DE3412525A1

DE3412525A1 - Process for flame-hardening of the inner pipe of a double-layer pipe

Info

Publication number: DE3412525A1
Application number: DE19843412525
Authority: DE
Inventors: Alexander 4788 Warstein Esser
Original assignee: Esser Brieden GmbH and Co KG
Current assignee: Esser Brieden GmbH and Co KG
Priority date: 1984-04-04
Filing date: 1984-04-04
Publication date: 1985-10-17
Also published as: DE3412525C2

Abstract

The inner pipes of double-layer pipes have hitherto been hardened by moving a disc burner or rod burner through the rotating pipe and thus heating the inner pipe to the necessary temperature. At a distance behind the burner a quenching spray is provided which then suddenly reduces the temperature of the inner pipe so that a hardened structure is formed. Since the pipes generally have more or less large tolerances, heat bridges form in the contact areas of the inner pipe with the outer pipe via which the heat can flow away unhindered so that the inner pipe is not heated uniformly overall and, consequently, following the quenching, differently hardened regions are present. According to the invention, the outer pipe 3 is now also heated together with the inner pipe 2 in the same pipe length region or in advance. As a result, heat bridges are avoided and an undesired flowing away of the heat is prevented. The inner pipe 2 is uniformly hardened throughout. The quenching of the inner pipe 2 can be carried out in the same length region in which the outer pipe 3 is cooled. However, it can also be quenched in advance of the outer pipe cooling. <IMAGE>

Description

Verfahren zum Flammhärten des Innenrohrs eines DoppellagenrohrsMethod for flame hardening the inner tube of a double-layer tube

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Flammhärten des Innenrohrs eines Doppellagenrohrs gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs. The invention relates to a method for flame hardening the inner tube a double-layer pipe according to the features in the preamble of the claim.

Bei der bislang durchgeführten Verfahrensweise hatte man festgestellt, daß das Innenrohr trotz sorgfältiger Abstimmung der Rohrerwärmung auf das Abschrecken unterschiedlich gehärtete Bereiche aufwies. Dieser Sachverhalt machte sich bei im Einsatz gewesenen Rohren durch Auswaschungen der inneren Rohroberfläche bemerkbar, und zwar an den Stellen, wo durch das Transportgut das weichgebliebene Material aufgrund Reibungsverschleiß angetragen worden war. In the procedure carried out so far, it was found that that the inner tube despite careful adjustment of the tube heating to the quenching had different hardened areas. This fact arose with im Pipes that have been in use are noticeable through washout of the inner pipe surface, namely at the points where the material that has remained soft due to the transported goods due to frictional wear.

Als Uraache der unterschjedlichen Härtung des Innenrohrs hat man die aufgrund der Fertigung und des Transports stets vorhandenen Toleranzen zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr in Verbindung mit dem bislang angeeneten Härterer fahren erkannt. Beim Erwärmen des Innenrohrs gelangen ngmlich zunächst die radial am weitesten nach außen vorstehenden Bereiche des Innenrohrs mit der inneren Oberfläche des AußenrQhrs in Kontakt. Dadurch werden an diesen Stellen gewissermaßen Wärmebrücken gebildet, über welche infolge der erheblichen Temperaturdifferenz zwischen dem warmen Innenrohr und dem kalten Außenrohr Wärme abfließt. Hingegen verbleibt in den Bereichen, wo das Innenrohr nicht am Außenrohr anliegt, die Wärme im Innenrohr. Die Temperatur des Innenrohrs ist mithin trotz einwandfreier und ausreichender Wärme zuführung nicht überall hoch genug. Folglich wird beim anschließenden Abschrecken mit Wasser nur dort ein einwandfreies Härtegefüge erreicht, wo die Wärme nicht über die Wärmebrücken und das kalte Außenrohr abfließen konnte. The reason for the different hardening of the inner tube is the tolerances between the inner tube and the outer tube in connection with the hardener that has been staked up so far driving recognized. When the inner tube is heated, the radial the most outwardly protruding areas of the inner tube with the inner surface of the external clock in contact. Thereby are at these points to a certain extent Thermal bridges formed over which as a result of the significant temperature difference between the warm Inner tube and the cold outer tube heat flows away. However, in the areas where the inner pipe is not in contact with the outer pipe, the heat in the inner pipe. The temperature of the inner tube is therefore, despite proper and sufficient heat supply not high enough everywhere. Consequently, during the subsequent quenching with water A perfect hardening structure is only achieved where the heat does not cross the thermal bridges and the cold outer pipe could flow away.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Qberbegriff des Patentanspruchs beschriebene Verfahren so zu verbessern, daß über die gesamte Länge des Innenrohrs eine durchgehend gleichmäßige Härtung erzielt werden kann. The invention is based on the object of the Claim described method to improve that over the entire length uniform hardening can be achieved throughout the inner tube.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs aufgeführten Merkmalen, Danach wird jetzt nicht mehr allein das Innenrohr, sondern auch das Außenrohr einer Wärme zufuhr unterworfen. The solution to this problem is according to the invention in the characterizing Part of the patent claim listed features, after that is no longer alone the inner tube, but also the outer tube, subjected to a supply of heat.

