Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Metallkörpers In der Anmeldung des Hauptpatentes ist ein Ver fahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Metall körpers beschrieben. Die vorliegende Erfindung betrifft eine vorteilhafte weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes, bei der der mehrschichtige Metall körper die Form eines aus mindestens zwei annähernd konzentrisch angeordneten Schichten bestehenden Roh res besitzt.
Die Verwendung von Rohren mit Innenauskleidung ist seit Jahren eine weitverbreitete Übung. Solche Mehr schichtrohre bestehen aus einem Rohr, das üblicher weise aus einem verhältnismässig billigen Metall her gestellt wird, und auf dessen Innenseite eine Ausklei dung aus einem zweiten Metall aufgebracht ist, das gewisse zweckmässige Eigenschaften besitzt, z. B. hohe Korrosions- oder Oxidationsfestigkeit, die dem ersten Metall nicht eignet. In den meisten Fällen ist das für die Auskleidung verwendete Material beträchtlich teurer als das Metall, auf das die Auskleidung aufgebracht ist. Infolgedessen ergibt sich durch die Verwendung dünn ausgekleideter Rohre statt dickwandiger Rohre aus teurerem Metall eine wesentliche Kostenersparnis.
Diese Ersparnis wird bedeutend grösser, wenn ausgekleidete Rohre für Einrichtungen grossen Ausmasses verwendet werden, wie beispielsweise für Rohrleitungen zum Trans port grosser Mengen von Chemikalien.
Ein zweiter Vorteil der Verwendung von mehr- schichtrohren ergibt sich aus der Tatsache, dass das Metall mit der gewünschten Korrosionsfestigkeit oder einer anderen gewünschten Eigenschaft häufig nicht in der gewünschten Weise Zugfestigkeit, Wärmeverhalten oder Druckfestigkeit besitzt, um in Fällen allein ver wendet zu werden, wo solche Beanspruchungen auf treten. Infolgedessen treten zu dem wirtschaftlichen Vor teil, der sich aus der Verwendung preiswerteren Metalles ergibt, die Vorteile der Konstruktion Festigkeit, günsti gen Wärmeverhaltens, z. B. der Wärmeleitung, und der genügenden Starrheit hinzu, die für die Mehrschicht rohre wichtige und wertvolle Eigenschaften für die Ver wendung darstellen.
Es besteht bereits eine ganze Anzahl von Verfahren um Metallrohre mit Metallauskleidungen zu versehe und so Mehrschichtrohre zu schaffen. Doch leiden a' diese Verfahren unter gewissen Nachteilen, so dass si entweder unzweckmässig oder in gewissen Fällen soga unbrauchbar sind.
Verfahren, die darin bestehen, das eingeschmolzen Metall auf die Innenwand des Rohres aufzubringen sind begrenzt auf die Aufbringung von Metallen, di Legierungen bilden und von denen ein Metall eine verhältnismässig niedrigen Schmelzpunkt besitzt. Da geschmolzene Metall ist oft schwierig zu handhabe und, um eine Oxydation zu verhindern, muss mit der Metall in einer inerten oder reduzierenden Gashüll oder im Vakuum gearbeitet werden.
Die erhaltene Aus kleidung ist oftmals von ungleicher Dicke, rauh, un, undehnbar infolge des Vorhandenseins von nachteilige und spröden zwischenmetallischen Phasen, die bei höhe ren Temperaturen gebildet wurden. Eine ganze Reih von ausgleichenden Wärmebehandlungen muss oft in folge nicht vereinbarer physikalischer Eigenschaften un gleichartiger, bei den Verfahren verwendeter Metall in Kauf genommen werden.
Dadurch wird die Ver wendbarkeit solcher Mehrschichtrohre auf solche Auf gaben beschränkt, bei denen die schädlichen Einflüss nicht strenge Anforderungen an das Verhalten der ver wendeten Metalle stellen. Mehrschichtrohre, die durc Eintauchen in heisse Schmelze oder durch Zentrifugal guss hergestellt wurden, mögen für die Verwendung fü die Aufnahme von Schmutz- und Ablaufwässern un, dergleichen brauchbar sein, doch sind sie ungeeignc für Verfahren, bei denen hohe Drücke auftreten.
