AT377071B - Verbindungselement zum einschweissen zwischen einander im wesentlichen senkrecht kreuzende rohre od.dgl. - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zum Einschweissen zwischen einander im we- sentlichen senkrecht kreuzende Rohre   od. dgl.   insbesondere Rohrabschnitte von Überhitzerschlangen und Tragrohre, welches aus einem Rohrstück besteht, dessen Enden in zueinander rechtwinkelig stehenden Richtungen zu räumlich sattelförmig verlaufenden, in der Rohrlängsachse betrachtet, ellipsenartigen Randflächen verformt sind, die zur Anlage gegen die zu verschweissenden Rohre bestimmt sind. 



   Die waagrecht verlaufenden Rohrabschnitte von Überhitzerschlangen od. dgl. Rohrbündeln werden üblicherweise von lotrecht stehenden, dampfgekühlten Tragrohren gehalten. Die Verbindung zwischen diesen Rohrabschnitten und den Tragrohren wird durch an den Tragrohren vorgesehene
Haltehaken hergestellt, in die die Rohrabschnitte eingelegt werden, oder durch Einschweissen von
Verbindungsstücken zwischen Rohrabschnitt und Tragrohr. Diese Verbindungselemente sind als
Klotz oder als Steg ausgeführt. 



   Bei der Verwendung von Traghaken ist ein Wärmeübergang zwischen den Überhitzerrohren   od. dgl.   und dem Tragrohr kaum möglich, weil die Berührungsfläche zwischen Rohr und Traghaken klein ist und weil ausserdem eine satte Berührung zwischen Rohr und Haken nicht gegeben ist. 



   Die Oberflächen bleiben auch nicht sauber, sondern oxydieren nach kurzer Betriebszeit. 



   Diese Nachteile können bei Schweissverbindungen naturgemäss nicht auftreten, jedoch ist bei der Verwendung von Klötzen als Verbindungselement die Herstellung der Schweissnaht schwierig wegen der geringen Wandstärke der Rohre einerseits und der zu hohen Wärmeableitung durch die
Klötze anderseits. Stege, d. h. Stücke von Bandmaterial, lassen sich wohl leicht verschweissen, ergeben aber wegen ihres geringen Querschnittes keine gute Wärmeleitung. 



   Durch die GB-PS Nr. 911, 256 ist ein Verbindungselement der eingangs genannten Art bekannt, durch welches die Nachteile der oben genannten Verbindungselemente zum Teil beseitigt werden können. Durch die im Verbindungselement eingeschlossene erhitzte Luft kann es jedoch zu dynamischen Beanspruchungen der Schweissnähte infolge Druckeinwirkung kommen. Diese Druckeinwirkungen werden nicht nur durch Temperaturschwankungen hervorgerufen, sondern auch durch Wasserschläge, Verdampfungs- und Kondensationseffekte, sowie Turbulenzerscheinungen der Rauchgase. 



  Die angeführten Effekte können zu Schwingungen führen, welche eine starke dynamische Belastung der Schweissnähte bewirken. 



   Die Erfindung hat daher zum Ziel, diese Nachteile zu vermeiden. 



   Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass ein Verbindungselement der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäss in seiner Wand zumindest eine Bohrung aufweist. 



   Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verbindungselementes veranschaulicht. Hiebei zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf ein solches Verbindungselement, Fig. 2 ist eine Ansicht desselben in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 und Fig. 3 ist eine Stirnansicht in Richtung des Pfeiles III in Fig. l ; Fig. 4 schliesslich zeigt das Verbindungselement mit einem Tragrohr und einem Überhitzerrohr   od. dgl. verschweisst.    



   Das erfindungsgemässe Verbindungselement-l-besteht aus einem Rohrstück, welches ursprünglich kreisrunden Querschnitt und damit die Form eines Hohlzylinders hat. Durch einen Kaltoder Warmverformungsvorgang, der mit Hilfe von Gesenken durchgeführt wird, werden die beiden Stirnseiten dieses Rohrstückes in zwei aufeinander senkrecht stehenden   Richtungen - vgl.   die Pfeile P1 und P2 in Fig. 1 und 2 - im wesentlichen zu Ellipsen verformt. Allfällige besondere Erfordernisse des Werkstoffes, aus dem die Verbindungselemente bestehen-insbesondere Stahl oder   Stahllegierungen - können   durch eine auf die Verformung folgende entsprechende Wärmebehandlung berücksichtigt werden. 



