DE2704542C3 - Rohrprüfpresse zur hydrostatischen Innendruckprüfung von Großrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrprüfpresse zur hydrostatischen Innendruckprüfung von Großrohren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Der Bedarf an Röhren für die Mässenguiföfderung, z. B. für den öl- oder Erdgastransport, für die Frisch- und Abwasserzuführung od. dgl., ist in den letzten Jahren in starkem Maße gestiegen, wobei die Tendenz eindeutig zu immer größeren Rohrdurchmessern geht. Darüber hinaus wurden auch neue Anwendungsgebiete, insbesondere für Großrohre als tragende Stützelemente für z. B. Bohrinseln oder im Hochbau, erschlossen. Die nicht zu übersehende Größenordnung von bei einem Bruch derartiger Großrohre auftretenden Schäden hat dazu geführt, daß die Qualitätsanforderungen insbesondere hinsichtlich der Druckfestigkeit und der Streckgrenze von Großrohren ständig gestiegen sind. Dies gilt besonders für längs- oder spiralgeschweißte Großrohre, bei denen die Schweißnaht naturgemäß eine besonders bruch-odervißgefährdete Stelle darstellen karm.

Zur Gewährleistung dieser Anforderungen \s% eine Innendruckprüfung vorgeschrieben, bei welcher die einzelnen Rohre bis zu einer zu gewährleistenden Streckgrenze belastet werden. Diese Prüfung erfolgt auf sog. Rohrprüfpressen, in denen die einzelnen Rohre stirnseitig abgedichtet, mil einem flüssigen Prüfmedium gefüllt und durch Aufbauen eines der Materialstreckgrenze entsprechenden Innendruckes belastet und dabei auf Dichtheit und Festigkeit geprüft werden.

Derartige Rohrprüfpressen sind in verschiedenen Ausführungen für Rohre der unterschiedlichsten Nennweite bekannt. Bei einer dieser Ausführungen (US-PS 33 34 515) sind zwei Pressenköpfe auf einem Pressenrahmen bzw. auf dem Fundament abgestützt und miteinander über mehrere hochfeste horizontale Zuganker verbunden. Mindestens einer dieser Pressenköpfe ist entlang der Zuganker verfahrbar und durch Querriegel oder andere Halterungen mit in vorbestimmten Abständen «α den Zugankern vorgesehenen Anschlägen verriegelbar, so daß der gegenseitige Zwischenabstand der Pressenköpfe an unterschiedliche Längen von zu prüfenden Rohren angepaßt werden kann. Konstruktiv sind die Pressenköpfe als biegesteife Querbrücken ausgebildet und stellen GegenJager dar, an denen sich hydraulische oder mechanische Antriebe für Dichtungsplatten abstützen. Diese als Spindeltriebe oder hydraulische Stellzylinder ausgebildeten Antriebe sind mit formsteifen Dichtungsplatten zum Verschließen der freien Rohrenden verbunden und so ausgelegt, daß die Dichtungsplatten an die Stirnenden eines zwischen die Pressenköpfe und die Zuganker eingebrachten Rohres herangefahren und in abdichtende Anlage gebracht werden können. Die Antriebe und die Pressenköpfe bzw. Querbrücken müssen die während des Prüfvorganges wirksamen hohen Druckkräfte aufnehmen und auf die Zuganker übertragen, d. h. sie werden in erheblichem Maße auf Biegung beansprucht, was nur durch einen außerordentlich hohen technischen Aufwand erfolgen kann. Dies gilt in entsprechender Weise für die Verriegelungen der zum Ausgleich unterschiedlicher Rohrlängen längsverfahrbaren Querbrücke, die einerseits beweglich und andererseits so formsteif ausgebildet sein müssen, daß sie die gesamten Gegenhaltekräfte von z. B. mehreren tausend Mb aufnehmen und übertragen können. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Prüfpressen liegt in der Überflur-Anordnung der Zuganker und Querbrücken in einem gewissen Abstand oberhalb des Fundamentes, was die freie Zugängiichkeil des eigentlichen Prüfraumes zum Ein- und Ausbringen der Rohre beschränkt. Die Zuganker müssen aus Speziallegierungen bestehen und insbesondere ihre Ringnuten müssen außerordentlich genau bearbeitet seih, um auch geringste Schräglagen der in diesen Ringnuten festgelegten Gegenhalter zu vermeiden. Dies hat nicht nur eine aufwendige Herstellung der Zugstangen selbst, sondern ebenso eine außerordentlich sorgfältige Montage zur Folge, um Ausrichtungsfehler zu vermeiden. Aufgrund der Überflur-Anordnung des eigentlichen Prüfstandes kann die Wasserzu- und -abführung nur über l.eitungsanschlüssc

