DE2939156C2

DE2939156C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Anlegen einer Stahlblech-Manschette an ein Stahlrohr

Info

Publication number: DE2939156C2
Application number: DE19792939156
Authority: DE
Inventors: Hubertus Dipl.-Ing. 4800 Bielefeld Benteler; Reiner Ing.(grad.) 4790 Paderborn Hansen; Egon Ing.(Grad.) Olszewski
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1979-09-27
Filing date: 1979-09-27
Publication date: 1984-01-12
Also published as: DE2939156A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs t und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberoegriff des Anspruchs 2.

Es ist üblich, bestimmte Längenabschnitte von Stahlrohren aus unterschiedlichen Gründen mit Manschetten zu versehen. Insbesondere werden jedoch im Bereich der Erdaustritte von frei stehenden Stahlmasten Manschetten angeordnet, weil gerade diese Bereiche stark korrosionsgefährdet sind und es zur Verlängerung der Lebensdauer daher zweckmäßig isl, sie hier zu verstärken.

Bei einem bekannten Verfahren der Gattung (US-PS 23 73 163) wird die die Manschette bildende Platine mit ihrer Quermittelachse tangential von unten an den Außenumfang des horizontal abgestützten Stahlrohres angesetzt, wobei die Platine mittels entsprechend geführter, doppelseitig wirkender, mit Rollen versehener Greif- und Andrückvorrichtungen symmetrisch um das Stahlrohr herum gebogen und dabei formschlüssig an dessen Oberfläche angepreßt wird. In dieser Lage, in der das Stahlrohr zusammen mit der angepreßten Manschette in der Vorrichtung fest eingespannt ist soll anschließend die Längsnaht zwischen den sich gegenüberliegenden Querkanten der Platine verschweißt werden und gegebenenfalls zusätzlich die Verschweißung der Stirnenden der Manschette mit dem Stahlrohr erfolgen.

Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist nicht nur der relativ hohe Aufwand für die Lagerung und Fühnjng der mit den Rollen versehenen Greif- und Andrückvorrichtung, sondern vor allem der Umstand, daß das Stahlrohr mitsamt der an dessen Oberfläche formschlüssig angepreßten Manschette so lange fest und insbesondere verdrehungssicher eingespannt bleiben muß. bis die Echweißoperationen ebenfalls beendet sind, da anderenfalls nicht gewährleistet werden könnte, daß die Manschette auf dem Stahlrohr unverrückbar festgelegt bleibt.

bolien die Stahlrohre zwecks Erhöhung ihrer Korrosionsbeständigkeit mit einer Manschette versehen werden, die auch im Be^reich ihrer Stirnenden dichtend mit dem Stahlrohr verschweißt werden muß. so wäre es wegen der drehfesten Einspannung des Stahlrohrs erforderlich, die umlaufenden Schweißnähte entweder von Hand zu ziehen oder sich einer allerdings relativ komplizierten Schweißvorrichtung zu bedienen, die während des Schweißvorgangs um den Außenumfang des Stahlrohrs herumgeführt werden müßte.

Eine feststehende Schweißvorrichtung kann dagegen nicht eingesetzt werden, weil ein Drehen des Stahlrohrs

so lange nicht möglich ist wie die Manschette auf der Oberfläche des Stahlrohrs ständig angedrückt bleiben muß.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung so auszugestalten, daß die Manschetten mit geringerem Arbeits- und Zeitaufwand sicher zur festen Anlage an den Rohrmast gebracht werden können und dies zugleich in Verbindung mit einer baulich weniger komplizierten und daher leichter zu handhabenden Vorrichtung.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß das vorgeschlagen, was in den Kennzeichen der Ansprüche 1 nnd 2 erfaßt ist

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfinr¹ mgsgc ^äßen '⁵ Vorrichtung sind in den Ansprüchen 3 bi^c 9 e^faß»

Das Wesentliche an dem erfindungsgemäßen '^erfahren besteht darin, daß das Anbringen u:.d Befestigen der Manschette auf dem Stahlrohr in - ^:-"en einzigen Arbeitsgang migriert sind. Hierdurch «ι vs insbesondere bei einem längsgeschweißten, .tonischen Stahlmast möglich, das Anlegen und VerschweitSen der Manschette mit dem Außenumfang des Siahlmastes in demselben Arbeitsvorgang gleichzeitig vorzunehmen, so daß es lediglich noch erforderlich ist anschließend die in Längsrichtung des Stahlmastes verlaufenden Querkanten der an ihren Längskanten bereits mit dem Stahlmast verschweißten Manschette gesondert zu verschweißen.

