EP1857194B3 - Mehrlagenrohr sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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EP1857194B3
EP1857194B3 EP07016706.9A EP07016706A EP1857194B3 EP 1857194 B3 EP1857194 B3 EP 1857194B3 EP 07016706 A EP07016706 A EP 07016706A EP 1857194 B3 EP1857194 B3 EP 1857194B3
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EP
European Patent Office
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pipe
layer
multilayer
acting
multilayer pipe
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EP07016706.9A
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EP1857194B1 (de
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Bernd Berg
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Bergrohr GmbH Siegen
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Bergrohr GmbH Siegen
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/0815—Making tubes with welded or soldered seams without continuous longitudinal movement of the sheet during the bending operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/09—Making tubes with welded or soldered seams of coated strip material ; Making multi-wall tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer pipe according to the preamble of claim 6 and a method for its preparation according to the preamble of claim 1 (each case eg US-A-3327383 , Multilayer pipes are preferably used in case of high requirements against corrosion or abrasion.
  • Corrosion-resistant pressure vessels or pressure lines can be made more cost-effective by using multilayer pipes than solid forms made of appropriate materials. This is achieved by the load sharing on a thin, corrosion resistant inner layer (e.g., stainless and acid resistant steel) and a high strength, pressure resistant outer layer (e.g., fine grain structural steel). As a result, overall steel consumption can be significantly reduced and much of the remaining steel consumption can be shifted to low-cost materials.
  • a thin, corrosion resistant inner layer e.g., stainless and acid resistant steel
  • a high strength, pressure resistant outer layer e.g., fine grain structural steel
  • Abrasion-resistant pipes are made possible by the design as a multilayer pipe (such as mechanical bond, see below) in certain grades in the first place, because materials (eg high-strength steels with high hardness) can be used as an inner layer, which alone or only very difficult can be processed into tubes.
  • the use of rolled and / or blast-plated semifinished product can be avoided that the respective acting as an inner tube material layer pressed during tube formation in the bending roll and / or the final shaping usually necessary Anbiegemaschine frictionally in the respective functioning as outer tube material layer and is frictionally held in the respective outer tube and without having to expand the multilayer tube and thus to take the disadvantages already mentioned.
  • Anbiegemaschine frictionally in the respective functioning as outer tube material layer and is frictionally held in the respective outer tube and without having to expand the multilayer tube and thus to take the disadvantages already mentioned It should be noted that in some cases, however, a final forming in the bending roll alone is possible, such as shorter bending rolls, which can perform the function of the final shaping of the tube with. In these cases, a bender does not participate in manufacturing processes.
  • the multilayer pipe is closed by welding the outer pipe along the pipe seam and build-up welding of the inner pipe so as to manufacture the multilayer pipe body.
  • the material layers can be connected to the front sides of the tube, for example, there to prevent the ingress of moisture between the metallurgically yes not vollflächig vcrbundenen material layers.
  • a preferred application of the production process for the production of pipes according to the invention is the production of double-layer pipes according to the invention, however, the invention is not limited thereto, also three-, four- and more multi-layer pipes according to the invention are hereby basically produced which, according to the state of the art, is at least much more difficult if not impossible at all.
  • sheets preferably metal sheets and more preferably steel sheets, as a material layer or elements of the material layer use.
  • the method of the present invention can be used as the respective inner layer and those materials - such as particularly high-strength steels - use that can not or only very difficult sweat- acid.
  • the principle of the invention remains the same: The wetting material layer acting as inner tube is already pressed into the bending roll during tube forming in a force-fitting manner into the respective material layer acting as outer tube and thus held frictionally in the respective outer tube.
  • the respectively acting as an inner tube material layer can be moved by means of force acting in the functioning as an outer tube material layer, so that a plug-in sleeve is formed, which allows Incinanderstecken of pipes, which allows a much simplified installation of the pipes on site.
