NL8301393A - Werkwijze voor het vervaardigen van een geplateerd stalen pijp. - Google Patents

Description

• ' >

WERKWIJZE VOOR HET VERVAARDIGEN VAN EEN

GEPLATEERD STALEN PIJP.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een geplateerd stalen pijp. Voor oliepijpleidingen of transportleidingen in fabrieksinstalla-ties zijn niet alleen de druksterkte of de warmtebestendig-5 heid maar ook de corrosie- en slijtagevastheid noodzakelijke voorwaarden. Om hieraan te voldoen wordt gebruik gemaakt van een corrosiebestendige duplex pijp die bestaat uit een inwendige pijp van roestvaststaal en een uitwendige pijp van koolstof staal. De binnen- en buitenpijp moeten daarbij stevig met 10 elkaar zijn verbonden.

Bij de conventionele wijze voor het vervaardigen van deze soort duplex pijpen, is het gebruikelijk om de van koolstofstaal vervaardigde buitenpijp op geschikte wijze met de binnenpijp van roestvaststaal te verbinden door bijvoor-15 beeld een expansiemethode onder gebruikmaking van hydrostatische druk, waarbij de randen van de pijpen aan elkaar werden gelast om relatieve verschuiving in langsrichting van de pijpen te voorkomen.

Vervolgens werd de op deze wijze voorbewerkte pijp 20 verhit tot een hoge temperatuur en gestrekt onder gebruikmaking van een matrijs en een doorn of gerold en gestrekt onder gebruikmaking van een pijptrekmethode.

Bij deze methode moet echter bij het rollen tot een hoge temperatuur worden verhit en is een groot vermogen nodig 25 voor de extrusie- en trekbewerking. In het geval van een duplex pijp van koolstofstaal en roestvaststaal moeten de voorbewerkte pijpen bijvoorbeeld gedurende een lange tijd op 1200° C gehouden worden, zodat deze werkwijze het nadeel heeft van veel onderhoud aan de verwarmingsinrichting en de machines, ter-30 wijl de inrichting bovendien door zijn grote afmetingen kostbaar is. Bij het gebruik van de bovenbeschreven conventionele werkwijze treden verder problemen op met betrekking tot scheuren of breken van een pijp ten gevolge van de verschillen in de ductiliteit en de weerstand tegen deformatie bij hoge tem- 830 1 39 3 2 peratuur tussen de met elkaar te verbinden verschillende metalen. Ook de kwaliteit van de verbinding en de uitval van de produkten schijnt onbevredigend te zijn.

De uitvinding beoogt een werkwijze te verschaffen 5 voor het vervaardigen van een geplateerde stalen pijp waarmee de bewerkingsduur bij de vervaardiging van de samengestelde pijp wordt verkort, de.benodigde hoeveelheid energie wordt verminderd en de nauwkeurigheid van de verbinding mogelijk wordt verbeterd door de vlakken metallurgisch met elkaar te 10 verbinden.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt hiertoe een geplateerde stalen pijp gevormd waarbij de in een voorgaande strekbewerking met elkaar verbonden vlakken van de basispijpen metallurgisch met elkaar worden verbonden. Bovendien wor-15 den ten minste de einddelen van de basispijpen aan elkaar gelast, waarna het aldus gefixeerde pijplichaam in de richting van de hartlijn van de pijp wordt gestrekt en gedeformeerd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding worden de einden van de pijpdelen onder 20 vacuüm aanéén gelast.

Vervolgens wordt het op deze wijze gefixeerde pijplichaam in een op zichzelf bekende diffusielasinrichting gebracht zoals een onder hoge temperatuur werkende isostatische persinrichting, en de aan elkaar grenzende vlakken van de ba-25 sispijpen worden door diffusielassen met elkaar verbonden.

Vervolgens wordt de op deze wijze gelaste pijp gestrekt en gedeformeerd in de langsrichting van de pijp teneinde een geplateerde stalen pijp met een gewenste lengte te verkrijgen.

