Verfahren und Vorrichtung zum Rückovalisieren von längsnahtgeschweissten Rohren

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Rückovalisieren von längsnahtgeschweißten, insbesondere austenitischen und/oder ferritischen Rohren nach dem Einwalzen der Schweißnahtverdickung mittels einer anstellbaren, die Schweißnaht gegen einen innenliegenden Stützdorn verformenden Walzrolle, welche in einem Gerüst gelagert über einen der Länge des innenliegenden Stützdornes entsprechenden Abschnitt des Rohres bewegt und nach Abschluß des Walzhubes in ihre Ausgangsposition zurückbewegt wird. Um eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Rückovalisieren von längsnahtgeschweißten Rohren nach dem Einwalzen der Schweißnahtverdickung zuchaffen, das bzw. die auch bei kleineren Rohrdurchmessern mit relativ dicker Wand ohne Innenschmierung des Dornes bzw. des Rohres anwendbar ist, wird vorgeschlagen, daß das beim Auswalzen der Schweißnaht ovalisierte Rohr nach Abschluß jedes Walzhubes gleichzeitig über die gesamte Walzhublänge in Richtung der Hauptachsen des ovalen Rohrquerschnittes zusammengedrückt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Rückovalisieren von längsnahtgeschweißten, insbesondere austenitischen und/oder territischen Rohren nach dem Einwalzen der Schweißnahtverdickung mittels einer anstellbaren, die Schweißnaht gegen einen innenliegenden Stützdorn verformenden Walzrolle, welche in einem Gerüst gelagert über einen der Länge des innenliegenden Stützdornes entsprechenden Abschnitt des Rohres bewegt und nach Abschluß des Walzhubes in ihre Ausgangsposition zurückbewegt wird.

[0002] Zum Einebnen der Nantverdickung, die bei der kontinuierlichen WIG- und Plasma-Längsnahtschweißung von austenitischen und ferritischen Edelstahlrohren entsteht, sind verschiedene verfahren bekannt. So erfolgt beispielsweise ein Einhämmern der Nahtverdickung nach verschiedenen Hämmerverfahren, wobei eine Arbeitsrolle radial gegen das durchlaufende Rohr im Nahtbereich geschlagen wird. Innenliegende, tonnenförmige Werkzeuge und gegenüber dem Hammerwerkzeug angeordnete Stützrollen ermoglichen eine Verringerung der Nahtverdickung in Abhängigkeit von der elastischen Rückfederung in der jeweiligen Rohrabmessung.

[0003] Ein anderes bekanntes Verfahren basiert auf dem Einwalzen der Nahtverdickung mit Hilfe einer Walzrolle, die in einem gegenüber dem bewegten Rohr feststehenden Walzgerüst anstellbar angeordnet ist. Der Walzrolle sind innenliegende sowie untere Stützrollen beigeordnet.

[0004] Schließlich ist ein auf dem Einwalzverfahren basierendes System bekannt, bei dem ein in Rohr-Längsachse hydraulisch verfahrbares Walzgerüst Verwendung findet, in dem ebenfalls eine Walzrolle hydraulisch anstellbar gelagert ist. Die Schweißnaht wird während eines Walzhubes durch die Walzrolle geglättet, wobei der Walzhub üblicherweise entgegen der Schweißrichtung ausgeführt wird. Während des Walzens drückt die Walzrolle die Nahtverdickung gegen einen im Inneren des Rohres angeordneten Innendorn, der kraftschlüssig mit dem Rohr mit Schweißgeschwindigkeit vorläuft. Nach Beendigung des Arbeitshubes wird das Gerüst mit geoffneter Walzrolle hydraulisch in die Ausgangsposition zurückgebracht, wobei gleichzeitig der Innendorn in seine Grundposition zurückgezogen wird.

[0005] Beim Einwalzen der Nahtverdickung kommt es darauf an. daß das Spiel zwischen dem innenliegende Dorn und der Innenwandung des Rohres möglichst gering ist, um eine sichere Abstützung während des Walzens zu erzielen. Infolge der wirksamen Verformungskraft der Schweißnaht wird das bearbeitete Rohr in eine ovale Querschnittsform gedrückt, wodurch der mit geringem Spiel im Rohrinneren liegende Dorn eine Reibung an der Rohrinnenfläche erfährt. Das bekannte Verfahren ist nur mit einer Innenschmierung in einem eingeengten Rohrbereich mit günstigem Durchmesser/Wandstärkenverhältnis einsetzbar.

