Rohrleitungsanlage mit einem Bestandteil, der mittels fernbedienter Arbeitsgeräte auswechselbar ist Die Erfindung betrifft eine Rohrleitungsanlage mit einem Bestandteil, der mittels fernbedienter Arbeitsgeräte auswechselbar ist. Es wurde schon vorgeschlagen, Rehre mittels Werkzeuge zu trennen und zu verschweissen, indem ein Werkzeug von aussen auf das zu trennende oder zu verschweissende Rohr einwirkte. Dies machte komplizierte Steuer getriebe für die Betätigung des Werkzeuges in drei Ebenen, d. h. dreidimensional, notwendig. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, wurde weiterhin vor geschlagen, beim Trennen oder Zusammenschweissen eines Rohres das Schneid- oder Schweisswerkzeug in axialer Richtung in das Rohr einzuführen und das Werkzeug in der Rohrachse zu drehen.
Diese Arbeitsweisen wurden beim Auswechseln von Rohren mittels Fernbedienung dort angewandt, wo die Rohre schwer zugänglich sind. Zum Beispiel ist bei einer bekannten Anordnung ein T-Fitting zwi schen ersten und zweiten Rohren gezeigt, der ein Paar sich gegenüberliegende Bohrungen, die auch durch die Wandungen des ersten Rohres hindurch gehen, besitzt. Eine Innenverschweissung verbindet ein Ende des zweiten Rohres mit der einen Bohrung, und die Schweissung erfolgt mittels Zugang durch die andere Bohrung und durch einen aussen angeschweiss ten Verschlussdeckel für die andere Bohrung.
Dieser Fertigungsvorgang bedingt ein fernbedien tes Betätigen und Steuern des Schweiss- und Trenn- werkzeuges in zwei Ebenen, wenn nicht das Rohr, in dessen Wandung die sich gegenüberliegenden Boh rungen angebracht sind, einen rechteckigen Quer schnitt besitzt. Durch die vorliegende Erfindung wird eine Rohrleitungsanlage geschaffen, bei der das trennende oder verschweissende Werkzeug nur in einer Ebene und bei üblichen Rohren mit Kreis querschnitt arbeitet.
Demgemäss ist die Rohrleitungsanlage gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Paar T-förmige Rohre besitzt, deren Stegteile mit dem auswechselbaren Bestandteil verbunden sind und deren den Querbalken bildende Rohrzweige in par allelen senkrechten Achsen verlaufen, dass jeder nach oben weisende Rohrzweig am oberen Ende mittels eines Verschlussdeckels verschlossen ist und dass jeder nach unten weisende Rohrzweig mittels einer inneren, in einer Ebene liegenden Schweissnaht mit einem senkrechten Standrohr verbunden ist.
Die Erfindung kann vorteilhaft angeordnet wer den, wenn ein Ventil als Bestandteil einer fest instal lierten Rohrleitungsanlage von Zeit zu Zeit aus gewechselt werden soll und die beiden Enden des Ventils zugänglich sind, wobei der ganze Arbeits ablauf mittels fernbedienter Schneid- und Schweiss werkzeuge erfolgt. Einer derartigen Arbeitsweise kann durch eine bestimmte Art der Installation der Rohrleitungsanlage entgegengekommen werden.
In der Zeichnung sind rein beispielsweise eine Ausführungsform und eine Variante einer Rohr leitungsanlage nach der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform eines Ventilan schlusses im Schnitt, an einer mit radioaktivem Gas arbeitenden Anlage, Fig.2 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 1 beim Entfernen des Ventils, Fig.3 eine Schweissgeräteanordnung beim An bringen eines neuen Rohrstückes, Fig.4 eine Anlage zum Entfernen des Ventils mittels Fernbedienung, Fig.5 einen Querschnitt nach der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Innenver schweissung von zwei Rohren, gemäss der Ausfüh rungsvariante.
