<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von Mehrlagenbehältern mit Stützen
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Grossbehältern, deren Wandung aus mehreren Blechlagen besteht.
Grossbehälter müssen in geeigneter Weise, auch schon während der Montage unterstützt werden. Dies gilt gleichfalls für Mehrlagenbehälter, insbesondere für Mehrlagen-Kugelbehälter, jedoch treten bei Mehrlagenbehältern zusätzliche Schwierigkeiten auf. Diese ergeben sich aus dem Umstand, dass auch das Gebiet der Stützenanschlüsse in mehreren Lagen ausgeführt werden muss, um eine optimale Berstsicherheit zu erreichen. Zugleich muss in der Endausführung des Mehrlagenbehälters ein Stoffschluss zwischen den einzelnen Lagen vermieden werden, um eine Rissuberleitung mit höchster Sicherheit zu verhindern. Das Vermeiden von Stoffverbindungen ist gerade an den Stützenanschlüssen wichtig, weil in diesen Bereichen mit erhöhten Spannungen zu rechnen ist.
Dort überlagern sich nämlich die Membranspannungen mit den Zusatzspannungen auf Grund der Krafteinleitung an den Stützen.
Die Schwierigkeitbei der Montagevon Mehrlagen-Grossbehältern besteht darin, dass die Stützen gelöst werden müssen, wenn deren Anschlussbereich mit einer neuen Lage bedeckt werden soll. Diese Schwierigkeit besteht zwar nur, falls der Behälter von innen nach aussen aufgebaut wird, was aber insofern vorteilhaft ist, als die Schrumpfungen zur Verbesserung der Anlage zwischen den einzelnen Schalen beitragen. Es besteht die Möglichkeit, zwei Unterstützungssysteme vorzusehen. von denen jeweils nur das eine der Abstützung dient, während an dem andern der Behälter frei liegt, so dass er hier mit weiteren Blechen belegt werden kann ; Dieses Verfahren ist verhältnismässig umständlich ; die Standsicherheit des Behälters in dem Montagezwischenstadium ist vor allem bei grossen und schweren Kugeln ungewiss.
Um die geschilderten Schwierigkeiten zu beheben, wird bei der Herstellung von Mehrlagenbehältern. deren Wandung aus mehreren Blechlagen besteht, bei dem die Lagen aus einzelnen Schalen durch Schweissen zusammengesetzt und von innen nach aussen aufgebaut werden, erfindungsgemäss so verfahren, dass zunächst die Schalen der Innenlage, zumindest im Umfang des die Stützen tragenden Teiles, verschweisst
EMI1.1
angebracht werden, während der weitere Aufbau jeweils durch Anschweissen der die einzelnen Lagen ergänzenden Schalen unter Ausnutzung der Behälterstützen für die Abstützung durchgeführt wird.
Hiebei braucht von der Innenlage zunächst nur der die konstruktiv vorgesehenen Stützen tragende Teil vorhanden zu sein, um'diese Stützen in der angegebenen Weise aufbringen zu können, so dass für die Fertigstellung der Innenlage und den Aufbau der übrigen Lagen bereits die Behälterstützen die Abstützung übernehmen können, ohne dass zusätzliche und wechselnde Hilfsabstützungen erforderlich werden.
Die Erfindung sieht ferner vor, dass die einen Stützenanschlussbereich bildenden Teilschalen sich von innen nach aussen verjüngen und so einen treppenartig abgesetzten Schichtkörper bilden. Dieser Schichtkörper kann nach dem Grundgedanken der Erfindung entweder schalenweise auf die Innenlage aufgebracht und zum Schluss mit der Stutze versehen werden oder im voraus als besondere Einheit ohne oder mit Stütze fertiggestellt und als Ganzes an der Innenlage angebracht werden. In jedem Fall wird durch die treppenartige Abstufung der Schalenränder das spätere Anschweissen der die äusseren Lagen bildenden Schalen erleichter, da die jeweilige Schweisskante bequem zugänglich ist.
Beim Verschweissen der einzelnen Schalen einer Behälterlage untereinander ist es üblich, die Schweiss-
<Desc/Clms Page number 2>
kanten durch dünne Blechstreifen zu unterlegen, um ein Anschweissen an der unteren Lage zu vermeiden. denn eine Stoffverbindung zwischen den Lagen würde das Übergreifen von Rissen begünstigen und die Berstsicherheit des Behälters herabsetzen. Derartige Trennstreifen sind daher für die Schweissverbindungen des Schichtkörpers mit den angrenzenden Behälterschalen ebenfalls zweckmässig. In diesem Sinne sieht die Erfindung weiterhin vor, dass zwischen die Teilschalen des Schichtkörpers bei dessen Aufbau dünne Trennstreifen eingelegt werden, die an den Rändern etwas hervorstehen.
