DE2158735A1

DE2158735A1 - Rohrinnendruck-Prüfmaschine insbesondere zur Druckprüfung von Stahlrohren mit Hochdruckflüssigkeit

Info

Publication number: DE2158735A1
Application number: DE19712158735
Authority: DE
Inventors: Sandor; Kapas Otto Dipl.-Ing.; Budapest. P Illyes
Original assignee: CSEPELI TERVEZO INTEZET
Current assignee: CSEPELI TERVEZO INTEZET
Priority date: 1970-12-04
Filing date: 1971-11-23
Publication date: 1972-06-22
Also published as: BE776203A; FR2116458A1; NL7116229A; CH535953A; GB1370475A; FR2116458B1; IT942940B; US3760632A

Description

Patentanwalts
Dip!.-Ing. W. Wkhc^r Dlpl.-lng. H. Tischer

.1 Berlin 33 (Grunewald), Herbertstraße 22

23. Nov. 1971

FaII-Kr. 88/200

ROHRINNENDRUCK-PRÜFMÄ ÖCHiHE

INSBESONDERE ZUE DRUCKPRÜFUNG VON STAHLROHREN MIT HOOHDRUOEffUSSIGKEIT

Die Erfindung bezieht sich auf eine Äolirinnendruck-Prüfmaschine, insbesondere zur Druckprüfung von Stahlrohren mit Hochdruckflüssigkeit, welche einen die Einspannung und die Dichtung der geprüften Rohre -gegen hohen Flüssigkeitsdruck sichernden, stehenden, weiterhin einen abhängig von der Länge des geprüften Rohres bewegbaren Abdichtkopf besitzt.

Ein Qualitätskontroll-Verfahren der Stahlrohrher-

ίο /on

■■ -

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stellung stellt die Rohrdruckprüfung dar. Diese Prüfung hat den Zweck, vor der Übergabe des Rohres an den Handel bezüglich Druckfestigkeit und Abdichtung gegen Flüssigkeit den Beweis zu erbringen.

Zur Prüfung des Rohrdruckes dienen die Rohrinnendruck-Prüfmaschinen. Die Prüfung wird mittels der bekannten Maschinen wie folgt durchgeführt:

- das Rohr wird waagrecht in die Prüfmaschine gelegt, das eine Ende wird mit einem stehenden, das .andere mit einem in Richtung der Rohrachse beweglichen Abdichtkopf verschlossen;

- durch den stehenden Abdichtkopf wird das Rohr mit Flüssigkeit niedrigen Druckes gefüllt und entlüftet j

- vom Niederdruck wird auf das Netz umgeschaltet, das die Hochdruckflüssigkeit liefert, der den Prüfvorschriften entsprechende Druck wird im Inneren des Rohres erzeugt, bzw. aufrecht erhalten, und zwar entsprechend der vorgeschriebenen Zeit;

- das unter Druck stehende Rohr wird mittelbar oder unmittelbar beobachtet, ob Durchfluß (leakage) durch die Rohrwand auftritt;

- das geprüfte Rohr wird in eine Qualitätsgruppe eingeteilt, gekennzeichnet und zwar demnach, ob es gegen den Flüssigkeitsdruck durchlässig (Ausschuß) oder undurchlässig (gut) ist; die Sortierung erfolgt später auf Grund der Kennzeichnung;

- der Hochdruck wird vom Rohr abgeschaltet, der. Flüssigkeitsüberschuß, der den vorgeschriebenen Druckwert erzeugt hat, wird aus dem Rohr abgelassen;

- der bewegliche Abdichtkopf wird vom Rohrende entfernt und das Rohr der Maschine entnommen, während die Flüssigkeit abfließt.