Verfahren zum Erzeugen von Rohren mit Ausklei dung, die auf einem Zieh- oder Ausstossvorgang be ruhen, leiden oft unter den gleichen Nachteilen hinsieht ]ich der Einschränkung der verwendeten Metalle, de Bildung von brüchigen zwischenmetallischen Phasei und der Verwendung höherer Temperaturen wie di, Verfahren mit Verwendung geschmolzener Metalle Diese Produktionsverfahren können ein Verschweissen in einer Schutzatmosphäre und die Verwendung von komplizierten und teueren Einrichtungen notwendig machen.
In manchen Fällen wird mehr eine mechanische als eine metallurgische Bindung zwischen dem Metall der Auskleidung und dem Aussenrohr bewirkt, wodurch die Eigenschaften der Wärmeübertragung, der mechani schen Festigkeit und der Deformierbarkeit des Mehr schichtrohres bedeutend beeinflusst, bzw. verschlechtert werden.
Das Aufbringen einer Rohrauskleidung beispiels weise durch Elektroplattieren, sonstiges Plattieren oder Aufdampfen ist zeitraubend und teuer. Die umfang reiche notwendige Vorbereitung der zu überziehenden Oberfläche und die genaue Kontrolle der Bedingungen, die notwendig sind, machen das Auskleiden von Rohren grossen Durchmessers nach solchen Verfahren unwirt schaftlich. Die Auskleidungen können porös, brüchig oder zu dünn ausfallen, um beispielsweise einer stark korrosiven Atmosphäre standzuhalten.
Eine Deformie rung des Mehr,chichtrohres kann ausgedehnte Bearbei tungsmassnahmen notwendig machen und es gibt Gren zen hinsichtlich der Anzahl Metalle, die unter den be treffenden Bedingungen eines gegebenen Verfahrens mit einander verbunden werden können. Beispielsweise kann eine Auskleidung aus einer Legierung nicht durch Elek- troplattierung oder ein anderes Plattieren aufgebracht werden.
Die Herstellung von Rohren mit Innenauskleidung aus Flächen- oder plattenförmigen Metallen mit Deck- oder überzugsschicht ist zeitraubend, teuer und mit Rücksicht auf die bescheidene Entwicklung auf dem Gebiete der Verbindung von Metallen mit Deckschicht, beispielsweise durch Schweissen, schwierig.
Es besteht demnach ein Bedürfnis nach einem Rohr, bei dem eine undurchlässige, gleichmässige Auskleidung aus einem Metall metallurgisch mit einem anderen Me tall verbunden ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellun, des mehrschichtigen '.Metallkörpers ist dadurch gekenn zeichnet, dass ein erstes Metallrohr zumindest annähernd konzentrisch in ein zweites Metallrohr eingesetzt und die Aussenwand des ersten Metallrohres von der Innen wand des zweiten Metallrohres in einem Abstand von mindestens 0,0254 mm angeordnet wird, dass zumindest angenähert konzentrisch in dem ersten Metallrohr eine sich über die gesamte Länge der beiden zu verbindenden Rohre erstreckende stabförmice Ladung angeordnet wird, die aus detonierendemy Explosivstoff besteht,
dessen Detonationsgeschwindigkeit mindestens 1200 m/ sec, jedoch weniger als 120 '; der Schallgeschwindigkeit des Metalls betrii2t, wenn Metalle gleicher Schall geschwindigkeit verbunden werden, bzw.
weniger als 120 ') der Schallgeschwindigkeit des Metalls mit der höchsten Schallgeschwindigkeit beträgt, wenn Metalle verFchieclener Schallgeschwindigkeit verbunden werden, und dass die Ladung an Explosivstoff in solcher Weise gezündet wird, dass die Detonation in einer Richtung fortschreitet, die zumindest angenähert parallel zur Längsachse der beiden Metallrohre liegt und über die gesamte Länge der beiden zu verbindenden Metallrohre verläuft.
Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren her -estellte mehrschichti"e Metallkörper weist die Form eines aus mindestens zwei konzentrisch angeordneten metallischen Schichten bestehenden Rohres auf, wobei die erste und die zweite metallische Schicht mindestens teilweise durch eine, aus einer homogenen Legierung des Metalles der ersten mit dem Metall der zweiten Schicht bestehenden und als Bindemittel wirkenden Schicht verbunden sind.
Im folgenden werden an Hand der Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher er läutert. In diesen veranschaulichen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Anordnung, die zwecks Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens benutzt werden kann, und Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Beschrei bung des Mechanismus des Verfahrens zur Verbindung der beiden Rohre.
Nach Fig. I ist das Metallrohr 1 konzentrisch in dem Metallrohr 2 angeordnet, wobei ein Klebband 3 dazu dient, zwischen der Aussenseite des ersten Rohres 1 und der Innenseite des zweiten Rohres 2 einen Luft ring 4 aufrechtzuerhalten. Dieser mit den Klebbändern 3 an beiden Enden versehene Zusammenbau wird in die Vertikalbohrung eines Stahlblockes 5 eingesetzt, der durch zwei Stahlblöcke 6 auf einem Stahlblock 7 ab gestützt ist. Die Vertikalbohrung des Stahlblockes 5 ist mit Schweissmitteln z. B. einer Schicht Petrolatum 8 ausgekleidet, um den mit dem Klebband versehene Zusammenbau leicht in die Bohrung einführen zu können und zu verhindern, dass die Aussenseite des zweiten Metallrohres 2 mit dem Metallblock 5 verbunden wird.
Eine lineare Ladung aus detonierendem Explosivstoff 9 wird konzentrisch in das erste Metallrohr 1 eingesetzt und durch Halter 10 aus Hartpapier, die an den Enden des mit dem Klebband versehenen Zusammenbaues be festigt sind, an Ort und Stelle gehalten. Am oberen Ende der linearen Ladung aus detonierendem Explosiv stoff 9 ist ein Zünder 11 mit Anschlussdrähten 12 be festigt.
Wenn ein elektrischer Strom durch die Anschluss- drähte 12 geschickt wird, wird der Zünder 11 gezündet und zündet seinerseits die Explosivladung 9. Die Stoss druckwelle, die radial von der detonierenden Explosiv- !adung 9 ausgeht, trifft auf die Innenseite des Rohres 1 und der Druck drückt diesen Teil des Rohres mit hoher Geschwindigkeit gegen die Innenseite des Rohres 2. Der um das Rohr 2 liegende Stahlblock 5 verhindert eine grosse Ausweitung des Rohres 2. Die durch den Detona tionsvorgang miteinander verbundenen Rohre können nun leicht wieder aus dem Block 5 entnommen werden.
In der Praxis wird das erhaltene Mehrschichtrohr häufig durch die bei der Detonation gebildeten Gase aus dem Block herausgeworfen.
Eine Eigenschaft der vorlie-enden Erfindung betrifft die Natur der metallischen Verbindung, durch die die metallische Auskleidung an dem Metallrohr festsitzt. Diese Verbindung ist eine ununterbrochene Bindung von Metall zu Metall und erstreckt sich einheitlich über die ganze Ausdehnung der einander benachbarten Ober flächen der beiden Rohre.
In dieser Hinsicht ist die nach der vorliegenden Erfindung gebildete Verbindung den bisher durch Ex plosivstoffe bewirkten Verbindungen von Metall zu Metall zwischen konzentrischen Rohren überlegen. Bei spielsweise können Explosivstoffe dazu benutzt werden, Rohrenden innerhalb einer Metallhülse miteinander zu verbinden, wobei eine mechanische Verbindung zwi schen den Aussenwänden der Rohre und der Innenwand der Hülse gebildet wird. In anderen Fällen, in denen eine Verbindung, die zwischen konzentrischen Rohren mittels Explosion von Explosivstoff hergestellt wird, beansprucht wird, werden die einzelnen Teile durch den Explosionsdruck so verformt, dass sie mit mechanischen Mitteln nicht leicht getrennt werden können und/oder dass die Verbindung zwischen den Teilen nicht einheit lich ist.
