(57) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Längsstauchnähten, die sich
bei der Warmanstauchung von Rohrenden mittels paarweise zusammengepreßter Stauchhalbschalen
und einem axial drückenden, einen Stoßkragen aufweisenden Stützdorn bilden. Um ein
Verfahren anzugeben, das in den Fertigungsprozeß integrierbar ist und mit dem in einfacher
und kostengünstiger Weise die sich bei der Warmanstauchung von Rohrenden gebildeten
Längsstauchnähte beseitigt werden können, so daß mit der besseren Oberfläche die
nachfolgende maßliche Bearbeitung qualitäts- und leistungsmäßig gesteigert werden
kann und die Dauerfestigkeit hochbeanspruchter Rohrverbindungen nicht gemindert wird,
wird vorgeschlagen, daß unmittelbar nach Beendigung des Stauchprozesses die zusammengepreßten
Stauchhalbschalen geöffnet und der Stützdorn zurückgezogen wird und nach dem Herausheben
des Rohrendes aus dem Werkzeug die sich gebildeten Längsstauchnähte um einen vorgegebenen
Winkelbetrag aus der Teilungsebene der Stauchhalbschale bewegt werden und anschließend
das Rohrende unter Einhaltung seiner vormals axialen Stellung zum Werkzeug erneut
in die Arbeitsebene gedrückt und nach Einfahren des Stützdornes radial nachgepreßt
wird, ohne daß der Stoßkragen dabei axiale Stauchkräfte ausübt.
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Längsstauchnähten gemäß
dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.
[0002] Bei der Herstellung von miteinander verschraubbaren Rohren für die Erdöl- und Erdgasindustrie
muß je nach Belastung im Einsatzbereich und Typ des geschnittenen Gewindes die Wanddicke
im Endenbereich erhöht werden. Dies erfolgt in bekannter Weise dadurch, daß eine bestimmte
Länge am Rohrende in einer Stauchmaschine warmgestaucht und dadurch die Wanddicke
vergrößert wird. Bei diesem Prozeß bilden sich im Stauchbereich an der Außenseite
des Rohrendes Längsstauchnähte, da die die beiden Stauchhalbschalen zusammenpressenden
Zuganker während des Stauchens elastisch gedehnt werden und in den dabei entstehenden
Spalt zwischen den beiden Stauchhalbschalen Material fließt. Durch dieses Fließen
werden außerdem mit zunehmender Anzahl der Stauchungen auch nach und nach die Kanten
der Stauchhalbschalen in einem bestimmten Bereich verschlissen, so daß der Spalt immer
größer wird. Die Längsstauchnähte sind für die anschließende maßliche Bearbeitung
auf einer Drehmaschine störend, da der ungestörte Spanfluß an dieser Stelle behindert
wird und die stoßartige Belastung zu einem erhöhten Verschleiß des Werkzeuges führt
und die Lagerung des Werkzeughalters in Mitleidenschaft gezogen wird. Selbst bei einer
Inkaufnahme der Belastung der Werkzeugmaschine sind diese Nähte trotzdem störend,
da sie zu einem radialen Versatz des zu bearbeiteten Rohrendes im Spannfutter der
Drehmaschine führen.
[0003] Bisher ist es bekannt, daß die sich bildenden Längsstauchnähte manuell durch Schleifen
beseitigt werden. Dieses manuelle Verputzen der warmangestauchten Rohrenden ist aufgrund
des Personalaufwandes kostenintensiv und die erreichte Oberflächenqualität auch von
der subjektiven Beurteilung des Bedienungsmannes abhängig. Für hochbelastete Rohrverbindungen
bildet das Handschleifen auch eine Gefahr, da je nach Qualität der manuellen Schleifarbeiten
schädliche Kerben gebildet werden können, die zu Ausfällen der Gewindeverbindung führen.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das in den Fertigungsprozeß
integrierbar ist und mit dem in einfacher und kostengünstiger Weise die sich bei der
Warmanstauchung von Rohrenden gebildeten Längsstauchnähte beseitigt werden können,
so daß mit der besseren Oberfläche die nachfolgende maßliche Bearbeitung qualitäts-
und leistungsmäßig gesteigert werden kann und die Dauerfestigkeit hochbeanspruchter
Rohrverbindungen nicht gemindert wird.
