CH623242A5

CH623242A5 -

Info

Publication number: CH623242A5
Application number: CH492276A
Authority: CH
Inventors: Arthur Edward Ostrowski
Original assignee: Allied Tube & Conduit Corp
Priority date: 1975-08-14
Filing date: 1976-04-20
Publication date: 1981-05-29
Also published as: DK206476A; AU497310B2; IL49369A; IT1058139B; GR59804B; DE2616292A1; SE7605188L; IN144857B; BE841701A; YU41050B; FI761320A; AT366301B; EG12256A; AR208230A1; PH14947A; GB1498201A; ATA333276A; CA1058019A; AU1288076A; LU74945A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von mit einem Polymer beschichteten Rohren.

Es ist bekannt, endlose geschweisste Stahlrohre aus Stahlband herzustellen und dieses Rohrmaterial durch Aufbringen eines Zinküberzugs auf die Rohraussenfläche kontinuierlich zu galvanisieren (vgl. z.B. US-PS 3 122 114 und 3 230 615). Ebenso ist es bekannt, unter Verwendung verschiedener thermoplastischer und hitzehärtender Harze kontinuierlich poly-mere Überzüge auf derart kontinuierlich geformtes Rohrmaterial aufzubringen (vgl. z.B. US-PS 3 559 280, 3 616 983 und 3 667 095).

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Rohrmaterial aus Stahlband unter kontinuierlicher Aufbringung eines polymeren Überzugs auf die Aussenfläche des Rohrmaterials und unter Durchführung sämtlicher Arbeitsschritte mit hoher Geschwindigkeit zu schaffen. Daneben bezweckt die Erfindung die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung zur Herstellung von beschichtetem Stahlrohr der eben genannten Art in Stücken der gewünschten Länge, wobei dieses Stahlrohr eine fehlerfreie Oberflächengüte des äusseren Überzugs besitzen soll.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren und durch die im Patentanspruch 7 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst.

Nachfolgend ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Fertigungsstrasse mit Merkmalen gemäss Erfindung zur kontinuierlichen Durchführung der Form-, Galvanisier- und Beschichtungsvor-gänge bei der Herstellung von Abschnitten beschichteten Rohrmaterials und

Fig. 2 eine in vergrössertem Massstab gehaltene Darstellung der Abziehvorrichtung gemäss Fig. 1.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in Fig. 1 veranschaulicht, in welcher bestimmte Stationen lediglich schematisch dargestellt sind, speziell der in Bewegungsrichtung hintere Abschnitt der Fertigungsstrasse, in welchem das kontinuierliche Formen, Schweissen und Galvanisieren erfolgt. Eine nähere Erläuterung dieser verschiedenen Stationen findet sich in den eingangs erwähnten Patentschriften.

Obgleich die Gesamt-Fertigungsstrasse mit einer Galvanisierstation dargestellt ist, ist die Erfindung unabhängig davon, ob das geformte und geschweisste Rohrmaterial zunächst gal5

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vanisiert wird oder nicht. Obgleich sich die folgende Beschreibung auf den Auftrag eines polymeren Überzuges, d.h. eines Überzuges aus einem Polymeren, in Pulverform an einer Pulverauftragstation bezieht, wird in dem Fall, dass der polymere Überzug als Teil eines Flüssigkeitssystems auf Lösungsmittelbasis aufgetragen werden soll, die mit Sprühbeschichtung 32 bezeichnete Grundier-Station für diesen Zweck benutzt und die Pulverauftragstation 36 deaktiviert. Sollte dagegen ein Umspritzen gewünscht werden, könnte die Ausrüstung an der Sprühauftrag-Station 32 durch entsprechende andere Ausrüstung ersetzt werden. Während in der Beschreibung der Ausdruck «Galvanisieren» benutzt wird, soll dieser Ausdruck ebenfalls in seinem weitesten Sinn verstanden werden und nicht auf die Verwendung von reinem Zink beschränkt sein, da z. B. auch eine Legierung aus Zink und Aluminium verwendet werden kann.

Die Gesamtdarstellung gemäss Fig. 1 zeigt eine Fertigungsstrasse, bei welcher die einzelnen Stationen ein von rechts nach links laufendes Stahlband behandeln bzw. verarbeiten. An der linken oberen Seite ist ein Stahlband 8 angedeutet, das von einer nicht dargestellten, zweckmässigen Vorratsrolle bzw. einem Coil zugeführt wird. Das Stahlband durchläuft eine End-schweissvorrichtung an sich bekannter Bauart, die zum Spleis-sen des einen Endes eines Coils mit dem Ende eines anderen Coils zu einem erforderlichen Zeitpunkt dient, worauf das Stahlband in einen Sammler 10 einläuft, in dem ein ausreichendes Stahlbandstück gespeichert wird, um während des Verschweissens aufeinanderfolgender Bandenden die Fertigungsstrasse zu versorgen. Ebenso können die Ränder des Stahlbandes entsprechend vorbehandelt werden, so dass sie beim Einlaufen des Stahlbandes 8 in eine Rohrformmaschine 12 für das Verschweissen vorbereitet sind. Die Rohrformmaschine 12 wird durch eine Reihe von herkömmlichen Formwalzen gebildet, durch welche das Stahlband kontinuierlich bzw. fortlaufend aus seinem anfänglich flachen Zustand zu einem Rohr mit rundem Ouerschnitt verformt wird, wobei die Randkanten des Stahlbandes nahezu stumpf zusammenstossen und nach dem Verschweissen die Rohrnaht bilden.