Ganz allgemein ist die Festigkeit der Verbindung, die gemäss der vorliegenden Erfindung gebildet wird, grösser als die Festigkeit des schwächeren Metalls. Die Streckbarkeit des verbundenen Materials ist mit der der nicht verbundenen Rohre vergleichbar und kann oftmals durch milde Wärmebehandlung erhöht werden.
Ein Merkmal der nach dem Verfahren nach vor liegender Erfindung hergestellten Verbindungen besteht darin, dass die ununterbrochene Verbindungszone, mit tels der die Rohre miteinander verbunden sind, eine zu mindest angenäherte durchgehend homogene Zusam mensetzung zeigt. In üblichen Verbindungsverfahren be sitzt die metallurgische verbundene Zone Abstufungen in der Zusammensetzung, die zunehmend reicher ist im Metall des Rohres, das näher liegt, und umgekehrt zu nehmend ärmer ist im Metall des Rohres, das weiter entfernt liegt.
Bei Metallen, die verbunden sind und eine brüchige Zwischenmetall-Verbindung bilden, besteht oft mals eine Zone im Querschnitt der heterogenen Verbin dungszone, die in der Hauptsache nur aus der brüchigen Zwischenmetall-Verbindung allein besteht, die eine nachteilige Wirkung für die Verformungsfähigkeit der Mehrschichtanordnung hat.
Obwohl die vorliegende Erfindung in keiner Weise durch eine bestimmte Theorie hinsichtlich des Vor ganges bei der Entstehung einer Verbindung einge schränkt werden soll, kann doch gesagt werden, dass die Bildung der oben beschriebenen homogenen Verbin dungszone möglicherweise ihre Ursache in der Fliess wirkung hat, die gemäss der Darstellung in Fig. 2 ver läuft.
Wenn die lineare Explosivladung 9 gezündet wird, wobei 13 das gasförmige Detonationsprodukt darstellen soll, verläuft die Detonation über den Rest der linearen Ladung mit der Detonationsgeschwindigkeit der explo siven Zusammensetzung. Der durch die Detonation er zeugte Druck wirkt also fortschreitend auf das innere Metallrohr 1 und drückt e, entsprechend gegen das äussere Metallrohr 2.
Wenn die Aussenwand des inneren Rohres 1 parallel zur Innenwand des äusseren Rohres 2 ist, macht zuerst der Teil der Aussenwand der Innenrohres 1, der dem Zündungspunkt am nächsten ist, mit der Innenseite des Aussenrohres 2 Kontakt, während andere Teile entweder stationär oder in Bewegung auf die Innenseite des Aussenrohres hin (siehe Fig. 2) sind. Wenn die Bedin gungen dementsprechend sind, wird ein Fluss 14 aus Teilen der benachbarten Oberflächen erzeugt, der in den noch nicht gefüllten Raum zwischen den beiden Rohren gerichtet ist. Das fliessende Material wird hin und her geführt, so dass sich eine innige Mischung der metallischen Teile der benachbarten Flächen ergibt.
Das Entfernen dieser metallischen Teile benachbarter Ober flächen und die Verschmelzung mit dem vorher Bar unterliegenden Metall ergibt die gewünschte Verbindung, wie sie bei 15 angezeigt ist.
Um das gewünschte Resultat zu erhalten, muss eine Explosivladung so gezündet werden, dass die Detona tion zumindest angenähert parallel zur Wand des inneren Rohres verläuft. Der fortlaufende Aufschlag des inneren Rohres auf das äussere Rohr bewirkt längs der Auf trefflinie einen Materialfluss. Dieser Fluss tritt nicht auf, wenn die ganze Explosivladung gleichzeitig detoniert.
EMI0003.0014
EMI0003.0015
EMI0003.0016
K - E (1-2 c?).
EMI0003.0017
benen Weise und gemäss den von ihnen zitierten Stellen durchgeführt werden.
