DE102013102704A1

DE102013102704A1 - Verfahren zum Herstellen eines Stahlrohres mit Reinigung der Rohrinnenwand

Info

Publication number: DE102013102704A1
Application number: DE102013102704.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Froböse; Udo Rauffmann
Original assignee: Sandvik Materials Technology Deutschland GmbH
Current assignee: Alleima GmbH
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2014-09-18
Also published as: KR20150131380A; JP2016512794A; JP6391666B2; EP2976168B1; US9839949B2; KR102210790B1; EP2976168A1; ES2762215T3; US20160193640A1; CN105228763A; CN105228763B; WO2014146936A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlrohres mit Fertigen des Stahlrohres mit einer Rohrinnenwand, einer Rohraußenwand und einem von der Rohrinnenwand umgebenen freien Rohrquerschnitt, wobei das Stahlrohr auf der Rohrinnenwand nach dem Fertigen mindestens eine Verunreinigung aufweist, und nach dem Fertigen des Stahlrohres Reinigen der Rohrinnenwand. Zur Herstellung von präzisen Metallrohren, insbesondere aus Stahl, wird ein ausgedehnter hohlzylindrischer Rohling im vollständig erkalteten Zustand durch Druckspannungen kalt reduziert. Dabei wird der Rohling zu einem Rohr mit definiertem reduziertem Außendurchmesser und einer definierten Wanddicke umgeformt. Bei einer solchen Umformung treten Verunreinigungen insbesondere auf der Rohrinnenwand auf. Dabei sind verschiedene Verfahren zum Reinigen der Rohrinnenwand eines Stahlrohrs bekannt. Dem gegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlrohres bereitzustellen, welches es ermöglicht, Rohre mit großen Längen so herzustellen, dass die Innenwand frei von Verunreinigungen ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein eingangs genanntes Verfahren derart weiterzuentwickeln, dass nach dem Fertigen ein Reinigen der Rohrinnenwand erfolgt mit den Schritten Einleiten von flüssigem oder festem CO2 in den freien Rohrquerschnitt und Aufbringen des flüssigen oder festen CO2 auf die Rohrinnenwand zum Entfernen der Verunreinigung von der Rohrinnenwand.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlrohres mit Fertigen des Stahlrohres mit einer Rohrinnenwand, einer Rohraußenwand und einem von der Rohrinnenwand umgebenen freien Rohrquerschnitt, wobei das Stahlrohr auf der Rohrinnenwand nach dem Fertigen mindestens eine Verunreinigung aufweist, und nach dem Fertigen des Stahlrohres Reinigen der Rohrinnenwand.
Zur Herstellung von präzisen Metallrohren, insbesondere aus Stahl, wird ein ausgedehnter hohlzylindrischer Rohling im vollständig erkalteten Zustand durch Druckspannungen kalt reduziert. Dabei wird der Rohling zu einem Rohr mit definiertem reduziertem Außendurchmesser und einer definierten Wanddicke umgeformt.
Das am weitesten verbreitete Reduzierverfahren für Rohre ist als Kaltpilgern bekannt, wobei der Rohling Luppe genannt wird. Die Luppe wird beim Walzen über einen kalibrierten, d.h. den Innendurchmesser des fertigen Rohrs aufweisenden Walzdorn geschoben und dabei von außen von zwei kalibrierten, d.h. den Außendurchmesser des fertigen Rohrs definierenden Walzen umfasst und in Längsrichtung über den Walzdorn ausgewalzt.
Während des Kaltpilgerns erfährt die Luppe einen schrittweisen Vorschub in Richtung auf den Walzdorn zu bzw. über diesen hinweg, während die Walzen drehend über den Dorn und damit die Luppe horizontal hin- und herbewegt werden. Dabei wird die Horizontalbewegung der Walzen durch ein Walzgerüst vorgegeben, an dem die Walzen drehbar gelagert sind. Das Walzgerüst wird in bekannten Kaltpilgerwalzanlagen mit Hilfe eines Kurbeltriebs in einer Richtung parallel zum Walzdorn hin- und herbewegt, während die Walzen selbst ihre Drehbewegung durch eine relativ zum Walzgerüst feststehende Zahnstange erhalten, in die fest mit den Walzenachsen verbundene Zahnräder eingreifen.