Für die bekannten Rohrprüfmaschinen ist gemeinsam

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kennzeichnend, daß die Einspannung der Hohre und die Abdichtung gegen Ausfließen der Flüssigkeit mittels eines stehenden und eines abhängig von der Länge des geprüften Rohres beweglichen Abdichtkopfes erfolgt, und die Dichtköpfe die Rohrenden meistens so abdichten, daß sie entweder mit einer ebenen Dichtplatte das senkrecht zur Rohrachse geschnittene Ende des Rohres abdichten, oder daß sie die Außenfläche des Rohres auf einer bestimmten Länge wie ein Zylinder, mittels Dichtringes oder Dichtrinpje umgeben.

Die an bekannten Rohrprüfmaschinen angewendeten erwähnten Rohrabdichtmethoden haben folgende Nachteile:

a) Der im Rohr herrschende hbhe Prüfdruck wirkt nicht nur auf die Innenfläche des Rohres, sondern er wirkt unmittelbar (im Falle einer Au^endichtung) auch in der zur Rohrachse senkrecht stehenden Ebene auf die vom Innen- und Außendurchmesser des Rohrendes bestimmte Fläche, und zwar in Richtung der Rohrachse gegen das gegenseitige Ende, oder mittelbar (im Falle der Anwendung einer ebenen Abdichtplatte) verursacht er eine Kraftwirkung in Richtung der Rohrachse an beiden Enden, infolge der Preßkraft der zwei Dichtköpfe, mit der sie die Dichtplatten zwecks Erreichen der Dichtwirkung an das Rohrende pressen, weshalb das Rohr während der Prüfung, in Längsrichtung zusammengedrückt wird und es ausknickt. Damit einer Knickung vorgebeugt wird, müssen Abdrückarme an den Rohrinnendruck-Prüfmaschinen entlang des Rohres verwendet werden,

b) Im Laufe der Rohrherstellung kanu die einwandfreie Gleichheit der geometrischen Maße der abzudichtenden Rohrenden infolge der technologischen Schwierigkeiten nicht gesichert werden, auch nicht bei Rohren vom gleichen Typ. Diese Abweichungen ermöglichen besonders bei Rohr in*· \ nendruckprüfungen mit hohem Flüssigkeitsdruck (300-1500 kp/cm ) die Abdichtbarkeit der Rohrenden mit den bekannten Methoden und der verlangten Wirtschaftlichkeit nicht.

c) Die bekannten Rohrinnendruck-Prüfmaschinen

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drücken die Rohre axial zusammen, infolgedessen eine Druckspannung im Werkstoff des Rohres entsteht. Es ist nicht möglich, auf diesen Maschinen die Rohre in spannungsfreiem Zustand in axialer Richtung, bzw. unter Zugspannung zu prüfen, also in den Rohren können keine solchen Belastungen bei der Prüfung erzeugt werden, die bei bestimmungsmäßiger Verwendung des Rohres auftreten können.

Die Erfindung hat den Zweck, die vorhin erwähnten Mängel der bekannten Einrichtungen zu beseitigen.

Zweck der Erfindung ist, daß die Innendruckprüfung der Stahlrohre, die unter verschiedenen Flüssigkeitsdrücken erfolgt, in axialer Richtung unter Zug- oder Druckspannung, bzw. in spannungslosem Zustand des Rohres durchgeführt werden kann, entsprechend der Beanspruchung bei der bestimmungsmäßigen Verwendung des Rohres.

Gegenstand der Erfindung ist eine Rohrinnendruck-Prüfmaschine, deren stehender, das eine Rohrende abdichtende Kopf mit einem für hohe Drücke ausgelegten Abdichtsystem und mit einer Rohreinspannvorrichtung versehen ist, und deren beweglicher Abdichtkopf das andere Rohrende gegen den stehenden Abdichtkopf pressen kann und zwar mit einer entsprechend der Prüfvorschrift veränderlichen Kraft.

