DE1652938B2

DE1652938B2 - Verfahren und Vorrichtung einer zur Bandkante parallelen Markierungslinie beim Herstellen und/oder Prüfen von geschweißten Schraubennahtrohren

Info

Publication number: DE1652938B2
Application number: DE1652938A
Authority: DE
Inventors: Adalbert 5800 Hagen Sablotny
Original assignee: Hoesch Werke AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1967-10-27
Filing date: 1967-10-27
Publication date: 1974-05-30
Also published as: US3557335A; DE1652938A1; CH472261A; DE1652938C3; US3696226A

Description

Beim Schweißen von Schraubennahtrohren aus Stahlband werden häufig zwei Schweißnähte hintereinander gelegt, beispielsweise eine erste Naht nahe der Stelle, an der die Kanten des Stahlbandes erstmals zusammentreffen, und eine zweite Naht im Abstand einer halben Ganghöhe von dieser ersten Schweißstelle. Während es mit Hilfe geeigneter Regelvorrichtungen leicht möglich ist, den die erste Naht legenden Schweißkopf so zu steuern, daß er sich Schwankungen in der Lage der Bandkante und der Breite des Schweißspalts anpaßt, ergeben sich Schwierigkeiten bei der Steuerung des zweiten Schweißkopfes, weil die Ganghöhe der gelegten Schweißnaht erfahrungsgemäß nicht konstant ist, vielmehr infolge der unvermeidlichen Säbelform des Bandes und infolge von Schwankungen in der Steigung der Naht keine Konstante darstellt. Ganz ähnliche Schwierigkeiten entstehen, wenn auf der Schweißmaschine eine mittels eines oder mehrerer Schweißköpfe gelegte Schweißnaht mittels eines Ultraschall-Prüfkopfes auf Güte geprüft werden soll, weil ein derartiger Kopf gleichfalls nur dann einwandfrei arbeitet, wenn er sich nebe« der Schweißnaht auf dem Grundwerkstoff befindet. Der senkrechte Abstand des Ultraschall-Prüfkopfes zur Schweißnahtmitte muß innerhalb sehr enger Toleranzen konstant sein.

Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, hat man vor dem Schweißen auf dem Band eine zur einen Bandkante parallele Markierungslinie erzeugt, die optisch oder magnetisch abgetastet wird und über eine Nachlaufsteuerung zum Ausrichten mindestens eines Schweißkopfes und/cd2r mindestens eines Prüfkopfes dient. So zu verfahren, ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 214 344 und der deutschen Auslegeschriff 1193 149 bekannt. Von dieser Maßnahme wird auch bei der Erfindung Gebrauch gemacht.

Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf ein Verfahren zum Aufbringen einer zu einer der Schweißstelle zulaufenden Stahlbandkante parallelen Markierungslinie beim Herstellen und/oder Prüfen von geschweißten Schraubennahtrohren aus Stahlband, die optisch oder magnetisch abgetastet und über eine

ίο Nachlaufsteuerung zum Ausrichten mindestens zweier Schweißköpfe und/oder mindestens eines Prüfkopfes dient und nach dem Schweißen oder Prüfen wieder entfernt wird.
Die deutsche Auslegeschrift 1 214 344 sieht zum Erzeugen der Markierungslinie ein Gerät in Form eines Fcrbbehälters nut Rührwerk und Auslaßöffnung vor, der an einem Tragkopf befestigt ist, welcher durch Federkraft gegen die eine der Schweißstelle zulaufende Stahlbandkanre gepreßt wird. So zu verfahren, erfordert einen beträchtlichen Wartungsaufwand. Denn wie die Farbmarkierung bei diesem Verfahren ausfällt, hängt in erheblichem Maße von der Füllhöhe im Farbbehälter und vom Zustand der Farbe ab, also vor allem von deren Viskosität, die wiederum mit der Temperatur schwankt. Eine saubere, klar begrenzte Markierungslinie konstanter Breite auf diese Weise zu erzeugen, hat sich daher als recht mühsam erwiesen. Aus anderen Gründen treten ähnliche Schwierigkeiten auf, wenn man sich einer im Stahlband selbst erzeugten Magnetspur als Markierungslinie bedient. Denn dann ist man an die magnetischen Eigenschaften des Stahlbandes gebunden. Je nach diesen Eigenschaften würde man — im Querschnitt gesehen — statt einer scharfen Markie-