erfolgen, was ζ. B, bei Großrohren aufgrund der zu verfüllenden Volumina erhebliche Zeiten beansprucht. Im Falle eines Rohrbruches treten Überschwemmungen des Prüfstandes bis in die weitere Umgebung auf, was zwangsläufig eine erhebliche Beeinträchtigung der *> Arbeitsbedingungen zur Folge hat. Ferner ist auch die Einbringung der Rohre in den Prüfstand sowie die entsprechende Verriegelung der Abdichtungsplatten und der QuerbrüHten bei diesen bekannten Rohrprüfpressen aufwendig und langwierig. n>

Ferner ist eine Prüipresse bekannt (DE-PS 4 94 852), bei der Preßgas als Prüfmedium verwendet wird und bei welcher der zu prüfende Hohlkörper in einer Grube von Wasser umspült wird. Dem Prüfbehälter dieser Presse ist ein zusätzlicher Bereitschaftsbehälter zugeordnet, i-*· der mit der Unterkante des Prüroehälters etwa im gleichen Niveau liegen soll, damit das Wasser aus dem Prüfbehälter durch das Eigengefälle in die jeweiligen Bereitschaftsbehälter fließen kann. Weitergehende Hinweise, insbesondere über die Überflur- oder Λ) UnterP.ur-Anordnung des Prüfbehälters sowie über eine Abstützung der verwendeten Preßzylinder sine¹-, dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Rohrprüfpresse der beanspruchten Art den konstruktiven Aufwand ->"> wesentlich zu senken und gleichzeitig die den Belastungen beim Prüfen unterworfenen Bauteile so auszubilden und anzuordnen, daß die Belastungen als reine Druck- und Zugkräfte aufgenommen werden und daß weder das seitliche Einbringen der Rohre in die «ι Prüfpresse noch das Füllen der Rohre mit dem flüssigen Prüfmedium durch diese Bauteile behindert wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäß als hochfester Stahlbeton-Zugbalken aus- r> gebildete Ringanker ist in Verbindung mit den beiden Abstützungen in seinen bogenförmigen Kopfabschnitten besonders geeignet, um auch höchste Längsbelastungen aufzunehmen. Dieser Ringanker bildet unter der Belastung -J.cs Prüfdruckes ein in sich geschlossenes t» Kraftsystem, wobei die Abstützungen in den kreisbogenförmigen Kopfabschnitten die auf sie wirkenden Zugkräfte über diesen Kreisbogenabschnitt gleichmäßig verteilt in den Stahlbeton-Zugbalken einleiten. Biegebeanspruchungen der Gegenlager, wie sie bei ·>^Γ> bekannten Rchrprüfpressen unvermeidlich sind, treten bei der erfindungsgemäßen Rohrprüfpresse mit Sicherheit nicht auf. Die Anordnung des als Stahlbeton-Zugbalken ausgebildeten Ringankers innerhalb des Pressenfundamentes als seitliche Dsgrenzung einer Prüfgrube "><> hat die angestrebte Wirkung, daß die Rohre völlig unabhängig von ihrem jeweiligen Durchmesser frei und unbehindert seitlich in die Presse eingerollt werden können, ohne daß z. B. Zuganker oder sonstige Bauteile ein derartiges Einbringen behindern würden. Darüber » hinaus ergibt sich noch durch die Anordnung des Stahlbeton-Zugbalkens im Pressenfundament, also das Vorsehen einer Prüfgrube unterflur, ein gegenüber bekannten Prüfpressen wesentlich beschleunigtes Entleeren der gerprüften Rohre, da der untere Teil der μ Prüfgrube selbst als Auffangbecken für das abfließende Prüfwasser dienen kann. Das Entleeren der geprüften Rohre erfolgt lediglich durch Zurückfahren einer der stirnseitigen Druck- und Dichtungsplatten, was nur Bruchteile von Minuten in Anspruch nimmt. Das (Λ Verlegen des eigentlicnen Prüfvorganges in die Grube hat den weiteren Voriei! daß bei unvollständiger Anlage der stirnseitigen Dichtungsplatten oder bei Auftreten von Rissen insbesondere im Bereich der Schweißnaht das ausspritzende Wasser unmittelbar in der Prüfgrube verbleibt. Um diesen Vorteil voll auszunutzen, werden die einzelnen Rohre so in die Prüfpresse eingebracht, daß die besonders anfällige Schweißnaht nach schräg unten gerichtet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Rohrprüfpresse anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. I eine schematische Draufsicht auf eine Rohrprüfpresse;

