DE2251524A1

DE2251524A1 - REDUCING DEFECTS IN PIPES

Info

Publication number: DE2251524A1
Application number: DE2251524A
Authority: DE
Inventors: Ivan Baksay
Original assignee: Zirconium Technology Corp
Current assignee: Zirconium Technology Corp
Priority date: 1971-10-21
Filing date: 1972-10-20
Publication date: 1973-04-26
Also published as: FR2157640A5; JPS5215061B2; GB1400032A; JPS4852639A; US3805459A

Description

Verminderung von Fehlstellen in RohrenReduction of imperfections in pipes

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verminderung von Narben oder Kerbstellen in rohrförmigen Erzeugnissen.The invention relates to a method of reduction of scars or notches in tubular products.

Bei der Herstellung genau dimensionierter₉ nahtloser Rohre ist es üblich, einen sogenannten Rohr-Rohling_v gewöhnlich durch Auspressen, herzustellen und den Hohling durch eine Forrichtung hindurchzuschicken,. die den BoJaxdiirehmesser reduziert _s wobei gleichzeitig eine Verminderung der Biete© der Roim?än&@ stattfindet. Diese Reduzierung der Bofcrwandflache geschieht„ indem gleichzeitig sowohl der Durchmesser des Boares dert, als auch die Dicke- der. EoferwasdIn the production of accurately sized ₉ seamless tubes, it is common, a so-called tube blank generally _v through pressing, to prepare and send through the Hohling by a Forrichtung ,. the the BoJaxdiirehmesser _s reduced at the same time a reduction in the Offer © of Roim? än & @ takes place. This reduction of the board wall area occurs “by simultaneously changing both the diameter of the board and the thickness of the board. Eoferwasd

Es ist bekannt, daß die Anspp©ßvQE2?i6kfeim§en am inneren Umfang des Soh.lia.gs Mnt©i?Iass(sa körnen_o Während des folgenden Heduzi@r¥organges Ιζομ&θά dies© sich übereinander Legen und Fehlstellen bilden_s da,© ia dea meisten fällen "bei der zerstörungsfreien Materialprüfung₃ wi@ beispielsweise durch ülbraschall, festgestellt werden können-_o Zur Bxdäuterang seiIt is known that the attachments on the inner circumference of the Soh.lia.gs Mnt © i? Iass (sa körnen _o During the following Heduzi @ r ¥ organges Ιζομ & θά dies © lay on top of each other and _{voids form s} there , © ia dea most cases "in the non-destructive material testing ₃ wi @, for example by means of ultrasound, can be determined - _o To the Bxdäuterang be

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angegeben, daß eine Ultraschallprüfung Ln der Lage ist, eine Fehlstelle zu entdecken, wenn ihre Tiefe etwa 0,05 nun oder mehr beträgt.indicated that an ultrasonic test Ln is able to detect a Defect defect when its depth is about 0.05 now or more amounts to.

Es ist auch bekannt, daß Narben und andere diskontinuierliche Beschädigungen, die unter den oben gebrauchten Ausdruck "Fehlstellen" fallen und die nicht notwendigerweise vom Rohling herzurühren brauchen, auf der Innenfläche des fertigen Rohres vorhanden sein können.It is also known that scars and other discontinuous damage falling under the term "voids" used above fall and which do not necessarily have to come from the blank, present on the inner surface of the finished pipe could be.

Diskontinuierliche Fehlstellen der oben erwähnten Art können von so geringer Größe sein, daß sie bei Verwendung der zerstörungsfreien Materialprüfung nicht feststellbar sind. Sie bilden jedoch die Ursache für eine Empfindlichkeit gegen Fehlstellen, da, wie gefunden wurde, ihre Anwesenheit im Rohr in ernsthafter Weise die Streckgrenze des Rohrumfangs oder den Ermüdungswiderstand des Erzeugnisses beeinträchtigt. Diese kleinen, an der Oberfläche vorhandenen Fehlstellen wirken in der Weise, daß sie das Rohr gegen Spannung empfindlich machen. Bei der Eigenschaftsprüfung unter Zerstörung ergibt sich ein frühzeitiges Versagen bei der Untersuchung der UmfangsStreckgrenze (dem sogenannten Bersttest) oder bei der Ermüdungnprüfung, d.h. bei, einem Druckwellentest und dergleichen, und zwar selbst dann, wenn das Erzeugnis in allen anderen Hinsichten den Anschein erweckt, als ob es den erforderlichen Standardbedingungen entspreche.Discontinuous voids of the type mentioned above can be of such a small size that they, when using the non-destructive Material testing cannot be determined. However, they are the cause of sensitivity to imperfections, since their presence in the pipe was found to seriously affect the yield strength of the pipe circumference or the resistance to fatigue of the product affected. These small imperfections on the surface act in such a way that they make the pipe sensitive to tension. The property test with destruction results in an early failure when examining the circumferential yield strength (the so-called Burst test) or in the fatigue test, i.e. in a pressure wave test and the like, even if the product in all other respects appears to meet the required standard conditions.