Damit wird der Zweck verfolgt, die Differenz der Wandtemperaturen von Außenrohr und Innenrohr erheblich zu verringern.The purpose of this is to determine the difference in wall temperatures to reduce the outer pipe and inner pipe considerably.

Auf diese Weise können die Kontaktbereiche zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr keine Wärmebrücken mehr bilden, über die Wärme ungehindert abfließen kann. Das Innenrohr wird an allen Stellen auf dieselbe Temperatur erwärmt, so daß beim nachfolgenden Abschrecken das Innenrohr auch überall gleichmäßig d.urchgehärtet wird. Das fertige Rohr hat somit keine Schwachstellen mehr, die während des Einsatzes vorzeitig verschleißen können und dann einen aufwendigen Austausch erforderlich machen. Die Standzeit des Rohrs wird verlängert und damit die Wirtschaftlichkeit des Transportbetriebs erhöht. Besonders vorteilhaft macht sich das erfindungsgemäße Verfahren bei denjenigen Doppellagenrohren bemerkbar, wo das Innenrohr nur einem. einmaligen Härtevorgang unterworfen wird bzw. unterworfen werden kann, d. h. also bei den Rohren, wo aufgrund der natürlichen Toleranzen eine gleichmäßige flächige Anlage des Innenrohrs am Außenrohr nicht erzielt wird. Dabei erlaubt es das Verfahren sogar, nunmehr Rohre mit nur geringer Präzision z.u verwenden, also Rohre mi.t vergleichsweise großen Toleranzen. Auch in diesen Fällen vermeidet das Verfahren einen ungewollten Wärmeabfluß über das Außenrohr und gewährleistet eine einwandfreie durchgehend gleichmäßige Härtung es Innenrohrs, Die Erwärmung des Außenrohrs kann in einem Längenbereich des Doppellagenrohrs erfolgen, der in Vorschubrichtung der Brenner vor dem Längenbereich liegt, welcher innenseitig durch den Scheiben- oder Leistenbrenner auf die zum Härten erforderliche Temperatur gebracht wird. Folglich wird bei der Relativbewegung von Rohr und Brenner immer zuerst das Außenrohr erwärmt und danach das Innenrohr auf Härtetemperatur gebracht. Es. handelt sich gewissermaßen um eine zur Innenrohrerwärmung voreilende Erwärmung des Außenrohrs Es ist aber auch möglich, daß Innenrohr und Außenrohr in demselben Rohr-Längenbereich gleichzeitig der Wärmezufuhr unterworfen werden.In this way, the contact areas between the inner tube and the outer pipe no longer forms thermal bridges through which heat can flow away unhindered can. The inner tube is heated to the same temperature at all points, so that During the subsequent quenching, the inner tube is evenly hardened throughout will. The finished pipe thus no longer has any weak points that occur during use wear out prematurely can and then a complex exchange make necessary. The service life of the pipe is extended and with it the profitability of transport operations increased. That according to the invention is particularly advantageous Process noticeable in those double-layer pipes where the inner pipe is only one. is or can be subjected to a single hardening process, d. H. so in the case of the pipes, where, due to the natural tolerances, a uniform surface Attachment of the inner pipe to the outer pipe is not achieved. The procedure allows it even, now tubes with only low precision to use, i.e. tubes with comparatively large tolerances. In these cases, too, the procedure avoids an unwanted one Heat dissipation through the outer tube and ensures a perfect, consistently uniform Hardening of the inner pipe, the heating of the outer pipe can be in a length range of the double-layer pipe, the one in front of the length area in the direction of advance of the burner which is on the inside through the disc or strip burner on the hardening required temperature is brought. Consequently, the relative movement of Tube and burner always heats the outer tube first and then the inner tube Hardening temperature brought. It. is, so to speak, one for heating the inner pipe premature heating of the outer tube It is also possible that the inner tube and Outer pipe in the same pipe length range simultaneously subjected to the supply of heat will.