Die erfindungsmäßige Rohrinnendruqk-Prüfmaschine kann dadurch gekennzeichnet werden, daß an das eine Ende des zu prüfenden Rohres eine in ein bewegbares Gestell passende, abdichtend verschließende Kappe, an das andere Ende eine mit mindestens einer Flüssigkeitszuführungsöffnung versehene, an den stehenden Abdichtkopf abdichtend anschließbare Kappe - zweckmäßig mittels Verschraubung ~ befestigt ist, weiterhin, daß die an den stehenden Abdichtkopf anschließende Kappe an das Hochdruck-Flüssigkeitssystem der Maschine mittels einer Abdichtung angeschlossen ist, deren Durchmesser vom Rohrdurchmesser unabhängig und konstant ist. In der an den stehenden Abdichtkopf angeschlossenen Kappe sind zweckmäßig zwei Rückschlagventile

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mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung in den flüssigkeitsstrom eingesetzt.

- Der größte Vorteil der erfinduagsuiäßigen ßohpinnen-

druck-Prüfmaschine ist, daß das Rohr während der Prüfung
auch, auf Zug beansprucht ist, weiterhin, daß die festigkeit des Gewindes an dem Rohr und auch die Abdichtung des Gewindes geprüft werden können«,

Ein weiterer "forteil besteht darin_? daß die an den ■bohrenden "/oraionti erbaren Kappen die Verkürzung der Prüfzeit ermöglichen, da die zu. prüfenden Bohre mit der flüssigkeit vorher aufgefüllt werden können und auf der Hohximaen= druek-=Prü£mas chine tatsächlich nur wahrend der Druckprüfung verweilen«

Die auf das Bohr wirkende Zugkraft kann mit dem Gegenhalt erkolben der Verschlußkappe geregelt if erden _o

Die Erfindung soll nachstehend anhand einer beispfelsffilßigen Ausführungsform mit Hilfe der Zeichnungen naher er=- lautert werden. Es zeigen

Fig_e 1 die Skizze der Draufsieht der Maschine,

Fig« 2 den Längsschnitt der Ug₅, 1_O

Der· stehende Abdichtkopf 1 der ßoIiriiinendruck-Prüfmaschine dient zur Abdichtung des genau bearbeiteten sj~
lindrisob.eii und in der Mitte durchbohrten Ansatzes₈ ύ.@τ
an einem mit Gewinde versehenen Ende des Bolires 5 ange—
sehraubten Eappe 2 und zur Zuleitung des Prüfdruckes ia das mit !Flüssigkeit vorher gefüllte und entlüftete
die Xappe 2. Der Ansatz der Eappe 2 wird you der
17 im Abdichtkopf umgeben» Die Entlüftung des Abdicht
kopfes 1 erfolgt mittels des zweckmäßig gestalteten
an geeigneter Stelle eingebauten Entlüftungsventils

Die Schaltklauen 5 können im die am Abdieht
angebauten senkrechten Achsen gedreht werden und sie
koppeln während der Druckprüfung die Kappe 2 zum Kopf 1
in die Bille 2a greifend, die an der Kappe 2 ausgebildet
ist.

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Das zu prüfende und mit Flüssigkeit vorgefüllte, an den beiden Enden mittels Kappen 2, bzw. 8 verschlossene Rohr ruht nach Einlegen in die Prüfmaschine auf der Kipp-Rollenbahn 6, bzw. es kann infolge der gleichzeitigen Drehung der angetriebenen Rollen zu dem Abdichtkopf 1 hin bewegt oder von dort entfernt werden, wenn die Kappe 2 zwecks Abdichtung oder Lösen der Abdichtung bewegt wird. Durch das Kippen der Rollenbahn 6 wird erreicht, daß die Achsen der Rohre mit unterschiedlichem Durchmesser in die Achse der Stopfbuchse des stehenden Abdichtkopfes gehoben werden können. Das Kippen der Hollenbahn 6 wird mittels des Verstellgetriebes durchgefüht.