De uitvinding wordt hierna nader uiteengezet aan de 30 hand van de bijgevoegde tekeningen.

Fig. 1 toont een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht dat schematisch het samenstellen van de basispi jp toont.

Fig. 2 is een doorsnede van de drievoudige gefixeer- 35 de pijp.

Fig. 3 is een schematische doorsnede die het lassen van de einddelen van de samengestelde pijp toont.

Fig. 4 is een schematische doorsnede die het diffu- 8301393 3 / sielassen van de samengestelde pijp toont.

Pig. 5 is een schematische doorsnede die het strekken van de samengestelde pijp toont.

Pig. 6 en 7 tonen de deformatie van de samengestel- 5 de pijp.

De basispijpen/ dat wil zeggen de middenpijp van koolstofstaal 1, de inwendige pijp van roestvaststaal 2 en de uitwendige pijp van titanium worden samengevoegd terwijl deze respectievelijk kamertemperatuur, een lagere temperatuur en 10 een hogere temperatuur hebben. Nadat de temperatuur van de samengestelde buis teruggekeerd is tot de kamertemperatuur zijn de respectieve pijpen mechanisch stevig met elkaar verbonden. De op deze wijze verkregen samengestelde buis wordt getoond in fig · 2.

15 De op de bovenomschreven wijze samengestelde pijp wordt in een op zichzelf bekende elektronenstraal-lasinrich-ting B gebracht. Het aanéén lassen van de met elkaar verbonden einddelen van de drie basispijpen 1, 2, 3 geschiedt met behulp van een elektronenkanon 4. In dit praktische voorbeeld 20 wordt eerst een hoog vacuüm opgewekt voordat de las wordt aangebracht, en na het lassen wordt het vacuüm ter plaatse van de tussenvlakken van de met elkaar verbonden pijpen in stand gehouden. Vervolgens wordt de samengestelde pijp A in een met hoge temperatuur werkende isostatische drukinrichting C ge-25 bracht zoals in fig. 4 wordt getoond. In deze inrichting C wordt een temperatuur T en een druk P ingesteld onder een atmosfeer van argongas, en de respectieve basispijpen worden ter plaatse van hun tussenvlakken metallurgisch met elkaar verbonden. Op deze wijze wordt dus het één geheel vormende 30 drievoudige pijplichaam A* verkregen.

De volgende stap van de werkwijze is dat het aldus gevormde pijplichaam A' geëxtrudeerd wordt onder gebruikmaking van een matrijs 7 en een doorn 8 zoals in fig. 5 wordt getoond. Door deze bewerking wordt een dunne en lange drievou-35 dige geplateerde pijp A'' verkregen.

Het is niet waarschijnlijk dat bij deze werkwijze plooien in of breuk van de pijp optreden aangezien, zoals boven beschreven, bij het gevormde pijplichaam de drie basispij- 8301393 4 pen 1, 2, 3 metallurgisch met elkaar zijn verbonden voordat de trekbewerking plaats vindt.

In de figuren wordt getoond en hierboven is aangegeven, dat de samengestelde basispijp aan beide zijden open is.

5 De uitvinding kan echter eveneens worden toegepast op een samengestelde buis met één gesloten einde. De drie basispijpen hebben in dat geval elk een gesloten einde. Bij toepassing van een dergelijke basispijp behoeft slechts de open zijde gelast te worden.

10 Na de metallurgische verbinding in de op hoge tem peratuur werkende isostatische persinrichting trekt het samen- « gestelde pijplichaam A' met het afkoelen samen. In het geval dat de thermische uitzettingscoëfficiënt van de buitenste basispi jp kleiner is dan die van de binnenste basispijp, trekt 15 de binnenzijde van de basispijp bij het afkoelen sterk samen, waardoor de verbinding weer los kan raken. Om dit tegen te gaan wordt in de samengestelde buis een kern aangebracht met een thermische uitzettingscoëfficiënt die gelijk is aan of kleiner dan die van de buitenste basispijp zodat bij het af-20 koelen deze kern het losraken van de met elkaar verbonden de- len van de basispijp voorkomt. Het kernmateriaal kan later worden verwijderd of in de kern kan later een gat worden gemaakt waarna de trek- en strekbewerking wordt uitgevoerd.

