DE4210547C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Metallrohr mit einem Durchmesser <= 40 mm aus einem Tragrohr, welches mit einem Innenrohr einer Wandstärke von 0,5 bis 5 mm eng anliegend ausgeklei­ det ist, wobei der zwischen dem Innenrohr und dem Tragrohr befindliche Ringspalt an den Enden des Metallrohres abge­ dichtet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Me­ tallrohres.

Aus der DE 39 41 739 A1 ist ein Verfahren zum Auskleiden von Rohren bekannt, mit dem ein Metallrohr der eingangs genannten Art hergestellt werden kann. Ein in dieser Weise hergestelltes Rohr hat allerdings den Nachteil, daß die Ab­ dichtung zwischen dem Tragrohr und dem Innenrohr an den Rohrenden nicht von hoher Güte ist und überdies das nach­ trägliche Abdichten nur sehr umständlich und unvollkommen durchgeführt werden kann.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Metallrohr anzugeben, das die genannten Nachteile vermei­ det, sowie ein einfaches und wirtschaftliches Herstellungs­ verfahren für dieses Rohr.

Diese Aufgabe wird bei einem Metallrohr der hier betroffe­ nen Art dadurch gelöst, daß das Tragrohr an beiden Enden über eine Länge von mindestens der halben Wandstärke des Metallrohres mit dem Innenrohr metallisch verbunden ist. Hierdurch ist eine sehr zuverlässige und haltbare flächen­ hafte Abdichtung zwischen Tragrohr und Innenrohr gewährlei­ stet.

Das erfindungsgemäße Metallrohr kann ferner so ausgebildet sein, daß das Tragrohr im Bereich zwischen den an beiden Enden bestehenden Verbindungen linienförmig oder punktuell mit dem Innenrohr metallisch verbunden ist. Dadurch läßt sich beispielsweise die Biege- oder Torsionssteifigkeit des gesamten Metallrohres erhöhen. Ferner wird durch diese Maß­ nahme die Haltbarkeit der Rohrauskleidung zusätzlich er­ höht.

Das erfindungsgemäße Metallrohr kann ferner so ausgebildet sein, daß das Tragrohr innenseitig mit wenigstens einem weiteren Innenrohr ausgekleidet ist, das mit dem anderen Innenrohr an beiden Enden über eine Länge von mindestens der halben Wandstärke des Metallrohres metallisch verbunden ist. Es ist demnach möglich, auf der Innenseite des Trag­ rohres mehrere Innenrohre anzuordnen, die sich ergänzende, voneinander abweichende mechanische oder thermische Eigen­ schaften aufweisen können.

Das erfindungsgemäße Metallrohr kann weiter so ausgebildet sein, daß das Tragrohr von der Außenseite her mit wenig­ stens einem Außenrohr eng anliegend verkleidet ist und da­ mit auch nach außen zusätzlich geschützt werden kann.

Das erfindungsgemäße Metallrohr kann ferner so ausgebildet sein, daß das Innenrohr/die Innenrohre und/oder das Außen­ rohr aus einem höherwertigen Werkstoff als das Tragrohr hergestellt ist/sind. Es kommen hier beispielsweise säure­ feste Metalle oder Werkstoffe mit einer besonders hohen me­ chanischen Festigkeit in Betracht.

Das erfindungsgemäße Metallrohr kann ferner so ausgebildet sein, daß die metallischen Verbindungen jeweils durch Ex­ plosions-, Laser- oder Elektronenschweißen erzeugt sind.

Das erfindungsgemäße Metallrohr kann ferner so ausgebildet sein, daß das Tragrohr in axialer Richtung mehrteilig aus­ gebildet ist. Hierbei können für das Tragrohr im axialen Mittelbereich Werkstoffe relativ niedriger Güte, dagegen an den Tragrohrenden, wo beispielsweise durch den Verbund mit anderen Rohren die höchsten mechanischen Beanspruchungen auftreten, höherwertige Werkstoffe verwendet werden. Zusam­ men mit der Innen- bzw. Außenverkleidung ist das Metallrohr dann insgesamt äußerst korrosionsbeständig und mechanisch stabil.

