DE69102668T2 - Verfahren zum Explosionsschweissen zusammengesetzter Metallstrukturen. - Google Patents

Verfahren zum Explosionsschweissen zusammengesetzter Metallstrukturen.

Info

Publication number
DE69102668T2
DE69102668T2 DE69102668T DE69102668T DE69102668T2 DE 69102668 T2 DE69102668 T2 DE 69102668T2 DE 69102668 T DE69102668 T DE 69102668T DE 69102668 T DE69102668 T DE 69102668T DE 69102668 T2 DE69102668 T2 DE 69102668T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal
tube
extruded
blank
composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69102668T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69102668D1 (de
Inventor
Roy Hardwick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Imperial Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Imperial Chemical Industries Ltd filed Critical Imperial Chemical Industries Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE69102668D1 publication Critical patent/DE69102668D1/de
Publication of DE69102668T2 publication Critical patent/DE69102668T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/22Making metal-coated products; Making products from two or more metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/001Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by extrusion or drawing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/06Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of high energy impulses, e.g. magnetic energy
    • B23K20/08Explosive welding
    • B23K20/085Explosive welding for tubes, e.g. plugging

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung zwei- oder dreischichtiger Metallrohre durch die aufeinanderfolgenden Schritte Explosionsschweißen bzw. Sprengschweißen, Warmstrangpressen und Coextrusion bzw. Mehrschichtstrangpressen. Die Erfindung bezieht sich speziell auf ein derartiges Verfahren für den Einsatz bei der Herstellung zwei- oder dreischichtiger Metallrohre, wobei die Rohrinnenwand aus korrosionsbeständigem Material besteht.
  • Es ist eine beträchtliche Anforderung an zwei- oder dreischichtige Metallrohre gestellt, speziell für den Gebrauch in Gestängerohren und in Verteilerpipelines in der Öl- und Gasindustrie. Herkömmlicherweise bestehen derartige Rohre aus einem Hauptmetallrohr aus einem ersten Metall, das mit einer Metallschicht aus einem zweiten Metall unlösbar verbunden wird, wobei das zweite Metall ein teureres korrosionsbeständiges Material ist. Durch die Verwendung derartiger Rohre ergeben sich Einsparungen, indem der Bedarf beseitigt wird, völlig aus dem teureren Material bestehende, korrosionsbeständige Rohre herzustellen, die in einer den normalen Druckanforderungen genügenden Wandstärke angefertigt sind. Die korrosionsbeständige Schicht kann innerhalb der Rohrbohrung, auf der Außenfläche oder auf beiden Flächen sein. Normalerweise wird die korrosionsbeständige Schicht jedoch auf der Innenfläche des Rohres sein, durch welches das korrosive Material durchgelassen wird.
  • Coextrusion ist das vorherrschende Verfahren zur Herstellung dieser Rohrart. Dieses Verfahren besteht aus dem Anordnen eines ersten Rohres aus korrosionsbeständigen Material in der Bohrung eines zweiten, viel dickwandigeren Rohres aus weniger teurem Metall, gewöhnlich Stahl. Das Außenrohr läßt sich mit seinem, üblicherweise ca. 300mm bis 400mm starken Außendurchmesser in Feinpassung in die Druckkammer einer Strangpressmaschine einpassen. Die Innenbohrung variiert und hängt von dem Pressdorn ab, der zur Erzeugung der speziellen Bohrung der zu formenden, stranggepressten 'Ummantelung' verwendet wird. Die Länge des losen Verbundwerkstoffs, d.h. das erste und zweite Rohr, entspricht der für die Druckkammer der Strangpresse erforderten Länge, und das Verhältnis der Wandstärken der beiden Metallrohre stimmt mit dem, beim endgültig herzustellenden Rohr erwünschten Verhältnis überein.
  • Der Übergang der Rohre wird vor dem Erwärmen des Verbundrohlings versiegelt, welcher dann stranggepresst wird. Bei dem Strangpressen werden die beiden Metalle an dem Übergang unlösbar verbunden.
  • Die Hauptbeschränkung für einen erfolgreichen Prozeßablauf ist, daß die beiden verwendeten Metalle während der Coextrusion bei erhöhten Temperaturen für das Strangpressen verträglich sein müssen. Verträglichkeit ist gewöhnlich mit einem geringen Unterschied in den mechanischen Eigenschaften und im Atomabstand der beiden Metalle verknüpft. Dieser Herstellungsweg beschränkt somit die Wahl der verwendbaren Metalle.
