케이블이 필요하다. 다시말해서, 이와 같은 케이블은 전술한 깊이에서의 압력에 견딜 수 있게 설계하는 것이 필요하고, 또한 구동장치에 의해 손실열 형태로 발생되는 온도에 부가되는 120℃이상의 온도를 고려할 필요가 있다. 케이블이 장기간의 작업중에 기능을 발휘하는데 필요로하는 것은 보링구멍 또는 보링축에 존재하는 유체매체, 예컨대 해저에서 시추가 수행되는 경우에 생기는 침투가스나 또는 해수에 대해 불민감하도록 하는 것이다. 자유 현가하는 경우에 발생하는 고인장력도 고려해야 한다.

코어가 각기 금속 파형덮개에 피복된 인용된 목적을 위한 케이블은 독일연방공화국 공개공보 제2,853,100호에 기재되어 있다. 파형덮개에 의해 피복되는 각각의 인접코어들은 종래의 장치의 추가의 개념에 따라 금속 파형덮개에 의해 에워싸여져 있다. 이와 같은 파형덮개가 카바가 공정에 의해 라운딩되기 때문에 테이블의 최종 직경은 몇가지 용도로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 만일 드릴케이싱과 일반적으로 케이블이 고정된 소위 드릴외장 사이의 간격이 매우 작다면 공지의 케이블은 사용될 수 없다. 아울러, 비교적 큰 파형외장보다 낮은 압력저항을 가진 설계로 제조된다. 독일연방공화국 공개공보 제2,853,100호의 추가의 안에 의하면, 인접코어의 각각의 파형성형된 관은 모든 코어에 공통으로 인가된 스트립 권선(strip winding)상의 고강도 강철와이어 외장피복(armouring)에 의하여 에워싸여 있다. 상기 고강도 강철와이어 외장피복은 본질적으로 인장력을 보상하기 위하여 제공한다. 그리고 스트립 권선은 3개의 코어를 소망의 위치에 유지하는 역할을 한다. 전기절연코어의 내부직경에 의해 고정되는 파형성형된 관의 내부직경을 위해 설계된 200bar의 압력저항을 얻기 위해서는 파형성형된 관의 벽두께를 증가시키는 것이 필요하지만, 그러나 이렇게 하면 케이블의 가요성이 저하된다. 소위 2중으로 파형성형된 외상을 사용하는 제안조차도 파형관의 압력저항을 현저히 증가시키지는 않는다.

이와 같은 유형의 케이블은 200bar 이상, 바람직하기로는 300bar 이상의 압력저항을 가져야하며 또한 경제적으로 큰 돈을 소비하지 않고도 제조할 수 있어야 한다. 아울러, 상기 케이블은 충분히 높은 세로방향의 인장강도를 가져야 한다.

전술한 방법에 의하여 제조된 케이블의 경우에 있어서 관들의 파형성형은 파형심도 및 파형피치에 의하여 매끄러운 관에 대해 파형성형된 관의 길이가 33 내지 67%정도, 바람직하기로는 45 및 55%정도 짧게되도록 설계된다.

공지의 케이블에서는 금속관의 파형길이가 대략 15%정도 짧아지는데 비해, 본 발명의 경우에는 대략 45 내지 55%정도가 짧아지게 선택된다.

외부압력에 대한 관의 압력저항은 다음과 같은 방정식으로 기술된다:

여기서, δ는 금속의 항복점이며, ρ는 관의 벽두께이고, γm는 파형관의 평균반경

이고 그리고

는 매끄러운 관의 길이 l의 파형성형된 관의 대응길이에 대한 비율이다. 금속의 냉간성형에 의해 항복점을 상승시킬 수 있다는 점은 공지되어 있다. 만일 매끄러운 관을 축소시키는 것이 냉간성형에 의해 이루어진다면 이와 같은 축소로 파형성형 심도도 동시에 축소되기 때문에 임계압력은 다음과 같은 방정식으로 결정될 수 있다.