Zunächst wird die ebene Ausgangsplatine in etwa horizontaler Ebene mit einer ihrer Querkanten an dem Außenumfang des um seine Längsachse drehbar gelagerten, bei diesem Vorgang jedoch noch drehfest eingespannten Stahlrohrstangential angesetzt Die Querkante der Platine verläuft dabei in Längsrichtung des Stahlrohrs, im Berührungsbereich von Platine und Stahlrohr wird dann die Platine punktuell an das Stahlrohr angeheftet und nach dem Verfestigen der Schweißung das Stahlrohr um seine Längsachse gedreht, wobei die Platine am Außenumfang des Stahlrohrs zugleich fortlaufend derart formschlüssig an den Außenumfarg des Stahlrohrs angedrückt wird, daß sich diese der Oberflächenkrümmung des Stahlrohrs anpaßt. Parallel zu diesem Andrücken erfolgt das Verschweißen der Längskanten der Platine mit dem Stahlrohr während dessen Umdrehung.

Auf diese Weise ist die Platine nach einer Umdrehung des Stahlrohrs um seinr Längsachse vollständig an das Stahlrohr angefo^rmt und mit ihm zuglrch an den Längskanten fest verschweißt. Das mit der Manschette versehene Stahlrohr braucht danach lediglich seitlich in eine Längsschweißstaticn verlagert zu werden, in der die bereits anliegenden Querkznten der Manschette in Längsrichtung mit dem Stahlrohr verschweißt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Einspann- und Verdreheinrichtung einerseits und die Umform- und Schweißstation andererseits in Längsrichtune des auf einem RoMsans drehbar abgestiit7tpn Stahlrohrs vorzugsweise unmittelbar hintereinander angeordnet. Auf diese Weise kann cm mit der Manschette zu versehenes Stahlrohr auf den, Rollgang liegend durch die Umform- und Schweißstation hindurch bis zur Einspann- und Verdreheinrichtung bewegt und dort mit dem Stirnende verspannt werden. Die in Längsrichtung des Stahlrohrs vorgesehene Verlagerbarkeit der Einspann- und Verdreheinrichtung erlaubt es dabei ohne zusätzlichen Aufwand, stets den Bereich des Stahlrohrs in der Umform- und Schweißstation zu positionieren, in dem die Manschette angebracht

25

io

}5

40

bO werden soIL Auf diese Weise kann insbesondere den je nach Masttyp unterschiedlichen Abständen der Mastenden zu den Manschettenenden stufenlos und mithin sehr feinfühlig Rechnung getragen werden.

Die Umform- und Schweißstation ist mit geeigneten Mitteln zum Abstützen des Stahlrohrs, zum Heranführen der Platine an das Stahlrohr, zum formschlüssigen Anpressen der Platine an das Stahlrohr sowie zum Verschweißen der Platine mit dem Stahlrohr versehen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Einspann- und Verdreheinrichtung ein verstellbares Spannfutter mit sternförmig angeordneten Spannzylindern. Das mit einer Manschette zu versehene Stahlrohr braucht folglich auf dem Rollgang liegend lediglich durch die Umform· und Schweißstation hindurch in die Einspann- und Verdreheinrichtung bzw. dessen Spannfutter eingeschoben zu werden. Das Spannfutter ist zu diesem Zeitpunkt bereits auf die Abmaße des Mastendes eingestellt Durch anschließendes Beaufschlagen der Spannzyiinder kann die Wandung des Mastendcb einwandfrei ergriffen werden, ohne daß dort eine Verformung stattfindet

Innerhalb der Umform- und Schweißst„ion ist das Stahlrohr auf zwei Tragrollen abgestützt so daß die Platine durch die oberseitig des Stahlrohrs gelagete Druckrolle an das Stahlrohr angepreßt werden kann. Mit Hilfe der Druckrolle wird die zunächst nur mit ihrer Querkante am Stahlrohr befestigte Platine beim Drehen des Stahlrohrs um seine Längsachse an den Außenumfang formschlüssig angepreßt und dabei gleichzeitig mittels der beiden seitlichen Schweißköpfe im Bereich ihrer Längskanten mit der Oberfläche des Stahlrohrs verschweißt