  • Ein alternatives Verfahren zur Herstellung des Bimetallrohres ist das Explosionsschweißen. Dieses Verfahren wird ausgeführt, indem ein korrosionsbeständiges Rohr in einem Stahlrohr angeordnet wird und die beiden Rohre zentralisiert werden. Die Außen- und Innendurchmesser des jeweiligen Innen- -und Außenrohres sind derart dimensioniert, daß durch Zentralisieren der beiden Rohre ein ringförmiger Spalt erzeugt wird. Von dort an wird das Verfahren mit einem von zwei Verfahren, d.h. Expansion oder Implosion, fortgesetzt.
  • Diese Verfahren werden unter den GB-Patent-Nrn. 2.209.978 und 2.209.979 und in "A Fabrication Process for the Production of a Zirconium Bimetall Tube for Cl&sub2; und H&sub2;S Gas Wells" von R. Hardwick und C.T. Wang in der "Proceedings of the High Energy Rate Forming Conference", 1984, Seiten 189-194 dargestellt.
  • GB 2.209.978 bezieht sich auf ein Verfahren zur Formung von Bimetallrohren durch Explosionsschweißen, indem eine röhrenförmige Komponente expandiert wird, so daß diese mit einer umgebenden Metallkomponente verzahnt wird. In diesem Verfahren ist eine Sprengladung axial angeordnet und wird innerhalb eines stoßwellenübertragenden Einsatzes gezündet, der einen hohlen zylindrischen Behälter aufweist. Der hohle zylindrische Behälter ist in dem Abschnitt des zu expandierenden röhrenförmigen Metallbestandteiles in Feinpassung eingepaßt und hat eine ladungstragende Einrichtung zur Unterbringung der Sprengladung und zur axialen Anordnung innerhalb des Behälters, wobei der Behälter mit einer stoßwellenübertragenden Flüssigkeit gefüllt ist.
  • GB 2.209.979 beschreibt ein Verfahren zur Formung von Bimetallrohren gemäß GB 2.209.978, wobei das äußere Rohr durch ein von Flüssigkeit umgebendes Metallformteil gehalten wird.
  • Hardwick und Wang beschreiben ein Verfahren zur Herstellung von Zirkonium/Stahl-Bimetallrohren durch Explosionsschweißen, indem unter Verwendung einer äußeren ringförmigen Ladung ein Außenrohr aus Stahl direkt und ohne Zwischenschicht auf ein Innenrohr aus Zirkonium implodiert wird, so daß eine geschweißte Ummantelung geformt wird. Die geschweißte Ummantelung wird anschließend innerhalb eines hohlen Stahlrohlings coextrudiert, so daß eine stranggepresste Ummantelung aus Stahl mit Zirkoniumauflage der erforderlichen Wandstärkenverhältnisse geformt wird. Die stranggepresste Ummantelung wird dann mit einem Rohrreduzierer zur endgültigen Rohrgröße weiter bearbeitet.
  • Hardwick und Wang bevorzugen ebenfalls eher das Explosionsverfahren als Herstellungsverfahren von Bimetallrohren als das Implosionsverfahren.
  • Die Materialverträglichkeit ist kein beschränkender Faktor beim Explosionsschweißen, wie es im Coextrusionsverfahren der Fall ist. Es treten allerdings in den im vorstehenden Stand der Technik gezeigten Explosionsschweißverfahren durch Explosion oder Implosion Einschränkungen auf.
  • Im Expansionsverfahren definiert beispielsweise die Bohrung des inneren Rohres das Volumen des darin aufzunehmenden Sprengstoffs. Ist die Wandstärke des inneren Rohres ausreichend stark, tritt ein Fall ein, in dem die Bohrung des Rohres nicht genügend Sprengstoff für ein Verschweißen enthalten kann. Es besteht daher eine Beziehung zwischen der Bohrung des Rohres, der Wandstärke und dem verwendeten Material.
  • Ferner sollte die Wandstärke des Außenrohres ausreichend dick sein, wenn das Außenrohr durch die Sprengladung nicht expandieren soll. Tritt eine Expansion des Außenrohres auf, ist nicht nur die Maßhaltigkeit verloren, sondern wird auch der am Übergang zwischen den Rohren auftretende Kollisionsdruck reduziert, was die Schweißqualität reduziert. Dieses Problem kann, wie in GB A 2.209.979 vorgeschlagen, durch Verwendung einer äußeren Form gelöst werden. Jedoch ist diese Lösung zeitaufwendig, arbeitsintensiv und teuer.
