| Dokumentenidentifikation |
DE10350279A1 25.05.2005 |
| Titel |
Verfahren zur Einstellung spezifischer Qualitätsmerkmale und/oder -eigenschaften von Rohren mittels Druckprüfung |
| Anmelder |
Eisen- und Metallwerke Ferndorf GmbH, 57223 Kreuztal, DE |
| Erfinder |
La Camp, Hans-Joachim de, Dipl.-Ing., 82194 Gröbenzell, DE;
Schmeck, Franz-Josef, 57258 Freudenberg, DE;
Thomalla, Siegfried, Dr.-Ing., 57271 Hilchenbach, DE |
| Vertreter |
Hemmerich und Kollegen, 57072 Siegen |
| DE-Anmeldedatum |
25.10.2003 |
| DE-Aktenzeichen |
10350279 |
| Offenlegungstag |
25.05.2005 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
25.05.2005 |
| IPC-Hauptklasse |
F17D 5/00
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| Zusammenfassung |
Bei einem Verfahren zur Einstellung spezifischer Qualitätsmerkmale und/oder -eigenschaften von Rohren 1 mittels Druckprüfung, insbesondere bei Stahlrohren für Rohrleitungen für brennbare Medien, wird bei jedem einzelnen Rohr 1, über das Wasservolumen für die Druckprüfung gemäß DIN EN 10208 Teil 2 hinaus, ein zusätzliches Wasservolumen 11 eingefüllt mit der Maßgabe, dass das Rohrmaterial geringfügig in dem plastischen Bereich beansprucht wird.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung spezifischer
Qualitätsmerkmale und/oder -eigenschaften von Rohren mittels Druckprüfung, insbesondere
Stahlrohren für Rohrleitungen für brennbare Medien.
Für die Beförderung von brennbaren Medien wie beispielsweise Erdgas
oder Erdöl werden über große Entfernungen Rohrleitungen (Fernleitungen, Pipeline)
überirdisch oder unterirdisch verlegt. Die dabei verwendeten Stahlrohre besitzen
aktuell, abhängig von den beabsichtigten Durchflussmengen, einen Durchmesser von
bis zu 1800 mm.
Zum Einsatz kommen nahtlose (S-) Rohre, hochfrequenzgeschweisste (HFW-)
Rohre, unterpulvergeschweisste (SAW-) Rohre oder Stahlrohre, die mit Hilfe eines
kombinierten Schutzgas- und Unterpulverschweißverfahrens hergestellt werden (COW-Rohre).
Bei den unterpulvergeschweissten Rohren wird nach Rohren mit Längsnaht
(SAWL) oder nach Rohren mit einer Spiralnaht (SAWH) unterschieden.
Die technischen Lieferbedingungen für derartige Stahlrohre sind in
der DIN EN 10208 Teil 2 festgelegt. Gemäß Absatz 8.2.3.8 ist ein Innendruckversuch
mit Wasser durchzuführen. Zweck dieses Innendruckversuches ist es, festzustellen,
ob das Rohr dem hydrostatischen Prüfdruck standhält. Die Höhe des hydrostatischen
Prüfdruckes ist von der Art der Prüfeinrichtung abhängig.
Zur Herstellung von Rohrleitungen werden die oben beschriebenen Stahlrohre,
unter Berücksichtigung unterschiedlicher Längen, zusammengeschweisst. Nach der Fertigstellung
werden diese Rohrleitungen, welche zum Befördern gefährdender Flüssigkeiten oder
Gasen unter hohen Drücken vorgesehen sind, einem Stresstest unterzogen. Stresstests
sind Wasserdruckprüfungen mit Beanspruchungen der Rohre und Rohrbogen bis an den
Bereich der tatsächlichen Streckgrenze der Rohre – bei ausreichendem Abstand
zur Bruchfestigkeit – unter Beachtung der zulässigen integralen plastischen
Verformung der Rohrleitung.
Das VdTÜV Merblatt 1060 (Rohrleitungen) enthält Hinweise für die Anwendung
und die Durchführung des Stresstests.
Nachteilig bei dieser zeitlichen Arbeitsfolge, Herstellung des Rohres
im Herstellerwerk, Druckprüfung nach DIN EN 10208 Teil im Herstellerwerk, Transport
der Rohre zum Verlegeort, Zusammenschweißen der Rohre und Durchführung des Stresstestes
nach VdTÜV-Merkblatt 1060, ist, dass sich das Rohr während des Stresstests plastisch
verformen kann und bereits bei der Herstellung der Rohre vorhandene Fehler wie Risse
oder dgl. erst jetzt, in einem zusammengeschweißten Rohrstrang, ermittelt werden.
Diese Arbeitsfolge führt bei einem Fehler, welcher erst beim Stresstest auftritt,
zu einer zeitaufwändigen und teuren Reparatur der Rohrleitung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Stresstest vor
Ort zu reduzieren und die Qualitätsmerkmale und/oder -eigenschaften der Rohre zu
verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den im
Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Durch die geringfügige Beanspruchung des Rohres in den plastischen
Bereich bereits im Herstellerwerk, im Anschluß an die Druckprobe gemäß DIN EN 10208
Teil 2, wird der Aufwand, welcher bei einem Stresstest auf dem Verlegeort bei der
Rohrleitung anfällt, deutlich reduziert und das Risiko, ein fehlerhaftes Rohr an
die Rohrleitung anzuschweissen, minimiert.