Ein in Fig. 1 dargestellter Ventilkörper 1 besitzt eine Einlassöffnung 2 und eine Auslassöffnung 3. Jede dieser Öffnungen 2 und 3 mündet in einen T-förmigen Fitting 4, von denen nur der eine, an die Öffnung 3 anschliessende Fitting gezeigt ist. In der gezeichneten Stellung verläuft der an die Auslassöffnung 3 an schliessende Stegteil 4a des Fittings 4 horizontal, und die beiden Rohransätze 4b und 4c des Fittings 4 sind vertikal nach oben bzw. nach unten gerichtet. Der vertikal nach oben verlaufende Rohransatz 4b bildet einen Zugang zu dem nach unten gerichteten Rohransatz 4c. Der Rohransatz 4c schliesst sich an ein mit ihm zusammengeschweisstes, glockenförmig ausgebildetes Mundstück 5 an, welches über ein zu ihm koaxial angeordnetes Abfluss-Standrohr 6, in der Art wie eine Hülse über einen Zapfen, geschoben ist.
Der Rohransatz 4c und das Mundstück 5 bilden zu sammen einen Rohrzweig; dasselbe gilt für den Rohr ansatz 4b und den darüberliegenden und in Fig. 1 nicht näher bezeichneten Teil. Der dem Rohransatz 4b zugeordnete Rohrzweig ist nach aussen durch einen mit einer Vertiefung versehenen Schraubenzapfen 7 verschlossen. Die Verbindung zwischen dem nach aussen dicker werdenden Mundstück 5 und dem Standrohr 6 ist mittels einer Innenschweissung 8 erreicht. Die axiale Ausrichtung der Rohrteile 4c und 6 in bezug aufeinander und in bezug auf die Schweissnaht 8 ist durch das glockenförmige Mund stück 5 gewährleistet. Das glockenförmige Mund stück 5 könnte anstatt am Rohransatz 4c auch am Standrohr 6 befestigt sein.
Anstelle des glocken förmigen Mundstückes 5 könnte aber auch eine zu sätzliche gesonderte Hülse über zwei aneinander stossenden Rohren mit gleicher Querschnittsform vor handen sein, wobei diese Hülse mit einem der an einanderstossenden Rohre verbunden ist.
Wie es erforderlich ist, den Ventilkörper 1 zu entfernen und durch einen anderen zu ersetzen, wird ein nicht dargestellter Werkzeugkopf in die Vertie fung des Schraubenzapfens 7 eingesetzt, wobei durch Drehen des Werkzeugkopfes der Schraubenzapfen 7 herausgeschraubt und entfernt wird. Der Rohr ansatz 4b ist dann geeignet. in sich ein rotierendes Schneidwerkzeug 9 aufzunehmen (Fig.2), welches durch den Rohransatz 4b in den Rohransatz 4c ragt. Wie in Fig.2 ersichtlich, besitzt das Schneidwerk zeug 9 in der Nähe seines freien Endes einen Schneid kopf 10 und einen in solchem axialem Abstand vom Schneidkopf 10 angeordneten Aussenbund 11, dass beim Aufsitzen des Aussenbundes 11 auf den offenen Rohransatz 4b der Schneidkopf 10 sich unmittelbar unterhalb der Schweissnaht 8 befindet. In dieser Stellung rotiert der Schneidkopf 10, und er durch schneidet das Standrohr 6.
Der Schneidvorgang ist bei Beginn des Einschneidens des Schneidkopfes 10 in die verstärkte Wandung des Mundstückes 5 be endet. Das Schneidwerkzeug wird dann zurückgezo gen und der genau gleiche Vorgang erfolgt beim anderen, an der Einlassöffnung 2 des Ventilkörpers 1 angeordneten T-Fitting.
Nachdem dieser Vorgang beendet ist, kann der Ventilkörper 1 zusammen mit seinen T-Fittings 4 von den jeweiligen Standrohren 6 abgehoben werden, deren Enden infolge der vorher erwähnten Schneid vorgänge etwas gekürzt geworden sind.
