DE2324857B2 - Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von rohrstumpfschweissungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Rohrstumpfschweißungen, bei welchem eine in ihrer Intensität regelbare Heizquelle in einem einstellbaren Abstand entlang der Schweißnaht geführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bereits aus »Mitteilungen der BEFA«, Nr. 7, 1955, bekannt, in welcher Weise die Entspannung innerhalb einer Schweißnaht durchgeführt werden soll. Hiernach soll zur Wärmebehandlung von Schweißnähten ein Heizbrenner mit einer von der Werkstückdicke abhängenden Vorschubgeschwindigkeit unter Einhaltung des Brennerabstands von der Werkstückoberfläche gleichmäßig über die zu entspannende Zone hinweggeführt werden. Es können hierbei auch Geräte zum Einsatz kommen, die die Führung und den Vorschub des Heizbrenners steuern. Hiernach kann zwar die Erhitzung des Materials durch Veränderung des Abstands bzw. der Führungsgeschwindigkeit des Heizbrenners gesteuert werden. Die Abkühlung bleibt jedoch jeweils in Abhängigkeit von der Materialstärke, der Materialleitfähigkeit, der Umgebungstemperatur und somit mehr oder weniger dem Zufall überlassen. Somit ist die Gefahr nicht ausgeschlossen, daß durch ein zu rasches Abkühlen das Material versprödet und Risse innerhalb der Schweißnaht entstehen.

Nach der amerikanischen Patentschrift 32 75 481 ist ein Verfahren zur örtlichen Wärmebehandlung von Schweißstellen bekannt, bei welchem zwei sich gegenüberliegende Schweißbrenner entlang einer zu behandelnden Schiene gefahren werden. Es soll hierdurch eine gleichmäßige Aufheizung des Materials erreicht werden. Neben einer Kaltwasserbrause, die durch Abschrecken zur Versprödung und Rißbildung innerhalb der Schweißnaht führen würde, ist auch hier keine Steuerung der Abkühlungsgeschwindigkeit möglich.

Schließlich ist aus der deutschen Patentschrift 8 54 804 eine Heizvorrichtung für die Laufflächen-Härtung von Schienen bekannt, bei welcher ein stationär angeordneter Brenner mit mehreren Flammenbohrungen versehen ist, die jeweils einen anderen Abstand von der zu behandelnden Schiene haben können. Hierbei handelt es sich jedoch lediglich um ein differenziertes Aufheizen zur Erreichung eines vorbestimmten Härteverlaufs über einen Schienenabschnitt. Eine gesteuerte Abkühlungsgeschwindigkeit innerhalb einer Schweißnaht läßt sich mit dieser Vorrichtung nicht durchführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die Wärmebehandlung einer Schweißnaht mit einer hohen Präzision zu steuern, damit Materialaushärtung bzw. Sprödigkeit und der innerhalb der Naht verbleibende Spannungszustand mit höchster Zuverlässigkeit engste Toleranzen nicht überschreitet. Dabei soll gewährleistet sein, daß im Laufe der Wärmebehandlung eine Abkühlungskurve in einem Temperatur-Zeitdiagramm genauestens eingehalten werden kann.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man die Erhitzung und Abkühlung des Nahtmaterials zeitlich steuert, indem man mehrere in bezug auf Intensität und Abstand zum Werkstück individuell einstellbare Heizquellen aufeinanderfolgend über die Schweißnaht führt. Dabei besteht die Vorrichtung aus einem selbstantreibenden Vorschubgerät, das durch eine das Rohr umfassende Führungsschiene parallel zur Schweißnaht geführt wird, wobei nach der Erfindung dieses Vorschubgerät mehrere in Vorschubrichtung hintereinander angeordnete individuell einstellbare Brennerdüsen aufweist Vorzugsweise ist an dem Vorschubgerät eine in Richtung auf die Brennerdüsen gerichtete Luftdüse befestigt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung sind mindestens vier Brennerdüsen an der Laufkatze befestigt, die von einem Kühlmantel umgeben sein können.