Statt dessen kann V auch bestimmt werden aus der Formel:
EMI0004.0002
worin CL die Geschwindigkeit bei elastischen Druck wellen und C, die Geschwindigkeit der elastischen Schubwellen im Metall ist. Die erforderlichen Geschwin digkeiten der elastischen Wellen kann mittels wohl bekannter Verfahren gemessen werden.
Zur Veranschau lichung sind in der nachfolgenden Tabelle einige Werte für die Schallgeschwindigkeit, für einige Metalle ver gleichsweise angegeben:
EMI0004.0005
<I>Tabelle</I>
<tb> Schallgeschwindigkeit
<tb> Metall <SEP> in <SEP> Metersec
<tb> Zink <SEP> 3000
<tb> Kupfer <SEP> 4000
<tb> Magnesium <SEP> 4500
<tb> Niobium <SEP> 4500
<tb> austenitischer <SEP> rostfreier <SEP> Stahl <SEP> 4500
<tb> Nickel <SEP> 4700
<tb> Titan <SEP> 4800
<tb> Eisen <SEP> 4800
<tb> Molybdän <SEP> 5200
<tb> Aluminium <SEP> 5500
<tb> Monel-Metall <SEP> 4400
<tb> Bronze <SEP> 4000
<tb> Hastelloy <SEP> 4400 Zusätzlich zu der Begrenzung der grössten Detona tionsgeschwindigkeit für den verwendeten Explosivstoff wurde gefunden, dass eine geringste Detonationsge schwindigkeit von etwa 1 200 Metern pro Sekunde not wendig ist.
Explosive Mischungen, die mit Geschwindig keiten detonieren, die kleiner sind als der angegebene Wert, entwickeln oft nicht die notwendige Energie für die Bildung des oben geforderten Materialflusses und können deswegen keine feste Verbindung von Metallen im obigen Sinne und gemäss dem Zweck der vorliegen den Erfindung bewirken.
Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen die verschiedenen Änderungen der Anordnung, die bei der praktischen Anwendung dieser Erfindung Verwendung finden können. Sie sollen jedoch nur als Beispiele dienen und weder eine erschöpfende Angabe noch einschrän kende Gesichtspunkte vermitteln. Es kann jede beliebige Mehrschichtmetallanordnung erhalten, wenn die geeigne ten Bedingungen geschaffen werden.
<I>Beispiel I</I> Der bei diesem Beispiel verwendete Explosivstoff besteht aus einem durch Ausstossen aus einer Düse er zeugten Strang aus einem biegsamen explosiven Mate rial, das 203ö äusserst feines Pentaerythritoltetranitrat (PETN), 70ö Bleimennige und als Bindemittel 10 ö einer Mischung im Mischungsverhältnis 50:
50 aus Butylkautschuk und einem thermoplastischen Terpen- harz (eine Mischung von Polymeren aus ss-Pinen der Formel (CtoHo)"), das im Handel unter der Marken- bezeichnung Piccolyte S-10 erhältlich und von der aPennsylvania Industrial Chemical Corporation her gestellt wird, enthält. Die Detonationsgeschwindigkeit beträgt etwa 4100 m/sec.
Ein nahtloses Rohr Typ 304 aus rostfreiem Stahl mit einer Länge von 8 Zoll (203,2 mm), einem Aussen durchmesser von 1,75 Zoll (44,45 mm) und einer Wanddicke von 0,028 Zoll (0,7112 mm) wurde kon zentrisch in ein nahtloses Rohr aus Kohlenstoffstahl mit einer Länge von 8 Zoll (203,2 mm), einem Aussen- durchme@ser von 2,75 Zoll (69,85 mm) und einer Wanddicke von 0,420 Zoll (10,668 mm) eingesetzt. Beide Enden der zusammengebauten Rohre wurden mit einem Klebband verklebt, um zwischen den Wänden der beiden Rohre einen Luftring von 0,080 Zoll (2,032 mm) aufrecht zu erhalten.
Die zusammenge bauten Rohre werden in eine vertikale Bohrungvon 12 Zoll (304,8 mm) mit einem Unterschied von 0,020 Zoll (0,508 mm) gegenüber dem Aussendurchmesser des Rohres aus Kohlenstoffstahl in einem Stahlblock <B>5</B> vom Typ 1045 eingesetzt, der einen Durchmesser von 10 Zoll (254 mm) und eine Länge von 12 Zoll (304,8 mm) besass und von vier Stahlblöcken 6 auf einem Stahlblock 7 abgestützt wurde.
