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Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von korrosionsbeständig plattierten nahtlosen Hohlkörpern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von mit ferritischen oder austenitischenkorrosionsbeständigen Stählen oder andern korrosionsbeständigen Metallen plattierten ferri- tischen nahtlosen Hohlkörpern, insbesondere von Rohren.
Nach dem Stand der Technik ist die Plattierung von ferritischen Stahlrohren beim Schweissplattieren durch den Innendurchmesser und die Länge des Hohlkörpers begrenzt. Austenitische Plattierungen, die durch Einziehen bzw. Einschrumpfen od. dgl. bekannte Massnahmen hergestellt sind, kann man nur bedingt anwenden, weil die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von austenitischen und ferritischen Stählen eine feste Haftung der Plattierung nach Abkühlung der plattierten Hohlkörper verhindern.
Beim Walzplattieren von ferrifischen Stahlblechen mit austenitischen Stahlblechen ist es bekannt, die durch Plattieren fest zu verbindenden Oberflächen mittels fester reduzierender Mittel von Oxydschichten und andern Verunreinigungen zu befreien, um eine gute Haftung zu erzielen. Beim Einbringen fester Reduktionsmittel besteht aber die Gefahr, dass die verbleibenden Reaktionsprodukte den Plattierungsvorgang stören. Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, reduzierende Gase, z. B. Wasserstoff durch einen Ringspalt zwischen den auf Verformungstemperatur erhitzten Plattierungspartnern hindurchzuleiten bzw. den Ringspalt zu evakuieren.
Des weiteren ist ein Verfahren zur Herstellung von kupferplattierten Stahlrohren bekannt. Danach wird für die Innenplattierung ein Kupferrohr in das Stahlrohrende eingeschoben, hierauf ein Stahldorn eingeführt und das Rohrende dann mit dem fest zur Anlage gebrachten Kupferrohr und mit dem inliegenden Stahldorn auf Diffusionstemperatur kurz erwärmt. Nach dem Erkalten wird der Stahldorn aus dem Rohrende herausgezogen. Die Aufgabe des Stahldornes besteht darin, das Kupferrohr während des Erhitzens auf Diffusionstemperatur mit dem Stahlrohr fest zur Anlage zu bringen, damit durch den Anpressdruck eine innige Verbindung zwischen Kupferrohr und Stahlrohr eintritt. Zum Herstellen von mit korrosionsbeständigen Stählen plattierten nahtlosen Hohlkörpern eignet sich dieses Verfahren nicht.
Die Erfindung macht es sich nun zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden und zu einer einwandfreien, wirtschaftlich günstig durchzuführenden Plattierung der eingangs erwähnten Art zu gelangen. Sie geht dabei davon aus, ein aus Mantel- und Plattierungsrohr bestehendes Doppelrohr über einen Dorn auf einer Zieh- oder Stossbank warmzupressen, wobei zur Reduktion der miteinander zu plattierenden Rohroberflächen vor dem Warmpressen gasförmige Reduktionsmittel durch einen Ringspalt zwischen Mantelrohr und Plattierungsrohr bei Verformungstemperatur durchgeleitet werden. Das Hauptkennzeichen der Erfindung beruht nun darauf, dass zur Halterung und Versteifung des Plattierungsrohres sowie zur Wärme- dämmung gegen den relativ kühlen Ziehdorn bzw.
Ziehring ein Stütz- bzw. Schutzrohr aus unlegiertem Stahl bei Innenplattierung in das Plattierungsrohr eingezogen bzw. bei Aussenplattierung auf das Plattierungsrohr aufgezogen wird. Die Berührungsflächen zwischen Seelen- und Plattierungsrohr sollen mit Oxydschichten belegt sein, damit nach Fertigstellung der Plattierung das Stütz- bzw. Schutzrohr leichter entfernbar ist.
Das Stütz- bzw. Schutzrohr wird dann an beiden Stirnflächen mit dem Plattierungsrohr verschweisst.
Zu diesem Zwecke ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Einrichtung vorgesehen,
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welche gekennzeichnet ist durch einen mit dem Mantelrohr verbundenen, konisch zulaufenden Vorschweissdeckel mit einer Ringnut zur Aufnahme des Plattierungsrohres und des Stl1tz- bzw. Schutzrohres sowie mit Bohrungen zum Durchleiten der Reduktionsgase.
Der Vorschweissdeckel dient beim späteren Pressplattieren als Kopf für den Dorn der Ziehpresse. Der am offenen Ende des so vorbereiteten Werkstückes noch verbliebene Luftspalt zwischen dem ferritischen Mantelrohr und dem Plattierungsrohr wird durch einen z. B. angeschweissten Ring aus in der Wärme leicht verformbarem Material verschlossen. In der Höhe des Luftspaltes werden in diesem Ring und in dem Vorschweissdeckel Öffnungen angebracht, durch die ein reduzierendes gasförmiges Mittel, z. B Wasserstoff durchgeleitet wird. Anschliessend wird das Werkstück auf Verformungstemperatur erwärmt und so lange bei dieser Temperatur gehalten, bis alle eine einwandfreie Plattierung störenden Verunreinigungen durch die durchströmenden gasförmigen Reduktionsmittel beseitigt sind.
