DE102011052260A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Ziehen von längsnahtgeschweißten Rohren - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Ziehen von längsnahtgeschweißten Rohren Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Ziehen von längsnahtgeschweißten Rohren (1) mit einer Rohrformstation (3) und einer Schweißstation (4), einer sich daran anschließenden Kühlstation (5) und nachfolgend wenigstens einer Ziehstufe (I, II, III), wobei das Ziehwerkzeug (10) der wenigstens einen Ziehstufe (II) eine Matrize (15) umfasst, wobei der Matrize (15) des Mittel für einen Drehantrieb der Matrize (15) während des Ziehvorgangs zugeordnet sind, wobei die Drehzahl der Matrize (15) in einem Bereich größer als 800 Umdrehungen/min liegt und wobei die Schweißnaht des Rohres (1) in einer Ziehstufe (II) durch einen geschmierten, fliegenden Innendorn (11) innenseitig geglättet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ziehen von längsnahtgeschweißten Rohren gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein entsprechendes Verfahren gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
  • Längsnahtgeschweißte Rohre werden im einfachsten Fall gefertigt durch Schweißen eines Rohres, Glühen des Rohres, Reduzieren des Rohres auf Endabmessungen und Endglühen des Rohres. Die Rohre müssen mithin mindestens vier Produktionsschritte durchlaufen.
  • Es zählt aber auch zum Stand der Technik, Rohre durch Kaltziehen zu reduzieren, bei welchem der Rohrstrang in einem kontinuierlichen Durchgang nacheinander mehrere in Abständen hintereinander geschaltete Ziehwerkzeuge und diesen jeweils nachgeordnete, einzeln elektromotorisch angetriebene Rohrziehtrommeln durchläuft und dabei auf jeweils stufenweise kleinere Durchmesser reduziert wird ( DE 25 58 671 C2 ). Interne Versuche haben jedoch gezeigt, dass mit der in der DE 25 58 671 C2 beschriebenen Einrichtung Rohre nur hohlgezogen werden können, weil durch die Kombination der Ziehstufen mit innenliegendem Dorn, der kritische Anstrengungsgrad überschritten wird, was zu Strangabrissen und/oder zum Ablösen der Schweißnaht vom Grundwerkstoff führte. Daher wurde auf die innenliegenden Dorne verzichtet, mit der Folge, dass eine innenseitige Glättung der Schweißnahtüberstände nicht möglich war.
  • Um bei einer Kaltziehvorrichtung zum Reduzieren von Rohren eine gleichmäßige Kühlung zu begünstigen und um Riefenbildung durch unerwünschte Stahlpartikel zu vermeiden, wird in der DE 25 58 671 C2 vorgeschlagen, dass die Matrize drehbar ausgebildet wird. Hierzu sind im Außenumfang im Bereich des Matrizenhalters angreifende Antriebselemente angeordnet.
  • All diese Maßnahmen sind jedoch nicht geeignet, den Anstrengungsgrad zu steigern, so dass nach heutigem Stand der Technik Rohre in einer Trommelziehanlage hergestellt werden, in der ein Rohrstrang durch hintereinander geschaltete Ziehwerkzeuge kontinuierlichen Linie über Hohlzug reduziert wird (EN DIN 10205-3).
  • Nach heutigem Stand der Technik sind Anstrengungsgrade von circa 0,3 bis maximal 0,45 möglich. Unter ideellen Bedingungen würde ein Anstrengungsgrad von circa 0,8 möglich sein. Dieser ideelle Zustand wird unter anderem durch verfahrenstechnisch bedingt auftretende Fehler im Ausgangsmaterial reduziert, z. B. durch Einschlüsse sowie Poren, welche Spannungsspitzen erzeugen.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, die Herstellung von Rohren (in Linie) insbesondere ohne inneren Schweißnahtüberstand gemäß der EN DIN 10305-2 zu verbessern, indem höhere Anstrengungsgrade realisiert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst.
  • Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
  • Patentanspruch 1 betrifft eine Vorrichtung zum Ziehen von längsnahtgeschweißten Rohren. Die Vorrichtung umfasst zunächst eine Rohrformstation, welche dazu vorgesehen ist, aus einem Bandmaterial ein Rohr zu formen. Das geformte Rohr wird in einer Schweißstation zu einem Rohr verschweißt. Beispielsweise können die einander gegenüberliegenden Längskanten des Bandmaterials induktiv miteinander verschweißt werden. An die Schweißstation schließt sich eine Kühlstation an, in welcher das durch den Schweißprozess erwärmte Rohr abgekühlt wird und nachfolgend wenigstens einer Ziehstufe, vorzugsweise aber mehreren hintereinander geschalteten Ziehstufen zugeführt wird, die zur Durchmesserreduzierung vorgesehen sind. Vorteilhafterweise sind mindestens zwei Ziehstufen vorgesehen.
  • In der wenigstens einen Ziehstufe ist ein Werkzeug vorgesehen, das eine Matrize umfasst. Dieser Matrize sind Mittel für einen Drehantrieb der Matrize während des Ziehvorgangs zugeordnet, wobei die Drehzahl der Matrize in einem Bereich größer als 800 Umdrehungen pro Minute ist.
  • Mit dieser hohen Rotationsgeschwindigkeit der Matrize wird im Wirkpunkt zwischen dem Rohr und der Matrize eine hohe Relativgeschwindigkeit erreicht. Da die nur vom Reibwert und der Normalspannung abhängige Schubspannung im Betrag konstant bleibt, aber die Richtung der Schubspannung verändert wird, verringert sich der in Zugrichtung wirkende Schubspannungsanteil. Die Reibspannung teilt sich in eine achsial und tangential wirkende Teilspannung auf. Dies ermöglicht zusätzliche Reibanteile, ohne dass es beim Rohrstrang zum Abriss kommt. Durch das schnelle Drehen der Matrize kann folglich der Anstrengungsgrad erheblich gesteigert werden.
  • Die Erfindung sieht vor, dass das Ziehen mittels eines Innendorns erfolgt, da die Neigung zum Abreißen durch Reduzierung des axial wirkenden Anteils der Reibspannung extrem gehemmt wird. Zudem hat die erfindungsgemäße Vorrichtung Vorteile beim Anfahren des Vorgangs. Die Hochlaufkurve wird deutlich stabiler durchlaufen, was maßgeblich auf die reduzierten Reibspannungen zurückzuführen ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Ziehstufe mit fliegendem Innendorn, welcher dazu dient, unter dem Einfluss eines Schmiermittels eine Schweißnaht des Rohres innenseitig zu glätten. Es kann sich bei vorheriger Einrundung des längsnahtgeschweißten Rohres erfindungsgemäß bereits um die erste Ziehstufe handeln.
  • Im Rahmen der Erfindung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Drehzahl in einem Bereich größer als 1.000 Umdrehungen/min liegt. Vorzugsweise liegt die Drehzahl in einem Bereich von 1.000 bis 4.000 Umdrehungen/min Wählt man beispielsweise eine Drehzahl von 3.000 Umdrehungen/min erhält man im mittleren Durchmesserbereich eine Ziehmatrize mit einem Durchmesser von 11 mm eine Rotationsgeschwindigkeit von 104 m/min. Dies hat einen Winkel des Reibungsvektors zur Längsachse des Rohrs von 32,24° zur Folge. Hieraus ergibt sich eine Reibspannungsabnahme von 15,4%. Schweißt man ein Rohr mit dem Durchmesser D = 13 mm mit einer Geschwindigkeit von 143 m/min und reduziert dieses Rohr in einer Ziehstufe auf D = 9,0 mm, erhält man eine Auslaufgeschwindigkeit von 210 m/min bei der oben genannten Reibspannungsabnahme. Reduziert man ein Rohr weiter von 9,0 mm dann in einem zweiten Schritt auf D = 7,0 mm ergibt sich eine Auslaufgeschwindigkeit von 76 m/min. Bei dieser Durchmesserreduzierung erfolgt erfindungsgemäß eine Reibspannungsabnahme um 4,7%.