An Stelle der Streifen können auch durchgehende dünne Zwischenbleche verwendet werden, die Durchbrücheoder Aussparungen besitzen können.
Um auch zwischen den Teilschalen der Schichtkörper eine bleibende metallische Verbindung zu vermeiden, können die Teilschalen untereinander oder mit den Trennstreifen oder Zwischenblechen durch einen Metallkleber verbunden werden. weil eine Kunststoffzwischenschicht das Übergreifen von Rissen nicht in dem Mass wie eine Metallverbindung begünstigt. Sind die oben erwähnten Trennstreifen zwischen den Teilschalen vorgesehen. so wird durch den ausserhalb der Trennstreifen vorhandenen Spalt die Klebverbindung der Teilschalen beeinträchtigt. Zur Abhilfe können dem Kleber Füllstoffe beigemengt oder aber zwischen den Blechlagen Abstandsbleche entsprechender Dicke vorgesehen werden. Die Abstandsbleche werden dann beiderseitig mit den Behälterblechen verklebt.
Die Abstandsbleche können auch ohne Klebung eingelegt werden. u. zw. dann nur um die Kraftübertragung zwischen den einzelnen Blechen während der Betriebsbeanspruchung des Behälters zu verbessern.
Nach einem andern Erfindungsgedanken werden die Teilschalen des Schichtltörpers über angeschweisste Laschen verbunden. Hiebei wird jede Lasche, die vorzugsweise zwei parallele Längskanten hat an einer dieser Längskanten mit der vorstehenden Randfläche der jeweils unteren Teilschale und an der andern LängskantemitderSchweisskante der oberen Teilschale verschweisst, wobei ein unter dieser Schweisskante liegender Trennstreifen von der Lasche umgangen bzw. überbrückt wird. Für die Laschen kommen vorzugsweise Flachstahl oder Halbrohrprofil, in Betracht, wobei letzteres den Vorteil der besseren Nachgiebigkeit bei Verformung vor allem infolge von Schweissschrumpfungen besitzt.
Im allgemeinen sollen die Laschen nur der vorübergehenden Verbindung der den Schichtkörper bildenden Teilschalen dienen und im Zuge des Aufbaues des Behälters nach und nach wieder entfernt werden. Um hiebei zwischen zwei Teilschalen des Schichtkörpers nicht zu viel Laschen auf einmalentfernen zu müssen, bevor ein angrenzendes Lagenblech angeschweisst werden kann, sind Länge und Lage der Laschen und Grösse und Form der Lagenbleche entsprechend aufeinander abzustimmen. Statt dessen können auch die Lagenbleche mit vorzugsweise abgerundeten Randaussparungen versehen werden, die ermöglichen, gewisse Laschen zunächst bestehen zu lassen und erst nach Herstellung der Schweissnaht zu entfernen, worauf die Aussparung durch einen Flicken verschweisst werden kann.
Anderseits kann die Aussparung auch offen bleiben. wenn sie der Festigkeit nicht abträglich ist. Um einen günstigeren Spannungsverlauf an der Aussparungzu erzielen, kann auch die Teilschale des Schichtkörpers an der Anschlussstelle der Lasche mit einer vorzugsweise abgerundeten Aussparung versehen werden, derart dass zwei abgerundete Aussparungen sich gegenüberstehen und eine ovale Öffnung ergeben. Unter Umständen kann auch das Entfernen der Lasche und Schliessen der Aussparung bzw. Öffnung unterbleiben.
Ferner sind für die Verbindung der Teilschalen des Schichtkörpers auch Bolzenverbindungen möglich, wobei nachträglich wieder lösbare Verbindungen zu bevorzugen sind. Durch Anbringung von auf Abscherung beanspruchten Bolzen kann die Kraftübertragung während der Herstellung des Behälters verbessert werden.
Für die Verbindung von übereinanderliegenden Schalen ohne Stoffschluss kommen auch Formstücke bzw. Ringe in Betracht, die nur auf der einen Schale befestigt werden und in einen Durchbruch der andern Schale eingreifen und dabei durch ihre Form einem Lösen der Schalen entgegenwirken. Die Durchbrüche sind so ausgebildet, dass ihre Kanten zur Blechoberfläche im allgemeinen nicht senkrecht stehen. Zum Verbinden der beiden Schalenbleche werden diese zunächst aufeinandergelegt. Dann führt man durch den Durchbruch das Formstück ein und verbindet es mit der andern Schale.