만일 δ 및 냉간성형

사이의 관계가 알려져 있다면, 임계압력은 다음과 같이 된다.

오스테나이트(austentic)강의 경우에 있어서는 1.3 및 3 사이의 값(a)와 1.3 및 4사이의 값(b)에서 임계압력이 증가한다.

이를 위하여 파형성형된 관에 대한 매끄러운 관의 축소에 의해 얻어지는 압력에 대한 고저항도 보다 작은 평균반경으로 되어야 한다.

매끄러운 관의 축소가 탄성 또는 소성으로 행해지지 않아야 한다는 것이 더 중요하다. 나선형으로 인가되는 것이 바람직한 의장피복은 케이블의 길이가 늘어나는 것을 방지하기 위해 작용한다. 이와 같은 외장피복은 가요성이 상당히 있어야 하는데, 다시말해 케이블의 가요성을 제한하지 않아야 하는 반면에 수직 배열이나 고압력에 기인하여 파형성형된 관의 늘어남을 신뢰성 있게 방지할 수 있어야 한다. 케이블이 보링구멍내의 한정된 거리, 예를 들어 드릴케이싱에 고정되면 상기 외장 피복은 어떤 상황하에서 빠질 수 있다.

본 발명의 특히 유용한 실시예에 있어서, 벽두께에 대한 관의 외부직경의 비는 60 및 125사이에 있으며, 벽두께에 대한 파형 심도의 비는 8 및 25사이에 있다. 상기 인용된 값은 세로방향으로 들어오는 금속스트립으로부터의 연속제조를 허용한다. 파형성형된 관이 본 발명의 추가의 개념에 의한 2중벽으로 되어 있다면 관의 능력을 수반하는 압력도 더불어 증대된다. 다음, 매끄러운 관들은 하나를 다른 하나위에 정확하게 고정하여 이것들이 공동으로 파형성형 되도록 형성된다. 외장피복은 나선형으로 인가된 다수의 고강도 와이어로 구성하는 것이 바람직하다. 이어서, 상기 와이어들은 2D 및 6D 사이의 꼬임길이로서 인가되어야 하는데, 여기서 D는 파형성형된 관의 외부직경이다. 이와 같은 치수는 인장하중 또는 압력하중의 경우에 관의 늘어남을 확실하게 방지한다. 또다른 배열의 외장배선은 다수의 고강도 와이어를 교번꼬임 방향으로 관에 인가하고, 이것들을 적어도 하나의 고강도 와이어나 또는 짧은 꼬임길이 및 높은 예비응력을 지닌 적어도 하나의 고강도 스트립에 의해 유지함으로써 이루어진다. 이와 같은 실시예의 형태는 직경에 대해 특히 접합한데, 그 이유는 복잡하게된 권취장비가 제조시에 필요없기 때문이다. 2가지 실시예에 있어서, 다수의 와이어는 파형성형된 관의 표면이 거의 100% 덮히도록 선택되어야 한다.

그러나, 이것은 중첩스트립 연부를 지닌 나선형으로 인가된 금속스트립으로부터 외장피복을 선택하는 것도 가능한데, 단면에서 보이는 이 금속스트립은 이 스트립의 연부가 중첩영역에서 서로 형상이 일체되어 맞물리게끔 형성된다. 이러한 실시예 형태에 있어서의 꼬임길이는 실질상 짧지만 금속스트립이 파형성형된 관 표면과 확실하게 접촉하는 것이 필요하다. 이와 같은 유형의 외장피복은 또한 압력하중에 좌우 될 때나 케이블이 수직으로 배열된 곳에서 파형성형된 관의 두드러진 신장을 방지한다. 케이블의 가요성은 실질상 외장 피복에 의해 감소되지 않는다. 부식에 대비하여 금속관 및 외장 피복은 동일물질로 이루어져야 한다. 오스테나이트강은 매우 바람직하게 사용되는데, 그 이유는 대부분의 매체에 대해 내식성이 있으며 냉간경화 가공에 높은 치수를 나타내기 때문이다.