  • the multilayer pipe according to the invention in particular the multilayer pipe obtained according to the present invention, is designed such that a respective inner material layer has a higher yield strength or yield strength than the respective outer material layer (see below) than this, wherein at least one material layer is preferably made of sheet metal, particularly preferably consists of sheet steel.
  • a particularly preferred embodiment of a multilayer pipe according to the invention is characterized in that the multilayer pipe is formed as a double-layer pipe, which has two layers of steel sheet, wherein the inner tube serving position steel sheet has a high to very high carbon content and thus at least not necessarily weldable at least
  • multilayer tubes can still be used.
  • double-layer tubes made of sheet steel material - are produced with high yield strength of the material of the respective inner tube at the same lower yield strength of the material of demumbleüberjetake outer tube, which is required for such uses of multilayer tubes, for which it depends on the highest possible abrasion resistance of the inner tube, as a high abrasion resistance usually also with a high hardness and this in turn goes hand in hand with a high yield strength.
  • Such multi-layer pipes which have an inner tube made of a material with a higher yield strength than a pipe arranged for this purpose, but still show no full-surface metallurgical connection of adjacent layers, can not be produced according to the prior art; they do not exist yet. On the other hand, they are made possible by the present invention. It should be pointed out that in the case of a non-pronounced yield strength - for example, in cases of increased plastic deformation - instead of the yield strength of the yield strength as the amount of stress a plastic permanent strain under a certain force occurs.
  • the method according to the invention also makes possible a much greater variety of combinations of the materials in the multilayer pipes according to the invention.
  • certain abrasion-resistant steels can not be used as the inner layer since these are due both to the high abrasion resistance i.d.R.
  • the high yield strength associated with this is not suitable for use alone (for example as a liner tube) for the tube forming process and would also have to be welded for inner tube formation, but due to their high carbon content this is not or only slightly suitable for this purpose. H. especially not necessarily weld (see above). Corresponding pipes therefore do not exist until today.
  • the method according to the invention which makes use of the frictional pressure of the respective inner tube in the respective outer tube during the production process, also enables the production of such multilayer tubes which, as inner layer, are a material which can not be welded or is not necessarily weldable - for example a steel with a high, preferably very high high carbon content - use. Also, the use of materials that can not be welded at all, such as modern plastics, which have the desired properties of a pipe inner layer, becomes possible in the first place. Tubes with such inner layers also do not exist so far.
  • the method according to the invention can also be used to produce multilayer pipes without the use of expensive and poorly deliverable plated (metallurgically bonded) metal sheets in virtually any diameter, which has hitherto not been possible in the state of the art, since here the necessary expansion is achieved by the dimensions of the expansion dies used or by a, in the case of expansion hydraulic force necessary for the uniform formation die which encloses the multilayer tube to be produced, is limited.
  • the bending roll method according to the invention allows multilayer pipes which are not subject to such predetermined limits, since the bending roll, which indeed only forms a shaping at one point of the radius of curvature of the pipe, thus does not limit the diameter of the multilayer pipe according to the invention. This makes it possible, in particular, to produce multilayer pipes without plated metal sheets which exceed the limit given by the current state of the art of approximately 610 mm (24 ”) diameter, preferably far.
  • the present invention first enables the production of multilayer tubes with partial inner layer, i. a cross-sectionally only a partial circle forming inner tube, such as in the form of a gutter insert on the pipe base, which has also not been possible according to the state of the art.
  • Fig. 9 shows a perspective view of the, later forming the outer tube, base plate 2 with stop edges 10a, 10b and, the later inner tube forming, inner plate 1 , in the still flat unprocessed state.
  • the multilayer material thus formed is formed into a multilayer pipe according to the invention with the aid of a bending roll, the respective material layer 1 serving as an inner pipe being clamped between the abutment edges 10a , 10b and thus frictionally engaged is pressed into each functioning as an outer tube material layer 2 .
  • a gap is left, which closes only in the course of the tube forming process.
  • Fig. 10 shows a cross section through a multilayer pipe 5 according to the present invention, where the base plate of the outer tube 2 has stop edges 10a , 10b and the inner tube forming inner plate 1 is clamped according to the deformation progress between these stop edges 10a, 10b, and so as a result of the bending force fit into the Outer tube 1 is pressed.