  • Ein weiterer Nachteil des Expansionsverfahrens ist, daß die Detonationsgeschwindigkeit des Sprengstoffes durch die fortschreitende Drucksteigerung innerhalb der Bohrung des Rohres beschleunigt wird. Daher kann ein Fall eintreten, in dem die Detonationsgeschwindigkeit über die Grenze für Schweißen ansteigt. Folglich ist die durch das Expansionsverfahren zu verschweißende Rohrlänge beschränkt.
  • Das Implosionsverfahren krankt ebenfalls an einer Reihe von Nachteilen. So ist beispielsweise die Wandstärke des zu implodierenden Außenrohres beschränkt.
  • Ferner sollte der ringförmige Übergangsspalt mindestens um die 20% der Wandstärke des Außenrohres sein, um ein Verschweißen zu gewährleisten. Ist somit die Außenwand dick, wird der Spalt beträchtlich sein und ein Fall eintreten, wo der von dem Außenrohr erforderte Kontraktionsgrad übermäßig hoch ist. Daher kann eine starke, durch den Schweißprozeß nicht beseitigbare Einbeulung auftreten, wobei die Beherrschung derartiger Einbeulung für den Explosionsschweißprozeß wichtig ist.
  • Ein weiterer Nachteil des bislang eihgesetzten Implosionsverfahrens ist, daß die obere Grenze der praktisch zu erreichenden Rohrlänge 3 bis 4 Meter ist. Der Grund dafür ist die Schwierigkeit, eine einheitliche Sprengstoffdichte über die Länge der ringförmigen Ladung zu erreichen. Schwankungen in der Sprengstoffdichte können die Detonationsgeschwindigkeit beeinflussen und so die entlang dem ringförmigen Spalt nach unten fortschreitende Detonationsfront destabilisieren und als eine Funktion in Abhängigkeit der Wegstrecke immer mehr verzerren. Dies setzt sich fort, bis die zugehörige Kollisionsfront an dem Übergang unterhalb der Detonationsfront nicht mehr nur noch in eine Längsrichtung, sondern auch umfangsseitig in entgegengesetzte Richtungen wandert. Wenn sich diese gegenüberstehenden Fronten an einem genau entgegengesetzten Punkt treffen, bewirkt eine adiabate Luftkompression vor der Kollisionsfront ein übermäßiges Schmelzen der Oberfläche, was die Metall- Metall-Verschweißung verhindert und zudem möglicherweise ein Bersten des Innenrohres bewirkt.
  • Sowohl das Expansions- als auch das Implosionsverfahren ist relativ teuer, da sie sich äußerst arbeitsintensiv gestalten. Ferner bedeuten die Längenbeschränkung kurze Rohrlängen, was in einer häufigen Aneinanderfolge von Verbindungen bei einer ausgedehnten Pipeline resultiert.
  • Das von Hardwick und Wang gezeigte Implosionsverfahren umgeht einige der vorstehenden Probleme, indem eine Stahlschicht auf die äußere Oberfläche eines Zirkoniumrohres plattiert wird, um eine Verbundummantelung zu formen, wobei die Ummantelung anschließend in einem Stahlformrohling angeordnet und warmcoextrudiert wird. Dieses Verfahren ermöglicht drei, durch eine Einzelexplosion erzeugte Längsstücke des Rohres, wobei jedes üblicherweise 12 Meter lang ist, wodurch die aus einer Einzelexplosion erhältliche Gesamtlänge des Rohres um den Faktor 12 gegenüber den bislang eingesetzten Explosionsverfahren gesteigert wird.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus einer Einzelexplosion erhältliche Rohrlänge, z.B. um einen Faktor 3 gegenüber den vorstehend beschriebenen, von Hardwick und Wang gezeigten Fall, d.h. um einen Faktor 36 gegenüber dem herkömmlichen Explosionsverfahren weiter zu steigern.
  • Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, die vorstehenden Nachteile bestehender Strangpress-Explosions- bzw. Implosionstechniken zu beseitigen oder abzuschwächen.
  • Es ist zudem ferner Aufgabe der Erfindung, vielmehr eine genau dimensionierte Verbundummantelung bei der Coextrusionsstufe, und weniger eine direkt aus der Explosionsschweißstufe entstehende Verbundummantelung mit rauher Oberfläche zu schaffen.
  • Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines zwei- oder dreischichtigen Metallrohrs, wobei wobei die zylindrische Innenfläche eines Rohres einem ersten Metall an die zylindrische Außenfläche eines im wesentlichen inkompressiblen Rohlings aus einem zweiten Metall durch eine Implosion des Rohres aus dem ersten Metall auf den im wesentlichen inkompressiblen Rohling explosionsverschweißt wird, so daß ein zylindrisch verschweißter Verbundwerkstoff geformt wird, wobei ein Längsstück des zylindrisch verschweißten Verbundwerkstoffes darauffolgend bei einer erhöhten Temperatur warmstranggepresst wird, um eine stranggepresste Bimetallummantelung zu formen, wobei ein Längsstück der stranggepressten Ummantelung darauf folgend innerhalb der Bohrung eines hohlen Rohlings aus demselben Metall wie das erste Metall oder einem, mit dem ersten Metall verträglichen Metall angeordnet wird, um bei der Coextrusion bei erhöhter Temperatur darauf stranggepresst zu werden, und somit ein ringförmiger Übergang zwischen der zylindrischen Außenfläche der Ummantelung und einer zylindrischen Innenfläche des hohlen Rohlings geformt wird, wobei der ringförmige Übergang darauffolgend versiegelt wird, so daß ein zusammengesetzter Verbundwerkstoff geformt wird, wobei der zusammengesetzte Verbundwerkstoff anschließend zur Formung eines zwei- oder dreischichtigen Metallrohres bei einer erhöhten Temperatur coextrudiert wirddie zylindrische Innenfläche eines Rohres aus einem ersten Metall an die zylindrische Außenfläche eines im wesentlichen inkompressiblen Rohlings aus einem zweiten Metall durch eine Implosion des Rohres aus dem ersten Metall auf den im wesentlichen inkompressiblen Rohling explosionsverschweißt wird, so daß ein zylindrisch verschweißter Verbundwerkstoff geformt wird, wobei ein Längsstück des zylindrisch verschweißten Verbundwerkstoffes darauf folgend bei einer erhöhten Temperatur warmstranggepresst wird, um eine stranggepresste Bimetallummantelung zu formen, wobei ein Längsstück der stranggepressten Ummantelung darauffolgend innerhalb der Bohrung eines hohlen Rohlings aus demselben Metall wie das erste Metall oder einem, mit dem ersten Metall verträglichen Metall angeordnet wird, um bei der Coextrusion bei erhöhter Temperatur darauf stranggepresst zu werden, und somit ein ringförmiger Übergang zwischen der zylindrischen Außenfläche der Ummantelung und einer zylindrischen Innenfläche des hohlen Rohlings geformt wird, wobei der ringförmige Übergang darauffolgend versiegelt wird, so daß ein zusammengesetzter Verbundwerkstoff geformt wird, wobei der zusammengesetzte Verbundwerkstoff anschließend zur Formung eines zwei- oder dreischichtigen Metallrohres bei einer erhöhten Temperatur coextrudiert wird. Die Außenfläche der stranggepressten Bimetallummantelung kann auf herkömmliche Weise in die Innenfläche des hohlen Rohlings lose eingepaßt werden, so daß nach Wunsch ein Spalt am Übergang verbleibt.
  • Der im wesentlichen inkompressible Rohling aus dem zweiten Metall kann ein stabiler Zylinder oder ein dickwandiges Rohr sein.
  • Vorzugsweise ist das zweite Metall ein korrosionsbeständiges Metall.
  • Zudem ist das korrosionsbeständige Metall eine hochlegierte Nickellegierung.
  • Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
  • Es zeigen
  • Fig. 1 eine Seitenquerschnittansicht einer Anordnung, die verwendet werden kann, um einen ersten erfindungsgemäßen Verfahrensschritt vor der Implosion aufzuführen;
  • Fig. 2 eine Seitenquerschnittansicht eines Längsstückes eines zylindrischen, geschweißten Verbundwerkstoffes, der warmstranggepresst wurde, um gemäß eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensschritts eine stranggepresste Ummantelung zu formen;
  • Fig. 3 eine Seitenquerschnittansicht eines innerhalb der Bohrung eines hohlen Rohlings zusammengesetzten Verbundwerkstoffes mit einem Längsstück der stranggepressten Ummantelung; und
  • Fig. 4 eine Seitenquerschnittansicht eines Längsstückes des Verbundwerkstoffes, der coextrudiert wurde, um gemäß eines letzten erfindungsgemäßen Verfahrensschritt ein Bimetallrohr zu formen.