Auf diese Weise kann ehe enge und tiefe Schweißnaht in einer Pipeline, wie sie beispielsweise durch wiederholte Durchläufe eines automatischen Hochgeschwindigkeitselektroschweißgeräts hergestellt wird, in einer wirkungsvollen Weise durch das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Vorrichtung behandelt werden. Die in der entsprechenden Weise hintereinander geschalteten Brenner laufen in dichter Aufeinanderfolge über das Werkstück und erzeugen eine kontrollierte und fortschreitend erweichende Wärmebehandlung. Spannungsspitzen oder ein Aushärten infolge eines schnellen Abkühlungsvorgangs können gleichmäßig und wirkungsvoll eliminiert werden. Die Oberflächentemperatur wie auch die Innentemperatur können in einer wirkungsvollen Weise kontrolliert werden, und zwar unabhängig von der Sachkenntnis der Bedienungsperson.

Es wird den kritischen Bereichen so schnell wie möglich Hitze zugeführt, ohne daß eine Oberflächenbeschädigung auftritt, wobei eine spezielle Wärmedurchdringung und Abkühlungsgeschwindigkeit erreicht wird, die zu der gewünschten, normalisierten Struktur führt.

Vorzugsweise wird ein erster Brenner verhältnismäßig dicht an dem Werkstück angeordnet und führt mit

maximaler Intensität einem schmalen Mittelbereich der Schweißnaht Hitze zu. Jeder der nachfolgenden Brenner ist weiter vom Werkstück weg angeordnet und so eingestellt, daß er eine ein wenig weichere Flamme erzeugt als der vorangehende. Diese Einstellungen zujammen mit der Fortführungsgeschwindigkeit werden to ausgewählt, daß ein lokalisierter Schaden wie beispielsweise das Verbrennen der Oberfläche vermieden wird.

Bei einem typischen Schweißvorgar.g an dickwandigen Rohren wird eine Umfangsschweißung vorgenommen, indem in schneller Aufeinanderfolge mehrere Schweißraupen aufgelegt werden. Beispielsweise wird bei einem kürzlich entwickelten Verfahren zunächst eine innere Schütznaht von innen auf die Verbindungsstelle aufgebracht Darauf wird bei einem besonders heißen oder energiereichen Durchgang die zweite Raupe in die erste eingeschmolzen, um eine gute innere Bindung zu erreichen. Zwei, drei oder mehr zusätzliche Schweißraupen werden dawn aufgelegt, um die Schweißnaht zu vervollständigen. Jeder nachfolgende Schweißdurchgang führt der vorher aufgebrachten Schweißraupe Hitze zu und bewirkt somit in einer gewissen Weise eine Entspannung. Dementsprechend kann in manchen Fällen nur die äußere oder letzte Schweißraupe eine besondere Wärmebehandlung erfordern, um die Spannungen auszugleichen. Die Härte des Metalls innerhalb oder dicht in der Nähe der Schweißnaht, wie beim Schweißen mit sich selbst verbrauchenden Elektroden, ist oft eine gute Anzeige, ob eine Wärmebehandlung erforderlich ist, um die Spannungen auszugleichen. Manche geschweißten Pipeline-Verbindungen erfordern überhaupt keinen Spannungsausgleich. Die Erfindung ist im besonderen für die Anforderungen an eine Wärmebehandlung besonders ausgelegt, wo kritische metallurgische Bedingungen in einer kritischen Umgebung vorliegen. Wenn man die Härte mißt und die Umgebung kennt, kann man die Schweißnaht gerade einer so starken Wärmebehandlung aussetzen, wie dies erforderlich ist. Wenn beispielsweise in der Umgebung große Mengen atomaren Wasserstoffs anwesend sind, wie beispielsweise bei einer Pipeline für den Transport sauren Gases und bei einem Rohrmaterial mit einer großen Härte von beispielsweise oberhalb 350 Vickers, wäre diese Wärmebehandlung anzuwenden. Indem man den kritischen Bereich um die Schweißnaht schnell in den austenitischen Temperaturbereich bringt und das Abkühlen langsam, aber bei einer kontrollierten Geschwindigkeit durchführt, kann die Härte leicht vermindert werden.