Die Befestigung des Schichtkörpers an der Innenlage des Behälters kann durch Klebverbindung der untersten Teilschale mit der Innenlage erfolgen. Statt dessen können auch Bolzen verwendet werden, die nach Möglichkeit nachträglich wieder entfernt werden. Um das Bohren und nachträgliche Schliessen von Durchgangslöchern in der Innenlage zu vermeiden. können auf die Aussenseite der Innenlage Muttern aufgeschweisst werden, wie sie nach einem älteren Vorschlag als Montagehilfe für die Aussenlagen dienen, und die für die Befestigung des Schichtkörpers nur vorübergehend erforderlichen Bolzen aufnehmen.
Die Befestigungsbolzen für den Schichtkörper an der Innenlage können zugleich auch die Teilschalen des Schichtkörpers zusammenhalten sowie der Kraftübertragung dienen.
<Desc/Clms Page number 3>
Zwischen dem Schichtkörper und der im Aufbau begriffenen Schale des Behälters können in geeigneten Baustadien Verbindungsglieder angebracht. insbesondere angeschweisst, werden. In diesem Sinne setzt man z. B. Rippen zwischen den Schichtkörper und die im Aufbau begriffene Schale, wenn diese auf einer relativ kleinen Länge mit dem Schichtkörper verschweisst ist. Derartige Hilfsrippen werden in einem späteren geeigneten. Baustadium wieder entfernt.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Beispielen schematisch veranschaulicht. u. zw. zeigen Fig. la und 1b einen Schichtkörper gemäss der Erfindung in Aufsicht und Seitenansicht, Fig. 2a und 2b die Verbindung zweier Teilschalen eines Schichtkörpers durch eine Lasche in Seitenansicht und Aufsicht, Fig. 3 eine Aufsicht auf den Schichtkörper und die an die untere Teilschale desselben angrenzenden Lagenbleche mit zwei verschiedenartigen Laschenaussparungen und zwei Verstärkungsrippen, die vorübergehend angebracht werden, Fig. 4eine als Montagehilfe zu verwendende Spannwinkelanordnung ; Fig. Sa. b. c die Verbindung zweier Lagenbleche ohne Stoffschluss durch einen konischen Ring.
Gemäss Fig. 1 besteht der Schichtkörper aus drei Teilschalen l, 2 und 3, die sich von innen nach aussen verjüngen und beispielsweise durch Kleben miteinander verbunden sind. Der Schichtkörper ist an der Unterseite an der Innenlage 4 des Behälters etwa durch Kleben befestigt und an der Oberseite mit dem Fuss 5 der Stütze 6 vereinigt, z. B. verschweisst. Unter die Teilschalen 1. 2, 3 können vorstehende Trennstreifen oder Zwischenbleche gelegt sein, die in der Zeichnung der Deutlichkeit halber nicht angegeben sind.
Gemäss Fig. 2 sind zwei Teilschalen 10 und 11 eines Schichtkörpers durch eine Lasche 12 provisorisch verbunden, die so bemessen und angeschweisst ist, dass sie den zwischen die Schalen eingelegten bzw. angeklebten Trennstreifen 13 umgeht. Die Lasche 12 wird vor dem Anschweissen der angrenzenden Behälterschale wieder entfernt, wie dies aus der angedeuteten Schweissverbindung 14 zwischen der Teilschale 10 und der angrenzenden Schale 15 hervorgeht.
In Fig. 3 ist veranschaulicht, wie ermöglicht wird, dass einzelne oder alle Laschen unter Umständen erst nach dem Anschweissen des angrenzenden Lagenbleches entfernt zu werden brauchen. Zu diesem Zweck sind die Lagenbleche 20-24, die sich mit beliebiger Kantenlänge und-form an die betreffende Teilschale des Schichtkörpers anschliessen können. an der Stelle einer Lasche 26a oder 26b mit einer Randaussparung 27a bzw. 27b versehen, wobei unter Umständen auch die Teilschale 25 eine gegenüberliegende Randaussparung 27c erhalten kann. um eine ovale Gesamtöffnung mit entsprechend günstigem Spannungsverlauf zu bilden. Die Laschen 26a und 26b werden dann erst nach Anschweissen des Lagenbleches entfernt, worauf die Öffnung durch Einschweissen eines Flickens verschlossen werden kann.
Ähnlich der Laschenverbindung zwischen den Teilschalen des Schichtkörpers kann der Schichtkörper mit angrenzenden Schalen der Behälterwand durch Streifen oder Rippen 33a bzw. 33b verbunden werden, die ebenfalls nur als Montagehilfe dienen sollen und nachträglich wieder entfernt werden.
Das Entfernen der Laschen und Rippen kann durch Schleifen, Meisseln oder Fugenhobeln geschehen.
