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Vorrichtung zum hydraulischen Verformen von Rohrenden
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum hydraulischen Anpressen
von induktiv erwärmten Enden eines rohrförmigen Formstückes an eine unter erhöhtem
Druck stehende Rohrleitung, deren Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser
des Formstückes.
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Es ist häufig notwendig, bereits verlegte Rohrleitungen größeren Durchmessers
z. B. Ferngasleitungen mit neuen Abzweigleitungen zu versehen, Absperrorgane einzubauen
oder Schäden an der Rohrleitung zu beheben. Zu diesen Arbeiten werden meistens Formstücke
verwendet, z. B. Schweißüberschieber oder T-Stücke, die auf die bereits verlegte
Rohrleitung aufgeschweißt werden. Der Innendurchmesser dieser Formstücke ist immer
größer als der Außendurchmesser der Rohrleitung. Da es ziemlich zeit- und materialaufwendig
wäre, diesen Spalt zwischen Innendurchmesser des Formstückes und Außendurchmesser
der Rohr leitung mit Schweißwerkstoff auszufüllen und außerdem durch die vielen
Schweißraupen Spannungen auftreten können, verformt man die Enden des Formstückes
so, daß sie an der Rohrleitung anliegen. Dazu werden bisher die Enden der Formstücke
abschnittweise auf die Verformungstemperatur erwärmt und manuell mit einem Hammer
verformt. Warmverformungsvorgänge sollen in einem bestimmten, je nach Werkstoff
unterschiedlichen Temperaturbereich erfolgen. Bei Feinkornbaustählen, die hauptsächlich
für Formstücke verwendet werden, liegt dieser Verformungstemperaturbereich zwischen
800 ° C und 1050 ° C. Wird außerhalb dieses Temperaturbereiches verformt, verschlechtern
sich bestimmte Werkstoffeigenschaften, z.B. die Kerbschlagzähigkeit.
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Nachteilig beim mav.ue-l-.en Verformen der Formstückenden ist außerdem,
daß die Verformung nicht gleichmäßig über den Umfang erfolgt, sondern abschnittweise,
was Dellen und damit Wanddickenverminderung am verformten Rohrende zur Folge haben
kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, bei deren
Anwendung die vorstehenden Nachteile nicht auftreten.
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Mit der Vorrichtung sollen Formstückenden in einem bestimmten Temperaturbereich
gleichmäßig verformt werden, ohne daß die Rohrleitung beschädigt wird. Ein bestimmter
Verformungstemperaturbereich soll genau eingehalten werden. Da bei angelieferten
Rohrabschnitten nur die Enden kalibriert sind und da oftmals die Rohre gekürzt werden
müssen, besteht eine weitere Aufgabe darin, unrunde Rohrenden so zu verformen, daß
der Außendurchmesser des Rohrendes in allen Richtungen gleich groß ist.
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Diese Aufgaben werden durch eine Vorrichtung mit den im kennzeichnenden
Teil der Ansprüche 1 bis 4 genannten Merkmalen gelöst.
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Aufbau und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden
nachstehend unter Bezug auf die in den Figuren 1, 2 und 3 dargestelltenbeispielsweisehÅusführungsformen
näher erläutert.
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F i g . 1 zeigt die Vorderansicht der Erfindung.
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F i g . 2 zeigt einen Schnitt A-B durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.
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F i g. 3 zeigt die Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum hydraulischen Anpressen von Formstückenden
wird an der Einsatzstelle an einen Kran gehängt, auseinandergeklappt und zentrisch
über die Rohrleitung, auf der sich das Formstück befindet, positioniert. In die
Nähe des Formstückrandes werden Glühkabel (12) gelegt, die den Formstückrand induktiv
auf Verformungstemperatur erwärmen.
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Die zwei Teile des Tragrahmens 3 sind über das Montagegelenk 4, das
auch eine öse zur Aufnahme des Kranhakens aufweist, miteinander gelenkig verbunden.
Nach Öffnen des gegenüber dem Montagegelenk 4 gelegenen Verschlusses 5 läßt sich
der Tragrahmen 3 aufklappen; Wird der Verschluß 5 geschlossen, sind die beiden Teile
des Tragrahmens 3 fest miteinander verbunden.
