DE3412525C2

DE3412525C2 -

Info

Publication number: DE3412525C2
Application number: DE19843412525
Authority: DE
Inventors: Alexander 4788 Warstein De Esser
Original assignee: Esser-Brieden & Co Kg 4788 Warstein De GmbH
Current assignee: Esser-Brieden & Co Kg 4788 Warstein De GmbH
Priority date: 1984-04-04
Filing date: 1984-04-04
Publication date: 1993-04-01
Also published as: DE3412525A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Flammhärten des Innenrohrs eines Doppellagenrohrs gemäß den Merkmalen in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2.The invention relates to a method for flame hardening the Inner tube of a double layer tube according to the features in the preambles of claims 1 and 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. In the procedure carried out so far (e.g. DE-OS 34 10 485) it has been found that the inner tube despite careful coordination of the pipe heating to the Quenching has different hardened areas. This fact affects those who have been in use Pipes by washing out the inner pipe surface noticeable, in the places where through the transport good the material that has remained soft due to friction wear has been removed.

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.As the cause of the different hardening of the inner tube you have it because of the manufacturing and transportation Always existing tolerances between the inner tube and the outer tube in connection with the previously used Hardening process recognized. When heating the inner tube of inside, the radially farthest at first outwardly projecting areas of the inner tube with the inner surface of the comparatively cold outer tube in contact. As a result, at these points ß formed thermal bridges over which due to the elevated temperature difference between the warm inner tube and heat flows out of the cold outer tube. However, ver stays in the areas where the inner tube is not on the outside tube is present, the heat in the inner tube. The temperature of the Inner tube is therefore in spite of flawless and sufficient the heat supply is not high enough everywhere. Hence is then only there when quenched with water achieved a perfect hardness structure on the inner tube where the heat does not cross the thermal bridges to the cold outside pipe could drain.

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.It is also known (Derwent Abstract No. 75-6 3448 W / 38 to SU 4 43 928), double-layer pipes over the entire Harden cross section by placing both pipes in the same Pipe area to be heated to hardening temperature and then deterring the inner layer from the outer Shift is performed.

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.DE-AS 19 33 772, DE-OS 21 05 886 and the US-PS 25 56 243 deal exclusively with heat treatment of single-layer pipes, which both from the Be hardened on the outside as well as on the inside should.

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.The invention has for its object that in the Oberbe handle of claims 1 and 2 described method so improve that over the entire length of the inside tubes achieve a uniform hardening throughout that can.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 2 aufgeführten Merkmalen.According to the invention, this object is achieved in in the characterizing parts of patent claims 1 and 2 listed features.

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.After that, the inner tube is no longer alone, son also subject the outer tube to heat. The purpose is pursued, the difference of the wall temperatures of the outer tube and inner tube considerably ver wrestle. In this way, the contact areas between between the inner tube and the outer tube no effective Form thermal bridges more freely from the heat can flow. Rather, the inner tube is now on everyone Set warmed to the same temperature so that when subsequent quenching the inner tube also everywhere is hardened evenly. The finished double layer pipe therefore no longer has any weak points that arise during the Can wear out prematurely and then one make extensive exchange necessary. The service life the double-layer pipe is extended and thus the host Efficiency of transport operations increased. Especially The methods according to the invention make themselves advantageous noticeable in those double-layer pipes where the inside tubes are subjected to a single hardening process can be subjected to, or. H. so with the Double-layer pipes, where due to natural tolerances a uniform flat arrangement of the inner tubes on the Outer tubes is not achieved. The allow Process even, now tubes with little precision to be used, i.e. pipes with a comparatively large tole satchel. In these cases too, avoid the procedures an unwanted heat flow through the outer tubes and ge ensure a perfect, consistently uniform Hardening the inner tubes.

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. The heating of each outer tube can be in a length range of the double-layer pipe, which is in the feed direction tion of the burner is in front of the length range, which in on the other side through the disc or strip burner temperature required for hardening is brought (Claim 1). Consequently, the relative movement of double-layer pipe and burner always the outside first tube heated and then the inner tube to the hardening temperature brought. It is a kind of Inner tube heating leading heating of the outer tube.

Es ist aber auch möglich, daß Innenrohr und Außenrohr in demselben Längenbereich gleichzeitig der Wärmezufuhr un terworfen werden (Patentanspruch 2).But it is also possible that the inner tube and outer tube in same length range at the same time the heat supply un be thrown (claim 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.Quenching each inner tube can according to claim 1 in a length range of the double-layer pipe leads in which the cooling of the outer tube first occurs when the inner tube has already been quenched. Each length range is therefore first of all inside terrified and then after the quenching regarding the Cooled outer tube.

Vorteilhaft kann aber auch eine Verfahrensweise sein, ge mäß welcher zugleich das Innenrohr und das Außenrohr ge kühlt werden (Patentanspruch 2).A procedure can also be advantageous, however according to which both the inner tube and the outer tube ge be cooled (claim 2).