rungslinie eine in Form von zwei Flanken bis zu einer Kuppe ansteigende Kurve erhalten, nicht aber eine scharfe Kontur, die nach der einen Seite steil abfällt, wie sie sich bei dem oben erläuterten Verfahren mit Farbstrich bei genügendem Arbeitsaufwand und hinreichender Überwachung ergibt.

Ausgehend von dem vorstehend erläuterten Stande •Jer Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine scharfe Markierungslinie im Sinne der vorstehenden Ausführungen zu erzeugen, dabei aber nicht vor den Schwierigkeiten zu stehen, welche die Erzeugung einer Markierungslinie mittels eines Farbstrichs oder einer im Stahlband selbst erzeugten Magnetspur bietet. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein die Markierungslinie tragendes Band am Stahlband magnetisch angeheftet und nach Vorbeilaufen an dem Schweißkopf und/oder dem Prüfkopf vom Stahlband wieder abgezogen. Das magnetische Anheften eines Bandes an dem werdenden Rohr stellt keinerlei Probleme, vor allem dann, wenn das Band ferromagnetischen Stoff enthält und permanent magnetisiert ist, wie es der bevorzugten Ausführung der Erfindung entspricht. Die Haftung eines magnetisch angehefteten Bandes am Rohrmantel ist — gesehen in Richtung der Bandoberfläche — sehr erheblich. Das Band parallel zur Rohrachse zu verschieben, solange es an der Rohroberfläche haftet, ist daher nur mit beträchtlichen Kräften möglich, wie sie im Betrieb nicht auftreten. Andererseits ist die Haftung des Bandes in radialer Richtung nur relativ klein, so daß schon Handkraft genügt, um es wieder abzuziehen, nachdem es seine Aufgabe erfüllt hat.

Die Markierungslinie kann auf dem Band, das auf dem Rohr durch magnetische Haftung befestigt wird,

in jedem Falle schon vorzeitig, also vor dem Aufbringen auf das werdende Rohr erzeugt werden. Dies kann optisch geschehen, indem man das Band vorzeitig einfärbt, was in Ruhe und mit Sorgfalt geschehen kann, also nicht die Schwierigkeiten bereitet, die entstehen, wenn das werdende Rohr während des Schv ?ißens eingefärbt werden soll. Andererseits ist es aber auch möglich, für das an dem Rohr durch magnetische Haftung zu befestigenden Band eine scharfe Markierungslinie auf rein magnetischem Wege zu erzeugen, weil man bei der Wahl des Materials für dieses Band in Hinblick auf Remanenz und Koerzitivkraft völlig frei ist und somit Bedingungen schaffen kann, in denen ein permanent magnetisierter Bereich gegen einen nicht magnetisierten Bereich klar abgegrenzt ist.

Abschließend sei noch erwähnt, daß eine bevorzugte Ausführung einer Vorrichtung zur Durchfühdem Stahlband 2 b^g^WnÜen soll ein bieggnetband im Sinne dieser uai;^ieg^unS _werden, dem

sames Band aus ^Κ"^η5ΐ3[οΗ.^ν^⁵¹|,"^ _beiormengt ist, Material aus ferromagneüschem btoι „- ^ ^

der permanent m^a^^ae* ^"zT- _daß das Band gnetisierung findet in der ^wef^e > ' _{die Fähig}. mindestens an seiner einenAUBen _fart) ^_n

keit hat, Staukörper anzuziehen oder Igung ^ einem Stahlkörper magnetisch^zu nar ^ ^ Magnetbänder sind dem ^rac"^m* _ _tischen

werden zu vielen Zwecken^z. o. b^ ^^

Anheften von Schildern, }^e™^;_{b d von etwa} genden Zweck genügt em Magnciu 20 mm Breite. _{er zu be}.