Die durch die Rohrformmaschine 12 kontinuierlich gebildete Rohrform läuft sodann unmittelbar zu einer Schweissvor-richtung 14, in welcher die Randkanten des Stahlbandes durch Schweissen miteinander verbunden werden, vorzugsweise unter Verwendung eines kontinuierlich arbeitenden Widerstands-schweissgerätes solcher Ausbildung, dass die Stauchung bzw. Formabweichung an der Innenseite des gebildeten Rohrs möglichst klein gehalten wird. Nach Abschluss des Schweissvor-gangs und nach dem Abschärfen der Aussenfläche im Schweissbereich wird das Rohr zu einer Wasch- und Beizstation 16 überführt, in welcher eine Reinigung und Entfernung von Oxiden erfolgt. In dieser Station kann ein Waschvorgang mit Alkali zur Beseitigung von Fett von der Rohroberfläche, gefolgt von einem Spülen und einer anschliessenden Säurebehandlung zum Beizen der Oberfläche durchgeführt werden, worauf sich ein weiterer Spülvorgang anschliesst; diese Arbeitsgänge sind sämtlich an sich bekannt und in den eingangs genannten Patentschriften erläutert.

Im Anschluss an die Reinigungsstation 16 gelangt das Rohrmaterial zu einer ersten Erwärmungsstation 18, die einem Galvanisierbehälter 20 vorgeschaltet ist und welche vorzugsweise eine Induktionsbeheizung anwendet, obgleich auch andere Erwärmungsarten angewandt werden können, um das Rohrmaterial vor seinem Eintritt in den-Galvanisierbehälter 20 auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen. Zum Schutz des gereinigten Rohrmaterials vor Oxydation wird von dem Zeitpunkt an, zu welchem das Rohrmaterial in die Erwärmungsstation 18 eintritt, bis zu seinem Eintritt in das Zinkbad um das Rohrmaterial herum eine inerte oder nichtoxydierende Atmosphäre, z. B. aus Stickstoff, vorgesehen. Die Einzelheiten bevorzugter Ausführungsformen zur Gewährleistung einer solchen Atmosphäre finden sich in den eingangs erwähnten US-PSen.

In der Erwärmungsstation 18 wird das Rohrmaterial vorzugsweise auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Galvanisiermaterials erwärmt, so dass das sich kontinuierlich bewegende, erwärmte Rohrmaterial bei seinem Durchlauf durch den Behälter einen gleichmässigen Überzug aus Zink oder Zinnlegierung aufnimmt. Beim Austritt aus dem Galva-niesierbehälter 20 erfolgt eine entsprechende Abstreifwirkung gegen das Rohrmaterial, um die Mitnahme von überschüssigem Zink zu vermeiden, worauf das Rohrmaterial unmittelbar zu einer Kühlstation 11 läuft, die aus einem wassergefüllten Abschreckbehälter bestehen kann. Nach dem Abkühlen auf die gewünschte Temperatur gelangt das galvanisierte Rohrmaterial sodann in eine Kalibrier- und Richtstation 24.

Nach dem Richten oder Begradien folgt eine wahlweise vorgesehene Metallbehandlungsstation 26, in welcher das galvanisierte Rohrmaterial einer Chromatisier-, Phosphatier-od.dgl. Behandlung unterworfen wird. Durch Behandlung der galvanisierten Oberfläche mit einem Chromat und einer Salpetersäurelösung wird eine Zinkchromat-Aussenschicht erzeugt, die eine noch grössere Korrosionsbeständigkeit bietet. Falls die Metallbehandlungsstation 26 vorgesehen ist, ist dieser eine Spül- und Lufttrocknungsstation 28 unmittelbar nachgeschaltet.

In diesem hinteren bzw. «stromaufseitigen» Bereich der Fertigungsstrasse besteht genügend Gelegenheit zur Unterstützung des Rohrmaterials gegen einen Durchgang aufgrund von Schwerkraft, wobei die Kalibrier- und Richtwalzen selbstverständlich eine solche Unterstützung sowie auch einen Längsantrieb des Rohrmaterials gewährleisten. Dennoch ist unmittelbar hinter der Trocknungsstation 28 ein abschliessendes Stützwalzenpaar 30 zur Unterstützung des Rohrmaterials in Anschluss an die Metallbehandlungsstation 26 bis zum Erreichen der Abzieh-HilfsVorrichtung vorgesehen. Die Stützwalzen 30 gewährleisten sowohl eine lotrechte als auch eine waagrechte Ausrichtung des Rohrmaterials an dieser Stelle.

