DE1172287B

DE1172287B - Device for distortion-free sagging of long pipes

Info

Publication number: DE1172287B
Application number: DEM42437A
Authority: DE
Inventors: Fritz Heinenberg; Dipl-Ing Werner Fritsch; Clemens Philipp
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1959-08-13
Filing date: 1959-08-13
Publication date: 1964-06-18

Description

Vorrichtung zum verziehungsfreien Durchhärten langer Rohre Das Patent 962 439 betrifft ein Verfahren zum verziehungsfreien Durchhärten langer Rohre, insbesondere von ölfeldrohren, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Das warme Rohr wird von innen her dadurch gehärtet, daß Kühlflüssigkeit mit großer Geschwindigkeit schraubenlinig an der Innenfläche entlang hindurchgeführt wird. Die Kühlflüssigkeit wird durch eine Dralldüse in das Rohr eingeführt. Hierbei wird das Rohr mittels einer Spannvorrichtung an das Mundstück der Dralldüse gepreßt. Als Kühlflüssigkeit wird in der Regel Wasser verwendet.Device for hardening long pipes without distortion The patent 962 439 relates to a method for hardening long pipes without distortion, in particular of oilfield pipes, and an apparatus for carrying out this process. The warm one The pipe is hardened from the inside by the fact that cooling liquid at high speed is passed helically along the inner surface. The coolant is introduced into the pipe through a swirl nozzle. Here the pipe is by means of a clamping device pressed against the mouthpiece of the swirl nozzle. As a coolant usually water is used.

Stähle, die wegen ihrer chemischen Zusammensetzung zur Rißbildung neigen und daher nicht für die Wasserhärtung in Betracht kommen, werden in Öl abgeschreckt. Lange Rohre wurden bisher auf Schwenkarmen oder auf einem versenkbaren Rollgang in Schräglage in das Ölbad getaucht. Während das Rohr an der Außenfläche abkühlt, fließt öl von beiden Enden her in das Rohrinnere. Die beiden Ölströme treffen sich etwa in der Rohrmitte, und es kommt zu einer stärkeren Blasenentwicklung, die die gleichmäßige Wärmeableitung und Durchhärtung behindert. Die erforderliche kritische Abkühlgeschwindigkeit wird nicht an allen Stellen des Rohres erreicht.Steels that, because of their chemical composition, cause cracks tend and are therefore not suitable for water hardening, are quenched in oil. Long tubes were previously on swivel arms or on a retractable roller table immersed in an inclined position in the oil bath. While the pipe cools on the outer surface, oil flows into the inside of the pipe from both ends. The two streams of oil meet approximately in the middle of the tube, and there is a stronger development of bubbles, which the Even heat dissipation and hardening are hindered. The required critical The cooling rate is not achieved at all points on the pipe.

Gemäß der Erfindung wird das Rohr bei Verwendung von öl als Kühlflüssigkeit sowohl von innen als auch von außen gekühlt, und zwar von innen mit Hilfe einer Dralldüse gemäß dem Hauptpatent und von außen mit einer Vorrichtung, bei der in einem die Kühlflüssigkeit enthaltenden Behälter ein schräger Ablaufrost für die einzubringenden Rohre vorgesehen ist, dessen unterer Teil unter dem Flüssigkeitsspiegel liegt und Roststäbe aufweist, die, mit Endrasten versehen, nach dem einen Ende des Behälters hin eine zunehmende Neigung aufweisen, und daß ferner die Dralldüse unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in Längsrichtung eines an den Endrasten anliegenden Rohres hin- und herbeweglich und an das eine Rohrende anpreßbar angeordnet ist und daß schließlich in senkrechter Ebene umlaufende Förderketten zum Ausbringen der Rohre vorgesehen sind, die sich mit ihren Mitnehmern zwischen die Roststäbe erstrecken.According to the invention, the pipe is when using oil as a cooling liquid cooled both from the inside and outside, namely from the inside with the help of a Swirl nozzle according to the main patent and from the outside with a device in which in an inclined drainage grate for the container containing the coolant The pipes to be introduced are provided, the lower part of which is below the liquid level and has grate bars, which, provided with end catches, after one end of the Container towards have an increasing inclination, and that also the swirl nozzle below of the liquid level in the longitudinal direction of a pipe resting against the end catches is arranged to be movable back and forth and can be pressed against one pipe end and that Finally, conveyor chains circulating in a vertical plane for discharging the pipes are provided, which extend with their drivers between the grate bars.

Die zum Rohrende hin schwenkbare Dralldüse wird vorzugsweise mittels eines Arbeitszylinders in das Rohrende gepreßt.The swirl nozzle, which can be swiveled towards the end of the pipe, is preferably made by means of of a working cylinder pressed into the end of the pipe.

