DE3021940C2

DE3021940C2 - Verfahren und Anlage zum Herstellen von Rohren auf Rohrstoßbankanlagen

Info

Publication number: DE3021940C2
Application number: DE3021940A
Authority: DE
Inventors: Paul 6600 Saarbrücken Schmit
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1980-06-09
Filing date: 1980-06-09
Publication date: 1982-05-19
Also published as: KR830005920A; FR2483809A1; GB2077165A; ES8201856A1; JPS574347A; ZA813868B; DE3021940A1; FR2483809B1; KR850001567B1; IT1138349B; IT8121809A0; ES500887A0; MX152303A; GB2077165B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1, bekannt durch die DE-OS 52 255.

Die Produktionsleistung des bekannten Verfahrens hängt, wie bei allen Walzverfahren, von den Taktzeiten der einzelnen Verfahrensschritte ab. Dabei nimmt das Ankümpeln. des vorderen Endes der Rohrluppe erhebliche Zeit in Anspruch. Dieses muß bei dem bekannten Verfahren flaschenhalsartig oder in anderer Form in erheblichem Maß eingezogen werden, damit die erforderliche Stoßkraft in die Rohrluppe übertragen werden kann. Ein erhebliches Einziehen bedeutet aber einen entsprechenden Zeitaufwand und darüber hinaus einen relativ hohen Verlust im vorderen, später nicht mehr brauchbaren Ende.

Aufgabe der Erfindung ist es. das Verfahren derart

ίο weiterzuentwickeln, daß der Ankümpelvorgang zeitlich und das anzukümpelnde Ende seiner Abmessung verkürzt werden können.

Erfindungsgemäß wird daher ein Arbeitsverfahren vorgeschlagen, wie es im Patentanspruch 1 niedergelegt

Auf eine Ausgestahung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird verwiesen.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens geeignete Anlage ist mit ihren Merkmalen in Anspruch 3 niedergelegt, eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung enthält Anspruch 4. Durch die Erfindung wird erreicht, daß eine sehr geringe Ankümpelung vorgesehen werden kann. Es genügt elso bereits eine einmalige, mit einem entsprechenden kartenförmigen, an sich bekannten Werkzeug ausgeführte Stauchverformung. um ein ausreichendes Widerlager für die Stange zu schaffen. Damit verkürzt sich die Taktzeit für das Ankümpeln erheblich. Da außerdem weniger Material für den Anl:ümpe!be-

3u reich gebraucht wird, vermindert sich auch der Verlust durch das Ankümpeln, das Ausbringen wird insgesamt verbessert.

In der Erfindung hat sich die Erkenntnis mauiiesiien. daß beim Stoßbankwalzer: offener, angekürnpeltcr Rohrluppen der Vorgang des Hmtellens einer formschlüssigcn Verbindung zwischen dem vorderen Stangenende und dem Ankümpelbereich noch in den beiden ersten Gerüsten ergänzt werden kann, in den dort durch die Kaliber auch der Ankümpelbereich geringfügig weiter eingezogen wird. Durch die Außendurchmesserreduktion und das Aufwalzen auf die Stange in den ersten beiden Gerüsten wird der angekümpeltc Ringboden stabilisiert und zusätzlich eine kraflschlüssige Verbindung zwischen Stange und Rohrinnenwand hergestellt, so daß ein Durchstoßen der Stange nicht zu befürchten ist.

Das Durchstoßen der Stange stellt bei einer anderen Art von Stoßbänken, nämlich bei Stoßbänken, die mit abgesetzter Stange arbeiten, eine erhebliche Gefahr dar, da zunächst der abgesetzte vorspringende Teil des vorderen Stangenendes den Vorschub der Rohrluppe zu übernehmen hat und man, wie durch die DE-OS 28 12 778 bekannt, deswegen die vorderen Kaliber für eine kleinere Querschniltsabnahme auslegt.

im Patentanspruch 5, auf den hiermit verwiesen wird, ist eine vorteilhafte Auslegung einer erfindungsgemäßen Anlage niedergelegt, die eine axial wirkende Stauchvorrichtung zum Kumpeln der Rohrluppen vorsieht und durch diese Stauchvorrichtung eine

f* konische Außendurchmesserverminderung bewirkt, deren Konuswinkel 220°-28° beträgt. Weiterhin soll die rechtwinklige Stirnfläche der Stange eine abgerundete Kante mit einem Kantenradius von 8—12 mm haben und schließlich die Differenz zwischen dem Rohrluppeninnendurchmesser und dem Siangendurchmesser 4 — 6% des Stangendurchmessers betragen.

