<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von geschweissten Druckgefässen
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von geschweissten Druckgefässen aus austenitischem rostfreiem Stahl oder anderem Stahl mit Austenit als einen wesentlichen Strukturbestandteil.
Wir haben bereits vorgeschlagen, z. B. in unserer brit. Patentschrift Nr. 851, 320, den Materialaufwand bei der Herstellung von derartigen Druckgefässen dadurch herabzusetzen, dass man bei einer die Rekristallisationstemperatur des Werkstoffes untersteigenden Temperatur das fertige Druckgefäss einem pneumatischen oder hydraulischen, inneren Überdruck einer derartigen Grösse aussetzt, dass eine dauernde Dehnung des Werkstoffes entsteht, welche die Streckgrenze des Werkstoffes erheblich steigert, wodurch für einen gegebenen Betriebsdruck die Wandungen des Druckgefässes bei gleichbleibendem Sicherheitsfaktor mit reduzierter Stärke hergestellt werden können. Bereits eine dauernde Dehnung von nur ein paar Prozenten oder weniger reicht aus, um eine höchst beträchtliche Werkstoffersparung zu gewährleisten.
Eine noch weitgehendere Dehnung bewirkt eine immer grösser werdende Festigkeit des Materials, bewirkt aber in vielen Fällen eine nicht zulässige Änderung der Form des Druckgefässes.
Gemäss der Erfindung wurde das oben beschriebene Herstellungsverfahren für Druckgefässe aus einem Werkstoff mit Austenit als ein wesentlicher Strukturbestandteil derart modifiziert, dass das Kaltstrecken unter der Einwirkung des inneren Überdruckes eine äusserst geringfügige Deformation des fertigenDruckgefässes mit sich bringt.
Es wurde dies dadurch erreicht, dass man das Druckgefäss aus kaltgestreckten, kaltgewalzten oder in sonstiger Weise kaltbearbeiteten Blechen zusammenschweisst, die bereits vom Anfang an eine erhöhte Festigkeit aufweisen. derart. dass bei dem nachfolgendenKaltstrecken unter der Einwirkung eines inneren Überdruckes lediglich die Schweissnähte und die an diese grenzenden, schmalen Zonen aus ausgeglühtem Werkstoff ausgedehnt werden, was somit eine äusserst geringfügige Dehnung des Materials als Ganzes bedeutet, die keine merkbare Deformation des Druckgefässes mit sich bringt.
Die ausgeglühte Zone in der unmittelbaren Nähe der Schweissnaht ist nie besonders breit, in der Regel bedeutend schmäler als 1 cm, kann aber, wenn dies für wünschenswert gehalten werden sollte, durch eine "kalte"Ausführung des Schweissvorganges, d. h. durch Abkühlung des Schweissmaterials, beispielsweise mittels Druckluft, nach der Herstellung jeder Schweissraupe, noch schmäler gemacht werden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben.
Diese zeigt einDruckgefäss mit einem zylindrischen Mantel 10 und gewölbten Stirnwänden 11 und 12.
Es sei angenommen, dass der Mantel aus nach Mantelteilen eines Zylinders gebogenen Blechen 13 aus
EMI1.1
auf einer Streckmascnine bzw. durch Kaltwalzen oder sonstigen Kaltbearbeitungsvorgang, ist die Streckgrenze der Bleche 13 bis auf 35 kg/mm2 erhöht worden. Sowohl die längsverlaufenden Nähte 14 als auch die peripherisch verlaufenden Nähte 15 werden durch Schweissen mittels Elektroden derselben Qualität wie der des Werkstoffes der Bleche hergestellt. Die Schweissnähte selbst und die an diese unmittelbar grenzenden Zonen der Bleche weisen im angenommenen Falle in der Hauptsache dieselbe niedrige Streckgrenze wie die der Bleche in ihrem noch nicht kaltbearbeiteten Zustand auf, also in diesem Falle eine
<Desc/Clms Page number 2>
Streckgrenze von rund 20 kg/mm2.
Um den längsverlaufenden Schweissnähten 14, die die höchste Be- lastung aushalten müssen, die gleichen Festigkeitseigenschaften wie die jenigen der kaltbearbeiteten Bleche zu verleihen, wird erfindungsgemäss das fertige Druckgefäss einem pneumatischen oder hydraulischen Überdruck einer solchen Grösse ausgesetzt, dass der Werkstoff der Nähte in hiezu erforderlichem Grade ge- streckt wird. Weil bei diesem in der Folge kurz als Kaltdrücken bezeichneten Vorgang lediglich die schmalen ausgeglühten Zonen der Bleche, dagegen nicht die übrigen Teile der Bleche, sich ausdehnen, wird die gesamte Dehnung in peripherischer Richtung äusserst gering und ohne nennenswerten Einfluss auf die Form des Druckgefässes.
Eine weitere Herabsetzung der Dehnung im Zusammenhang mit demKaltdrücken des fertigen Gefässes kann dadurch erreicht werden, dass die Schweissnähte mit Elektroden hergestellt werden, die den Schweiss- nähten eine Streckgrenze verleihen können, welche zumindest der Streckgrenze der kaltbearbeiteten Bleche entspricht. Falls die Schweissnähte auf diese Weise hergestellt werden, dehnt sich bei dem Kaltdrücken des Gefässes lediglich der Werkstoff derjenigen schmalen ausgeglühten Zonen der Bleche, die an die Schweissnähte unmittelbar angrenzen. Die Breite dieser Zonen ist, wie bereits erwähnt, gering, kann aber dadurch noch kleiner gemacht werden, dass der Schweissvorgang "kalt" ausgeführt wird, d. h. bei Kühlung der Schweissnähte mittels Druckluft od. dgl. nach der Herstellung jeder Schweissraupe.
Zu beachten ist, dass das Kaltdrücken des fertiggestellten Druckgefässes unter solchen Bedingungen ausgeführt werden soll, dass das Gefäss sich frei ausdehnen kann, d. h. das Gefäss soll ohne jede Anwendung einer auswendigen Formanordnung kaltgedrückt werden. Hiedurch wird gewährleistet, dass durch das Kaltstrecken das Gefäss eine gleichmässige Festigkeit erhält.
In den obigen Ausführungen wurde vorausgesetzt, dass die Schweissarbeit auf elektrischem Wege ausgeführt wird. Es ist aber offensichtlich, dass die Schweissnähte in jeder andern zweckmässigen Weise hergestellt werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von geschweissten Druckgefässen aus austenitischem rostfreiem Stahl oder anderemStahl mitAustenit als einen wesentlichen Strukturbestandteil, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgefäss aus kaltgestreckten, kaltgewalzten oder auf sonstige Weise kaltbearbeiteten Blechen hergestellt wird und dass nach dem Fertigstellen das Gefäss in an sich bekannter Weise bei einer die Rekristallisationstemperatur des Werkstoffes untersteigenden Temperatur der Einwirkung eines inneren Gas-oder Flüssigkeitsdruckes ausgesetzt wird, der innerhalb der an die Schweissnaht unmittelbar angrenzenden, ausgeglühten Zonen der Bleche und eventuell auch in der Schweissnaht selbst eine dauernde Dehnung hervorruft, die dem Gefäss eine in der Hauptsache gleichmässige Festigkeit erteilt.