Das Abschrecken des Innenrohrs kann in einem Längenbereich des Rohrs durchgeführt werden, in welchem zugleich das Außenrohr gekühlt wird. Vorteilhaft kann aber auch eine Verfahrensweise sein, gemäß welcher die Kühlung des Außenrohrs stets in einem Rohrlängenbereich erfolgt, in welchem das Innenrohr bereits abgeschreckt wurde. Jeder Rohrlängenbereich wird also erst einmal innenseitig abgeschreckt und nach dem Abschrecken dann bezüglich des Außenrohrs gekühlt. The quenching of the inner tube can take place over a range of the length of the tube be carried out, in which the outer tube is cooled at the same time. Advantageous but can also be a procedure according to which the cooling of the outer tube always takes place in a pipe length range in which the inner pipe has already been quenched became. Each pipe length range is therefore quenched on the inside and then cooled with respect to the outer tube after quenching.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The inventive method is based on one in the Drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Mit 1 ist dabei ein Doppellagenrohr bezeichnet, das Bestandteil eines sich aus mehreren Rohren 1 zusammensetzenden Rohrstrangs bildet. Das Rohr 1 kann beispielsweise im untertägigen Grubenbetrieb zum Transport von Versatzmaterialien oder an der Meeresküste zum Transport von Sand verwendet werden. With 1 a double-layer pipe is referred to, which is part of a is formed from a plurality of pipes 1 composing pipe string. The pipe 1 can for example in underground mining operations for the transport of backfill materials or used to transport sand on the seashore.

Das fertig bearbeitete Rohr 1 besteht aus einem gehärteten Innenrohr 2 mit hohem Verschleißwiderstand und einem nicht gehärteten Außenrohr 3 als Schutzmantel gegen Stoß- und Schlagbeanspruchungen, insbesondere beim Transport der Rohre 1. The finished tube 1 consists of a hardened inner tube 2 with high wear resistance and a non-hardened outer tube 3 as a protective jacket Against shock and impact loads, especially when transporting the pipes 1.

Zum Härten des Innenrohrs 2 wird das Doppellagenrohr 1 in Drehung versetzt. Von einer Stirnseite her wird dann ein am Ende einer Trage stange 4 angeordneter Leistenbrenner 5 in das Rohr 1 eingeführt. Die Tragestange 4 enthält auch die Zuführung für das Brennmaterial, beispielsweise Gas. Hinter dem Leistenbrenner 5 ist auf die Tragestange 4 eine Wasserbrause 6 gesetzt, deren Wasserstrahlen 7 entlang eines entgegen die VQrschubrichtung VR der Tragestange 4 sich konisch erweiternden Kegelmantels. austreten. In der Tragestange 4 ist auch die Wasserzufuhr zur Ringbrause 6 ausgebildet. Die Ringbrause 6 kann sich über in der Zeichnung nicht näher veranschaulichte Mittel in der gleichen Richtung wie das Rohr 1 und mit derselben Geschwindigkeit drehen. Auch der Leistenbrenner 5 kann zusammen mit der Wasserbrause 6 oder unabhängig von dieser mit dem Rohr 1 in derselben Richtung und mit derselben Geschwindigkeit rotieren. To harden the inner pipe 2, the double-layer pipe 1 is rotating offset. From one end face, a rod 4 is then arranged at the end of a support Bar burner 5 inserted into the tube 1. The support rod 4 also contains the feed for the fuel, e.g. gas. Behind the groin burner 5 a water shower 6 is placed on the support rod 4, the water jets 7 along it one against the VQrschubrichtung VR of the support rod 4 widening conically Cone mantle. step out. In the support rod 4 is the water supply to the ring shower 6 trained. The ring shower 6 can not be illustrated in any more detail in the drawing Means in the same direction as the pipe 1 and at the same speed turn. The strip burner 5 can also be used together with the water shower 6 or independently from this with the pipe 1 in the same direction and at the same speed rotate.

Die Zeichnung läßt ferner erkennen, daß in VQrschubrichtung VR gesehen vor dem Leistenbrenner 5 am Außenumfan-g des Rohrs 1 eine Brenneranordnung aus beispielsweise drei. The drawing also shows that VR viewed in the direction of thrust In front of the strip burner 5 on the outer circumference of the tube 1, a burner arrangement of, for example three.

