DD254851A3 - Verfahren und einrichtung zur automatischen nachbehandlung der einschweissenden und zum innenstrahlen von in rohrboeden eingeschweissten hohlkoerpern oder rohren - Google Patents

Abstract

Verfahren und Einrichtung zur automatischen Nachbehandlung der Einschweissenden und zum Innenstrahlen von in Rohrboeden eingeschweissten Hohlkoerpern oder Rohren zur Erzielung einer gleichmaessigen metallischen Oberflaeche mit definierter Rauhigkeit. Erfindungsgemaess wird zur Regelung und Kontrolle der Strahlmittelmenge, der Strahlmittelfluss ueber eine Spule, die mit einem NF-Generator in Verbindung steht, in eine elektrische Groesse umgewandelt, verstaerkt und ueber ein vorgegebenes Verhaeltnis zwischen Strahlzeit und Strahlmittelfluss geregelt. Dazu ist der Strahlmittelschlauch durch eine Spule gefuehrt. Ein Schwellwertschalter dient der Erfassung definierter Strahlmittelmengen.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung ^₅

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren einschließlich Einrichtung zur automatischen Nachbehandlung der Einschweißenden und zum Innenstrahlen von in Rohrböden eingeschweißten Hohlkörpern oder Rohren, vorzugsweise bei Wärmeaustauschern, zwecks Erreichung eines gleichmäßigen Behandlungseffektes als Grundvoraussetzung für die nachfolgende Oberflächenbeschichtung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Beschichtung von Rohren gegen Korrosion setzt sich industriell immer mehr durch. Dabei werden an die Untergrundvorbehandlung im Sinne eines guten Haftgrundes hohe Anforderungen gestellt, um eine metallische blanke Oberfläche mit einer definierten Rauhigkeit zu schaffen, damit die Beschichtungstechnologien mit optimaler Qualität ausgeführt werden können. Dies trifft besonders für die Einschweißenden und Innenflächen der Rohre zu. An den Schweißnähten müssen Unebenheiten und scharfe Kanten ausgeglichen werden, um z. B. beim Beschichtungsvorgang die Kantenflucht und somit die Schwachstellen zu vermeiden. Kritisch wird die Rohrinnenbehandlung dann, wenn es sich bei kleinen Durchmessern um übergroße Längen handelt.

Hier ist es schwierig, vollkommen metallisch blanke und gleichmäßige Oberflächen, in Abhängigkeit der Nachbehandlung mit definierten Rauhigkeiten zu erreichen.

Bekanntlich gibt es Bearbeitungsverfahren zur Nachbehandlung der Einschweißenden und zur Behandlung der Innenflächen der Rohre. So werden zum Beispiel die Einschweißenden der Rohre manuell mit Fräsköpfen oder Schleifscheiben behandelt. Dies ist mit einem enorm hohen Bearbeitungs- und Kontrollaufwand verbunden, besonders dann, wenn pro Rohrboden 1 000 und mehr Einschweißenden zu bearbeiten sind. Diese Verfahren werden an räumlich getrennten Arbeitsplätzen mit den verschiedenartigsten Arbeitstechnologien Rechnung tragen und keine optimale Garantie zur qualitativen Durchführung solcher Technologien gewährleisten.

Maschinelle Behandlungsmethoden, auch mit mehreren Spindeln, habenden Nachteil, daß das Werkstück zur nächsten Behandlungsstufe, dem Rohrinnenstrahlen, mit großem Transportaufwand umgesetzt werden muß. Die Behandlung der Rohrinnenflächen erfolgt in der Praxis durch das Strahlverfahren.

Hier steht an erster Stelle das Lanzenstrahlen am eingeschweißten Rohrbündel. Dabei muß jedes Rohr einzeln gestrahlt werden. Der Lanzenvorschub istweitgehendstvom Gefünl und der Gewissenhaftigkeit des die Vorrichtung Bedienenden abhängig. Das gilt analog für das Durchblasverfahren von Hand. Eine gleichmäßige Oberflächenbehandlung mit definierter Rauhigkeit kann trotz des hohen Zeitaufwandes nicht garantiert werden. Bei der Vielzahl der Rohre ist keine Garantie gegeben, daß jedes tatsächlich erfaßt wird. Hierbei macht sich ein hoher Kontrollaufwand notwendig, das heißt, jedes einzelne Rohr ist auszuspiegeln, um mögliche Fehler überhaupt zu erfassen und erkennen zu können.

Des weiteren sind Einrichtungen bekannt, die mehrstrahlig automatisiert das Einzelrohr durch Innenstrahlen behandeln. Hierbei werden die Rohre mit Hilfe von Transporteinrichtungen an die Strahleinrichtungen geführt und dann mittels dieser im Durchblasverfahren bearbeitet, indem die Strahldüsen maschinell an die Rohre gebracht werden, so daß dann der Strahlvorgang vonstatten gehen kann.

