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Vorrichtung zum Prüfen von Rohren Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Prüfen von Rohren unter Innendruck, bei der die Rohre an beiden
Enden von in Dichtkopfträgern angeordneten Dichtköpfen gehalten werden, mit einem
feststehenden und einem verfahrbaren Dichtkopfträger, der kontinuierlich und jederzeit
über beidseits der Dichtköpfe angeordnete und mit dem feststehenden Dichtkopf verbundene
Zuganker in einstellbarem Abstand vom feststehenden Dichtkopfträger verankerbar
ist.
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Der verfahrbare Dichtkopfträger ist bei einer bekannten Vorrichtung
dieser Art durch auf beiden Seiten des Dichtkopfträgers angeordnete, auf Zug beanspruchte
Ketten oder Seile, die über Kettenräder oder Trommeln durch Getriebemotoren angetrieben
werden, mit dem feststehenden Dichtkopfträger verbunden. Die gesamte vom Prüfdruck
herrührende, axial auf den verfahrbaren Dichtkopfträger wirkende Kraft geht durch
die Ketten und wird über ein Getriebe von der Bremse aufgenommen. Bei dem Verfahren
des Dichtkopfträgers müssen sowohl dieser als auch die Ketten bzw. Seile, Kettenräder
bzw. Trommeln, die Getrieberäder und die Bremstrommeln beschleunigt oder verzögert
werden. Infolge der hier bei auftretenden großen Kräfte und wegen des rauhen Betriebes
sind die Antriebsteile besonders schwer ausgeführt, und deshalb werden zur Beschleunigung
und Verzögerung große Kräfte und somit Motorleistungen benötigt. Außerdem müssen
die umlaufenden Ketten oder Seile wegen des Unfallschutzes durch besondere Vorrichtungen
geschützt werden. Auch läßt es sich nicht vermeiden, daß die Ketten oder Seile vom
Prüfmittel, wozu in den meisten Fällen Wasser genommen wird, benetzt werden und
korrodieren, wodurch sie einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind und ihre Haltbarkeit
herabgesetzt wird.
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Aus diesem Grunde müssen die Ketten und Seile erheblich stärker,
als es den Kräften entsprechend notwendig wäre, ausgeführt werden, und sie werden
deshalb schwer und teuer.
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Bekannt ist außerdem noch eine Vorrichtung zum Prüfen von Rohren
unter Innendruck mit einem verfahrbaren Dichtkopfträger, der mittels zweier auf
einer Seite, und zwar unterhalb des Prüfkopfes hintereinander eingebauter, durch
Prüfwasserdruck betätigter Kolben mit dem Grundrahmen der Prüfvorrichtung verspannt
wird. Infolge dieser einseitigen Verspannung des Dichtkopfträgers entsteht durch
die Prüfkraft ein Biegemoment, das vom Grundrahmen der Prüfvorrichtung aufgenommen
werden muß. Der Grundrahmen der Prüfvorrichtung muß nicht nur der von der Prüfkraft
herrührenden Biegebeanspruchung
gewachsen, sondern auch überaus steif sein, damit
die Abweichungen der Achsen der Prüfköpfe infolge der Verbiegung des Grundrahmens
in erträglichen Grenzen bleiben. Infolgedessen ist der Grundrahmen einer derartigen
Prüfvorrichtung überaus schwer. Diese Nachteile der bekannten Vorrichtungen werden
erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung eingangs genannterArt dadurch vermieden, daß
die Verankerung des verfahrbaren Dichtkopfträgers mit den mit dem feststehenden
Dichtkopfträger verbundenen Zugankern mittels die Zuganker umfassende, durch Druckmittel
betätigte Klemmvorrichtungen erfolgt, die beidseits des Dichtkopfträgers in gleichem
Abstand zum und in gleicher Ebene mit dem Dichtkopf dieses Dichtkopfträgers angebracht
sind.
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Für zylindrische Zuganker werden bevorzugt Klemmvorrichtungen verwandt,
die aus zylindrischen Hohlkörpern mit ringzylindrischen Aussparungen als Druckraum
und mit in diesen radial gleitenden und durch eine Dichtmanschette gegen den Druckraum
abgedichteten, geschlitzten, zylindrischen Metallhülsen bestehen. Die zylindrischen
Hohlkörper können ein Teil des Dichtkopfträgers oder als besondere Vorrichtung mit
diesem anderweitig, z. B. durch Schrauben, fest verbunden sein. Die geschlitzten,
zylindrischen Metallhülsen und die Dichtmanschetten werden gleich lang ausgeführt.
