DE102007008882A1

DE102007008882A1 - Anordnung zur Verschleißmessung an Förderrohren für Dickstoffe sowie Förderrohr für Dickstoffe

Info

Publication number: DE102007008882A1
Application number: DE200710008882
Authority: DE
Inventors: Karl Schlecht
Original assignee: Putzmeister Concrete Pumps GmbH
Current assignee: Putzmeister Concrete Pumps GmbH
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2008-08-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verschleißmessung an einem Materialabrieb unterworfenen zweilagigen Förderrohren (10). Die Förderrohre weisen ein Innenrohr (12) aus durchgehärtetem Stahl und ein das Innenrohr (12) umfassendes, mit diesem stoff- oder reibschlüssig verbundenes Außenrohr (14) aus weicherem, zähem Werkstoff auf. Weiter ist ein Messgerät (16) zur Wandstärkenbestimmung vorgesehen. Um eine exakte Verschleißmessung am Innenrohr (12) durchführen zu können, ist das Außenrohr (14) mit mindestens einer bis zur Außenfläche (20) des Innenrohres (12) reichende Querbohrung (22) versehen, während das Messgerät einen Ultraschall-Wandstärkenprüfkopf trägt, der durch die Querbohrung (22) hindurch mit der Außenfläche (20) des Innenrohrs (12) akustisch koppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verschleißmessung an einem Materialabrieb unterworfenen, zweilagigen Förderrohren, mit einem Innenrohr aus gehärtetem Werkstoff und einem das Innenrohr umfassenden, mit diesem stoff- oder reibschlüssig verbundenen Außenrohr aus weicherem, zähem Werkstoff, und mit einem Messgerät zur Wandstärkenmessung.
Die Förderrohre für abrasive Dickstoffe, wie Frischbeton, sind einem Materialabrieb unterworfen und müssen daher einer regelmäßigen Verschleißprüfung unterzogen werden. In der Praxis werden hierzu die Förderrohre meist mit einem Hammer abgeklopft und aus der dabei erzeugten Tonhöhe die Restwandstärke abgeschätzt. Diese Methode erfordert viel Erfahrung und ist dennoch ungenau. Aus Sicherheitsgründen werden die Verschleißteile daher oft zu früh ausgetauscht. Grundsätzlich ist es zwar möglich, die Wandstärke eines Rohres mit Hilfe eines Ultraschallmesskopfes, der nach dem Reflexionsschallverfahren arbeitet, zu messen. Bei zweilagigen Rohren führt die Ultraschallmessung jedoch zu Fehlreflexionen an der Trennstelle, die eine exakte Wandstärkenmessung erschwert oder unmöglich macht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs angegebenen Art zu entwickeln, mit der auf einfache Weise eine genaue Messung der Wandstärke des Innenrohrs eines zweilagigen Förderrohrs möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Lösung geht von der Erkenntnis aus, dass ein Ultraschall-Wandstärkenprüfkopf, der nach dem Reflexionsschallverfahren arbeitet, nur an einlagigen Rohren einsetzbar ist. Bei den zweilagigen Förderrohren der eingangs angegebenen Art kommt es vor allem auf die Wandstärke des gehärteten Innenrohrs an. Dementsprechend wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass das Außenrohr mit mindestens einer bis zur Außenfläche des Innenrohrs reichenden Querbohrung versehen ist, und dass das Messgerät einen Ultraschall-Wandstärkenprüfkopf trägt, der durch die Querbohrung hindurch mit der Außenfläche des Innenrohrs akustisch koppelbar ist. Um eine ausreichende Schallkopplung zu erzielen, wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass auf der Außenfläche des Innenrohrs innerhalb der Querbohrung für Messzwecke ein Koppelmittel aufgetragen ist, das beispielsweise aus Fett, Gel oder einem dicken Öl bestehen kann. Verschleißmessungen an Förderrohren sind nur in gewissen Zeitabständen erforderlich. Dementsprechend ist es für den Gebrauch von Vorteil, wenn in die Querbohrung ein für die Messzwecke entfernbarer Füllstoff eingebracht ist, der vor einer Messung beispielsweise mit Hilfe eines kleinen Schraubendrehers ausgekratzt werden kann. Auch der Füllstoff kann aus einem Fett bestehen, das zweckmäßig überlackiert wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Querbohrung eine durch die Außenfläche des Innenrohrs abgeschlossene innere Zylinderpartie und eine daran anschließende, nach außen divergierende äußere Konuspartie aufweist. Die Höhe der Zylinderpartie ist dabei zweckmäßig weniger als halb so groß wie deren Durchmesser. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Höhe der Zylinderpartie von einem Drittel bis zu einem Sechstel des Durchmessers erwiesen, wobei der Durchmesser der Zylinderpartie vorzugsweise weniger als 6 mm beträgt.
