用于校正金屬管的端部的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于校正金屬的、尤其縱向焊縫焊接的管的端部的方法和裝置，其中，設置有作用在管端部的外周緣和內周緣處的且共同作用的外工具和內工具，其中的至少一個工具能夠以矯正力(Richtkraft)對管壁加載。
【背景技術】
[0002]在由板材制造管或大型管(其根據U-O-E方法、模壓法、3-乳制彎曲法等被成型成圓形的槽管(Schlitzrohr)并且然后被焊接)時，起初僅可實現受限的尤其圓度和直線度公差。為了獲得所需的圓度和直線度，這樣制造的管(其在成型時不足夠圓且尤其由于在焊接過程中的扭曲通常不直地(香蕉形地)來構造)允許事后的校正和矯正。如在大型管制造中所示，在直徑較小(在大約610mm以下)和/或壁較厚(在25mm以上)的管和/或高強度的管(在635MPa以上)中特別容易出現過度的圓度和直線度偏差的問題。
[0003]因此通常借助于擴張過程來校正和矯正尤其用于用作“線管(Linepipe) ”的管，如由文件DE-PS 2 264 207已知的那樣。
[0004]實際的擴張器工具(Expanderwerkzeug)通常由金字塔形的多邊形構成，在其側面上布置有各個部段。通過使多邊形相對于這些部段移動，使這些部段徑向運動，從而在此擴張器頭的直徑增大并且擴開管。例如直至18m長的管以該方式被逐步地擴開、校正和矯正。
[0005]在制造具有越來越大的壁厚(例如超過25_)和更高的材料強度(如其日益增加地被要求的那樣)的管時，常見的制造過程、例如前述擴張或減小的校正和3/4-乳制校正彎曲(Walzenkalibrierbiegen)碰到瓶頸。根據設備構造，其不再能完全滿足對所有產品的要求，以確保有效的、靈活的(小批量和大批量的)且因此成本有利的管制造過程。在此，尤其在管端部處的圓度特性特別重要，因為局部的圓度偏差(例如在縱縫的區域中出現的隆起(Aufdachung)或者在至原始板棱邊的過渡區域處的扁平部位)以及橢圓度(其在稍后將各個管焊接在一起以制造管道時)在圓形焊縫處導致缺陷。
[0006]為了改善管端部(也就是說相應大約管的最后100mm)的圓度，由文件DE 20 2009001 348 Ul已知一種這種類型的校正裝置。作用在管端部的外周緣和內周緣處的且共同作用的工具是柱狀的、可旋轉地支承的、彼此可固定地定位的、布置在管周向上的且僅作用到管端部上的滾動體。內工具可包括一個或兩個滾子，其與作為外工具的兩個或三個滾子共同工作，其中，內工具滾子被對外工具滾子加載并且通過滾圓(Rollrunden)使管端部遭受一個或多個三點彎曲變形。但是，待由內工具施加的矯正力由于滾子的支承僅非常受限并且不能實現過度彎曲以補償回彈，因為必須滾子調整到彈回的理想半徑上。此外，需要事先除去內和外焊縫過高部。
[0007]為了消除在管端部處的局部不圓性，由文件EP 2 380 673 Al已知一種鉗式的校正裝置。其具有布置在L形的、接合到管中的臂上的內工具和布置在搭接該臂的蓋式的罩處的外工具。在該情況中，為了施加矯正力由液壓設備加載的外工具被壓向管壁并且管壁因此被壓到內工具處。由于不利的杠桿作用和僅較小的剛性，該校正裝置也僅能施加受限的矯正力。

【發明內容】

[0008]因此本發明的目的是提供一種這種類型的方法和校正裝置，利用其可以以簡單的方式消除尤其局部的圓度偏差以及在整個產品范圍的管端部處的橢圓度，也就是說尤其對于直徑較小的且厚壁的管(其在受限的結構空間中需要較高的力)也如此。
[0009]該目的利用一方法根據本發明由此來實現，即在靠向管外壁或管內壁之后外工具和內工具共同地由在管內部中對管壁施加的矯正力來加載，其中，內部施加的矯正力被導引穿過管壁、通過與外部框架的相互作用被轉引(umleiten)并且被引回以作用到管壁上。
[0010]通過導引力穿過管壁及其被外部框架(其吸收變形力)短接因此同時且共同加載內工具和外工具實現以非常高的矯正力、例如大約10000KN校正管端部。因此在厚壁的管中也可實現較高的必需的力。
[0011]本發明的一有利的建議設置成，管通過圍繞其縱軸線旋轉被預定位成使得待消除的局部圓度偏差位于在上部的外工具和上部的內工具的區域中的12點鐘位置。在此，管可處于加工工位中、例如在橫向運輸中的旋轉裝置上、必要時在輥道上，從而可針對性地來應用工具。
[0012]應理解的是，但是當這在方法技術和結構上是有利的時也可將管旋轉到任何其它位置中。
[0013]根據一優選的建議，待校正的管端部由可從下面帶到貼靠向管外壁的器件來支撐。管支撐部同時可在待以不同的直徑校正管時弓I起高度平衡。
