石油およびガス産業
dataM社と COPRA ソフトウェアは、長年に渡って石油およびガス業界で利用されるさまざまなプロファイル、チューブ、パイプ、ワイヤ圧延工具の設計、開発、FEA 解析に積極的に取り組んできました。
業界からの需要は高く、従来のロール成形による溶接管やパイプから、大口径のケージ成形代替品、さらには多種多様な材料から製造されるオフショアフレキシブルパイプのワイヤー補強材に至るまで、当社の COPRA RF および FEA RF ソフトウェアは、設計および解析サービスとともに世界中で広く使用されており、市場投入までの時間を短縮し、パートナーや世界中のグローバルリーダー企業に大幅なコスト削減をもたらしています。
こうした世界的なパートナーシップのおかげで、当社はこの分野で長年にわたる経験を積むことができ、豊富な専門知識を活かして顧客ベースへのアドバイス、サポート、トレーニングを行うだけでなく、ハイドロフォーミング、曲げ、さらにはロール成形プロファイルの巻き上げを含む高度なシミュレーションサービスも提供し、競争が激しく時間的に制約のある市場に対して最も効果的で革新的なソリューションを開発しています。
以下は、開発において当社の COPRA ソフトウェアが積極的に使用されているジオメトリの例です。
- 縦溶接パイプ
- 成形パイプとチューブ
- 石油国管材
- オフショア複合フレキシブルパイプ
ロール成形の応用分野
深海石油・ガス採掘のためのフレキシブルパイプ建設の最適化
深海の石油・ガス資源の開発は、探鉱と輸送における大きな課題です。この目的に最適なのは、1000メートル以上の深度における巨大な圧力に耐え、耐腐食性があり、再利用も可能な、柔軟性の高い多層パイプです。
建設業においては、様々な金属材料を用いた特殊形状の補強材の設計が特に重要です。複雑な設計およびシミュレーションプロセスには、 data M Sheet Metal Solutions社が開発したロールフォーミング用のCOPRA RFソフトウェアが専門的な基盤を提供します。このソフトウェアは、ワイヤーおよびシートメタルプロファイル、必要なロール成形ツール、そして金属プロファイルの巻き上げプロセスを最適化し、安定したパイプカーカスを形成します。幅広い機能を備えたこのソフトウェアは、設計プロセスにかかる時間を大幅に短縮し、高性能シミュレーションによって設計エラーのリスクを大幅に排除します。
特殊ソフトウェアが柔軟な巻き付けプロファイルのカーカスの設計プロセスを簡素化
パイプの内層は、パイプの長手方向に沿って巻き付けられた金属製の補強プロファイルで構成され、プロファイル同士が互いに嵌合して形状を形成しています。カーカスの製造工程では、まず金属板をロール成形し、その後巻き上げるため、材料に二重の応力がかかります。巻き上げ工程でよく発生する問題は、プロファイルのエッジに波打ちが生じることです。
巻き上げ工程開始時のプロファイルが一定の許容範囲内にない場合、カーカスの安定性と柔軟性は保証されません。カーカスが破損した場合、その影響は控えめに言っても甚大なものとなり得ます。
継続的なプロセスチェーンによりタイムリーな障害検出が可能
この種の複雑な設計プロセスに対して、dataM社 は、プロファイルとツール設計用の COPRA RF、およびロール成形工程と巻き上げプロセスをシミュレートする COPRA FEA RF など、試行錯誤を重ねて徹底的に設計されたソリューションを提供します。
COPRA FEA RFシミュレーションは、事前に生成されたプロファイルとツールデータをインポートし、プロファイルに現れる変形を計算します。カーカス巻き上げ工程のシミュレーションでは、最初のステップ（板金のロール成形）で得られる材料変形に関するすべての情報を含めることができるため、良好なシミュレーション結果が得られれば、その後の実稼働における問題がほぼ確実に排除されます。
FEAシミュレーションでは、様々な調査を画面上で直接行うことができます。つまり、試作やマシンのセットアップを行う必要はありません。設計者は、異なる材料の影響についてより深く理解したり、計画されている巻き上げ工程の最小半径を決定したりするためのシンプルな手段を得ることができます。各シミュレーションから得られる具体的かつ新たな知識は、将来のプロジェクトにおいて貴重なサポートとなります。
COPRA RF Wire Rollingはソリッドメタルロール成形をサポートします
フレキシブル搬送パイプの製造におけるもう一つの課題は、耐圧アーマーです。これもZ字型プロファイルから巻き取り加工によって製造されます。このプロファイルの原料は丸鋼で、まずZ字型に成形するためにロール成形する必要があります。
直径最大32mmの材料をZプロファイルにロール成形するには、高性能なツールやマシン、そして経験豊富な設計者が必要です。COPRA RF Wire Rollingソフトウェアは、例えば、所望するプロファイルの開始断面と終了断面に基づいて、個々のロール成形ステーションを自動構成するなど、非常に効率的な支援手段となります。さらに、経験値に基づいてロール成形ステーションをインタラクティブに構成することで、プロセスが最適化されます。設計者が計画するロール成形ステーションを描画すると、必要なすべてのロール成形ツールの輪郭が自動生成されるか、またはインタラクティブに生成されます。
この生成されたツールロールをCOPRA FEA RF Wire Rollingによって簡単かつ迅速に検証できることは、dataM社によるロール成形ソリューションの重要な要素です。このソフトウェアは、プロセス全体を20～30分で解析できるほど強力であるため、非常に短時間で修正された結果が得られます。