Die Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher eriauten werden. Dabei zeigt im einzelnen

F i g. 1 eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, • F i g. 2 die Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. t,

F i g. 3 eine einzelne Heizdüse,

F i g. 4 ein Zeit-Temperatur-Diagramm für eine Pipeline-Verbindung unter Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 5 einen Querschnitt durch eine typische geschweißte Verbindung einer Pipeline in einem vergrößerten Maßstab,

Fig. 6 eine Detailzeichnung einer Heizdüse, wie sie für ein dickwandiges Rohr verwendet wird,

F i g. 7 eine schematische Darstellung der Sauerstoff- und Acetylen-Mischkammer innerhalb des Einlaßkrüm

Die F i g. 1 zeigt einen Teil einer Verbindung eines Stahlrohrs 11 aus einem Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt, das einen großen Durchmesser hesitzt. Es soll angenommen werden, daß eine Umfangsschweißung in mehreren Durchgängen angefertigt wurde, wobei jeder Durchgang mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit erfolgt ist, wie dies beispielsweise bei einem automatischen Hochgeschwindigkeits-Elektroschweißgerät mit einer großen Wärmekapazität der Fall ist, was dazu führt, daß die Schweißnaht selbst und möglicherweise andere Bereiche in deren Nähe eine Wärmebehandlung erfordern, um die Härte zu vermindern und/oder unerwünschte Spannungen zu beseitigen.

Die Erfindung ist natürlich auch auf solche Schweißnähte anwendbar, die manuell oder mechanisch zwischen Rohren und anderen metallischen Werkstücken hergestellt wurden. Sie kann überall dort zum Einsatz gelangen, wo durch Schweißen oder eine andere Wärmebehandlung des Stahls Spannungen oder Kristallstrukturen aufgetreten sind, die beseitigt werden sollen. Bei einer typischen Schweißverbindung eines Stahlrohrs werden normalerweise mehrere Schweißraupen wie beispielsweise 18,19,20 in F i g. 5, aufgelegt.

Wie in den F i g. 1 und 2 dargestellt, ist eine unter Spannung stehende Führungsschiene 21, deren Enden 22 miteinander verbunden sind und dort einen nahtlosen Übergang bilden, vorgesehen. Die Schiene besitzt Füße 23 oder Abstandshalter, die für einen Abstand zwischen der Schiene und der Oberfläche des Rohrs 11 sorgen. Sie steht unter Spannung und ist parallel zu der der Wärmebehandlung zu unterwerfenden Verbindung angeordnet. Die Führungsschiene 21 ist in einem axialen Abstand von der Schweißverbindung an dem Rohr befestigt und führt eine Anzahl Heizbrenner 2, 4,6 und 8, die auf einem selbsttreibenden Vorschubgerät 25 angeordnet sind, direkt oberhalb und entlang der Mittellinie der Schweißverbindung. Das Vorschubgerät 25, das als solches bekannt ist, besitzt mit Nuten versehene Rollen 27,29, die die Seitenkanten der Führungsschiene 21 ergreifen, wie in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist. Eine weitere Rolle 30, die zur Erhöhung der Zugkraft eine geriffelte Oberfläche besitzt, steht ebenfalls mit der Führungsschiene 21 im Eingriff. Sie wird durch einen Elektromotor 32 über ein herkömmliches Untersetzungsgetriebe angetrieben, um das Vorschubgerät fortzubewegen. Das Vorschubgerät ist so ausgebildet, daß es eine Anzahl von Heizbrennern mit einstellbaren Vorschubgeschwindigkeiten zu führen "ermag. Das Vorschubgerät kann so aufgebaut sein, daß es das gesamte Rohr ohne Unterbrechung zu umlaufen vermag oder daß es einen bestimmten Teilabschnitt zunächst in einer und dann in der anderen Richtung umstreicht, um somit die Behandlung entweder in einem kontinuierlichen Verfahren oder durch eine Anzahl von Einzelschritten durchzuführen.