Diese Einrichtungen bringen zwar hohe Strahlleistungen, räumen aber die Nachteile nicht aus, die sich aus der Zwischenlagerung und der weiteren Verarbeitung des Einzelrohres ergeben. Durch die Zwischenlagerung allein entsteht schon ein leichter Anflugrost, ebenfalls an den Wärmeeinflußzonen der Einschweißstellen an den Rohren, insbesondere dort, wo sich Zunder, Schlacke und ähnliche Rückstände bilden. Im Rohrinneren wird die Rostbildung vorwiegend durch die Feuchtigkeitskondensation nach der Wasserdruckprobe, speziell bei Wärmeaustauschern, noch verstärkt. Aus diesem Grunde macht sich ein hoher Nachbearbeitungs- und Kontrollaufwand notwendig, der die vorangegangene hohe Strahlleistung wieder zunichte macht.

Ziel der Erfindung

Der Zweck der Erfindung besteht darin, bei der Behandlung der Einschweißenden und Innenflächen von Rohren in Rohrboden bei Rohrbündelwärmeaustauschern den bisherigen hohen manuellen Arbeitsaufwand zu beseitigen, eine gleichmäßige Oberflächengüte mit definierter Rauhigkeit zu erreichen und eine Reduzierung des gesamten Fertigungsaufwandes, unter Beachtung des Arbeitsschutzes, sicherzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatischen mehrfachen Nachbehandlung der Einschweißenden und Innenflächen von in Rohrboden eingeschweißten Hohlkörpern, insbesondere Rohren, zur Erreichung einer gleichmäßigen Oberflächengüte mit definierter Rauhigkeit zu schaffen.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die im Boden eingeschweißten Rohre, vorzugsweise in Wärmeaustauschern, auf einer Drei-Koordinatenausricht- und -aufnahmevorrichtung so ausgerichtet werden, daß der entsprechende Rohrbodenspiegel mit den eingeschweißten Rohren von einem programmgesteuerten Drei-Koordinatenmanipulator mittels einer daran angeordneten Mehrfachbearbeitungseinheit bearbeitet werden kann.

Dabei werden mit Hilfe einer gesonderten Einrichtung Fertigungstoleranzen, Form- und Lageabweichungen ausgeglichen und die gesamte Bearbeitungseinrichtung in dieser zentrierten Position gehalten. Die kontrolliert gesteuerte Bearbeitung jedes Einzelrohres wird unter Wiedergabe des Rohrbodenspiegelbildes sowie möglicher Werkzeugausfälle angezeigt. Dem Programm entsprechend werden von der Mehrfachbearbeitungseinheit die Werkzeuge gleichzeitig oder einzeln zum Einsatz gebracht, bis die Gesamtzahl der Einschweißenden bearbeitet ist. Der Rohrinnenstrahlvorgang erfolgt analog mit einem speziellen Mehrfachstrahlkopf.

Dem Programm gemäß werden die Einzeldüsen auch bei dieser Vorrichtung aus dem Strahlprozeß nach der Bearbeitung der Rohre herausgenommen. Die kontrolliert gesteuerte Behandlung der Innenflächen der Rohre wird durch gesonderte Kontrolleinheiten wiedergegeben, so daß jedes Einzelrohr mit der gleichen vorgegebenen Strahlintensität auch wirklich beaufschlagt wurde. Im Falle möglicher Abweichungen ist eine Regelung vorgesehen. Der Ausfall von Strahlmittel zieht selbsttätig ein Abschalten der gesamten Anlage nach sich. Bei Havarien und eventuellen Störungen tritt eine Signaleinrichtung in Funktion.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung wird ein

Verfahrensablaufschema mit Einrichtungen in Seitenansicht dargestellt.

Bei der Erfindung werden die im Rohrboden eingeschweißten Hohlkörper oder Rohre, vozugsweise im Wärmeaustauscher 1, auf einer Drei-Koordinatenausricht- und -aufnahmevorrichtung 2 aufgelegt und so justiert, daß der Rohrspiegel in der Arbeitsebene liegt. Die Drei-Koordinatenausricht- und -aufnahmevorrichtung 2 ist so gestaltet, daß Wärmeaustauscher 1 mit den verschiedensten Durchmessern und Längen aufgenommen werden können. Zur Bearbeitung der Rohreinschweißenden werden die Mehrfachbearbeitungseinheiten 5 mit dem Korrekturglied 9 in Ausgangsposition gefahren.