Vorteilhafterweise ist das Förderrohr an seinen Enden mit Flanschen oder Kupplungsstücken versehen. Die Querbohrung ist dabei zweckmäßig in der Nähe mindestens eines der Flansche oder Kupplungsstücke in einem definierten Abstand von diesem am Förderohr angeordnet. Die Querbohrung sollte dabei vornehmlich an solchen Stellen des Förderrohrs angeordnet werden, die dem höchsten Verschleiß unterliegen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Querbohrung ist darin zu sehen, dass im Falle eines übermäßigen Verschleißes bei einer Restwandstärke von etwa 0,5 mm das Innenrohr nach Art einer Sollberststelle zuerst gezielt im Bereich der Querbohrung zum Bersten kommt. In diesem Fall tritt das Fördermedium unter der Einwirkung des Innendrucks an der Querbohrung aus. Wenn die Querbohrung einen ausreichend kleinen Durchmesser aufweist, werden dies nur entsprechend kleine Austrittsmengen sein, die vom Maschinisten als Verschleißhinweis erkannt, aber zu keiner größeren Verunreinigung führen können. Auf diese Weise ist durch das austretende Dickstoffmaterial der Verschleißzustand des Innenrohrs auch ohne Messung vor Eintreten einer Berstgefahr für das ganze Förderrohr von außen erkennbar. Regelmäßig können in diesem Fall die an einer Baustelle angefangenen Pumparbeiten noch zu Ende geführt werden, wenn die Querbohrung beispielsweise mit einem Gummifleck und einem um das Rohr gespannten Stahlband verschlossen wird. Der notwendige Rohrtausch kann dann nach Abschluss der Pumparbeit vorgenommen werden. Zweckmäßig werden nach dem ersten Auftreten eines Lecks an einer der Querbohrungen auch die restlichen Förderrohre eines Rohrstrangs hinsichtlich ihres Verschleißzustandes über die betreffenden Querbohrungen vermessen, um durch rechtzeitiges Tauschen etwaigen Schäden an anderen Stellen zuvorzukommen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines zweilagigen Förderrohrs mit Querbohrung im Außenrohr.
2 einen ausschnittsweisen Schnitt durch ein zweilagiges Förderrohr mit ausgefüllter Querbohrung;
3 eine Darstellung entsprechend 1 mit offener Querbohrung und einem in die Querbohrung eingreifenden Ultraschall-Wanddickenprüfkopf.
Das in der Zeichnung in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung gezeigte Förderrohr 10 ist zur Förderung eines abrasiven Dickstoffmaterials, beispielsweise von Frischbeton, bestimmt. Das Förderrohr ist zweilagig ausgebildet. Es weist ein Innenrohr 12 aus glashart durchgehärtetem Stahl sowie ein demgegenüber weicheres und zähes Außenrohr 14 aus ungehärtetem Stahl auf, die stoff- oder reibschlüssig miteinander verbunden sind. Das weichere Außenrohr 14 schützt dabei das empfindlichere spröde Innenrohr 12 gegen äußere Einwirkungen beim Transport und bei Druckerhöhungen im Rohrinneren, während das Innenrohr die Standzeit des Förderrohrs 10 bestimmt. An den Enden der Förderrohre 10 sind Radialflansche 11 angeschweißt, die zur lösbaren Verbindung von zwei in einem Rohrstrang aufeinanderfolgenden Förderrohren 10 bestimmt sind.