Die am anderen Ende des Rohres 3 ebenso mit Gewinde befestigte Kappe 8 stützt sich in der Vertiefung des Abstützko^es ^ ab. Die Bewegung des Kopfes 9 erfolgt entlang des Rohres 3 in Richtung der Einspannung, bsw_o der Lockerung mit dem hydraulischen Kolben 10, der an das bewegbare Gestell 11 angebaut ist« Das bewegbare Gestell 11 wird von den Rollen 19 auf den am Maschinenbett befestigten Schienen 18 unterstützt. Der stehende Abdichtkopf 1 und das bewegliche Gestell werden durch die Spindeln 12 verbunden, die im Abdichtkopf 1 fest und an das Gestell 11 lösbar befestigt sind. Das bewegbare Gestell 11 viird entlang der Spindel 12 dann in eine neue Lage zum Abdichtkopf 1 gestellt, wenn die Rohrlängen bei der zu prüfenden neuen Serie im Verhältnis zu den bereits geprüften in einem größeren Maße abweichen, als der Stoß des hydraulischen Kolbens 10 überbrücken kann.

In der Fig. 1 und 2 ist die Lage zu sehen, wenn der im bewegbaren Gestell 11 geführte hydraulische Kolben 10 infolge der durch die Rohrleitung 13 strömenden und zweckmäßig gewählten ÜTiederdruckflüssigkeit das Rohr 3 zu dem stehenden Abdichtkopf 1 hindrückt und die Schaltklauen 5 die Kappe 2 an der Rille 2a festhalten. In diesem Zustand erfolgt die Befüllung des Kopfes 1 mit Niederdruckflüssig-

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keiü durch die Rohrleitung 14 bei geöffneter Stellung des Entluftungsventils 4, Nach voll st and ,ger Entlüftung des Abdichtkopfes 1 schließt das Enblüfttinp;sventil. Dann wird die Rohrleitung 14 an di«, den bei der Druckprüfung notwendigen hohen Flüssigkeitsdruck liefernde Einrichtung umgeschaltet, wodurch Rieh der Flüssigkeitsdruck im Abdichtkopf 1 entsprechend aufbaut. Infolge des steigenden Druckes öffnet das eine hinter der Flünsi^keitszuiührungsöffnung 15 der Kappe 2 angeordnete Niederdruck-Rückschlagventil 16 gegen die Feder, und der den Prüfdruck erzeugende Flüssigkeitsüberschuß strömt infolge des Druckes in das Bohr 3· Gleichzeitig mit dem Anschließen der Rohrleitung 14· an den hohen Flüssigkeitsdruck wird auch die Rohrleitung 13 über eine druckreduzierende Einrichtung an die Rohrleitung 14 derartig angeschlossen, daß der Druck in der Leitung 13 stets um einen vorher eingestellten konstanten Wert kleiner wird, als in der Rohrleitung 14, oder er bleibt auf dem Wert von Null. Infolge dieses reduzierten Druckes preßt der hydraulische Kolben 10 den Abstützkopf 9 in Abhängigkeit des in Rohr 3 auftretenden Druckes mit einer bestimmten Kraft auf die Kappe 8. Auf die Kappe 8 wirkt eine Kraft in zwei Richtungen: von der einen Seite die infolge des in Rohr 3 herrschenden Druckes erzeugte und gegen die Klauen 5 den Zug des Rohres hervorrufende Kraft, von der anderen Seite die Kraftwirkung des Abstützkopfes 9? also die gegen den Abdichtkopf 1 gerichtete und den Druck des Rohres 3 hervorrufende Kraft. Durch die eingestellte Druckabnahme zwischen den Rohrleitungen 14, und 13, weiterhin durch die Abmessung des hydraulischen Kolbens 10 kann eine beliebig große Druck-, Zugkraft oder resultierende Schließkraft erzeugt werden.