Die Erfindung bringt eine erhebliche technische Bereicherung der gattungsgemäßen Rohrherstellung-

verfahren. Durch die Möglichkeit, im Schrägwalzwerk lange, relativ dünnwandige Hohlkörper herzustellen, kann im Bedarfsfall ein Teil der in der Stoßbank üblichen Querschnittsabnahme in das Schrägwalzwerk verlagert werden. Es wird d2rnit möglich, Luppen mit wesentlich größerem Durchmesser bei gleicher Grenzstoßkraft herzustellen. Als Grenzsioßkraft ist die über die Dornstange aufzubringende Kraft anzusehen, die bei gleichzeitiger Verformung des Lochstuckes in mehrerer. Stoßbankkalibern nicht überschritten werden darf. Bei modernen Stoßbankanlagen ist die Grenzstoßkraft unter Berücksichtigung der am Zahnstangenantrieb der Stange auftretenden Kräfte auf ca. 100 t begrenzt.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich die Ein>aizmöglichkeit dickwandiger Luppen in ausreichender Länge, die auch die wirtschaftliche Herstellung der wichtigen, relativ dickwandigen Ölfeldrohrabmessungen einschließt, sowie die bei gleicher Stoßkraft mögliche Vergrößerung Hes maximalen Luppendurchmessers von ca. 170 mm auf ca. 255 mm eröffnen weite Einsatzmöglichkeiten für einen Rohrherstellungsprozeß mit den Verfahrensschritten Lochen im Schrägwalzwerk, anschließendes Kumpeln und abschließendes Auswalzen in einer Rohrstoßbank. Im Bedarfsfall läßt sich allerdings auch noch ein Streckreduzierwalzwerk zur weiteren Verarbeitung der gewalzten Rohre anschließen.

Durch die Erfindung ist die Erkenntnis gewonnen worden, daß die zu übertragende Grenzstoßkraft frühestens dann auftritt, wenn die Luppenspitze das dritte Stoßbankkaliber passiert hat. Demzufolge ist es entgegen der Meinung der Fachwelt nicht erforderlich, das vordere Luppenende in der Kümpeleinrichtung so auszubilden, daß es vom Anfang an die Grenzstoßkraft übertragen kann, sondern erfindungsgemäß nur soweit, daß eine durch die verminderte Querschnittsabnahme und die anfangs geringe Sloßgeschwindigkeit kleingehaltene Stoßkraft des ersten Kalibers übertragen werden kann. Durch die Erfindung wird also gleichsam ein Teil des Kümpelvorgangs in die ersten Gerüste der Stoßbank gelegt, wobei sich in den ersten Gerüsten eine Anlagefläche für die Dornstangenstirnfläche herausbildet, deren Tragfähigkeit von Kaliber zu Kaliber in gleichem Maße wie die Stoßkraft ansteigt. Die Richtigkeit dieser Idee konnte inzwischen durch eingehende Versuche im praktischen Betrieb bestätigt werden.

Die als Kumpeln bezeichnete geringe, vorzugsweise konische Anformung der Rohrluppe erfolgt durch ein einstufiges Axialpressen direkt neben und parallel zur Stoßbank. Die Spann- und Kümpelzeit liegt dabei weit unier der minimalen Taktzeit der Stoßbank. Während der Spannzeit kann die Dornstange in den Hohlblock eingeführt, positioniert und nachfolgend mit diesem ausgehoben und in die Stoßbank übergeben werden. Die Kombination zwischen der geringen Anformung beim Kumpeln und der entsprechenden Kalibrierung in den Stoßbankkalibern 1 bis 3 ist eine wichtige Erkenntnis der Erfindung. So reicht die beschriebene schwache Ankümpelung nicht aus, um die bei herkömmlicher Stoßbankkalibrierung bereits in den ersten Kalibern auftretenden Stoßkräfte zu übertragen. Andererseils ist eine für herkömmliche Kalibrierungen geeignete Ankümpelung nicht in der beschriebenen einfachen Weise und schnell genug herstellbar.