Das Vorhandensein einer hohen UmfangsStreckgrenze ist ein Erfordernis bei bestimmten Rohrarten, bei denen zu erwarten ist, daß sie während ihres Gebrauchs hohen inneren Drucken ausgesetzt werden. Beispiel für eine solche Anwendung sind Rohre ausThe presence of a high circumferential yield strength is a requirement in certain types of pipes where it can be expected that they are exposed to high internal pressures during their use. An example of such an application is made of pipes

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Zirkonlegierungen, die zur Umkleidung-,für Reaktorbrennstoff Verwendung finden. Die Vergrößerung der Brennstoffmenge und die Bildung von gasförmigen Spaltprodukten kann zu einer Volumenausdehnung innerhalb des Rohres führen, was bei mangelnder Dehnbarkeit des Rohrumfangs zum Bersten und zu radioaktiver Verunreinigung des Reaktorsystems führen kann. Bei anderen Arten von Rohren, wie z»B· getemperten Rohren, sind hohe Festigkeitseigenschaf ten und ein hoher Grad von Ermüdungswiderstand, wie er beispielsweise durch den Druckimpuls-Test ermittelt wird, von erheblicher Wichtigkeit. Beispiele solcher Rohre sind solche aus Titanlegierungen, die in weitem Umfang für hydraulische Druckleitungen in Flugzeugen und dergleichen benutzt werden. Mach einer gewissen Eeit erzeugen plötzliche Druckwellen oder zufällige Überdrucke ein Versagen solcher Leitungen, wenn spannungsempfindliche Stellen zugegen sind. Durch Erwähnen dieser speziellen Arten von Bohren ist es jedoch nicht beabsichtigt, die Erfindung auf diese besonderen Anwendungszwecke zu beschränken.Zirconium alloys used for cladding, for reactor fuel Find use. The increase in the amount of fuel and the formation of gaseous fission products can lead to an expansion in volume lead inside the pipe, what if inadequate Extensibility of the pipe circumference can lead to bursting and radioactive contamination of the reactor system. In other species of pipes, such as tempered pipes, have high strength properties ten and a high degree of fatigue resistance, such as determined by the pressure pulse test becomes, of considerable importance. Examples of such pipes are those made of titanium alloys, which are widely used for hydraulic Pressure lines are used in aircraft and the like. After a certain amount of time, sudden pressure waves or accidental overpressures cause such lines to fail, when tension-sensitive areas are present. By mentioning however, it is not the intention of this particular type of drilling to limit the invention to these particular uses.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Schaffung eines neuen Verfahrens zur Verminderung von Fehlstellen in Rohren. The object of the invention is therefore to create a new method for reducing imperfections in pipes.

Im einzelnen ist es Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das insbesondere auf die Behandlung von Rohren anwendbar ist, die kleine, nicht zusammenhängende Fehlstellen aufweisen, die für gewöhnlich tinter Verwendung der üblichen Ultraschall- oder anderer zerstörungsfreier Untersuchungsmethoden nicht feststellbar sind.In detail, it is the subject of the invention to provide a method create that is particularly applicable to the treatment of pipes that have small, non-contiguous imperfections usually using conventional ultrasound or other non-destructive examination methods are not detectable.

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Spezieller Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines solchen Verfahrens, bei dem der innere Umfang des Rohres gleichmäßig angerauht und anschließend innerhalb des Rohres eine Spannung unter hohem innerem Druck erzeugt wird.A particular object of the invention is to provide such a method in which the inner circumference of the tube is uniform roughened and then a tension is generated within the pipe under high internal pressure.

Ein weiterer spezieller Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines solchen Verfahrens, bei dem das Anrauhen unter Verminderung der Dicke der Rohrwand geschieht, wodurch die Tiefe der Fehlstellen gleichzeitig mit der Bildung einer angerauhten Oberfläche vermindert wird.Another specific object of the invention is to provide such a method in which the roughening is done by reducing the thickness of the pipe wall, thereby increasing the depth the defect is reduced at the same time as the formation of a roughened surface.

Diese und andere Gegenstände und Vorteile der Erfindung ergeben sich völlig aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.These and other objects and advantages of the invention will become fully apparent from the following description with reference on the accompanying drawings.

Fig. 1 ist ein Querschnitt eines Rohres in vergrößertem Maßstab, der defekte Stellen oder Risse am inneren Rohrumfang erkennen läßt,Fig. 1 is a cross-section of a pipe on an enlarged scale, which shows defective areas or cracks on the inner pipe circumference,

Pig. 2 ist ein Querschnitt des gleichen Rohres, welcher das Rohr zeigt, nachdem es gemäß vorliegender Erfindung angerauht ist.Pig. Figure 2 is a cross-section of the same tube showing the tube after it has been roughened in accordance with the present invention is.

