DE2162029A1

DE2162029A1 - Verfahren zum kalibrieren und pruefen von rohren und mechanischer rohrexpander zur ausfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2162029A1
Application number: DE2162029A
Authority: DE
Inventors: Detlef Dr Ing Ramdohr; Helmut Dr Rer Nat Schmitz
Original assignee: Mannesmannroehren Werke AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1971-12-10
Filing date: 1971-12-10
Publication date: 1973-06-14
Also published as: GB1420610A; US3823605A; SE375613B; DE2162029C3; DE2162029B2; FR2164387A5; IT971704B

Description

MANNESMANNRÖHREN-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 4 Düsseldorf 1, Mannesmann-Hochhaus,

"Verfahren zum Kalibrieren und Prüfen von Rohren und mechanischer Rohrexpander zur Ausführung des Verfahrens"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren und Prüfen von Rohren und mechanischer Rohrexpander zur Ausführung des Verfahrens.

Bei der Herstellung längsnahtgeschweißter Rohre mit einem Durchmesser größer etwa 400 mm ist es erforderlich und üblich, das fertige Rohr durch Aufweiten um etwa 1 % zu kalibrieren. Das Aufweiten erfolgt vielfach durch einen mechanischen Rohrexpander, dessen um einen pyramidischen Kern angeordneten Seg-' mente durch axiales Verschieben des Kerns gespreizt werden.

Es ist üblich, die in Rede stehenden Rohre in verschiedenen Festigkeitsstufen nach den einschlägigen Abnahiaevorsehriften z.B. API herzustellen. Dabei sind gelegentliche WerkstoffVerwechslungen im Betrieb nicht ausgeschlossen. Die angewendeten Prüfungen am Blech und an der Schweißnaht mit Ultraschall und

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Durchstrahlung erlauben es, Fehlstellen an den Rohren festzustellen; diese Methoden sprechen jedoch nicht auf Werkstoffverwechselungen an. Es ist deswegen erforderlich, das kalibrierte Rohr in einem besonderen Arbeitsgang und mit größer werdendem Durchmesser stark zunehmendem Aufwand einer Druckprobe zu unterziehen. Die dabei angewendeten hydrostatischen Drücke beanspruchen den Rohrwerkstoff annähernd bis zur Mindeststrecke»grenze der jeweiligen Gütestufe. Dabei sind Rohre minderer Festigkeitsstufe feststellbar. Bei Unaufmerksamkeit des Personals an der Druckpresse kann es zum Bersten des Rohres mit Unfallgefährdung kommen. Außerdem bleiben Rohre mit zu hoher Festigkeit überhaupt unentdeckt.

Andererseits bestehen Vorschriften darüber, daß stichprobenweise von den Rohren eines Loses Ringabschnitte abgetrennt werden, an denen unter anderem Festigkeitsbestimmungen vorgenommen werden. Es ist auch bereits bekannt, die Streckgrenze des Rohrwerkstoffes am Probenring festzustellen, wobei eine Vorrichtung mit um einen pyramidischen Kern angeordneten, spreizbaren Segmenten verwendet wird und die Segmente mit einer die radialen Druckkräfte erfassenden Dehnungsmeßeinrichtung versehen sind. Zur gegenwärtigen Erfindung vermag dieser bekannte Vorschlag jedoch nicht anzuregen, da die Entnahme von Proberingen von jedem Rohr zu aufwendig ist und Werkstoff Verwechslungen nur dann ermittelt werden können, wenn jedes Rohr untersucht wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Stück-für-Stück-Prüfung in der laufenden Fertigung von Rohren auf Werkstoff Verwechslungen, Die weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Fortbildung ©ines mechanischen Rohrexpanders derart, daß beim Kalibrieren der Rohr® mit diesem Festigkeitswerte, insbesondere die Streckgrenze des Rohrwerkstoffes festgestellt werden kann.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Kalibrieren von Rohren aus unlegiertem Stahl durch Einführen eines mechanischen

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Expanders in das Rohr und Spreizen dessen Segmente durch Verschieben eines pyramidischen Kerns, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des Kerns einerseits und eine der Aufweitekraft proportionale Dehnung an den Segmenten andererseits während des Kalibrierens gemessen, und beide Werte einem Zwei-Koordinatenschreiber zugeführt werden, worauf die Aufzeichnung in der Art der Streckgrenzenbestimmung ausgewertet wird.

Durch das vorgeschlagene Verfahren können zufällige sporadisch auftretende Werkstoffverwechslungen ohne nennenswerten Aufwand in der laufenden Fertigung festgestellt werden. Einer besonderen Prüfung bedarf es nicht. Die aufwendige Druckprüfung kann entfallen.

Wegen der hohen Dehngeschwindigkeit beim Kalibrieren der Rohre entsprechend die Bedingungen zwar nicht denjenigen beim Abnahmeversuch zur Bestimmung der Streckgrenze, Versuche haben aber gezeigt, daß die Werte reproduzierbar und die Einrichtung eichfähig ist.

Die Erfindung betrifft außerdem einen mechanischen Rohrexpander mit um einen pyramidischen Kern angeordneten, spreizbaren Segmenten und einem vorzugsweise hydraulischen Verschiebeantrieb für den Kern, wobei die Segmente mit einer die radialen Druckkräfte erfassenden Dehnungsmeßeinrichtung versehen sind. Er ist dadurch gekennzeichnet, daß für den Verschiebeantrieb zwei Antriebsgeschwindigkeitsstufen vorgesehen sind, deren eine Stufe auf die Kalibrierung abgestimmt ist, während die andere Stufe eine Keilverschiebegeschwindigkeit aufweist, die eine für Dehnungs versuche vorgeschriebene oder genormte Dehnungsgeschwindigkeit am Rohrwerkstoff bewirkt wird und daß ferner ein Zwei-Koordinatenschreiber zur Aufzeichnung eines Kraft-Dehnungs-Diagramms mit der Kernverschiebungsmeßeinrichtung und dem Dehnungsmesser verbunden ist.

