DE2750096A1

DE2750096A1 - Verfahren zum herstellen spannungsfreier rohre

Info

Publication number: DE2750096A1
Application number: DE19772750096
Authority: DE
Inventors: Pierre Huot; Michel Jacson
Original assignee: Vallourec Usines a Tubes de Lorraine Escaut SA
Current assignee: Vallourec Usines a Tubes de Lorraine Escaut SA
Priority date: 1976-11-12
Filing date: 1977-11-09
Publication date: 1978-05-24
Also published as: GB1588819A; SE7712779L; FR2370793B1; BE860702A; US4156360A; SE439021B; FR2370793A1; JPS5361550A; IT1114667B

Description

Vallourec (Usines a Tubes de Lorraine-Escaut et Vallourec Reunies) 7, Place du Chancelier Adenauer« Γ-75ΟΊβ Paris (Frankreich)

Verfahren zum Herstellen spannungsfreier Rohre_o

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen spannungsfreier Rohre und auf Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.

Spannungsfrei sind Rohre im Sinne der vorliegenden Erfindung, wenn keine oder nur geringe umfängliche Spannungen vorliegen Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Rohre aus Stahl oder aus Legierungen, die ähnliche Eigenschaften wie Stahl haben, kann aber auch auf Rohre übertragen werden, die aus anderen Metallen oder Metalllegierungen bestehen.

Besonders vorteilhaft kann die Erfindung auf sehr lange Rohre mit dünnen Wandungen angewendet werden.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Rohre können für verschiedene Zwecke dienen, wobei es jedoch insbesondere wichtig ist, die Vorteile der Erfindung bei solchen Rohren vorliegen zu haben, bei denen die Rohre einen großen Korrosionswiderstand aufweisen sollen, wie z.B. auf dem Gebiet der Wärmeaustauscher oder bei Rohren, die in der chemischen Industrie oder Erdölindustrie Verwendung finden.

Es ist sehr wohl bekannt, daß ohne Rücksicht auf verfahrenstechnische Gesichtspunkte metallische Rohre und insbesondere Stahlrohre in dem Zustand, in dem sie aus der Fabrikation kommen, eine Form aufweisen, die mehr oder veniger stark von einem geradlinigen Verlauf abweicht.

Da man aus anwendungstechnischen Gründen gerade Rohre haben muß,

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werden daher Metallrohre größtenteils einem Richtvorgang unterzogen, bei dem sie durch die Richtmaschinen geführt werden» von denen mehrere verschiedene Typen existieren. Die am häufigsten benutzten Richtmaschinen weisen Rollen mit hyperbolischem Profil auf„

Dieser Richtvorgang erzeugt in den Rohren ausgehend von der äußeren Oberfläche umfängliche Zugspannungen, deren mittlerer Wert relativ hoch ist, wobei eventuell auch restliche Druckspannungen im Bereich der Innenfläche des Rohres auftreten können.

Unter umfänglichen Spannungen versteht man Spannungen, die in einer transversalen Schnittebene des Rohres längs einer Tangente an den Kreis verlaufen, der durch den jeweilig betrachteten Punkt in der Rohrwand geht.

Die Existenz solcher Spannungen begünstigt das Entstehen der Korrosion, die bei gewissen Verwendungsbedingungen kaum verhindert werden kann. Diese Korrosionsrisiken vermindern den möglichen Anwendungsbereich der Rohre und führen zu erheblichen wirtschaftlichen Nachteilen.

In gewissen Fällen können derartige umfängliche Zugspannungen auch durch andere Behandlungen als durch ein Richten der Rohre erzeugt werden. Die dabei entstehenden Nachteile sind dieselben.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese verschiedenen Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, welches es ermöglicht, die umfänglichen Spannungen zu beseitigen oder wesentlich zu reduzieren und die Korrosionsgefahr herabzusetzen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der besonders wirtschaftlichen und einfachen Art der Durchführung eines solchen Verfahrens.

Die Erfindung löst die vorgenannte Aufgabe dadurch, daß an das spannungsfrei zu machende Rohr eine axiale Zugkraft angelegt wird, die zu einer Längung des Rohres um mindestens 0,2 % führt, und daß

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die Längung über einen Zeitraum aufrechterhalten wird, der ausreichend ist, um die angestrebte Verminderung oder Beseitigung der Spannungen zu erreichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Längung mit einer Zugkraft durchgeführt, bei der die Grenze der elastischen Längsdehnung erreicht oder überschritten wird.

Wan hat auch früher vorgeschlagen, eine axiale Spannung auf Hohre auszuüben Dies geschah jedech mit einer anderen Zielrichtung und unter anderen Bedingungen als dies bei der Erfindung der Fall ist«. So wollte man z_eB_o eine erhebliche und permanente Längung der Rohre oder im Falle von dickwandigen Rohren hierdurch einen Richtvorgang erzielen. Demgegenüber erzielt die Erfindung völlig andere Ergebnisse«,

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform übt man auf das Rohr eine Spannung aus, die zu einer Rohrlängung führt, die bis zu 1 % beträgt, wobei dieser Wert der Längung für den Zeitraum aufrechterhalten wird, in welchem sich das Rohr unter Zugspannung befindete

Wohlverstanden bezieht sich die Erfindung nicht auf ein Verfahren zum Richten oder sonstige Behandlungsverfahren, bei denen eigentlich erst das Auftreten der umfänglichen Spannungen erzeugt wirdο

Insbesondere hat die Erfindung ein Verfahren zum Gegenstand, bei dem man nach einem Richten des Rohres durch eine Richtmaschine mit hyperbolischen Rollen anschließend die vorgenannte axiale Zugspannung an das Rohr anlegt« Die Dauer, während der das Rohr unter dieser Zugspannung verbleibt, hängt von der Natur des Rohres ab.