Der Vorschub der Luppe über den Dorn erfolgt mit Hilfe eines Vorschubspannschlittens, welcher eine Translationsbewegung in einer Richtung parallel zur Achse des Walzdorns erfährt.
Die im Walzgerüst übereinander angeordneten konisch kalibrierten Walzen drehen sich entgegen der Vorschubrichtung des Vorschubspannschlittens. Das von den Walzen gebildete sogenannte Pilgermaul erfasst die Luppe und die Walzen drücken nach außen eine kleine Werkstoffwelle ab, die vom Glättkaliber der Walzen und dem Walzdorn zu der vorgesehenen Wanddicke ausgestreckt wird, bis das Leerlaufkaliber der Walzen das fertige Rohr freigibt. Während des Walzens bewegt sich das Walzgerüst mit den daran befestigten Walzen entgegen der Vorschubrichtung der Luppe. Mit Hilfe des Vorschubspannschlittens wird die Luppe nach dem Erreichen des Leerlaufkalibers der Walzen um einen weiteren Schritt auf den Walzdorn hin vorgeschoben, während die Walzen mit dem Walzgerüst in ihre horizontale Ausgangslage zurückkehren. Gleichzeitig erfährt die Luppe eine Drehung um ihre Achse, um eine gleichmäßige Form des fertigen Rohrs zu erreichen. Durch mehrfaches Überwalzen jedes Rohrabschnitts werden eine gleichmäßige Wanddicke und Rundheit des Rohrs sowie gleichmäßige Innen- und Außendurchmesser erreicht.
Um während des Umformens die Reibung zwischen dem Walzdorn und der Luppe zu reduzieren, wird auf den Walzdorn ein Schmiermittel, auch als Dornstangenschmierstoff bezeichnet, aufgetragen. Dieser Schmierstoff haftet nach dem Umformen zumindest teilweise an der Rohrinnenwand des fertigen Rohrs an. Während eine solche Verunreinigung der Rohrinnenwand durch verbleibenden Dornstangenschmierstoff für einige Anwendungen der fertigen Rohre unerheblich ist, muss für andere Anwendungen die Rohrinnenwand aufwendig gereinigt werden. Dabei ist die Reinigung der Rohrinnenwand vor allem deshalb erschwert, da die fertigen Rohre einen vergleichsweise geringen Durchmesser und eine große Länge aufweisen können.
Ähnliche Verunreinigungen der Rohrinnenwand treten aber auch bei alternativen Umformtechniken wie beispielsweise dem Kaltziehen von Rohren auf.
Beim Rohrziehen wird ein bereits rohrförmiger Rohling auf einer Ziehbank kalt so umgeformt, dass er die gewünschten Maße erhält. Das Ziehen ermöglicht aber nicht nur eine präzise und beliebige Dimensionierung des fertigen Rohres sondern die kalte Umformung bewirkt auch eine Verfestigung des Werkstoffs, d.h. seine Streckgrenze und Festigkeit werden erhöht, während gleichzeitig seine Dehnungswerte kleiner werden. Diese Optimierung der Materialeigenschaften ist für viele Anwendungszwecke, beispielsweise in der Hochdruck- und Medizintechnik, dem Flugzeugbau, aber auch im allgemeinen Maschinenbau, ein erwünschter Effekt des Rohrziehens.
In Abhängigkeit von dem verwendeten Werkzeug unterscheidet man den sogenannten Hohlzug, den Kernzug und den Stangenzug. Während beim Hohlzug lediglich der Außendurchmesser des Rohres in einem als Ziehring oder Ziehmatrize bezeichneten Werkzeug reduziert wird, werden beim Kernzug und Stangenzug auch der Innendurchmesser sowie die Wanddicke des gezogenen Rohrs definiert.
Ein unerwünschter Effekt beim Kaltziehen von Rohren ist das sogenannte Rappeln. Dabei kommt es aufgrund hoher Reibung zwischen Werkzeug und zu ziehendem Rohr zu einer ungleichmäßigen Ziehgeschwindigkeit. Im ungünstigsten Falle bewegt sich das Rohr intermittierend entweder gar nicht relativ zum Werkzeug oder mit hoher Geschwindigkeit. Durch das Rappeln entstehen Riefen insbesondere auf der Innenoberfläche des gezogenen Rohrs.
