DE3412525C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Flammhärten des Innenrohrs eines Doppellagenrohrs gemäß den Merkmalen in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2.

Bei der bislang durchgeführten Verfahrensweise (z. B. DE-OS 34 10 485) hat man festgestellt, daß das Innenrohr trotz sorgfältiger Abstimmung der Rohrerwärmung auf das Abschrecken unterschiedlich gehärtete Bereiche aufweist. Dieser Sachverhalt macht sich bei im Einsatz gewesenen Rohren durch Auswaschungen der inneren Rohroberfläche be­ merkbar, und zwar an den Stellen, wo durch das Transport­ gut das weichgebliebene Material aufgrund Reibungsver­ schleiß abgetragen worden ist.

Als Ursache der unterschiedlichen 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 angewendeten Härteverfahren erkannt. Beim Erwärmen des Innenrohrs von innen gelangen nämlich zunächst die radial am weitesten nach außen vorstehenden Bereiche des Innenrohrs mit der inneren Oberfläche des vergleichsweise kalten Außenrohrs in Kontakt. Dadurch werden an diesen Stellen gewisserma­ ßen Wärmebrücken gebildet, über welche infolge der erheb­ lichen Temperaturdifferenz zwischen dem warmen Innenrohr und dem kalten Außenrohr Wärme abfließt. Hingegen ver­ bleibt in den Bereichen, wo das Innenrohr nicht am Außen­ rohr anliegt, die Wärme im Innenrohr. Die Temperatur des Innenrohrs ist mithin trotz einwandfreier und ausreichen­ der Wärmezuführung nicht überall hoch genug. Folglich wird beim anschließenden Abschrecken mit Wasser nur dort ein einwandfreies Härtegefüge am Innenrohr erreicht, wo die Wärme nicht über die Wärmebrücken in das kalte Außen­ rohr abfließen konnte.

Weiterhin ist es bekannt (Derwent Abstract Nr. 75-6 3448 W/38 zur SU 4 43 928), Doppellagenrohre über den gesamten Querschnitt zu härten, indem beide Rohre in demselben Rohrbereich auf Härtetemperatur erwärmt werden und dann die Abschreckung der inneren Schicht vor der äußeren Schicht durchgeführt wird.

Die DE-AS 19 33 772, die DE-OS 21 05 886 und die US-PS 25 56 243 befassen sich ausschießlich mit der Wärmebehandlung von einlagigen Rohren, welche sowohl von der Außenseite als auch von der Innenseite her gehärtet werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Oberbe­ griff der Patentansprüche 1 und 2 beschriebene Verfahren so zu verbessern, daß über die gesamte Länge des Innen­ rohrs eine durchgehend gleichmäßige Härtung erzielt wer­ den kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 2 aufgeführten Merkmalen.

Danach wird jetzt nicht mehr allein das Innenrohr, son­ dern auch das Außenrohr einer Wärmezufuhr unterworfen. Damit wird der Zweck verfolgt, die Differenz der Wandtem­ peraturen von Außenrohr und Innenrohr erheblich zu ver­ ringern. Auf diese Weise können die Kontaktbereiche zwi­ schen dem Innenrohr und dem Außenrohr keine wirksamen Wärmebrücken mehr bilden, über die Wärme ungehindert ab­ fließen kann. Vielmehr wird das Innenrohr jetzt an allen Stellen auf dieselbe Temperatur erwärmt, so daß beim nachfolgenden Abschrecken das Innenrohr auch überall gleichmäßig durchgehärtet wird. Das fertige Doppellagen­ rohr hat somit keine Schwachstellen mehr, die während des Einsatzes vorzeitig verschleißen können und dann einen aufwendigen Austausch erforderlich machen. Die Standzeit des Doppellagenrohrs wird verlängert und damit die Wirt­ schaftlichkeit des Transportbetriebs erhöht. Besonders vorteilhaft machen sich die erfindungsgemäßen Verfahren bei denjenigen Doppellagenrohren bemerkbar, wo die Innen­ rohre nur einem einmaligen Härtevorgang unterworfen wer­ den bzw. unterworfen werden können, d. h. also bei den Doppellagenrohren, wo aufgrund der natürlichen Toleranzen eine gleichmäßige flächige Anlage der Innenrohre an den Außenrohren nicht erzielt wird. Dabei erlauben es die Verfahren sogar, nunmehr Rohre mit nur geringer Präzision zu verwenden, also Rohre mit vergleichsweise großen Tole­ ranzen. Auch in diesen Fällen vermeiden die Verfahren einen ungewollten Wärmeabfluß über die Außenrohre und ge­ währleisten eine einwandfreie durchgehend gleichmäßige Härtung der Innenrohre.

