DE1027019B

DE1027019B - Rohrverbindung fuer Rohre ungleicher Dehnung bei Hochdruck-Heissdampfleitungen

Info

Publication number: DE1027019B
Application number: DED19574A
Authority: DE
Original assignee: DUERRWERKE AG
Current assignee: DUERRWERKE AG
Priority date: 1955-01-17
Filing date: 1955-01-17
Publication date: 1958-03-27

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Verbindung für Rohre, die aus Werkstoffen mit voneinander abweichenden Wärmedehnungskoefnzienten. z. B. aus ferritischem und austenitischein Stahl, bestehen, und hat eine vorteilhafte Ausgestaltung solcher Rohrverbindungen, insbesondere für Hochdruck-Heißdampfleitungen, zum Gegenstand. Verbindungen für Rohre aus Werkstoffen ungleicher Dehnung mittels Flanschen und Schrauben sind teuer und wegen der Bruchempfindlichkeit der Schrauben bei hohen Temperaturen unsicher. Auch werden sie bei schnellen Temperaturänderungen, die im Falle von Störungen und beim Anfahren oder Abstellen von Dampfkraftwerken auftreten, undicht.

Die Herstellung einer Schweißverbindung zwischen Rohren ungleicher Dehnung, z. B. austenitisclien und ferritischen Rohren, ist mit großen Schwierigkeiten verbunden. Bei unmittelbarer Verschweißung läßt es sich nicht vermeiden, daß die tragende Rohrschweißnaht ein Mischgefüge mit ungünstigem Zähigkeits- und Festigkeitsverhalten aufweist.

Weiterhin werden, bedingt durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung der beiden Werkstoffe, Spannungen hervorgerufen, die zur Rißbildung führen und das Dichthalten der Verbindung verhindern.

Wird zur Herstellung der Schweißverbindung ein in seinem inneren Gefüge stabilisierter ferritischer Schweißdraht verwendet, um eine Entkohlung und damit eine Versprödung der
meiden, so besteht die Gefahr,
schiedlichen Wärmedehnung

Entkohlung
Schweißnaht zu verdaß infolge der untereider Rohre der Werkstoff der Schweißnaht schon nach kurzer Zeit Ermüdungserscheinungen zeigt und brüchig wird.

Man hat versucht, die Schwierigkeiten der unmittelbaren Verschweißung von Rohren ungleicher Dehnung dadurch zu umgehen, daß man zwischen die zu verbindenden Rohre ein Zwischenstück, bestehend aus zwei durch eine Schweißnaht miteinander verbundenen Rohrstücken, einschweißt, wobei die Werkstoffe dieser Rohrstücke denen der zu verbindenden Rohre entsprechen. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Schweißnaht zwischen den beiden Rohrstücken aus ungleichen Werkstoffen in der Werkstatt angefertigt und anschließend geglüht werden kann, während auf der Baustelle dann nur noch Teile mit gleichem Werkstoff verschweißt werden müssen. Die Nachteile der Verschweißung von Werkstoffen ungleicher Dehnung und die Unsicherheit der Verbindung blieben aber bestehen.

Man hat auch schon versucht, die miteinander verschweißten Rohrenden mit einem ferritischen Schrumpring zu umgeben, der au einem Ende mit dem ferritischen Rohrstück verschweißt ist, während er am anderen Ende entlang einer Ringschulter an dem austenitischen Rohrstück anliegt. Diese Anordnung Rohrverbindung

für Rohre ungleicher Dehnung

bei Hochdruck-Heißdampfleitungen

Anmelder:
Dürrwerke Aktiengesellschaft, Ratingen

vermindert zwar die Folgen, beseitigt aber nicht die Ursachen der Spannungsrisse.

Es ist auch bekannt, Rohre für Niederdruckleitungen durch hakenförmiges Übereinandergreifen formschlüssig zu verbinden und die Rohrverbindung mit einer äußeren Dichtschweißnaht und einer Dehnungsfalte zu \'ersehen-.

Eine solche Rohrverbindung ist aber für Hochdruck-Heißdampfleitungen ungeeignet, weil das eine der Rohre beim Zusammenbau verformt werden muß. Auch bietet diese Ausführung der inneren Feuchtigkeit Zutritt zu allen Teilen der Verbindungsstelle, so daß mit Korrosion gerechnet werden muß.

!Diese Nachteile und Schwierigkeiten werden gemaß der Erfindung dadurch behoben, daß in an sich bekannter,Weise zwischen die zu verbindenden Rohre ein Zwischenstück, bestehend aus zwei Rohrstücken, eingeschweißt wird, wobei die Werkstoffe dieser Rohrstücke denen der zu verbindenden Rohre entsprechen. Die Rohrstücke übergreifen einander hakenförmig und bilden so eine formschlüssige Verbindung, indem die Schulter eines Innenbundes des äußeren Rohrstückes an der Schulter eines Außenbundes des inneren Rohrstückes anliegt. An ihren freien Enden sind die Rohrstücke mit Dehnfalten und Dichtschweißnähten versehen.

Diese Ausführung der Rohrverbindung für Rohre ungleicher Dehnung bei Hochdruck-Heißdampfleitungen zeichnet sich durch einen hohen Sicherheitsgrad aus, weil sie infolge der formschlüssigen Verbindung der hakenförmig übereinandergreifeuden Bunde bei eventuellen Schäden au den austenitisch-ferritischen Dichtschweißnähten zu keinem Leitungsbruch führt. Die Rohrverbindung kann während des Betriebes gut

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überwacht werden. Auch ist die Herstellung einfach und der Zusammenbau der Rohrleitung wird erleichtert. Die Verbindung ist für den vorgesehenen Zweck bei Hochdruck-Heißdampfleitungen gut geeignet, zumal bei der gewählten Lage der Dichtschweißnähte das Eindringen von Feuchtigkeit in die Verbindungsstelle von außen und von innen verhindert ist, so daß Korrosion mit Sicherheit vermieden wird.

