DE102006020746A1

DE102006020746A1 - Wear-resistant tube with longitudinal seam

Info

Publication number: DE102006020746A1
Application number: DE102006020746A
Authority: DE
Inventors: Heinz Duenne
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-05-04
Filing date: 2006-05-04
Publication date: 2007-11-15
Also published as: WO2007128283A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rohr mit einer Längsnaht, wobei das Rohr aus einem verschleißfesten Stahl mit einer Härte von wenigstens 350 HBW besteht, wobei die Längsnaht als Laserschmelzschweißnaht ausgeführt ist.The invention relates to a tube with a longitudinal seam, the tube being made of wear-resistant steel with a hardness of at least 350 HBW, the longitudinal seam being designed as a laser fusion weld.

Description

Die Erfindung betrifft ein metallisches Rohr.The The invention relates to a metallic tube.

Aus der Praxis ist es bekannt, metallische Rohre nahtlos zu ziehen oder mit einer Spiralnaht oder mit einer Längsnaht herzustellen.Out In practice, it is known to seamlessly draw metallic tubes or to produce with a spiral seam or with a longitudinal seam.

Für die verschiedensten Anwendungsbereiche ist es bekannt, hochverschleißfeste Stähle zu verwenden, beispielsweise Stahl mit einer Brinellhärte von 350 oder mehr HBW. Dabei wird im Rahmen des vorliegenden Vorschlags eine Härteprüfung Brinell entsprechend ENISO 6506-1 zur Beurteilung der Härte zugrundegelegt, wobei die Prüfung auf einer Messfläche erfolgt, die durch Abfräsen von 0,5 mm bis 2,0 mm der Blechoberfläche geschaffen wird. Derartige Stahlsorten sind auch als „Verschleißbleche" handelsüblich. Bei Verformung haben diese Stähle etwa federstahlartige Eigenschaften, also ein hohes Rückstellvermögen. Bei der Fertigung von Rohren ergibt sich daher das Problem, dass die Belastung von Rohrnähten aufgrund des Rückstellungsvermögens des Werkstoffes sehr hoch ist, was bis zum Bauteilversagen des Rohres führen kann.For the most diverse Areas of application, it is known to use highly wear-resistant steels, for example Steel with a Brinell hardness of 350 or more HBW. This is under the current proposal a hardness test Brinell according to ENISO 6506-1 for the assessment of hardness, whereby the exam on a measuring surface done by milling from 0.5 mm to 2.0 mm of the sheet surface is created. such Steel grades are also commercially available as "wear plates" Deformation have these steels about spring steel-like properties, so a high resilience. at The production of pipes therefore raises the problem that the Load of pipe seams due to the reserve assets of the Material is very high, resulting in the component failure of the pipe to lead can.

Auf Messen sind verschiedentlich Rohre aus den vorbeschriebenen hochverschleißfesten Werkstoffen angeboten und präsentiert worden, ohne dass dabei allerdings das tatsächlich für die Exponate verwendete Material überprüfbar wäre. Handelsüblich sind derartige Rohre jedenfalls nicht, obwohl am Markt ein erheblicher Bedarf nach abrasionsfesten Rohren besteht, beispielsweise in Fördereinrichtungen, in denen beispielsweise Bodenschätze durch Leitungen zur Aufbereitung gefördert werden sollen, oder beispielsweise als Rohre in Betonpumpen und dergleichen.On Fairs are variously tubes made of the above highly wear-resistant Materials offered and presented without, however, the material actually used for the exhibits would be verifiable. Commercially available In any case, such pipes, although on the market a considerable There is a need for abrasion-resistant pipes, for example in conveyors, in which, for example, minerals be promoted by treatment lines, or for example as pipes in concrete pumps and the like.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Rohr, welches aus einem Stahl besteht und eine Längsnaht aufweist, dahingehend zu verbessern, dass dieses eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fördereinrichtung mit einem Förderrohr dahingehend zu verbessern, dass das Förderrohr eine möglichst hohe Standzeit aufweist. Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres anzugeben, welches bei Einwirkung von abrasiven Stoffen möglichst verschleißarm ist.Of the Invention is based on the object, a generic pipe, which consists of a steel and has a longitudinal seam, to that effect improve that this has a high wear resistance. Farther The invention is based on the object, a conveyor with a delivery pipe to improve that the delivery pipe as possible has a long service life. After all the invention has the object, a method for producing specify a tube which, if possible, when exposed to abrasive substances wear is.