Das Magnetband 13 wird in_un' _aufge.

schreibender weise so am uas - „ . < j«

bracht, daß sein Abstand _von to^> «4 des Stahlbandes! J^^gS^ffinen Kon-

K Sh

Führungskopf für das zulaufende Band

veranschaulicht zwei Ausfüh.ngs-

Fig.1 die Gesamtanordnung in schematisier ,5

_we4n. Die

Ff_g2 Ausschnitt aus dem Stahlband mit

darauf haftendem Magnetband,
F i g .3 einen Schnitt nach Linie ΙΠ-ΗΙ in F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in F i g. 1

durch eine erste Ausführung eines Führungskopfes für das Magnetband,

Fi g 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4, Fig.6 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VI in ^

Fig.7 eine der Fig.6 entsprechende Darstellung durch eine zweite Ausführungsform eines Führungs-Tsrar

stanten Abstand d. Ein brauchbares Strecke ist etwa 150 mm.

Zum Aufbringen des Magnetbantes Führungskopf der .η F ι g. 1 aUgeniein zeichnet ist. Fürdmlg ^ zwei in größerem Malistabe

_{dient ein} ^ α ^_

^g _Ausfüh-

einen Ende einer ^
drehbar gelagert, die i

^FlF⁸ig'.9 ein Schema einer geeigneten optischen Abtastvorrichtung nebst Nachlaufsteuerung.

Das in Fi*g.l gezeichnete Schraubennahtrohr! wird aus einem Stahlband 2 auf einer nur durch ein paar Rollen 3 angedeuteten Rohrwickelmaschine geformt. Die beiden Stahlbandkanten 4 und 5 werden dort, wo sie erstmalig zusammentreffen, also im Punkt 6, mittels eines nur durch einen Kren; angedeuteten ersten Schweißkopfes 7 durch Lichtbogenschweißung miteinander verschweißt. Dieser Hülse 21 versc hiebb „ «JjD.eHulse 21 enthalt eme Schraubenfeder 22, die den Arm IV η rig [echts zu schieben ^%XS$£ lage der Rollen 181 an^der_^™¹ ^ _{ä die} An dem in Fg. 4 rechts hegenden^n _B

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das Magnetband.13.

eines Langlodhes 25 und' ^

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Feder vorgesehen ist, die den Kopf in Anlage an der Bandkante 4 hält und gegen das Stahlband preßt. Wiederum sind zwei Rollen 18 vorgesehen, die an der Bandkante 4 anliegen und an einer Achse 16 angebracht sind. Diese Achse 16 stützt sich über Wälzlagerrollen 34 a, 34 b auf dem Stahlband 2 ab. Außerdem ist sie über einen Arm 30 mit einem Anschlußstück 35 und über ein sich an das freie Ende des Armes 30 anschließende Gelenk 31 an dem schon erwähnten Rahmen 28 der Rohrwickelmaschine befestigt An dem Anschlußstück 35 für den Arm 30 greift in einem Punkt 32 eine Feder 33 an, die in F i g. 8 vor der Zeichenebene liegt und daher strichpunktiert dargestellt ist. Die Richtung ihrer Zugwirkung ist durch einen Pfeil A angedeutet. Die Feder 33 sorgt gleichzeitig dafür, daß die Anlage zwischen den Wälzlagerrollen 34 α und 34 b und dem Stahlband 2 und die Anlage zwischen den Rollen 18 und der Stahlbandkante 4 ständig aufrechterhalten bleibt. so

Die Achse 16 trägt zwischen dem Anschlußstück 35 und der Wälzlagerrolle 34 b eine Halterung 29 mit einer auf amem Zapfen 38 frei drehbar gelagerten Rolle 36. Unterhalb der Rolle 36 ist eine weitere, mit ihr korrespindierende auf der Achse 16 drehbar »5 gelagerte Rolle 37 vorgesehen. Diese Rollen 36, 37 dienen zur Führung des Magnetbandes 13, das in der aus F i g. 7 ersichtlichen Weise um die Rollen 36, 37 geschlungen ist.