Im folgenden sei eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.An embodiment of the invention will now be described.

Ein aus einer Zirkonlegierung bestehendes Rohr, wie es zum Auskleiden eines Reaktorbrennraumes in einem Kernreaktor verwendet wird, kann üblicherweise einen inneren Durchmesser von etwa 12,7 mm und eine Wanddicke im Bereich von 0,5 bis 1,2? mm besitzen. Dieses Rohr kann aus einem Rohling in der Weise hergestellt werden, daß man den Rohling in mehrfachen Passagen durch eine Rohr-Reduziervorrichtung oder eine andere Maschine hin-A pipe made of a zirconium alloy, as used for lining of a reactor combustion chamber is used in a nuclear reactor, can usually have an inner diameter of about 12.7 mm and a wall thickness in the range from 0.5 to 1.2? mm own. This tube can be made from a blank in such a way that one passes through the blank in multiple passages a pipe reducing device or another machine

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durchschickt. Im typischen Fall kann beispielsweise der ursprüngliche Rohling einen äußeren Durchmesser von etwa 6,35 cm und eine Wanddicke von etwa 12,7 mm besitzen. Bei der mehrfachen Passage durch die Rohr-Reduziervorrichtung findet eine Verminderung der Rohrwandung statt, wobei sowohl der Durchmesser des Rohlings vermindert als auch seine Wanddicke verringert wird.sent through. Typically, for example, the original Blank have an outer diameter of about 6.35 cm and a wall thickness of about 12.7 mm. At the multiple Passage through the pipe reducing device takes place a reduction in the pipe wall, with both the diameter of the blank as well as its wall thickness is reduced.

Das in der beschriebenen Weise schließlich hergestellte Rohr besitzt eine innere Oberfläche, die dem Anschein nach völlig glatt und frei von jeglichen Fehlstellen, wie Narben oder anderen Unregelmäßigkeiten, ist. Das Rohr kann sogar einer Ultraschallprüfung unterworfen werden, die Unregelmäßigkeiten von etwa 0,05mm oder mehr feststellt, ohne daß sich solche Fehlstellen ermitteln lassen. Wenn jedoch verschiedene Eroben eines solchen Rohres einer Zerstörungsprüfüng unterworfen werden, d.h. einem Bersttest oder einem Druckwellentest und dergleichen, um die Streckgrenze des Rohrumfangs oder seinen Ermüdungswiderstand festzustellen, können ziemlich widersprechende Ergebnisse erzielt werden. The pipe finally produced in the manner described has an inner surface that appears to be completely smooth and free of any imperfections, such as scars or other irregularities, is. The pipe can even be subjected to an ultrasonic test, the irregularities of about 0.05mm or more, without such defects being able to be determined. However, when various conquests of such a pipe subjected to a destructive test, i.e., a burst test or a pressure wave test and the like, to determine the yield point determining the pipe circumference or its fatigue resistance can produce quite contradicting results.

Für gewöhnlich wird die Umfangsstreckgrenze im Bersttest dadurch bestimmt, daß man die gesamte Umfangsvergrößerung berech-' net, die in der "Probe vor dem Bersten aufgetreten ist, und zwar in Prozenten des ursprünglichen äußeren Umfanges der Probe. Eine solche Berechnung wird als prozentuale Gesamtumfangsdehnung bezeichnet. Rohre aus Zirkoniumlegierung der beschriebenen Art, bei denen bei der Ultraschallprüfung keine Fehlstellen zu entdecken waren, können ohne eine Behandlung gemäß der Erfindung sehr weit gestreute prozentuale Gesamtumfangsdehnungswerte zeigen.Usually, the circumferential yield strength in the burst test is determined by calculating the total increase in circumference. net that occurred in the "sample before bursting, as a percentage of the original outer circumference of the sample. Such a calculation is called the total circumferential percentage elongation designated. Tubes made of zirconium alloy of the type described, in which no defects are found in the ultrasonic test can be found to have a very wide range of percent total circumferential elongation values without treatment in accordance with the invention demonstrate.