Diese Aufgabe wird durch ein Rohr mit den Merkmalen des Anspruchs 1 durch eine Fördereinrichtung nach Anspruch 2 und durch ein Verfahren nach Anspruch 3 gelöst.These The object is achieved by a pipe with the features of claim 1 a conveyor according to claim 2 and by a method according to claim 3.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, ein verschleißfestes Rohr dadurch zu schaffen, dass ein Materialstreifen aus dem gewünschten verschleißfesten Stahl mit einer Härte von wenigstens 350 HBW zu einem kompletten Rohrquerschnitt oder, wenn mehrere derartige Bleche verwendet werden sollen, zu einem Rohr-Teilquerschnitt verformt wird, so dass jedenfalls zwei benachbarte Materialstreifen-Kanten die benachbarten Ufer einer Längsnaht des herzustellenden Rohres bilden. Die Verschweißung dieser benachbarten Nahtufer erfolgt vorschlagsgemäß mittels Laserschweißen, da hierdurch möglichst wenig Wärme in das Rohrmaterial eingebracht wird und dementsprechend Gefügeveränderungen vermieden bzw. minimal gehalten werden. Zudem erfolgt die Laserverschweißung ohne Zusatzwerkstoff, also als Schmelzschweißung, so dass auch hierdurch ausgeschlossen ist, dass gegebenenfalls Zusatzwerkstoffe mit einer geringeren Härte die Abrasionsbeständigkeit des Rohres beeinträchtigen können.The Invention proposes In other words, to provide a wear-resistant pipe in that a strip of material from the desired wear resistant Steel with a hardness from at least 350 HBW to a complete pipe section or, if several such sheets are to be used, to a partial pipe section is deformed, so that in any case two adjacent strips of material strip the neighboring banks of a longitudinal seam of the form to be produced tube. The welding of these adjacent seams as proposed by means of Laser welding, as possible thereby little heat is introduced into the pipe material and, accordingly, microstructural changes be avoided or kept minimal. In addition, the laser welding takes place without Additional material, so as fusion welding, so that also hereby is excluded that optionally filler materials with a lower hardness the abrasion resistance of the pipe can.

Insgesamt wird vorschlagsgemäß ein Rohr geschaffen, welches auch in dem äußerst kritischen Nahtbereich die gewünschte hohe Abrasionsbeständigkeit aufweist, so dass nicht nur das ver wendete Material, sondern tatsächlich das vorschlagsgemäß hergestellte Rohr insgesamt verschleißfest ist und die gewünschten langen Standzeiten auch bei Einwirkung abrasiver Materialien aufweist.All in all If proposed, a pipe is created which also in the extremely critical seam area the desired high abrasion resistance so that not only the material used, but actually the according to the proposal Overall, wear-resistant pipe is and the desired long service life even when exposed to abrasive materials.

Eine entsprechend ausgestaltete Fördereinrichtung, beispielsweise eine Betonpumpe oder eine Pipeline, durch welche Beton, Öl, Schiefer oder ähnliche abrasive Materialien gefördert werden, weist daher die gewünschte lange Standzeit auf, so dass nicht nur Materialkosten, sondern insbesondere auch die mit den jeweiligen Wartungsarbeiten verbundenen Wartungskosten, insbesondere Personalkosten und Ausfallzeiten, erheblich reduziert werden können.A appropriately designed conveyor, For example, a concrete pump or a pipeline through which Concrete, oil, Slate or similar promoted abrasive materials be, therefore, has the desired long life, so not only material costs, but in particular also the maintenance costs associated with the respective maintenance work, especially personnel costs and downtime, significantly reduced can be.

Vorschlagsgemäß wird ein verschleißfestes Rohr dadurch hergestellt, dass zunächst der Rohrquerschnitt aus entsprechend verformten Materialstreifen gebildet wird. Es kann sich dabei beispielsweise um einen einzigen Materialstreifen handeln, der bis zu einem geschlossenen Ringquerschnitt verformt wird. Alternativ können beispielsweise zwei Halbschalen geformt werden, die anschließend zu dem gewünschten Rohrquerschnitt zusammengesetzt werden.According to the proposal, a wear-resistant tube produced by that first the pipe cross-section from appropriately deformed strips of material is formed. It may be, for example, a single Material strips act, up to a closed ring cross-section is deformed. Alternatively you can For example, two half-shells are formed, which subsequently to the desired Tube cross section are assembled.