Bei einer sehr vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Metallrohres kann auch vorgesehen sein, daß das Tragrohr an wenigstens einem Ende ein Flansch- oder ein Gewindeendstück hat und daß das Flansch- oder Gewindeendstück aus einem anderen, insbesondere aber einem höherwertigen Werkstoff als das Tragrohr hergestellt ist. Durch die Verwendung me­ chanisch besonders stabiler Gewinde an den Rohrenden lassen sich aus den einzelnen Rohren längere Rohrsysteme zusammen­ fügen, die sich insbesondere durch qualitativ hochwertige Verbindungen auszeichnen. Spezielle Werkstoffe für das Flansch- oder Gewindeendstück sind Gegenstand der Unteran­ sprüche 10 und 11.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des hier betroffenen Metallrohres kann vorgesehen sein, daß das Tragrohr sowie das oder die Innen- bzw. Außenrohre ineinan­ dergeschoben und in einen Vakuumraum eingebracht werden und daraufhin in einem Zuge, von einem Ende des Metallrohres bis zum anderen fortschreitend, die metallischen Verbindun­ gen an den Enden und eine eng anliegende Passung des oder der Innen- bzw. Außenrohre mit dem Tragrohr durch explosive Verschweißung und Umformung erzeugt werden. Hierbei ist insbesondere von Bedeutung, daß sämtliche Verfahrens­ schritte zur Herstellung des Rohres in einem Gang erfolgen können.

Schließlich kann bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsver­ fahren vorgesehen sein, daß der/die Ringspalt(e) zwischen dem Tragrohr und dem/den Innen- bzw. Außenrohr(en) abge­ dichtet und evakuiert wird (werden), das von innen bzw. außen mit wenigstens einer Sprengladung versehene Metall­ rohr in ein Wasserbad eingetaucht wird und daraufhin in ei­ nem Zuge, von einem Ende des Metallrohres bis zum anderen fortschreitend, die metallischen Verbindungen an den Enden und eine eng anliegende Passung des oder der Innen- bzw. Außenrohre mit dem Tragrohr durch explosive Verschweißung und Umformung erzeugt werden. Die in einem Wasserbad durch­ geführte explosive Verschweißung und Umformung ermöglicht eine genaue Dosierung sowie Vergleichmäßigung der Spreng­ kraft.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Metallrohr anhand von drei besonders vorteilhaften Ausführungsformen erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein mehrteiliges Metall­ rohr mit zwei Flanschendstücken,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein mehrteiliges Metall­ rohr mit zwei Gewindeendstücken und

Fig. 3 einen Axialschnitt durch ein einteiliges Metall­ rohr.

Das in Fig. 1 dargestellte Metallrohr ist aus einem mehr­ teiligen Tragrohr 1, 2, 3 mit einem Mittelstück 1 und je­ weils an den Enden befindlichen Flanschen 2, 3 zusammenge­ setzt, die über Schweißnähte 4 jeweils miteinander verbun­ den sind. Die Flansche 2, 3 können aus einem mechanisch fe­ steren Werkstoff gefertigt sein als das Mittelstück 1. Zusätzlich ist das Tragrohr 1, 2, 3 mit einem innenseitig eng anliegenden Innenrohr 5 ausgekleidet. Das Innenrohr 5 kann hier aus einem besonders korrosionsfesten Werkstoff gefertigt sein. Das Innenrohr 5 ist durch an den Enden be­ findliche flächenhafte Verschweißungen 6 sowie durch in dem Zwischenbereich zwischen den Enden punktuell ausgeführte Verschweißungen 7 mit dem Tragrohr 1, 2, 3 metallisch ver­ bunden. Die Verschweißungen 6 sind dabei in axialer Rich­ tung über eine Länge von mindestens der halben Wandstärke des Metallrohres ausgedehnt.