Im letzteren Fall ist eine etwa vorhandene Aufhärteneigung des verwendeten Stahles in bekannter Weise zu berücksichtigen und vorzugsweise durch Vorwärmen zu mindern.
Beim Anschweissen der Lagenbleche kann man sich einer Hilfswinkelanordnung gemäss Fig. 4 oder einer ähnlichen Montagehilfe bedienen. Hiebei wird ein Montageglied, z. B. ein Winkel 28 an dem als nächstes anzubringenden Lagenblech 29 und ein zweiter Winkel 30 od. dgl. an der darüber befindlichen Teilschale 31 des Schichtkörpers befestigt, etwa durch eine Klebverbindung 28a oder eine Schweissverbindung 30a. Etwaige Aufhärtungen an den Schweissstellen sind unbedenklich, weil die Aufhärtung durch das spätere Anschweissen der anschliessenden Bleche wieder rückgängig gemacht wird. Bei empfindlichen Werkstoffen werden die Montageglieder angeklebt. Zwischen den so befestigten Montagegliedern werden Spannmittel, z.
B. in Form einer Schraubverbindung 32a, b angebracht, die es ermöglichen, das anzusetzende Lagenblech zu halten und die Schweisskanten in die richtige Lage zueinander zu bringen. Die beschriebene Montagehilfe eignet sich auch für die Verbindung der Lagenbleche untereinander.
Gemäss Fig. 5a kann zur Vermeidung eines Stoffschlusses als Verbindung zwischen zwei Lagenblechen ein konischer Ring 34 dienen, der in der Aufsicht ein kreisförmiger Ring 34a wie in Fig. 5b oder ein länglicher Ring 34b wie in Fig. 5c oder auch ein H-förmiges Formstück (nicht dargestellt) sein kann. Dementsprechend wird das obere Blech mit einem runden oder einem länglichen Durchbruch versehen, dessen Ränder abgeschrägt sind. Nach dem Aufeinanderlegen der Bleche wird der Ring oder das Formstück in den Durchbruch des oberen Bleches eingelegt und mit dem unteren Blech durch Lochschweissung 35 verbunden. Als Formstück kann unter Umständen der Teil verwendet werdender bei der Herstellung des Durchbruches etwa durch Ausschneiden bzw.
Ausbrennen anfällt ; dieser Teil ist dann auf der Seite der kleineren Fläche geringfügig in der Dicke abzuarbeiten, damit er bei der Wiederverwendung fest an der konischen Randung
<Desc/Clms Page number 4>
des Durchbruches anliegt.
Bei Herstellung eines Kugelbehälters wird der Schichtkörper beim Aufbau der Innenlage spätestens nach Erreichen des Kugeläquators derselben angesetzt. Nach Fertigstellung und Prüfung der Innenlage wird die zweite Kugellage aufgesetzt, vorzugsweise unter Verwendung der erwähnten Schraubenverbindung usf.
Wenn nach der Beschreibung vorgegangen wird, erhöht sich der Anteil der Stützenkraft, der von der neu aufgelegten Lage übernommen wird, in Stufen. Die'innere Lage wird entsprechend entlastet. Die mögliche Entlastung aller Lagen mit Ausnahme der äusseren bietet insofern einen sicherheitstechnischen Vorteil, als die inneren Lagen nur noch die Membranspannungen aufzunehmen haben. Dies setzt voraus, dass die bereits aufgesetzten aber mitunter zunächst nur angeschraubten Bleche der äusseren Lage mit der Innenlage bzw. untereinander so fest verbunden sind, dass sie die Stützenlast gefahrlos aufnehmen können.
Daher müssen die Bleche der äusseren Lage im Kugelbereich unterhalb der Stutzenanschlüsse unter Umständen ausreichend verschweisst werden, bevor die Stützenkraft in die neu aufgelegte Lage übergeleitet wird. Die Fertigschweissung kann bei Bedarf wieder bis zu einem montagemässig günstigen Zeitpunkt zurückgestellt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von mit Stützen versehenen Grossbehältern, deren Wandung aus mehreren Blechlagen besteht, bei dem die Lagen aus einzelnen Schalen durch Schweissen zusammengesetzt und von innen nach aussen aufgebaut werden, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Schalen der Innen-
EMI4.1
im(l, 2. 3) der übrigen Lagen gebildete Stützenanschlussbereiche sowie die Stützen (6) selbst angebracht werden, während der weitere Aufbau jeweils durch Anschweissen der die einzelnen Lagen ergänzenden Schalen unter Ausnutzung der Behälterstützen für die Abstützung durchgeführt wird (Fig. 1).