  • Durch die vorstehend beschriebene Reibspannungsabnahme können höhere Querschnittsabnahmen gefahren werden und so optimale Ziehpläne realisiert werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Patentanspruch 4 sieht vor, dass in einer Rohrformstation ein Bandmaterial zu einem Rohr geformt wird, anschließend in einer Schweißstation einander gegenüberliegende Kanten des umgeformten Bandmaterials miteinander verschweißt werden, anschließend das Rohr eine Kühlstation durchläuft und nachfolgend wenigstens eine Ziehstufe durchlaufen wird, wobei das Ziehwerkzeug einer Ziehstufe eine Matrize aufweist. Erfindungsgemäß ist die Matrize eines Ziehwerkzeugs in ständiger Rotation und zwar mit einer Drehzahl von mehr als 800 Umdrehungen/min. Bevorzugt liegt die Drehzahl bei mehr als 1.000 Umdrehungen/min und insbesondere in einem Bereich von 1.000 bis 4.000 Umdrehungen/min. Das Rohr kann in einer ersten Ziehstufe hohlgezogen werden und in einer weiteren Ziehstufe unter Einwirkung eines mit einem Schmiermittel geschmierten fliegenden Innendorns innenseitig geglättet werden. Als dritte und abschließende Ziehstufe kann sich wie in der ersten Ziehstufe ein Hohlzug anschließen.
  • Typische Durchmesser für einen solchen dreistufigen Ziehvorgang sind 16 mm nach der ersten Ziehstufe, 14,98 mm nach der zweiten Ziehstufe und 12 mm nach der dritten Ziehstufe bei Wanddicken von etwa 1,0 mm. Selbstverständlich sind auch weitere Hohlzugstufen möglich, um das Rohr auf einen Enddurchmesser von 6 oder 8 mm zu reduzieren. Es hat sich gezeigt, dass dieses Verfahren insbesondere bei Stählen realisierbar ist, die einen sehr niedrigen Kohlenstoffgehalt von 0,06 Gew.-% aufweisen.
  • Bei einem dreistufigen Ziehprozess dient die erste Stufe primär zur Rohreinrundung. Die erste Ziehstufe umfasst nicht nur ein Ziehwerkzeug, sondern zudem eine erste Rohrziehtrommel, um welche das Rohr herumgeführt wird. Dadurch, dass es sich bei der ersten Ziehstufe bevorzugt um einen reinen Hohlzug zur Rohreinrundung handelt, ergibt sich der Effekt, dass durch den Zug ohne Zwischenglühen, eine Einbuchtung am Rohrumfang entsteht. Diese Einbuchtung ergibt sich durch das unterschiedliche Ziehverhalten der harten Längsnaht gegenüber dem weichen Grundwerkstoff. Dadurch ergibt sich in dem nachfolgenden Zug mit Innendorn die Möglichkeit, die nach innen vorstehende Längsnaht einzuglätten. In der Zugstufe mit Innendorn findet mithin eine Reduktion der Rohrwand vorzugsweise nicht statt, sondern nur ein Glätten.
  • Die Nahteinformung durch den Innendorn erfolgt unter dem Einfluss des Innendorns, aber letztlich durch die hydrodynamische Schmierung, die durch eine permanente Schmierstoffzuführung sicher gewährleistet ist. Der verwendete Innendorn ist hinsichtlich seiner Geometrie auf die Anforderungen der hydrodynamischen Schmierung angepasst. Der vom Ziehgut in Folge seiner Reibung mitgenommene Schmierstoff wird durch den speziell ausgelegten Innendorn auf so hohe Drücke im Ringspalt zwischen der Rohrinnenoberfläche und dem Innendorn gebracht, dass es zu einem Einglätten der Längsschweißnaht kommt. Bevorzugt kommt ein Innendorn zum Einsatz, der aus einem Hartstoff gefertigt ist, wie z. B. Hartmetall, Diamant, Keramik, Werkzeugstahl.
  • Zusätzlich kann der Innendorn mit einer geeigneten Beschichtung versehen sein, die speziell dem Verschleiß bei dem durch Mischreibung gekennzeichneten Anfahrprozess entgegenwirkt. Die Beschichtung ist in der Lage, ohne negative Anhaftungen oder Abrieb den Bereich der Mischreibung zu überwinden, um das Entstehen von Riefen an der Innenwand zu vermeiden. Bei dem Innendorn handelt es sich insbesondere um einen Hartmetalldorn. Es können auch geeignete Stähle eingesetzt werden, die extrem gut verformbar sind (Zusammensetzung gemäß der EN10305). Durch eine spezielle thermische Endglühbehandlung können mechanische Kennwerte erfüllt werden, die dieser Norm entsprechen. Diese Dome besitzen eine hohe Standfestigkeit.
