Druckrohr, insbesondere für Wasserkraftanlagen Die neuere Entwicklung von Wasserkraftwerks an1_agen führt zu immer grösseren Fallhöhen und zu immer grösseren Wassermengen. Als Folge davon ergeben sich bei der Ausführung der zugehörigen Druckrohrleitungen zunehmende Wandstärken.
Bisher werden die einzelnen Schüsse solcher Druckrohre mit Hilfe von Stumpfnähten verschweisst, was bei Rohren mit grosser Wandstärke aber insofern be deutende Schwierigkeiten bereitet, als ein nachträg liches Glühen des Schweissbereiches erforderlich ist, um das Rohrmaterial, beispielsweise Vergütungsstahl, wieder spannungsfrei zu machen. Dieses Nachglühen erfordert einen grossen Aufwand und ist in manchen Fällen überhaupt kaum durchzuführen.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines aus miteinander verschweissten Rohrschüssen bestehen den Druckrohres, das trotz ausreichender Wand stärke kein Nachglühen auf der Baustelle erfordert und daher auch keine Montageschwierigkeiten be reitet.
Die Erfindung besteht, dass die Rohrschüsse an den zusammenstossenden Enden aussenseitig bis auf ein zur Übertragung der im Betrieb auftretenden Längskräfte ausreichendes Wandstärkenmass konisch abg:achrägt sind und je der Stossbereich durch einen innen entsprechend doppelkonisch ausgebildeten Aus senring verstärkt ist. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die bei Druckrohrleitungen in Umfangsrichtung auftretenden Kräfte etwa doppelt so gross wie die in Längsrichtung wirkenden Kräfte sind. Es genügt daher, die Rundnaht, welche die Längs kräfte zu übertragen hat, mit einer annähernd der hal ben Wandstärke entsprechenden Abmessung auszufüh ren.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der En- den der Rohrschüsse wird nun die Wandstärke an der Schweissstelle auf ein Mass reduziert, das einerseits ein Schweissen ohne nachträgliches Spannungsfrei glühen zulässt, das anderseits aber auch ausreicht, um die Längskräfte zu übetragen. Die sich aus der koni schen Abschrägung der Schussenden ergebende Schwächung des Rohres in Umfangsrichtung wird durch den Aussenring wieder aufgehoben, so dass die Kraftübertragung von Schuss zu Schuss nicht be einträchtigt ist, die Festigkeit hinsichtlich der Um fangskräfte nicht vermindert wird, die Schweissung dennoch aber ohne Nachglühen durchgeführt werden kann.
Der Aussenring wird zweckmässigerweise so dimensioniert, dass er den durch die Abschrägung der Schussenden entfallenden Querschnitt ersetzt. Er kann jedoch auch in den Fällen, in denen die Festig keit des Schweissnahtbereiches geringer als die des Grundwerkstoffes ist, so bemessen werden, dass dieser Festigkeitsabfall durch eine Querschnittsvergrösse- rung ausgeglichen wird.
Der die Stossstelle überbrückende Aussenring kann von vornherein mit je einem der zusammen- stossenden Rohrschüsse verschweisst sein, und die Ver- bindungsschweissnaht der Rohrschüsse miteinander kann ausschliesslich von innen hergestellt werden. Somit kann der Aussenring zugleich als Aufschweiss- lasche für die Schweissung dienen. Er hat den weite ren Vorteil, dass er das Zusammensetzen der Rohr- schüsse durch jeweiliges Zentrieren des nächstfol genden Schusses erleichtert.
In Fällen, in denen das Rohr von aussen zugänglich ist und grössere Längs kräfte im Rohr zu erwarten sind, können selbst verständlich beide Enden des Verbindungsringes von der Aussenseite her mit beiden Rohrschüssen ver- schweisst werden.
Der Winkel der konischen Abschrägung der Schussenden kann so gewählt werden, dass die entlang der Gleitflächen auftretenden Längskraftkomponen- ten innerhalb enger Grenzen bleiben und keine wesentliche zusätzliche Belastung der Verbindungs- rundnaht darstellen.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise die erfindungs- gemässe Verbindung zweier Rohrschüsse im Längs schnitt.