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Gemäß der Erfindung wird der innere Umfang des Bohres gleichmäßig angerauht. Bei Fehlstellen der erwähnten Art, die eine Tiefe von weniger als etwa 0,05 mm aufweisen, soll die auf der Innenseite des Rohres erzeugte Rauhigkeit am besten innerhalb einer Größenordnung von 20 bis 50 RMS liegen. Im übrigen soll die Rauhigkeit gleichmäßig sein, so daß bei einer Betrachtung die Rauhigkeit gleichmäßig auf der Innenseite des Rohres erscheint . According to the invention, the inner circumference of the drill becomes uniform roughened. In the case of defects of the type mentioned, which have a depth of less than about 0.05 mm, the should on the Roughness produced inside the pipe is best within the order of 20 to 50 RMS. Incidentally, should the roughness must be uniform so that when viewed the roughness appears uniformly on the inside of the pipe.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Rauhigkeit dadurch erzeugt, daß man auf die Innenseite des Rohres Teilchen eines scheuernden Materials aufbläst. Ein solches Aufblasen taewirkt nicht nur eine gleichmäßige Rauhigkeit auf der Innenseite des Rohres, sondern vermindert auch in gewissem Umfang die Dicke der Rohrwand. Die Bohre, um die es sich in erster Linie handelt, haben im Durchschnitt eine Länge von 15)24 bis 76,2 m. üeim Aufrauhen solcher Rohre durch Aufblasen eines Scheuermittels wird die Blasdüse in die beiden gegenüberliegenden Enden des Rohres eingeführt. Die unter Einwirkung des LuftStrahls stehenden scheuernden Teilchen werden mit Hilfe der Düse in turbulenter Strömung in das Innere des Rohrs bis zum gegenüberliegenden Rohrende geblasen. Bei einem Anblasen von beiden Enden ist die Verminderung der Wanddicke über die ganze Länge des Rohres im wesentlichen gleichmäßig.In a preferred embodiment of the invention, the roughness is generated in that one on the inside of the Tube inflates particles of an abrasive material. Such an inflation does not only produce a uniform roughness on the inside of the pipe, it also reduces to some extent the thickness of the pipe wall. The drill that is involved primarily acts, have an average length of 15) 24 to 76.2 m an abrasive, the nozzle is inserted into the two opposite ends of the tube. The under action of the air jet standing abrasive particles are with the help the nozzle is blown in a turbulent flow into the interior of the pipe up to the opposite end of the pipe. When blowing from both ends the reduction in wall thickness is essentially uniform over the entire length of the pipe.

Für gewöhnlich wird die Dicke der Rohrwandung, die Fehlstellen von etwa 0,05 mm Tiefe oder weniger aufweist, um mindestens etwa ein Drittel dieser Tiefe vermindert. Venn beispielsweise zu erwarten ist, daß die Fehlstellen eine Tiefe bis etwa 0,05mm besitzen, wird die Materialentfernung so weit durchgeführt, bisUsually the thickness of the pipe wall, the imperfections of about 0.05 mm depth or less is reduced by at least about one third of that depth. Venn, for example it is to be expected that the flaws have a depth of about 0.05 mm, the material removal is carried out until

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die Wanddicke im Durchschnitt etwa um ein Drittel dieses Betrages und vorzugsweise um etwa die läälfte vermindert ist. Dies führt zu einer Verringerung der Wanddicke um etwa 0,025 mm.the wall thickness on average by about a third of this amount and is preferably reduced by about half. this leads to a reduction in wall thickness of about 0.025 mm.

Für gewöhnlich beträgt die Menge des beim Anblasen entfernten Materials weniger als etwa *j^o/° der Wanddicke. Bei Rohren, deren Wanddicke den angegebenen Bereich übersteigt, ist es gestattet, mehr Material von der Innenseite des Rohres zu entfernen, ohne die angegebene Grenze zu überschreiten, sofern die angegebenen Toleranzen der Wanddicke innegehalten werden..Usually, the amount of removed material during blowing is less than about ^o * j / ° to the wall thickness. In the case of pipes whose wall thickness exceeds the specified range, it is permitted to remove more material from the inside of the pipe without exceeding the specified limit, provided that the specified tolerances for the wall thickness are observed.

Bei der Auswahl des Scheuermaterials, das zum Anrauhen des Rohrinneren verwendet wird, um eine innerhalb des angegebenen Gebietes liegende Rauhigkeit zu erreichen, soll das Scheuermaterial vorzugsweise eine Teilchengröße innerhalb eines Gebietes von 0,25 bis 0,099 mm besitzen. Ein ausgezeichnetes Scheuermittel zur Erzielung der Rauhigkeit ist Siliciumcarbid, obwohl,es offensichtlich ist, daß irgendein anderes bekanntes Scheuermaterial ebenfalls geeignet ist.When choosing the scouring material used to roughen the inside of the pipe to one within the specified To achieve roughness lying within the area, the abrasive material should preferably have a particle size within an area from 0.25 to 0.099 mm. An excellent abrasive agent for achieving the roughness is silicon carbide, although, it will be apparent that any other known abrasive material will also be suitable.