그러나, 많은 응용에 있어서 다른물질, 예를 들어 아연 피복강(galvanised steel), 구리 또는 구리합금도 사용될 수 있지만 이와 같은 물질은 이런 물질의 합성으로 부식침투를 증가되게 하지 않는 것이 필요하다.

각각의 파형성형된 관은 섬유로 이루어진 편성물(braid), 바람직하게는 금속와이어로 이루어진 금속와이어로 이루어질 수 있다. 이러한 편성물은 관의 압력저항과 케이블의 인장강도롤 증가시킨다. 그리고 파형성형된 관은 코어의 절연부상에 견고하게 놓여져 파형성형된 관내에서 코어가 움직이지 못하게 된다.

이하, 본 발명의 첨부된 도면을 참조로한 실시예를 통해 상세히 설명된다.

제1도는 코일을 도시하는데 코일로부터 형성되어야할 금속스트립(2)이 인출된다. 상기 스트립(2)은 도시 되지 않은 2개의 원형 절단기 사이에서 소망의 치수로 절단되어 롤러쌍(3)에 의해 슬롯형성된 관으로 만들게된다. 용접장치(4), 바람직하기로는 전기아아크 용접장치를 사용하면, 슬롯형성된 관의 스트립 연부들이 함께 용접되어 폐쇄되지만 매끄럽게 되며, 관이 공급기(5)에 의해 유지되어 파형성형 공구(6)에 공급된다.

독일연방공화국 특허 제1,164,355호로부터 알 수 있는 소위 콜릿공급기(collet feeder)를 공급기로서 사용하는 것이 바람직하다. 파형성형 공구(6)로부터 나오는 파형성형된 관(7)은 아래에 기술된 회전공구(8)에 의해 제조방향으로부터 편향된다. 그후 파형성형된 관(7)은 종래의 케이블 드럼(9)상에 권취된다. 압축공구인 상기 회전공구는 편향수단을 이룬다.

파형성형장치와 편향장치는 제2도 및 제3도에 확대 도시되어 있다. 파형성형 공구(6)를 이루는 파형성형 헤드는 고정안내부시(11)상의 롤러 베어링에 의해 지지된다. 상기 안내부시(11)는 슬라이딩부시(11a), 고정부시(11b) 및 외부부시(11c)로 구성되는데 이들은 상기 장치의 케이싱에 견고하게 연결된다.

파형성형 헤드는 도시되지 않은 방식으로 회전가능하게 구동되며, 이것의 단부면상에서 파형성형 디스크(13)가 고정된 케이싱(12)을 지지한다. 상기 파형성형 디스크(13)는 환형부시(14)에 고정되는데, 이 환형부시(14)는 볼 베어링(15)에 의하여 회전할 수 있게 지지된다. 파형성형 디스크(13)는 관축선에 회전 가능하게 지지되고 또한 편심적으로 지지되므로 압연성형 헤드가 회전식으로 구동될 때 매끄러운 관 표면상에서 압연되는데, 이와 같은 공정으로 환형 파형성형 디스크(13)의 경우에 나선형 파형성형이 이루어진다. 만일 나선형 변형 리브를 가진 파형성형 디스크가 사용되면 환형 파형성형이 이루어진다.