[0014]有利地提出，矯正力由可臨時駛入管端部中的張開器件(Spreizmittel)、尤其豎直張開器件來施加，其在施加矯正力之前使下部的內工具下降直至支承在管內壁處。不管待矯正的管的直徑，由此至少下部的內工具從開始就與管內壁直接接觸。
[0015]—種用于實現本發明的目的的裝置的特征在于，校正裝置構造有在運行中以空氣包圍管端部的、封閉的框架結構，在其中彼此相間隔地設置有相應能夠靠向管外壁的第一以及另外的被支撐的外工具，其中，第一和另外的外工具與相對于其對齊地布置的第一和另外的內工具共同作用，其靠放向管內壁并且布置在至少間接地在框架結構的側部(Seitenwange)處被引導的張開裝置上。
[0016]不僅外工具而且內工具至少部分地徑向于管縱向延伸地相對于管外壁或管內壁可調整或可移位。
[0017]優選地，第一外工具是上部的外工具，另外的外工具是下部的外工具，第一內工具是上部的內工具，另外的內工具是下部的內工具，從而這些工具全部可極其緊湊地被集成到該裝置中。
[0018]就此而言該張開裝置在結構上可特別簡單地設計為豎直張開裝置，從而內工具那么布置在可至少間接地在框架結構的側部處可升降地被引導的豎直張開裝置上。
[0019]校正裝置必要時也可實施成移動的。
[0020]校正裝置(其例如布置在借助于車輪可在冶煉道(Huettenflur)上行駛的下部結構上或者掛入吊車中)的可移動性有利地允許其在任意部位處集成到縱向焊縫焊接的管的必要時自動化的生產線(Fertigungsfluss)中，例如在擴張或減小的校正之后，管端部校正，接著然后例如可進行水壓檢查以及超聲波驗收。
[0021]封閉的框架結構或外部框架吸收由張開裝置施加的矯正力或變形力并且通過短接將這些力同時轉引到所有工具中。為了加工兩個管端部，兩個這樣的裝置可布置在一線中或者還彼此相繼地布置。
[0022]在張開裝置方面的可升降性以簡單的方式一方面實現了與待校正的管的不同管直徑的匹配；另一方面那么在施加矯正力之前實現了張開裝置以下部的內工具下降到管內壁處。
[0023]根據本發明的優選的實施方案，張開裝置具有可由缸、優選地液壓缸加載的、前伸到管內部中的、使內工具提升或下降的楔塊(Keilschieber)。由校正裝置僅以上部的和下部的內工具接合到管內部中的楔塊(其中，內工具在最小存在的管直徑的情況下必要時可直接滑動地布置在楔塊上)僅需要較小的結構空間并且盡管施加所要求的非常高的力，這可根據缸調整力通過所選擇的楔角來確定。通過借助于缸在楔塊處牽拉，下部的和上部的內工具為了引入管成形力或矯正力相應地被抬起或張開。為了校正直徑較大的管的管端部，通過適配件實現長度匹配，適配件安放在楔塊上并且在其另一端部處承載上部的內工具。
[0024]根據本發明的有利的建議，缸法蘭連接到關于于管端部設置在封閉的框架結構后面的舉升塊(Hubblock)處，其中，舉升塊在校正裝置朝向管端部的行駛方向上觀察在左側和右側構造有用于被布置在框架結構的側部處的引導部的伸出的豎直柱(Vertikalsaeule)0張開裝置的所有部件(除了具有上部的和下部的內工具的楔塊)由此布置成在空間上不妨礙管端部(其可無阻礙地被框架結構駛過)。通過引導部或類似的引導器件，舉升塊和因此張開裝置可無翻傾地必要時同時有重量補償地調整到所期望的與相應的管直徑相符的高度尺寸上。
[0025]本發明的一設計方案設置管端部或下部的外工具的支撐，其構造為主軸驅動的、駛到管端部之下的平楔(Flachteil)。通過設計待由主軸舉升元件調整的平楔的楔角，可實現高度平衡并且來平衡在小的與大的管之間的差，其中，有利地在優選地以被驅動的滾子的形式的器件上來提供管以使管旋轉。
[0026]根據本發明的另一優選的設計方案，設置有將上部的外工具進行調整的且保持在管外壁處的貼靠位置中的主軸舉升機構(Spindelhubgetriebe)。在此，舉升機構的鋸齒螺紋主軸尤其適合，其為上部的外工具保證與非常高的矯正力相應的保持力。
【附圖說明】
[0027]本發明的另外的特征和細節由權利要求和在附圖中示出的本發明的實施例的接下來的說明中得出。其中:
圖1以示意圖顯示了用于消除金屬管的管端部的在周緣上局部的圓度偏差的校正裝置的側視圖；
圖2以從右側這里觀察的前視圖顯示了圖1的校正裝置，
圖3在此以具有力線和在對于屋頂形校正的變體中的矯正三角(Richtdreieck)的前視圖顯示了通過校正裝置的外部的、封閉的框架結構短接的、從管內部施加的、被導引經過管壁的并且被轉引至工具的矯正力的原理圖；
圖4顯示了如之前在圖3中的原理圖，相對地在對于管端部的扁平部位校正的變體中；
圖5以縱向剖開的側視圖顯示了圖3或圖4的對象；
圖6顯示了用于消除管端部的整體的橢圓度的原理圖；
圖7作為校正裝置的細節顯示了用于校正直徑較大的定位在滾子旋轉裝置上的管的工具組件；
圖8顯示了如在圖7中的圖示，相對地用于校正具有中等直徑的管的管端部；以及圖9顯示了如之前在