Das erfindungsgemäße schwache Ankümpeln bedeutet außerdem relativ geringe Axialkräfte beim Kumpeln, die in einem Backenfutter ohne weiteres aufgenommen werden können. Geringere Wärmeverloste durch kurze Taktzeiten in der Spannvorrichtung sind die Folge. Weiterhin verringert das weit geöffnete Kümpelende die beim Einstoßen in die Kaliber auftretende Kraftspnze beträchtlich. Hierdurch wird zweifellos die bei allen Stoßbankanlagen kritische Lagerlebensdauer günstig beeinflußt.

Die Abbildungen zeigen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es zeigt

F i g. 1 ein vorderes Luppenenae in den Spannbacken der Kümpelvorrichtung,
F i g. 2 die angekümpehe Rohrluppe,
Fig. 3—Fig. 6 aufeinanderfolgende Verfahrensschritte in der Stoßbank.

Fig.7 einen schematischen Querschnitt durch das erste Reduzierkaliber,

Fig. 8 einen Querschnitt durch das zweite Reduzierkaliber,

F i g. 9 eine Rohrwalzwerksanlage.

Fig. 1 zeigt als Halbschnitt eine Rohrluppe !.allseitig eingespannt in Spannfutter 3, einer Kümpelvorrichtung unmittelbar naci. dem Kumpeln. Das vordere Ende der Rohrluppe 1 ist konisch eingezogen, wobei der Konuswinkel α 22^C bis 28° sein soll. Die Länge des eingezogenen, d. h. im Durchmesser verminderten Endes, ist mit LK bezeichnet, die ursprüngliche Form der Rohrluppe 1 durch eine gestrichelte Linie 21 gezeigi.

Eine weitere gestrichelte Linie 22 soll die in die

Rohrluppe 1 einzuführende Stange 2 der Stoßbank andeuten. Die Rohrluppe I hat einen Innendurchmesser DR. die Stange 2 einen Durchmesser DS. sie ist an ihrer vorderen Kante abgerundet, wobei dei Kantenradius rb bis 12 mm betragen soll. Im übrigen ist die Differenz zwischen dem Innendurchmesser DR und der Rohiluppe 1 und dem Sta'.igendurchmesser DS 4 bis 6% des Stangendurchmessers DS.

Fig. 2 zeigt das angekümpelte vordere Ende einer Rohrluppe 1.

Die Fig. 3 bis F i g. 6 zeigen Umformvorgänge der ersten drei Kaliber 6, 7, 8 der Stoßbank. In F i g. 3 ist die Rohrluppe 1 mittels der Stange 2 in Kontakt mi; dem ersten Kaliber 6 gekommen, in Fig.2 in dieses voll eingelaufen. 3eim Anstoßen an das erste Kaliber 6 schiebt sich die Stange zwei in der Regel noch geringfügig in der Rohrluppe 1 vor. Die Rohrluppe 1 wird durch das erste Kaliber 6 verformt, wodurch sich das angekümpelie Ende 4 unter Verringerung des in Fig. 1 mit DK bezeichneten kleinsten Innendurchmessers der Durchmesserverringerung nach innen bewegt. Dadurch vergrößert sich der tragende Querschnitt zwischen Stange 2 und Rohrluppe I₁ so daß nunmehr eine erhöhte Stoßkraft übertragen werden kann. Im zweiten Gerüst 7 (Fig. 5) verstärkt s'ch der tragende Querschnitt weiter und hat schließlich im dritten Gerüst 8 eine Form erreicht, die die Übertragung der vollen Stoßkraft ermöglicht.