  • Bezogen auf Fig. 1 ist ein im wesentlichen massiver Rohling 1 aus korrosionsbeständigem Metall, z.B. Nickellegierung, in einer senkrechten Stellung angeordnet und darüber ein Stahlrohr 3 konzentrisch zum Rohling 1 angeordnet, um so einen ringförmigen Spalt 5 zwischen dem Rohling 1 und dem Rohr 3 zu bilden. Ein Papp- oder Kunststoff frohr 7 ist um das Stahlrohr 3 konzentrisch angeordnet, um so einen zweiten ringförmigen Spalt 9 zwischen dem Stahlrohr 3 und dem Rohr 7 zu bilden. Eine Papp- oder Kunststoffscheibe 8 ist oben auf dem Stahlrohr 3 angeordnet, um so den ringförmigen Spalt 5 zu schließen. Der zweite ringförmige Spalt 9 wird anschließend mit Sprengstoff 11 gefüllt, so daß eine die Seiten und den Deckel des Rohres 3 bedeckende Sprengstoffsäule 12 geformt wird, wobei eine Scheibe 14 aus Plastiksprengstoff über das obere Ende der Sprengstoffsäule 12 angeordnet wird.
  • Die Sprengstoffsäule 12 kann durch einen auf der oberen Fläche der Scheibe 14 angeordneten Zünder 13 gezündet werden.
  • Eine sich zwischen der äußeren Fläche des Rohlings 1 und der inneren Fläche des Stahlrohres 3 bildende Kollisionsfront wandert den ringförmigen Spalt 5 nach unten, so daß ein aus dem Rohling 1 und dem Stahlrohr 3 entstehender explosionsverschweißter Verbundwerkstoff 15 geformt wird, während die Detonationsfront des Sprengstoffes 12 fortschreitet.
  • Bei typischen Anwendungen können die Ausmaße der Anordnung aus Fig. 1 wie folgt sein. Der Außendurchmesser des Rohlings 1 kann ungefähr 11" (279,4mm), die Stärke des Stahlrohrs 3 kann ungefähr 0,5"-0,625" (12,7mm-15,875mm), der ringförmige Spalt 5 (d.h. der freie Abstand) kann ungefähr 0,375" (9,525mm) und die Länge des Rohlings 1 und des Stahlrohres 3 kann ungefähr 118" (3000mm) sein. Die Sprengstoffsäule 12 hat eindem Fachmann bekanntes, für die Verbindung von zu schweißenden Metallen geeignetes Massenverhältnis von Sprengstoff zu Metall.
  • Bezogen auf Fig. 2 wird der geschweißte Verbundwerkstoff 15 darauffolgend in passende Längsstücke geschnitten, die dann erhitzt werden. Ein erhitzter Rohling wird in einer Druckkammer 17 einer Warmstrangpresse (nicht vollständig gezeigt) angeordnet, wobei ein Preßdorn 19 anschließend innerhalb einer Strangpressmatrize 21 konzentrisch angeordnet wird. Daraufhin wirkt auf den Verbundwerkstoff über einen Preßstempel 23 Druck ein, der den Verbundwerkstoff 15 zwischen dem Preßdorn 19 und der Matrize 21 presst, so daß er als eine stranggepresste Ummantelung 25 mit vermindertem Durchmesser austritt. Die stranggepresste Ummantelung 25 kann dann in geeignete Längsstücke geschnitten werden.
  • Bezogen auf Fig. 3 ist ein Längsstück der stranggepressten Ummantelung 25, das aus einer inneren Auflage 29 aus korrosionsbeständigem Metall besteht, auf welche eine äußere Schicht 31 eines zweiten Metalls stranggepresst worden ist, konzentrisch innerhalb der Bohrung eines hohlen Rohlings 33 aus Metalls angeordnet, so daß ein Übergang 35 zwischen der Ummantelung 25 und einem Rohling 33 gebildet wird.
  • Der hohle Rohling 33 ist entweder aus demselben oder aus einem mit der äußeren Schicht 31 der stranggepressten Ummantelung verträglichen Metall angefertigt, um während der Coextrusion bei einer erhöhten Temperatur darauf geschweißt zu werden. Der Übergang 35 ist durch Schmelzschweißnähte 37, 38 an jedem Ende versiegelt, so daß ein zusammengesetzter Verbundwerkstoff 39 gebildet ist. Die Schmelzschweißnähte 37, 38 verhindern während der darauffolgenden Erwärmung des Verbundwerkstoffes 39 eine Oxidation der Metalloberflächen an dem Übergang 35.