  • the gap between the edges of the overlying material layer and the stop edges 10a , 10b has previously been closed.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrlagenrohr gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (Siche jeweils z.B. US-A-3327383 . Mehrlagen-Rohre werden vorzugsweise bei hohen Anforderungen gegen Korrosion oder Abrasion verwendet.
  • Korrosionsbeständige Druckbehälter oder Druckleitungen können durch Anwendung von Mehrlagen-Rohren kostengünstigerhergestelltwerden als Massivausführungen aus entsprechenden Werkstoffen. Dies wird erreicht durch die Lastenteilung auf eine dünne, korrosionsbeständige Innenlage (z.B. rost- und säurebeständiger Stahl) und eine hochfeste, druckbeständige Außenlage (z. B. Feinkornbaustahl). Dadurch kann der Stahlverbrauch insgesamt erheblich gesenkt und ein Großteil des verbleibenden Stahlverbrauchs auf kostengünstige Werkstoffe verlagert werden.
  • Abrasionsbeständige Rohrleitungen werden durch die Ausführung als Mehrlagen-Rohr (etwa mit mechanischer Bindung, s.u.) in bestimmten Güteklassen überhaupt erst ermöglicht, da Werkstoffe (z.B. hochfeste Stähle mit hohen Härten) als Innenlage eingesetzt werden können, die für sich alleine nicht oder nur sehr schwierig zu Rohren verarbeitet werden können.
  • Andere Werkstoffkombinationen sind in großer Vielfalt möglich, prinzipiell begrenzt sich die Kombinierbarkeit von Werkstoffen dabei nur durch die jeweilig infrage kommenden Verarbeitungstechniken.
  • Beim Aufbau des Rohrmantels wird unterschieden zwischen
    • vollflächiger metallurgischer Bindung (diese erfordert plattiertes Blech als Ausgangshalbzeug), und
    • rein mechanischer Bindung (etwa einer Reibbindung) zwischen Innen- und Auβenrohr-vorzugsweise Innen- und Außenblech und ihrer Verschweißung an den Blechkanten -.
  • Die Herstellung solcher Mehrlagenrohre erfolgt dabei nach dem Stand der Technik wie folgt:
  • Bei Mehrlagenrohren mit metallurgischer Bindung zwischen den Lagen - etwa Mehrlagenrohren aus Metallblechen, vorzugsweise Stahlblechen - findet als Ausgangshalbzeug ein plattiertes Verbundblech aus zwei verschiedenen (Stahl-)Werkstoffen Verwendung. Das Mehrlagenrohr wird dann wie folgt hergestellt:
    • Zunächst erfolgt die Herstellung eines Verbund-Bleches durch Walz- oder Sprengplattieren,
    • dann die Rohrformung nach üblichen Verfahren, etwavermittels einer Biegewalze oder Biegeprese und
    • hernach die Schweißung, wobei die Außenwand des Mehrlagenrohres nach den üblichen Verfahren zur Rohrschweißung entsprechend dem verwendeten Werkstoff und die Schweißung der Innenwand als Auftragsschweißung, ebenfalls passend zum Werkstoff erfolgt.
  • Der Nachteil dieses Verfahrens nach dem Stand der Technik liegt zum einen in den hohen Kosten des Ausgangshalbzeuges und damit auch des Endproduktes, zum anderen aber auch in einer mangelnden ausreichenden Verfügbarkeit desAusgangshalbzeuges, aufgrund äußerst beschränkter Produktionskapazitäten hierfür in der Welt. So gibt es nach Kenntnis der Anmelderin und des Erfinders nur einige wenige Anlagen zur Herstelllung walzplattierter mehrlagiger Bleche, etwa in Österreich und in Japan, jedoch beispielsweise keine einzige Anlage in der Bundesrepublik Deutschland hierfür. Auch Anlagen für das Sprengplattieren sind nach Kenntnis des Erfinders und der Anmelderin kaum vorhanden. So existiert etwa bei Dynamit Nobel in Burbach, Bundesrepublik Deutschland eine der wenigen solchen Anlagen. Auch ist die hierbei verwendete Fertigungstechnik sehr problematisch und entsprechend aufwendig und teuer, wobei zusätzlich zu bemerken ist, daß sie auch nur für sehr kleine Fertigungslose überhaupt zur Verfügung steht.
