DE10028737A1 - Doppel-oder mehrwandiges Bauteil zur Verwendung in Rohrleitungssystemen - Google Patents

Abstract

Ein doppel- oder mehrwandiges Bauteil zur Verwendung in Rohrleitungssystemen weist ein inneres Teil (4) aus Metall und ein äußeres Teil (6) aus Metall auf, wobei das innere Teil (4) mit dem äußeren Teil (6) unmittelbar oder über wenigstens ein Verbindungselewment (14) aus Metall verbunden ist. Erfindungsgemäß sind die Teile (4, 6) miteinander und/oder mit dem Verbindungselement (14) und/oder mit wenigstens einem weiteren Bauteil aus Metall über wenigstens eine mit einem Elektronenstrahl-Schweißverfahren erzeugte Schweißverbindung (20, 22, 26, 28) verbunden. Das erfindungsgemäße Bauteil (2) ist einfach und damit kostengünstig herstellbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein doppel- oder mehr­ wandiges Bauteil zur Verwendung in Rohrleitungssyste­ men.

Bauteile der betreffenden Art sind, beispiels­ weise in Form von doppelwandigen Rohren, allgemein bekannt und werden in großem Umfang in Rohrleitungs­ systemen für umweltbelastende oder gesundheitsgefähr­ dende Fluide eingesetzt. Bei diesen Bauteilen ist der Zwischenraum zwischen der inneren und äußeren Rohr­ wand mit einem Überwachungsmedium gefüllt, um die Dichtigkeit der inneren Rohrwand zu prüfen. Wird bei einem solchen Bauteil die innere Rohrwand, die das umweltbelastende oder gesundheitsgefährdende Fluid führt, undicht, so tritt in dem Überwachungsmedium ein Druckabfall auf, der mittels eines Sensors fest­ stellbar ist.

Um entlang des Strömungsweges des Fluids eine kontinuierliche Überwachung der Dichtigkeit der Rohr­ leitung zu ermöglichen, sind Sperr- und Regelarmatu­ ren sowie Pumpen und sonstige Apparate, die in der­ artigen Rohrleitungen verwendet werden, ebenfalls doppelwandig und damit überwachbar ausgebildet.

Doppelwandige Bauteile werden beispielsweise auch in beheizbaren Armaturengehäusen eingesetzt.

Ferner werden doppelwandige Bauteile in Rohrlei­ tungssystemen für kryogene Flüssigkeiten, beispiels­ weise flüssigen Stickstoff, eingesetzt.

Die bekannten Bauteile können auch als mehrwan­ dige Bauteile mit mehr als zwei Wandungen ausgebildet sein.

Die bekannten Bauteile ermöglichen in zuverläs­ siger Weise eine Überwachung der Bauteile auf eventu­ elle Leckagen. Nachteilig ist jedoch, daß die Bautei­ le aufwendig in der Herstellung und damit teuer sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein doppel- oder mehrwandiges Bauteil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art anzugeben, dessen Her­ stellung einfacher und damit kostengünstiger gestal­ tet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 ange­ gebene Lehre gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich die Herstellung von doppel- oder mehrwandigen Bauteilen auf überraschende Weise dadurch vereinfa­ chen läßt, daß zum Fügen der Teile des doppel- oder mehrwandigen Bauteiles ein Elektronenstrahl-Schweiß­ verfahren eingesetzt wird.

Mit einem solchen Elektronenstrahl-Schweißver­ fahren lassen sich Schweißverbindungen, beispiels­ weise Schweißnähte, auch an schwer zugänglichen Stel­ len erzeugen, beispielsweise im Bereich der inneren Wandung.

Hierdurch läßt sich der Aufbau der doppel- oder mehrwandigen Bauteile vereinfachen, so daß ihre Her­ stellung kostengünstiger gestaltet ist.

Darüber hinaus ist das Bilden einer Schweißver­ bindung mittels eines Elektronenstrahl-Schweißverfah­ rens zeitsparend möglich, so daß im Vergleich zu be­ kannten Schweißverfahren die Herstellung doppel- oder mehrwandiger Bauteile zeitsparend und damit kosten­ günstig gestaltet ist.