Das Korrekturglied 9 gleicht selbsttätig Fertigungstoleranzen, Form und Lageabweichungen aus. Mit ihm ist es möglich, die Mehrfachbearbeitungseinheiten 5 auf Achsmitte der Hohlkörper oder Rohre zu zentrieren und auf dieser Position zu halten.

Über die Steuereinrichtung 7 wird dann mittels eines Drei-Koordinatenmanipulators 6 das Programm automatisch abgefahren und programmgemäß die Mehrfachbearbeitungseinheit 5 einzeln oder gleichzeitig entsprechend dem Rohrbild der Rohrboden, besonders in den Randzonen, zum Einsatz gebracht bzw. abgeschaltet.

Mit dem Koordinatenkontroller 8 wird jede Bearbeitungsstelle registriert und angezeigt, so daß praktisch das gesamte Rohrspiegelbild wiedergegeben wird.

Bei Werkzeugausfällen oder Havarien werden Drei-Koordinatenmanipulator 6 und die Mehrfach bearbeitungseinheiten 5 sofort abgeschaltet, eventuelle Störungen zeigt eine Signaleinheit 11 gesondert an. Darüber hinaus werden sämtliche zur Einstellung des Bearbeitungseffektes im Einsatz befindlichen Einrichtungen bei größeren Abweichungen von der Rohrbodenteilung sofort automatisch abgeschaltet. Die Strahlbehandlung der Rohrmnenflächen wird mit einer bekannten Strahleinheit 3 durchgeführt. Zwischen Strahleinheit 3 und Auffangeinheit 4 wird dabei das wiederverwendbare Strahlmittel kontinuierlich im Kreis geführt. Diese Strahleinheit 3 ist mit einem Mehrfachstrahlkopf 5a einschließlich Korrekturglied 9a ausgerüstet. Auch hier gleicht das Korrekturglied 9a selbsttätig Fertigungstoleranzen, Form- und Lageabweichungen aus. Der Mehrfachstrahlkopf 5a wird ebenfalls der Steuereinheit 7 über Drei- Koordinatenmanipulator 6 das Programm automatisch abgefahren. Auch hier ist es möglich, wie bei der Mehrfachbearbeitungseinheitö, die Mehrfachstrahlköpfe 5a einzeln oder gleichzeitig einzusetzen. Am Koordinatenkontroller 8 wird jedes innengestrahlte Rohr registriert und als abgeschlossen bearbeitet angezeigt

Bei Havarien oder anderweitigen Störungen wird vom Strahlintensitätskontroller TO die Gesamtanlage abgeschaltet und dies über dieSignaleinheit 11 gesondert ausgewiesen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kombiniert-automatischen Nachbehandlung der Einschweißenden und Bearbeitung der Innenflächen von in Rohrböden eingeschweißten Hohlkörpern, insbesondere Rohren, mittels Durchblasverfahren zwecks Erreichung einer gleichmäßigen metallischen Oberfläche mit definierter Rauhigkeit als Haftgrund für die nachfolgende Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere Einschweißenden durch bekannte Zerspanungsvorgänge bearbeitet, kontrolliert und optisch angezeigt werden und danach Mehrfachstrahldüsen auf Hohlkörpermitte zentriert, in an sich bekannter Weise erst von einer Seite gestrahlt, gewendet und von der anderen Seite gestrahlt werden, wobei die Strahlmittelmenge reguliert und die vollzogene Bearbeitung der Innenflächen registriert und optisch angezeigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Bearbeitungseinrichtungen entsprechend dem Bohrbild der Rohrböden in den Randzonen gleichzeitig oder einzeln zum Einsatz kommen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzielung des Bearbeitungseffektes notwendigen Einrichtungen bei größeren Abweichungen von der Rohrbodenteilung sich selbsttätig abschalten und Havarien oder Werkzeugausfälle auf entsprechenden Einrichtungen anzeigen.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens der automatischen Nachbehandlung der Einschweißenden und zum Innenstrahlen von Rohren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an eine Drei-Koordinatenausricht- und -aufnahmevorrichtung (2) ein automatisch gesteuerter Drei-Koordinatenmanipulator (6) mit einer Steuereinrichtung (7) anschließt, an dem sich Mehrfachbearbeitungseinheiten (5) mit einem ausgleichenden Korrekturglied (9) einschließlich die Mehrfachstrahlköpfe (5a) mit einem Korrekturglied (9a) befinden, des weiteren mit dem Drei-Koordinatenmanipulator (6) ein Koordinatenkontroller (8) einschließlich Strahlintensitätskontroller (10), sowie Signaleinheit (11) und mit dem Gesamtsystem eine Strahleinheit (3) und Auffangeinheit (4) gekoppelt sind.