DE3511773C1 - Vorrichtung zum Innenhärten von Rohren - Google Patents

Description

• Eine andere Ausführungsform sieht nach Anspruch 6 vor, daß die Gasströmung umfangsseitig des Brausekopfs zwischen dem Brenner und den Ausströmöffnungen der Wasserbrause vorgesehen ist. Auch kann diese Ausführungsform mit derjenigen mit den Merkmalen des Anspruchs 5 kombiniert werden. Vorteilhaft ist es jedenfalls bei einer Anordnung einer Gasströmung umfangsseitig des Brausekopfs, daß durch die dann erfolgende Trennung des Flammbereichs vom Kühlbereich immer ein erwärmter Wandabschnitt vorhanden ist, dessen Temperatur von innen exakt permanent gemessen und zur Bestimmung der Vorschubgeschwindigkeit des jeweils zu härtenden Rohrs herangezogen werden kann.
• Diese vorteilhafte Eigenschaft kann nun insbesondere bei Doppellagenrohren genutzt werden. Bislang ist es bei Doppellagenrohren nämlich nicht möglich, ständig die Wandtemperatur des zu härtenden Innenrohrs im Bereich zwischen der Erwärmung und der Kühlung feststellen zu können, damit stets die optimale Vorschubgeschwindigkeit eingehalten werden kann.
• Zu diesem Zweck wird nun gemäß Anspruch 7 im Brausekopf oder im Bereich dahinter ein die Rohrwandtemperatur ständig ermittelndes Meßgerät vorgesehen.
• Dieses Meßgerät kann nach Anspruch 8 ein Infrarot-Meßgerät sein.
• Das Meßgerät kann wie gesagt, in den Brausekopf direkt integriert sein. Sind die zu härtenden Rohre im Durchmesser jedoch so klein, daß es mit noch vertretbarem Aufwand nicht mehr sinnvoll ist, ein Meßgerät in den Brausekopf einzugliedern oder doch zumindest im Bereich des Brausekopfs anzuordnen, gelangen die Merkmale des Anspruchs 9 zur Anwendung. Jetzt kann ein Meßgerät in axialer Verlängerung des Brausekopfs im Dorn oder umfangsseitig des Dorns im gekühlten Bereich vorgesehen werden. Die Wärmestrahlen werden über den im Brausekopf angeordneten Reflektionsspiegel dann von der zu messenden Rohrwand einwandfrei auf das Meßgerät übertragen. Der Reflektionsspiegel ist zweckmäßig in einem Winkelkanal des Brausekopfs vorgesehen.
• Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 im vertikalen Längsschnitt einen Längenbereich eines zu härtenden Doppellagenrohrs mit einer Härtevorrichtung in der Seitenansicht; F i g. 2 einen Teil des Längenbereichs des Doppellagenrohrs gemäß F i g. 1 mit einer Härtevorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform in der Seitenansicht; F i g. 3 einen Teil des Längenbereichs des Doppellagenrohrs gemäß Fig. 1 mit einer Härtevorrichtung entsprechend einer dritten Ausführungsform in der Seitenansicht und F i g. 4 einen Teil des Längenbereichs des Doppellagenrohrs der F i g. 1 mit einer Härtevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform in der Seitenansicht, teilweise im Schnitt.
• Mit 1 ist in den F i g. 1 bis 4 ein Längenbereich eines Doppellagenrohrs bezeichnet, wie es beispielsweise zum Transport von Feststoffen, wie Sanden, Verwendung findet. Derartige Doppellagenrohre 1 sollen ein gehärtetes Innenrohr 2 zur Erhöhung der Standzeit und ein demgegenüber relativ weiches Außenrohr 3 aufweisen, um z. B. beim Transport Stoßbeanspruchungen vom gehärteten Innenrohr 2 abzuhalten.
• Der Härtevorgang wird mit einem Dorn 4 durchgeführt, an dessen Spitze ein Leistenbrenner 5 vorgesehen ist, aus dem in leicht schräg gerichteter Konfiguration brennende Gasstrahlen austreten und die Rohrinnenwand 6 bei der Relativverlagerung (Pfeil) von Dorn 4 und Rohr 1 kontinuierlich erwärmen.
• Hinter dem Leistenbrenner 5 ist ein Brausekopf 7 vorgesehen, an dessen Rückseite eine ringförmige Wasserbrause 8 mit nach rückwärts geneigt austretenden Wasserstrahlen angeordnet ist.