  • Weiterhin ist die Anzahl derWerkstoffe, die sich auf diese Weise verarbeiten lassen, begrenzt. So lassen sich etwa bestimmte abrasionsbeständige Stähle als Innenlage dann nicht verwenden, wenn sie sich aufgrund ihres hohen Kohlenstoffanteils nicht oder nur schlecht schweißen lassen.
  • Bei Mehrlagenrohren mit mechanischer Bindung finden als Ausgangshalbzeug mehrere - vorzugsweise zwei - fertige Rohre Verwendung. Das Verfahren soll dabei im folgenden anhand des Beispiels zweier Rohre erläutert werden (im Falle weiterer Lagen sind die Auführungen entsprechend zu verstehen):
    • Zwei fertige Rohre werden aus den zu kombinierenden Werkstoffen passgenau gefertigt und ohne Reibung ineinander geschoben, wobei das äußere Rohr eine höhere Streckgrenze aufweisen muß als das innere.
    • Durch Expandieren (mechanisch - etwa vermittels eines Expansionsstempels - oder durch Flüssigkeitsdruck, wobei die ineinander liegenden Rohre in ein das Außenrohr umfassendes Gesenk gepreßt werden) wird das Innenrohr unter elastischer Aufweitung des Außenrohrs in das Außenrohr gedrückt. Nach Wegfallen der Expansionskräfte legt sich das Außenrohr wegen der höheren elastischen Rückfederung kraftschlüssig um das Innenrohr.
    • Abschließend werden die beiden Werkstoffe an den Stirnseiten verschweißt.
  • Der Nachteil dieses Verfahrens nach dem Stand derTechnik liegt darin begründet, daß das äußere Rohr eine höhere Streckgrenze aufweisen muß als das innere, da ansonsten die den Kraftschluß mit dem Innenrohr hervorrufende und daher erforderliche elastische Rückfederung des Außenrohres fehlt. Dies ist insbesondere deshalb nachteilig, weil hochfeste Werkstoffe - etwa besonders hochfeste Stähle -, wie sie vorzugsweise für abrasionsbeständige Rohrleitungen im Inneren des Rohres besonders vorteilhaft sind, hohe oder sogar sehr hohe Streckgrenzen aufweisen und sich damit für dieses Herstellungsverfahren nicht eignen.
  • Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ausgehendvom Stand der Technik, ein Mehrlagenrohr sowie Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, das einerseits die vorgenannten Nachteile zu vermeiden sucht, mithin ohne walz- und/oder sprengplattiertes Halbzeug auskommt, andererseits aber auch nicht den Beschränkungen unterliegt, die die Herstellung mehrlagiger Rohre nach dem Stand der Technik mit reibschlüssiger mechanischer Bindung von Lagen untereinander mit sich bringt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zunächst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrlagenrohres nach Anspruch 1 und ein Mehrlagenrohr nach Anspruch 6 gelöst.
  • Zweckmäßige Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Hier kann die Verwendung walz- und/oder sprengplattierten Halbzeugs dadurch vermieden werden, daß die jeweilige als Innenrohr fungierende Werkstofflage schon während der Rohrformung in der Biegewalze und/oder der zur Endformung in der Regel notwendigen Anbiegemaschine kraftschlüssig in die jeweilig als Außenrohr fungierende Werkstofflage gepresst und so im jeweiligen Außenrohr reibschlüssig gehalten wird und zwar ohne das Mehrlagenrohr aufweiten zu müssen und damit die bereits angeführten Nachteile einzugehen. Es sei darauf hingewiesen, daß in einigen Fällen aber auch eine Endformung in der Biegewalze allein möglich ist, etwa bei kürzeren Biegewalzen, die die Funktion der Endformung des Rohres mit zu leisten vermögen. In diesen Fällen nimmt eine Anbiegemaschine nicht Herstellverfahren teil.