  • Bezogen auf Fig. 4 kann der Verbundwerkstoff 39 geeigneter Länge und mit geeignetem Außendurchmesser anschließend erwärmt und in einer Druckkammer 17' einer Warmstrangpresse (nicht vollständig gezeigt) angeordnet werden. Ein Preßdorn 19' wird innerhalb des Verbundwerkstoffes 39 vorgetrieben, so daß der Preßdorn 19' dann innerhalb der Strangpressmatrize 21' konzentrisch angeordnet ist, woraufhin ein Preßstempel 23' Druck auf den Verbundwerkstoff 39 ausübt. Auf diese Weise wird der Verbundwerkstoff 39 zwischen dem Preßdorn 19' und der Matrize 21' gepresst, wodurch zwischen der verträglichen äußeren Metallschicht 31 der Ummantelung 25 und dem hohlen Rohling 33 eine Verbindung (nicht gezeigt) gebildet wird, um eine coextrudierte Ummantelung 41 zu formen. Die coextrudierte Ummantelung 41, d.h. ein zwei- oder dreischichtiges Metallrohr, besteht somit aus einer korrosionsbeständigen Innenschicht 43 aus Metall, die an einem Übergang 47 mit einem äußeren Einzelgrundstoff 45 aus Metall unlösbar verbunden ist.
  • Unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens kann ein ursprünglich im wesentlichen massiver Rohling 1 von etwa 3 Metern Länge drei explosionsgeschweißte Verbundwerkstoffe 15 ergeben, von denen jeder in üblicherweise 3 Meter lange stranggepresste Verbundummantelungslängsstücke 25 warmstranggepresst werden kann. Jede Ummantelung 25 kann anschließend dreigeteilt werden, so daß insgesamt neun Ummantelungen 25 hergestellt werden, von denen jede innerhalb einer Bohrung eines hohlen Rohlings 33 angeordnet und auf eine typische Länge von 12 Metern coextrudiert werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung schafft somit ein Verfahren für die Herstellung zwei- oder dreischichtiger Metallrohre, welches eine Anzahl von bedeutungsvollen Vorteilen gegenüber den vorbekannten Verfahren bietet. Zum Beispiel steigert die vorliegende Erfindung die verfügbare Plattierkapazität um 900%, vermindert die Anzahl der über einer vorgegebenen Rohrleitungslänge erforderlichen Verbindungen durch eine Verlängerung der Rohrlänge und verbessert die Maßhaltigkeit, da die Verbundummantelung eher auf ihre Größe stranggepresst als explosionsverschweißt wird. Es sollte jedoch angemerkt werden, daß das hier gezeigte Ausführungsbeispiel lediglich beispielhaft erläutert wurde, und nicht den Bereich der in den beigefügten Ansprüche definierten Erfindung beschränken soll.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines zwei- oder dreischichtigen Metallrohres (41) durch Explosionsschweißen und Coextrusion der Metalle, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Innenfläche eines Rohres (3) aus einem ersten Metall an die zylindrische Außenfläche eines im wesentlichen inkompressiblen Rohlings (1) aus einem zweiten Metall durch eine Implosion des Rohres (3) aus dem ersten Metall auf den im wesentlichen inkompressiblen Rohling explosionsverschweißt wird, so daß ein zylindrisch verschweißter Verbundwerkstoff (15) geformt wird, wobei ein Längsstück des zylindrisch verschweißten Verbundwerkstoffes darauffolgend bei einer erhöhten Temperatur warmstranggepresst wird, um eine stranggepresste Bimetallummantelung (25) zu formen, wobei ein Längsstück der stranggepressten Ummantelung (25) darauf folgend innerhalb der Bohrung eines hohlen Rohlings (33) aus demselben Metall wie das erste Metall oder einem, mit dem ersten Metall verträglichen Metall angeordnet wird, um bei der Coextrusion bei erhöhter Temperatur darauf stranggepresst zu werden, und somit ein ringförmiger Übergang (35) zwischen der zylindrischen Außenfläche der Ummantelung (25) und einer zylindrischen Innenfläche des hohlen Rohlings (33) geformt wird, wobei der ringförmige Übergang (35) darauffolgend versiegelt wird, so daß ein zusammengesetzter Verbundwerkstoff (39) geformt wird, wobei der zusammengesetzte Verbundwerkstoff anschließend zur Formung eines zwei- oder dreischichtigen Metallrohres (41) bei einer erhöhten Temperatur coextrudiert wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines zwei- oder dreischichtigen Metallrohres nach Anspruch 1, wobei der im wesentlichen inkompressible Rohling (1) aus einem zweiten Metall ein stabiler Zylinder oder ein dickwandiges Rohr ist.