Die Heizbrenner 2, 4, 6 und 8 sind jeweils in einem Abstand voneinander an einer Verteilerkammer 33 angeordnet. Die Brennstoff- und Kühlwasserzufuhr erfolgt über flexible Rohrleitungen derart angeordnet, daß sie mehr oder weniger radial auf das Rohr 11 gerichtet und senkrecht zu diesem in ihrem Abstand verstellbar sind. Normalerweise laufen die Heizbrenner in der durch die Verbindungsstelle gebildeten Ebene. Um einen bestimmten Bereich des Rohrendes oder andere Teile unterschiedlich aufzuheizen, kann es jedoch zweckmäßig sein, sie aus der Schweißnahtebene seitlich

herauszuschwenken.

Das Vorschubgerät 25 ist zum Schutz vor Hitze mit einer wassergekühlten Schutzplatte 42 ausgerüstet, die sich in ihrer Form der zylindrischen Oberfläche eines Rohrs des jeweiligen Durchmessers anpaßt. Wenn ein Rohr mit einem anderen Durchmesser der Wärmebehandlung unterworfen werden soll, wird eine andere Schutzplatte, die dem entsprechenden Rohrdurchmesser angepaßt ist, eingesetzt, wobei die entsprechenden öffnungen auf die Stifte 43 aufgestreift werden und die Feder 45 an dem Stab 44 befestigt wird, um die Platte, wie oben beschrieben, an das Rohr anzudrücken.

An dem unteren, hinteren Ende des Vorschubgeräts ist in der Mitte eine Luftdüse 140 in einem leichten Winkel zum Rohr angeordnet, aus welcher ein Luftstrahl über die Rohroberfläche in Richtung auf den Vorderteil des Geräts strömt. Der Luftstrom trifft auf den unteren Teil der Schutzplatte 42 in der Nähe der Rohroberfläche auf und verhindert, daß die Flammen von den Heizbrennern unter der Platte hindurchschlagen, die sonst das Vorschubgerät beschädigen könnten.

Die Heizbrenner 2, 4, 6 und 8 sind an einem Flansch 51 innerhalb der Verteilerkammer 33 befestigt. Die Art und Weise der Befestigung ist für den Heizbrenner 2 dargestellt, wobei die Verteilerkammer 33 in einem aufgeschnittenen Zustand gezeigt ist. Die Heizbrenner sind zweckmäßig so angeordnet, daß der erste sich am nächsten dem Werkstück befindet, während die anderen progressiv weiter zurück angeordnet sind. Dementsprechend besitzt der Brenner 2 einen Abstand d\, der Brenner 4 einen Abstand ώ, der Brenner 6 einen Abstand rf» und der Brenner 8 einen Abstand dt vom Werkstück. Das führt dazu, daß der erste Brenner eine äußerst heiße Flamme auf das Werkstück aufbringt. Wenn der Brenner 8 mit der gleichen Intensität und dem gleichen Abstand wie der Brenner 2 das Werkstück anstrahlen würde, würde dieses schnell eingeschnitten und die Oberfläche beschädigt.

Nimmt man an, daß die Anordnung gemäß F i g. 1 im Gegenuhrzeigersinn das Rohr umläuft, d. h. von rechts nach links, heizt der Brenner 2 die Oberfläche des Rohres intensiv an und bewegt sich jedoch schnell genug, daß kein Einschneiden oder Beschädigen erfolgt. Der zweite Brenner folgt in einem Abstand, der groß genug ist, daß ein Teil der Hitze, der durch den ersten Brenner aufgebracht worden ist, in das Metall abgeleitet worden ist. Dadurch wird eine Oberflächentemperatur erreicht, bei welcher kein Schmelzen des Metalls eintritt, während die Durchdringung des Werkstücks durch die Hitze unterstützt wird. Der zweite Heizbrenner, der etwas weiter vom Werkstück angeordnet ist, besitzt eine etwas weichere oder weniger intensive Flamme.