Zu diesem Zweck ist die Druckrolle bevorzugt vertikal geführt und mitteis eines Schubkoibenaggregats an die Platine anpreßbar. Die Beaufschlagung des Schubkolbenaggregats erfolgt zweckmäßig durch ein hydraulisches Fluid; es ist jedoch möglich, die Druckrolle statt dessen auch durch andere Mittel vertikal zu verlagern und an die Platine bzw. das Stahlrohr anzupressen.

Damit die Platine einwandfrei in die Roll- und Schweidlage eingeführt und in dieser Position gehalten wird, ist es gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, einlaufseitig der Dnr krolle eine Stützrolle vorzusehen und der Urrform- und Schweißstation im Einlaufbereich vor der Druckrolle zugleich Mittel für die einwandfreie seitliche Führung der Platine zuzuordnen. Während die oberhalb der Platine angeordnete Stützrolle als Gegenlager dient und die Platine während des Umrollvorgangs in der horizontalen Einlauflage hält, gewährleisten die beiden seitlichen Führungen in Einlaufbereich vor der Druckrolle das einwandfreie Einführen der Platine.

Die Festlegung der Platine ai.i Stahlrohr währenddes Rolivorgangs l> ann mit Hilfe verschiedener Schweißverfahren durcheefühn werden. Welches .Schweißverfahren Anwendung findet ist u.a. von der Aufgabe der jeweiligen Manschette, dem Einsatzort des Stahlrohrs und den Materialien von Stahlrohr und Manschette abhängig. Wesentlich für die Erfindung ist dagegen, daß die Schweißkopfe zum Anheften bzw. Verschweißen der Platine mit dem Stahlrohr an den beiden Stirnseiten der Druckrolle vorgesehen sind.

Schließlich besteht eine zweckmäßige Weiterbildung noch darin, daß parallel '.um Rollgang eine Rollenbahn mit integrierter Längsschweißstaiion vorgesehen ist wobei zwischen den Rollgang und die Rollenbahn eine

Rohrübergabeeinrichtung eingegliedert ist. Auf diese Weise sind die Vorrichtungen zum Einspannen und Verdrehen des Stahlrohrs sowie zum Rollen und Verschweißen der Manschette einerseits und zum Längsnahtschweißen der Manschette andererseits auf engstem Betriebsraum zusammengefaßt, so daß Betriebsraum eingespart wird und unnötige Transportwege, verbunden mit Zeitverlust und zusätzlichem Personal, vermieden werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es «igt

Fig I im Schema eine Anlage zum Anlegen von Manschetten an Stahlrohre sowie /um Anschweißen von Manschettenkanten in Längsrichtung an Stahlrohre in Draufsicht.

F ι g. 2 einen vertikalen Querschnitt durrh die Anlage der F ι g I gemäß der Linie H-II.

F ig. 3 in vergrößerter Darstellung einen vertikalen Querschnitt durch eine Bestandteil der Anlage bildende Umform- und Schweißstatton gemäß der Linie HI-IlI der F1 g. I und

F1 g. 4 einen vertikalen Längsschnitt durch die Umform- und Schweißstation gemäß der Linie IV-IV der F i g. 3.

In der F i g. 1 ist mit 1 ein längsgeschweißter, konischer Stahlmast bezeichnet, der — was seine spätere Aufstellposition anlangt — im Bereich des Erdaustritts aufgrund der dortigen starken Korrosionsanfäiligkeit mit einer umfangsseitigen Manschette 2 aus Stahlblech versehen werden soll.

Zu diesem Zweck wird der Stahlmast 1 auf einen Rollgang 3 gelegt und mit Hilfe dieses Rollgangs 3 durch eine Umform- und Schweißstation 4 hindurch in das Spannfutter 5 einer Einspann- und Verdreheinrichtung 6 geschoben. Das Spannfutter 5 ist vorab auf die Abmaße des Mastendes 7 eingestellt worden. Mit Hilfe von sternförmig angeordneten Spannzylindern 8 wird dann das Mastende 7 drehfest verspannt, ohne jedoch die Wandungen des Stahlmastes 1 zu verformen.