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Bei Zugankern aus Profil- oder Flachstahl sind auf jeder Seite des
Dichtkopfes im Dichtkopfhalter je zwei sich gegenüberliegende, aus Zylindern, Kolben
und Klemmschuhen bestehende Druckmittel betätigte Klemmvorrichtungen eingebaut.
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Das Druckmittel zur Betätigung der Klemmvorrichtung wird entweder
in bekannter Weise über die gleiche Zufuhrleitung wie das für das Abdrücken der
Rohre benötigte zugeleitet oder unabhängig davon einer besonderen Druckmittelstation
entnommen.
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Wird in besonderen Fällen ein höherer als der Prüfmitteldruck für
die Klemmvorrichtungen benötigt, dann wird erfindungsgemäß ein am Dichtkopfträger
angebrachter
Druckübersetzer zwischengeschaltet.
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Die infolge einer Verzögerung des Ansprechens der Klemmvorrichtungen
gegenüber dem Druck auf bau im Rohr auftretende axiale Kraft im Dichtkopfträger
wird vom Fahrantrieb des Dichtkopfträgers und einem im Stillstand belastbaren oder
mit Motorbremse versehenen Elektromotor aufgenommen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen von Rohren hat gegenüber
den bekannten Prüfvorrichtungen mit Ketten und Seilen als Anker vor allem den Vorteil,
daß der Dichtkopfträger allein verfahrbar ist und infolge des geringeren zu bewegenden
Gewichtes zum Verfahren desselben erheblich kleinere Kräfte bzw. Antriebsleistungen
und somit kleinere Motoren und Getriebe als bei der bekannten Prüfvorrichtung benötigt
werden. Es ist deshalb möglich, den Fahrantrieb in den Dichtkopfträger einzubauen,
wobei ein oder mehrere Ritzel in am Grundrahmen der Prüfvorrichtung angebrachteZahnstangen
eingreifen.
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Da die Vorrichtung seitlich nur von den Zugankern bzw. den äußeren
Kanten der Dichtkopfträger-Klemmkörper und vor Kopf nur von den Dichtkopfträgern
begrenzt wird, ist sie zugänglicher und erfordert auch erheblich weniger Platz.
Hinzu kommt noch, daß sie ein erheblich geringeres Gewicht hat, die Material- und
vor allem die Herstellungskosten niedriger sind als bei den bekannten Prüfvorrichtungen.
Denn für eine Prüfvorrichtung gemäß der bekannten Erfindung würden z. B. Ketten
mit einer Bruchlast von je 600 t benötigt, die 480 mm breit sein und 400 kg/m wiegen
würden. Demgegenüber würde vergleichsweise bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung
z. B. die aus Rundmaterial bestehenden Zuganker einen Durchmesser von nur 120 mm
und ein Gewicht von 90 kg/m haben. Da die Ketten ein oberes und ein unteres Trum
haben, ist das Gewicht der Ketten doppelt zu nehmen, und sie sind somit mindestens
neunmal so schwer wie aus Rundstahl bestehende Zuganker. Außerdem ist der Preis
für 1 kg Kette erheblich höher als der für 1 kg Rund- oder Profilstahl. Gegenüber
der anderen bekannten Prüfvorrichtung hat die Vorrichtung gemäß der Erfindung den
Vorteil, daß alle vom Prüfdruck herrührenden Axialkräfte von feststehenden, nur
auf Zug beanspruchten Zugankern übernommen werden, während bei der bekannten Prüfvorrichtung
durch die Prüfkraft ein Biegemoment hervorgerufen wird, das vom Grundrahmen der
Prüfvorrichtung aufgenommen werden muß.