Im folgenden soll ein besonderes Verfahren zum Anrauhen beschrieben werden. Dabei werden Rohre aus einer Zirkonlegierung mit einem Innendurchmesser von 11,43 mm, die keine bei der Ultraschallprüfung feststellbaren Fehlstellen besitzen, auf ihrer Innenfläche unter Verwendung von Siliciumcarbid angerauht. Die Rohre werden von beiden Enden aus angeblasen, wobei eine übliche, mit Luftdruck arbeitende Blasdüse in die beiden gegenüberliegenden Rohrenden eingeführt wird. Zum Anblasen wird Luft von 3,5 atü verwendet. Das Anblasen geschieht während einer Minute von den beiden Enden des Rohres. Das Anblasen ergibt eine Materialentfernung auf der Innenwand, wobei eine durchschnitt-A special roughening process is described below will. Here, tubes made of a zirconium alloy with an inner diameter of 11.43 mm are used, which are not used in the ultrasonic test have detectable defects, roughened on their inner surface using silicon carbide. the Pipes are blown on from both ends, with a conventional blower nozzle working with air pressure in the two opposite ends Pipe ends is inserted. Air at 3.5 atm is used for blowing. The blowing takes place for one minute from both ends of the pipe. The blowing results in a material removal on the inner wall, whereby an average

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liehe Abnahme der Wanddicke von etwa 0,025 inm innerhalb eines Fehlerbereichs von 7,6 A erzielt wird. Es wurde festgestellt, daß die Rauhigkeit auf der Innenseite des Rohres innerhalb eines Gebietes von 30 bis 40 RMS liegt. Die Anrauhung erschien gleichmäßig.Liehe decrease in wall thickness is obtained from about 0.025 inm within an error range of 7.6 A. The roughness on the inside of the pipe was found to be within a range of 30 to 40 RMS. The roughening appeared evenly.

Die so behandelten Rohre wurden im Laboratorium auf ihre Umfangsstreckgrenze zusammen mit Proben von nicht behandelten Rohren geprüft. Bei dieser Untersuchung wurden die Hohre einem Innendruck steigender Größe ausgesetzt, bis die Rohre barsten. Die prozentuale Gesamtumfangsvergroßerung wurde für die verschiedenen unbehandelten Proben berechnet, ebenso für die Rohrproben, die in der beschriebenen Weise angerauht waren. Die nicht behandelten Proben zeigten eine prozentuale Gesamtumfangsvergroßerung innerhalb einer Größenordnung von 3 "bis 23 mit einer durchschnittlichen Gesamtumfangsvergrößerung, die in der Mitte dieses Gebietes lag, also etwa bei 15flf. Bei den behandelten Proben lag die prozentuale Gesamtumfangsvergrößerung zwischen 22 und 25%.The pipes treated in this way were tested in the laboratory for their circumferential yield strength together with samples from untreated pipes. During this test, the pipes were exposed to increasing internal pressure until the pipes burst. The percent total circumferential enlargement was calculated for the various untreated samples, as well as for the pipe samples which had been roughened in the manner described. The untreated samples showed a percent total circumferential enlargement within the order of 3 "to 23 with an average total circumferential enlargement that was in the middle of this area, about 15flf. For the treated samples, the percent total circumferential enlargement was between 22 and 25%.

In anderen Versuchen wurden Rohre aus Titanlegierungen, die zur Erzielung hoher Festigkeit getempert worden waren, in ähnlicher Weise angerauht. Diese Rohre wurden einem Druckwelleatest unterworfen, um ihren Ermüdungswiderstand festzustellen. Im wesentlichen alle geprüften Rohre entsprachen dem üblichen Standard für hydraulische Leitungen in Flugzeugen.In other experiments, titanium alloy tubes that had been annealed to achieve high strength were similarly roughened. These pipes were subjected to a pressure wave test to determine their fatigue resistance. Essentially all pipes tested corresponded to the usual standard for hydraulic lines in aircraft.

In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Teil eines Rohres in beträchtlich vergrößertem Maßstabe bei 10 dargestellt. Das Rohr besitzt eine Innenfläche, die mit 10a bezeichnet ist*In the accompanying drawings, part of a pipe is shown on a considerably enlarged scale at 10. That Tube has an inner surface, which is labeled 10a *

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Fehlstellen in der Oberfläche sind bei 12, 14 und 16 angedeutet· Diese Fehlstellen schwanken, wie es typisch ist, hinsichtlich ihrer Tiefe, wobei die Fehlstelle 12 eine Tiefe von weniger als 0,025 mm besitzt, die Fehlstelle 14 eine Tiefe von etwa 0,025 mm aufweist und die Fehlstelle 16 schließlich eine Tiefe von fast 0,05 mm besitzt. All diese Fehlstellen sind für gewöhnlich bei Verwendung zerstörungsfreier Untersuchungsverfahren nicht feststellbar· Defects in the surface are indicated at 12, 14 and 16 As is typical, these voids vary with respect to its depth, the flaw 12 having a depth of less than 0.025 mm, the flaw 14 a depth of approximately 0.025 mm and the defect 16 finally has a depth of almost 0.05 mm. All of these flaws are for usually not detectable when using non-destructive testing methods