Unmittelbar nach diesem letzten Unterstützungspunkt läuft das Rohrmaterial in eine Flüssigkeit-Sprühstation 32 ein, in welcher ein Überzug in flüssiger Form beispielsweise mittels einer Vielzahl von Zerstäubungssprühköpfen aufgetragen werden kann. Die Station 32 dient zum Aufbringen einer Grun-dierbeschichtung vor dem Auftragen eines dickeren Polymerüberzuges in Pulverform an einer nachgeschalteten Stelle, und diese Station wird im allgemeinen dann angewandt, wenn die Galvanisier- und Chromatisier- oder Phosphatierschritte weggelassen werden, so dass auf die gereinigte Oberfläche des geschweissten Rohrmaterials ein Grundierüberzug aufgebracht wird. In manchen Fällen kann es sich jedoch als wünschenswert erweisen, eine Grundierung auf eine galvanisierte Oberfläche aufzutragen. Ausserdem kann eine Grundierung auch nach dem Chromatisieren oder Phosphatieren aufgetragen werden. Üblicherweise liegt die flüssig Überzugs- oder Be-schichtungsmasse auf Lösungsmittelbasis (entweder als organisches Lösungsmittel oder Wasser) vor, wobei diese Masse natürliche oder künstliche Harzpolymere enthält und ein Pigment bzw. einen Farbstoff enthalten oder nicht enthalten kann. Falls eine solche Überzugsmasse auf Lösungsmittelbasis als endgültiger Aussenüberzug des Rohrmaterials vorgesehen werden soll, kann auf die zu beschreibende, nachgeschaltete Pulverbe-schichtungsstation verzichtet werden. Dies kann dann der Fall sein, wenn die Galvanisier- und Metallbehandlungsstationen vorgesehen sind und es zusätzlich gewünscht wird, einen durchscheinenden polymeren Aussenüberzug auf dem Rohrmaterial vorzusehen.

Im Anschluss hieran läuft das Rohrmaterial in eine Induktionsheizstation 34 ein, in welcher das Rohrmaterial vor sei5

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nem Eintritt in die als nächstes folgende Pulverauftragstation 36 vorgewärmt wird. Wenn jedoch ein flüssiger Überzug auf das Rohrmaterial aufgetragen wird, dient die Induktionsheizstation 34 zum Trocknen des Überzuges durch Austreiben des restlichen Lösungsmittels sowie zum Aushärten des ggf. im Überzug enthaltenen Kunstharzes. Falls der flüssige Überzug die letzte Aussenbeschichtung bildet, erfolgt die Lösungsmittelaustreibung an der Heizstation 34.

Andernfalls dient die Induktionsheizstation 34 in erster Linie zur Erhöhung der Temperatur des Rohrmaterials auf den für die Aufbringung des Pulverüberzuges gewünschten Wert. Diese Temperatur schwankt in Abhängigkeit von der jeweils verwendeten Pulverzusammensetzung, doch liegt sie im allgemeinen im Bereich von 66-204° C. Da das Rohrmaterial normalerweise bereits entweder galvanisiert oder mit einer Grundierung beschichtet ist, wird es nicht für erforderlich gehalten, an der Induktionsheizstation 34 eine nichtoxydierende Atmosphäre vorzusehen, und in jedem Fall ist die Temperatur dabei nicht so hoch wie die Temperatur in der Erwärmungsstation 18 unmittelbar vor dem Galvanisieren.

Der Pulverüberzug kann auf beliebige, für die Behandlung eines sich schnell bewegenden Werkstückes geeignete Weise aufgetragen werden, z. B. elektrostatisch, nach einem Wirbelschichtverfahren oder nach einem elektrostatischen Wirbelschichtverfahren; diese Möglichkeiten sind sämtlich an sich bekannt. Die Anwendung solcher Pulverauftragverfahren für das Beschichten von Rohren ist in der US-PS 3 616 983 beschrieben. Die Pulvermasse besteht aus einem Kunststoff, und sie kann Pigmente, Weichmacher und dgl. enthalten. Hierbei können sowohl thermoplastische als auch hitzehärtende Kunstharze (Thermoplaste oder Duroplaste) verwendet werden, z. B. Polyamide, Polyvinylchloride, Polyester, Polyvinyli-denchloride, Polyvinylacetate, Butyrate, Polyolefine, Acrylhar-ze, Epoxyharze sowie Gemische dieser Stoffe.