Nach Erreichen des Prüfdruckes und der vorgeschriebenen Wartezeit wird der Druck in der Rohrleitung 14 gesenkt, durch das andere. Niederdruck-Rückschlagventil 16 strömt der den Prüfdruck erzeugende Flüssigkeitsüberschuß

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aus dem Rohr 3» und somit nimmt der Flüssigkeitsdruck auch im Bohr 3 ab. Gleichzeitig reduziert auhh der hydraulische Kolben 10 die auf die Kappe 8 ausgeübte Druckkraft.

Durch Senken des Druckes in der Rohrleitung 14 auf den Wert Hull wird die Druckprüfung des Rohres 3 beendet.
Der hydraulische Kolben 10 zieht den Abstützkopf 9 von der Kappe 8 weg, die Schaltklauen 5 öffnen sich, die Kipp-Rollenbahn 6 zieht das Rohr 3 vom Abdichtfcopf 1 weg, dann wird das vorgefüllte Rohr 3 von der Prüfmaschine gehoben.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Ι») Rohrinnendruck-Prüfmaschine insbesondere zur. Innendruckprüfung von Stahlrohren mit Hochdruckflüssigkeit, welche einen, die Einspannung und Abdichtung des geprüften Rohres gegen hohen Flüssigkeitsdruck sichernden stehenden, weiterhin einen, abhängig von der Länge des geprüften Rohresbewegbaren, in Richtung des stehenden Kopfes geeignete - zweckmäßig veränderliche - Anpreßkraft sichernden Abdichtkopf besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des zu prüfenden Rohres (3) eine in ein bewegbares Gestell (11) passende, dichtschließende Kappe (8), am anderen Ende eine an den stehenden Abdichtkopf Cl) abdichtend anschließbare, mindestens mit einer Flüssigkeitszuführungsöffnung (15) versehene Kappe (2) zweckmäßig durch Verschraubung - befestigt ist, weiterhin, daß die an den stehenden Abdichtkopf (1) anschließende Kappe (2) mit dem Hochdruck-Flüssigkeitssystem (14) der Maschine mittels einer Dichtung (17), deren konstanter Durchmesser vom Durchmesser des zu prüfenden Rohres unabhängig ist, verbunden ist.
2. Rohrinnendruck-Prüfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in der an den stehenden Abdichtkopf (1) angeschlossenen Kappe (2) zwei "Rückschlagventile (16) mit entgegengesetzter <*>ffnungsrichtung in den Flüssigkeitsstrom eingesetzt sind.
3. Rohrinnendruck-Prüfmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die dichtschließende Kappe (8) mit einem Gegenhalterkopf (9) gestützt ist, der an den in einem bewegbaren Gestell (13) geführten hydraulischen Kolben angeschlossen ist, wobei das Gestell (11) in Längsrichtung des Rohres (3) z.B. auf einer Schiene (18) bewegt oder befestigt werden kann.
4. &ohrinnendruck-Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den stehenden Abdichtkopf (1) Schaltklauen (5)

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drehbar angebaut sind, und daß die an den stehenden Abdichtkopf (1) anschließende Kappe (2) mit einer Rille (2a) für diese Schaltklauen (5) versehen ist.
5» Rohrinnendruck-Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß sich unter dem Eohr zur Abstützung und Bewegung des zu prüfenden Rohres eine Kipp-Rollenbahn (6) mit einer senkrecht zur Längsachse des Rohres stehenden Achse befindet, die mit einem Verstellgetriebe (7) verbunden ist.
6. Rohrinnendruck-Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 3 his 5» dadurch gekennz eichnet, daß der stehende Abdichtkopf (1) und das bewegbare Gestell (11) mittels Spindel (12) miteinander verstellbar verbunden ist.

7· Rohrinnendruck-Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 3 his 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Hochdruck-llüssigkeitssystem (14) der Maschine über eine Druckreduziereinrichtung und Rohrleitung (13)

dem hydraulischen Kolben (10) des bewegbaren Gestel/_S (11) verbunden ist. /

DipL-Jrio/K E: Meissner

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