In ähnlicher Weise sind der dritte und vierte Heizbrenner jeweils weiter vom Werkstück angeordnet und strahlen auch mit einer jeweils geringeren Hitze, wobei sie jedoch zur Wärmezuführung beitragen und somit das Eindringen der Wärme_ unterstützen. Man kann daher eine stärker mit Sauerstoff angereicherte Gasmischung zur Erzeugung einer heißeren Flamme dem vorderen Heizbrenner oder den Heizbrennern, bei welchen das Metall immer noch verhältnismäßig kalt ist und durch die oxydierende Flamme nicht beeinflußt wird, zuführen.

Jeder der Heizbrenner 2,4, 6 und 8 besitzt eine Anzahl von kleinen Gas-Auslaßöffnungen 56, die in F i g. 3 kreisbogenförmig angeordnet dargestellt sind. Es hat sich gezeigt, daß diese Anordnung sehr zufriedenstellend für die Wärmebehandlung von Rohren mit einer mittleren Wandstärke, bestehend aus einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, ist. Diese Heizbrenner sind auch für die Behandlung der äußeren Durchgänge bei schwererem Material eingesetzt worden. F i g. 6 zeigt einen Heizbrenner 130 zur Verwendung bei der Wärmebehandlung während der inneren Durchgänge bei dickwandigen Rohren. Der einzige größere Mittelauslaß 131 erzeugt eine enge Flamme, die erforderlich ist, um tief in eine Nut hineinzureichen, wenn der

ίο Schweißvorgang nur teilweise beendet ist Wegen des sehr starken Hitzeübertragungsverhältnisses wird eine Sauerstoff-Acetylen-Mischung als Brennstoff zur Zeit bevorzugt. Andere Gasmischungen können statt dessen verwendet werden, die jedoch infolge der geringeren Wärmezufuhr zur Erwärmung einer breiten Zone führen, was für eine Schweißnaht nicht erwünscht ist. Dieser Nachteil kann in manchen Fällen dadurch behoben werden, daß man mehr Heizbrenner in einer Reihe hintereinander anordnet.

Die F i g. 7 zeigt eine schematische Darstellung der Vormischkammer im oberen Teil der Verteilerkammer 33, wobei man den Sauerstoff und das Acetylengas gründlich miteinander vermischt, bevor man sie dem Heizbrenner zuführt. In jeder Leitung sind steuerbare Durchlässe vorgesehen, um das rechte Mischungsverhältnis der Gase einstellen zu können. Der Sauerstoff wird über die Leitung 66 zugeführt, durchläuft ein Ventil 68 und tritt nach Durchlaufen der Leitung 91 bei dem Anschluß 74 in die Verteilerkammer 33 ein. Die Kühlluft wird über das Ventil 65 gesteuert.

Die Verteilerkammer 33 ist so ausgelegt, daß die vorderen beiden Heizbrenner von den hinteren Heizbrennern getrennte Mischkammern haben. Dadurch wire der Einsatz einer stärker mit Sauerstoff angereicherter Mischung ermöglicht, der einen energiereicherer Strom den vorderen Heizbrennern zuführt, dort, wc das Metall noch verhältnismäßig kalt ist und durch die oxydierende Flamme nicht beeinflußt wird.

Hierbei ist noch zu erwähnen, daß alle Leitunger zwischen den Steuerventilen und der Heizeinheit au; flexiblen Schleifen bestehen. Diese Ausbildung erleich ten die Einstellung der Heizvorrichtung in bezug au das Vorschubgerät 25.