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Infolge der Verspannung des Prüfkopfträgers mittels durch Prüfwasserdruck
betätigter Kolben mit dem Grundrahmen läßt sich auch eine zusätzliche Biegebeanspruchung
der Flansche des Grundrahmens nicht vermeiden. Da der Grundrahmen der Prüfvorrichtung
nicht nur der von der Prüfkraft herrührenden Biegebeanspruchung gewachsen, sondern
auch überaus biegesteif sein muß, damit die Abweichungen der Achsen der Prüfköpfe
infolge der Verbiegung des Grundrahmens in erträglichen Grenzen bleiben, müssen
diese Grundrahmen überaus schwer ausgeführt werden.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird das Druckmittel zur Betätigung
der Klemmvorrichtungen durch Bohrungen im Dichtkopfträger in bekannter Weise über
die gleiche Zufuhrleitung wie das für das Abdrücken der Rohre benötigte zugeleitet.
Ist es je-
doch z. B. aus Korrosionsgründen notwendig, ein anderes als das Prüfdruckmittel
zu verwenden oder soll z. B., um die Klemmvorrichtungen kurz halten zu können, ein
höherer als der Prüfdruck für die Spannvorrichtungen verwendet werden, so kann dies
zweckmäßigerweise mittels eines vom Prüfmitteldruck betriebenen Druckübertragers
oder -übersetzers erfolgen, der am Dichtkopfträger angebracht und ohne besondere
Rohrleitungen an die Prüfmittelleitungen und Druckmittelleitungen der Klemmvorrichtung
angeschlossen werden kann. Vorteilhaft ist bei einer derartigen Druckmittelerzeugung,
daß die Klemmteile nur proportional dem Prüfdruck und somit nicht höher als notwendig
beansprucht werden.
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Dies würde mit einer besonderen Druckmittelstation mit eigenem Antrieb
nicht möglich sein, weil, da der Prüfdruck vom Rohrdurchmesser, Wandstärke und Werkstoff
abhängt, es notwendig sein würde, die Klemmvorrichtungen, will man nicht laufend
Fehlermöglichkeiten einschließende Neueinstellungen des Druckes vornehmen, mit dem
dem größten Rohrprüfdruck entsprechenden Druck zu belasten. Außerdem erfordert die
hierfür benötigte Druckmittelstation mit eigenem Antrieb zusätzliche Anschaffungs-
und Unterhaltungskosten.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Es
zeigt F i g. 1 eine Vorrichtung zum Prüfen von Rohren in Seitenansicht mit einem
festen und verfahrbaren Dichtkopfträger, Zugankern aus Rundstahl und einem eingelegten
Rohr, F i g. 2 die gleiche Vorrichtung zum Prüfen von Rohren in Draufsicht mit beidseitig
angeordneten Zugankern aus Rundstahl, F i g. 3 einen Teil eines verfahrbaren Dichtkopfträgers
mit Dichtkopf in vergrößerter Darstellung, F i g. 4 die Draufsicht auf einen verfahrbaren
Dichtkopfträger einer Vorrichtung zum Prüfen von Rohren mit aus Profilträgern bestehenden
Zugankern und mit paarweise auf den Steg des Profils wirkenden Klemmvorrichtungen,
F i g. 5 einen Schnitt A-A der in F i g. 4 dargestellten Vorrichtung zum Prüfen
von Rohren.
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Die Vorrichtung zum Prüfen von Rohren besteht in der in F i g. 1
und 2 gezeigten Ausführung aus einem aus Profilträgern bestehenden Grundrahmen 1,
auf dem an einem Ende ein Dichtkopfträger 3 mit Dichtkopf 2 fest und auf der anderen
Seite an einem auf Rädern 6 im Grundrahmen 1 verfahrbaren Dichtkopfträger 4 ein
Dichtkopf 5 angeordnet ist. Der verfahrbare Dichtkopfträger 4 kann mittels eines
durch einen Motor angetriebenen Zahnrades 7, das in eine im Grundrahmen 1 befestigte
Zahnstange 8 eingreift, in beliebige Abstände zum Dichtkopf 2 gefahren werden, wobei
der nicht dargestellte Motorantrieb elektrisch oder mittels einer Bremse feststellbar
ist.