Der Ring von 0,020 Zoll (0,508 mm) Dicke zwischen Block und Aussenseite des Aussenrohres der zusammengebauten Rohre wurde mit Petrolatum gefüllt, um die zusammen gebauten Rohre leicht in die Bohrung des Blockes 5 einsetzen zu können und eine Verbindung der Aussen seite des Kohlenstoffstahlrohres mit dem Stahlblock 5 zu verbinden.
Ein Strang aus dem oben beschriebenen Explosivstoff mit einem Durchmesser von 0,5 Zoll (12,7 mm) und einer Länge von 10 Zoll (254 mm) mit einem Gewicht von 150,5 g pro Fusslänge (439,6 g/m) wurde konzentrisch mit dem Rohr aus rostfreiem Stahl in dieses so eingesetzt, dass sie an jedem Ende der zu sammengebauten Rohre um 1 Zoll (25,4 mm) aus die sen ragte, und mittels zwei Abstandhaltern aus Karton, die an den beiden Enden den der zusammengesetzten Rohre befestigt waren, an Ort und Stelle gehalten. Unter Verwendung eines elektrischen Zündhütchens Nr. 6, das am oberen Ende des Stranges angebracht war, wurde alsdann die Explosion eingeleitet.
Nach der Detonation ergab sich, dass das Auskleidungsrohr aus rostfreiem Stahl und das Kohlenstoffstahlrohr fest und einheitlich miteinander verbunden waren, so dass sie ein Mehr schichtrohr bildeten. Die mikroskopische Untersuchung ergab eine ausgezeichnete, metallurgische Verbindung oder Bindung zwischen den beiden Rohren.
Beispiel <I>2</I> Das Material, die Massnahmen und der Explosiv stoff nach dem Beispiel 1 wurden benutzt, um ein anderes fest und einheitlich verbundenes Mehrschicht rohr zu schaffen. Das nahtlose Rohr aus Kohlenstoff stahl, das den äusseren Teil des zusammengebauten Roh res bildete, hatte eine Länge von 8 Zoll (203,2 mm), einen Aussendurchmesser von 2,75 Zoll (69,85 mm) und eine Wanddicke von 0,460 Zoll (11,684) mm). Beide Enden der zusammengebauten Rohre wurden mittels wasserfesten Klebbändern geschlossen, um einen was serdichten Luftring von 0,040 Zoll (1,0l6 mm) zwi schen den benachbarten Wänden der beiden Rohre auf recht zu erhalten. Ein Strang des oben beschriebenen Explosivstoffes mit dem Gewicht von 102,5 g pro Fuss länge (336,2 g/m) wurde für die Explosion benutzt.
Das Rohr aus rostfreiem Stahl war dabei mit Wasser gefüllt. Die mikroskopische Untersuchtung zeigte eine ausgezeichnete metallurgische Verbindung.
Unter Anwendung der Technik und Verwendung des Explosivstoffes gemäss den Beispielen 1 und 2 kön nen mit einem Druckübertragungsmittel oder Puffer material in Form von Luft wie beim Beispiel 1 oder von Wasser wie beim Beispiel 2 und einem Gewicht des Explosivstoffes zwischen etwa 150 und 200 g pro Fusslänge (492 und 656 g/m) fest und einheitlich ver bundene Mehrschichtrohre aus den nachfolgenden Me tallen hergestellt werden:
Kohlenstoffstahl, Legierungs stahl, rostfreier Stahl, Hastelloy , Monel-Metall, Inco- nel , Stellite , Nichrome , Aluminium, Aluminium- Legierung, Kupfer, Kupferlegierung, Molybdän, Molyb- dän-Legierung, Wolfram, Wolfram-Legierung, Titan, Titan-Legierung, Magnesium und Magnesium-Legie- rung.