회전공구(8)는 케이싱(12)의 단부면에 부착되고 이러한 공구는 파형성형된 관(7)을 제조방향으로부터 편향시킨다. 회전공구(8)는 반경 및 원주방향에서 분리될 수 있도록 중간와셔(17)를 통하여 케이싱(12)에 고정되는 플랜지형 부분(16)으로 구성된다. 상기 부분(16)내에는 내부 구멍이 단부를 향하여 종입모양으로 형성된 부시(18)가 배치된다. 부시(18)와 파형성형 디스크(18)사이의 간격은 위치설정링(19)에 의해 변경될 수 있다. 공구(8)는 파형성형 헤드의 중심축과 매끄러운 관의 중심축에서 편심적으로 회전하게끔 케이싱(12)에 고정되므로 중심축으로부터 파형성형된 관(7)을 연속적으로 회전시킨다. 파형성형 디스크(13)의 편심률은 파형성형된 관(7)의 굽힘에 의해 더많은 물질이 파형성형용 코루 파형성형 디스크(13)에 이용될 수 있도록 공구(8)의 편심률 반대편에 존재하므로 가능한한 더 깊은 파형을 형성하게 된다. 코루 파형성형 디스크(13) 및 부시(18) 사이의 간격, 즉 파형성형 디스크(13)와 부시(18)의 중심선 사이의 거리는 매끄러운 관의 외부직경에 좌우되는데, 이와 같은 거리가 적어도 0.5D는 되어야 한다. 이는 1 내지 1.5D 사이의 거리가 특히 유용하다. 또한 깊은 파형성형은 파형성형된 관(7)이 중심축선으로부터 편향되는 각도이다. 상기 각도 자체는 측정하기가 매우 어렵기 때문에 공구(8)의 편심률 e와 간격 a의 몫(quotient) 즉 e/a는 이러한 크기를 위해 보조로 사용되는데, 이와 같은 몫은 1보다 작아야 하며 바람직하기로는 0.15정도가 좋다. 편심률 e는 공구(8)의 중심축선과 파형성형 헤드의 중심축선 사이의 간격이다.

부시(18)는 자유롭게 회전 가능하도록 볼 베어링에 의해 부분(16)에 저지되는 것이 바람직하다.

제3도는 제2도의 선 A-A를 따라 절개한 단면을 도시한다. 파형성형 디스크(13) 및 부시(18)의 관(7)상에 존재하는 작용점은 축선 Z상에 배치되므로 서로 180

씩 분리되어 있다. 상기와 같이 도시된 배열은 "통상의 경성물질"을 위한 이상적인 배열이다. 굽힘전진 또는 굽힘 후 되는 다음과 같은 요인에 달려있다.

즉, a)관 물질의 특성, b)관의 기하학적 크기, c)파형성형 디스크(13)의 힘의 작용점과 부시(18)의 작용점 상호의 간격(a), d) 파형성형 헤드(6)의 중심축선에 대한 공구(8)의 편심률(e).

예를 들어, 구리와 같은 "연성물질"의 경우에는 롤러 베어링(10)의 후퇴각도는 10

이고, 반면에 스테인레스강과 같은 비교적 "경성물질"의 경우에는 볼 베어링(15)의 전진각도는 15

인 것이 바람직하다. 이와 같은 전진각도와 후퇴각도는 제3도에서 ＋ 및 －로 표시되어 있다.

관(7)의 파형은 제2도에 단지 개략적으로만 도시되어 있다. 사실, 이와 같은 파형성형은 실질상 심도가 더 깊다. 따라서, 예를 들어 40.4

의 내부직경과 0.5

의 벽두께를 가진 매끄러운 구리관은 파형성형된 관으로 변형되는데, 이러한 파형성형된 관의 외부직경은 다시 40.4

가 되고, 개구, 즉 내부직경은 25.7

가 된다.

제4도는 종좌표상에 항복강도를 도시하고 횡좌표상에 길이비 I₀/I₁를 도시한 그림이다. 상기 항복강도는 I₀/I₁의 비가 1 및 1.7의 값 사이에서 증가한다. 이와 같은 증가는 오스테나이트강(상부곡선)의 경우에 가장 현저하다. 구리(하부곡선)의 경우에는 상승이 다소 완만하다. 그보다 더 큰 비에서는 항복강도가 전혀 더 이상 증가하지 않는다. 제5도 내지 제8도는 각기 상술된 공정에 의하여 제조되는 파형성형된 관을 가진 보링구멍 케이블을 도시한 것이다.