Das Spannfutter 5 ist ausgangsseitig eines Getriebes 9 angeordnet, welches eingangsseitig durch einen Elektromotor 10 beaufschlagt wird.

Die das Spannfutter 5, das Getriebe 9 und den Elektromotor 10 umfassende Einspann- und Verdreheinrichtung 6 ist mittels Laufräder 11 auf Schienen 12 zwangsgeführt, so daß der Bereich des Stahlmastes 1, der mit einer Manschette 2 versehen wenden soll, einwandfrei in der Umform- und Schweißstation 4 positioniert werden kann.

Die aus den F i g. 3 und 4 näher erkennbare Urnform- und Schweißstation I weist zwei im Maschinengestell 13 drehfähig gelagerte TragrolJen 14 für den StahJmasl 1 auf. Die in horizontaler Ebene seitlich der vertikalen Längsmktelebene des Stahlmastes 1 angeordnetes Tragroiien 14 sind in Abhängigkeit von der Konizität des jeweils zu bearbeitenden Stahlmastes 1 im Maschinengestell 13 einstellbar gelagert. Oberhalb des Stahimastes 1 ist eine Druckrolle 15 vorgesehen, die zum Andrücken einer rechteckigen ebenen, die spätere

Manschette 2 bildenden Platine 16 an die Oberfläche 17 des Stahlmastes 1 dient (siehe auch Fig. I). Die Druckrolle 15 ist in einer vom Maschinengestell 13 frei vortragenden Konsole 18 gelagert, die an einer VerlikalfQhrung 19 des Maschinengestells 13 zwangsgeführt ist. Die Vertikalverlagerung wird durch ein hydraulisch beaufschlagbares Schubkolbenaggregat 20 bewirkt, welches oberhalb der Konsole 18 zwischen dieser und einer Kopfplatte 21 des Maschinengestell 13 vorgesehen ist,

Einlaufscitig der Druckrolle 15 ist eins im Durchmesser kleinere Stützrolle 22 parallel zur Druckrolle 15 an der Konsole 18 gelagert. Die Stützrolle 22 dient als Gegenhalterung beim Andrücken der Druckrolle 15 an die Platine 16. Einlautseitig der Stutzrolle 22 besitzt die Konsole 18 seitliche Führungen 23 /um geradlinigen Einschub der Platine 16 in die Umform- und Schweißstation 4.

Wie insbesondere aus F 1 g. 4 erkennbar wird, ist die Konsole 18 mit seitlichen Halterungen 24 versehen, in die schräg angeordnete Schweißköpfe 25 eingespannt sind.

Zurr ν .gen einer Manschette 2 an einen Stahlmast 1 wird zunächst eine Platine 16 in die Umform- und Schweißstation 4 soweit eingeführt, daß sie mit ihrer vorderen Querkante 26 etwa in der durch die Längsachse des Stahlmastes 1 verlaufenden vertikalen Mittellängsebene liegt (Fig. ! und 3). Anschließend werden : M Hilfe des Schubkolbenaggregats 20 die Druckrolle 15 an die "'-;:"» 16 herangefahren und damit die Platine 16 an die Oberfläche 17 des Stahlmastes 1 angedrückt. Nunmshr wird über die Schweißköpfe 25 die Platine IS zunächst an die Oberfläche 17 angeheftet. Ist die Heilung 27 (Fig. 1) fest genug, wird der Stahlmast I in Rotation versetzt, wobei mittels der Druckrolle 15 die Platine 16 fortlaufend an die Oberfläche 17 des Stahlmastes 1 formschlüssig angepreßt und gleichzeitig die Längskanten 28 der Platine 16 mit der Oberfläche 17 des Stahlmastes 1 verschweißt werden (siehe auch Fig.4).