Es wird als wichtig angesehen, dass hierbei eine genaue Steuerung der Dicke des beim Pulverauftrag aufgebrachten Überzuges möglich ist. Bei diesem Verfahren können polymère Überzüge in einer Dicke zwischen etwa 0,13 mm und etwa 0,635 mm durch derartige Pulverauftraganordnungen bei den Arbeitsgeschwindigkeiten, mit denen das Rohrwalzwerk betrieben werden soll, gleichmässig aufgebracht werden. Bei Anwendung von Vinylüberzügen werden diese z. B. normalerweise mit einer Nenndicke von etwa 0,13 mm aufgebracht. Dabei ist es möglich, vinylbeschichtete Rohrleitungen dieser Art mit einem Aussendurchmesser in Bereich von etwa 33-61 mm, bei denen die Dicke der Vinylbeschichtung gleichmässig bei nicht unter etwa 0,1 mm und höchstens etwa 0,15 mm liegt, mit hohen Fertigungsgeschwindigkeiten herzustellen.

Unmittelbar im Anschluss an die Pulverauftragstation tritt das Rohrmaterial in eine weitere Heiz- oder Erwärmungsstation 40 ein, die vorzugsweise eine oder mehrere Induktionsheizeinheiten enthält und in welcher ein Einbrennen und/oder Aushärten des Pulverüberzugs erfolgt. Das Erwärmungsschema wird dabei durch die spezielle verwendete Kunstharz-beschichtungsmasse bestimmt, da zur Erzielung des optimalen Schmelzflusses des polymeren Überzuges unterschiedliche Erwärmungskriterien berücksichtigt werden. Ein Temperaturbereich von etwa 93-343 °C dürfte für dieses Einbrennen und/oder Aushärten repräsentativ sein, und im Fall einer Vinylbeschichtung kann z.B. eine Temperatur von etwa 260° C angewandt werden. Durch die Induktionsbeheizung an der Station 40 beginnt anfänglich das eigentliche Einbrennen, während die anschliessende Erwärmung die genaue Schmelzflussleitung bestimmt. Selbstverständlich ist die von einem sich kontinuierlich bewegenden Rohr absorbierte Wärmemenge eine Funktion sowohl der Zeit als auch der Temperatur, wobei zahlreiche veränderliche, z. B. Dicke, Farbe und chemische

Zusammensetzung, vorliegen, welche die Einbrennbedingungen für das polymere Material beeinflussen.

Beim Auftragen eines hitzehärtenden polymeren Überzuges wird neben der Erwärmung, die bis zur Erzielung des gewünschten Schmelzflusses des Überzugspulvers führt, eine Endaushärtung durchgeführt, nachdem sich das Überzugsmaterial gleichmässig über das Rohrmaterial verteilt hat. Dieses Aushärten, das ein chemisches Vernetzen des hitzehärtenden Materials bewirkt, stellt die Endstufe des Einbrennvorgangs dar. Bezüglich der Beschichtung mit hitzehärtenden Kunstharzen wird auf die eingangs genannte US-PS 3 667 095 verwiesen.

Nach dem Einbrennen dient eine Kühlstation 42, vorzugsweise mit Wasserabschreckung, zur schnellen Senkung der Temperatur des polymeren Aussenüberzuges auf einen solchen Wert, dass er durch die Berührung mit der unmittelbar nachgeschalteten Abziehvorrichtung 44 nicht beeinträchtigt wird. Zudem dient die Abschreckung mit Wasser zur Gewährleistung, dass das Wärmeprofil des aufgetragenen Polymeren einen gewünschten Grad nicht übersteigt, bei dem eine Zersetzung oder Verfärbung des polymeren Materials auftreten könnte. Eine Hilfs-Rollenunterstützung für das sich kontinuierlich bewegende Rohrmaterial könnte an einer Stelle in der Wasserabschreckstation 42 vorgesehen sein, an welcher die Temperatur des Polymeren bereits auf einen solchen geeigneten Wert abgefallen ist, dass eine solche Berührung keine Beschädigung der Oberfläche zur Folge hat. Da diese Stelle jedoch notwendigerweise ziemlich dicht an der Abziehvorrichtung liegen würde, kann eine solche zusätzliche Unterstützung für überflüssig erachtet werden.