Zwei Rohrschüsse 1, 2 eines Druckrohres sind an den zusammenstossenden Enden aussenseitig bis auf ein zur Übertragung der im Betrieb auftretenden Längskräfte ausreichendes Wandstärkemasses abge schrägt und durch eine Rundschweissnaht 3 miteinan der verbunden. Im Stossbereich ist ein innen der Abschrägung entsprechend doppelkonisch ausgebil deter Aussenring 4 zur Verstärkung vorgesehen.
Dieser Aussenring 4 kann beispielsweise mit dem Schuss 1 durch eine Schweissnaht 5 von vornherein verbunden sein, so dass er als Montagebehelf für den zentrischen Anbau des Schusses 2 und zugleich als Aufschweisslasche für die Herstellung der aus- schliesslich von der Rohrinnenseite her auszuführen den Rundnaht 3 dienen kann. Der Aussenring 4 gleicht die durch die Abschrägung der Rohrschüsse sich ergebende Rohrschwächung hinsichtlich der in Umfangsrichtung auftretenden Kräfte wieder aus.
Pressure pipe, especially for hydropower plants The recent development of hydropower plants leads to ever greater heads and to ever greater amounts of water. As a result, the wall thicknesses of the associated pressure pipelines are increasing.
So far, the individual sections of such pressure pipes are welded with the help of butt welds, which in the case of pipes with a large wall thickness, however, causes significant difficulties as a subsequent annealing of the weld area is necessary to make the pipe material, for example heat-treated steel, stress-free again. This afterglow requires a great deal of effort and in some cases can hardly be carried out at all.
The invention aims to create a pipe sections welded together consist of the pressure pipe, which despite sufficient wall thickness does not require afterglow on the site and therefore no assembly difficulties be.
The invention consists in that the pipe sections at the abutting ends are tapered on the outside except for a wall thickness that is sufficient to transfer the longitudinal forces occurring during operation, and each joint area is reinforced by a correspondingly double-conical outer ring. The invention is based on the knowledge that the forces occurring in the circumferential direction in pressure pipelines are approximately twice as great as the forces acting in the longitudinal direction. It is therefore sufficient to execute the circumferential seam, which has to transmit the longitudinal forces, with a dimension that corresponds approximately to half the wall thickness.
The inventive design of the ends of the pipe sections now reduces the wall thickness at the weld point to a level that on the one hand allows welding without subsequent stress-free annealing, but on the other hand is also sufficient to transfer the longitudinal forces. The weakening of the tube in the circumferential direction resulting from the conical beveling of the weft ends is canceled out by the outer ring so that the power transmission from shot to shot is not impaired, the strength in terms of circumferential forces is not reduced, but the weld is still without Afterglow can be performed.
The outer ring is expediently dimensioned in such a way that it replaces the cross section that is omitted due to the beveling of the weft ends. However, in those cases in which the strength of the weld seam area is less than that of the base material, it can be dimensioned so that this drop in strength is compensated for by increasing the cross-section.
The outer ring bridging the joint can be welded from the outset to one of the pipe sections that come together, and the welded joint between the pipe sections can only be produced from the inside. Thus, the outer ring can also serve as a weld-on tab for the weld. It has the further advantage that it makes it easier to put the pipe sections together by centering the next section.
In cases in which the pipe is accessible from the outside and greater longitudinal forces are to be expected in the pipe, both ends of the connecting ring can of course be welded from the outside to both pipe sections.
The angle of the conical bevel of the weft ends can be selected so that the longitudinal force components occurring along the sliding surfaces remain within narrow limits and do not represent any significant additional load on the round connecting seam.
The drawing shows, for example, the connection according to the invention of two pipe sections in a longitudinal section.
Two pipe sections 1, 2 of a pressure pipe are beveled at the abutting ends on the outside except for a wall thickness sufficient to transfer the longitudinal forces occurring during operation and connected to the miteinan by a circular weld 3. In the joint area, a double-conically designed outer ring 4 is provided for reinforcement on the inside of the bevel.
This outer ring 4 can, for example, be connected to the weft 1 from the outset by a weld 5, so that it serves as an assembly aid for the central attachment of the weft 2 and at the same time as a weld-on tab for the production of the round seam 3 to be executed exclusively from the inside of the pipe can. The outer ring 4 compensates for the pipe weakening resulting from the beveling of the pipe sections with regard to the forces occurring in the circumferential direction.