  • Es hat sich gezeigt, dass bereits mit einer Dornlänge von 60 mm hohe Standzeiten erreicht werden können. Es können aber auch Innendorne mit einer Länge von über 100 mm eingesetzt werden, wodurch sich noch wesentlich höhere Standzeiten erreichen lassen. Diese Dornlängen beziehen sich auf den Außendurchmesser des Rohres von circa 15 mm. Der Innendorn ist bevorzugt spiegelsymmetrisch aufgebaut, damit er durch einfaches Umdrehen beiderseits mit der Matrize zusammenwirken kann und dadurch noch länger einsetzbar ist.
  • Anzumerken ist, dass während des gesamten Prozesses der Rohrstrang beim Reduzieren innerhalb der Ziehwerkzeuge auf einem Gleitfilm bewegt wird. Es findet also kein unmittelbarer metallischer Kontakt zwischen dem Rohrstrang und den Ziehwerkzeugen statt. Hierzu trägt letztlich auch die Beschichtung des fliegenden Innendorns bei, die zu diesem Zweck über die gesamte Länge des Dorns vorgesehen ist. Als Beschichtungswerkstoff kommt z. B. Titan-Carbon-Nitrit (TiCN) zur Anwendung.
  • Erst durch hohe Drehgeschwindigkeiten der Matrize, die über ein vielfaches höher liegen, als übliche Werte von circa 40 Umdrehungen/min, ergibt sich eine signifikante Reduzierung der Reibspannung. Während bei 40 Umdrehungen/min die Reibspannungsabnahme in einer Größenordnung unter 0,1% liegt, können die vorstehend beschriebenen Werte von 15,4 bzw. 4,7% über dem dort angegebenen geometrischen Verhältnissen erreicht werden, was im Vergleich zu dem Effekt bei 40 Umdrehungen/min etwa einer Steigerung um den Faktor 50 bis 150 entspricht.
  • Mit der Erfindung ist es möglich geworden dünnwandige Rohre der Abmessungen 9 × 0,63 mm mit fliegendem Innendorn prozesssicher herzustellen.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass ein Ziehen mit Innendorn schon im Bereich der ersten Ziehstufe möglich ist. Das verringert den Anstrengungsgrad, der auf den Rohrstrang wirkt. Es ist dadurch auch ein prozesssicheres Herstellen von Rohren mit Wandstärken von 0,5 mm und weniger möglich. Diese Vorteile können dadurch erreicht werden, dass besondere Anstrengungen bei der Kalibrierung zur Einrundung des Rohrs vorgenommen werden. Üblicherweise dient die Kalibrierung rein zum Transport des Rohrstrangs und zum Halten der Schweißnaht in 12-Uhr-Lage. Es hat sich jedoch gezeigt, dass durch eine verbesserte Kalibrierung eine Einrundung des Rohrs schon vor der ersten Ziehstufe erreicht werden kann, mit der Folge, dass auch im Bereich der ersten Ziehstufe eine Glättung der Naht mittels Innendorn möglich ist. Die erfindungsgemäßen Vorteile kommen daher insbesondere dann zum Tragen, wenn die Einrundung des Rohrs nicht erst durch die erste Ziehtrommel, sondern bereits durch dass der ersten Ziehtrommel vorgeschaltete Kalibrierwerk erfolgt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 eine schematische Seiteansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei Ziehstufen I bis III;
  • 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs II der 1;
  • 3 eine Darstellung der Zusammenhänge der Richtungsvektoren der Reibspannung und
  • 4 ein Diagramm, bei welchem der prinzipielle Zusammenhang zwischen der Abnahme der Reibspannung als Funktion der Ziehgeschwindigkeit dargestellt ist.