Brennern 8 angeordnet ist, welche sich mit dem Leistenbrenner 5 in derselben Vorschubrichtlmg'VR und mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt. Die Brenner 8erwärmen mithin das Außenrohr 3, bevor das Innenrohr 2 durch den Brenner 5 erwärmt wird, so daß nach dem Erwärmen des Innenrohrs 2 die Differenz der Wandtemperaturen von Innenrohr 2 und Außenrohr 3 erheblich herabgesetzt wird. Es können sich keine Wärmebrücken mehr zwischen den Kontaktbereichen des Innenrohrs 2 mit dem Außenrohr 3 bilden, über die Wärme ungehindert abströmen kann.Burners 8 is arranged, which are connected to the strip burner 5 in the same feed direction VR and moved at the same speed. The burners 8 therefore heat the outer tube 3 before the inner tube 2 is heated by the burner 5 is, so that after heating the inner tube 2, the difference in wall temperatures of inner tube 2 and outer tube 3 is significantly reduced. There can be none More thermal bridges between the contact areas of the inner tube 2 with the outer tube 3 form through which the heat can flow unhindered.

Beim. Ausführungsbeispiel sind die Außenbrenner 8 in Vorschubrichtung VR vor dem Leistenbrenner 5 angeordnet. Denkbar ist aber auch, daß die Außenbrenner 8 im Längenbereich des Leistenbrenners 5 vorgesehen sind, so daß dann das Außenrohr 3 und das Innenrohr 2 gleichzeitig in demselben Rohr-Längenbereich der Warme zufuhr unterworfen werden. At the. The embodiment is the external burners 8 in the feed direction VR arranged in front of the strip burner 5. But it is also conceivable that the external burner 8 are provided in the length range of the strip burner 5, so that then the outer tube 3 and the inner tube 2 at the same time in the same tube length range of the heat supply be subjected.

Nit 9 i.st eine das Rohr umschließende Ringbrause bezeichnet, aus der Wasserstrahlen 10 entlang eines Kegelmantels austreten, der sich entgegen die Vorschubrichtung VR verjüngt. Nit 9 i.st denotes a ring shower enclosing the pipe of the water jets 10 emerge along a conical jacket, which is contrary to the Feed direction VR tapers.

Die Wasserstrahlen 10 treffen in einem Rohr-Längenbereich auf das Außenrohr 3, in welchem das Innenrohr 2 bereits durch die Wasserstrahlen I abgeschreckt und gehärtet ist. Die Kühlung des Außenrohrs 3 erfolgt mithin nacheilend zum Abschrecken des Innenrohrs 2.The water jets 10 hit the in a pipe length range Outer pipe 3, in which the inner pipe 2 has already been quenched by the water jets I. and is hardened. The cooling of the outer tube 3 therefore takes place after the quenching of the inner tube 2.

Anstelle dieser Verfahrensweise kann die Ringbrause 9 aber auch so angeordnet werden, daß die Wasserstrahlen 10 in demselben Rohr-Längenbereich das Außenrohr 3 kühlen, in welchem das Innenrohr 2 abgeschreckt wird. Die Kühlung des Außenrohrs 3 und das Abschrecken des Innenrohrs 2 wird dabei gleichzeitig am selben Ort durchgeführt. Instead of this procedure, the ring shower 9 can also do so be arranged that the water jets 10 in the same pipe length range that Cool the outer tube 3 in which the inner tube 2 is quenched. The cooling of the Outer pipe 3 and the quenching of inner pipe 2 is done simultaneously on the same Place carried out.

Bezugszeichenaufstellung 1 Doppellagenrohr 2 Innenrohr 3 Außenrohr 4 Trage stange 5 Leistenbrenner 6 Wasserbrause 7 Wasserstrahlen 8 Außenbrenner 9 Ringbrause 10 Wasserstrahlen VR VorschubrichtungList of reference symbols 1 double-layer pipe 2 inner pipe 3 outer pipe 4 carrying bar 5 bar burner 6 water shower 7 water jets 8 external burner 9 Ring shower 10 water jets VR feed direction

Claims

Claim: Method for flame hardening the inner tube of a double-layer tube, in particular a component of a pipe string that is assembled in sections forming pipe for the transport of solids, such as. B. backfill material or sand, using a disc that is relatively movable through this to the rotating pipe or strip burner with subsequent quenching shower, which after assembly of the outer and inner pipe, the inner pipe by supplying heat to a temperature above brought to the lower conversion line in the iron-carbon diagram and then is quenched at a sufficiently high cooling rate, that is d u r c h g e it is not indicated that the outer pipe (3) is in the same pipe length range like the inner tube (2) or subjected to a heat supply in a tube length range in relation to the torch advance direction (VR) in front of the pipe length range lies in which the inner tube (2) is heated during the subsequent quenching of the inner pipe (2) takes place in a length range of the double-layer pipe (1) which is cooled at the same time with or at the time after quenching on the outer circumference.