Die Abziehvorrichtung 44 weist zwei endlose Riemen 48 auf, welche das sich kontinuierlich bewegende Rohrmaterial an Ober- und Unterseite flankieren bzw. beidseitig erfassen. Die Riemen 48 bestehen aus einem Material mit den gewünschten Reibungseigenschaften, um eine Beschädigung des polymeren Überzuges zu vermeiden, und sie können aus einem synthetischen Gummi bzw. Kautschuk, z. B. Neopren, mit der entsprechenden Härte, z.B. einer Durometer-Härte von 40—50, bestehen. Die Riemen 48 werden zweckmässig durch einen einzigen (gemeinsamen) Antrieb angetrieben, vorzugsweise einen Elektromotor 50, so dass beide Riemen mit genau gleicher Geschwindigkeit umlaufen. Jeder endlose Riemen 48 wird an vorderem und hinterem Ende von zwei grossen Treibscheiben 52 getragen, wobei die Abziehvorrichtung 44 so ausgelegt ist, dass der obere Riemen nebst der Treibscheibenanordnung lotrecht verstellbar und der untere Riemen nebst Treibscheibenanordnung vorrichtungsfest ist. Infolge dieser Anordnung kann die Vorrichtung 44 in der Weise geöffnet und geschlossen werden, dass eine genaue Ausrichtung des Rohrmaterials in der vorgesehenen Lage gewährleistet wird.

Die Abziehvorrichtung 44 ist mit solchen Massen ausgelegt, dass ein längerer Berührungsbereich zwischen jedem Riemen 48 und dem beschichteten Rohrmaterial vorhanden ist, wobei sich diese Berührung über eine Strecke von mindestens 61 cm und vorzugsweise über mehr als etwa 91,5 cm erstrecken sollte. Dieser verlängerte Berührungsbereich zwischen dem beschichteten Rohrmaterial und den Riemen 48 trägt erheblich zur Fähigkeit der Vorrichtung bei, das Rohrmaterial zu erfassen und unter Zugspannung zu setzen, ohne den eben aufgebrachten polymeren Aussenüberzug zu beschädigen. Um zu gewährleisten, dass der Berührungsdruck gleichmässig über die Gesamtlänge des sog. «Andruckabschnitts» des Riemenantriebs verteilt ist, sind längs der Länge dieses Abschnitts mehrere leerlaufende Stütz- oder Gegenrollen 54 vorgesehen, deren Form der Rückseite des jeweiligen Riemens angepasst ist. Obgleich dabei ein einfacher Keilriemen verwendet werden könnte, werden vorzugsweise ein mehrfach gerillter Riemen 48 und komplementär geformte, mehrfach gerillte Rollen 54 ver5

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wendet, um eine Querverschiebung des Riemens zu verhindern. Die Abziehvorrichtung 44 ist für einen Antrieb der Riemen 48 mit einer Geschwindigkeit von bis zu etwa 240 m/min (800 feet per minute) ausgelegt. In der Praxis werden für eine wirtschaftliche Arbeitsweise Geschwindigkeiten von mindestens etwa 18—21 m/min (60—70 fpm) angewandt, während Geschwindigkeiten von etwa 120 m/min (400 fpm) und höher bei Anwendung der Erfindung erzielbar sind.

Bei der dargestellten Vorrichtung befindet sich der letzte Unterstützungspunkt 30 für das Rohrmaterial in Bewegungsrichtung oberhalb der Sprühauftragstation, während bis zur Abziehvorrichtung 44 kein weiterer Unterstützungspunkt mehr vorhanden ist (obgleich, wie angedeutet, eine Stützrolle nach dem Austrittsende des Abschreckwasserbads angeordnet sein könnte). Dieses längere Stück des Rohrmaterials ist unter dem Einfluss der Schwerkraft bestrebt, einer natürlichen bogenförmigen Kurve zu folgen. Die Tiefe dieses Durchhangs hängt von der Steifheit des hergestellten Rohrs ab, und sie ist eine Funktion des Stahlmaterials, der Wanddicke und des Aus-sendurchmessers des Rohrs. Die Abziehvorrichtung 44 wird so betrieben, dass das Rohrmaterial zwischen ihr und den Kalibrierwalzen unter Zugspannung verbleibt und der Durchhangbogen etwas abgeflacht wird.

Durch Steuerung des Antriebsmotors 50 in der Weise, dass eine vorbestimmte Zugspannungsgrösse im Rohrmaterial erhalten bleibt, kann eine genaue räumliche Ausrichtung bzw. Lage des Rohrmaterials an jeder Stelle seiner Länge zwischen den Richtwalzen 24 und der Abziehvorrichtung 44 gewährleistet werden, und speziell durch diese präzise Ausrichtung wird eine gleichbleibend gleichmässige Dicke des aufgebrachten Überzuges erzielt. Unabhängig vom angewandten Beschich-tungssystem, aber insbesondere bei Verwendung von Sprühdüsen, ist die genaue räumliche Ausrichtung, d.h. Lage, des sich in Längsrichtung bewegenden Rohrmaterials in bezug auf die Sprühköpfe von besonderer Wichtigkeit.