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Teil 9 stellt das zu prüfende Rohr dar. Die Zuganker 10 sind beidseits
der Dichtköpfe 2 und 5 angeordnet und auf der einen Seite mit dem feststehenden
Dichtkopfträger 3 durch Muttern 11 fest verbunden und auf der anderen Seite in auf
dem Grundrahmen 1 befestigten Stützböcken 12 gleitend gelagert. Die Verspannung
des verfahrbaren Dichtkopfträgers 4 mit den Zugankern 10 erfolgt mittels in radialer
Richtung spannender Klemmvorrichtungen 13, die aus zylindrischen, geschlitzten Metallspannhülsen
13 a und gleich langen zylindrischen Dichtmanschetten 13 b, die in ringzylindrischen
Aussparungen 13 c des Dichtkopfträgers
4 beidseits des Dichtkopfes
5 angeordnet sind.
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In dem gezeigten Beispiel wird das Druckmittel im feststehenden Dichtkopf
2 durch die Leitung 3 a, Ventil 3 b und Dichtkopfträger 3 zugeführt und fließt von
hier durch das zu prüfende Rohr 9, Dichtkopf 5 durch die Bohrungen 16, 17, 18, 19
im Dichtkopfträger 4 den Spannvorrichtungen 13 zu. Durch Ventil 4 b und Leitung
4 a wird das Rohr 9 und die Druckmittelleitungen16, 18, 19 über die senkrecht nach
oben gehende Bohrung 17 entlüftet.
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Bei einer anderen Ausführung der Vorrichtung zum Prüfen von Rohren
bestehen die Zuganker 15 aus einem T-Profil (vgl. F i g. 4 und 5). Der Dichtkopfträger
22 wird mittels beidseits auf den Steg 15 a wirkenden, aus Zylindern 14 a und Kolben
14 b und Spannschuhen 14 c bestehenden Klemmvorrichtungen 14 verspannt. Die Druckmittelzufuhr
erfolgt auch hier über die Rohrleitung 9 und den Dichtkopfträger 22 ähnlich wie
bei der Prüfvorrichtung nach F i g. 1 bis 3. Der Dichtkopfträger 22 wird in dem
hier gezeigten Beispiel mittels in Zahnstangen 21 a eingreifender Zahnräder 21 durch
einen nicht gezeigten Elektromotor angetrieben. Die Abstützung des Dichtkopfträgers
erfolgt über nicht dargestellte Räder auf die Flansche des Profilträgers.
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Die Wirkungsweise der Anlage ist nun folgende: Nach Einlegen eines
Rohres in den Rohrhalter 20 wird der verfahrbare Dichtkopfträger 4 zusammen mit
dem Dichtkopf 5 in Rohrrichtung so lange axial verfahren, bis das Rohr sowohl in
dem festen Dichtkopf 2 als auch im Dichtkopf 5 eingefahren ist.
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Zur Überwindung des Spiels zwischen der aus metallischen Spannhülsen
13 a und Dichtmanschetten 13 b bestehenden Klemmvorrichtungen 13 und den Längsankern
10 ist ein mehr oder minder hoher Druck notwendig, bis die Spannhülsen 13 a fassen.
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Bei Rohrprüfvorrichtungen, bei denen das Druckmittel für die Klemmvorrichtungen
13 unmittelbar den Rohrprüfdruckleitungen 3 a, 9, 16, 18, 19 entnommen wird, fassen
die Spannhülsen 13 a nicht gleich, da zuerst noch nicht genügend Druck zur Überwindung
der elastischen Gegenkraft der Spannhülsen 13 a und Dichtmanschetten 13 b und damit
des Spiels zwischen den Spannhülsen und Ankern zur Verfügung steht und infolgedessen
der Dichtkopfträger 4 durch die im Dichtkopf 5 auftretende Längskraft axial verschoben
werden kann. Damit dies nicht geschieht, wird der Dichtkopfträger mittels eines
unter Strom stehenden oder mit einer Bremse versehenen Motor-Zahnrad-Triebes 7 an
einer axialen Verschiebung mindestens so lange gehindert, bis der notwendige Druck
aufgebaut ist bzw. die Spannhülsen 13 a die erforderlichen Klemmkräfte erzeugen.
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Hierfür ist es selbstverständlich notwendig, daß die Abmessungen
der Klemmvorrichtungen und die notwendigen Bremskräfte so aufeinander abgestimmt
werden, daß ab einem gewissen Prüfdruck von den
Spannvorrichtungen die gesamte aus
dem Prüfdruck im Dichtkopf herrührende Axialkraft aufgenommen wird.