제5도 및 제6도에 도시된 케이블은 얇은 폴리이미드층(22)위에 나란히 놓인 3개의 전기도체(21)(개별와이어로된 고체도체 또는 케이블 합성물중 어느하나)으로 구성된다. 상기층(22)은 에틸렌-프로필렌 화합물로 이루어진 실제 전기절연물질(23)위에 배치된다. 이러한 절연물질은 고내열성 내습성 면에서 우수한 성질을 갖는다. 상기층(23) 아래에는 니트릴 고무로된 추가의 층(24)이 배치되어 있다. 이와 같은 물질은 우수한 기계적 특성을 가지며 기름에 대한 저항력이 높다. 층(24)의 외부표면상에는 연속공정으로 각각의 코어에 인가되는 깊게 파형성형된 관(25)에 있다. 이러한 파형성형된 관(25)은 코어를 세로방향으로 들어오는 금속 스트립으로 피복하는 단계와, 상기 금속스트립을 관을 형성하기 위한 코어 둘레에 형성하는 단계와 그리고 세로방향의 시임을 용접하는 단계에 의해 파형이 형성되게 된다. 이와 같은 방식으로 어떤 소망길이의 외장 피복된 코어가 제조될 수 있으므로 케이블 길이의 꼬임을 최소한도로 감소시킬 수 있다. 오스테나이트강의 유리한 방식으로 이루어지는 파형성형된 관(25)은 각 와이어로 이루어진 편성물(braid)(26)내에 피복되어 다시 오스테나이트강내의 외장피복된다. 모두 3개의 코어는 파형성형덮개 즉 파형관(25)와 또한 금속편성물(26)상에 견고하게 부착된 공통 외장피복(27)에 의해 에워싸여져 있다. 상기 외장피복(27)은 코어에 나선형으로 인가된 금속스트립으로부터 형성된다. 2개의 입점권선의 스트립 연부는 발톱(claw)형으로 맞물리므로 각각의 권선들 사이에서 마찰식으로 견고하게 연결로 된다. 외장피복(27)용 재료로써 오스테나이트강을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라서 파형성형된 관(25)은 약50%정도 관이 축소되도록 파형성형된다.

본 발명에 따라 만들어진 다수의 케이블을 압력에 관해 검사하였는데 그 결과 본 발명의 케이블은 깊이 파형성형된 관에 의해 많은 재정적인 지출없이도 340바(bar)이상의 압력에 견딜 수 있다는 것이 검증되었다.

제7도는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 전기케이블에 대한 단면도이고, 제8도는 이에 대한 사시도이다. 구리가 바람직한 3개의 도체는 참조번호(31)로 표시되어 있는데, 이와 같은 도체는 고체도체 또는 케이블 합성물중 어느하나로 형성된다. 상기 도체(31)는 에틸렌-프로필렌 화합물로 이루어진 절연층(32)으로 에워싸여 있다. 이와 같이 절연된 3가지 도체는 함께 권취되는 것이 바람직하다. 상기와 같이 감겨진 도체는 내열성, 내유성 및 내습성을 갖는 니트릴 고무로 이루어진 추가의 절연층(33)으로 에워싸여져 있다. 이러한 절연층(33)에는 관내에 형성되어 용접 및 파형성형되는 세로방향으로 들어가는 금속스트립으로 이루어진 파형성형된 관이 놓인다. 본 발명의 이러한 제조방법 때문에 상기 케이블은 길이가 제한되지 않게 제조될 수 있으므로, 케이블 상호의 꼬임이 충분히 방지될 수 있다. 외장피복(35)은 파형성형된 관의 외장상에 배치되는데, 이러한 외장피복은 큰 꼬임길이로서 인가되는 다수의 와이어로 이루어진다. 외장피복(35)의 와이어와 같은 파형성형된 관(34)은 오스테나이트강으로 이루어진다. 상기 파형성형된 관은 2중벽으로 되는 것이 바람직하다.

스테인레스강으로된 파형성형된 관(34)이 41.5

의 외부직경과 29.8

의 내부직경과 3.9

의 파형성형 피치와, 0.5

의 벽두께와 그리고 5.35

의 파형심도를 가진　전기케이블이 압력실에서 조사되었다.