[0006] Um nach Beendigung des Einwalzens der Schweißnaht den Innendorn aus dem bearbeiteten Rohrabschnitt in seine Grundposition zurückziehen zu können, ist es bekannt, örtlich wirkende Reovalisierungsrollen einzusetzen. Mit Hilfe dieser Rollen soll durch Drucken des Rohres in seine kreisrunde Ausgangsquerschnittsform, der Innendorn von der Rohrinnenoberfläche befreit und damit rückziehbar gemacht werden. Dabei hat es sich als Nachteil herausgestellt, daß sich nach einer örtlichen Reovalisierung das Rohr im elastischen Bereich in eine ovale Querschnittsform zurückbildet, so daß es erneut zu einer Reibung zwischen Rohrinnenoberfläche und Dorn kommt, die das Zurückziehen des Dornes be- oder verhindern. Bei den erforderlich relativ großen Dornlängen führen derartige Aufschiebungen am Innendorn zu Beschädigungen der Rohrinnenoberfläche, auch bei innen geschmierten Rohren.

[0007] Bei der Fahrweise ohne Innenschmierung führen kurze Werkzeugstandzeiten zu Produktionsunterbrechungen und schlechten Verbrauchsziffern.

[0008] Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von den geschilderten Problemen und Nachteilen die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Rückovalisieren von längsnahtgeschweißten Rohren nach dem Einwalzen der Schweißnahtverdickung zu schaffen, das bzw. die auch bei kleineren Rohrdurchmessern mit relativ dicker Wand ohne Innenschmierung des Dornes bzw. des Rohres anwendbar ist.

[0009] Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das beim Auswalzen der Schweißnaht ovalisierte Rohr nach Abschluß jedes Walzhubes gleichzeitig über die gesamte Walzhublänge in Richtung der Hauptachsen des ovalen Rohrquerschnittes zusammengedrückt wird. Durch diesen Verfahrensschritt, bei dem eine elastische Reovalisierung des gesamten während eines Walzhubes gewalzten Rohrbereiches gleichzeitig erfolgt, wird der Innendorn während der vorübergehenden Rohr-Rundung gelöst und kann beschädigungsfrei in eine Grundposition zurückgebracht werden.

[0010] Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch zwei beidseitig des Rohres entlang der Walzhublänge angeordnete Lineale, die mit dem Rohrumfang angepaßten Anlageflächen hydraulisch gegen die Rohrflanken pressbar sind.

[0011] Alternativ und gleichwertig kann nach einem anderen Vorschlag der Erfindung vorgesehen sein, entlang der Walzhublänge beidseitig des Rohres zwei Rollenleisten anzuordnen, deren im Abstand hintereinander entlang dem Rohr angeordnete Rollen mit ihren entsprechend geformten Umfangskonturen hydraulisch gegen die Rohrflanken pressbar sind.

[0012] Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lineale oder Rollenleisten außerhalb der Bewegungsbahn des die Walzrolle lagernden Gerüstes angeordnet sind. Durch letzteren Vorschlag wird es ermöglicht, während des Einsatzes der Lineale oder Rollenleisten das Gerüst mit der Walzrolle unbehindert in seine Ausgangsposition zurückzuführen.

[0013] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1

grob schematisch die Ansicht einer erfindungsgemäßen Reovalisierungsvorrichtung,

Fig. 2

die Draufsicht auf die Einrichtung nach Figur 1,

Fig. 3

einen Querschnitt durch das Rohr im Bereich des Gerüstes mit Walzrolle und

Fig. 4

einen Querschnitt durch die Walzrolle im Verformungszustand.

[0014] Die Zeichnungen werden nachfolgend anhand der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert:
In Figur 1 ist mit 1 die Walzrolle bezeichnet, die in dem Walzgerüst 2 anstellbar gelagert ist. Auf der der Walzrolle 1 gegenüberliegenden Seite des mit 3 bezeichneten Rohres ist eine Stützrolle 4 angeordnet, die das Rohr gegen die wirksamen Walzkräfte abstützt. Die erfindungsgemäße Reovalisierungseinrichtung besteht aus einer Vielzahl von hintereinander längs des Rohres angeordneten, mit 5 bezeichneten Prismenrollen, die in einer Rollenleiste 6 (Figur 2) beiseitig des Rohres 3 angeordnet sind. Am Einlauf der Reovalisierungseinrichtung ist bei 7 angedeutet eine Rohrrichteinrichtung vorgesehen, mit der das geschweißte Rohr soweit geradegerichtet wird, daß es störungsfrei die erfindungsgemäße Einrichtung durchlaufen kann. Ein Entdrallgerüst 8 ist auslaufseitig der erfindungsgemäßen Einordnung vorgesehen, um ein Verdrallen des Rohres zu verhindern.