[0005] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen festgelegt.
[0006] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die gebildeten Längsstauchnähte unmittelbar
nach Beendigung des Stauchprozesses in Form eines angehängten weiteren Fertigungsschrittes
bei gleicher Wärme beseitigt. Dazu wird das Rohr, nachdem die Stauchhalbschalen geöffnet
wurden und der Stützdorn zurückgezogen und das Rohrende aus dem Werkzeug herausgehoben
worden ist, um einen vorgegebenen Winkelbetrag gedreht und anschließend wieder in
den Arbeitsbereich herabgelassen. Die Stauchnähte liegen dann nicht mehr in der ursprünglichen
Teilungsebene der Stauchhalbschalen, sondern um den vorgegebenen Winkelbetrag versetzt
in der jeweiligen Stauchhalbschale. Alternativ zur Drehung des Rohres ist auch eine
Drehung des Werkzeugsatzes vorstellbar. Dies bedeutet aber einen nicht unerheblichen
Aufwand in der Konstruktion der Stauchmaschinen und die bereits vorhandenen Maschinen
müssten dazu umgerüstet werden. Nach dem erneuten Schließen der Stauchhalbschalen
wird das überstehende Stauchnahtmaterial radial weggedrückt, wobei der eingefahrene
Stützdorn eine Ovalisierung des Innendurchmessers verhindert. Wesentlich dabei ist,
daß die beim Stauchprozeß gebildeten Nähte in ihrer Querschnittsgeometrie so ausgebildet
sind, daß das Wegdrücken begünstigt wird und keine Fältelungen entstehen können. Dies
wird am ehesten dadurch erreicht, wenn die gebildete Stauchnaht linsenförmig ausgebildet
ist mit nur einer geringen radialen Erstreckung und mit abgerundeten Übergängen in
den umgebenden Bereich. Des weiteren kann eine Fältelung auch dadurch vermieden werden,
wenn die Drehung der Rohre in einem Bereich um 90 Grad erfolgt, so daß der Scheitelbereich
der Stauchhalbschale möglichst symmetrisch auf die Stauchnaht drückt und das Material
im Idealfall gleichmäßig nach beiden Seiten wegfließt. Um Kosten zu sparen, ist eine
Nacherwärmung des gestauchten Rohrendenbereiches nicht vorgesehen, sondern die noch
vom Stauchprozeß verbliebene ausreichende Restwärme soll für das Beseitigen der Stauchnähte
genutzt werden.
[0007] Je nach Maschinentyp sind zwei Verfahrenswege möglich. Bei einer Stauchmaschine mit
nur einem Werkzeugsatz und einem hydraulisch verfahrbaren Stützdorn erfolgt die Nachpressung
im gleichen Werkzeugsatz, wobei der Stützdorn nicht ganz voll eingefahren wird, um
eine wenn auch geringfügige axiale Anstauchung in jedem Fall zu vermeiden. Wesentlich
bei der Drehung des Rohres ist, daß die axiale Stellung des Rohrendes zum Werkzeug
beibehalten wird, da ansonsten die bereit angestauchte Kontur beeinträchtigt wird.
Das Einfahren des Stützdornes ist erforderlich, damit beim Nachpressen die innere
Kontur erhalten bleibt und der Querschnitt nicht oval gedrückt werden kann.
[0008] Bei einer Stauchmaschine mit zwei Werkzeugsätzen wird die Nachpressung im zweiten
parallel dazu liegenden Werkzeugsatz durchgeführt, wobei man dann die Möglichkeit
hat, die innere Kontur der Stauchhalbschalen im Hinblick auf ein leichteres Wegdrücken
der Nähte zu modifizieren. Außerdem kann man bei einer solchen Kombination einen Stützdorn
ohne Stauchkragen verwenden, so daß die Einfahrbegrenzung für den Stützdorn ohne Bedeutung
ist.