Nach dem Anrauhen des Rohrinneren ergibt sich das in Fig. 2 dargestellte Bild. Die rauhe Oberfläche ist gleichmäßig angerauht} dies ergibt sich durch die Überlappung der Grenzflächen der durch die Scheuerteilchen gebildeten Vertiefungen. Durch eine Materialentfernung, die die Wanddicke um ungefähr 0,025 mm vermindert, werden die Fehlstellen 12 und 14 im wesentlichen vollständig beseitigt. Es verbleibt eine Spur der Fehlstelle 16, aber das Metall rund um die Kante dieser Fehlstelle ist entfernt, und infolgedessen ist die Tiefe der Fehlstelle durch die Entfernung des Metalls vermindert, so daß die.Fehlstelle in der Tat zwischen den verschiedenen Vertiefungen, die beim Anrauhen entstanden sind, verschwindet. IJm Sauberkeit innerhalb des . Rohres zu erreichen, kann es in manchen Fällen erwünscht sein, das Rohr nach dem beschriebenen Anrauhen einem.Beizverfahren zu unterwerfen, um. etwa zusätzliches Material von der Innenfläche der Rohrwandung zu entfernen. Im folgenden ist ein typischer Beizvorgang geschildert:After the inside of the pipe has been roughened, the picture shown in FIG. 2 is obtained. The rough surface is roughened evenly} this results from the overlapping of the boundary surfaces of the depressions formed by the abrasive particles. By removing material which reduces the wall thickness by approximately 0.025 mm, the imperfections 12 and 14 are essentially completely eliminated. A trace of the void 16 remains, but the metal around the edge of this void has been removed and, as a result, the depth of the void is reduced by the removal of the metal, so that the void is in fact between the various depressions that are formed when roughening emerged disappears. I'm clean within the. To achieve pipe, it may be desirable in some cases to subject the pipe to a pickling process after the roughening described. remove any additional material from the inner surface of the pipe wall. A typical pickling process is described below:

Das Rohr kann in eine saure Beizlösung eingetaucht werden, die 15 Volumenteile einer 70%igeB. Salpetersäurelösung, 5 Volumenteile einer 48#igen Flußsäurelösung und 80 Volumenteile Wasser enthält. Die Einwirkung der Säurelösung soll nicht zu lang sein,The tube can be immersed in an acidic pickling solution that is 15 parts by volume of a 70% B. Nitric acid solution, 5 parts by volume a 48 # hydrofluoric acid solution and 80 parts by volume of water. The exposure to the acid solution should not be too long,

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gewöhnlich soll sie die Dauer einer halben Minute nicht überschreiten. Nach der Säurebehandlung wird das Rohr einer Wasserberieselung unterworfen. Ein derartiger Beizvorgang entfernt etwa 0,0175 nun des Materials von der der Säurelösung ausgesetzten Oberfläche.usually it should not exceed half a minute. After the acid treatment, the pipe is sprinkled with water. Such a pickling process removed about 0.0175 now of the material from that exposed to the acid solution Surface.

Das Aussehen des Rohrinneren nach dem Beizen zeigt eine Glättung des Rohrinneren durch den Beizvorgang. Der RMS-Wert ist durch diese Reinigungsoperation etwas vermindert. Rohre, die durch Beizen gereinigt sind, nachdem sie gemäß der Erfindung aufgerauht sind, zeigen die gleiche Verbesserung durch Verminderung einer Empfindlichkeit gegenüber Fehlstellen wie Rohre, die ohne Beizvorgang angerauht sind.The appearance of the inside of the pipe after pickling shows that the inside of the pipe has been smoothed out by the pickling process. The RMS value is somewhat reduced by this cleaning operation. Pipes that are cleaned by pickling after they have been made according to the invention roughened show the same improvement by reducing the sensitivity to imperfections as pipes, which are roughened without a pickling process.

Es sei hier bemerkt, daß Rohre, die einem BeiζVorgang ohne Anrauhen durch Sandstrahlgebläse unterworfen worden sind, nicht die gleiche Verbesserung im Hinblick auf die Verminderung von Fehlstellen zeigen. Dies läßt sich durch die Tatsache erklären, daß ein Sandstrahlgebläse gewissermaßen vorzuziehen ist, da es Material längs der behandelten Oberfläche entfernt, ohne beispielsweise vom Grund der Fehlstelle Material zu beseitigen. Demgegenüber ist das Beizverfahren nicht vorzuziehen, da dieses bei seiner Durchführung sowohl Material von der Oberfläche als auch vom Grunde der Fehlstelle entfernt.It should be noted here that pipes, which have an during operation without Sandblasting roughening does not have the same improvement in terms of reduction show of imperfections. This can be explained by the fact that a sandblasting fan is somewhat preferable is because it removes material along the treated surface without, for example, removing material from the bottom of the void. In contrast, the pickling process is not to be preferred, as it removes material from the surface when it is carried out as well as from the bottom of the defect.