Das bei Innenplattierung in das Plat- tierungsrohr als Seelenrohr, eingeführte unlegierte Stütz- bzw. Schutzrohr, muss so stark bemessen sein, dass ein Durchbiegen des Austenitrohres und damit Berühren des Mantelrohres vermieden wird. Ferner soll das Seelenrohr eine zu schnelle Abkühlung des Plattierungsrohres nach Einführen des Ziehdornes verhindern. Gegebenenfalls kann um das als Plattierung dienende Rohr ein der Breite des Luftspaltes entsprechender Draht schraubenlinienförmig gewickelt werden, der eine gleichbleibende Breite des Luftspaltes und ausserdem ein gleichmässiges Bestreichen der miteinander zu verbindenden Oberflächen durch das gasförmige Reduktionsmittel gewährleistet.
In der Zeichnung ist ein Hohlkörper der beschriebenen Art im Schnitt dargestellt, u. zw. ein Hohlkörper zum Innenplattieren.
Der dargestellte Hohlkörper ist vorne mit einem konisch zulaufenden Vorschweissdeckel l versehen, der An seiner Rückseite eine Ringnut 2 besitzt, worin das austenitische Plattierungsrohr 3 und das ferritische Seelenrohr 4 eingelegt und dicht verschweisst werden. Das ferritische Mantelrohr 5 wird darüber geschoben und so mit dem Vorschweissdeckel verschweisst, dass im Inneren zwischen dem Mantel- und dem Austenitohr ein Luftspalt 6 bestehen bleibt. Dieser Luftspalt wird an dem offenen Ende des Hohl- körpers durch einen Ring 7 abgedichtet, indem dieser mit dem Mantel und dem Austenitrohr verschweisst wird. In dem Ring 7 sind Öffnungen 8 vorgesehen, durch die die reduzierenden gasförmigen Mittel in den
Spalt 6 gepresst werden bzw. durch die der Luftspalt evakuiert wird.
In dem Vorschweissdeckel l sind Öff- nungen 9 angeordnet, durch die die reduzierenden Gase ausströmen können.
Das nach dem Verfahren gemäss der Erfindung hergestellte Rohr wird nun-in bekannter Weise über einen Dorn durch einen Ziehring gepresst und das Mantelrohr auf das Austenitrohr gedrückt, wobei ein
Verschweissen der Rohre stattfindet. NachderVerformung und einer sofort anschliessenden Wärmebehand- lung werden die beiden Enden abgesägt und das innere Ferritrohr (Seelenrohr) mit geeigneten Mitteln entfernt.
Die Anwendung des Verfahrens zum Aussenplattieren geschieht in umgekehrter Form, indem das zu plattierende Rohr von einem Austenitrohr mit ferritischem Schutzrohr umgeben ist, die beide beider Verformung auf das zu plattierende Rohr gepresst werden.
Die Herstellung von Rohren mit dünnen austenitischen Plattierungen gemäss der Erfindung, die durch das ferritische Mantelrohr eine genügende Festigkeit besitzen, bringt einen erheblichen wirtschaftlichen Vorteil, da'bisher Rohre dieser Art nicht zufriedenstellend herstellbar waren. Für die chemische Industrie wie auch für Kernenergieanlagen besteht eine grosse Nachfrage nach diesen Rohren, da für diese Gebiete bisher rein austenitische Rohre verwendet wurden.
PATENTANSPRÜCHE : l. Verfahren zur Herstellung von mit ferritischen oder austenitischen korrosionsbeständigen Stählen oder andernkorrosionsbeständigen Metallen plattierten ferritischen nahtlosen Hohlkörpern, insbesondere von Rohren, durch Warmpressen eines aus Mantel- und Plattierungsrohr bestehenden Doppelrohres über einen Dorn auf einer Zieh- oder Stossbank, wobei zur Reduktion der miteinander zu plattierenden Rohroberflächen vor dem Warmpressen gasförmige Reduktionsmittel durch einen Ringspalt zwischen Mantelrohr und Plattierungsrohr bei Verformungstemperatur durchgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Halterung und Versteifung des Plattierungsrohres sowie zur Wärmedämmung gegen den relativ kühlen Ziehdorn bzw. Ziehring ein Stütz- bzw.
Schutzrohr aus unlegiertem Stahl bei Innenplattierung in das Plattierungsrohr eingezogen bzw. bei Aussenplattierung auf das Plattierungsrohr aufgezogen wird.