Das in Fig. 2 dargestellte Metallrohr hat ein Tragrohr 8, 9, 10, das sich aus einem Mittelstück 8 sowie zwei Gewin­ deendstücken 9, 10 zusammensetzt, wobei die Gewindeend­ stücke 9, 10 aus einem höherwertigen, mechanisch festeren Werkstoff gefertigt sind als das Mittelstück 8. Die einzel­ nen Rohrstücke sind mittels Verschweißungen 11 miteinander verbunden. Das Gewindeendstück 9 weist ein Innengewinde 12 auf, dagegen das Gewindeendstück 10 ein Außengewinde 13. Beide Gewindetypen sind kompatibel, so daß aus diesem Me­ tallrohr durch Verschraubung mit weiteren Metallrohren ein längeres Rohrsystem zusammengesetzt werden kann. Das Trag­ rohr 8, 9, 10 kann hierbei sowohl mit zwei jeweils werkstofflich unterschiedlichen Innenrohren 14, 15 eng an­ liegend ausgekleidet als auch mit einem außen eng anliegen­ den Außenrohr 16 verkleidet sein. Sowohl für das Innenrohr 15 als auch das Außenrohr 16 können korrosions- oder säure­ feste Werkstoffe vorgesehen sein. Die beiden Innenrohre 14, 15 und das Außenrohr 16 sind ebenfalls über flächenhafte Verschweißungen 17, 18 mit dem Tragrohr 8, 9, 10 metallisch verbunden. Zusätzlich sind punktuelle Verschweißungen 19 an den Innenrohren 14, 15 vorgesehen.

Fig. 3 zeigt ein Metallrohr, das sich lediglich aus einem einteiligen Tragrohr 20 und einem Innenrohr 21, welches durch an den Enden befindliche flächenhafte Verschweißungen 22 mit dem Tragrohr 20 metallisch verbunden sein kann, zu­ sammensetzt. Es können hier allerdings auch im Zwischenbe­ reich zwischen den Enden punktuelle oder linienförmige Ver­ bindungen (s. Fig. 1 oder 2) vorgesehen sein. Die Ver­ schweißungen 22 sind in axialer Richtung über eine Länge von mindestens der halben Wandstärke des Metallrohres aus­ gedehnt. Ein Rohr dieser einfachen Ausführung kann bei­ spielsweise als Halbzeug zur Weiterverarbeitung dienen. Es können aber auch beliebig viele derartige Rohre in einfa­ cher Weise durch übliche Schweißmethoden zu längeren Rohr­ systemen zusammengesetzt werden. Derartige Rohrsysteme sind dann beispielsweise von der Innenseite her besonders wir­ kungsvoll gegen Korrosion geschützt. Es kann jedoch auch hier zusätzlich ein schützendes Außenrohr (hier nicht ge­ zeigt) vorgesehen sein.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Metallrohres kann zunächst das Tragrohr 1, 2, 3, 8, 9, 10, 20 durch übliche Schweißmethoden aus einem Mittelstück 1, 8 sowie im Falle eines mehrteiligen Rohres aus zwei Endstücken 2, 3, 9, 10 zusammengesetzt werden. Danach kann dieses Tragrohr 1, 2, 3, 8, 9, ,10, 20 sowie das oder die Innen- 5, 14, 15, 21 bzw. Außenrohre 16 ineinandergeschoben und in einen Vaku­ umraum (hier nicht dargestellt) eingebracht werden und dar­ aufhin in einem Zuge, von einem Ende des Metallrohres bis zum anderen fortschreitend, die metallischen Verbindungen an den Enden und eine eng anliegende Passung des oder der Innen- 5, 14, 15, 21 bzw. Außenrohre 16 mit dem Tragrohr 1, 2, 3, 8, 9, 10, 20 durch explosive Verschweißung und Umfor­ mung erzeugt werden. Anstelle des Einbringens des Metall­ rohres in einen Vakuumraum kann die explosive Verschweißung und Umformung nach einer Evakuierung des Ringspaltes (hier nicht dargestellt) zwischen den Rohren 1, 2, 3, 5, 8, 9, 10, 14, 15, 16 auch in einem Wasserbad (hier nicht darge­ stellt) durchgeführt werden.