Zur Vorbereitung des Aufsetzens eines neuen Ventilkörpers auf die Standrohre 6 wird der Ventil körper zuerst mit gleichen, wie in Fig. 1 und 2 dargestellten T-förmigen Fittings versehen; aber an Stelle eines vertieften Schraubenzapfens wird jeder Rohransatz 4b von einem Stopfen 12a (Fig. 3), der eine zentrale Bohrung zur drehbaren Lagerung des Stiels 13 eines Schweisswerkzeuges 12 besitzt, ver schlossen. Der Kopf des Schweisswerkzeuges kann ein Schweisskopf für die Argon-Lichtbogen-Schwei ssung mit einer nicht verbrauchenden Elektrode sein. Der Stiel 13 des Schweisswerkzeuges 12 befindet sich koaxial innerhalb der Rohransätze 4b und 4c zum Führen des Schweisskopfes 14, wobei die Rohr ansätze 4c über zwei Standrohre 6 angeordnet sind (Fig.3).
Das Schweisswerkzeug beginnt dann zu arbeiten und dreht sich, um die Endteile des Rohr ansatzes 4c und des gekürzten Rohres 6 miteinander zu verschweissen. Wenn die Verschweissungen ge macht sind, werden die Schweisswerkzeuge heraus genommen, und wenn gewünscht, kann eine Heiz- quelle zum Glühen der Verschweissungen in die Rohre eingeführt werden. Nach dem Zurückziehen der Heizquelle zum Glühen werden die offenen Enden der den Rohransätzen 4b zugeordneten Rohrzweige mittels in Fig.1 gezeigter Schraubzapfen 7 ver schlossen. Anschliessend kann rings um den Schraub zapfen 7 und den Rohrzweig eine Verschlussschwei ssung 15 angebracht werden (Fig. 1).
Dieser Arbeits gang umfasst das Verschweissen der nebeneinander in der gleichen horizontalen Ebene liegenden Stirn flächen und kann leicht mittels einer Überkopf- Schweisselektrode ausgeführt werden.
In Fig. 4 ist ein Ventil 20 mit einem T-förmigen Rohranschluss 21 in einem zylindrischen Schacht 22 eines Strahlungs-Schutzschildes 23 gezeigt, der eine tiefliegende Zone von starker Radioaktivität von einer oberen Zone, welche die äussere Umfassung eines Reaktors darstellen kann, trennt. Die Stand rohre 24, welche durch das Ventil 20 miteinander in Verwindung stehen, ragen von unten durch den Schutzschild 23 in den Schacht 22 (Fig. 4 und 5). Um das Ventil 20 und die T-förmigen Rohrstücke 21 innerhalb einer möglichst kleinen Querschnittsfläche unterzubringen, sind die Achsen der Standrohre 24 um 60 zur Achse des Ventils 20 versetzt (Fig. 5). Das Ventil 20 besitzt eine axial nach oben aus dem Ventilkörper herausragende Bedienungsstange 20a.
Bevor das Ventil 20 ausgewechselt werden kann, wird eine Ummantelung 25 um den Schacht 22 errichtet. Die Ummantelung besitzt eine Öffnung 25a, welche mit der Öffnung des Schachtes 22 fluchtet. Innerhalb der Ummantelung 25 ist ein von ausser halb der Ummantelung betätigbarer Drehtisch 26 auf einer Achse angeordnet, die bezüglich der Öffnung 25a versetzt ist, derart, dass jede von mehreren Sta tionen auf dem Drehtisch 26 mit der Achse irgend eines der Standrohre in übereinstimmende Lage ge bracht werden kann.