• Im Abstand hinter dem Brausekopf 7 ist bei der Ausführungsform der F i g. 1 ein den die nicht näher dargestellten Gas- und Wasserleitungen tragender Dorn 4 umfassender Ringkragen 9 vorgesehen. Der Ringkragen 9 besitzt umfangsseitig Luftauslaßöffnungen, die mit einer nicht näher veranschaulichten Druckluftzuleitung im Dorn 4 in Verbindung stehen. Die Richtung der Luftströmung 10 ist leicht schräg nach vorne gerichtet.
• Mit Hilfe der Luftströmung 10 wird eine radiale Barriere errichtet, welche verhindert, daß eine durch das Kühlwasser initierte Sogwirkung Flammen aus dem Verbrennungsraum 11 hinter dem Brenner 5 über den Ringspalt 12 umfangsseitig des Brausekopfs 7 in den Kühlbereich zieht und damit die der Rohrwandung 6 zugeführte Erwärmungsenergie senkt.
• Bei der Ausführungsform der F i g. 2 ist die Luftströmung 10a vor der Wasserbrause 8, und zwar zwischen dem Brausekopf 7 und der Rohrinnenwand 6 angeordnet.
• Die F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die barriereartige Luftströmung 10 gemäß F i g. 1 und die Luftströmung lOa gemäß F i g. 2 kombinativ angewendet sind.
• Bei Anordnung einer Luftströmung 10a umfangsseitig des Brausekopfs 7 stellt sich die Wirkung ein, daß der Ringspalt 12 von Flammen freigehalten wird. Dadurch besteht die Möglichkeit, den Wandabschnitt zwischen der Wasserbrause 8 und dem Verbrennungsraum 11 auszunutzen, um hier die Temperatur des Innenrohrs 2 permanent exakt überwachen zu können.
• Zu diesem Zweck kann nun direkt in den Brausekopf 7 ein Meßgerät 13, insbesondere ein Infrarot-Meßgerät, eingebaut sein. Dies ist in der F i g. 3 in strichpunktierter Linienführung veranschaulicht.
• Ist jedoch das zu härtende Rohr 1 im Durchmesser so klein, daß in den Brausekopf 7 kein Meßgerät eingebaut werden kann, so wird gemäß der Ausführungsform der Fig.4 ein winkelförmiger Kanal 14 im Brausekopf 7 angeordnet und im Scheitel des Kanals 14 ein Reflektionsspiegel 15 eingebaut. Das Infrarot-Meßgerät 13a wird nunmehr hinter dem Brausekopf 7 im bereits kühleren Bereich vorgesehen. Die Wandtemperatur des Innenrohrs 2 kann nunmehr über den Winkelkanal 14 und den Reflektionsspiegel 15 vom Meßgerät 13a festgestellt werden.
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Claims (9)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Innenhärten von ein- oder mehrlagigen Rohren, welche an der Spitze eines zu den Rohren relativverlagerbaren Dorns einen Gasbrenner und im Abstand dahinter eine insbesondere ringförmige Wasserbrause aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Bereich vor und/oder hinter der Wasserbrause (8) mindestens eine Barriere aus einer etwa radial gerichteten Gasströmung (10, 10a) zwischen dem Dorn (4) und der Rohrinnenwand (6) vorgesehen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmung (10, 10a) vorerwärmt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmung (10, 10a) leicht in Richtung zum Brenner (5) geneigt ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmung (10, 10a) aus Druckluft besteht.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmung (10) im Bereich hinter der Auftreffzone der Wasserbrause (8) an der Rohrinnenwand (6) vorgesehen ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmung (iOa) umfangsseitig des Brausekopfs (7) zwischen dem Brenner (5) und den Ausströmöffnungen der Wasserbrause (8) vorgesehen ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Brausekopf (7) oder in dem Bereich dahinter ein ständig die Rohrwandtemperatur ermittelndes Meßgerät (13, 13a) vorgesehen ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgeräte (13, 13a) ein Infrarot-Meßgerät ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung eines Meßgeräts (13a) hinter dem Brausekopf (7) ein Reflektionsspiegel (15) im Brausekopf (7) angeordnet ist.

   Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Innenhärten von Rohren gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

   Ein- oder mehrlagige Rohre werden innenseitig z. B.

   dadurch gehärtet, daß die Innenwände zunächst mit Hilfe eines relativ zu den Rohren geführten Brenners fortlaufend auf die für eine ordnungsgemäße Härtung notwendige Temperatur erwärmt und die erwärmten Bereiche anschließend durch eine Wasserbrause abgeschreckt werden (DE-OS 31 40 936). Bei diesem Vorgang hat man nun beobachtet, daß die Wandtemperaturen nach dem Passieren des Brenners zwar die für den Härtevorgang ideale Höhe erreichen, jedoch dann wieder auf eine unbefriedigende Höhe absinken, wenn die Wasserbrause voll in die Rohre eintritt. Diese Erscheinung hat in der Praxis zur Folge, daß nach dem Eintritt der Wasserbrause in die Rohre die Vorschubgeschwindigkeit meistens reduziert werden muß, um die für den Härtevorgang notwendige Wandtemperatur noch zu erreichen, obwohl man zunächst davon ausging, den Vorschub und damit auch die Härtegeschwindigkeit steigern zu können, wenn nach dem langsamen Erwärmen der Rohrenden die restlichen Längenabschnitte kontinuierlich fortlaufend erwärmt werden.

   Ursache der Temperaturabnahme der noch abzuschreckenden Wandbereiche ist die Sogwirkung, welche das gegen die Vorschubrichtung des Dorns abströmende Kühlwasser auf die in den Rohren vorhandenen Gase ausübt. Insbesondere werden die heißen Verbrennungsgase aus dem Verbrennungsraum zwischen dem Brenner und der Wasserbrause über den Ringspalt umfangsseitig des Brausekopfs abgezogen, so daß die zur ausreichenden Erwärmung der Rohrwände zur Verfügung stehende Verbrennungsenergie gesenkt wird. Die Wasserbrause trifft vielmehr auf bereits abgekühlte Wandbereiche, wodurch der Härtevorgang zwangsläufig nachteilig beeinflußt wird.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebene Vorrichtung so zu verbessern, daß keine Abkühlung der abzuschrekkenden Wandbereiche stattfindet, so daß die Arbeitsgeschwindigkeit und damit das Ausbringen an gehärteten Rohren gesteigert werden kann.

   Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

   Es hat sich gezeigt, daß durch die gezielte Errichtung einer radialen Gasströmung im Bereich der Wasserbrause die bislang bestehende negative Sogwirkung aufgehoben wird. Dies führt zu einer Intensivierung der Verbrennungswirkung, weil jetzt die gesamte, im Flammbereich aufgewandete Energie voll zur Erwärmung der Rohrwandung genutzt werden kann. Im Prinzip braucht also weniger Energie aufgewandt zu werden, um die für den Abschreckvorgang erforderliche Wandtemperatur sicherzustellen. Dennoch kann die Arbeitsgeschwindigkeit heraufgesetzt und es können pro Zeiteinheit sowie verbrauchte Energie mehr Rohre gehärtet werden.

   Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn nach Anspruch 2 die Gasströmung vorerwärmt ist, so daß durch die Gasströmung selber - wenn auch minimal - keine Abkühlung der Rohrwandung stattfindet.

   Die Gasströmung sollte zweckmäßig entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 3 leicht in Richtung zum Brenner geneigt sein.

   Obwohl es grundsätzlich möglich ist, alle bekannten Gase zum Aufbau einer Gasbarriere zu verwenden, ist es besonders vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 4 die Gasströmung aus Druckluft besteht. Druckluft kann mit dem vergleichsweise geringsten Aufwand bereitgestellt und auch gehandhabt werden.

   Nach Anspruch 5 ist die Gasströmung im Bereich hinter der Auftreffzone der Wasserbrause an der Rohrinnenwand vorgesehen. Hierfür kann umfangsseitig des die Gas- und Wasserleitungen tragenden Dorns ein Ringkragen mit radial gerichteten Luftdüsen angeordnet sein. Die Gasströmung trifft dann erst hinter dem Abschreckwasser auf die Rohrinnenwand und verhindert ein Überschlagen der Flammen in den Kühlbereich.