Bei der Förderung von abrasiven Dickstoffen, wie Frischbeton, unterliegen die gehärteten Innenrohre 12 einem Verschleiß. Deshalb muss man die Förderrohre 10 von Zeit zu Zeit austauschen, um ein Bersten zu vermeiden. Um andererseits einen vorzeitigen Austausch der Förderrohre 10 zu vermeiden, ist es notwendig, den Verschleißzustand zu überwachen. Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt die Verschleißüberwachung mit Hilfe eines Ultraschall-Wandstärkenprüfkopfes 16, der eine Sende-Empfangseinheit 18 für Schallwellen aufweist.
Da für die Verschleißmessung nur die Wandstärke des Innenrohrs 12 maßgeblich ist und die Ultraschallmessung nach dem Reflexionsschallverfahren in einem einheitlichen Medium erfolgen sollte, wird gemäß der Erfindung in das Außenrohr 14 mindestens eine bis zur Außenfläche 20 des Innenrohrs 12 reichende Querbohrung 22 eingebracht, in die der Ultraschall-Wandstärkenprüfkopf 16 mit seiner Sende-Empfangseinheit 18 zum Zwecke der Wandstärkenmessung von außen her eingeführt werden kann (3). Wie insbesondere aus 2 zu ersehen ist, weist die Querbohrung 22 eine durch die Außenfläche 20 des Innenrohrs 12 abgeschlossene Zylinderpartie 24 und eine daran anschließende, nach außen divergierende Konuspartie 26 auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Zylinderpartie einen Durchmesser von etwa 4 mm und eine Höhe von 1 mm auf, während die Konuspartie 26 einen Konuswinkel von 45° aufweist. Größe und Form der Zylinderpartie 24 ist der Außenform der Sende-Empfangseinheit 18 des Ultraschall-Wandstärkenprüfkopfs angepasst. Diese weist eine Höhe von etwa 1 mm und einen Durchmesser von etwa 3 mm auf. An die Sende-Empfangseinheit 18 schließt sich am Ultraschall-Wandstärkenprüfkopf ein konischer Gehäuseteil an, der in die Konuspartie 26 der Querbohrung 22 passt. Vor einer Messung wird in die Zylinderpartie 24 der Querbohrung 22 ein Koppelmittel, beispielsweise aus Fett, Gel oder einem dicken Öl, eingebracht, das eine ausreichende akustische Kopplung gewährleistet. Um eine Verletzung oder Korrosion des Innenrohrs 12 zu vermeiden, wird beim normalen Förderbetrieb die Querbohrung 22 mit einem Füllstoff 28 beispielsweise aus Fett verschlossen und anschließend überlackiert. Der Füllstoff 28 kann vor einer Messung mit Hilfe eines kleinen Schraubendrehers aus der Querbohrung 22 entfernt werden.
Die Querbohrungen 22 werden zweckmäßig an den Stellen der Förderrohre 10 eingebracht, an denen erfahrungsgemäß der höchste Verschleiß auftritt. Dies ist üblicherweise an den Eintrittsstellen der Förderrohre 10 bezogen auf den Einbauzustand im unteren Bereich der Fall.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verschleißmessung an einem Materialabrieb unterworfenen zweilagigen Förderrohren 10. Die Förderrohre weisen ein Innenrohr 12 aus durchgehärtetem Stahl und ein das Innenrohr 12 umfassendes, mit diesem stoff- oder reibschlüssig verbundenes Außenrohr 14 aus weicherem, zähem Werkstoff auf. Weiter ist ein Messgerät 16 zur Wandstärkenbestimmung vorgesehen. Um eine exakte Verschleißmessung am Innenrohr 12 durchführen zu können, ist das Außenrohr 14 mit mindestens einer bis zur Außenfläche 20 des Innenrohrs 12 reichende Querbohrung 22 versehen, während das Messgerät einen Ultraschall-Wandstärkenprüfkopf trägt, der durch die Querbohrung 22 hindurch mit der Außenfläche 20 des Innenrohrs 12 akustisch koppelbar ist.