  • Vorzugsweise wird bei Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrlagenrohre mit Hilfe einer Biegewalze das Mehrlagenrohr durch eine Schwei-βung des Außenrohres entlang der Rohrnaht und eine Auftragsschweißung des Innenrohres geschlossen, um so den Mehrlagenrohrkörper zu fertigen.
  • Auch können die Werkstofflagen an den Stirnseiten des Rohres verbunden werden, etwa um dort das Eindringen von Feuchtigkeit zwischen die metallurgisch ja nicht vollflächig vcrbundenen Werkstofflagen zu verhindern.
  • Einen bevorzugten Anwendungsfall der Herstellungsverfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Rohre, insbesondere auch des Verfahrens nach dervorliegenden Erfindung selbst, stellt die Herstellung von erfindungsgemäßen Doppellagenrohren dar, gleichwohl beschränkt sich die Erfindung nicht hierauf, auch drei-, vier- und noch mehrlagigere erfindungsgemäße Rohre sind hiermit grundsätzlich herstellbar, was nach dem Stand der Technik zumindest weitaus schwieriger, wenn nicht sogar überhaupt unmöglich ist.
  • In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung finden Bleche, vorzugsweise Metallbleche und besonders bevorzugterweise Stahlbleche, als Werkstofflage oder Elemente der Werkstofflage Verwendung.
  • Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung können als jeweilige Innenlage auch solche Werkstoffe - wie etwa besonders hochfeste Stähle - Verwendung finden, die sich nicht oder nur sehr schwer schwei-βen lassen. Das Erfindungsprinzip bleibt jedoch: Die als Innenrohr fungierende Weckstofflage wird bereits während der Rohrformung in der Biegewalze kraftschlüssig in die jeweilig als Außenrohr fungierende Werkstofflage gepresst und so im jeweiligen Außenrohr reibschlüssig gehalten.
  • Vorzugsweise wird dabei zwischen den Kanten deraufliegenden Werkstofflage und den Anschlagkanten ein Zwischenraum belassen, der sich erst im Verlaufe des Rohrformungsprozesses schließt.
  • Dabei kann nach Ausformung des Rohrkörpers die jeweilig als Innenrohr fungierende Werkstofflage vermittels Krafteinwirkung in der als Außenrohr fungierenden Werkstofflage verschoben werden, so daß sich eine Steckmuffe bildet, die ein Incinanderstecken von Rohren erlaubt, was eine stark vereinfachte Montage der Rohre vor Ort erlaubt.
  • Vorzugsweise erfolgt auch bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Schweißung des Außenrohres entlang der Rohrnaht zur Vollendung des Rohrkörpers.