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Damit wird es ermöglicht, den Abnahmeversuch zur Bestimmung der Streckgrenze des Rohrwerkstoffes mit dem Rohrexpander selbst vorzunehmen, so daß besondere, für große Rohrabmessungen sehr aufwendige Prüfeinrichtungen entbehrlich sind. Die Prüfung wird wie üblich an besonderen Rohrabschnitten vorgenommen, die ohnehin für weitere Prüfungen zu entnehmen ist, oder am ganzen Rohr, so daß für die weiteren Prüfungen nur verhältnismäßig kleine Proben vom Rohr abzutrennen sind.

Der Erfindungsgegenstand wird an Hand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels des Rohrexpanders nachfolgend P näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch den mechanischen Rohrexpander. Er besteht aus den ringförmig auf einem pyramidischen Kern 6 angeordneten Segmenten 5. Der Kern 5 ist mit einer Zugstange 4 versehen, die in einem Gehäuse 3 axial verschieblich gelagert ist. Das freie Ende der Zugstange 4 ist als hydraulischer Kolben 2 ausgebildet und taucht in einen Zylinder 1 ein. Der Kolben ist wechselseitig hydraulisch beaufschlagbar, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Der hydraulischen Verschiebung des Kolbens 2 in dem Zylinder 1 entsprechend dem Pfeil 10 folgt der Kern 6. Die Segmente 5 sind gegen axiale Verschiebung Wk durch das Gehäuse 3 gesichert. Das Gehäuse 3 und der Zylinder bilden einen langen Ausleger eines Ständers, der in einem Rollgang angeordnet ist. Auf dem Rollgang wird das zu expandierende Rohr 9 über den Expander geschoben und abschnittweise aufgeweitet.

Zum Expandieren des Rohres 9 wird der Kolben 2 in der Darstellung nach links gedrückt. Dabei nimmt er den pyramidischen Kern 6 mit, wodurch die Segmente auseinander getrieben werden. Nach erfolgter Aufweitung des Rohrabschnittes wird der Kolben 2 anderseitig hydraulisch beaufschlagt und zusammen mit dem Kern 6 nach rechts verschoben, dabei ziehen sich die Segmente 5 zusammen. Das Rohr

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wird um einen Expanderabschnitt vorgeschoben und es erfolgt ein neues Arbeitsspiel.

Für die radiale Aufweitung der Segmente 5 ist die Verschiebung des Kolbens 2 entsprechend dem Pfeil 10 ein Maß und damit auch ein Maß für die Umfangsdehnung des Rohres 9. Diese Verschiebung des Kolbens 2 wird einem Registriergerät 7 zugeführt, dessen Schreibstift eine Auslenkung in einer Achsenrichtung erfährt.

Der Aufweitung des Rohres widersetzt sich der Rohrwerkstoff entsprechend seiner Festigkeit. Dem Verformungswiderstand des Rohres sind die die Segmente 5 durchsetzende Druckkräfte, sie werden von geeigneten Dehnungsmeßgeräten z.B. Dehnungsmeßstreifen 8 aufgenommen und dem Registriergerät 7 zugeführt. Am Registriergerät 7 bewirken sie eine Auslenkung des Schreibstiftes in der zur Wegrichtung senkrechten Achse. Es entsteht im Registriergerät 7 ein proportional verzerrtes, aber eichfähiges Spannungsdehnungsdiagramm. Die Beurteilung der Rohre auf Werkstoffverwechslungen erfolgt im wesentlichen dadurch, daß die Neigung der Spannungsdehnungslinie im elastischen Bereich und bis zum Beginn der pastischen Verformung beurteilt wird.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche:

My Verfahren zum absatzweisen Kalibrieren und Prüfen von Rohren aus unlegiertem Stahl durch Einführen eines mechanischen Expanders in das Rohr und Spreizen dessen Segmente durch Verschieben eines pyramidischen Kerns, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des Kerns und eine der Aufweitekraft proportionale, in an sich bekannter Weise gemessene Dehnung an den Segmenten während des Kalibrierens gemessen und beide Werte einem Zwei-Koordinatenschreiber zugeführt werden, worauf die Aufzeichnung in der Art der Streckgrenzenbestimmung ausgewertet wird.
2. Mechanischer Rohrexpander zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit um einen pyramidischen Kern angeordneten, spreizbaren Segmenten und einem vorzugsweise hydraulischen Verschiebeantrieb für den Kern, wobei die Segmente mit einer die radialen Druckkräfte erfassenden Dehnungsmeßeinrichtung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß für den Verschiebeantrieb zwei Antriebsgeschwindigkeitsstufen vorgesehen sind, deren eine Stufe auf die Kalibrierung abgestimmt ist, während die andere Stufe eine Keilverschiebegeschwindigkeit aufweist, die eine für Dehnungsversuche vorgeschriebene oder genormte Dehnungsgeschwindigkeit am Rohrwerkstoff bewirkt wird und daß ferner ein Zwei-Koordinatenschreiber zur Aufzeichnung eines Kraft-Dehnungs-Diagramms mit der Kernverschiebungsmeßeij richtung und dem Dehnungsmesser verbunden ist.

Dipl.-

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ORIGINAL INSPECTED