[0015] Wie in Figur 2 erkennbar, ist im Inneren des Rohres 3 ein Innendorn 9 vorgesehen, der über Reibschluß beim Vorschub des geschweißten Rohres mitgenommen wird und zwischen der Walzrolle 1 und der Stützrolle 4 während des Walzhubes im Rohrinneren positioniert ist.

[0016] In Figur 3 sind die Walzrolle 1 und die Stützrolle 4 ebenso erkennbar, wie die seitlich an die Flanken des Rohres 3 anlegbaren Prismenrollen 5, die zusammen mit den sie lagernden Leisten 6 in Pfeilrichtung 10 hydraulisch vom Rohr 3 weg und auf das Rohr 3 hin bewegbar sind. Wie mit dem Doppelpfeil 11 angedeutet, ist die Walzrolle 1 gegen das Rohr anstellbar.

[0017] Figur 4 deutet grob schematisch die in zwei Bewegungsrichtungen bewegbare Walzrolle und Stutzrolle an, wobei im Bereich zwischen Walzrolle 1 und Stützrolle 4 das Rohr mit dem innenliegenden Dorn dargestellt ist.

[0018] Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet wie folgt:
Ein Walzhub beginnt mit dem Anstellen der Walzrolle 1 gegen die Schweißnahtverdickung des durchlaufenden Rohres 3. Der Walzhub erfolgt aus der Grundposition A gegen die oder mit der Durchlaufrichtung des Rohres 3. Hierbei bewegt sich der Innendorn 9 kraftschlüssig mit dem Vorschub des Rohres 3. Am Ende des Walzhubes B (gestrichelte Darstellung) wird die Walzrolle gelöst. Der durch den Walzvorgang flach oval verformte Bereich des Rohres 3 wird nun durch das Anstellen der seitlichen Leisten 6 mit den Prismenrollen 5 über die gesamte Länge des Walzhubes gerundet. Der Innendorn 5 wird so über die gesamte Länge frei und wird in seine Grundposition zurückgezogen, während das Gerüst 2 mit geöffneter Walzrolle 1 in seine Ausgangspositon A zurückgebracht wird. Das Verschieben des Innendorns 5 ohne Schmierung ist unkritisch, weil ein Verklemmen in dem auf seiner ganzen, dem Dorn entsprechenden Länge gerundeten, nicht mehr ovalen Rohr nicht mehr vorkommt. Erst mit dem Öffnen der seitlichen Leisten 6 mit ihren Prismenrollen formt sich das Rohr 3 im elastischen Bereich in die flach ovale Form zurück und der Innendorn läuft mit Beginn des nächsten Walzhubes kraftschlussig vor.

[0019] Gegenüber dem Stand der Technik mit nur örtlicher Reovalisierung wird erreicht, daß das erforderliche Lösen des Dornes 5 über die gesamte Dornlänge gleichzeitig erreicht wird, so daß auf die beim Stand der Technik notwendige Schmierung des Innenrohres bzw. Dornes verzichtet werden kann.

Ansprüche

1. Verfahren zum Rückovalisieren von längsnahtgeschweißten, insbesondere austenitischen und/oder ferritischen Rohren nach dem Einwalzen der Schweißnahtverdickung mittels einer anstellbaren, die Schweißnaht gegen einen innenliegenden Stützdorn verformenden Walzrolle, welche in einem Gerüst gelagert über einen der Länge des innenliegenden Stützdornes entsprchenden Abschnitt des Rohres bewegt und nach Abschluß des Walzhubes in ihre Ausgangsposition zurückbewegt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das beim Auswalzen der Schweißnaht ovalisierte Rohr nach Abschluß jedes Walzhubes gleichzeitig über die gesamte Walzhublänge in Richtung der Hauptachsen des ovalen Rohrquerschnittes zusammengedrückt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
zwei beidseitig des Rohres (3) entlang der Walzhublänge angeordnete Lineale (6), die mit dem Rohrumfang angepaßten Anlageflächen mechanisch oder hydraulisch gegen die Rohrflanken pressbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
zwei beidseitig des Rohres (3) entlang der Walzhublänge angeordneten Rollenleisten (6), deren im Abstand hintereinander entlang dem Rohr angeordnete Rollen (5) mit ihren Umfangskonturen mechanisch oder hydraulisch gegen die Rohrflanken pressbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lineale oder Rollenleisten (6) außerhalb der Bewegungsbann des die Walzrolle (1) lagernden Gerüstes (2) angeordnet sind.

Zeichnung