Der die Dralldüse tragende Schwenkarm ist höhenverstellbar. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Schwenkarm an einem in der Schwenkwelle geführten Stellzapfen angebracht. Der Stellzapfen wird durch Stellmuttern gehoben, gesenkt und in der erforderlichen Höhenlage festgehaltän. Die Höhenstellvorrichtung dient der Anpassung an unterschiedliche Rohrdurchmesser. Mit ihrer Hilfe wird die Dralldüse zentrisch zur Rohrachse eingestellt.The swivel arm carrying the swirl nozzle is height-adjustable. At a In an advantageous embodiment, the swivel arm is on a guided in the swivel shaft Adjusting pin attached. The adjusting pin is raised and lowered by adjusting nuts and fixed at the required altitude. The height adjustment device is used the adaptation to different pipe diameters. With their help, the swirl nozzle set centrically to the pipe axis.

Am oberen Ende des Schwenkarms ist zweckmäßig ein Schwenklaken angebracht. An diesem greift beispielsweise ein Kranhaken an und schwenkt die Dralldüse über den Ölspiegel hinaus, so daß die Dralldüse leicht ausgewechselt werden kann, ohne daß der Härtebehälter entleert werden muß.A swivel sheet is expediently attached to the upper end of the swivel arm. A crane hook, for example, engages this and swings the swirl nozzle over the oil level so that the swirl nozzle can be easily replaced without that the hardness container must be emptied.

Der Außenmantel der Dralldüse ist mit Vorteil kegelig gestaltet. Hierdurch wird das Einführen der Dralldüse in das Rohrinnere erleichtert, auch wenn das Rohr nicht genau zentrisch zur Dralldüse liegt. Das Rohrende sitzt zentrisch und selbstdichtend auf der kegeligen Dralldüse. Eine gesonderte Dichtung kann entfallen. Etwa vorhandene kleinere Undichtheiten wirken sich praktisch nicht aus, weil die Kupplungsstelle im Ölbad liegt.The outer jacket of the swirl nozzle is advantageously designed to be conical. Through this the introduction of the swirl nozzle into the inside of the pipe is made easier, even if the pipe is not exactly centered on the swirl nozzle. The pipe end is centered and self-sealing on the conical swirl nozzle. A separate seal can be omitted. Any existing minor leaks have practically no effect because the coupling point lies in the oil bath.

Die Dralldüse ist am Schwenkarm leicht lösbar angebracht, um sie bei Wechsel der Rohrabmessung rasch umbauen zu können. Zweckmäßig ist sie mit Steilgewinde aufschraubbar.The swirl nozzle is attached to the swivel arm so that it can be easily removed To be able to change the pipe dimensions quickly. It is useful with a high helix thread screwable.

Mit einem weiteren Merkmal der Erfindung wird erreicht, daß auch angestauchte Rohrenden gleichmäßig durchgehärtet werden. Der Mantel der Dralldüse kann. hierzu, auf den Umfang verteilt, mit Abzweigbohrungen versehen sein, die in eine zum Rohrende hin gerichtete Ringdüse münden. Die Rohrenden mit größerer Wanddicke werden zusätzlich von Öl umspült, die Wärmeableitung wird an dieser Stelle beschleunigt.With a further feature of the invention it is achieved that also upset Pipe ends are hardened evenly. The jacket of the swirl nozzle can. For this, Distributed on the circumference, be provided with branch bores in one to the end of the pipe directed towards the ring nozzle open. The pipe ends with a larger wall thickness are additionally from Oil washes around, the heat dissipation is accelerated at this point.

Für die Härtevorrichtung gemäß der Erfindung ist eine Aushebevorrichtung für die gehärteten Rohre besonders geeignet: Endlose Förderketten mit Mitnehmerhaken laufen über nur je ein angetriebenes Kettenrad und hängen von diesem frei in den Härtebehälter. Ein zweites Kettenrad, das im Ölbad eingebaut sein müßte, entfällt. Die Anordnung eines Kettenrades unter dem Ölspiegel ist konstruktiv und betrieblich wegen der Einwirkung von Temperatur und abfallendem Sinter schwierig. Nachspannvorrichtungen für die Förderkette sind nicht erforderlich. Die herabhängende Förderkette bietet einen weiteren wesentlichen Vorteil: Sie bremst die Rollbewegung des einlaufenden Rohres nachgiebig ab, so daß Beschädigungen der Rohroberfläche vermieden werden. Schließlich liegt die Förderkette stets am Rohr an, weil sie von diesem beim Einlaufen zur Seite gedrückt wird. Das Rohr wird also vom Mitnehmerhaken mit Sicherheit erfaßt.For the hardening device according to the invention there is a lifting device Particularly suitable for the hardened pipes: Endless conveyor chains with driver hooks run over only one driven sprocket and hang freely from this in the Hardness container. A second sprocket, which would have to be installed in the oil bath, is omitted. The arrangement of a sprocket under the oil level is constructive and operational difficult because of the action of temperature and falling sinter. Tensioning devices for the conveyor chain are not required. The hanging conveyor chain offers Another significant advantage: it slows down the rolling movement of the incoming Pipe from yielding, so that damage to the pipe surface can be avoided. After all, the conveyor chain is always in contact with the pipe because it rests on it when it enters the pipe is pushed to the side. The tube is therefore seized by the driving hook with certainty.