Fig. 7 und Fig. 8 zeigen die Kaliber 6 und 7 im Querschnitt, wobei zu erkennen ist, daß wegen des Einsatzes von drei Walzenkalibern die Verformung auf den Umfang gesehen und ungleichmäßig ist. Das gestrichelt eingezeichnete Polygon 23 ist die Kontur des Innenrandes der Anlagefläche zwischen der Stirnfläche der Stange 2 und dem angekümpelien Ende 4 der Rohrluppe 1. Nach F i g. 7 wird die direkte Anlagefläche von 3 sichelförmigen Abschnitten 24 gebildet, die nach F i g. 8 bereits in eine etwa ringförmige Anlagefläche übergegangen sind.

Die in F i g. 9 dargestellte Rohrwalzwerksanlage

Bewegen des Stangenwagens 17 und neben den Kalibern 6, 7 und 8 weitere Kaliber 9, 10, 11 und 12. Weiterhin isl eine Kümpelvorrichtung 19 vorgesehen, die insgesamt quer verschiebbar ist.

besteht aus einem Schrägwalzwerk 13, einem Schräpwalzwerksauslauf 14. einer Quertransporivorrichtung 15, einer Stoßbank 16 und einem Auslaufrollgang 20. Zur Stoßbank 16 gehört ein Stangenwagen 17 mit der Stange 2, ein drehzahlregclbarer Antrieb 18 zum

Hierzu 5 Blatt Zeichnuncen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Rohren großer Länge auf Rohrstoßbankanlagen, wobei Blöcke in einem Schrägwalzwerk zu offenen Rohrluppen gewalzt werden, diese danach durch Kumpeln an ihrem vorderen Ende mit einer Durchmesserverminderung versehen werden und anschließend mit einer in die Rohrluppe eingeführten Stange durch mehrere hintereinander angeordnete Reduzierkaliber gestoßen und dadurch in aufeinanderfolgenden Verformungssiufen zu Rohren warm ausgewalzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden ersten Verformungsstufen mit einer Querschnittsabnahme gefahren wird, die jeweils 40 bis 60% kleiner ist als die Querschnittsabnahme in der jeweils folgenden Verformunjsstufe und daß die StoÜgeschwindigkeit während des Laufes des vorderen Endes der Rohrluppe von der ersten zur dritten Verformungsstufe durch Beschleunigen der Rohrluppe erhöht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsabnahme in der ersten Verforniungsstufe 2—5%, in der zweiten Verformungsstufe 5—10% beträgt und die Beschleunigungsphase beim Einlauf des vorderen Luppenendes in das dritte Kaliber abgeschlossen ist.

3. Anlage zum Herstellen von Rohren nach Anspruch 1, bestehend aus einem Schrägwalzwerk, einer Kümpelvorrichtung und einer Rohrstoßbank mit nicht abgesetzter Stange, jedoch abgerundeter Kante, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen beiden Kaliber der Rohrstoßbank auf eine Querschnittsübnahme, auf den Luppenquerschnitl bezogen, von insgesamt 6—12% ausgelegt sind und die Stange mit einem Antrieb verse!.;n ist, der eine Erhöhung der Slangenvorschubgeschwindigkeit während des Durchlaufs durch üie beiden vorderen Gerüste gestattet.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsabnahme im ersten Kaliber auf etwa 3%, im zweiten Kaliber auf etwa 8% ausgelegr ist und die Vorschubgeschwindigkeiten der Stange im ersten Kaliber 1—2 m/s. im zweiten Kaliber 2 — 3 m/s und im dritten und den folgenden Kalibern4 —6 m/s beträgt.

5. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine axial wirkende Stauchvorrichtung zum Kumpeln der Rohrluppe vorgesehen und durch diese eine konische Außendurchmesserverminderung bewirkt ist, deren Kunuswinkel 22* bis 28° beträgt, daß die rechtwinklige Stirnfläche der Stange eine abgerundete Kante mit einem Kantenradius von 8—12 mm hat und daß die Differenz zwischen dem Rohrluppeninnendurchmesser und dem Stangendurchmesser 4 — 6% des Stangendurchmessers beträgt.