Die erfindungsgemäßen Verfahren sind nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbei spiels näher erläutert.The methods according to the invention are described below of an embodiment illustrated in the drawing explained in more detail.

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. 1 designates a double-layer pipe, which forms part of a pipe string to be composed of a plurality of double-layer pipes 1 . The double-layer pipe can be used, for example, in the underground mine for the transport of backfill materials or on the sea coast for the transport of sand.

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.The finished double-layer pipe 1 consists of egg nem hardened inner tube 2 with high wear resistance and a non-hardened outer tube 3 as a protective jacket against shock and impact stresses, especially when transporting the double-layer tubes 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.To harden the inner tube 2 , the double-layer tube 1 is set in rotation. A ledge burner 5 arranged at the end of a support rod 4 is then inserted into the double-layer pipe 1 from one end face. The support rod 4 also contains the feed for the fuel, for example gas. Behind the ledge burner 5 , an annular water shower 6 is placed on the support rod 4 , the water jets 7 of which emerge along a conical shell extending against the direction of advance VR of the support rod 4 . The water supply to the water shower 6 is also formed in the support rod 4 . The water shower 6 can move in the drawing in the same direction as the double-layer pipe 1 and not rotate in the drawing and rotate at the same speed. The ledge burner 5 can be moved together with the water shower 6 or independently of it with the double-layer pipe 1 in the same direction and rotate at the same speed.

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.The drawing also shows that seen in the feed direction VR in front of the ledge burner 5 on the outer circumference of the double-layer tube 1, a burner arrangement of, for example, three burners 8 is arranged, which moves with the ledge burner 5 in the same feed direction VR and at the same speed. The burner 8 thus heat the outer tube 3 before the inner tube 2 is heated by the strip burner 5 , so that after heating the inner tube 2, the difference in wall temperatures of the inner tube 2 and outer tube 3 is significantly reduced. There can no longer be any thermal bridges between the contact areas of the inner tube 2 with the outer tube 3 , via which heat can flow freely.

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.In the embodiment, the peripheral burner 8 is arranged in the feed direction VR in front of the ledge burner 5 . It is also conceivable that the burner 8 in the Län gene range of the ledge burner 5 are provided, so that then the outer tube 3 and the inner tube 2 are simultaneously subjected to the heat supply in the same length range who the.

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. 9 with a double-layer pipe 1 enclosing ring shower is referred to, from which water jets 10 emerge along a conical surface, which tapers against the direction of advance VR. The water jets 10 meet in a length range on the outer tube 3 , in which the inner tube 2 is already scared and hardened by the water jets 7 . The cooling of the outer tube 3 therefore takes place in a lagging manner in order to quench the inner tube 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.Instead of this procedure, however, the ring shower 9 can also be arranged such that the water jets 10 cool the outer pipe 3 in the same length range in which the inner pipe 2 is quenched. The cooling of the outer tube 3 and the quenching of the inner tube 2 are carried out simultaneously at the same place.

Claims

1. A method for flame hardening the inner tube ( 2 ) of a double-layer tube ( 1 ) for the transport of solids using a rotating double-layer tube ( 1 ) through this relatively movable disc or strip burner ( 5 ) with subsequent quenching shower ( 6 ), in which after the outer tube ( 3 ) and the inner tube ( 2 ) have been joined, the inner tube ( 2 ) is brought to a temperature above the lower conversion line in the iron-carbon diagram by heat and then quenched at a sufficiently high cooling rate, with a hardened inner tube ( 2 ) with high wear resistance and a non-hardened outer tube ( 3 ) is produced as a protective sheath against impact and impact stresses, characterized in that the outer tube ( 3 ) is subjected to heat supply in a length range which is in relation to the burner feed direction (VR) lies in front of the length range in which the inner tube ( 2 ) warms it rd, while the subsequent quenching of the inner tube ( 2 ) takes place prematurely to cool the outer circumference of the double-layer tube ( 1 ).

2. Method for flame hardening the inner tube ( 2 ) of a double-layer tube ( 1 ) for the transport of solids using a rotating double-layer tube ( 1 ) through this relatively movable disc or strip burner ( 5 ) with subsequent quenching shower ( 6 ), in which after the outer tube ( 3 ) and the inner tube ( 2 ) have been joined, the inner tube ( 2 ) is brought to a temperature above the lower conversion line in the iron-carbon diagram by heat and then quenched at a sufficiently high cooling rate, with a hardened inner tube ( 2 ) with high wear resistance and a non-hardened outer tube ( 3 ) is produced as a protective jacket against shock and impact stresses, characterized in that the outer tube ( 3 ) in the same length range as the inner tube ( 2 ) is simultaneously subjected to heat and the subsequent quenching of the inner tube ( 2 ) simultaneously with the cooling g of the outer circumference of the double-layer pipe ( 1 ).