  • 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in Form einer Fertigungslinie zum Ziehen von längsnahtgeschweißten Rohren 1 in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess. Das fertige Rohr 1 wird aus einem Bandmaterial 2 hergestellt, das in einer Rohrformstation 3 zu einem Rohr 1 umgeformt wird. Die sich gegenüberliegenden Längskanten des Bandmaterials 2 werden in der sich anschließenden Schweißstation 4 zu einem längsnahtgeschweißten Rohr 1 miteinander verschweißt. Das durch den Schweißvorgang erhitzte Rohr 1 tritt dann in eine Kühlstation 5 ein, bei welcher es sich um einen Wasserkasten handeln kann. In dieser Kühlstation 5 wird das durch Schweißen erhitzte Rohr 1 heruntergekühlt, bevor es in den mit I bis III bezeichneten Ziehstufen durch Kaltziehen auf das gewünschte Endmaß reduziert wird. Jede Ziehstufe I, II, III umfasst eine Ziehtrommel 6, 7, 8, welche die notwendigen Zugspannungen zum Ziehen des Rohrstranges durch das jeweils vor der Ziehtrommel 6, 7, 8 vorgelagerten Ziehwerkzeug 9 und 10 ermöglichen.
  • In der ersten Ziehstufe I erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich ein Hohlzug, bei welchen ausschließlich durch äußere Krafteinwirkung das längsnahtgeschweißte Rohr 1 eingerundet wird. Das Rohr 1 wird also durch eine Matrize 15 gezogen.
  • Bei der zweiten Ziehstufe II handelt es sich um einen Innenzug mit Innendorn 11, so wie es in der vergrößerten Darstellung A in 2 dargestellt ist.
  • In der dritten Ziehstufe III schließt sich ein abschließender Kalibrierzug an, in welchem das Rohr 1 auf die gewünschte Endabmessung reduziert wird.
  • Es ist eine Schmierstofflanze 12 zur Zuführung von Schmierstoff 13 in das innere des Rohrs 1 vorgesehen, die bis in die Kühlstation 5 ragt. Der Schmierstoff 13, wie er in 2 zu erkennen ist, fließt in einem Bereich in das Rohr 1 ein, in welchem es nicht zu einer Rauchentwicklung oder einer Entzündung des Schmierstoffes 13 kommen kann. Das ist insbesondere in der hinteren Hälfte der Kühlstation 5 der Fall, da hier die Temperatur der Rohrinnenseite 16 auf weniger als 100°C heruntergekühlt worden ist, so dass der Schmierstoff 13 unmittelbar nach dem Einbringen in das Rohr 1 durch eine endseitige Öffnung in der Schmierstofflanze 12 auf ebenfalls unter 100°C gehalten wird.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, die Schmierstofflanze 12 noch länger zu gestalten und den Schmierstoff 13 erst hinter der Kühlstation 5 einzubringen. Für die Eignung eines Bereichs, in den der Schmierstoff 13 eingebracht werden kann, ist die lokale Temperatur maßgeblich. Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, austauschbare Schmierstofflanzen 12 zu verwenden, die in Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser und in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und Viskosität des Schmierstoffes 13, diesen eher zu Beginn der Kühlstation 5 oder eher gegen Ende der Kühlstation 5 in das Rohr 1 einbringen.
  • 2 zeigt in vergrößerter Darstellung den Bereich A der 1, d. h. die Ziehstufe II, bei der ein Innenzug mittels des Innendorns 11 erfolgt. Bei dem Innendorn 11 handelt es sich um einen im Wesentlichen zylindrischen Körper, dessen Enden an die Innengeometrie einer rotierenden Matrize 15 angepasst sind. Der Innendorn 11 zeichnet sich durch einen relativ langen zylindrischen Mittelteil aus. Die Länge dieses Mittelteils ist um ein vielfaches größer als der Durchmesser des zu ziehenden Rohrs 1. Dadurch bildet sich ein hydrodynamischer Schmierstofffilm 14 zwischen dem Innendorn 11 und der Innenseite 16 des Rohres 1 aus.
  • Um die Standzeit des Innendorns 11 zu erhöhen, kann dieser um 180° gedreht werden. Er ist entsprechend symmetrisch ausgebildet.
