DE3037559C2 - Verfahren zum Wärmen eines metallischen Rohres - Google Patents

Verfahren zum Wärmen eines metallischen Rohres

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DE3037559C2
DE3037559C2 DE19803037559 DE3037559A DE3037559C2 DE 3037559 C2 DE3037559 C2 DE 3037559C2 DE 19803037559 DE19803037559 DE 19803037559 DE 3037559 A DE3037559 A DE 3037559A DE 3037559 C2 DE3037559 C2 DE 3037559C2
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Germany
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heating
temperature
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pipe
gases
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DE19803037559
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Helmut Dipl.-Phys. 4100 Duisburg Landgraf
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2251/00—Treating composite or clad material
    • C21D2251/02—Clad material

Description

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Die Verwendung von Heizgasumwälzöfen zur Erwärmung von Rohren ist bekannter Stand der Technik. Der Einsatz bei Rohren, die mehrlagig aufgebaut, z. B. gewickelt sind oder die mindestens derartige Abschnitte enthalten, ist naheliegend.
Es läßt Mch zeigen, daß bei hoher Aufheizgeschwindigkeit eines derartigen Rohres die Gefahr besteht, daß ζ. B. bei Erwärmung von außen die äußere Lage wegen so ihrer höheren Temperatur (bezogen auf die inneren Lagen) einem axialen Druck ausgesetzt wird, der um Überschreiten der Kriieksieifigkeit und damit zum ringförmigen Ausknlckender Außenlage führen kann. Dies gilt entsprechend für eine Erwärmung; von innen, außen oder von beiden Oberflächen her gleichzeitig.
Diese Gefahr ist besonders dann gegeben, wenn zwischen den Lagen Luftspalte merklicher Dicke angeordnet sind oder vorhanden sein können. Besorjij ders unübersichtlich und kritisch sind die Verhältnisse dann, wenn die Dicken derartiger Isolierschichten! fertigungsbedingt schwankend sind. ||
Eine gefahrlose Erwärmung kann unter dieseiij Umständen nur bei extrem langsamer Aufheizgeschwintf digkeit erfolgen. |
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe! gemacht, die maximal mögliche Erwärmungsleistung zul realisieren, wobei insbesondere der Fall zu berücksichtig gen ist, daß nur vereinzelt Rohre mit außergewöhnlich großem Luftspalt zu erwärmen sind, die die extrenf» niedrige Aufheizgeschwindigkeit erforderlich macheng' wohingegen die Mehrzahl gefahrlos wesentlich schnelg ler erwärmt werden könnte. 1
Erindungsgemäß erfolgt dies dadurch, daß die RohreJ durch Heizgase erwärmt werden, deren Temperatur sqf ansteigt, daß eine vorgegebene, nach den Regeln der? Festigkeitslehre zu errechnende Temperaturdifferenz! zwischen der inneren und der äußeren Rohroberfläche§ (bzw. der Temperatur der äußeren und dem Mittelwert? der Temperatur der übrigen Lagen), die zu einer axialen' Beanspruchung führt die von der Knickiast eineaj ausreichenden Sicherheitsabstand besitzt, nicht über! schritten wird. Dabei ist vorgesehen, aus konstruktiven' Gründen vorzugsweise mit konstanter Strömungsge| schwindigkeit des Heizgases zu arbeiten. Dies ist jedoch? keine Voraussetzung. |
Um einen möglichst gleichmäßigen Produktionsfluß^ zu erlauben, kann die erfindungsgemäße Einrichtungj dazu benutzt werden, ein Aufheizprogramm ζιί ermitteln, das für die überwiegende Zahl der RohreJ geeignet ist. Dieses Programm wird als normale' Steuerung der Heizgastemperatur vorgegeben. Die* erfindungsgemäße Einrichtung wird dann dazu benutzt! um für diejenigen Rohre, bei denen das vorgegebene; Aufheizprogramm zu unzulässigen Verhältnissen führea* würde, die Aufheizgeschwindigkeit wie beschrieben!! abzusenken. f
Die Erfindung kann sinngemäß auch auf variablen! Wärmeübergang, d. h. wechselnde Strömungsverhält-i nisse des Heizgases im Rahmen des fachmännischeal Wissens übertragen werden. |