Die Erwärmung jedes Außenrohrs kann in einem Längenbe­ reich des Doppellagenrohrs erfolgen, der in Vorschubrich­ tung der Brenner vor dem Längenbereich liegt, welcher in­ nenseitig durch den Scheiben- oder Leistenbrenner auf die zum Härten erforderliche Temperatur gebracht wird (Patentanspruch 1). Folglich wird bei der Relativbewegung von Doppellagenrohr und Brenner immer zuerst das Außen­ rohr erwärmt und danach das Innenrohr auf die Härtetempe­ ratur gebracht. Es handelt sich gewissermaßen um eine zur Innenrohrerwärmung voreilende Erwärmung des Außenrohrs.

Es ist aber auch möglich, daß Innenrohr und Außenrohr in demselben Längenbereich gleichzeitig der Wärmezufuhr un­ terworfen werden (Patentanspruch 2).

Das Abschrecken jedes Innenrohrs kann nach Patentanspruch 1 in einem Längenbereich des Doppellagenrohrs durchge­ führt werden, in welchem die Kühlung des Außenrohrs erst erfolgt, wenn das Innenrohr bereits abgeschreckt wurde. Jeder Längenbereich wird also erst einmal innenseitig ab­ geschreckt und nach dem Abschrecken dann bezüglich des Außenrohrs gekühlt.

Vorteilhaft kann aber auch eine Verfahrensweise sein, ge­ mäß welcher zugleich das Innenrohr und das Außenrohr ge­ kühlt werden (Patentanspruch 2).

Die erfindungsgemäßen Verfahren sind nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

Mit 1 ist dabei ein Doppellagenrohr bezeichnet, das Be­ standteil eines sich aus mehreren Doppellagenrohren 1 zu­ sammensetzenden Rohrstrangs bildet. Das Doppellagenrohr kann beispielsweise im untertägigen Grubenbetrieb zum Transport von Versatzmaterialien oder an der Meeresküste zum Transport von Sand verwendet werden.

Das fertig bearbeitete Doppellagenrohr 1 besteht aus ei­ nem gehärteten Innenrohr 2 mit hohem Verschleißwiderstand und einem nicht gehärteten Außenrohr 3 als Schutzmantel gegen Stoß- und Schlagbeanspruchungen, insbesondere beim Transport der Doppellagenrohre 1.

Zum Härten des Innenrohrs 2 wird das Doppellagenrohr 1 in Drehung versetzt. Von einer Stirnseite her wird dann ein am Ende einer Tragestange 4 angeordneter Leistenbrenner 5 in das Doppellagenrohr 1 eingeführt. Die Tragestange 4 enthält auch die Zuführung für das Brennmaterial, bei­ spielsweise Gas. Hinter dem Leistenbrenner 5 ist auf die Tragestange 4 eine ringförmige Wasserbrause 6 gesetzt, deren Wasserstrahlen 7 entlang eines gegen die Vor­ schubrichtung VR der Tragestange 4 sich konisch erwei­ ternden Kegelmantels austreten. In der Tragestange 4 ist auch die Wasserzufuhr zur Wasserbrause 6 ausgebildet. Die Wasserbrause 6 kann sich über in der Zeichnung nicht nä­ her veranschaulichte Mittel in der gleichen Richtung wie das Doppellagenrohr 1 bewegen und sich mit derselben Ge­ schwindigkeit drehen. Auch der Leistenbrenner 5 kann zu­ sammen mit der Wasserbrause 6 oder unabhängig von dieser mit dem Doppellagenrohr 1 in derselben Richtung bewegt werden und mit derselben Geschwindigkeit rotieren.

Die Zeichnung läßt ferner erkennen, daß in Vorschubrich­ tung VR gesehen vor dem Leistenbrenner 5 am Außenumfang des Doppellagenrohrs 1 eine Brenneranordnung aus bei­ spielsweise drei Brennern 8 angeordnet ist, welche sich mit dem Leistenbrenner 5 in derselben Vorschubrichtung VR und mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt. Die Brenner 8 erwärmen mithin das Außenrohr 3, bevor das Innenrohr 2 durch den Leistenbrenner 5 erwärmt wird, so daß nach dem Erwärmen des Innenrohrs 2 die Differenz der Wandtempera­ turen von Innenrohr 2 und Außenrohr 3 erheblich herabge­ setzt wird. Es können sich keine Wärmebrücken mehr zwi­ schen den Kontaktbereichen des Innenrohrs 2 mit dem Außenrohr 3 bilden, über die Wärme ungehindert abströmen kann.