[0009] Das vorgeschlagene Verfahren kann man im Hinblick auf eine möglichst glatte Oberfläche
im Rohrendenbereich bei Mehrfachstauchungen nach jedem Stauchprozeß durchführen, in
jedem Fall aber nach dem letzten Stauchprozeß. Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens
liegt darin, daß das manuelle Verputzen entfallen kann. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens
ist darin zu sehen, daß die vorhandenen Stauchmaschinen ohne jegliche Veränderung
benutzt werden können und der erforderliche Umbau im Zuführbereich konstruktiv einfach
und kostenmäßig gering ist.
[0010] Im Falle von ein- und mehrstufigen Stauchmaschinen bedeutet das Nachpressen keinen
Verlust an Taktzeit, da für die Kühlung, Säuberung und Schmierung des Werkzeugsatzes
entsprechend Zeit für die radiale Nachpressung bleibt. Dabei ist zu beachten, daß
die effektive Taktzeit für das Warmanstauchen von Rohrenden nicht durch das Stauchen
und die Nachbehandlung des Werkzeugsatzes, sondern durch die Erwärmung der Rohrenden
in den vorgeschalteten Induktionsspulen bestimmt wird.
[0011] Das bereits angesprochene Problem das allmählichen Kantenverschleisses der Stauchhalbschalen
ist für das erfindungsgemäße Verfahren ohne Bedeutung, da die dabei entstehende Geometrie
der Nähte dem möglichst fältelungsfreien Wegdrücken des Materiales entgegenkommt.
Die Größe des Volumens des wegzudrückenden Materials spielt bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren eine untergeordnete Rolle, während beim manuellen Schleifen der zeitliche
Aufwand direkt proportional zum steigenden Volumen der Naht ansteigt.
1. Verfahren zur Beseitigung von Längsstauchnähten, die sich bei der Warmanstauchung
von Rohrenden mittels paarweise zusammengepreßter Stauchhalbschalen und einem axial
drückenden, einen Stoßkragen aufweisenden Stützdorn bilden,
dadurch gekennzeichnet,
daß unmittelbar nach Beendigung des Stauchprozesses die zusammengepreßten Stauchhalbschalen
geöffnet und der Stützdorn zurückgezogen wird und nach dem Herausheben des Rohrendes
aus dem Werkzeug die sich gebildeten Längsstauchnähte um einen vorgegebenen Winkelbetrag
aus der Teilungsebene der Stauchhalbschale bewegt werden und anschließend das Rohrende
unter Einhaltung seiner vormals axialen Stellung zum Werkzeug erneut in die Arbeitsebene
gedrückt und nach Einfahren des Stützdornes radial nachgepreßt wird, ohne daß der
Stoßkragen dabei axiale Stauchkräfte ausübt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Kontur, der tragende Querschnitt und das Elastizitätsverhalten des
Werkzeuges so aufeinander abgestimmt werden, daß sich eine linsenförmige Stauchnaht
bildet.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr bei stillstehendem Werkzeug um den vorgegebenen Winkelbetrag gedreht
wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vorgegebene Winkelbetrag im Bereich um 90 Grad liegt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die radiale Nachpressung dasselbe Stauchhalbschalenpaar wie für die vorhergehende
Anstauchung verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die radiale Nachpressung ein zweites parallelliegendes Stauchhalbschalenpaar
verwendet wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei mehrstufigen Stauchungen die radiale Nachpressung wahlweise nach jedem oder
nach einem bestimmten Stauchschritt durchgeführt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die radiale Nachpressung nur nach dem letzten Stauchprozeß durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Nachpressung der Stützdorn bis zu einer vorgegebenen Länge eingefahren
wird.
10. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der radialen Nachpressung ein Stützdorn ohne Stoßkragen verwendet wird.