F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch einen Pressenkopf mit hydraulischen Antrieben für die Dichtungsplatte für eine Rohrprüfpresse;

Fig.3 einen Vertikalschnitt durch den anderen Dichtungskopf für die Rohrprüfpresse;

Fig.4 einen vertikalen Querschnitt der Rohrprüfpresse nach Ψ i g. 1 längs der Schnittlinie !V-IV in Fig. I.

Die dargestellte Rohrprüfpresse ist /ur Innendruckprüfung von Großrohren ausgelegt. Sie besteht aus einem ovalen, in sich geschlossenen Ringanker 1, der aus zwei seitlich neben dem Rohr verlaufenden geraden Abschnitten 3 und 4 und aus je einem halbkreisförmig gebogenen Kopfabschnitt 5 und 6 an jeder Kopfseite der Presse zusammengesetzt ist. Wie aus den F i g. 2 bis 4 ersichtlich, besteht dieser Ringanker aus einem durchgehenden Stahlbetonzugbalken mit einer entsprechenden Anzahl von hochfesten Armierungen 7. Die von den halbkreisförmigen Kopfabschnitten 5 und 6 des Ringankers 1 eingeschlossene Innenräume sind zumindest teilweise mit einer druckfesten Betonfüliung 8 und 9 ausgefüllt, die mit einer Stahlkonstruktion kombiniert werden kann und in der — wie aus Fi g. 2 ersichtlich — Freiräume 10 zur Aufnahme von Hilfsaggregaten vorgesehen sein können.

An jeder Stirnseite der jeweils ein Gegenlager bildenden Betonfüllungen 8 und 9 ist eine Platte 11 bzw. 12 befestigt, die die beim Prüfen auftretenden Druckkräfte in die Betonfüliung einleiten. An der Gegenplatte 11 stützen sich bei der Ausführung nach Fig. 1 zwei hydraulische Gegenhaltezylinder 13,14 ab, deren Kolben 15,16 an einer Druck- und Dichtungsplatte 17 befestigt sind. Diese Druckplatte dichtet ein in die Presse eingebrachtes Rohr 18 während des Füllvorganges und bei der Innendruckprüfung flüssigkeitsdicht ab.

Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführung ist zwischen den — vertikal übereinander angeordneten — Antriebszylindern 13 und 14 ein Rückholzylinder 19 vorgesehen, der sich teilweise in den in der Betonfüliung 8 angeordneten, mit einer Stahlverkleidung 20 versehenen Raum 10 hinein erstreckt. Die Kolben 15 und 16 der Anfahr- urid Gegenhaltezylinder 13 und 14 sind bei der Ausführung nach Fig.2 in einer Zwischenplatte 21 geführt. Ferner weist die Dichtungsplatte 17 an ihrer inneren Stirnseite eine Anlageplatte 22 für die Stirnseite des Rohres 18 auf.