   Bei diesem Verformungsvorgang ergibt sich der Umstand, dass die ursprünglich ebenen und kreisringförmigen Stirnflächen des Rohrstückes, die nach der Verformung im wesentlichen Ellipsenform erreicht haben, nun nicht mehr eben sind, sondern jeweils in einer Zylinderfläche liegen. Damit ist eine zumindest teilweise sehr gute Anpassung der   Stirnflächen --2, 3-- des   Verbindungselementes-l-an die Mantelflächen der zu verbindenden Rohre-4 und 5--, vergleiche Fig. 4, erreichbar.

   Durch entsprechende Ausbildung der zuvor bereits erwähnten Gesenke für den Verformungsvorgang und auch durch Wahl der Abmessungen des Rohrstückes für das Verbindungsele- 

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 ment --1--, Durchmesser, Wandstärke, Länge, ist eine sehr weitgehende, gegebenenfalls vollkom- mene Anpassung an die zu verbindenden Rohre (Tragrohr --5-- und Überhitzerrohr od.   dgl.-4-)   erreichbar, welche beliebigen Durchmesser,   u. zw.   auch verschiedene Durchmesser, haben können. 



   Eine fertige Verbindung ist in Fig. 4 gezeigt. Hiebei hat das   Tragrohr --5-- grösseren   Durchmesser als das   Überhitzerrohr --4--.   Das Verbindungselement-l-ist mit diesen Rohren-4 und 5-durch   durch Kehl - Schweissnähte --6   bzw. 7-starr verbunden. Die Herstellung dieser Schweiss- nähte, die gegenfalls auch unterbrochene Nähte sein können, bringt keinerlei Schwierigkeiten mit sich, weil das Verbindungselement-l-so wie auch die zu verbindenden Rohre-4 und
5--selbst hohl ist und damit im wesentlichen die gleiche Wandstärke und Wärmeableitfähigkeit hat wie die Rohre.

   Dadurch ergibt sich bei der Herstellung der Schweissnähte im wesentlichen die gleiche Wärmeableitung bei Rohr und Verbindungselement, so dass weder ein Einbrennen der Naht noch mangelhafte Verbindung wegen zu niedriger Temperatur eines der beiden jeweils zu verbindenden Teile eintreten kann. 



   Insbesondere dann, wenn die Schweissnähte unterbrechungslos, also voll, ausgeführt werden sollen und sehr hohe Betriebstemperaturen zu erwarten sind, wird im Verbindungselement-lein Loch --8-- vorgesehen, welches zum Druckausgleich dient. Ein unzulässig hoher Anstieg des Druckes der im Verbindungselement-l-eingeschlossenen Luft wird dadurch vermieden. 



   Vorteilhaft an der erfindungsgemässen Verbindung ist, dass die beiden Rohre mit dem Verbindungselement-l-mit annähernd gleichem Schweissnahtvolumen angeschweisst werden können, so dass für beide Teile gleicher Wärmeübergang gegeben ist. 



   Die im wesentlichen elliptische Form des Scheissnahtverlaufes ergibt kerbarmen Übergang, wodurch die Widerstandsfähigkeit der Nähte auch beim Auftreten von Rohrschwingungen besonders hoch ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verbindungselement zum Einschweissen zwischen einander im wesentlichen senkrecht kreuzende Rohre od. dgl., insbesondere Rohrabschnitte von Überhitzerschlangen und Tragrohre, welches aus einem Rohrstück besteht, dessen Enden in zueinander rechtwinkelig stehenden Richtungen zu räumlich sattelförmig verlaufenden, in der Rohrlängsachse betrachtet, ellipsenartigen Randflächen verformt sind, die zur Anlage gegen die zu verschweissenden Rohre bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass es in seiner Wand zumindest eine Bohrung (8) aufweist.