Als besonders vorteilhaft hat sich die im folgenden beschriebene Steuerung der Bewegung der Mitnehmerhaken erwiesen: Es sind in der Regel drei Förderketten vorhanden. Das gehärtete Rohr liegt in Schrägstellung auf den Endrasten. Beim ersten Arbeitstakt wird das Rohr von dem Mitnehmerhaken bis zur horizontalen Lage und weiterhin bis zu erneuter Schrägstellung über dem Ölspiegel angehoben. In dieser Lage verbleibt es bis zum nächsten Arbeitstakt. Während dieser Zeit läuft das im Rohr verbliebene Öl in den Härtebehälter zurück. Gleichzeitig wird ein neues Rohr gehärtet. Danach werden beide Rohre gleichzeitig angehoben und das bereits über dem Ölspiegel hängende Rohr, wiederum durch Voreilung eines Mitnehmerhakens, in horizontaler Lage auf den Auslaufrost abgeworfen. Anschließend eilt wiederum ein Mitnehmerhaken vor und bringt das nachfolgende Röhr in die bereits beschriebene Schräglage zum Entleeren des Öls. Diese Steuerung wird durch Endschalter bewirkt, die in der Kettenbahn liegen.The control described below has proven to be particularly advantageous the movement of the driving hooks: there are usually three conveyor chains available. The hardened tube lies at an angle on the end catches. The first The work cycle is the pipe from the driving hook to the horizontal position and further raised until it is again inclined above the oil level. Remains in this position it until the next work cycle. During this time, what remains in the pipe runs Return the oil to the hardness container. At the same time a new pipe is hardened. Thereafter both pipes are raised at the same time and the one that is already hanging above the oil level Pipe, again by advancing a driving hook, in a horizontal position on the Drain grate thrown off. Then a driving hook rushes forward again and brings the following tube in the inclined position already described to drain the oil. This control is effected by limit switches that are located in the chain conveyor.

Die Zeichnungen zeigen eine Härtevorrichtung gemäß der Erfindung.The drawings show a hardening device according to the invention.

A b b. 1 ist eine schematische Draufsicht, A b b. 2 der Querschnitt A -B nach A b b. 1, A b b. 3 der Teilquerschnitt C-D nach A b b. 1, A b b. 4 der Teillängsschnitt E-F nach A b b. 3 und A b b. 5 ein Längsschnitt durch eine Dralldüse.A b b. 1 is a schematic plan view, A b b. 2 the cross-section A -B according to A b b. 1, A b b. 3 the partial cross-section CD according to A b b. 1, A b b. 4 the partial longitudinal section EF according to A b b. 3 and A b b. 5 shows a longitudinal section through a swirl nozzle.