Dadurch, dass die plastische Verformung der einzelnen Rohre bereits
bei der Herstellung im Herstellerwerk durchgeführt wird, wird ein im Hinblick auf
diese Änderung vorbehandeltes Rohr zum Verlegeort gebracht.
Bei der nach der Erfindung vorgenommenen Innenexpandierung erfolgt
weiterhin eine Optimierung der Kreisform, ein Abbau von Eigenspannungen, eine Reduzierung
der Streuung der Streckgrenze über die gesamte Rohrliefung durch Anhebung der tatsächlichen
Streckgrenzen der Rohre mit niedrigen K × S-Werten, wodurch ein höherer ertragbarer
Lastwechsel erreicht wird. Der Außendurchmesser der Rohre wird durch das zusätzliche
Wasservolumen um 2 bis 3 Promille vergrößert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von sehr schematischen
Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Rohrprüfvorrichtung in Seitenansicht
in Teilschnitt.
In 1 ist ein Rohr 1 dargestellt,
welches einer Innendruckprüfung unterzogen wird. Hierzu wird das Rohr
1 auf zwei Lagerstellen 2, 3 aufgelegt und an den beiden
Enden 4, 5 mit kegeligen Spannelementen
6, 7 verschlossen. Durch eine Öffnung 8 im Spannelement
6 wird mit einer Pumpe 9 Wasser in das Innere 10 des
Rohres 1 gepumpt und das Rohr 1 einer hydrostatischen Druckprobe
unterzogen. Der bei der Druckprobe zu berücksichtigende Druck, der sich an den tatsächlichen
statistisch ermittelten K × S-Werten orientiert, wird mit einer Messvorrichtung
10 kontrolliert und/oder eingestellt. Nach Erreichen des vorgegebenen Prüfdruckes
wird dieser eine Zeitlang konstant gehalten.
Zur Einstellung spezifischer Qualitätsmerkmale und/oder -eigenschaften
wird im Anschluss daran eine vorher berechnete, zusätzliche Wassermenge
11 in das Rohr 1 gepumpt. Der Pumpvorgang für die zusätzliche
Wassermenge 11 erfolgt über einem Zeitraum von mehreren Minuten. Je nach
Ausführung des Rohres und abhängig von Rohrwanddicke, Rohrlänge, Rohrdurchmesser
sowie den Materialeigenschaften sind für den Pumpvorgang 3 bis 10 min zu berücksichtigen.
Zur Ermittlung der Materialeigenschaften wird das Vormaterial der
Stahlrohre einem Zugversuch unterzogen. Weiterhin werden die Werte, welche vom Walzwerk
beigefügt sein müssen, berücksichtigt.
Durch die Zuführung dieser zusätzlichen Wassermenge 11 über
einen vorgegebenen Zeitraum wird eine plastische Verformung des Rohres
1 erzielt.
Um dem Rohr 1 eine plastische Verformung zu ermöglichen,
kann auch eine Verweilzeit der gesamten Wassermenge in dem Rohr 1 berücksichtigt
werden. Diese zusätzliche Verweilzeit kann vorher bei einem Versuchsrohr ermittelt
werden oder bei Beginn der Produktion bei den ersten Rohre einer Serie festgelegt
werden.
Sämtliche Angaben zum hergestellten Rohr, den Ergebnissen der Druckprobe,
der zusätzlichen Wassermenge, der Pumpzeit, der Verweilzeit usw. werden in einem
angeschlossenen Rechner 12 aufgezeichnet und dokumentiert.
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| Anspruch[de] |
- Verfahren zur Einstellung spezifischer Qualitätsmerkmale und/oder -eigenschaften
von Rohren mittels Druckprüfung, insbesondere Stahlrohren für Rohrleitungen für
brennbare Medien, dadurch gekennzeichnet, dass jedem einzelnen Rohr
1, über das Wasservolumen für die Druckprobe gemäß DIN EN 10208 Teil 2
hinaus, ein zusätzliches Wasservolumen 11 eingefüllt wird mit der Maßgabe,
dass das Rohrmaterial geringfügig in den plastischen Bereich beansprucht wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche
Wasservolumen 11 für einen Zeitraum von 2 bis 3 min in dem Rohr verbleibt.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr im
Außendurchmesser um 2 bis 3 Promille vergrößert wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche
Wasservolumen 11, welches als Vorgabe in der Serienproduktion berücksichtigt
wird, dadurch bestimmt wird, dass bei einem Proberohr 1 schrittweise ein
zusätzliches Wasservolumen 11 eingefüllt wird, bis die Veränderungen einen
vorher festgelegten Grenzwert erreichen.
- Anwendung des Verfahrens nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche
auf spiralverschweißte Rohre 1.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen
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