Ein Steuersystem 60 für die Abziehvorrichtung verwendet einen elektronischen Regler, der ein Eingangssignal von einem Kontrollinstrument 62 empfängt, das sich seinerseits an der Kalibrier- und Richtwalzenstation nahe deren Austrittsseite befindet. Dieses Kontrollinstrument (Detektor) 62 liefert dem Regler 60 eine äusserst genaue Anzeige der Laufgeschwindigkeit des Rohrmaterials. Dies ist insofern von Wichtigkeit, als stets Geschwindigkeitsänderungen des aus den Kalibrier- und Richtwalzen austretenden Rohrmaterials auftreten, so dass die Abziehvorrichtung 44 entsprechend gesteuert werden sollte. Diese Geschwindigkeitsabweichungen können von verschiedenen Ursachen herrühren, und eine häufigste Ursache liegt darin, dass sich der Stahlbandcoil periodisch abspult und durch einen neuen ersetzt werden muss. Wie in der ÜS-PS 3 259 148 erwähnt, wird eine Sammlervorrichtung 10, etwa ein Schleifenbildner, zur Aufnahme einer Reserve- oder Vorratsmenge des Stahlbands verwendet, so dass das hintere Ende des einen Stahlbandcoils mit dem Vorderende eines neuen Coils ver-schweisst werden kann, ohne dass die Zufuhr zur Rohrformmaschine 12 unterbrochen zu werden braucht. Sobald der Schweissvorgang beendet ist, wird die Sammlervorrichtung 10 erneut gefüllt, wodurch ein gewisser Widerstand auf das dem Rohrwalzwerk 12 zugeführte Stahlband ausgeübt wird, der eine geringfügige Verzögerung der Geschwindigkeit der kontinuierlichen Rohrfertigung bewirkt.

Obgleich verschiedene Einrichtungen zur genauen Überwachung der Geschwindigkeit des aus den Kalibrier- und Richtwalzen austretenden Rohrmaterials verwendet werden können, wird ein digital arbeitender photoelektrischer Impulsgenerator bevorzugt. Ein derartiger, im Handel erhältlicher Impulsgenerator liefert eine genaue Zahl von geformten Impulsen für jede Umdrehung einer zentralen Welle, die ein kleines Abgriffsrad trägt, das mit der Unterseite des Rohrmaterials in Oberflächenberührung steht. Wahlweise kann ein digital arbeitender magnetischer Impulsgenerator verwendet werden, der ebenfalls bei jeder Umdrehung einer zentralen Welle eine genaue festgelegte Zahl von Spannungsausgangsimpulsen erzeugt. Im Betrieb dieses Impulsgenerators unterbricht ein Innenzahnrad die Kraftlinien eines Magnetabnehmers und liefert dabei eine Ausgangsspannung in Form einer Sinuswelle.

Die Kontrollvorrichtung 62 ist elektrisch mit dem Steuersystem 60 verbunden und liefert letzterem somit ein Eingangssignal, welches die Geschwindigkeit des Rohrmaterials bei seinem Austritt aus den Kalibrier- und Richtwalzen 24 genau wiedergibt. Der Regler 60 ist so ausgelegt, dass er den Antriebsmotor 50 der Abziehvorrichtung 44 genau mit dem ihm eingegebenen Eingangssignal synchronisiert, wobei verschiedene Regelbetriebsarten angewandt werden können. Das bevorzugte Verfahren ist das als Drehzahlregelung mit Stromzusammensetzung bezeichnete Verfahren, bei dem der Regler 60 die Abziehvorrichtung so betreibt bzw. ansteuert, dass nicht nur ihre Geschwindigkeit genau auf die durch das vom Kontrollinstrument übermittelte Signal wiedergegebene, präzise Geschwindigkeit abgestimmt, sondern gleichzeitig auch versucht wird, diese Geschwindigkeit um einen vorbestimmten Bruchteil zu erhöhen. Da sich das kontinuierlich laufende Rohrmaterial aus physikalischen Gründen an der Abziehvorrichtung 44 nicht schneller bewegen kann als an den Kalibrier-und Richtwalzen, wirkt sich dieses zusätzliche Geschwindig-keitsinkrement als Zugspannung im Rohrmaterial aus. Diese Zugspannung wird aufgrund der Eigenschaften der endlosen Riemen 48 hervorgerufen, die infolge ihrer Reibungseigenschaften und ihrer verlängerten, mindestens 61 cm langen Berührungsbereiche am Rohrmaterial letzteres sicher erfassen, wodurch praktisch jeglicher Schlupf zwischen den Riemen und dem Rohrmaterial ausgeschaltet wird. Infolgedessen wirkt sich praktisch die gesamte, durch den Regler 60 dem Antriebsmotor 50 zugeführte Überschussleistung als Zugspannung im unterbrechungsfrei laufenden Rohrmaterial aus, wobei diese Zugspannung zu einem etwas flacheren Durchhang führt.