Das neue Verfahren zur Verbindung ist auf eine grosse Anzahl von Metallen anwendbar, z. B. Eisen, Niobium, Chrom, Kobalt, Nickel, Beryllium, Tantal, Vanadium, Zirkonium, Silber, Platin, Gold und deren Legierungen, aber auch auf weitere Metalle, die nach bisher bekannten Verfahren sehr schwer zu vereinigen sind. Es können zwei oder mehrere konzentrische Rohre miteinander verbunden werden, um ein mehrmetalli sches Mehrschichtrohr zu bilden.
Jedes der zu verbin denden Rohre kann aus einem einzigen Metall oder aus einer Legierung von zwei oder mehreren Metallen bestehen oder jedes der zu verbindenden Rohre kann aus zwei oder mehr Rohren zusammengesetztes Mehr schichtrohr sein.
Das beschriebene Verfahren ist brauchbar für die Herstellung von Mehrschichtrohren aus EinzeIrohren mit oder ohne Naht. Unter einem Rohr wird dabei ein Gegenstand von solcher Ausbildung verstanden, dass ein Schnitt quer durch die nach der Erfindung zu ver bindende Oberfläche zumindest angenähert kreisförmig ist, wobei Gegenstände mit verhältnismässig geringen Ungleichmässigkeiten in der zu verbindenden Oberfläche mit unter diesen Begriff fallen sollen. In der praktischen Fabrikation sind eine oder mehrere Bauteile des Mehr- sehichtrohres oft ein Ergänzungsteil oder eine Aus rüstungseinheit.
Beispielsweise kann nach der vorliegen den Erfindung die Wand der zylindrischen Bohrung ei ner Düse mit einer Auskleidung verbunden werden, (die zusammen mit einem Druckkessel Verwendung fin den soll). Das Verfahren nach der vorliegenden Erfin dung kann aber auch dazu benutzt werden, Rohre mit einer Auskleidung aus schwer schweissbarem Material in einem Fabrikationsgang herzustellen. Beispielsweise können ein oder mehrere Teile der zu vereinigenden Anordnung einen flächenförmigen Bauteil aus einem Metall, der in solcher Weise in zylindrische Form ge walzt ist, dass sich seine Enden überlappen und zwi schen diesen überlappungsenden ein Luftspalt besteht, umfassen. Ein mehrschichtiger Metallkörper kann nach der vorliegenden Erfindung zumindest angenähert mit den endgültigen Massen hergestellt werden.
Weiter ist es aber auch möglich, zuerst einen mehrschichtigen Rohling herzustellen, der dann durch Ziehen oder Aus pressen auf die gewünschten Masse gebracht wird. Theoretisch bestehen hinsichtlich der Länge oder des Durchmessers der mehrschichtigen Metallkörper, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wer den können, keine Grenzen.
Das Verfahren, um den notwendigen Luftspalt zwi schen den Wänden der zu vereinigenden Rohre zu er- halten, ist nicht kritisch. Wie bereits gezeigt wurde, können die Rohre konzentrisch zueinander angeordnet und an Ort und Stelle durch ein Band gehalten werden, um den luftgefüllten Ring zwischen ihren benachbarten Oberflächen aufrecht zu erhalten. Statt dessen können an der einen oder beiden benachbarten Flächen auch kleine Vorsprünge dem gleichen Zweck in befriedigen der Weise genügen. Natürlich sollten diese Mittel nicht grössere Flächenteile an den benachbarten Flächen der beiden Rohre bedecken.
Es ist zweckmässig, dass die Wände der Rohre ver hältnismässig frei von Verunreinigungen sind. Wo die Flächen unsauber sind, genügt üblicherweise das Reini gen der Oberflächen mittels eines Schleifmittels und darauffolgendes Abspülen mit einem Lösungsmittel, um Unreinigkeiten zu entfernen, die das Verbinden beein trächtigen und brüchige Stellen bewirken. Doch sind bei dem vorliegenden Verfahren die intensiven und sorg fältigen Reinigungsmassnahmen, die für andere Verbin dungsverfahren erforderlich sind, nicht notwendig.