Um gleichmäßige Ziehgeschwindigkeiten zu erreichen und ein Rappeln zu verhindern, werden daher Ziehöle verwendet, um die Gleitreibung zwischen dem zu ziehenden Rohr und den Werkzeugen zu reduzieren.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zum Reinigen der Rohrinnenwand eines Stahlrohrs bekannt. So kann beispielsweise das gesamte Rohr in ein Lösemittel eingetaucht werden, welches dann die Verunreinigung auf der Rohrinnenwand löst und aus dem Rohr herausspült. In einer alternativen Ausgestaltung des Standes der Technik wird ein Reinigungsstopfen durch das Rohr geführt, wobei der Stopfen so bemessen ist, dass er Verunreinigungen auf der Rohrinnenwand abstreift und aufnimmt. Ein solcher Stopfen ist an seiner Außenfläche beispielsweise aus Filz gebildet.
Gegenüber diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlrohres bereitzustellen, welches es ermöglicht, Rohre mit großen Längen so herzustellen, dass die Innenwand frei von Verunreinigungen ist.
Die zuvor genannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlrohres gelöst mit Fertigen des Stahlrohres mit einer Rohrinnenwand, einer Rohraußenwand und einem von der Rohrinnenwand umgebenen freien Rohrquerschnitt, wobei das Stahlrohr auf der Rohrinnenwand nach dem Fertigen mindestens eine Verunreinigung aufweist, und nach dem Fertigen Reinigen der Rohrinnenwand mit den Schritten Einleiten von flüssigem oder festem CO₂ in den freien Rohrquerschnitt und Aufbringen des flüssigen oder festen CO₂ auf die Rohrinnenwand zum Entfernen der Verunreinigung von der Rohrinnenwand.
Überaschenderweise hat sich gezeigt, dass das Einleiten von flüssigem oder festem CO₂ in den freien Rohrquerschnitt und das Aufbringen des flüssigen oder festen CO₂ auf die Rohrinnenwand gut geeignet ist, diese von der Verunreinigung zu befreien und so die Rohrinnenwand des Rohrs zu reinigen.
Dabei wird unter einem Aufbringen des CO₂ im Sinne der vorliegenden Anmeldung verstanden, dass das CO2 mit der Innenwand oder der Verunreinigung in Kontakt oder Eingriff gebracht wird.
Während es grundsätzlich möglich ist, die Rohrinnenwand alternativ mit flüssigem oder festem CO₂ zu reinigen, verfügt flüssiges CO₂ tendenziell über den Nachteil, dass sich beim Kontakt des flüssigen CO₂ mit der zu reinigenden Wand ein Gasfilm zwischen Wand und flüssigem CO₂ ausbildet, welcher die Reinigungswirkung verringert.
Dem gegenüber weist festes CO₂ nicht nur einen vorteilhaften Wärmeübergang von dem festen CO₂ auf die zu reinigende Rohrwand bzw. die Verunreinigung und damit eine auf diese Weise verbesserte Reinigungswirkung auf, sondern das feste CO₂ hat auch eine abrasive Wirkung, sodass es sich bei der Verwendung von festem CO₂ um ein Strahlerreinigungsverfahren handelt.
Bei der Verwendung von festem CO₂ zum Reinigen der Rohrinnenwand unterscheidet man zum Einen ein sogenanntes CO₂-Schneestrahlen und zum Anderen ein sogenanntes Trockeneisstrahlen. Die beiden Verfahren unterscheiden sich dadurch, dass beim CO₂-Schneestrahlen das feste CO₂ im Prozess selber erzeugt wird. Bei diesem wird ein Trägergas bzw. Treibstrahl unter Druck durch eine Strahlleitung zu einer Strahldüse geführt und flüssiges CO₂ wird über eine Zuleitung zugeführt, durch Entspannung in Trockenschnee umgewandelt und in die Strahlleitung eingespeist, wobei das CO₂ aus der Zuleitung über einen im Querschnitt erweiterten Entspannungsraum in die Strahlleitung eingeleitet wird. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der WO 2004/033154 A1 bekannt. Hingegen wird beim Trockeneinsstrahlen bereits festes CO₂ dem Prozess zugeführt und dort auf die zu reinigende Oberfläche, hier die Rohrinnenwand, beschleunigt.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es unerheblich, welcher zeitliche Abstand zwischen dem Fertigen des Rohres, d.h. dem Umformprozess, und dem Reinigen des Rohres liegt. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren für eine Linienfertigung eingesetzt werde, bei welccher Fertigung und Reinigung zeitlich unmittelbar nacheinander erfolgen. Alternativ können zwischen dem Fertigen und dem Reinigen aber auch deutlich längere Zeiträume in der Größenordnung von Tagen, Wochen oder Monaten liegen.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Fertigen des Stahlrohrs ein, vorzugsweise kaltes, Umformen einer Luppe zu dem fertig dimensionierten Stahlrohr.