  • Die Ausbildung eines hydrodynamischen Schmierstofffilms 14 ist wesentlich zur Reduzierung der Reibwerte, damit das Rohr 1 überhaupt im Bereich der Matrize 15 umgeformt werden kann. Hierzu ist ein entsprechendes Schmierstoffdepot 17 vor dem Innendorn 11 auszubilden. Hierbei handelt es sich um von der Innenseite 16 des Rohres 1 mitgeschleppten Schmierstoff 13, der sich vor der Stirnseite des Innendorns 11 staut. Durch den sich bildenden Schmierstofffilm 14 erfolgt eine innenseitige Glättung der Schweißnaht des längsnahtgeschweißten Rohrs 1. Die Wanddicke des Rohrs 1 wird hierbei nicht reduziert.
  • Als weitere Maßnahme zur Reduzierung der Reibspannungen ist vorgesehen, die Matrize 15 mit relativ hoher Drehzahl zu rotieren. Die Matrize 15 rotiert vorzugsweise mit 1.000 U/min oder mehr.
  • 3 zeigt ein Vektordiagramm, bei welchem die in der Bildebene liegende Horizontalachse der Längsachse des umzuformenden Rohres bzw. der Rotationsachse entspricht. In dem Diagramm ist die Vorschubgeschwindigkeit des Rohres mit u_x bezeichnet. Die Umfangsgeschwindigkeit der Matrize ist mit v_rotx bezeichnet und steht senkrecht zur Vorschubgeschwindigkeit u_x. Hieraus ergibt sich die resultierende Geschwindigkeit v_res, die mit der Rotationsachse einen Winkel β einschließt.
  • Die in der Bildebene nach rechts weisenden Pfeile kennzeichnen die im Reibpunkt herrschenden Spannungen. Die nur vom Reibwert und der Normalspannung abhängige Schubspannung τx ist im Betrag konstant. Jedoch ändert sich die Richtung der Schubspannung τx aufgrund der Relativgeschwindigkeit v_res. Mithin teilt sich die Schubspannung in eine achsial und tangential wirkende Teilspannung auf. Die achsial wirkende Teilspannung berechnet zu τx × cosβ. Da erfindungsgemäß der Anteil der achsial wirkenden Teilspannung reduziert werden soll, sind große Winkel β anzustreben, was nur dann möglich ist, wenn bei konstanter Vorschubgeschwindigkeit die in Tangentialrichtung weisende Umfangsgeschwindigkeit größer wird. Daher sind relativ hohe Drehzahlen anzustreben. Hohe Drehzahlen haben allerdings wiederum den Effekt, dass der in Umfangrichtung wirkende Reibanteil der Schubspannung zunimmt, so dass die Antriebsmittel für die Matrize entsprechend leistungsstark ausgelegt werden müssen.
  • 4 zeigt schließlich den prinzipiellen Zusammenhang zwischen der Abnahme der Reibspannung und der Ziehgeschwindigkeit. Die Darstellung geht dabei von einer Reibspannung in Ziehrichtung bei konstanter Drehzahl der Matrize (n = 3.000 U/min) in der ersten Umformzone aus. Bei relativ niedrigen Ziehgeschwindigkeiten ist die Abnahme der Reibspannung sehr hoch. Der Effekt verringert sich mit zunehmender Ziehgeschwindigkeit. Allerdings ist auch bei einer Ziehgeschwindigkeit von 250 m/min immer noch eine signifikante Abnahme der Reibspannung von knapp 30% zu erkennen. 4 bezieht sich auf Ziehgeschwindigkeiten unter 400 m/min
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Rohr
    2
    Bandmaterial
    3
    Rohrformstation
    4
    Schweißstation
    5
    Kühlstation
    6
    Ziehtrommel
    7
    Ziehtrommel
    8
    Ziehtrommel
    9
    Ziehwerkzeug
    10
    Ziehwerkzeug
    11
    Innendorn
    12
    Schmierstofflanze
    13
    Schmierstoff
    14
    Schmierstofffilm
    15
    Matrize
    16
    Innenseite
    17
    Schmierstoffdepot
    I
    Ziehstufe
    II
    Ziehstufe
    III
    Ziehstufe
    β
    Winkel
    τx
    Schubspannung
    u_x
    Vorschubgeschwindigkeit
    v_rotx
    Rotationsgeschwindigkeit
    v_res
    resultierende Geschwindigkeit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2558671 C2 [0003, 0003, 0004]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • EN DIN 10205-3 [0005]
    • EN DIN 10305-2 [0007]