Das zu härtende Rohr 1 läuft aus einem Härteofen auf den Rollgang 2. Aus diesem wird es durch die Wipphebel3 ausgehoben und auf den schrägen Ablaufrost 4 abgesenkt. Auf diesem rollt es in den ölgefüllten Härtebehälter 5. Dessen Ölspiegel 6 ist strichpunktiert angedeutet. Das Rohr 1 kommt auf den Endrasten 7 in Ruhestellung. Es weist hierbei Schrägstellung auf, die durch zunehmende Neigung der Endrasten 7 entsteht. Das untere Ende des Rohres 1 liegt vor der Dralldüse B. Sie ist an den Schwenkarm 9 angeschraubt, der am Stehzapfen 10 angebracht ist. Dieser ist in der Schwenkwelle 11 geführt und mittels der Stellmuttern 12 höhenverstellbar und in der erforderlichen Höhenlage feststellbar. Der Schwenkarm 9 ist über den biegsamen Schlauch 13 an die hier nicht dargestellte Ölumdaufpumpe angeschlossen. Zum Anpressen der Dralldüse 8 an das Rohrende 1 dient der Arbeitszylinder 14, der über den Schwenkhebel 15 auf die Schwenkwelle 11 einwirkt. Am oberen Ende des Schwenkarms 9 ist der Schwenkhaken 16 angebracht, mit dessen Hilfe die DraIIdüse 8 über den Ölspiegel 6 hinaus gehoben wird, wenn die Dralldüse 8 ausgewechselt werden soll. Der Außenmantel der Dralldüse 8 ist kegelig gestaltet. In ihm sind, auf den Umfang verteilt, die Abzweigbohrungen 17 vorgesehen, die in die Ringdüse 18 münden, wie aus der A b b. 5 ersichtlich. In den Härtebehälter 5 hängen die Förderketten 19 frei hinein. Sie werden durch nur je ein Kettenrad 20 angetrieben. Die Förderketten 19 liegen an dem Rohr 1 an, das zur Härtung auf den Endrasten 7 aufliegt. Hierdurch wird die Rollbewegung des einlaufenden Rohrs 1 abgebremst und sichergestellt, daß dieses nach dem Härten von den Mitnehmerhaken 21 erfaßt wird. In A b b. 2 ruht ein bereits gehärtetes Rohr 1 oberhalb des Ölspiegels 6 in den Mitnehmerhaken 21, so daß das im Rohr 1 verbliebene öl in den Härtebehälter 5 zurückläuft. Beim nächsten Arbeitstakt wird das Rohr 1 auf den Auslaufrost 22 abgeworfen und auf dem Auslauf rollgang 23 zum nicht dargestellten Vergüteofen gefördert.The pipe 1 to be hardened runs out of a hardening furnace onto the roller table 2. From this it is lifted out by the rocker arm 3 and lowered onto the inclined drainage grate 4. On this it rolls into the oil-filled hardness container 5. Its oil level 6 is indicated by dash-dotted lines. The tube 1 comes to rest on the end catches 7. It has an inclination, which is caused by the increasing inclination of the end catches 7. The lower end of the tube 1 lies in front of the swirl nozzle B. It is screwed onto the swivel arm 9 , which is attached to the standing pin 10 . This is guided in the pivot shaft 11 and adjustable in height by means of the adjusting nuts 12 and can be locked in the required height position. The pivot arm 9 is connected via the flexible hose 13 to the oil circulation pump, not shown here. The working cylinder 14, which acts on the pivot shaft 11 via the pivot lever 15, is used to press the swirl nozzle 8 against the pipe end 1. At the upper end of the swivel arm 9 , the swivel hook 16 is attached, with the aid of which the twist nozzle 8 is raised above the oil level 6 when the twist nozzle 8 is to be replaced. The outer jacket of the swirl nozzle 8 is conical. In it, distributed over the circumference, the branch bores 17 are provided, which open into the annular nozzle 18 , as shown in the A b b. 5 can be seen. The conveyor chains 19 hang freely in the hardening container 5. They are driven by only one chain wheel 20 each. The conveyor chains 19 are applied to the pipe 1, rests on the Endrasten for curing. 7 This slows down the rolling movement of the incoming pipe 1 and ensures that it is gripped by the driver hooks 21 after it has hardened. In A b b. 2, an already hardened tube 1 rests above the oil level 6 in the driver hook 21, so that the oil remaining in the tube 1 runs back into the hardening container 5. During the next work cycle, the pipe 1 is thrown onto the outlet grate 22 and conveyed on the outlet roller conveyor 23 to the tempering furnace, not shown.

Claims

Claims: 1. Device for hardening a long pipe without distortion using oil as the cooling liquid with a swirl nozzle according to patent 962 439, characterized in that an inclined drainage grate (4) for additional cooling with oil from the outside in a container containing the cooling liquid is provided for the pipes to be introduced, the lower part of which is below the liquid level and has grate bars which, provided with end catches, have an increasing inclination towards one end of the container, and that furthermore the swirl nozzle below the liquid level in the longitudinal direction of one of the end catches adjacent pipe is movable back and forth and can be pressed against one pipe end and that finally in a vertical plane circulating conveyor chains (19) are provided for discharging the pipes, which extend with their drivers (21) between the grate bars.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the swirl nozzle (8) is pivotable towards the pipe end, preferably by means of a working cylinder (14).

3. Device according to claim 2, characterized in that the swirl nozzle (8) carrying the pivot arm (9) is height adjustable, preferably by a guided in the swivel shaft (11) standing pins (10) with adjustment nuts (12).

4.Vorrichtung according to claims 2 and 3, characterized in that the swivel arm (9) carries a swivel hook (16) at its upper end.

5. Device according to claims 2 to 4, characterized in that the outer jacket of the swirl nozzle (8) is conical.

6. Device according to claims 2 to 5, characterized in that the swirl nozzle (8) is attached easily replaceable, preferably can be screwed on with a coarse thread.

7. Device according to claims 2 to 6, characterized in that in the jacket of the swirl nozzle (8), distributed around the circumference, branch bores (17) are provided which open into an annular nozzle (18) directed towards the pipe end. B. Apparatus according to claim 1, characterized in that the movement of the drivers (21) is controlled by limit switches in such a way that they stand still in an inclined position above the oil bath during lifting until the next work cycle and return to the horizontal in the transfer position. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 864 402, 865 746, 918641.