Finite Element Analysis of TEE Forming for HDPE Pipe

HDPE 관의 TEE 성형에 대한 유한요소해석

TEE Forming process for HDPE(High Density PolyEthylen) pipe has been analyzed by using rigid plastic finite element code, DEFORM-3D. TEE of HDPE pipes is necessary to connect main pipe with branch pipe and change the flow direction of hot water. A HDPE pipe is used as a insulator to maintain the temperature of hot water A butt welding process through TEE forming for a HDPE pipe is a updated process improving the strength of welding part compared to conventional extrusion welding process. The Experiment of Hot and Cold Forming have been performed. The design parameters such as a initial hole shape have been obtained through rigid-plastic finite element analysis, which is applied to the actual manufacturing process.

본 논문에서 HDPE 관의 일체형 TEE성형 공정은 강소성 유한요소 해석 프로그램인 DEFORM-3D를 이용하여 해석을 하였다. 이중 보온관에서 외관으로 사용되는 HDPE 관은 관을 통하여 흐르는 온수의 온도를 유지하기 위한 관으로, TEE는 주관에 가지관을 연결하여 열의 수송방향을 바꾸는 역할을 한다. TEE제작에 압출 용접(Extrusion Welding)을 사용하는 기존의 방법으로는 이음부에서 강도가 취약한 문제점이 발생하기 때문에 HDPE 관을 성형시켜 TEE 형태로 일체화시킨 후에 맞대기 용접(Butt Welding)을 하는 방식을 제안하였다. 열간과 냉간 성형 실험을 실시하였고, 초기 구멍 형태에 따른 모델 파라미터가 강소성 유한요소해석에 의해 규명되어 졌으며, 이는 실제의 제품 제조 공정에 적용되어 졌다.