Claims (13)

1. Metallrohr mit einem Durchmesser <= 40 mm aus ei­ nem Tragrohr, welches mit einem Innenrohr einer Wandstärke von 0,5 bis 5 mm eng anliegend ausgekleidet ist, wobei der zwischen dem Innenrohr und dem Tragrohr befindliche Ringspalt an den Enden des Metallrohres abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragrohr (1, 2, 3, 8, 9, 10, 20) an beiden Enden über eine Länge von mindestens der halben Wandstärke des Metallrohres mit dem Innenrohr (5, 14, 15, 21) metallisch verbunden ist.

2. Metallrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Tragrohr (1, 2, 3, 8, 9, 10, 20) im Bereich zwischen den an beiden Enden bestehenden Verbindungen linienförmig oder punktuell mit dem Innenrohr (5, 14, 15, 21) metallisch verbunden ist.

3. Metallrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Tragrohr (1, 2, 3, 8, 9, 10, 20) innenseitig mit wenigstens einem weiteren Innenrohr (5, 14, 15, 21) ausgekleidet ist, das mit dem anderen Innenrohr (5, 14, 15, 21) an beiden Enden über eine Länge von mindestens der halben Wandstärke des Metallrohres metallisch verbunden ist.

4. Metallrohr nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragrohr (1, 2, 3, 8, 9, 10, 20) von der Außenseite her mit wenigstens einem Außenrohr (16) eng anliegend verkleidet ist.

5. Metallrohr nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr/die Innen­ rohre (5, 14, 15, 21) und/oder das Außenrohr (16) aus einem höherwertigen Werkstoff als das Tragrohr (1, 2, 3, 8, 9, 10, 20) hergestellt ist/sind.

6. Metallrohr nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Verbindungen jeweils durch Explosions-, Laser- oder Elektronenschweißen erzeugt sind.

7. Metallrohr nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragrohr (1, 2, 3, 8, 9, 10, 20) in axialer Richtung mehrteilig ausgebildet ist.

8. Metallrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Tragrohr (1, 2, 3, 8, 9, 10, 20) an wenigstens einem Ende ein Flansch- (2, 3) oder ein Gewindeendstück (9, 10) hat.

9. Metallrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Flansch- (2, 3) oder Gewindeendstück (9, 10) aus einem anderen, insbesondere aber einem höherwertigen Werkstoff als das Tragrohr (1, 2, 3, 8, 9, 10, 20) herge­ stellt ist.

10. Metallrohr nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flansch- (2, 3) oder Gewindeend­ stück (9 , 10) aus einem hochfesten Werkstoff, beispiels­ weise hochfesten Stahl, hergestellt ist.

11. Metallrohr nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flansch- (2, 3) oder Gewindeend­ stück (9, 10) aus dem Werkstoff des Liners hergestellt ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Metallrohres ge­ mäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Tragrohr sowie das oder die Innen- bzw. Außenrohre ineinandergeschoben und in einen Vakuumraum ein­ gebracht werden und daraufhin in einem Zuge, von einem Ende des Metallrohres bis zum anderen fortschreitend, die metal­ lischen Verbindungen an den Enden und eine eng anliegende Passung des oder der Innen- bzw. Außenrohre mit dem Trag­ rohr durch explosive Verschweißung und Umformung erzeugt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der/die Ringspalt(e) zwischen dem Tragrohr und dem/den Innen- bzw. Außenrohr(en) abgedichtet und evakuiert wird (werden), das von innen bzw. außen mit wenigstens einer Sprengladung versehene Metallrohr in ein Wasserbad einge­ taucht wird und daraufhin in einem Zuge, von einem Ende des Metallrohres bis zum anderen fortschreitend, die metalli­ schen Verbindungen an den Enden und eine eng anliegende Passung des oder der Innen- bzw. Außenrohre mit dem Trag­ rohr durch explosive Verschweißung und Umformung erzeugt werden.