In der Wirkungsweise unterscheidet sich die Ausführung nach Fig. 7 und 8 nicht von derjenigen nach F i g. 4 bis 6.

Das Magnetband 13 wird in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise einem Haspel 39 entnommen, umschiingi das Rohrl mehrfach bis mindestens zum Punkt 10 und wird dann durch einen zweiten Haspel 40 von dem Rohr wieder abgezogen. Das Magnetband 13 kann daher nach Fertigstellung des Rohres erneut verwendet werden, wobei die auf die Haspel 39 und 40 gewickelten Coils einfach ausgetauscht zu werden brauchen.

Zum Abtasten der Markierungslinie 12 wird gemäß F i g. 9 ein Fleck 41 auf der Linie 12 von einer Lampe 42 beleuchtet. Um d«n Einfluß anderer Lichtquellen auszuschalten, wird pulsierendes Licht verwendet und demgemäß zwischen der Lampe 42 und dem zu beleuchtenden Fleck 41 eine rotierende Lochblende 43 angeordnet. Die nachgeschaltctc Steuerung ist so eingerichtet, daß sie nur auf das mit einer bestimmten Frequenz durch die Lochblende 43 zerhackte Licht anspricht. Der beleuchtete Fleck 41 liegt teilweise rechts und teilweise links von der Markierungslinie 12. Damit entstehen zwei durch diese Linie getrennte beleuchtete Bereiche verschiedener Helligkeit, wie in F i g. 9 angedeutet ist. Die beiden Bereiche werden von zwei Photozellen 44 betrachtet, die über Verstärker 45 und Verzügerer 46 auf eine Steuerung 47 arbeiten, mittels derer ein Getriebemotor 48 zur axialen Verstellung entweder des Schweißkopfes 9 oder des Prüfkopfes 11 im einen oder anderen Sinne betätigt wird. Sowohl die Lampe 42 mit der Lochblende 43 als auch die Photozellen 44 machen die Verschiebung des gesteuerten Teils, also des Schweißkopfes 9 oder des Prüfkopfes 11, mit.

Wandert die Markierungslinie 12 nach der einen oder anderen Seite aus, so ändern sich die Größen der beiden verschiedenen hellen Bereiche des Lichtfleckes 41 in entgegengesetztem Sinne. Die zuvor gegeneinander abgeglichenen Photozellen werden dadurch verschieden erregt und geben Signale, welche die Steuerung veranlassen, das System so weit zu verschieben, daß die Photozellen wieder in den abgeglichenen Zustand zurückkehren. Auf diese Weise werden der Schweißkopf 9 und der Prüf kopf 11 stets über der Mitte zwischen den beiden ursprünglich vorhandenen Bandkanten 4 und 5 gehalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbringen einer zu einer der Schweißstelle zulaufenden Stahlbandkante parallelen Markierungslinie beim Herstellen und/ oder Prüfen von geschweißten Schraubennahtrohren aus Stahlband, die optisch oder magnetisch abgetastet und über eine Nachlaufsteuerung zum Ausrichten mindestens zweier Schweißköpfe und/oder mindestens eines Prüfkopfes dient, und nach dem Schweißen oder Prüfen wieder entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Markierungslinie (12) tragendes Band (13) am Stahlband (2) magnetisch angeheftet und nach Vorbeilaufen an dem zweiten Schweißkopf (9) und/oder dem Prüfkopf (11) vom Stahlband (2) wieder abgezogen wird.

2. Band zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (13) ferromagnetischen Stoff enthält und permanentmagnetisiert ist.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einer, von einer Feder (33) gegen die freie Kante (4) des Stahlbandes (2) gedrückten Führungskopf (15) für das zulaufende Band (13).