Der in F i g. 1 linke Pressenkopf, der demnach F i g. 3 im wesentlichen entspricht, besitzt eine teilweise bis in den Innenräüm des bogenförmigen Abschnittes 6 des Ringankers hineinreichende StahllrägerkonsiruKtion 25, die sich mit der äußeren Stirnseite an der Platte 12 abstützt und an deren innerer Stirnseite sich eine Druck- und Dichtungsplatte 2*? abstützt. An diese Druck- und Dichtungsplatte schließt nach innen wiederum eine Anlageplatte 27 an, die eine flüssigkeitsdichte Abdichtung des offenen Endes des Rohres 18 gewährleistet

(fig. 3).

Wie aus den F i g. 2 bis 4 ersichtlich, weist der in sich geschlossene ovale Ringanker I einen rechteckigen Querschnitt auf und ist im Pressenfundameni so angeordnet, daß er mit dem Bodenniveau des Fundamentes 29 fluchtet und seine horizontale Mittelebene, in der die Millelachse 48 der /u prüfenden Rohre verläuft, unter dem Niveau des Fiindamentbodens liegt. Dieser Ringanker begrenzt seitlich eine Prüfgrube 30. die gleichzeitig als Auffang- und Sammelbecken für das flüssige Prüfmedium dient und in der eine heb- und senkbare Plattform 11 angeordnet ist. Diese Plattform Jl besieht aus zwei Längsträger!) 32, 33 an den Seiten der Prüfgrube 30. zwischen denen sog. Finlegeprismen 34. 35 niii Rohrauswerfern 37, 38 befestigt sind. Der freie Zwischenraum /wischen den Längsträgern 32 und 33 ist durch Gitterroste 39 abgedeckt. Zur Höhenverstellung der Plattform 31 sind an jeder Kopfseite der fresse Kettenwerke vorgesehen, die Zugkette!) 40. 41 und ortsfeste Führungsschienen 42, 43 aufweisen An diesen Führungsschienen 42 und 43 laufen Stützrollen 44, 45. die in die Träger 32, 33 mn den Ziigkelten 40, 41 verbindenden Haken 46, 47 gelagert sind. Zum Heben und Senken der Plattform 31 und zum Zentrieren der jeweiligen Rohre 18 auf die Prufmiiielachsc 48 dienen auf ledcm Pressenkopf über Flur angeordnete Antriebe 49 und 50. die fur einen Synchronlauf der vier benotigten Kettenwerke und zum einseitigen Hebeln der Plattform ausgelegt sind, um das Fntleeren der geprüften Rohre zu beschleunigen.

Zum Füllen der Rohre 18 sind in seitlichen I undamentkanalen llaupifiilleitungen 51 verlegt, die mit Radialkanalen 52 im Inneren der Druckplatte 17 bzw. 26 verbunden werden können. Aus diesen Radialkanälen 52 gelangt das Pnifmcdium durch einen kurzen Axialkanal 52.) in den Rohrinnenr.uim (I ι g. 4).

Zum Ausgleich von unterschiedlichen Rohrlangen können im linken Teil der Fig. 1 dargestellte Distanzrohre 55 zwischen die Platte 12 und die Traget •konstruktion 25 eingesetzt werden.

Die Innendruckprüfung eines Kohres wird in folgender Weise durchgeführt:

Ein zu prüfendes Rohr wird seitlich in Richtung des in Fig. I eingezeichneten Pfeiles 53 in die Presse bei voll hochgefahrener Plattform 31 eingerollt und zentriert.

in Daraufhin erfolgt das Absenken der Plattform 31. bis die Rohrmittelachse 48 in der Mittelebene des Ringankers I verlauft. Die Druck und Dichlungsplalle 17 bzw. die Anlageplatte 22 (Fig. 2) wird durch Betätigen der Zylinder 13 und 14 in ilüssigkcilsdichie Anlage an die