Die Starrheit der Stützmittel für die Rohranordnung ist für die praktische Durchführung der Erfindung nicht kritisch. Doch ist die Verwendung von Stützmitteln zwecks Vermeidens von Deformationen der Mehr schichtanordnung von Nutzen. Ein geschmiedeter Stahl block mit einer entsprechenden Bohrung stellt wegen seiner verhältnismässig geringen Kosten und seiner Festigkeit gegen Stossbeanspruchung ein zufriedenstel lendes Stützmittel dar. Statt dessen können auch ver wendet werden: eine aufklappbare Form oder feste Stahlform, Eisenbeton, eine Kombination aus Stahl und Eisenbeton, eine Kombination einer der vorgenannten Mittel mit Sand, Gestein, Erde oder Wasser. Die An ordnung kann, wie gezeigt, vertikal oder auch horizontal angeordnet bzw. gerichtet sein.
Die Art des Mittels, um die Aussenwand des Aussen rohres von den Stützmitteln getrennt zu halten und um die benachbarten Flächen zu schmieren, ist nicht kritisch. Statt Petrolatum kann auch ein anderes Schmiermittel verwendet werden, z. B. Vaseline, Fett oder Graphit.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft, zwischen der linearen Explosivladung und der Innenwand des Innen rohres ein Puffermaterial oder inertes Material vorzu sehen. Diese Zwischenschicht kann beispielsweise aus Wasser, Polystyrenkunststoffschaum, ein Polyesterfilm oder Band bestehen.
Die lineare Explosivladung muss nicht absolut kon zentrisch zu der zusammengebauten Rohranordnung sein und auch die Zusammensetzung des Explosivstoffes ist nicht kritisch. Statt des im Beispiel angegebenen Pentaerythritoltetranitrats können auch körniges Tri- nitrotoluol, aktiviertes Ammoniumnitrat und Natrium- amatol (soda amatol) und einige Sprengstoffe in linea rer Form verwendet werden.
Die Explosivladung kann durch eine beliebige üb liche Zündvorrichtung zum Zünden gebracht werden, beispielsweise durch ein Zündhütchen, eine Sprengkap sel, Detonationskapsel, Zünddrähte und dergleichen. Die örtliche Lage der Zündquelle an der linearen Ladung ist nicht kritisch, vorausgesetzt, dass nicht die ganze Länge gleichzeitig gezündet wird. Die Menge des Explosiv stoffes ist ebenfalls nicht kritisch, vorausgesetzt, dass eine Ladung vorhanden ist, die genügt, um das Innen rohr mit einer Geschwindigkeit zu bewegen, die ge nügt, um das gewünschte Vereinigen zu erreichen.
Die richtige Menge und Ladung an Explosivstoff, die für einen gegebenen Fall verwendet werden sollte, ist für den Fachmann leicht zu bestimmen, wenn er die ent scheidenden Faktoren beachtet, wie Art des Explosiv stoffes, Wanddicke der Metallrohre usw. Natürlich wird eine zu grosse Menge an Explosivstoff unerwünschte Deformationen zur Folge haben und sollte deswegen vermieden werden.
Ausser für die oben genannten Verwendungszwecke finden ausgekleidete Rohre speziell Anwendung für ÖI- sammelleitungen, Automobillager und -radiatoren, Wärmeaustauscher, Behälter für Antriebsöl und Gas für Lenkwaffen, Radioröhren, Wellenleitungen, Rake- tendüsenringe und Rohre für Gas, Mineralsäure, Lei stungsreaktoren, Kälteerzeugungseinrichtungen und der gleichen. Solche Mehrschichtanordnungen, z.
B. aus Kohlenstoffstahl, der mit rostfreiem Stahl, Hastelloy C oder Titan überzogen ist, sind zweckmässig für Fit tings, Düsen und Übergangsverbindungen für über zogene Behälter vom gleichen Aufbau aus Mehrschicht- Anordnungen.
Die Erfindung ist vorstehend eingehend beispiels weise beschrieben. Doch ist es für den Fachmann klar, dass man eine Reihe Änderungen treffen kann, ohne dabei den Bereich der Erfindung zu verlassen.