이러한 케이블은 500kg/

까지의 압력에 견딜 수 있게 되어 있다.

외장피복(35)은 예컨대, 수직케이블 배열의 경우에 케이블 자체의 무게에 의해 파형성형된 관(34)의 신장을 방지하기 위해 제공한다. 이와 같은 이유로 외장피복(35)은 파형성형된 관(34)상에 견고하게 부착시키는 것이 중요하다.

Claims (20)

1. 금속관의 중심선을 형성하는 부시를 통해 매끈한 관을 연속으로 통과시키는 단계와 파형성형 공구에 의해 부시의 뒤쪽에 직접 접촉하는 위치에 상기 관을 위치시켜 상기 매끈한 관의 직경보다 큰 내경을 갖는 상기 파형성형 공구의 파형성형 디스크가 상기 접촉위치에서 관을 가압하며 상기 관상에 파형을 성형하기 위해 파형성형 헤드내에 편심되게 자유롭게 회전하도록 장착되며 상기 통과시키는 단계의 결과 상기 관상의 파형성형부는 상기 디스크 뒤쪽의 관과 함께 이동되며 파형성형된 관부분을 형성하는 단계 및 상기 파형성형된 관부분을 상기 중심선에서 압축공구를 갖는 파형성형 디스크의 접촉위치로 편향시키며 상기 압축공기는 상기 부시와 디스크 사이의 관 굽힘력을 받지않도록 파형성형 디스크가 고정부시 뒤쪽에 이격되어 있는 간격보다 큰 간격만큼 파형성형 디스크 뒤쪽에 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 금속관의 파형성형방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 편향단계의 편향력이 관상의 파형성형 디스크의 순간접촉 위치의 반대쪽에 위치하는 관측면상의 파형성형된 관에 작용하는 것을 특징으로 하는 금속관의 파형성형방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 간격(a)은 관 외경 D의 적어도 0.8D인 것을 특징으로 하는 금속관의 파형성형방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 편향력은 적어도 0.5D의 중심선의 방향에서 측정하여 파형성형 디스크로부터 간격(9)만큼 떨어진 파형성형 관에 작용하는 것을 특징으로 하는 금속관의 파형성형방법.
5. 제4항에 있어서, (a)파형관에 상기 중심선으로부터 편향될 때 갖게되는 편심률 e는 상기 간격과의 관계 e/a가 1이하인 것을 특징으로 하는 금속관의 파형성형방법.
6. 제4항에 있어서, 파형관이 상기 중심선으로부터 편향될 때 갖게되는 편심률 e는 상기 간격(a)과의 관계 e/a가 0.2이하인 것을 특징으로 하는 금속관의 파형성형방법.
7. 관을 파형성형하는 장치로 상기 관을 상기 장치로 통과시키며, 매끈한 관의 중심선을 형성하며 이 관을 지지하는 고정부시와 상기 부시부 뒤에서 상기 관에 작용하는 회전하는 파형성형 공구를 구비하며 상기 파형성형 공구는 회전 가능한 파형성형 헤드를 포함하며 이 헤드에는 파형성형 디스크가 이 디스크와의 접촉위치에서 관을 가압하여 파형성형하도록 편심되어 자유롭게 회전 가능하게 유지되어 있으며 상기 관의 파형성형부는 관을 상기 장치를 통과시킨 결과 상기 파형성형 디스크 뒤에서 상기 관과 함께 이동하여 파형성형된 관부분을 형성하도록 되어 있는 금속관 파형성형장치에 있어서, 상기 파형헤드 뒤쪽에 있는 압축공구를 구비하며 상기 압축공구는 상기 파형성형 헤드와 동일한 속도로 회전하는 동안 상기 파형성형된 관부분에 작용하며 상기 압축공구는 파형성형 디스크가 고정부시 뒤쪽에 이격되어 있는 간격보다 큰 간격만큼 파형성형 디스크 뒤쪽에 이격되어 있으며, 상기 압축공구(8)는 파형성형된 관부분을 상기 중심선으로부터 관상의 파형성형 디스크의 접촉위치쪽으로 편향시키는 수단을 구성하는 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 압축공구는 상기 파형성형 헤드에 고정되는 것을 특징으로 하는 금속관 파형 성형장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 압축공구는 링형상인 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 압축공구는 상기 파형성형 헤드에 고정되는 링 지지체를 포함하며 이 지지체에 링이 장착되는 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 압축공구는 원주방향 및 반경방향 양쪽으로 이동할 수 있도록 파형성형 헤드에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 압축공구는 위치설정링을 포함하며 상기 링 지지체는 상기 위치설정의 삽입에 의해 조절될 수 있는 상기 압축공구와 디스크 사이의 간격을 조절하는 상기 위치설정링을 지지하는 외장을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형장치.
13. 제2항에 있어서, 상기 편향력이 원주방향으로 작용하는 관의 상기 반대쪽 측면상의 구역은 상기 접촉위치의 반대방향으로