  • Das erfindungsgemäße, insbesondere das nach dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Mehrlagenrohr ist so ausgestaltet, daß eine jeweilig innen liegende Werkstofflage gegenüber der jeweils außen liegenden Werkstofflage eine höhere Streckgrenze oder Dehngrenze (siehe hierzu unten) als diese aufweist, wobei zumindest eine Werkstofflage vorzugsweise aus Metallblech, besonders bevorzugterweise aus Stahlblech besteht.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrlagenrohres ist dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrlagenrohr als Doppellagenrohr ausgebildet ist, welches zwei Werkstofflagen Stahlblech aufweist, wobei die als Innenrohrfungierende Lage Stahlblech einen hohen bis sehr hohen Kohlenstoffanteil aufweist und somit zuminest nicht mehr unbedingt schweißbar ist
  • Nach der vorliegenden Erfindung ist es einerseits nicht erforderlich, plattierte Bleche (mit den bereits eingangs erörterten Nachteilen langer Lieferzeit und begrenzter Verfügbarkeit, sowie hohem Preis) zu verwenden, andererseits können trotzdem Mehrlagenrohre - insbesondere Doppellagenrohre aus Stahlblechwerkstofflagen - mit hoher Streckgrenze des Werkstoffes des jeweiligen Innenrohres bei gleichzeitig niedrigerer Streckgrenze des Werkstoffes des demgegenüberjeweiligen äußeren Rohres hergestellt werden, was etwa für solche Verwendungen von Mehrlagenrohren erforderlich ist, für die es auf eine möglichst hohe Abrasionsbeständigkeit des Innenrohres ankommt, da eine hohe Abrasionsbeständigkeit i.d.R. auch mit einer hohen Härte und diese wiederum mit einer hohen Streckgrenze einhergeht. Derartige Mehrlagenrohre, die ein innen liegendes Rohr aus einem Material mit höherer Streckgrenze als ein hierzu außen angeordnetes Rohr aufweisen, aber trotzdem keine vollflächige metallurgische Verbindung benachbarter Lagen zeigen, können bislang nach dem Stand der Technik nicht hergestellt werden; es gibt sie bisher nicht. Hingegen werden sie durch die vorliegende Erfindung möglich. Hinzuweisen ist darauf, daß im Falle einer nicht ausgeprägten Streckgrenze - etwa in Fällen nur verstärkt plastischer Verformung - anstelle der Streckgrenze dann die Dehngrenze als Betrag der Spannung einer plastischen bleibenden Dehnung unter einer bestimmten Krafteinwirkung tritt.
  • Unabhängig vom Vorgesagten ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren zudem auch eine wesentlich größere Kombinationsvielfalt der Werkstoffe in den erfindungsgemäßen Mehrlagenrohren. So lassen sich nach dem Stand derTechnik etwa bestimmte abrasionsbeständige Stähle als Innenlage nichtverwenden, da diese sich sowohl aufgrund der mit ihrer hohen Abrasionsbeständigkeit i.d.R. einhergehenden hohen Streckgrenze nicht in alleiniger Verwendung (z.B. als Einlagenrohr) zum Rohrformungsprozeß eignen und auch zur Innenrohrbildung geschweißt werden müßten, sich aufgrund ihres hohen Kohlenstoffanteils hierzu aber nicht oder nur schecht eignen, d. h. sich insbesondere nicht unbedingt schweißen lassen (s.o.). Entsprechende Rohre existieren daher bis heute ebenfalls nicht. Hingegen ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, das sich die kraftschlüssige Pressung des jeweiligen Innenrohres in das jeweilige Außenrohr während des Herstellprozesses zunutze macht, auch die Herstellung solcher Mehrlagenrohre, die als Innenlage einen nicht schweißbaren oder nicht unbedingt schweißbaren Werkstoff - etwa einen Stahl mit hohem, vorzugsweise sehr hohem Kohlenstoffanteil - verwenden. Auch wird so die Verwendung überhaupt nicht schweißbarer Werkstoffe, wie etwa moderner Kunststoffe, die die gewünschten Eigenschaften einer Rohrinnenlage aufweisen, überhaupt erst möglich. Rohre mit solchen Innenlagen existieren ebenfalls bislang nicht.
  • Wiederumunabhängighiervonkönnenmitdem erfindungsgemäßen Verfahren auch Mehrlagenrohre ohne Verwendung teurer und schlecht lieferbarer plattierter (vollflächig metallurgisch verbundener) Bleche in nahezu beliebig großen Durchmessern hergestellt werden, was nach dem Stand der Technik bislang nicht möglich ist, da hier die notwendige Expansion durch die Abmessungen der verwendeten Expansionsstempel oder durch ein, im Falle hydraulischer Expansions-Krafteinwirkung für die gleichmäßige Ausformung notwendiges Gesenk, welches das zu fertigende Mehrlagenrohr umschließt, begrenzt ist. Demgegenüber ermöglicht das erfindungsgemäße Biegewalzenverfahren Mehrlagenrohre, die solchen vorgegebenen Grenzen nicht unterliegen, da die Biegewalze, die ja immer nur an einer Stelle des Krümmungsradius des Rohres formend angreift, solchermaßen den Durchmesser des erfindungsgemäßen Mehrlagenrohres nicht begrenzt. Damit sind insbesondere auch Mehrlagenrohre ohne plattierte Bleche herstellbar, die die nach dem derzeitigen Stand der Technik gegebene Grenze, von ca. 610 mm (24") Durchmesser - vorzugsweise weit - überschreiten.