Der Antriebsmotor 50 ist vorzugsweise ein Gleichstrommotor, und der Regler 60 greift im wesentlichen die überwachte Geschwindigkeit des Rohrmaterials an den Kalibrier-und Richtwalzen 24 ab, um dabei zu bestimmen, dass eine Stromgrösse entsprechend X nötig ist, um den Motor die endlosen Riemen 48 mit genau dieser Geschwindigkeit antreiben zu lassen. Der Regler 60 ist dabei so eingestellt, dass er einen zusätzlichen Strombruchteil bzw. ein Inkrement Y hinzufügt, um die gewünschte Zugspannungsgrösse zu erreichen, so dass der dem Gleichstrom-Antriebsmotor 50 zugeführte Gesamtstrom gleich X + Y ist. Die eigentliche Steuerung oder Regelung erfolgt in der Weise, dass diese erhöhte Strommenge durch Erhöhung der Spannung am Gleichstrommotor 50 geliefert wird.

Eine andere Regelbetriebsart wird als Digitalgeschwindig-keitsregelung bezeichnet. Dabei empfängt der Regler 60 wiederum das Eingangssignal von der Überwachungs- oder Kontrollvorrichtung 62, wobei er in diesem Fall die Riemen 48 der Abziehvorrichtung genau entsprechend dieser Geschwindigkeit antreibt. Bei dieser Betriebsart wird ebenfalls eine präzise räumliche Beziehung des Rohrmaterials an der Austrittsseite der Kalibrierwalzen 24 durch die Wasserabschreckstation hindurch gewährleistet, doch erfährt das Rohrmaterial in diesem Fall wegen des Fehlens der Zugspannung beim Durchlauf durch die Erwärmungs-, Beschichtungs- und Einbrennstationen einen etwa grösseren Durchhang.

Wegen der Anordnung einer Abziehvorrichtung 44 der beschriebenen Art, welche das Rohrmaterial ohne Beschädigung seiner Oberflächenvergütung zu erfassen vermag, in Verbindung mit der Steuerung des Antriebs in Abhängigkeit von der

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überwachten, d.h. gemessenen Geschwindigkeit des Rohrmaterials bei seinem Austritt aus den Kalibrier- und Richtwalzen 24 kann die gesamte Rohrfertigungsstrasse mit hohen Arbeitsgeschwindigkeiten von z. B. bis zu 120 m/min betrieben werden, während die Anlage gleichzeitig so ausgelegt werden kann, dass über eine Strecke von 21—24 m oder mehr hinweg keine körperliche Berührung mit dem Rohrmaterial vorhanden ist. Die Möglichkeit der genauen Bestimmung der räumlichen Lage des Rohrmaterials an jedem Punkt seiner Länge ist, wie erwähnt, nicht nur bezüglich des Auftragens einer Beschich-tungsmasse mittels Sprühköpfen od.dgl., sondern auch für das Erwärmen des Rohrmaterials von besonderem Nutzen. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn Induktionsheizelemente in Form von elektrischen Spulen verwendet werden, weil diese Spulen dabei so angeordnet sind, dass die Spule das sich kontinuierlich bewegende Rohrmaterial eng umschliesst und mit ihrer Achse koaxial zur Achse des Rohrmaterials liegt, so dass die genaue Lagenausrichtung äusserst wichtig ist. Die Einstellung einer genau festgelegten Durchhangkurve mittels der Anordnung und der beschriebenen Steuerung einer mit Riemen arbeitenden Abziehvorrichtung ermöglicht daher die Erzielung sehr hoher Fertigungsgeschwindigkeiten ohne Beeinträchtigung der Gleichförmigkeit des Überzuges.

Die mit Riemen arbeitende Abziehvorrichtung 44 vermag die angestrebten Aufgaben bei der Handhabung von beschichtetem Rohrmaterial, auch bei Ausübung einer Zugspannung auf dieses, ohne Beschädigung der Aussenfläche des polyme-s ren Überzuges, der unweigerlich noch eine gewisse Restwärme enthält und seine volle Härte noch nicht erreicht hat, zu erfüllen. Früher verwendete Systeme dieser Art, z. B. dasjenige gemäss der US-PS 3 616 983, weisen Paare von oberen und unteren Rollen oder Walzen mit konkaver Umfangsfläche auf, io die an der Umfangsfläche des beschichteten Rohrs angreifen und dabei das Rohr erfassen, so dass diese Rollen unweigerlich eine gewisse Beschädigungs- bzw. Markenbildungswirkung auf die Aussenfläche des beschichteten Rohrs ausüben, weil sich die Aussenabschnitte der konkaven Rollen mit höherer Geis schwindigkeit bewegen als ihre Innenabschnitte, während sich alle Abschnitte des beschichteten Rohrmaterials mit genau gleicher Lineargeschwindigkeit bewegen. Hieraus folgt, dass bei der Verwendung der erfindungsgemässen Abziehvorrichtung in Verbindung mit ihrer entsprechenden Steuerung die 20 Fertigungskosten für polymerbeschichtete Stahlrohrabschnitte erheblich gesenkt werden können, weil sich die damit erreichte hohe Fertigungsgeschwindigkeit in niedrigeren Herstellungskosten pro Längeneinheit niederschlägt.