Bei der Verminderung der Rohrwanddicke eines zur Herstellung von Rohren bestimmten Rohlings wird dieser bei Verwendung einer Rohrreduziervorrichtung durch an der Außenfläche des Rohlings anliegende Formen hindurchbewegt, die gemeinsam mit der Innenfläche des auf einem stationären Dorn angeordneten RohlingsWhen reducing the pipe wall thickness of a blank intended for the production of pipes, when using a Pipe reducing device moved through molds resting on the outer surface of the blank, which together with the inner surface of the blank placed on a stationary mandrel

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sich in Bewegung befinden. Bei einem Preßverfahren wird dagegen der Rohling durch ein stationäres Gesenk hindurchgedrückt, das an den Außenflächen des Rohlings anliegt, und zwar gleichzeitig mit einem stationären Dorn, der die Innenfläche des Rohlings stützt. Ein sogenanntes Ziehverfahren ist dem Pressen ähnlich mit dem Unterschied, daß das Rohr durch das Gesenk und über den Dorn hinübergezogen wird, anstatt ihn hindurchzudrücken. Bei all diesen Reduktionsverfahren erwartet man normalerweise eine gewisse Glättung der Außenfläche des Rohres mit weniger Fehlstellen als der Innenfläche infolgt rung während des Reduktionsverfahrens.are in motion. In a pressing process, however, is the blank is pushed through a stationary die that rests against the outer surfaces of the blank, simultaneously with a stationary mandrel that supports the inner surface of the blank. A so-called drawing process is similar to pressing with the difference that the tube is pulled through the die and over the mandrel instead of pushing it through. In all of these reduction processes, one would normally expect some smoothing of the outer surface of the pipe with less Defects other than the inner surface resulted in the reduction process.

Fehlstellen als der Innenfläche infolge der besseren Schmie-Flaws than the inner surface as a result of the better forging

Die Außenfläche des Rohres kann in verschiedener Weise bearbeitet werden, um das Auftreten von Fehlstellen hier zu verhüten. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Bearbeitung der Außenfläche des Rohres nicht die gleichen Probleme wie die Bearbeitung der inneren Rohrfläche bietet infolge der Tatsache, daß die Außenfläche sichtbar ist, was durch Vergrößerungseinrichtungen notfalls unterstützt werden kann. Infolgedessen ist es möglich, das Ausmaß, die Verteilung und die Art etwaiger Fehlstellen längs der Fläche zu ermitteln.The outer surface of the pipe can be machined in various ways in order to prevent defects from occurring here. It should be noted, however, that the machining of the outer surface of the pipe does not offer the same problems as machining the inner pipe surface due to the fact that the outer surface is visible, which is done by magnifying devices can be supported if necessary. As a result it is possible to determine the extent, the distribution and the type of any imperfections along the surface.

Barn Bearbeiten der Außenfläche des Rohres kann dieses beispielsweise durch ein Polierverfahren unter Verwendung einer Poliereinrichtung erfolgen, die bei einer typischen Arbeitsweise etwa 0,025 nun des Materials entfernt. Hieran kann sich ein Beizverfahren anschließen, das etwa 0,05 mm des Materials der Außenfläche beseitigt. Ein Polieren allein liefert für gewöhnlich kein zufriedenstellendes Ergebnis; es muß sich ein Beizverfahren anschließen, um Polierspuren zu entfernen.Barn machining the outer surface of the pipe can do this for example by a polishing process using a polishing device, which in a typical operation is about 0.025 now of the material removed. A pickling process can be used here connect about 0.05 mm of the material of the outer surface eliminated. Polishing alone usually does not give a satisfactory result; there must be a pickling process connect to remove polishing marks.

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Bei einer anderen Bearbeitungsart der Außenfläche des Rohres kann beispielsweise diese zunächst durch ein Putzmittel gereinigt, dann poliert und anschließend gebeizt werden, worauf sich ein Hämmern der Oberfläche anschließt. Dieses Hämmern bedeutet eine Bearbeitung der Oberfläche, führt Jedoch nicht zu einer Materialverminderung, wie dies das Anrauhen des Rohres gemäß vorliegender Erfindung bewirkt. In another type of processing of the outer surface of the pipe, for example, it can first be cleaned with a cleaning agent , then polished and then pickled, followed by hammering the surface. This hammering means working the surface, but does not lead to a reduction in material, as does the roughening of the pipe according to the present invention .