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An diesem Tragrahmen 3 sind acht Hydraulikzylinder 6 gelenkig aufgehängt
sowie vier zylinderförmige Führungen 10 angeschweißt.
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Jeweils zwei Hydraulikzylinder 6 sind mit je einem kreissegmentförmigen
Drucksegment 7 gelenkig verbunden, acht Hydraulikzylinder also mit vier Drucksegmenten
7. Diese dienen zur übertragung der von den Hydraulikzylindern 6 aufgebrachten Verformungskraft
auf das Formstückende 2. Auf jedes Drucksegment 7 ist ein Drucksegmentführungsstempel
11 aufgeschweißt, der in der am Tragrahmen 3 angebrachten Führung 10 in axialer
Richtung beweglich angeordnet ist. An einer Seite der Drucksegmente 7 befinden sich
kreissegmentförmige Abstandhalter 8. Der Abstand von der Unterseite der Abstandhalter
8 bis zur Unterseite der Druckstücke 7 ist geringfügig größer als die Wanddicke
des Formstückendes 2 unmittelbar nach dem Verformen. Nach dem Verformungsvorgang
darf das Formstückende 2 die Rohrleitung 1 noch nicht berührten, Ein geringer Abstand
zwischen Formstückinnendurchmesser und Rohrleitungsaussendurchmesser ist notwendig,
da das Formstückende infolge der Abkühlung von der Verformungstemperatur auf Umgebungstemperatur
noch schrumpft. Es muß auch beracksichtigt werden, daß sich die Rohrleitung 1 während
der Erhitzung des Formstückendes ebenfalls erwärmt, und zwar in Abhängigkeit von
Art und Menge des durch die Rohrleitung strömenden Mediums. Der Durchmesser der
Drucksegmente entspricht dem Durchmesser des Formstückendes nach der Verformung,
um eine gleichmäßige Werkstoffverteilung beim Verformen entlang des Umfanges zu
gewährleisten.
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Da die Hydraulikzylinder 6 unterschiedliche Reibungsbeiwerte aufweisen
und um den Einfluß des Gewichtes auszugleichen, sind an den Drucksegmenten 7 Mitnehmer
9 angeordnet, die jeweils in das angrenzende Drucksegment 7 hineingreifen und diesesmitnehmen.
Auf diese Weise werden alle Drucksegmente 7 gleichmäßig vorgedrückt.
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Die Mitnehmer 9 sind elektrisch isoliert um zu verhindern, daß sich
die Drucksegmente 7 bei der induktiven Erwärmung des Formstück endes 2 miterwärmen.
Die Glühkabel 12 für die induktive Brwärmung sind unmittelbar neben den Drucksegmenten
7, von diesen durch eine Isolierscheibe 13 getrennt, angeordnet.
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Figur 3 zeigt die Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform des
Erfindungsgegenstandes. Auf jedem Drucksegment 7 ist starr je ein Hydraulikzylinder
6 mittig angeordnet und mit dem Tragrahmen 3 starr verbunden. Parallel zu dem Hydraulikzylinder
6 sind auf jedem Drucksegment 7 zwei Drucksegmentführungsstempel 11 befestigt, die
in je einer am Tragrahmen 3 angeschweißten Führung 10 geführt werden.
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Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist besonders vorteilhaft
bei Rohrdurchmessern von 500 mm und mehr.
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Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtunq bestehen
darin, daß durch die Möglichkeit der genauen Einhaltung des empfohlenen Warmverformungstemperaturbereiches
eine negative Veränderung von Werkstoffeigenschaften ausgeschlossen wird.
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Außerdem werden die Formstückenden gleichmäßig verformt, ohne daß
Dellen und damit Wanddickenverminderungen auftreten. Durch die genaue Einhaltung
einer bestimmten Verformungskraft wird verhindert, daß die Rohrleitung, auf die
das Formstück aufgescbweißt werden soll, beschädigt wird. Außerdem kann die Vorrichtung
dazu verwendet werden unrund gewordene Rohrenden rund zu verformen.
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