Nadat de gestrekte lange geplateerde pijp is ge-25 vormd, wordt deze tot de gewenste pijplengten afgekort waarbij de tussenvlakken van de afgekorte pijpdelen alle metallurgisch met elkaar zijn verbonden.

Het is verder onnodig te zeggen dat het praktische i gebruik van de onderhavige uitvinding niet beperkt is tot de 30 bovengenoemde praktische voorbeelden. Het is bijvoorbeeld mogelijk om niet alleen een drievoudige pijp maar ook een duplex pijp of een meervoudige pijp te vervaardigen en er kunnen verscheidene andere bewerkingen worden toegepast zoals TIG-lassen of het trekken van de pijp· 35 Zoals boven beschreven wordt een lange geplateerde pijp gewoonlijk gebruikt nadat deze tot de gewenste pijpleng-te is afgekort, maar ook bestaat de mogelijkheid dat een gevormde geplateerde pijp wordt gebruikt in de vorm waarin deze 83 0 1 39 3 * «* 5 is vervaardigd. In dat geval worden bijvoorbeeld corrosievast materiaal en koolstofstaal gebruikt voor respectievelijk de binnenzijde en de buitenzijde, zoals in fig. 6 wordt getoond. De corrosiebestendige basispijp 2 wordt metallurgisch verbon-5 den en wel zodanig dat de beide einddelen daarvan (of één einddeel) buiten de buitenste buis uitsteekt. Vervolgens wordt het produkt getrokken en gedeformeerd. De in fig. 7 getoonde buis met corrosievastheid aan beide einddelen wordt op deze wijze verkregen.

10 Zoals boven beschreven is het mogelijk om met de On derhavige uitvinding een geplateerde pijp te verkrijgen waarbij de aan elkaar grenzende vlakken van de samenstellende delen over de gehele lengde van een lange ou dunnen pijp uniform met elkaar zijn verbonden, door gebruik te maken van de 15 samengestelde korte en dikke basispijp. Bovendien wordt het over het gehele oppervlak verbinden van de delen onafhankelijk van de lengte en de dikte van deze korte basispijp eenvoudig bereikt. De tegen elkaar aan liggende vlakken van de verschillende basispijpen worden tegelijkertijd met elkaar 20 verbonden door een diffusielasmethode. Verder bestaat het voordeel dat de diffusielasmethode uitgevoerd kan worden met een lage temperatuur in vergelijking met de rol-lasmethode terwijl minder energie wordt verbruikt. Het is mogelijk om een op zichzelf bekende, bijvoorbeeld voor gewone koolstof-25 stalen pijpen gebruikte extrusie-vorminrichting te gebruiken omdat de basispijpen metallurgisch volledig met elkaar zijn verbonden door de daaraan voorafgaande diffusielasbewerking.

De bij de vroegere methode bekende nadelen van de produkten zoals plooien of breuken treden bij het trekken niet op en bo-30 vendien kan de vormgevingsbewerking plaatsvinden bij een lagere temperatuur dan tot nu toe gebruikelijk.

8301393

Claims (1)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een geplateerd stalen pijp g ekenmerkt door het ten opzichte van elkaar fixeren van een aantal basispijpen, het onder vacuüm aanéén lassen van de einddelen van de basispijpen, het 5 door diffusielassen metallurgisch met elkaar verbinden van tegen elkaar aan liggende pijpen, en het aan een trekbewerking onderwerpen van de samengestelde pijp· 8301393