Ein solcher Umformschritt wird in einer Ausführungsform der Erfindung beispielsweise durch Kaltpilgern der Luppe zu dem fertig dimensionierten Stahlrohr bewirkt.
Beim Kaltpilgern wird insbesondere ein Dornstangenschmierstoff von einer Dornstange auf die Rohrinnenwand übertragen, welcher mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Fertigen des Stahlrohrs durch das flüssige oder feste CO₂ entfernt wird.
In einer alternativen Ausführungsform erfolgt das Umformen der Luppe zum fertigen Rohr durch Kaltziehen der Luppe.
Erfolgt das Umformen durch Kaltziehen der Luppe zu dem fertigen Stahlrohr, so wird in einer Ausführungsform ein Ziehöl von einem Ziehkern auf die Rohrinnenwand übertragen, welches dann durch das Aufbringen des flüssigen oder festen CO₂ wieder von der Rohrinnenwand entfernt wird.
Das Einleiten des flüssigen oder festen CO₂ in das Stahlrohr erfolgt in einer Ausführungsform mit Hilfe einer Reinigungslanze, welche in den freien Rohrquerschnitt eingeführt wird, so dass das CO₂ innerhalb des Stahlrohres aus der Reinigungslanze aus und in den freien Rohrquerschnitt eintritt. Während dem Reinigen wird dann die Austrittsöffnung oder -düse der Reinigungslanze in Längsrichtung durch das Rohr bewegt, um dieses auf seiner ganzen Länge zu reinigen
In einer alternativen Ausführungsform wird das flüssige oder feste CO₂ von einem ersten Ende des Stahlrohres her in den freien Rohrquerschnitt eingeleitet. Diese Variante hat den Vorteil, dass das erste Ende des Rohres lediglich mit der Austrittsdüse oder -öffnung für das CO₂ verbunden werden muss, nachfolgend, d.h. während dem Einleiten des CO₂, aber keine weiteren Schritte notwendig sind. Insbesondere kann auf eine in das Rohr automatisiert einführbare Reinigungslanze verzichtet werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird während dem Aufbringen des flüssigen oder festen CO₂ auf die Rohrinnenwand die Temperatur des Stahlrohrs erfasst und das Reinigen wird abgebrochen, wenn die Temperatur des Stahlrohrs einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert unterschreitet.
Es hat sich gezeigt, dass die Temperatur eines mit flüssigem oder festem CO₂ gereinigten Rohres ein Maß für die bereits erfolgte Reinigung des Rohres, d.h. für die Sauberkeit des Rohres, ist. Unterschreitet also die Temperatur des zu reinigenden Rohres einen bestimmten Temperaturschwellenwert, so ist davon auszugehen, dass das Rohr einen erforderlichen Grad an Sauberkeit erreicht hat und das Reinigen mit dem flüssigen oder festen CO₂ abgebrochen werden kann.
Es wird davon ausgegangen, dass beim Reinigen der Rohrinnenwand zunächst ein Wärmeübergang von der Verunreinigung auf das flüssige oder feste CO₂ erfolgt, so dass solange das Rohr noch verunreinigt ist, das Rohr selbst im Wesentlichen bei konstanter Temperatur gehalten wird oder aber nur eine geringe Abkühlung erfährt. Erst wenn die Verunreinigung von der Rohrinnenwand weitgehend entfernt ist, erfolgt ein Wärmeübergang von dem Rohr selbst auf das flüssige oder feste CO₂, sodass sich das Rohr weiter abkühlt.
In einer Ausführungsform der Erfindung, bei der das feste oder flüssige CO₂ von dem ersten Ende des Stahlrohres her in den freien Rohrquerschnitt des Rohres eingeleitet wird, ist es zweckmäßig, wenn die Temperatur des Stahlrohres während dem Reinigen an einem zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende des Rohres erfasst wird.