Claims

Anordnung zur Verschleißmessung an einem Materialabrieb unterworfenen zweilagigen Förderrohren mit einem Innenrohr (12) aus gehärtetem Werkstoff und einem das Innenrohr (12) umfassenden, mit diesem stoff- oder reibschlüssig verbundenen Außenrohr (14) aus weicherem, zähem Werkstoff und mit einem Messgerät (16) zur Wandstärkenmessung, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (14) mit mindestens einer bis zur Außenfläche (20) des Innenrohrs (12) reichenden Querbohrung (22) versehen ist, und dass das Messgerät einen Ultraschall-Wandstärkenprüfkopf trägt, der durch die Querbohrung (22) hindurch mit der Außenfläche (20) des Innenrohrs (12) akustisch koppelbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Außenfläche (20) des Innenrohrs (12) innerhalb der Querbohrung (22) für Messzwecke ein Koppelmittel aufgetragen ist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelmittel aus Fett, Gel oder einem dicken Öl besteht.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die Querbohrung (22) ein vorzugsweise überlackierter, für Messzwecke entfernbarer Füllstoff eingebracht ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrung (22) eine durch die Außenfläche (20) des Innenrohrs (12) abgeschlossene Zylinderpartie (24) und eine daran anschließende, nach außen divergierende Konuspartie (26) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Zylinderpartie (24) wenigstens halb so groß wie ihr Durchmesser ist.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Zylinderpartie (24) ein Drittel bis ein Sechstel ihres Durchmessers beträgt.
Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Durchmesser der Querbohrung (22) weniger als 6 mm beträgt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderrohr (10) an seinen Enden mit Flanschen oder Kupplungsstücken versehen ist, und dass die mindestens eine Querbohrung (22) in der Nähe eines der Flansche oder Kupplungsstücke in einem definierten Abstand von diesem angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschall-Wanddickenprüfkopf (16) eine beim Messvorgang in die Zylinderpartie (24) eintauchende Sende-Empfangseinheit (18) aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die die Querbohrung (22) innenseitig überlappende Wandpartie des Innenrohrs (12) eine sich in einem definierten Verschleißzustand unter der Einwirkung des Förderdrucks durch die Querbohrung (22) nach außen öffnende Sollberststelle bildet.
Anordnung zur Verschleißüberwachung an einem Materialabrieb unterworfenen zweilagigen Förderrohren mit einem Innenrohr (12) aus gehärtetem Werkstoff und einem das Innenrohr (12) umfassenden, mit diesem stoff- oder reibschlüssig verbundenen Außenrohr (14) aus weicherem zähem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (14) mit mindestens einer bis zur Außenfläche (20) des Innenrohrs (12) reichenden Querbohrung (22) versehen ist, und dass die die Querbohrung innenseitig überlappende Wandpartie des Innenrohrs (12) eine in einem definierten Verschleißzustand unter der Einwirkung des Förderdrucks durch die Querbohrung (22) nach außen öffnende Sollberststelle bildet.
Förderrohr für abrasive Dickstoffe, insbesondere für Flüssigbeton, mit einem Innenrohr (12) aus verschleißfestem gehärteten Stahl und einem das Innenrohr (12) umfassenden Außenrohr (14) aus weicherem zähem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (14) mindestens eine zur Außenfläche (14) des Innenrohrs reichende Querbohrung (22) aufweist, die mit einem bei Bedarf entfernbaren Füllstoff (28) ausgefüllt ist.
Förderrohr nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrung eine durch die Außenfläche (20) des Innenrohrs (12) abgeschlossene Zylinderpartie (24) und eine daran anschließende, nach außen divergierende Konuspartie (26) aufweist.
Förderrohr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Zylinderpartie (24) weniger als halb so groß wie deren Durchmesser ist.
Förderrohr nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Zylinderpartie (24) ein Drittel bis ein Sechstel ihres Durchmessers beträgt.
Förderrohr nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Durchmesser der Querbohrung (22) weniger als 5 mm beträgt.
Förderrohr nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die die Querbohrung innenseitig überlappende Wandpartie des Innenrohrs (12) eine sich in einem definierten Verschleißzustand unter der Einwirkung des Förderdrucks durch die Querbohrung (22) nach außen öffnende Sollberststelle bildet.