Nachdem jeweils aus einem oder mehreren Materialstreifen der gewünschte Rohrquerschnitt zusammengesetzt ist, wird dieser Rohrquerschnitt in einer Presse plastisch verformt. Dies erfolgt dadurch, dass die Innenkontur der Presse einen geringfügig geringeren Innendurchmesser aufweist als es dem Außendurchmesser des zu schaffenden Rohres entspricht. Entsprechend hohe Presskräfte stellen sicher, dass es zu der gewünschten bleibenden Verformung des federelastischen Materialstreifens kommt, so dass anschließend der Rohrquerschnitt, auch wenn noch keine Verschweißung vorgenommen worden ist, seinen gewünschten Rohrquerschnitt beibehält, die benachbarten Ufer der Längsnaht also entweder unmittelbar aneinander anliegen, Lichtspaltfrei, oder zumindest sehr nahe benachbart sind und ei nen lediglich sehr geringen Restspalt der Längsnaht freilassen, im Gegensatz zu einem aus Materialstreifen gebildeten Rohrquerschnitt, der lediglich durch die erstgenannte Verformung er folgt ist und bei dem das Rückstellungsvermögen des Materials ein wertes Aufklaffen der Längsnaht bewirkt.After each of one or more strips of material, the desired pipe cross-section is composed, this pipe cross-section is plastically deformed in a press. This is done in that the inner contour of the press has a slightly smaller inner diameter than corresponds to the outer diameter of the tube to be created. Correspondingly high pressing forces ensure that the desired permanent deformation of the resilient material strip occurs, so that then the pipe cross-section, even if no welding has been made, maintains its desired pipe cross-section, so the adjacent banks of the longitudinal seam either directly abut each other, light gap free, or at least very close and ei nen leave only a very small residual gap of the longitudinal seam, in contrast to a pipe section formed from strips of material, which he follows only by the former deformation and in which the restoring capacity of the material causes a value unfolding of the longitudinal seam.

Nach dieser bleibenden Verformung des noch nicht verschweißten Rohrquerschnittes erfolgt nun die Schweißung der Längsnaht. Die Naht ist anschließend spannungsfrei bzw. spannungsarm, da keine starken Rückstellkräfte des Materials mehr auf diese Naht einwirken können aufgrund der vorerwähnten bleibenden Verformung, die bereits die Anordnung der Materialstreifen in Form des gewünschten Rohrquerschnittes bewirkt Da die Schweißung der Längsnaht als Laser-Schmelzschweißnaht durchgeführt wird, weist diese Naht die vorbeschriebenen Vorteile einer geringen Wärmeeinwirkung und des originalen Werkstoffes auf, der in dem Materialstreifen verwendet wird ohne Beimischung von Zusatzwerkstoffen, so dass die gewünschte Nahtfestigkeit gegeben ist.To This permanent deformation of the not yet welded pipe cross-section Now the welding takes place the longitudinal seam. The seam is then tension-free or low-tension, since no strong restoring forces of Materials can act more on this seam due to the aforementioned permanent Deformation, already the arrangement of the strips of material in the form of the desired Tube cross-section causes Since the welding of the longitudinal seam is performed as a laser fusion weld, this seam has the above-described advantages of low heat exposure and the original material in the strip of material is used without admixture of additional materials, so that the desired Seam strength is given.

Bei den erwähnten Materialstreifen kann es sich um endliche Materialstreifen von beispielsweise einem oder mehreren Metern Länge handeln, so dass entsprechend lange Rohrabschnitte geschaffen werden können. Alternativ kann ein so genannter „endloser" Materialstreifen beispielsweise von einem Coil abgewickelt werden und in mehreren Umformstufen aus einem flachen zu einem gebogenen Materialstreifen umgeformt werden, der dann den kompletten Rohrquerschnitt bildet, so dass auf diese Weise, abhängig von der Breite des verwendeten Materialstreifens, Rohre mit dem daraus resultierenden Durchmesser und mit einer Länge geschaffen werden können, die lediglich durch die Länge des verwendeten Coils begrenzt ist.at the mentioned Material strips may be finite strips of material, for example one or several meters in length act, so that correspondingly long pipe sections are created can. Alternatively, a so-called "endless" strip of material, for example, from a coil are wound and in several forming stages of a flat to a bent strip of material to be reshaped then forms the complete pipe cross section, so that in this way, dependent from the width of the material strip used, tubes with the resulting in diameter and created with a length can be the only by the length the coil used is limited.