3. Verfahren zur Herstellung eines zwei- oder dreischichtigen Metallrohres nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Metall ein korrosionsbeständiges Metall ist.
4. Verfahren zur Herstellung eines zwei- oder dreischichtigen Metallrohres nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das korrosionsbeständige Metall eine hochlegierte Nickellegierung ist.
DE69102668T 1990-04-11 1991-03-18 Verfahren zum Explosionsschweissen zusammengesetzter Metallstrukturen. Expired - Fee Related DE69102668T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB909008273A GB9008273D0 (en) 1990-04-11 1990-04-11 Manufacture of bi-metallic tube by explosive bonding,hot extrusion and co-extrusion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69102668D1 DE69102668D1 (de) 1994-08-04
DE69102668T2 true DE69102668T2 (de) 1994-11-03

Family

ID=10674311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69102668T Expired - Fee Related DE69102668T2 (de) 1990-04-11 1991-03-18 Verfahren zum Explosionsschweissen zusammengesetzter Metallstrukturen.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5261591A (de)
EP (1) EP0451967B1 (de)
CA (1) CA2039195A1 (de)
DE (1) DE69102668T2 (de)
ES (1) ES2055959T3 (de)
GB (2) GB9008273D0 (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2257384B (en) * 1991-07-12 1995-03-01 Ici Plc Method of manufacturing laminer-metallic tubing
US5476209A (en) * 1993-06-11 1995-12-19 Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. Process of preparing composite wire
AU3723997A (en) * 1996-07-12 1998-02-09 James M. Hannah Method for forming a bi-metallic structural assembly
GB9818757D0 (en) 1998-08-27 1998-10-21 Forth Tool And Valve Limited Process for manufacturing pipes
US6715993B2 (en) 2002-07-25 2004-04-06 General Electric Company Methods and apparatus for manufacturing rotor shafts
US7922065B2 (en) * 2004-08-02 2011-04-12 Ati Properties, Inc. Corrosion resistant fluid conducting parts, methods of making corrosion resistant fluid conducting parts and equipment and parts replacement methods utilizing corrosion resistant fluid conducting parts
AU2011202839B2 (en) * 2004-08-02 2012-11-01 Ati Properties, Inc. Corrosion resistant fluid conducting parts, and equipment and parts replacement methods utilizing corrosion resistant fluid conducting parts
US7530485B1 (en) 2006-02-07 2009-05-12 High Energy Metals, Inc. Method for explosive bonding of tubular metal liners
US8281976B2 (en) * 2009-09-11 2012-10-09 Plymouth Tube Co. Method of making multi-component composite metallic tube
RU2460599C2 (ru) * 2010-07-15 2012-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ангарская государственная техническая академия" Устройство для гидроэкструзионной обработки металлов
RU2457055C2 (ru) * 2010-07-15 2012-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ангарская государственная техническая академия" Способ гидроэкструзионной обработки металлов
JP5637100B2 (ja) * 2011-08-24 2014-12-10 近畿車輌株式会社 異種材料の結合形材の製作方法
US10118259B1 (en) 2012-12-11 2018-11-06 Ati Properties Llc Corrosion resistant bimetallic tube manufactured by a two-step process
CN109454121A (zh) * 2018-12-21 2019-03-12 崇州天智轻量化制造有限公司 金属复合管的热挤压成型模具及制备金属复合管的方法
US11826804B2 (en) 2019-03-01 2023-11-28 Bhaven Chakravarti Systems and methods for production of metallurgically bonded clad billet and products thereof, and metallurgically bonded clad billet
US11826805B2 (en) * 2019-03-01 2023-11-28 Bhaven Chakravarti Systems and methods for production of metallurgically bonded clad billet and products thereof, and metallurgically bonded clad billet

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3140537A (en) * 1961-06-30 1964-07-14 Du Pont Explosive welding process
US3645435A (en) * 1965-08-19 1972-02-29 Aerojet General Co Means for joining metallic tubes by explosive bonding
CA1077691A (en) * 1976-07-26 1980-05-20 Makoto Mitarai Method for producing clad steel pipes
JPS5573419A (en) * 1978-11-29 1980-06-03 Hitachi Ltd Forming method of aluminum and copper composite pipe
JPS5758988A (en) * 1980-09-24 1982-04-09 Nippon Gakki Seizo Kk Explosive cladding method of metal
ES8300523A1 (es) * 1982-01-14 1982-11-01 Martinez Garin De Lazcano J Ig "procedimiento de fabricacion de tubos bimetalicos sin costura, de acero y aleaciones especiales por el procedimiento de extrusion".