Bei einer besonderen Anordnung zur Behandlung von Rohrleitungsverbindungen großen Durchmessen wurden die vier Heizbrenner 2, 4, 6 und 8 in einen Abstand von etwa 38 mm auf dem Umfang um dai Rohr herum angebracht. Die Spitzen der Düsen wur den in einem Abstand von der Rohroberfläche von 9,; mm, 11,1 mm, 12,7 mm und 14,3 mm angeordnet. Dies« Anordnung arbeitete sehr zufriedenstellend. Einleuch tenderweise werden diese Abstände verändert entspre chend der Wärmezuführung pro Heizbrenner, der Vor Schubgeschwindigkeit, der Dicke des Werkstücks, de Größe der zu vermindernden Spannung usw. Die Vor Schubgeschwindigkeit liegt zwischen etwa 12,7 cm pn Minute und 76 cm pro Minute in Abhängigkeit von de zu behandelnden Metallstärke, seiner Wärmeleitfähig keit und der Intensität der Flamme wie auch des Ab stands der Heizbrenner voneinander und von den Werkstück.

Bei der Durchführung des Verfahrens wird ein Heiz brenner oder werden eine Anzahl von im Abstand von einander vorgesehenen Brennern entlang der Schweiß verbindung oder, im Fall von Rohrleitungen, um dies herumgeführt. Das Metall, das eine Normalisierun] oder ein Anlassen erfordert, wird in der Weise wärme behandelt, daß man die Vorschubgeschwindigkeit, di

Flamme und die Wärmezufuhr so einstellt, daß der Temperaturbereich bei etwa 820⁰C, in dem der Stahl austenitisch ist, erreicht wird. Die F i g. 5 zeigt in typischer Weise die Tiefe und Weite der Normalisierungszone (oberhalb der Linie 150), wobei die Härte des un- teren Bereichs durch das Hochtemperatur-Anlassen vermindert ist. Dieser Vorgang wird vollzogen, ohne daß die Oberfläche des Werkstücks durch ein lokales Überhitzen beschädigt wird. Bei mehreren Heizbrennern, beispielsweise einer Reihe von vier, wie dargestellt, wird kurz nachdem der letzte Schweißbrenner an einem gegebenen Punkt vorbeigeführt wird, die volle Wärmezufuhr in das Metall eingedrungen sein und die maximale innere Temperatur des Metalls beginnt abzusinken. Die Vorschubgeschwindigkeit sollte gering genug sein, damit der erforderliche Temperaturbereich ohne eine überhohe Wärmezufuhr, die die Oberfläche beschädigen oder durch irgendeinen der Heizbrenner schmelzen würde, erreicht wird. In manchen Fällen kann ein anfängliches Schmelzen der Oberfläche durch ao den letzten Brenner geduldet werden, ohne daß nachteilige Folgen auftreten, und zwar im besonderen dann, wenn die Schweißung eine große Stärke besitzt.

Die Heizbrenner 2,4,6 und 8 sind weit genug voneinander angeordnet und ihr Abstand ist so auf die Vor- »5 Schubgeschwindigkeit abgestimmt, daß eine wesentliche Wärmeableitung oder Wärmeeindringung von jedem Heizbrenner erreicht wird, bevor der nächste Heizbienner die vorherige Heizbrennerstellung erreicht hat.

Der Normalisierungseffekt oder das Anlassen bei hohen Temperaturen sind besonders in der Tiefe erforderlich, wo die stärkste und unerwünschte Härtung eingetreten ist. Das gilt im besonderen für die Behandlung von dickwandigen Rohren, wie beispielsweise Rohrstärken von 16 bis 19 mm bei Verbindungsstellen, die mit hohen Geschwindigkeiten elektrisch geschweißt werden, und zwar mit drei bis fünf verschiedenen Durchgängen innerhalb weniger Minuten.

Bei dünnwandigen Rohren kann eine höhere Vor-Schubgeschwindigkeit (oder eine geringere Wärmezufuhr pro Heizbrenner) erforderlich sein, da die Verbindung die Wärme nicht hinreichend schnell genug aufzunehmen vermag, um eine Oberflächenüberhitzung und somit eine Beschädigung zu vermeiden. Bei manchen Schweißarten, beispielsweise bei Muffelschweißungen, wo die Belastungsfläche in der Nähe der Oberfläche liegt, können weniger Schweißbrenner, die mit der entsprechenden Geschwindigkeit geführt werden, hinreichend sein, um die unerwünschte Härte zu vermindern. Im allgemeinen wird eine Anzahl von mindestens drei Heizbrennern bevorzugt.