In einer bevorzugten Ausführungsform wird nur ia» der anfänglichen Erwärmungsphase von einer Seite;! gewärmt. Diese Phase dient zur Bestimmung der untertj den vorliegenden Umständen zulässigen Anstiegge-ί schwindigkeit der Heizgastemperatur. Danach erfolgt: die Umschaltung auf beidseitige Erwärmung, wobei die Anstiegsgeschwindigkei der Heizgase erhöht wird. Die Erhöhung beträgt eiwa das zwei- bis vierfache der be| einseitiger Erwärmung festgestellten Werte. I
Die Messung der Oberflächentemperaturen solltejjj insbesondere bei ungleichmäßiger Dicke der Luftschicht! an mehreren Stellen erfolgen, z. B. durch das Rohr! kontaktierende Thermoelemente oder Halbleiterele-f mente.
Auch kann die maximale Temperaturdifferenz zweier zugeordneter (einander gegenüberliegender) Meßglieder an kritischen Stellen des Rohres zur Steuerung der Heizgastemppratur herangezogen werden. Im allgemeinen genügt jedoch der Mittelwert dieser Messungen.
Die Ergebnisse der Temperaturmessungen werden ing an sich bekannter Weise über Mikrokomputer oder Rechner Verarbeitet UtId zur beschriebenen Steuerung herangezogen. Empfehlenswert ist ein Kreislauf der * Heizgase, wobei die zugeführte Wärmemenge den an das wärmende Objekt abgegebenen Anteil, die ge^
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wünschte Erhöhung der Hejzgastemperatux und die Nach Erreichen dieses Wertes wird die Heizgastem-
Wärmeverluste deckt, peratur programmgesteuert auf die Rohrsolltemperatur
Zur Einpendelung auf die geforderte Rohrtemperatur zurückgenommen. Die Verweilzeit des Objektes in
wird die Heizgastemperatur auf einen Wert begrenzt, dieser Ausgleichsphase hängt von den Anforderungen
der den erstgenannten Wert um nicht mehr als die > an die Gleichmäßigkeit der Rohroberflächentemperatur
bereits genannte zulässige Temperaturdifferenz zwi- ab, wobei die eingebauten Meßfühler mitbenutzt
sehen den Lagen überschreitet werden können.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Wärmen eines metallischen Rohres, das zumindest teilweise aus mehreren Lagen zusammengesetzt, z. B. gewickelt ist, und bei dem zwischen den metallischen Lagen vorzugsweise ungleichmäßig dicke Zwischenschichten mit geringerer Wärmeleitfähigkeit angeordnet sind mit warmen Gasen geeigneter Strömungsanordnung und -geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung mindestens zeitweilig nur einseitig erfolgt und die Temperatur der Heizgase so durch die Temperaturdifferenz der inneren und äußeren Rohroberfläche gesteuert wird, daß diese Differenz einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung alternierend von der Rohrinnen- bzw. Außenoberfläche her erfolgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,20 dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung erfolgt, sobald die zugelassene Temperaturdifferenz zwischen der inneren und äußeren Rohroberfläche erreicht ist
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß zunächst einseitig gewärmt die sich dabei aufgrund der vorgegebenen Temperaturdifferenz einstellende Anstiegsgeschwindigkeit der Heizgase festgehalten und danacK bei erhöhter, etwa 2- bis 4-facher Anstiegsgeschwindigkeit der Heizgase beidseitig weiter erwärmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Heizgastemperatur steuernde Differenz der Oberflächentemperatur an einer Vielzahl von Meßpunkten bestimmt und der Mittelwert zur Steuerung herangezogen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Heizgastemperatur steuernde Differenz der Oberflächentemperatur an einer Vielzahl von einander zugeordneten Meßpunkten bestimmt und der Maximalwert zur Steuerung herangezogen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Heizgastemperatur den zu erreichenden Sollwert der Rohrtemperatur um nicht mehr als den zugelassenen Differenzbetrag der inneren und äußeren Rohrtemperatur überschreiten darf.
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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