Aufgrund der Temperaturverteilung im Rohr wird beobachtet, dass sich beim Einleiten des CO₂ in das Rohr dieses zunächst an seinem ersten Ende abkühlt und sich diese Abkühlung dann ausbreitet, bis auch das zweite Ende abgekühlt ist. Unterschreitet die Temperatur des Rohres an dem zweiten Ende einen bestimmten Schwellenwert, so ist davon auszugehen, dass das Rohr auf seiner gesamten Länge gereinigt ist und der Reinigungsvorgang kann beendet werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Stahlrohr ein Rundrohr, vorzugsweise aus Edelstahl.
Weiter Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren deutlich.
1 zeigt eine Kaltpilgerwalzanlage aus dem Stand der Technik in einer schematischen Seitenansicht.
2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform zum Ausführen der erfindungsgemäßen Reinigungsschritte.
3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform zum Ausführen der Reinigungsschritte.
In den dargestellten Ausführungsformen sind identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.
In 1 ist schematisch der Aufbau einer Kaltpilgerwalzanlage in einer Seitenansicht dargestellt. Die Walzanlage besteht aus einem Walzgerüst 101 mit Walzen 102, 103, einem kalibrierten Walzdorn 104 sowie einem Vorschubspannschlitten 105. In der dargestellten Ausführungsform weist die Kaltpilgerwalzanlage einen Linearmotor 106 als Direktantrieb für den Vorschubspannschlitten 105 auf. Der Linearmotor 106 ist aus einem Läufer 116 und einem Stator 117 aufgebaut.
Während des Kaltpilgerns auf der in 1 gezeigten Walzanlage erfährt die Luppe 111 einen schrittweisen Vorschub in Richtung auf den Walzdorn 104 zu bzw. über diesen hinweg, während die Walzen 102, 103 drehend über den Dorn 104 und damit über die Luppe 111 horizontal hin- und herbewegt werden. Dabei wird die Horizontalbewegung der Walzen 102, 103 durch ein Walzgerüst 101 vorgegeben, an dem die Walzen 102, 103 drehbar gelagert sind. Das Walzgerüst 101 wird mit Hilfe eines Kurbelantriebs 121 in einer Richtung parallel zum Walzdorn 104 hin- und herbewegt, während die Walzen 102, 103 selbst ihre Drehbewegung durch eine relativ zum Walzgerüst 101 feststehende Zahnstange erhalten, in die fest mit den Walzenachsen verbundene Zahnräder eingreifen.
Der Vorschub der Luppe 111 über den Dorn 104 erfolgt mit Hilfe des Vorschubspannschlittens 105, welcher eine Translationsbewegung in einer Richtung parallel zur Achse des Walzdorns ermöglicht. Die im Walzgerüst 101 übereinander angeordneten konisch kalibrierten Walzen 102, 103 drehen sich entgegen der Vorschubrichtung des Vorschubspannschlittens 105. Das von den Walzen gebildete sogenannte Pilgermaul erfasst die Luppe 111 und die Walzen 102, 103 drücken von außen eine kleine Werkstoffwelle ab, die von einem Glättkaliber der Walzen 102, 103 und dem Walzdorn 104 zu der vorgesehenen Wanddicke ausgestreckt wird, bis ein Leerlaufkaliber der Walzen 102, 103 das fertige Rohr freigibt. Während des Walzens bewegt sich das Walzgerüst 101 mit den daran befestigten Walzen 102, 103 entgegen der Vorschubrichtung der Luppe 111. Mit Hilfe des Vorschubspannschlittens 105 wird die Luppe 111 nach dem Erreichen des Leerlaufkalibers der Walzen 102, 103 um einen weiteren Schritt auf den Walzdorn 104 hin vorgeschoben, während die Walzen 102, 103 mit dem Walzgerüst 101 in ihre horizontale Ausgangslage zurückkehren. Gleichzeitig erfährt die Luppe 111 eine Drehung um ihre Achse, um eine gleichmäßige Form des fertigen Rohrs zu erreichen. Durch mehrfaches Überwalzen jedes Rohrabschnitts wird eine gleichmäßige Wanddicke und Rundheit des Rohrs sowie gleichmäßige Innen- und Außendurchmesser erreicht.
Um die Reibung zwischen Walzdorn 104 bzw. der den Walzdorn 104 tragenden Dornstange und der Luppe 111 zu reduzieren, wird auf den Walzdorn 104 ein Dornstangenschmierstoff, beispielsweise ein graphithaltiges Schmiermittel, aufgetragen. Dieser Dornstangenschmierstoff bildet Rückstände auf der Rohrinnenfläche des fertig reduzierten Rohres. Diesen Rückstand gilt es, mit den nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrensschritten über die gesamte Länge des Rohres von der Rohrinnenwand zu entfernen.