Beim Durchführen des Anrauhens der Innenfläche des Rohres mit einem Scheuermittel und mit Hilfe eines Sandstrahlgebläses, wie oben beschrieben, sprüht die Düse die Scheuerteilchen unter einem spitzen Winkel gegen die Innenfläche des Rohres. Die Teilchen bewegen sich turbulent durch das Rohrinnere abwärts, wobei sie die erwünschte Anrauhung erzeugen. Das Verfahren ist besonders für die Innenfläche von Rohren geeignet, da die Teilchen unter dem Einfluß der Rohrwandung trichterförmig mit unregelmäßiger Bewegung durch das Rohr hindurchströmen und auf diese Weise eine Materialentfernung bewirken, die am ganzen Rohrumfang gleichmäßig ist. Eine Materialentfernung auf der Außenseite des Rohres durch Sandstrahlgebläse läßt sich nicht mit der gleichen Wirkung durchführen, da die Außenseite des Rohrs keine Führung oder Kanalisierung der Scheuerteilchen bewirkt, und infolgedessen ist eine gleichmäßige Entfernung rings um den Rohrumfang durch ein Scheuerverfahren nicht so leicht möglich. Gemäß der Erfindung wird es daher vorgezogen, daß der äußere Rohrumfang durch Maßnahmen wie Polieren und Beizen, Polieren und Hämmern oder Reinigen, Folieren, Beizen und Hämmern in der angegebenen Reihenfolge bearbeitet wird, während die innere RoL "fläche, wie beschrieben, durch Scheuermittel aufgerauht wird. When the inner surface of the pipe is roughened with an abrasive and with the aid of a sandblasting blower, as described above, the nozzle sprays the abrasive particles at an acute angle against the inner surface of the pipe. The particles move downwards through the interior of the pipe in a turbulent manner, producing the desired roughness. The method is particularly suitable for the inner surface of pipes, as the particles flow through the pipe in a funnel shape with irregular movement under the influence of the pipe wall and in this way cause a material removal that is uniform over the entire pipe circumference. Material removal on the outside of the pipe by sandblasting cannot be carried out with the same effect because the outside of the pipe does not guide or channel the abrasive particles, and as a result, even removal around the pipe circumference by a scrubbing process is not so easily possible. According to the invention, it is therefore preferred that the outer circumference of the pipe is processed by measures such as polishing and pickling, polishing and hammering or cleaning, foiling, pickling and hammering in the order given, while the inner roller surface is roughened, as described, by means of abrasives will.

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Das Anrauhen durch Scheuermittel ist von dem auf der Außenseite des Rohres angewendeten Verfahren unterschieden. Es handelt sich Jedoch in beiden Fällen um eine Materialentfernung und Bearbeitung einer Rohrfläche, wobei die Materialentfernung die bevorzugte Maßnahme darstellt. Das Polieren bewirkt beispielsweise eine bevorzugte Materialverminderung. Es muß sich jedoch irgendein weiterer Bearbeitungsschritt anschließen. Im Vergleich mit einem Hämmerverfahren handelt es sich auch um eine Oberflächenbearbeitung des Rohres. Diese führt jedoch nicht zu einer Materialentfernung.Abrasive roughening is different from that on the outside of the pipe used. However, in both cases it is a matter of material removal and processing a pipe surface, the material removal being the preferred measure. The polishing effects, for example a preferred material reduction. However, some further processing step must follow. In comparison A hammering process is also a surface treatment of the pipe. However, this does not lead to one Material removal.

Die Wirkung des Anrauhens gemäß der Erfindung besteht darin, Unregelmäßigkeiten der Rohrfläche, wie besonders spannungsempfindliche Stellen, zu beseitigen. Die bei hohem auftretendem Druck entstehende Spannung wird über die gesamten angerauhten Rohrflächen verteilt.The effect of roughening according to the invention is to remove irregularities in the pipe surface, such as those that are particularly stress-sensitive Make, eliminate. The tension that arises when high pressure occurs is roughened over the entire Distributed pipe surfaces.

Obwohl eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben ist, ist es offensichtlich, daß Änderungen und Abweichungen möglich sind, ohne das Wesen der Erfindung zu verlassen.Although an embodiment of the invention has been described, it is obvious that changes and variations are possible, without departing from the essence of the invention.

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Claims

225152A claims

1.JVerfahren for reducing imperfections in pipes for """^ prevention of bursting when they are exposed to high internal pressure, characterized in that the inner surface of the pipe is roughened evenly to a roughness on this surface within an order of magnitude of 20 to 50 RMS and to distribute the resulting tension over the evenly roughened inner surface when high internal pressure occurs.

2. The method according to claim 1, characterized in that the roughening is done by blowing with particles of an abrasive, with the sandblasting blower reducing the pipe wall thickness simultaneously with the roughening.

3. The method according to claim 1, characterized in that the Tube receives a relatively smooth inner surface before roughening, the imperfections of which have a depth in the tube wall which is limited to less than 0.05 mm and that the material removed during roughening is an average Change in wall thickness by at least one third of the specified size of the surface damage causes.

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Method according to claim 3i, characterized in that the Roughening is done by blowing with an abrasive and that this blowing from opposite ends of the Pipe from happens to a substantially uniform reduction in wall thickness over the entire length of the pipe achieve.

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