US4518111A (en) * 1983-10-17 1985-05-21 Explosive Fabricators, Inc. Method of fabricating a bi-metal tube
JPS61202720A (ja) * 1985-03-05 1986-09-08 Nippon Kokan Kk <Nkk> 二重管用ビレツト
GB8526786D0 (en) * 1985-10-30 1985-12-04 Ici Plc Composite laminar metal plate
GB8721985D0 (en) * 1987-09-18 1987-10-28 Ici Plc Explosive expansion of metal tubes
GB8722151D0 (en) * 1987-09-21 1987-10-28 Ici Plc Expanding metal tube into engagement
FR2641210B1 (fr) * 1989-01-03 1991-03-15 Valinox Procede de fabrication de tubes bimetalliques et tubes obtenus par ce procede

Also Published As

Publication number Publication date
GB9105651D0 (en) 1991-05-01
GB2244226B (en) 1993-12-22
US5261591A (en) 1993-11-16
CA2039195A1 (en) 1991-10-12
EP0451967B1 (de) 1994-06-29
EP0451967A2 (de) 1991-10-16
EP0451967A3 (en) 1992-01-29
ES2055959T3 (es) 1994-09-01
GB2244226A (en) 1991-11-27
GB9008273D0 (en) 1990-06-13
DE69102668D1 (de) 1994-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69102668T2 (de) Verfahren zum Explosionsschweissen zusammengesetzter Metallstrukturen.
DE3314264C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Stahl-Verbundrohren
DE69403544T2 (de) Verfahren zum Formen eines rohrförmigen Konstruktionsteils
US2986273A (en) Metal junction piece and the production thereof
DE19644999C1 (de) Verfahren zur Herstellung innenplattierter Metallrohre
DE1177800B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Flansches am Ende eines Rohres aus thermo-plastischem Kunststoff
DE19511970C2 (de) Verfahren zum Herstellen von verformten mehrwandigen Rohren mit Hohlräumen zwischen den Wandungen
EP3391007B1 (de) Sensor für eine hochdruckleitung sowie verfahren zu seiner herstellung
DE69922214T3 (de) Verfahren zum herstellen von rohren
DE1752007C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Fließpressen von rohrförmigen Werkstücken, insbesondere von Flanschen mit hohem Rohransatz
EP1537921B1 (de) Herstellungsverfahren für ein Mehrschichtrohr zur Führung eines Wärmeübertragungsfluids und Mehrschichtrohr
DE3423146A1 (de) Verfahren zum formen eines ringwulsts am boden eines einstueckigen metallischen umlaufenden gefaesses und derartiges gefaess
EP0222855B1 (de) Verfahren zur herstellung eines schlauchnippels für hydraulisch belastete press- oder schraubarmaturen
DE69113588T2 (de) Zylinder für Einzel- oder Doppelrollenstranggiessen.
DE19536698C1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Mehrschicht-Verbundrohrs sowie Mehrschicht-Verbundrohr
DE3238776C2 (de) Verfahren zum Aus- oder Umkleiden und untereinander Verbinden von vorgeformten Werkstücken
EP0523360A1 (de) Y-Rohr sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE2919615A1 (de) Verfahren zur herstellung eines mehrfachrohres oder einer rundstange mit rohrummantelung
EP0986449B1 (de) Verfahren zum herstellen eines membranspeichers
DE1527903C3 (de) Verfahren zum Plattieren von Hohlkörpern
DE2343885B2 (de) Konstruktionselement zur verbindung zweier rohre aus unterschiedlichen werkstoffen und verfahren zu seiner herstellung
EP3181259B1 (de) Verfahren zum herstellen eines gehäuses für einen bohrmotor
EP3181250B1 (de) Verfahren zum herstellen hohler metallischer werkstücke
DE19702719C1 (de) Verfahren zur Herstellung eines metallischen Rohrverbinders
DE69103162T2 (de) Verfahren zur ummantelung eines werkstückes und erhaltenes produkt.

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee