DE2316159A1

DE2316159A1 - ELBOW OF MULTIPLE LAYERS

Info

Publication number: DE2316159A1
Application number: DE19732316159
Authority: DE
Inventors: Georg Kloska
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox AG
Priority date: 1973-03-31
Filing date: 1973-03-31
Publication date: 1974-10-03

Description

Rohrbogen aus mehreren Lagen Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Rohrbogens mit kleinem Biegeradius für eine Rohrleitung mit großem Durchmesser. Multi-layer elbows The invention relates to manufacture a pipe bend with a small bending radius for a pipe with a large diameter.

Es ist bekannt, Rohre aus mehreren Lagen herzustellen und sie anschließend zu biegen (G3-PS 831 992). Das Verfahren hat den @achteil, insbesondere beim Biegen auf einen kleinen Biegeradius, daß sich die innere Lage unter Bildung eines Zwischenraumes sowohl in der Streck- als auch in der Stauchzone von der äußeren Lage abhebt.It is known to manufacture tubes from several layers and then to them to bend (G3-PS 831 992). The process has its disadvantage, especially when it comes to bending to a small bending radius so that the inner layer forms a gap stands out from the outer layer both in the stretching and in the compression zone.

ns ist ein Verfahren zum Biegen von Rohren bekannt (Anmeldung D 6/49h (17/01) ), nach dem ein Rohr in Achsrichtung fortschreitend ringabschnittsweise elektroinduktiv auf Verformungs temperatur erhitzt und dabei stetig gebogen wird. Das Verfahren hat den Vorteil, daß ein Rohr mit großem Durchmesser auf einen kleinen und genauen Biegeradius gebogen werden kann, wenn zur Erhaltung desBohrquerschnitts der erhitzte Ringabschnitt kurz gehalten wird. Beim Biegen von dickwandigen Rohren treten jedoch Schwierigkeiten auf.A method for bending pipes is known (application D 6 / 49h (17/01)), according to which a pipe progressively in the axial direction in ring sections Electro-inductively heated to deformation temperature and is continuously bent. The method has the advantage that a pipe with a large diameter on a small one and exact bending radius can be bent if to maintain the drilling cross-section the heated ring section is kept short. When bending thick-walled pipes however, difficulties arise.

Der nachteil des Verfahrens, der die Schwierigkeiten erklärt, liest in der Eigentümlichkeit der elektroinduktiven Erhitzung, wobei durch das magnetische wechselfeld eines Induktors eine induz+çpte Wechselspannung durch die elektrische leitfähigkeit des Rohrquerschnittes einen Wechselstrom zur Folge hat, der das Rohr ringabschnittsweise erhitzt. Die physikalischen Abhängigreiten der Stromstärke und die Tiefe, wie weit der Strom mit großer Dichte in das Material einzudringen vermag, sind an sich bekannt. Da die Verformungstemperatur eines Stahlrohres oberhalb es Curi-epunktes liegt, wird die Eindringtiefe durch ferromagnetische Materialeigenschaften nicht beeinflußt. Es ist bekannt, en Strom und damit die Wärmeentwicklung im Werkstück einzuengen au indem der Magnetfluß des Induktors durch Jochbleche geführt und engen Raum konzentriert wird. Die Stromstärke wird dabei nicht vergrößert. Durch Erhöhung der Frequenz kann z.B. der Strom eröht werden, dabei verkleinert sich aber die Eindringtiefe. Durch erminderung der Frequenz wird zwar eine Vergrößerung der Einringtiefe erzielt. Dabei nimmt aber die Stromstarke so weit ab, daß im Inneren des Materials die Stromdichte so gering wird, daß infolge der Wärmeleitfähigkeit des Mraterials ein kurzer Ringabchnitt nicht erzeugt werden kann, der eine wesentlich erhöhte Temperatur aufweist. Daher muß sich das Biegeverfahren auf Rohre beschränken, deren Wanddicken kleiner als etwa 40 bis 50 mm sind.The downside of the procedure that explains the difficulty reads in the peculiarity of electro-inductive heating, being by the magnetic alternating field of an inductor generates an induced alternating voltage through the electrical conductivity of the pipe cross-section results in an alternating current that pipe heated ring sections. The physical dependencies of the current strength and the depth of how far the current can penetrate the material with great density, are known per se. Because the deformation temperature of a steel pipe is above it Curi-e point lies, the penetration depth is determined by ferromagnetic material properties unaffected. It is known that the current and thus the heat development in the workpiece constrict by the magnetic flux of the inductor being guided through yoke plates and narrowing Space is concentrated. The current strength is not increased. By increasing The frequency, for example, can increase the current, but the depth of penetration is reduced. By reducing the frequency, an increase in the penetration depth is achieved. But the current strength decreases so far that the current density inside the material becomes so low that, due to the thermal conductivity of the material, a short ring section can not be generated, which has a significantly increased temperature. Therefore the bending process must be limited to pipes with a wall thickness less than are about 40 to 50 mm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rohrbogen mit kleinem Biegeradius für eine dickwandige Rohrleitung großen Durchmessers aus mehreren lagen herzustellen.The invention is based on the object of a pipe bend with a small Bending radius for a thick-walled pipeline with a large diameter made up of several layers to manufacture.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Herstellung des Bogens ein Innenrohr und mindestens ein Außenrohr verwendet werden, wobei in an sich bekannter- ~;veise der äußere Durchmesser des Innenrohres so groß wie der innere Durchmesser es Außenrohres ist und die Wanddicken der Rohre kleiner als 50 mm sind. Der Rohrbogen wird folgendermaßen hergestellt: a) Zuerst werden die Rohre auf gleiche kleine Biegeradien und gleiche Biegewinkel einzeln durch fortschreitend ringabschnittsweise elektroinduktive Erhitzung auf Verformungstemperatur und stetiges Biegen gebogen, b) daraufhin wird das Außenrohr durch Trennschnitte in der Biegeebene in zwei Schalenhälften geteilt und c) die SchaleShälften werden über das Innenrohr gelegt und verspannt, worauf die Trennschnitte wieder verschweißt werden.This object is achieved according to the invention in that for the production of the bend, an inner tube and at least one outer tube are used, with in as is known per se, the outer diameter of the inner tube is as large as the the inner diameter of the outer tube and the wall thickness of the tubes is less than 50 mm are. The elbow is made as follows: a) First the tubes are individually made to the same small bending radii and the same bending angle by progressively electroinductive heating to deformation temperature in ring sections and continuous bending, b) then the outer tube is made by means of separating cuts divided into two shell halves in the bending plane and c) the shell halves are divided placed over the inner tube and clamped, whereupon the separating cuts are welded again will.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der kostensparende Vorteil des Biegeverfahrens mit elektroinduktiver Erhitzung für dickwandige Rohrleitungen ausgenutzt wird und daß durch das Auflegen der Schalenhälften nach dem Biegen im Bereiche des Bogens die Möglichkeit geschaffen worden ist, durch Anpassung eine satte Auflage der Lagen und eine Schrumpfspannung der Lagen gegeneinander zu erzielen.The advantages achieved with the invention are in particular: that the cost-saving advantage of the bending process with electroinductive heating is used for thick-walled pipelines and that by placing the shell halves after the bending in the area of the arch the possibility has been created through Adaptation of a full support of the layers and a shrinkage tension of the layers against each other to achieve.

Unter Verwendung von Jochblechen im Zusammenhang mit einem Induktor einer Biegevorrichtung kann die satte Auflage der Lagen verbessert werden, indem gekühlte Jochbleche im Innern des Rohres etwa gegenüber dem außenliegenden Induktor angeordnet sind, wobei die Jochbleche zwei Segmente bilden, deren Lage einzeln in axialer Richtung einstellbar sind.Using yoke plates in connection with an inductor a bending device, the full support of the layers can be improved by cooled yoke plates inside the tube approximately opposite the inductor on the outside are arranged, the yoke plates forming two segments, the position of which is individually in are adjustable in the axial direction.

Dadurch wird der Strom im Bereich der Jochsegmente auf kürzere Segmentabschnitte zusammengedrängt, wodurch im inneren Teil des ,ohrquerschnitts die Temperatur auf einem kürzeren Ringabschnitt in der #tauch- und Streckzone stärker ansteigt. Durch axiale Verschiebung der Jochbleche wird der ifagnetfluß so gelenkt, daß infolge der Stromkonzentration der kurze Xingabschnitt mit der größten Erhitzung zur Rohrachse lotrecht oder in einem gewissen Maße geneigt gehalten wird. Dieses erklärt, daß z.B. bei der Stauchung die Verdickung stärker ins Innere des Rohres oder nach außen anwächst. Es wird erzielt, daß das Innenrohr außen und das Außenrohr innen schon beim Biegen gleiche Formen annehmen.This reduces the current in the area of the yoke segments Segment sections squeezed together, causing the temperature in the inner part of the ear cross-section a shorter ring section in the # diving and stretching zone rises more sharply. By axial displacement of the yoke plates, the magnetic flux is directed so that as a result the current concentration of the short Xing section with the greatest heating to the pipe axis is held perpendicular or inclined to some extent. This explains that E.g. when upsetting the thickening more towards the inside of the pipe or towards the outside grows. It is achieved that the inner tube on the outside and the outer tube on the inside take on the same shape when bending.

Die Führung des I;Iagnetflusses im Inneren des Rohres durch Jochbleche bewirkt auch, daß der Tfurzschlußstrom im Rohr vom magnetischen Kraftfeld nicht nach außen gedrückt wird, wodurch eine größere Eindringtiefe erzielt wird.The guidance of the magnetic flux inside the pipe through yoke plates also has the effect that the short-circuit current in the pipe is not affected by the magnetic force field is pressed outwards, whereby a greater depth of penetration is achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Rohr, das gebogen wird und zur Herstellung eines Bogens aus mehreren Lagen dient; Fig. 2 einen Rohrbogen aus zwei Lagen in einem Stück einer Rohrleitung und Fig. 3 einen Querschnitt des Bogens gemäß der Schnittlinie A-A in Fig. 2.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. They show: Fig. 1 a tube that is bent and is used to produce a sheet from several layers; Fig. 2 shows a pipe bend of two layers in one piece of a pipeline and FIG. 3 shows a cross section of the Arc according to section line A-A in Fig. 2.

Das in Fig. 1 dargestellte Rohr 1 besitzt eine Wanddicke 2 von 40 mm und einen äußeren Durchmesser 3 von 800 mm. Das Rohr wird durch einen Induktor 4 fortschreitend elektroinduktiv ringabschnittsweise erhitzt und dabei durch eine Vorrichtung 5 stetig gebogen.The tube 1 shown in FIG. 1 has a wall thickness 2 of 40 mm and an outer diameter 3 of 800 mm. The tube is through an inductor 4 progressively electroinductively heated ring sections and thereby by a Device 5 bent steadily.

Der Induktor 4 besteht aus einer um das Rohr gelegten Stromschleife, die von einem llechselstrom mit einer Frequenz von 1000 Hz durchflossen wird. Das #tagnetfeld des Induktors wird durch Jochbleche 6, 7, 8 gebündelt durch die Rohrwand geführt, welche die Wechselspannung in kurzem Ringabschnitt induziert und dem zur Folge habenden Kurzschlußstrom eine große Stromdichte verleihen. Die Jochbleche bestehen aus Tjleicheisen, die gegeneinander elektrisch isoliert und zu Paketen zusammengesetzt sind. Die rakete der Jochbleche 7 und 8 sind segmentförmig und stützen sich im Rohr durch Rollen 9 ab. Die Pakete der Jochbleche 7 und 8 werden einzeln an Kühlwasserrohren 10 gehalten, die außerhalb des Rohres an einer Vorrichtung 11 festgeklemmt sind. Dadurch nehmen die Pakete der Jochbleche 7 und 8 gegenüber dem Induktor 4 mit den Jochblechen 6 eine bestimmte Lage ein.The inductor 4 consists of a current loop placed around the pipe, which is traversed by a current with a frequency of 1000 Hz. That #tagnetic field of the inductor is bundled by yoke plates 6, 7, 8 through the pipe wall out, which induces the alternating voltage in a short ring section and to the Consequent short-circuit current give a large current density. The yoke plates consist of Tjleicheisen, which are electrically isolated from each other and form packages are composed. The rockets of the yoke plates 7 and 8 are segment-shaped and support in the tube by rollers 9. The packages of the yoke plates 7 and 8 are individually held on cooling water pipes 10, the outside of the pipe on a device 11 are clamped. This takes the packets of yoke plates 7 and 8 over Inductor 4 with the yoke plates 6 a certain position.

In der Biegevorrichtung 5 wird das Rohr 1 durch eine hydraulische Vorrichtung ( nicht dargestellt) axial in Richtung des Pfeiles 12 gleichmäßig bewegt und durch Rollen 13 geradlinig geführt. Dabei wird das Rohr am anderen Ende durch einen Schwenkarm 14 in eine gekrümmte Bahn geführt. Der bestand 15 deP Rohrachse vom Schwenkpunkt 16 des Schwenkarmes bestimmt den Biegeradius. Zwischen der geraden und der gekrümmten Führung oes rohres wird das ohr stetig gebogen.In the bending device 5, the pipe 1 is hydraulic Device (not shown) moved axially in the direction of arrow 12 evenly and guided in a straight line by rollers 13. The pipe will go through at the other end a pivot arm 14 guided in a curved path. The consisted of 15 deP tubular axles from pivot point 16 of the pivot arm determines the bending radius. Between the straight and the curved guide of the tube, the ear is constantly bent.

Die Jochbleche 8 sind gegenüber dem Induktor 4 in einer mittleren Lage. Die Jochbleche 7 sind gegenüber dem Induktor 4 entgegen dem Pfeil 12 aus der Mittellage verschoben. Die verschobene Lage der Jochbleche 7 bewirkt, daß die größte Stromdichte entgegen der Pfeilrichtung 12 in das Material eindringt.The yoke plates 8 are opposite to the inductor 4 in a middle Location. The yoke plates 7 are opposite the inductor 4 against the arrow 12 from the Central position shifted. The shifted position of the yoke plates 7 causes the largest Current density penetrates into the material against the direction of arrow 12.

Dadurch nimmt der heißeste Ringabschnitt eine geneigte lage -gegenüber der Rohrachse ein. Der heißeste Ringabschnitt weist die stärkste Erweichung des Materials auf und bestimmt im wesentlichen, wo das Material gestaucht wird. Die geneigte Lage des heißesten Ringabschnittes beeinflußt die Ri#htung der Stauchkraft, die sich an der Ringzone 18 abstützt. Die Ringzone 18 weist den steilsten Temperaturanstieg auf und stützt daher auch gleichzeitig den Querschnitt des Rohres beim Biegen ab.As a result, the hottest ring section takes an inclined position opposite the pipe axis. The hottest section of the ring exhibits the greatest softening of the Material and essentially determines where the material is compressed. the inclined position of the hottest ring section influences the direction of the upsetting force, which is supported on the ring zone 18. The ring zone 18 has the steepest rise in temperature and therefore also supports the cross-section of the pipe when it is bent.

Die Rohrwand wird in der Stauchzone nach Innen verdickt. Das Rohr 1 wird als Innenrohr für einen Rohrbogen aus mehreren Lagen verwendet.The pipe wall is thickened towards the inside in the compression zone. The pipe 1 is used as the inner pipe for a pipe bend made up of several layers.

Ein Rohr 19 mit einer 'i'Janddicke von 40 mm (Fig 2), dessen inne rer Durchmesser 20 800 mm beträgt, wurde mit gleichem Biegeradius -15 und auf den gleichen Biegewinkel wie das Rohr 1 gebogen. Beim Biegen wurden die Jochbleche 7 jedoch gegenüber dem Induktor 4 in Richtung des Pfeiles 12 im Rohr weiter eingeschoben. Dadurch wurde der heißeste ringförmige Abschnitt in anderer Richtung geneigt, wodurch sich das gestauchte Material nach außen verdickt hat.A tube 19 with a 'i'Jand thickness of 40 mm (Fig. 2), the inside rer diameter is 20 800 mm, was with the same bending radius -15 and on the the same bending angle as the pipe 1 bent. The yoke plates 7 however, pushed in further in the direction of the arrow 12 in the tube with respect to the inductor 4. As a result, the hottest annular section was inclined in the other direction, whereby the compressed material has thickened outwards.

Das Rohr 19 wurde mit einem Schweißbrenner in der Biegeebene durch zwei Trennschnitte in zwei Schalenhälften 21 und 22 (Fig. 3) zerschnitten. Die beiden Schalenhälften wurden über das Innenrohr 1 gelegt und nach Uberprüfung der satten huflage wurden die Schalenhälften 21 und 22 durch Schweißnähte 23 verschweißt. Dabei wurde das Außenrohr 19 durch eine Flamme angewärmt und das Innenrohr ? durch Belüftung eines Ventilators gekühlt. Daher sitzt das Außenrohr 19 mit Schrumpfspann satt auf dem Innenrohr 1.The tube 19 was with a welding torch in the bending plane by two separating cuts cut into two shell halves 21 and 22 (Fig. 3). The two Shell halves were placed over the inner tube 1 and after checking the full The shell halves 21 and 22 were welded by weld seams 23. Included was the outer tube 19 heated by a flame and the inner tube? through ventilation cooled by a fan. Therefore, the outer tube 19 sits snugly with a shrink fit the inner tube 1.

Claims

P A T E izl T A 19 S P R Ü C H E

9 Manufacture of a pipe bend from several layers, in particular with small bending radius, using an inner tube whose outer diameter as large as the inner diameter of an outer pipe for a thick-walled pipeline with a large diameter, indicated that a) the inner tube (1) and the outer tube (19) first to the same small bending radii and the same bending angle individually by progressively ring-section-wise electroinductive heating Deformation temperature and constant bending, b) then the outer tube divided into two shell halves (21 and 22) by separating cuts in the bending plane and c) the shell halves are placed over the inner tube and clamped, whereupon the separating cuts are welded again by weld seams (23).

2. Production of the pipe bend according to claim 1, characterized in that g e -k e n It should be noted that during the welding of the separating cuts, the shell halves (21 and 22) is heated and the inner tube (1) is cooled.

3. Manufacture of a pipe bend from more than two layers, with the according to claims 1 and 2 produced sheets as Innenronr used is, by g ek e n n n z e i c h n e t that further manufactured in the same way The shell halves are placed over the doubled inner tube and the shell halves in the same position be quietly clamped and welded.

4. Device for bending the pipes for the production of the suction according to claim 1, wherein yoke plates for the concentration of the induced voltage and so that the current diQhte in the stretching and bending zone is increased, thereby it is indicated that yoke plates are cooled inside the pipe to be bent (7 and 8) are arranged approximately opposite the inductor, the yoke plates two Form segments whose position can be individually adjusted in the axial direction.

L e r s e i t e