Da der Elektronenstrahl Metall durchdringt, kann beispielsweise bei einem doppelwandigen Rohr eine Schweißverbindung im Bereich der inneren Wandung er­ zeugt werden, indem der Elektronenstrahl radial von außen auf das Rohr gerichtet wird.

Es ist beispielsweise auch möglich, gleichzeitig an der äußeren Wandung und der inneren Wandung eine Schweißverbindung zu bilden.

Das erfindungsgemäße Bauteil ist vielfältig ein­ setzbar, beispielsweise in Rohrleitungssystemen für kryogene Flüssigkeiten, wassergefährdende Flüssig­ keiten oder luftgefährdende Gase oder beliebige ande­ re Fluide. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Bauteil in beheizbaren Rohrleitungssystemen einsetzbar.

Grundsätzlich kann die mittels eines Elektro­ nenstrahl-Schweißverfahrens erzeugte Schweißverbin­ dung ein Schweißpunkt sein. Vorteilhafterweise ist die Schweißverbindung jedoch eine Schweißnaht. Auf diese Weise ist die Festigkeit der Schweißverbindung verbessert.

Eine Ausführungsform sieht vor, daß das Bauteil ein rohrförmiges Bauteil ist. Das rohrförmige Bauteil kann beispielsweise eine Stecker-Kupplung, ein T- Stück, eine Stopfbuchse, eine Sicherheitsstopfbuchse, ein Anschluß für Sicherheitsrohrsysteme oder ein Rohr sein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Bau­ teil ein Gehäuse. Bei dieser Ausführungsform kann das Bauteil beispielsweise ein Armaturengehäuse bilden.

Eine andere Weiterbildung sieht vor, daß das Bauteil eine Sperr- oder Regelarmatur ist.

Schließlich sieht eine Ausführungsform vor, daß das Bauteil ein Deckel oder ein Flansch ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beige­ fügten stark schematischen Zeichnung näher erläutert, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Aus­ schnitt eines ersten Ausführungsbei­ spieles eines erfindungsgemäßen Bau­ teiles in Form eines doppelwandigen Rohres,

Fig. 2 in gleicher Darstellung wie Fig. 1 das doppelwandige Rohr gemäß Fig. 1, wobei das innere und das äußere Teil über mit einem Elektronenstrahl-Schweiß­ verfahren erzeugte Schweißnähte mit­ einander verbunden sind und

Fig. 3 in gleicher Darstellung wie Fig. 1 ein zweites Ausführungsbeispiel eines er­ findungsgemäßen Bauteiles.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen doppel- oder mehrwandigen Bauteiles in Form eines allgemein mit 2 bezeichneten doppelwandigen Rohres dargestellt, das ein rohrförmi­ ges inneres Teil 4 aus Metall und ein zu dem inneren Teil 4 koaxiales rohrförmiges äußeres Teil 6 aus Me­ tall aufweist. Das innere Teil 4 bildet eine Innen­ wandung 8 und das äußere Teil 6 eine Außenwandung 10 des Rohres 2, wobei ein zwischen der Innenwandung 8 und der Außenwandung 10 gebildeter Zwischenraum 12 mit einem Überwachungsmedium gefüllt ist, um die Dichtigkeit der Innenwandung 8 zu prüfen. Dies ist dem Fachmann allgemein bekannt und wird daher hier nicht näher erläutert.

Zur Verbindung des inneren Teiles 4 mit dem äu­ ßeren Teil 6 ist ein Verbindungselement 14 aus Metall vorgesehen, dessen Innendurchmesser dem Außendurch­ messer des inneren Teiles 4 entspricht und das einen radialen Absatz 16 aufweist, wobei der Außendurch­ messer des Verbindungselementes 14 im Bereich des radialen Absatzes 16 im wesentlichen dem Innendurch­ messer des äußeren Teiles 6 entspricht.

Um das innere Teil 4 erfindungsgemäß mit dem äußeren Teil 6 über das Verbindungselement 14 mittels eines Elektronenstrahl-Schweißverfahrens zu verbin­ den, wird zunächst ein Elektronenstrahl in Richtung eines Pfeiles 18 von außen auf das äußere Teil 6 in einem Bereich gerichtet, in dem das äußere Teil 6 mit seiner Stirnfläche an dem Verbindungselement 14 an­ liegt. Durch den Elektronenstrahl wird das äußere Teil 6 mit dem Verbindungselement 14 und das Verbin­ dungselement 14 mit dem inneren Teil 4 in Bereichen 20, 22 verschweißt. Um an einer zu den Bereichen 20, 22 diametral gegenüberliegenden Stelle des Bauteiles ebenfalls eine Schweißverbindung zu bilden, kann der Elektronenstrahl aus Richtung eines Pfeiles 24 von außen auf das äußere Teil 6 gerichtet werden, so daß sich in Bereichen 26, 28 ebenfalls eine Schweißver­ bindung bildet. Dadurch, daß der Elektronenstrahl das Metall des Verbindungselementes 14 durchdringt, wird hierbei in den Bereichen 20 und 22 bzw. den Bereichen 26 und 28 gleichzeitig eine Schweißverbindung gebil­ det.

Falls erforderlich, kann mittels des Elektro­ nenstrahles eine sich in Umfangsrichtung des Rohres 2 erstreckende Schweißnaht gebildet werden, indem der Elektronenstrahl auf das Rohr 2 gerichtet und um die Symmetrieachse 30 des Bauteiles 2 gedreht wird. Falls erforderlich, kann zusätzlich zu den Schweißverbin­ dungen 20, 22, 26, 28 noch eine sich in Axialrichtung des Bauteiles 2 erstreckende Schweißverbindung 32 gebildet werden, indem der Elektronenstrahl in Rich­ tung eines Pfeiles 34 in Axialrichtung des Rohres 2 auf den Bereich gerichtet wird, in dem das Verbin­ dungselement 14 an dem inneren Teil 4 anliegt. Falls erforderlich, kann der Elektronenstrahl zur Erzeugung einer sich in Umfangrichtung des Rohres 2 erstrecken­ den Schweißverbindung 32 entlang des Umfanges des äußeren Teiles 6 konzentrisch zur Symmetrieachse 30 bewegt werden.

Dadurch, daß die Verbindung des äußeren Teiles 6 mit dem inneren Teil 4 über das Verbindungselement 14 durch mittels eines Elektronenstrahl-Schweißverfah­ rens erzeugte Schweißnähte erfolgt, ist die Herstel­ lung des Bauteiles 2 wesentlich einfacher und damit kostengünstiger gestaltet.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteiles 2 dargestellt, bei dem das innere Teil 4 und das äußere Teil 6 über Schweißnähte 38, 40 mit einem Flansch 42 verbunden sind. Zum Erzeugen der Schweißnähte 38, 40 wird ein Elektronenstrahl in Richtung eines Pfeiles 44 auf das äußere Bauteil 6 gerichtet und um die Symmetrieachse 30 des Bauteiles 2 gedreht, so daß sich die Schweiß­ nähte 38, 40 über den gesamten Umfang des Bauteiles 2 erstrecken. Dadurch, daß der Elektronenstrahl das Metall des äußeren Bauteiles 6 durchdringt, bilden sich bei diesem Ausführungsbeispiel die Schweißnähte 38, 40 gleichzeitig.

Claims (6)

1. Doppel- oder mehrwandiges Bauteil aus Metall zur Verwendung in Rohrleitungssystemen,
mit einem inneren Teil aus Metall und
einem äußeren Teil aus Metall,
wobei das innere Teil mit dem äußeren Teil unmit­ telbar oder über wenigstens ein Verbindungselement aus Metall verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teile (4, 6) miteinander und/oder mit dem Verbindungselement (14) und/oder mit wenigstens einem weiteren Bauteil aus Metall über wenigstens eine mit einem Elektronenstrahl-Schweißverfahren erzeugte Schweißverbindung (20, 22, 26, 28) verbun­ den sind.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schweißverbindung eine Schweißnaht (38, 40) ist.

3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bauteil (2) ein rohrförmiges Bauteil ist.

4. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bauteil (2) ein Gehäuse ist.

5. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bauteil (2) eine Sperr- oder Regel­ armatur ist.

6. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bauteil (2) ein Flansch oder ein Dec­ kel ist.