Die bleibende Verformung des ungeschweißten Materialstreifens, die den geschlossenen Rohrquerschnitt bereits bildet, also entweder den direkten Kontakt der beiden Nahtufer oder jeden falls einen äußerst schmalen Lichtspalt verbleiben lässt, kann auch anhand eines bereits hergestellten, also verschweißten Rohres nachgeprüft werden, indem das Rohr in seiner Längsrichtung aufgetrennt wird. Ohne die vorherige vorteilhafte Umformung bewirken die Rückstellungskräfte des verwendeten verschleißfesten Stahls ein Aufklaffen des Rohres, nachdem dieses in seiner Längsrichtung aufgetrennt worden ist, während bei vorschlagsgemäß hergestellten Rohren die Breite des beim Auftrennen erzeugten Spaltes lediglich von dem verwendeten Werkzeug bestimmt ist.The permanent deformation of the unwelded strip of material, the already forms the closed pipe cross-section, so either the direct contact of the two seams or, if any, an extremely narrow one Light gap can leave, can also on the basis of an already manufactured, ie welded tube verified be separated by the tube in its longitudinal direction. Without the previous advantageous transformation cause the restoring forces of used wear-resistant Steel a gaping of the pipe, after this in its longitudinal direction has been separated while in pipes produced according to the proposal the width of the gap generated during the separation only of the used tool is determined.

Die Verformung des Materialstreifens kann in an sich bekannter Weise mittels einer so genannten U-Presse erfolgen, bei welcher ein zunächst flacher Materialstreifen etwa U-förmig verformt wird, also eine untere Biegung und zwei nahezu parallele Flanken aufweist. Die beiden parallelen Flanken können anschließend in einer so genannten O-Presse verformt werden. Diese O-Presse weist ein zweiteiliges Werkzeug auf. Die untere Hälfte nimmt den kreisbogenförmig geformten unteren Bereich des U-förmig verformten Materialstreifens auf und ein oberes Werkzeug der Presse, welches ebenfalls kreisbogenförmig konturiert ist, erfasst die beiden nach oben frei endenden Flanken. Werden die beiden Werkzeughälften der Presse einander zugeführt, werden die beiden Flanken vom oberen Werkzeug der Presse verformt, so dass insgesamt ein O-förmiger, geschlossener Rohrquerschnitt geschaffen wird. Vorschlagsgemäß kann entweder unmittelbar in dieser O-Presse oder in einem nachgeschalteten, ähnlichen Presswerkzeug vorgesehen sein, dass die Innenkontur des Presswerkzeuges einen geringeren Kreisdurchmesser bzw. Kreisumfang ergibt, als es dem Außendurchmesser bzw. der Außenkontur des herzustellenden Rohres entspricht. Wenn die Presswerkzeuge dann bis zur gegenseitigen Berührung zueinander verfahren werden, findet eine bleibende Verformung des Materialstreifens statt, so dass dieser auch nach Öffnung der Presse seine ein geschlossenes Rohr bildende Form beibehält.The Deformation of the material strip can in a conventional manner take place by means of a so-called U-press, in which a first flat strip of material approximately U-shaped is deformed, so a lower bend and two nearly parallel Flanks. The two parallel flanks can then be in a so-called O-press be deformed. This O-press has one two-piece tool on. The lower half takes the circular arc shaped lower portion of the U-shaped deformed Material strip on and an upper tool of the press, which likewise circular arc-shaped is contoured, captures the two free-ending flanks. Be the two tool halves fed to the press, the two flanks are deformed by the upper tool of the press, so that overall an O-shaped, closed pipe cross-section is created. According to the proposal, either directly in this O-press or in a downstream, similar pressing tool be provided that the inner contour of the pressing tool a smaller circle diameter or circle circumference than the outer diameter or the outer contour corresponds to the tube to be produced. If the pressing tools then until mutual contact be moved, finds a permanent deformation of the strip of material instead, so that even after opening the press maintains its shape forming a closed tube.

Bei entsprechender Steuerung der Prozessparameter kann dabei erzielt werden, dass die beiden Kanten des Materialzuschnitts einander lichtspaltfrei anliegen, so dass eine völlig spannungsfreie Verschweißung der Längsnaht erfolgen kann.at appropriate control of the process parameters can be achieved be that the two edges of the material blank gap without light abut, so a completely tension-free welding the longitudinal seam can be done.

Claims

Tube, with a longitudinal seam, characterized in that the tube consists of a wear-resistant steel having a hardness of at least 350 HBW, wherein the longitudinal seam is designed as a laser fusion weld.

Conveyor, With a conveyor pipe, promoted by which material becomes, characterized in that the tube according to claim 1 is designed.

A method of manufacturing a tube, wherein a flat strip of material is deformed into a tube partial cross section or to a tube cross section, and wherein the two adjacent edges of material strips, which form the two banks of a longitudinal seam of the tube, are welded together, characterized in that the strip of material consists of a wear-resistant steel having a hardness of at least 350 HBW, that or the material forming the tube cross-section, and deformed into a tube cross section strips of material circumferentially pressed from the outside to the inside, in a form whose inner contour of the material strip has a smaller diameter than the intended outer diameter of the tube to be produced, this circumference pressing with a permanent deformation of the material strip causing pressure, and then the seam as Fusion weld is produced by laser welding.