Ein weiterer Vorteil des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, daß die ungleichen Wärmedehnungen in axialer und radialer Richtung wirkungslos gemacht sind.

Die beschriebene Rohrverbindung eignet sich daher besonders für Hochdruck-Heißdampfleitungen. Hierbei ist es von Vorteil, daß auf eine unmittelbare, von den Druckkräften des Mediums in der Leitung beanspruchte Schweißnaht zwischen dem ferritischen und dem austenitischen Rohr verzichtet wird und so die schädlichen Wirkungen der unterschiedlichen Wärmedehnungen und die Unsicherheit, die das Mischgefüge in einer tragenden Schweißnaht bietet, vermieden werden.

Die formschlüssige Verbindung mit übereinandergreifenden Bunden ist zur Aufnahme höchster Drücke geeignet und ermöglicht dadurch, daß die Bunde nur mit ihren Schultern aneinanderliegen, den Ausgleich unterschiedlicher Wärmedehnungen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, die eine gemäß der Erfindung ausgestaltete Rohrverbindung in einem axialen Schnitt zeigt.

In der Zeichnung sind die beiden miteinander zu verbindenden Rohre aus Werkstoffen ungleicher Dehnung mit 1 und 2 bezeichnet. Das Rohr 1 besteht aus ferritischem und das Rohr 2 aus austenitischem Werkstoff.

Die Rohrverbindung gemäß der Erfindung bildet ein Zwischenstück, bestehend aus den beiden Rohrstücken 3 und 4. Das Rohrstück 3 ist aus ferritischem und das Rohrstück 4 aus austenitischem Werkstoff hergestellt. Durch die tragenden Schweißnähte 12 und 13 sind die Rohre 1 und 2 mit den Rohrstücken 3 und 4 verbunden.

Das Rohrstück 3 ist mit einem inneren Bund 5 und das Rohrstück 4 mit einem äußeren Bund 6 versehen, die mit ihren aneinanderliegenden Schultern 7 eine formschlüssige Verbindung bilden.

An ihren freien Enden sind die Rohrstücke 3 und 4 mit Dehnfalten 10 und 11 und Dichtschweißnähten 8 und 9 versehen. Die Dehnfalten ermöglichen den Ausgleich der unterschiedlichen Wärmedehnungen sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, und die entlasteten Dichtschweißnähte sorgen für eine absolut dichte Rohrverbindung, bei der das Arbeitsmittel nicht in die Verbindung eindringen kann, so daß Korrosion vermieden wird.

Zweckmäßig wird, wie in der Zeichnung dargestellt, der austenitische Bund 6 innen und der ferritische Bund 5 außen angeordnet, um hierdurch ein gewisses Festsitzen im betriebswarmen Zustand zu erreichen. Es ist jedoch auch möglich, die Bunde in umgekehrter Weise anzuordnen.

Die Erfindung löst die Aufgabe, zwei Rohre ungleicher Dehnung durch Schweißen miteinander zu verbinden. Die auf der Baustelle auszuführenden belasteten Schweißnähte verbinden nur Teile aus Werkstoffen gleicher Dehnung. In den Zwischenstücken wird an Stelle einer Schweißnaht eine formschlüssige Verbindung mit Bunden angewendet, die auch höchsten Beanspruchungen gewachsen ist. Die mechanische Bearbeitung der Teile und die Dichtschweißnähte an den Enden können in der Werkstatt mit besonderer Sorgfalt ausgeführt und einer eventuellen anschließenden Wärmebehandlung ohne Schwierigkeit unterworfen werden. Die bei den Dichtschweißnähten angeordneten Dehnfalten übernehmen die Entlastung dieser Schweißnähte von radialen und axialen Wärmespannungen. Durch die beidseitige Dichtschweißung wird Korrosion im Ringspalt zwischen den Rohrstücken 3 und 4 vermieden.

Trotz ihrer besonderen Eignung für Hochdruck-Heißdampfleitungen ist die Rohrverbindung einfach in der Herstellung und im Zusammenbau, kann im Betrieb gut überwacht werden und vermeidet Leitungsbrüche.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Rohrverbindung für Rohre aus Werkstoffen ungleicher Dehnung bei Hochdruck-Heißdampfleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die zu verbindenden Rohre (1, 2) in an sich bekannter Weise ein Zwischenstück, bestehend aus zwei Rohrstücken (3, 4), eingeschweißt ist, wobei die Werkstoffe dieser Rohrstücke (3, 4) denen der Rohre (Ij 2) entsprechen und das Rohrstück (3) das andere Rohrstück (4) derart übergreift, daß die Bunde (5., 6) mit den Schultern (7) eine formschlüssige Verbindung bilden und daß die Rohrstücke (3j 4) an ihren freien Enden mit Dehnfalten (11, 12) versehen und mit Dichtschweißnähten (8, 9) verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 633 381, 645 586; französische Patentschriften Nr. 622 319, 1 038 951; britische Patentschriften Nr. 350117, 450292; USA.-Patentschrift Nr. 1876 401.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O 709957/222 3.58