In der hier beispielhaft beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird die Kaltpilgerwalzanlage verwendet, um das Stahlrohr zu fertigen, d.h. die Luppe zum fertigen Rohr umzuformen. Alternativ könnte dieser Umformschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens aber beispielsweise auch durch Kaltziehen der Luppe erfolgen.
2 zeigt ein Trockenschneestrahlen der Rohrinnenwand eines, beispielsweise durch Kaltpilgern, fertig reduzierten Rohres 1. Bei diesem Trockenschneestrahlen wird das beim Kaltpilgern auf seiner Rohrinnenwand verunreinigte Rohr 1 vom Dornstangenschmierstoff gereinigt. Dazu wird eine Reinigungslanze 3 in das Rohr 1 eingeführt, so dass sich ihre Austrittsdüse 4 in dem freien Rohrquerschnitt 5 des Rohres 1 befindet.
Über die Reinigungslanze 3 wird Trockenschnee 6 mit Hilfe von Druckluft 7 in das Rohr zugeführt und über die Austrittsdüse 4 so auf die Rohrinnenwand 2 gestrahlt, dass diese mit Hilfe des Trockenschnees gereinigt wird. Dabei dient der Trockenschnee zum Einen als Reinigungsmittel, d.h. zum Lösen der Verunreinigung, zum Anderen aber auch als Abrasivum, das ähnlich wie beim Sandstrahlen die Verunreinigung von der Rohrinnenwand ablöst. Die von der Rohrinnenwand 2 abgelöste Verunreinigung wird mit Hilfe des Druckluftstrahls aus dem Rohr 1 entfernt.
Bei der Ausführungsform aus 2 wird mit Hilfe eines Temperatursensors 8 die Temperatur des Rohres 1 erfasst. Dabei wird der Temperatursensor 8 gleichzeitig mit der Reinigungslanze 3 entlang dem Rohr 1 bewegt, wobei sich der Temperatursensor 8 immer in etwa auf Höhe der Austrittsdüse 4 der Reinigungslanze 3 befindet.
Geht man davon aus, dass sich beim Auftreffen des Trockenschnees 6 auf eine Verunreinigung auf der Rohrinnenwand 2 zunächst die Verunreinigung abgekühlt und daraufhin von der Rohrinnenwand 2 entfernt wird, so tritt eine nennenswerte Abkühlung des Rohres 1 selbst erst dann auf, wenn die Verunreinigung von der Rohrinnenwand 2 entfernt ist. Sinkt daher die von dem Temperatursensor 8 erfasste Temperatur des Rohres 1 unter einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert, so wird davon ausgegangen, dass die Rohrinnenwand an der Stelle, an welcher sich der Temperatursensor 8 gerade befindet, vollständig gereinigt ist. Zum Reinigen des Rohres 1 über seine gesamte Länge hinweg werden die Reinigungsdüse 4 an der Spitze der Reinigungslanze 3 sowie der Temperatursensor 8 langsam in Längsrichtung entlang dem Rohr bewegt, so wie dies die Pfeile 9 andeuten.
3 zeigt eine alternative Anordnung zum Strahlen der Rohrinnenwand 2 eines Stahlrohres 1 mit Hilfe von Trockenschnee 6. Bei dieser alternativen Ausführungsform wird der Trockenschnee wieder mit Hilfe von Druckluft 7 in das Rohr 1 eingeblasen. Allerdings erfolgt das Einblasen von dem ersten Ende 10 des Rohres 1 her, wobei die Zuführleitung 11 für den Trockeneisschnee 6 mit Hilfe eines Flansches 12 auf das erste Ende 10 des Rohres 1 aufgesetzt ist. Daher erfordert diese Ausführungsform keine während dem Reinigungsvorgang entlang dem Rohr bewegten Teile.