Ist das Anlegen der Manschette 2 beendet, wird die Druckrolle 15 mittels des Schubkolbenaggregats 20 hochgefahren und der Stahlmast 1 aus der Einspann- und Verdreheinrichtung 6 gelöst. Der Stahlmast 1 wird auf dem Rollgang 3 zurückbewegt und danach auf eine Rollenbahn 29 mit integrierter Längsschweißstation 30 überführt Zu diesem Zweck (siehe auch F i g. I und 2) sind an der Rollenbahn 29 durch hydraulisch beaufschlagbare Schubkolbenaggregate 31 bewegbare Obergabearme 32 vorgesehen, die den auf dem Rollgang 3 liegenden Stahlmast 1 anheben und ihn ar' die Rollenbahn 29 überführen. Liegt der Stahlmast 1 auf der Rollenbahn 29, wird er durch einen Bestandteil der Längsschweißstation 30 bildenden Andrückarm 33 mit Hilfe eines hydraulisch beaufsehlagbaren Schubkolbenaggregats 34 eingespannt, um eventuelle Unregelmäßigkeiten auszugleichen. Anschließend werden die Querkanten 26 und 26' der Platine 16 in Längsrichtung mit dem Stahlmast ί verschweißt, wozu im Andrückarm 33 eine öffnung 35 vorgesehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anlegen einer kreisringformigen Stahlblech-Manschette an den Außenumfang eines Stahlrohrs, insbesondere eines Iängsgeschweißten, konischen StahJmastes, bei dem eine die Endmaße der Manschette aufweisende Platine an den Außenumfang des Stahlrohrs angesetzt und an die Oberfläche des Stahlrohrs formschlüssig angepreßt wird und bei dem schließlich sowohl die quer ίο zur Längsrichtung des Stahlrohrs verlaufenden Längskanten der Platine mit dem Stahlrohr als auch deren sich einander gegenüberliegenden Querkanten miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (16) mit einer sich in Längsrichtung des Stahlrohrs (1) erstreckenden Querkante (26) tangential an den Außenumfang des Stahlrohrs (1) angesetzt und zunächst nur punktuell an die Oberfläche (17) des Stahlrohrs (1) angeschweißt wird, und daß daran anschließend das Stahlrohr (1) um seine Längsachse gedreht wird, wobei während dessen Umdrehung das formschlüssige Anpressen der Platine (16) an die Oberfläche (17) des Stahlrohrs (1) erfolgu und zugleich die Längskanten (28) der Platine (16) mit dem Stahlrohr (1) verschweißt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Anlegen und Anschweißer· einer Stahlblech-Manschette an dem Außenumfang eines Stahlrohrs nach Anspruch 1, welche Mittel für die horizontale Lagerung und Einspannung des Stahlrohrs sowie einstellbare Druckrollen für das formschlüssige Anpressen der Platine an die Oberfläche des Stahlrohrs aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie am Ende eines Rollgangs (3) ^für die längsbewegliehe und zugleich verdrehbare Lagerung des Stahlrohrs (1) eine in dessen Längsrichtung verlagerbare Einspann- und Verdreheinrichtung (6) für das Stahlrohr aufweist sowie ferner eine im Abstand zu der Einspann- und Verdreheinrichtung (6) angeord- <*o nete Uniform und Schweißstation (4), in welcher das stirnseitig eingespannte Stahlrohr (1) auf Tragrollen (14) abgestützt ist und die im Bereich oberseitig des Stahlrohrs (1) eine die Platine (16) an das Stahlrohr anpressende Druckrolle (15) sowie ferner Schweißköpfe (25) fur das Anheften der Querkante (26) der Platine (16) am Außenumfang des Stahlrohrs sowie für die fortlaufende Verschweißung deren Längskanten (28) mit dem Stahlrohr während dessen Umdrehung aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspann- und Verdreheinrichtung (6) ein verstellbare? Spannfutter (5) mit sternförmig angeordneten Spannzylindern (8) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrolle (15) vertikal gefuhrt und mitteis eines Schubkoibenaggregats (£0) an die Platine (16) anpreßbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schubkolbenaggregat (20) hydrau- to Jjsch beaufschJagbar ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß einlaufseitig der Druckrolle (15) eine Stützrolle (22) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Umform- und Schweißstation (4) im Einlaufbereich vor der Druckrolle (15) Mittel für die seitliche Führung der Platine (16) zugeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißköpfe (25) zum Verschweißen der Längskanten (28) der Platine (16) mit dem Stahlrohr (1) beiderseits stirnseitig der Druckrolle (15) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Rollgang (3) eine Rollenbahn (29) mit integrierter Längsschweißstation (30) vorgesehen ist