Beim Ausführungsbeispiel sind die umfangsseitigen Brenner 8 in Vorschubrichtung VR vor dem Leistenbrenner 5 ange­ ordnet. Denkbar ist aber auch, daß die Brenner 8 im Län­ genbereich des Leistenbrenners 5 vorgesehen sind, so daß dann das Außenrohr 3 und das Innenrohr 2 gleichzeitig in demselben Längenbereich der Wärmezufuhr unterworfen wer­ den.

Mit 9 ist eine das Doppellagenrohr 1 umschließende Ring­ brause bezeichnet, aus der Wasserstrahlen 10 entlang ei­ nes Kegelmantels austreten, der sich gegen die Vor­ schubrichtung VR verjüngt. Die Wasserstrahlen 10 treffen in einem Längenbereich auf das Außenrohr 3, in welchem das Innenrohr 2 bereits durch die Wasserstrahlen 7 abge­ schreckt und gehärtet ist. Die Kühlung des Außenrohrs 3 erfolgt mithin nacheilend zum Abschrecken des Innenrohrs 2.

Anstelle dieser Verfahrensweise kann die Ringbrause 9 aber auch so angeordnet werden, daß die Wasserstrahlen 10 in demselben Längenbereich das Außenrohr 3 kühlen, in welchem das Innenrohr 2 abgeschreckt wird. Die Kühlung des Außenrohrs 3 und das Abschrecken des Innenrohrs 2 werden dabei gleichzeitig am selben Ort durchgeführt.

Claims (2)

1. Verfahren zum Flammhärten des Innenrohrs (2) eines Doppellagenrohrs (1) zum Transport von Feststoffen unter Verwendung eines zum sich drehenden Doppellagenrohr (1) durch dieses re­ lativ bewegbaren Scheiben- oder Leistenbrenners (5) mit nachfolgender Abschreckbrause (6), bei welchem nach dem Zusammenfügen von Außenrohr (3) und Innen­ rohr (2) das Innenrohr (2) durch Wärmezufuhr auf eine Temperatur oberhalb der unteren Umwandlungslinie im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm gebracht und anschließend bei ausreichend hoher Abkühlgeschwindigkeit abge­ schreckt wird, wobei ein gehärtetes Innenrohr (2) mit hohem Verschleißwiderstand und ein nicht gehärtetes Außenrohr (3) als Schutzmantel gegen Stoß- und Schlagbeanspruchungen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (3) in einem Län­ genbereich einer Wärmezufuhr unterworfen wird, der in Bezug auf die Brennervorschubrichtung (VR) vor dem Längenbereich liegt, in welchem das Innenrohr (2) er­ wärmt wird, während das anschließende Abschrecken des Innenrohrs (2) zeitlich voreilend zur Kühlung des Außenumfangs des Doppellagenrohrs (1) erfolgt.

2. Verfahren zum Flammhärten des Innenrohrs (2) eines Doppellagenrohrs (1) zum Transport von Feststoffen unter Verwendung eines zum sich drehenden Doppellagenrohr (1) durch dieses re­ lativ bewegbaren Scheiben- oder Leistenbrenners (5) mit nachfolgender Abschreckbrause (6), bei welchem nach dem Zusammenfügen von Außenrohr (3) und Innen­ rohr (2) das Innenrohr (2) durch Wärmezufuhr auf eine Temperatur oberhalb der unteren Umwandlungslinie im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm gebracht und anschließend bei ausreichend hoher Abkühlgeschwindigkeit abge­ schreckt wird, wobei ein gehärtetes Innenrohr (2) mit hohem Verschleißwiderstand und ein nicht gehärtetes Außenrohr (3) als Schutzmantel gegen Stoß- und Schlagbeanspruchungen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (3) in demselben Längenbereich wie das Innenrohr (2) gleichzeitig einer Wärmezufuhr unterworfen wird und das anschließende Abschrecken des Innenrohrs (2) gleichzeitig mit der Kühlung des Außenumfangs des Doppellagenrohrs (1) erfolgt.