Nach Fig.4 befindet sich der Drehtisch 26 in einer derartigen Stellung, dass ein ausgespartes Seg ment des Drehtisches direkt über den Standrohren angeordnet ist, wodurch es möglich ist, ein Werkzeug 27 durch eine Öffnung an der Decke der Umman telung 25 nach unten zu senken, um durch seine Drehung die Verschlussschweissung 15 am Kopfe eines Endstückes 28 des einen T-förmigen Anschluss teiles abzufräsen. Nachdem die Verschlussschweissung auf diese Weise entfernt ist, wird das Werkzeug 27 gegen ein anderes (nicht dargestelltes) Werkzeug ausgewechselt, welches das Endstück 28 fasst und herausschraubt und dann das herausgeschraubte End stück 28 nach oben hebt, bis es sich in einer Stellung oberhalb des Drehtisches 26 befindet.
Der Drehtisch wird dann derart gedreht, dass ein im Drehtisch befindliches Gewindeloch unter das Werkzeug zu liegen kommt, welches dann beim Ab senken das Endstück 28 in den Drehtisch einschraubt. Das Entfernen des Ventils 20 erfolgt nachher in der an Hand der Fig.2 beschriebenen Arbeitsweise. Wenn das Ventil 20 mit seinen T-förmigen Anschluss teilen von den Standrohren entfernt ist, wird dieses Bauteil angehoben und auf den Drehtisch abgesetzt.
Ein neues Ventil 20', dessen T-förmige Rohr teile 21' mit einer ordnungsgemässen Verschluss schweissung versehen sind, ist vorher auf dem Dreh tisch angeordnet worden und wird nun über den Schacht 22 in eine Stellung unterhalb des entspre chenden Werkzeuges gebracht. Dieses Bauteil kann dann vom Drehtisch abgehoben werden, der nachher so C dreht wird, dass das Ventilbauteil in den Schacht 22 abgesenkt werden kann, so dass die am neuen Ventil angeordneten unteren Rohransätze der T-för- migen Rohrteile passend über die Endteile der zwei Standrohre geschoben werden. Das Verschweissen der T-Rohre mit den Standrohrenden erfolgt dann durch Auffüllen des Schachtes mit einer Helium atmosphäre und durch Rotieren des Schweisskopfes, während ein Schweissstrom zugeführt wird.
Die Schweisswerkzeuge werden dann entfernt, und in die nach oben stehenden Rohransätze der T-förmigen Rohrteile werden Schraubenzapfen eingeschraubt. Schliesslich wird rings um jeden der Schrauben zapfen eine Verschlussschweissung angebracht.
Eine Ausführungsvariante der in Fig.l-3 ge zeigten Ausbildung des Rohransatzes 4c und des Rohres 6 ist in Fig. 6 gezeigt. Durch eine konische Abstufung 4d ist am Rohransatz 4c eine Partie 4e mit kleinerem Durchmesser erreicht. Der Innendurchmesser der Rohrpartie 4e entspricht dem inneren Durch messer eines senkrechten Standrohres 6a. Letzteres verläuft koaxial zum Rohransatz 4c und bildet einen festen Teil eines montierten Rohrsystems, wie beim oben beschriebenen Beispiel.
Die Teile 4c und 6a sind mittels einer End- schweissung 8 verbunden, die es ermöglicht, das Schweissen mittels einer in das Rohrinnere eingeführ ten Schweisselektrode auszuführen, wobei der Rohr ansatz 4c so weit nach unten geschoben wird, dass die miteinander zu verbindenden Stirnflächen aneinander anliegen. Es ist eine Randerweiterung 30 vorhanden, die einen grösseren Durchmesser aufweist, so dass sie mit Spielraum über das befestigte Rohr 6a reicht.
Um bei der Verwendung eines im Rohrinneren eingeführten Schweisswerkzeuges eine gute Schweissung zu erreichen, ist ein Teil des Randes 30 mit einer ringförmigen Vertiefung 31 versehen, die, wenn der Rohransatz 4c auf das Rohr 6a abgesenkt ist, einen ringförmigen Hohlraum 32 rund um die äussere Seite der Schweissnaht 8 bildet.