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Ziehen von längsnahtgeschweißten Rohren (1) mit einer Rohrformstation (3) und einer Schweißstation (4), einer sich daran anschließenden Kühlstation (5) und nachfolgend wenigstens einer Ziehstufe (I, II, III), wobei das Ziehwerkzeug (10) der wenigstens einen Ziehstufe (II) eine Matrize (15) umfasst, wobei der Matrize (15) Mittel für einen Drehantrieb der Matrize (15) während des Ziehvorgangs zugeordnet sind, wobei die Drehzahl der Matrize (15) in einem Bereich größer als 800 Umdrehungen/min liegt, wobei in wenigstens einer Ziehstufe (I, II, III) das Ziehwerkzeug (10) die rotierende Matrize (15) und einen mit einem Schmiermittel (13) geschmierten, fliegenden Innendorn (11) umfasst, um eine Schweißnaht des Rohres (1) innenseitig zu glätten.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl in einem Bereich größer 1.000 Umdrehungen/min liegt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl in einem Bereich von 1.000 bis 4.000 Umdrehungen/min liegt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste zu durchlaufende Ziehstufe (I) eine Hohlzugstation zur Reduzierung des Rohrdurchmesser ist und die darauf folgende wenigstens eine weitere Ziehstufe (II) dazu dient, unter dem Einfluss eines mit einem Schmiermittel (13) geschmierten, fliegenden Innendorns (11) eine Schweißnaht des Rohres (1) innenseitig zu glätten.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass einer ersten zu durchlaufenden Ziehstufe (I) eine Kalibrierstation zur Einrundung des Rohres (1) vorgeschaltet ist, wobei die erste Ziehstufe (I) dazu dient, unter dem Einfluss des mit dem Schmiermittel (13) geschmierten, fliegenden Innendorns (11) eine Schweißnaht des Rohres (1) innenseitig zu glätten und wobei eine nachfolgende Ziehstufe (II) eine Hohlzugstation zur Reduzierung des Rohrdurchmessers ist.
  6. Verfahren zum Ziehen eines längsnahtgeschweißten Rohres mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in einer Rohrformstation (3) ein Bandmaterial zu einem Rohr (1) geformt wird, anschließend in einer Schweißstation (4) einander gegenüberliegende Längskanten des umgeformten Bandmaterials (2) miteinander verschweißt werden, anschließend das Rohr (1) eine Kühlstation (5) durchläuft und nachfolgend wenigstens eine Ziehstufe (I, II, III) durchlaufen wird, wobei das Ziehwerkzeug (10) einer Ziehstufe eine Matrize (15) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (15) während des Ziehvorganges mit einer Drehzahl von mehr als 800 Umdrehungen/min gedreht wird, wobei in wenigstens einer Ziehstufe (I, II, III) das Ziehwerkzeug (10), die rotierende Matrize (15) und einen mit einem Schmiermittel (13) geschmierten, fliegenden Innendorn (11) umfasst, um eine Schweißnaht des Rohres (1) innenseitig zu glätten.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (15) mit einer Drehzahl von mehr als 1.000 Umdrehungen/min gedreht wird.
  8. Verfahren nach einem Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (15) mit einer Drehzahl von 1.000 bis 4.000 Umdrehungen gedreht wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) in einer ersten Ziehstufe (I) hohlgezogen wird und in einer weiteren Ziehstufe (II) unter Einwirkung eines mit einem Schmiermittel (13) geschmierten, fliegenden Innendorns (11) innenseitig geglättet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) in einer ersten Ziehstufe (I) unter Einwirkung des mit dem Schmiermittel (13) geschmierten, fliegenden Innendorns (11) innenseitig geglättet wird, wobei der ersten Ziehstufe (I) eine Kalibrierstation vorgeschaltet ist, in welcher das Rohr (1) eingerundet wird und wobei in einer der ersten Ziehstufen (I) nachgeschalteten, wenigstens einen weiteren Ziehstufe (II) das Rohr (1) hohlgezogen wird.
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