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Druckrohrleitung für Wasserkraftanlagen
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innere Lage aus Stahl St 60. Die Herstellung der Leitung geschieht derart, dass zuerst der innere Rohrteil aus mehreren Schüssen zusammengeschweisst wird. Danach werden die Schüsse der äusseren Rohrteile mit offener Längsnaht auf den inneren Rohrteil geschoben, so dass sie aneinanderstossen und dass an einem Ende der äussere Rohrteil gegenüber dem inneren Rohrteil etwas vorsteht, während am anderen Ende der innere Rohrteil gegenüber dem äusseren vorsteht. Hiedurch wird beim Montieren des so gebildeten Rohrleitungsstücke das Zusammenbringen mit dem nächsten Rohrleitungsstück erleichtert, weil der vorstehende äussere Rohrteil als Zentrierung dient.
Nach dem Aufschieben der Schüsse des äusseren Rohrteiles wer- den deren Längsnähte verschweisst, wobei die in Fig. 9 und 10 dargestellten Nähte angewendet werden können. Bei der Längsnahtform nach Fig. 9 wird die äussere Lage B mit der inneren Lage A verschweisst.
Bei der Nahtform nach Fig. 10 wird eine solche Verschweissung der beiden Lagen vermieden, indem eine Unterlage 11, z. B. aus Kupfer, eingelegt wird.
Die aneinanderstossenden Ränder benachbarter Schüsse des äusseren Rohrteiles bleiben bei offen verlegten Rohrleitungen unverschweisst. Wenn die Rohrleitung dagegen durch äusseren Überdruck beansprucht wird, wie z. B. bei Druckschachtrohren, werden nur als Dichtung wirkende Rundnähte hergestellt, wie sie in Fig. 7 und 8 dargestellt sind. Bei der Ausführung nach Fig. 7 sind die Schüsse der äusseren Lage aussen miteinander verschweisst, während bei dem Beispiel nach Fig. 8 jeder Schuss der äusseren Lage an einem Ende mit der darunterliegenden inneren Lage verschweisst ist. Die X-Naht nach Fig. 7 wird bei der Herstellung der Rundnaht in der Werkstatt angewendet, während bei der Herstellung der Rundnaht am Montageort die in Fig. 8 dargestellte V- Naht angewendet wird.
Durch das Offenlassen oder durch die Dichtnaht ergeben sich auch noch Einsparungen an Schweissnahtquerschnitt gegenüber einer vollwandige Rohrleitung gleicher Beanspruchungsfähigkeit. Das Verhaltnis der Wanddicken von Lage A undB istvorzugsweisel : l, kannaber auch unterschiedlich gewählt werden, wenn dies unter Berücksichtigung der Belastung der Anlage zweckdienlich erscheint. Die Lagen A und B können vor der Inbetriebnahme der Leitung lose aufeinanderliegen, so dass in den Lagen im wesentlichen keine Vorspannung herrscht. Im Betrieb der Leitung unterliegt die Druckleitung Beanspruchungen, wie sie aus Fig. 4 ersichtlich sind. Vor der Inbetriebsetzung herrscht in beiden Lagen die Spannung Null, was dem Punkt AO, BO entspricht.
Unter der Belastung stellt sich in der inneren Lage A eine Spannung Al ein und in der äusseren Lage B eine Spannung Bl. Während die Spannung Al unterhalb der Streckgrenze des Werkstoffes der Lage A liegt, ist die Spannung Bl oberhalb der Streckgrenze des Werkstoffes der Lage B. Dies bedeutet also, dass die Lage B bereits bleibend verformt wird. Die Grösse der Verformung unter der Betriebsbelastung entspricht der Strekke A0, BO/6UAB. Bei einer etwaigen Ausserbetriebsetzung der Druckrohrleitung geht in beiden Lagen die Spannung auf Null zurück, wobei die Lage A wieder ihren ursprünglichen Durchmesser annimmt, da ihre Spannung unter der Betriebsbelastung noch im elastischen Bereich des Werkstoffes lag. Die Lage B hat dagegen infolge der bleibenden Verformung einen grösseren Durchmesser als vor der Belastung.
Die Druckmesseränderung entspricht der Strecke AO, BO/AUB. Dies bedeutet also, dass zwischen den Lagen A und B ein kleiner Zwischenraum vorhanden ist, wie dies in Fig. 6 angedeutet ist.
Die Längsnähte der auf den inneren Rohrteil aufgeschobenen Schüsse des äusseren Rohrteiles können auch so geschweisst werden, dass sie unter der Wirkung der Schrumpfspannung die innere Lage A unter Druck setzen, so dass in beiden Lagen eine Vorspannung-Ac ; +Bo herrscht, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist. Im Betrieb dieser Rohrleitung herrscht in der Lage B wieder eine Spannung Bl, die oberhalb der Streckgrenze des Werkstoffes dieser Lage liegt und in der Lage A eine Spannung Al, die kleiner ist als die Streckgrenze des Werkstoffes dieser Lage. Bei einer Entlassung der Rohrleitung haben beide Lagen einen etwas grösseren Durchmesser, dessen Änderung der Strecke O/AUAB in Fig. 5 entspricht.
Abweichend von dem dargestellten Beispiel in Fig. 1 kann die Druckrohrleitung auch über ihre ganze Länge offen oder über ihre ganze Länge in einem Druckschacht verlegt sein. Bei Anwendung der mehrlagigen Rohrleitung in Druckschachtanlagen ergibt sich noch der besondere Vorteil, dass keine Kontaktinjektionen, z. B. aus Zementmörtel, mehr nötig sind, die bei den bisher verwendeten Druckschachtrohrleitungen zwischen Rohr und Betonierung eingebracht werden mussten. Damit entfallen auch die mit solchen Injektionen verbundenen Schwierigkeiten, wie das Bohren und das Verschliessen von Löchern in der Rohrwandung.
Nach einer andern Ausführungsform der Erfindung ist die Rohrleitung aus drei Lagen verschiedenen Werkstoffes aufgebaut. Die Werkstoffe dieser Lagen sind so aufeinander abgestimmt, dass der Werkstoff der äussersten Lage die geringste Streckgrenze und die höchste Dehnung aufweist, der Werkstoff der innersten Lage die grösste Streckgrenze und ausreichende Dehnung und der Werkstoff der mittleren Lage eine Streckgrenze, die zwischen den Streckgrenzen der beiden benachbarten Werkstoffe liegt ; seine Dehnung
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liegt vorzugsweise ebenfalls zwischen den Dehnungen der benachbarten Werkstoffe. Die Lagen sind dann so bemessen, dass die Beanspruchung der innersten Lage unterhalb der Streckgrenze liegt, die der mittleren Lage im Bereich der Streckgrenze und die der äussersten Lage oberhalb der Streckgrenze.
PATENTANSP RÜCHE
1. Druckrohrleitung für Wasserkraftanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrwand in an sich bekannter Weise aus mindestens zwei Lagen besteht, von denen die äussere Lage geringere Streckgrenze und höhere Dehnung hat als die innere Lage, und dass die Betriebsbeanspruchung der Rohrleitung so gewählt ist, dass die Beanspruchung in der äusseren Lage im nächsten Bereich der Streckgrenze des Werkstoffes dieser Lage und die Beanspruchung in der inneren Lage unter der Streckgrenze des Werkstoffes dieser Lage liegt.
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