Gans allgemein kann man sofort eine ausreichende Zugspannung an das Rohr anlegen und dann das Rohr unter dieser Spannung während einer Dauer halten, die einige Minuten, z.Bo 2 bis 3 Minuten, beträgt.

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Nach einer anderen Vefahrensvariante kann man die Zugspannung so an das Rohr anlegen, daß die erfindungsgemäß erforderlichen Größen der Zugspannung erst langsam und progressiv in einigen Minuten erreicht werden, z_oß· innerhalb eines Zeitraumes von etwa 2 bis 4- Minuten·

Die Erfindung ist außerdem gleichermaßen auf geschweißte und nahtlose Rohre anwendbare Im allgemeinen empfiehlt es sich, für durch Kaltwalzen hergestellte Rohre eine geringere Längung durchzuführen als für gezogene Rohre·

Die Erfindung hat auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Organe zum Anlegen einer Zugspannung an die Rohre aufweist, wobei die durch die Längung um rund 0,2 % der Längung erreichte elastische Grenze erreicht bzw. vorzugsweise überschritten wird und bis zu Längungen fortgesetzt werden kann, die 1 % während der genannten Zeitdauer beträgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Vorrichtung aus einer Zugbank, auf der eine erste Muffenklemme vorgesehen ist, die fest auf der Zugbank montiert ist und das eine Ende des Rohres aufnimmt sowie einer zweiten Muffenklemme, die auf einen Schlitten befestigt ist und das andere Ende des Rohres umfaßt , wobei vorzugsweise die erforderliche Zugspannung durch eine langsame Verschiebung des Schlittens während eines Zeitraumes von einigen Minuten oder mehr erreicht wird.

Gegenstand der Erfindung sind auch die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren spannungsfrei gemachten Bohre.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die einige Ausführungsbeispiele erläuterte

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Man stellt nahtlose rostfreie Stahlrohre her, die einen Durchmesser von 22,22 nun, eine Dicke von 1,27 mm und eine Länge bis zu 30 m aufweisen. Diese von der Richtmaschine kommenden Rohre weisen umfängliche Spannungen in der Größenordnung von 20 bis 25 HB auf, die mit einer mit einen längsgeschlitzten Ring arbeitenden Methode festgestellt werden können.

Die beiden Enden des Rohres werden in die Klemmen der Zugbank eingespannt und die Bank dann in Gang gesetzte Die Verstellung der beweglichen Klemme über den ganzen Hubweg findet in 4 Minuten statt und erreicht am Schluß dieses Zeitraumes einen Wert von 240 mm, was etwa 0,8 % der Rohrlänge entspricht und eine Zugspannung von 3f5 t erfordert, die von der Zugbank aufgenommen wird. Nach dem Ausspannen aus der Bank behält das Rohr eine restliche dauernde Längung von 0,65 %«·

Korrosionsversuche mit Magnesiumchlorid sowie die Messungen mit den üchlitzringen zeigen, daß die restlichen umfänglichen Spannungen beseitigt wurden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für Rohre beschrieben worden, die einem Richtvorgang unterzogen wurden. Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen für Rohre, die umfängliche Spannungen aufweisen, die auf andere Ursachen als einem Richtvorgang zurückzuführen sind, vorausgesetzt, daß man sie nicht einem neuen Richtvorgang unterzieht, nachdem man das erfindungsgemäße Verfahren bei ihnen angewendet hat.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

Verfahren zum Herstellen spannungsfreier Rohre, dadurch gekennzeichnet, daß an das spannungsfrei zu machende Rohr eine axiale Zugkraft angelegt wird, die zu einer Längung des Rohres um mindestens 0,2 % führt, und daß die Längung über einen Zeitraum aufrechterhalten wird, der ausreichend ist, um die angestrebte Verminderung oder Beseitigung der Spannungen zu erreichen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längung mit einer Zugkraft durchgeführt wird, bei der die Grenze der elastischen Dehnung erreicht oder überschritten wird«
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man nach einem KichtVorgang die Rohre der axialen Zugspannung unterzieht.
4·. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 — 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr einer Zugspannung unterzogen wird, die eine Längung des Rohres bis zn Λ % bewirkt.
b. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohr mindestens einige Minuten unter einer die Mindestlängung von 0,2 % erreichenden Spannung hält.
6ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß man den erforderlichen Wert der Zugspannung mit der Mindestlängung von 0,2 % durch eine über einen Zeitraum von einigen Minuten langsam ansteigende Spannungszunähme erreicht.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß Organe vorgesehen sind, um an das Rohr eine Spannung anzulegen, bei der wenigstens eine Längung von 0,2 % erreicht wird.

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ORIGINAL INSPECTED

Z 275D096
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannbank mit Muffenklemmen vorgesehen ist, in die die Rohrenden einspannbar sind und die durch eine langsame Relativbewegung die Zugspannung im Rohr erzeugen.

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