  • Auch ermöglicht die vorliegende Erfindung erst die Herstellung von Mehrlagenrohren mit partieller Innenlage, d.h. ein im Querschnitt nur einen Teilkreis bildendes Innenrohr, etwa in Form einer Rinneneinlage am Rohrfuß, was nach dem Stand derTechnik bislang ebenfalls nicht möglich ist.
  • In diesem Zusammenhang ist erwähnenswert, daß nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung selbstverständlich auch Rohre in nur ganz geringen Stückzahlen, insbesondere auch Einzelstücke wirtschaftlich herstellbar sind, was nach dem Stand der Technik in einem Falle durch das aufwendige Plattieren und die hierfür notwendigen Mindestfertigungslose und im anderen Falle durch die fürdas Expandieren notwendigen hierfürspeziell eingerichteten Werkzeuge und Vorrichtungen gehindert ist.
  • Im folgenden werden nicht einschränkend zu verstehende Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung besprochen. In dieser zeigt:
    • Fig. 9
    eine perspektivische Sicht auf das, später das Außenrohr bildende, Grundblech mit Anschlagskanten und das, das spätere Innenrohr bildende, Innenblech, und zwar im noch flachen unverarbeiteten Zustand, und
    Fig. 10
    einen perspektivischen Querschnitt durch ein Mehrlagenrohr nach der vorliegenden Erfindung, wo das Grundblech des Außenrohres Anschlagskanten aufweist und das das Innenrohr bildende Innenblech nach entsprechendem Verformungsfortschritt zwischen diesen Anschlagskanten eingeklemmt ist
  • Fig. 9 zeigt eine perspektivische Sicht auf das, später das Außenrohr bildende, Grundblech 2 mit Anschlagskanten 10a,10b und das, das spätere Innenrohr bildende, Innenblech 1, und zwar im noch flachen unverarbeiteten Zustand. Der so gebildete Mehrlagen-Werkstoff wird mit Hilfe einer Biegewalze zu einem erfindungsgemäßen Mehrlagenrohrgeformt, wobei die jeweilige als Innenrohrfungierende Werkstofflage 1 zwischen die Anschlagkanten 10a, 10b geklemmt und so kraftschlüssig in die jeweilig als Außenrohr fungierende Werkstofflage 2 gepresst wird. Hier ist auch zu sehen, daß dabei zwischen den Kanten der aufliegenden Werkstofflage und den Anschlagkanten 10a, 10b ein Zwischenraum belassen ist, der sich erst im Verlaufe des Rohrformungsprozesses schließt.
  • Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch ein Mehrlagenrohr 5 nach der vorliegenden Erfindung, wo das Grundblech des Außenrohres 2 Anschlagskanten 10a, 10b aufweist und das das Innenrohrbildende Innenblech 1 nach entsprechendem Verformungsfortschritt zwischen diesen Anschlagkanten 10a, 10b eingeklemmt ist, und es so infolge des Biegeprozesses kraftschlüssig in das Außenrohr 1 gepresst wird. Der Zwischenraum zwischen den Kanten der aufliegenden Werkstofflage und den Anschlagkanten 10a, 10b hat sich zuvor bereits geschlossen.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Mehrlagenrohres (5) mit Hilfe einer Biegewalze,
    wobei
    - einzelne zum Mehrlagenrohr (5) zu kombinierende Werkstofflagen (1, 2) aufeinandergelegt werden, wobei eine als jeweiliges Außenrohr fungierende Werkstofflage (2) ein Grundblech bildet, das in etwa entlang seiner beiden Längskanten oder in etwa parallel hierzu jeweils eine, vorzugsweise aufgeschweißte, Anschlagkante (10a, 10b) aufweist und die aufliegende Werkstofflage (1) lose zwischen diese Anschlagkanten (10a, 10b) zu liegen kommt, und
    - der so gebildete Mehrlagen-Werkstoff mit Hilfe der Biegewalze zu einem Mehrlagenrohr (5) geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige als Innenrohr fungierende Werkstofflage (1) gegenüber der als jeweiliges Außenrohr fungierende Werkstofflage (2) eine höhere höhere Streckgrenze oder Dehngrenze als diese aufweist, die jeweilige als Innenrohrfungierende Werkstofflage (1) zwischen die Anschlagkanten (10a, 10b) geklemmt und in der Endphase der Rohrformung in der Biegewalze und/oder einer nachfolgend zum Einsatz kommenden Anbiegemaschine die jeweilige als Innenrohr fungierende Werkstofflage (1) hierdurch kraftschlüssig in die jeweilig als Außenrohr fungierende Werkstofflage (2) gepresst wird.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Mehrlagenrohres (5) mit Hilfe einer Biegewalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Innenrohr fungierende Werkstofflage (1) beim fertigen Mehrlagenrohr (5) im Querschnitt einen Teilkreis bildet und so vorzugsweise eine Rinne am Fuß des Mehrlagenrohres formt.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Mehrlagenrohres (5) mit Hilfe einer Biegewalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne zum Mehrlagenrohr (5) zu kombinierende Werkstofflagen (1, 2) aufeinandergelegt werden, wobei zwischen den Kanten der aufliegenden Werkstofflage (1) und den Anschlagkanten ein Zwischenraum belassen wird, der sich erst im Verlaufe des Rohrformungsprozesses schließt.
  4. Verfahren zur Herstellung eines Mehrlagenrohres (5) mit Hilfe einer Biegewalze nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
    - nach Ausformung des Rohrkörpers (5) die jeweilig als Innenrohr fungierende Werkstofflage (1) vermittels Krafteinwirkung in der als Außenrohr fungierenden Werkstofflage (1) verschoben wird, so daß sich eine Steckmuffe bildet, die ein Ineinanderstecken von Rohren (5) erlaubt.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Mehrlagenrohres (5) mit Hilfe einer Biegewalze nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrlagenrohr (5) durch eine Schweißung (7) des Außenrohres (2) entlang der Rorhrnaht (8) geschlossen wird.
  6. Mehrlagenrohr (5) mit jeweilig innen liegender Werkstofflage (1) und jeweils außen liegender Werkstofflage (2) wobei keine vollflächige metallurgische Bindung benachbarter Lagen besteht, und wobei die jeweilig innen liegende Werkstofflage (1) gegenüber der jeweils außen liegenden Werkstofflage (2) eine höhere Streckgrenze oder Dehngrenze als diese aufweist und wobei das Mehrlagenrohr (5) durch eine Schweißung (7) des Außenrohres (2) entlang der Rohrnaht (8) geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die als Innenrohr fungierende Werkstofflage (1) kraftschlüssig in die jeweilig als Außenrohr fungierende Werkstofflage (2) gepreßt ist.
  7. Mehrlagenrohr (5) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daβ zumindest eine Werkstofflage (1, 2) aus Metallblech besteht.
  8. Mehrlagenrohr (5) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daβ zumindest eine Werkstofflage (1, 2) aus Stahlblech besteht.
  9. Mehrlagenrohr (5) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrlagenrohr als Doppellagenrohr (5) ausgebildet ist, welches zwei Werkstofflagen (1, 2) aus Stahlblech aufweist, wobei die als Innenrohrfungierende Lage Stahlblech (1) einen hohen bis sehr hohen Kohlenstoffanteil aufweist und somit nicht mehr unbedingt schweißbar ist
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