    

    30

    

    이내에 있는 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형방법.
14. 제7항에 있어서, 파형성형 디스크의 회전방향에서 본 편향력의 작용점은 상기 관이 연성물질로 이루어지면 상기 접촉위치로부터 180

    

    이하에서 설정되고 비교적 경성물질로 만들어지면 상기 접촉위치로부터 180

    

    이상에서 설정되는 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형방법.
15. 제9항에 있어서, 상기 압축공구는 내부구멍을 갖는 부시(18)로써 형성되며 상기 구멍으로 파형성형된 부분이 연장되며 상기 내부구멍은 단부쪽으로 종입 형상으로 넓어지는 입구 및 출구를 갖는 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형장치.
16. 제7항에 있어서, 파형성형 공정을 개시하기전에 상기 부시를 파형성형 공구로 떨어지게 축방향으로 이동시키는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형장치.
17. 금속관을 파형성형하는 장치로 상기 관을 이 장치로 관통시키는 금속관 파형성형장치에 있어서, 상기 관을 선형으로 안내하는 고정된 안내수단과 상기 파형성형된 관 부분을 형성하도록 압축위치에서 상기 관상에 원주상 파형부를 가압하는 파형성형수단과, 상기 파형성형된 관부분을 압축위치로 굽히도록 상기 파형성형수단 뒤에 있는 굽힙수단을 포함하며 상기 파형성형된 관부분은 상기 파형성형수단의 뒤쪽을 통과하며, 상기 굽힙수단은 파형성형수단이 상기 고정된 안내수단 뒤쪽으로 이격되어 있는 간격보다 큰 파형성형수단으로부터 하측으로 떨어진 간격만큼 떨어져 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 파형성형수단은 상기 원주상 파형성형부를 압축위치에 원주방향으로 주위로 연속하여 압축하며 상기 파형성형부는 관의 원주상 주위로 연속 이동되며, 상기 굽힙수단은 상기 압축위치쪽으로 상기 관의 원주 주위로 연속 이동하는 방향으로 상기 파형성형된 관부분을 연속으로 굽히는 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 파형성형수단은 상기 관의 횡단면 보다 큰 내부구멍을 갖는 환형의 파형성형링과 상기 파형성형부를 상기 관상으로 압축하도록 상기 환형링을 상기 관의 원주 주위로 굴리는 수단을 포함하며 상기 링은 상기 구멍을 관통하는 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 굽힘수단은 내부구멍을 갖는 압축링과 상기 관의 상기 파형성형링의 내부구멍으로 통과하는 곳에 형성된 관의 중심선에 편심되도록 압축링을 회전시키는 수단을 포함하며 상기 파형성형된 관부분을 상기 링으로 압축함으로써 굽히도록 상기 구멍을 통해 통과시키는 것을 특징으로 하는 금속관 파형성형장치.

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