In dieser Ausführungsform wird die Temperatur des Rohres 1 mit Hilfe eines Temperatursensors 8 an dem zweiten Ende 13 des Rohres gemessen. Beginnt man mit dem Reinigungsvorgang, so kühlt sich das Rohr zunächst an dem ersten Ende 10 ab, dort wo der Trockenschnee 6 zunächst in den freien Querschnitt 5 des Rohres 1 eintritt. Diese Abkühlung des Rohres 1 breitet sich dann bei fortgeführter Reinigung in Längsrichtung des Rohres 1 aus, bis sich auch das zweite Ende 13 des Rohres abkühlt. Diese Abkühlung wird an dem zweiten Ende 13 des Rohres 1 mit Hilfe des Temperatursensors 8 erfasst.
In der dargestellten Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass wenn der Temperatursensor 8 am zweiten Ende 13 des Rohres 1 eine Abkühlung von 3° C, verglichen mit der Anfangstemperatur des Rohres 1 vor dem Einführen des Trockenschnees 6, erreicht, das Rohr 1 über seine gesamte Länge hinweg gereinigt ist.
Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.
Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche definiert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen sind für den Fachmann aus den Zeichnungen, der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisen“ nicht andere Elemente oder Schritte aus und der unbestimmte Artikel „eine“ oder „ein“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in unterschiedlichen Ansprüchen beansprucht sind, schließt ihre Kombination nicht aus. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht.
Bezugszeichenliste

1: Rohr
2: Rohrinnenwand
3: Reinigungslanze
4: Austrittsdüse
5: freier Rohrquerschnitt
6: Trockeneisschnee
7: Druckluft
8: Temperatursensor
9: Bewegungsrichtung
10: erstes Ende des Rohres 1
11: Zuführleitung
12: Flansch
13: zweites Ende des Rohres 1
101: Walzgerüst
102, 103: Walzen
104: Walzdorn
105: Vorschubspannschlitten
106: Linearmotor
111: Luppe
112: Spannfutter
116: Läufer
117: Stator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2004/033154 A1 [0020]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Stahlrohres (1) mit Fertigen des Stahlrohres (1) mit einer Rohrinnenwand (2), einer Rohraußenwand und einem von der Rohrinnenwand (2) umgebenen freien Rohrquerschnitt (5), wobei das Stahlrohr (1) auf der Rohrinnenwand (2) nach dem Fertigen mindestens eine Verunreinigung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Fertigen des Stahlrohres (1) die Rohrinnenwand (2) gereinigt wird mit den Schritten Einleiten von flüssigem oder festem CO₂ in den freien Rohrquerschnitt (5) und Aufbringen des flüssigen oder festen CO₂ auf die Rohrinnenwand (2) zum Entfernen der Verunreinigung von der Rohrinnenwand (2).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fertigen des Stahlrohres (1) ein Umformen einer Luppe zu dem fertig dimensionierten Stahlrohr (1) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen durch Kaltpilgern der Luppe zu dem fertigen Stahlrohr (1) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Kaltpilgern ein Dornstangenschmierstoff von einer Dornstange auf die Rohrinnenwand (2) übertragen wird, der durch das Aufbringen des flüssigen oder festen CO₂ wieder von der Rohrinnenwand (2) entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen durch Kaltziehen der Luppe zu dem fertigen Stahlrohr (1) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Kaltziehen ein Ziehöl von einem Ziehkern auf die Rohrinnenwand (3) übertragen wird, das durch das Aufbringen des flüssigen oder festen CO₂ wieder von der Rohrinnenwand (3) entfernt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige oder feste CO₂ mit Hilfe einer Reinigungslanze (3), die in den feien Rohrquerschnitt eingeführt wird, in den freien Rohrquerschnitt eingeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige oder feste CO₂ von einem ersten Ende (10) des Stahlrohres (1) aus in den freien Rohrquerschnitt (5) eingeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Aufbringen des flüssigen oder festen CO₂ auf die Rohrinnenwand (2) die Temperatur des Stahlrohres (1) erfasst wird und das Reinigen abgebrochen wird, wenn die Temperatur des Stahlrohres (1) einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Aufbringen des flüssigen oder festen CO₂ auf die Rohrinnenwand (2) die Temperatur des Stahlrohres (1) an einem zweiten Ende (13) des Stahlrohres (1) erfasst wird und das Reinigen abgebrochen wird, wenn die Temperatur des Stahlrohres (1) einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert unterschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigen der Rohrinnenwand (2) durch CO₂-Schneestrahlen oder durch Trockeneinsstrahlen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige oder feste CO₂ mit Hilfe von Druckluft (7) in den freien Rohrquerschnitt (5) eingeleitet wird.