ι ι Stirnseile 18 des Rohres gebracht, wodurch gleichzeitig eine ebenfalls fliissigkcitsdichle Anlage der anderen Rohrstirnseite 18 an der Druck- und Dichtungsplatte 2h bzw der Anlageplatte 27 erfolgt. Daraufhin wird das Ruhr mit dem flüssigen Prüfmediiim. z. 13. Wasser oder

.·" einer Wasser-Öl-F.mulsion. durch nicht dargestellte Finrichlungen wahlweise von einer oder beiden axial oder radial durch die Druckplatte gefüllt und anschließend durch Hochdruckpumpe^ der Prüfdnick \on ζ H. 200 bis 300 bar im Rohrinnenraum aufgebaut. Nach Ablauf einer vorbestimmten Prüfzeit von beispielsweise 1 > Sekunden wird das Rohr entlastet und das Pnifmedium in die Priifgrube 30 entleert. Durch Anheben der Plattform 31 mittels der Kettenwerke 41 bis 50 gelangt das gepriitte Rohr auf I lurniveau und kann in Richtung

i" des Pfeiles 54 in I ι g I z. 13 über Rollgänge zur anderen Seite hin nach Belangen der Auswerfer 37, 38 abgefordert werden Damit ist der PriiKorgang abgeschlossen und ein weiteres Rohr kann in die Presse seitlich eingerollt oder auch durch Krane \on oben

r> eingesetzt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Rohrprüfpresse zur hydrostatischen Innendruckprüfung von Großrohren, bestehend aus je einer Druck- und Dichtplatte zum druckdichten Abschließen der beiden offenen Rohrenden, aus hydraulischen oder mechanischen Antrieben zum Anfahren mindestens einer der Dichtplatten an ein Rohrende und zum Gegenhalten während der Druckprüfung, die sich an formsteifen Gegenlagern m abstützen, aus die beiden Gegenlager miteinander verbindenden horizontalen Zugelementen zu beiden Seiten des zu prüfenden Rohres und aus einer Einrichtung zum Füllen des abgedichteten Rohres mit dem flüssigen Prüfmedium und zum Aufbauen, ü Anzeigen und Überwachen des Prüfdruckes im Rohrinneren, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente einen in sich geschlossenen ovalen Ringanker (1) aus einem hochfesten Stahlbeton-Zugbalkfiü bilden, der im Fundament (29) der Presse als Begrenzung einer Prüfgrube (30) angeordnet ist, und daß in den Innenräumen der beiden bogenförmigen Kopfabschnitte (5,6) des Ringankers (1) je eine allein auf Druck beanspruchte Abstützung (8, 9) vorgesehen ist, die die Gegenlager für die Anfahr- und Gegenhalteantriebe (13,14) und für die Dichtplatten (26) bilden.

2. Rohrprüfpresse nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gegenlager bildenden Abstützungen (8, 9) in den halbkreisförmigen J" Kopfabschnitten (5, 6) des Ringankers aus einer druckfesten Betonfüllung bestehen.

3. Rohrprüfpresse njch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gegenlager (8, 9) bildenden Abstützungen in den :,albkreisförmigen »^r> Kopfabschnitten (5, 6) des Ringankers (1) aus einer Stahlträgerkonstruktion (25) bestehen.

4. Rohrprüfpresse nach. Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Prüfgrube (30) an stirnseitigen Vertikalschienen (42, 43) geführte Hebeplattform (31) zwei seitliche Längsträger (32, 33) aufweist, die stirnseitig an synchron laufenden Keltenwerken (40—50) aufgehängt sind und mit Auswerfern (37) kombinierte Rohreinlegeprismen (35, 36) sowie sich über die gesamte Grube ⁴^ erstreckende Gitterroste (39) tragen.

5. Rohrprüfpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum schnellen Entleeren der Rohre (18) die Plattform (31) einseitig anhebbar ist.

6. Rohrprüfpresse nach einem der vorhergehen- ^n den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Druckplatte radial verlaufende Füllkanäle(52) angeordnet sind.