Die graphische Darstellung gemäß F i g. 4 zeigt eine typische Zeit-Temperatur-Kurve während des Betriebs, bei welcher die Temperatur in dem austenitischen Bereich in wenigen Sekunden ohne Oberflächenbeschädigung erreicht werden kann. d. h. bei Vorschubgeschwindigkeiten mit vier Heizbrennern von etwa 38 cm oder mehr pro Minute. Es leuchtet ein, daß die Zeit- und Temperaturbeziehung für verschiedene Wandstärken, Wärmezufuhr wie auch für unterschiedliche metallurgische Bedingungen verschieden sein kann.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens soll anschließend kurz erläutert werden. Zwei Rohrabschnitte mit einem Durchmesser von 920 mm und einer Wandstärke von 12,7 mm wurden miteinander verschweißt, wobei das Metall auf der Innenseite der Verbindung so schnell abkühlte, daß sich martensitische Bedingungen und eine Härte von 400 bis 424 Vikkers ergaben. Diese Verbindungsstelle wurde unter Verwendung des Geräts gemäß F i g. 1 und 2 erhitzt, wobei an einem selbsttätigen Vorschubgerät vier Heizbrenner befestigt waren. Der Sauerstoffdruck wurde auf 2,1 atü und der Acetylendruck auf 0,38 atü eingestellt. Die Vorschubgeschwindigkeit des Geräts betrug in diesem Fall etwa 31 cm/min. Der Abstand der Heizbrenner voneinander lag bei 38 mm, wobei der erste Heizbrenner einen radialen Abstand von der Schweißung von 9,5 mm, der zweite von 11,1 mm, der dritte von 12,7 mm und der vierte von 14,6 mm aufwies, wobei die Entfernung von der Düsenspitze bis zur Rohroberfläche gemessen wurde. Die Brenner wurden genau auf die Ebene der Rohrverbindung ausgerichtet. Das Metall wurde bis auf eine Temperatur von etwa 980⁰C auf der äußeren Oberfläche und 650⁰C auf der Innenseite erwärmt. Die Metalloberfläche wurde durch die Behandlung nicht geschädigt, und auch in der Nähe der Schweißnaht trat kein Verbrennen auf. Die Verbindung wurde ziemlich schnell abgekühlt, und zwar auf etwa 538° C innerhalb von 15 Sekunden, nachdem der letzte Schweißbrenner vorbeigeführt war. Die Wärmeauswirkungen, die von außen sichtbar waren, erstreckten sich nicht mehr als 6.4 mm auf jeder Seite der Schweißnaht wie während des Schweißens beobachtet werden konn te und wie durch eine Blaufärbung nach dem Kühler deutlich wurde. Die Härte wurde bis in einen Bereid von 219 bis 243 Vickers in dem vorherigen hohen Här tebereich vermindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Rohrstumpfschweißungen, bei welchem eine in ihrer Intensität regelbare Heizquelle in einem einstellbaren Abstand entlang der Schweißnaht geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Erhitzung und Abkühlung des Nahtmaterials zeitlich steuert, indem man mehrere in bezug auf Intensität und Abstand zum Werkstück individuell einstellbare Heizquellen aufeinanderfolgend über die Schweißnaht führt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem selbsttreibenden Vorschubgerät, das durch eine, das Rohr umfassende Führungsschiene paralbl zur Schweißnaht geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ses Vorschubgerät (25) mehrere, in Vorschubrichtung hintereinander angeordnete, individuell einstellbare Brennerdüsen (2,4,6,8) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Vorschubgerät (25) eine in Richtung auf die Brennerdüsen (2,4,6,8) gerichtete Luftdüse befestigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier Brennerdüsen (2,4, 6,8) an der Laufkatze (25) befestigt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerdüsen (2, 4,6,8) von einem Kühlmantel umgeben sind.