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1 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von mit einem Polymer beschichteten Rohren aus Stahlband, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlband kontinuierlich zugeführt, durch Walzen zu einer Rohrform geformt und mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit zu einem Rohrstrang geschweisst wird, dass der geschweisste Rohrstrang kalibriert und gereinigt wird, dass die Aussenfläche des Rohrstranges gleichmässig mit einem Überzug aus einem Polymer beschichtet wird mittels eines Beschichtungsvor-gangs, der das Auftragen des Polymers in Form einer flüssigen Auftragsmasse auf die Aussenfläche des Rohrstranges und das Trocknen unter Erwärmung umfasst, und/oder mittels eines Beschichtungsvorgangs, der das Erwärmen des Rohrstranges, das Auftragen des Polymers in Form eines Pulvers auf die Aussenfläche des Rohrstranges, das Einbrennen des Überzuges und das schnelle Abkühlen umfasst, wobei der Rohrstrang im Bereich jedes Beschichtungsvorganges in einer festgelegten Lage unterstützungsfrei gehalten wird, indem der Rohrstrang über eine Längserstreckung von mindestens 610 mm erfasst und unter Zugspannung abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufgeschwindigkeit des geschweissten Rohrstranges an einer Stelle dicht am Kalibriervorgang überwacht und ein der Geschwindigkeit entsprechendes Signal erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen des Polymers in Pulverform auf elektrostatischem Wege erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver gleichmässig in der Weise aufgebracht wird, dass der beschichtete Rohrstrang einen Überzug aus einem Polymer mit einer Dicke von mindestens 0,1 mm und höchstens 0,15 mm aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen des Polymers in Form einer flüssigen Auftragsmasse durch Aufsprühen einer Masse auf Lösungsmittelbasis erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Auftragen des polymeren Überzugs ein Galvanisierschritt durchgeführt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (10) zur kontinuierlichen Zufuhr des Stahlbands (8), eine Einrichtung (12) zum Walzformen des Stahlbands zu einer Rohrform, eine Einrichtung (14) zum mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Verschweissen der Rohrform zu einem Rohrstrang, eine Kalibrierwalzvorrichtung (24) zum Kalibrieren des geschweissten Rohrstranges, eine Einrichtung (26) zur Reinigung der Aussenfläche des Rohrstranges, eine Einrichtung zur Sprühbe-schichtung des Rohrstranges, die eine Sprühbeschichtungssta-tion (32) zum gleichmässigen Auftragen eines polymeren Überzuges auf die Aussenfläche des Rohrstranges und eine Erwärmungsstation (34) zur Trocknung des polymeren Überzuges aufweist und/oder eine Einrichtung zur Pulverbeschichtung des Rohrstranges, die eine Erwärmungsstation (34) zur Erwärmung der Aussenfläche des Rohrstranges, eine Pulver-beschichtungsstation (36) zum gleichmässigen Auftragen eines polymeren Überzuges auf die Aussenfläche des Rohrstranges, eine Heizstation (40) zum Erwärmen des mit dem Polymer beschichteten Rohrmaterials auf eine vorbestimmte Einbrenn-temperatur und eine Kühlstation (42) zum schnellen Abkühlen des der Einbrennerwärmung unterworfenen Rohrstranges aufweist, wobei der Rohrstrang in der Beschichtungseinrich-tung (32, 34; 34, 36, 40, 42) bzw. in den Beschichtungseinrich-tungen (32, 34, 36, 40, 42) durch eine Abzieheinrichtung (44) mit zwei langgestreckten, endlosen Riemen (48), welche den Rohrstrang beidseitig über eine Längserstreckung von mindestens 610 mm erfassen, unterstützungsfrei gehalten wird, eine der Abzieheinrichtung (44) nachgeschaltete fliegende Schere

(46) zum Abtrennen von Rohrabschnitten vom beschichteten Rohrstrang und eine Einrichtung (60) zur Steuerung der Abzieheinrichtung, um den Rohrstrang in einer festgelegten Lage unterstützungsfrei zu halten.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzieheinrichtung (44) durch einen Elektromotor (50) angetrieben ist und dass die Steuereinrichtung (60) den Elektromotor der Abzieheinrichtung (44) in der Weise mit elektrischem Strom speist, dass der geschweisste Rohrstrang zwischen den Kalibrierwalzen (24) und der Abzieheinrichtung (44) unter einer Zugspannung gehalten wird.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die das Rohrmaterial flankierenden endlosen Riemen (48) aus einem Material mit einem hohen Reibungskoeffizienten, wie synthetischem Gummi, hergestellt sind, um einen Schlupf zwischen den Riemen und dem beschichteten Rohrstrang zu verhindern.