DE1085841B - Verfahren zur Herstellung einer Rohrwand - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer dichten Rohrwand aus parallelen Rohren durch direktes Verschweißen von an den Rohren vorgesehenen niedrigen, längslaufenden und sich gegenüberliegenden Vorsprüngen.

Solche Rohrwände werden vorzugsweise in Kesseln eingebaut und werden von den heißen Flammengasen beaufschlagt. In den Rohren strömt dabei ein zu verdampfendes Medium, üblicherweise Wasser.

Es ist bekannt, Rohrwände durch Verschweißen mittels unmittelbar an den Rohren angebrachter Schweißnähte herzustellen. Diese Art der Verschweißung ist sehr schwierig durchführbar, und es werden dabei die Rohrwandungen örtlich sehr stark erhitzt, wodurch das Gefüge des Werkstoffes an den Stellen zerstört wird, an denen die Schweißnaht angebracht wird. Die Folge hiervon ist, daß sehr leicht Risse in den Rohrwandungen, vorzugsweise in der Nähe der Schweißnähte, entstehen, insbesondere dann, wenn zwischen der Rohrinnenwandung und der Rohraußenwandung große Temperaturdifferenzen auftreten. Zu einer Beschädigung der Rohrwände tragen ferner die innerhalb des Kessels bestehenden räumlichen und zeitlichen Temperaturunterschiede und die damit zusammenhängenden Wärmedehnungen und in der Rohrwand auftretenden Spannungen bei.

Es ist ferner bekannt, Rohre mit hohen, durch Walzen hergestellten Rippen zu Rohrwänden zusammenzuschweißen, wobei die Schweißnaht jeweils an den Außenkanten der hohen Rohrrippen verläuft. Bei dieser Ausführungsform einer Rohrwand ist die Gefahr, daß die Rohre selbst reißen, verringert, jedoch entsteht der Nachteil, daß die vorerwähnten Temperaturunterschiede und Spannungen zwischen den Rohren, die von dem verhältnismäßig kühlen Medium durchströmt werden, einerseits und den stark erhitzten Rohrrippen andererseits auftreten. Es kommt deshalb bei dieser Ausführungsform vorzugsweise zu Rißbildungen entlang der die Stirnenden der Rippen verbindenden Schweißnähte und gegebenenfalls auch in den Rippen selbst. Bei Verwendung von hohen Rohrrippen ergeben sich durch die hohen Schweißtemperaturen schon beim Zusammenbau der Rohrwände Zugspannungen in den verhältnismäßig langen Rippenquerschnitten, die bei der Abkühlung durch die anschließende Rohrwand stark und meist nicht nur auf Zug, sondern außerdem noch auf Torsion beansprucht werden, so daß bei starker Dimensionierung der Rohrrippen die Risse an den durch diese Rippen verbundenen Rohre auftreten.

Es ist ferner bekannt, Rohrwände dadurch herzustellen, daß man auf die Rohre niedrige Rippen mit rechteckigem Querschnitt aufsetzt und dann diese Rippen miteinander durch weitere Verschweißung verbindet. Bei dieser Ausführungsform ist eine zu große Verfahren zur Herstellung
einer Rohrwand

Anmelder:
Andre Huet, Paris

Vertreter: Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,

Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg

und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39

Beanspruchte Priorität:
Frankreich, vom 8. März 1956

Andre Huet, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

Anzahl von Schweiß arbeiten vorzunehmen, so daß dieses Verfahren nicht lohnend ist.

Auch hier wird außerdem das Gefüge des Werkstoffs der Rohrwände und der Fußteile der Rippen durch das Anschweißen der Rippen zerstört. Dadurch wird bei dieser Ausführung bei den obengenannten hohen Beanspruchungen die Verbindung nicht genügend fest, und ferner wird der Wärmeübergang zwischen Rippen und Rohr durch die Schweißnähte hindurch verschlechtert.

Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zur Herstellung von Rohrwänden zu schaffen, das die genannten Nachteile nicht aufweist und eine höhere Festigkeit im Gebrauch besitzt als die bekannten Rohrwände.

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von dem Verfahren der eingangs genannten Art aus und sieht vor, daß die an den Rohren vorgesehenen niedrigen, längslaufenden Vorsprünge in Nockenform in an sich bekannter Weise durch zentripetales Stauchpressen eines Rohres mit kreisförmigem Querschnitt aus dessen Wandung herausgeformt werden. Bei diesem Herstellungsverfahren der niedrigen, rippenartigen Vorsprünge wird das Gefüge des Werkstoffes nicht beeinträchtigt. Auch der Wärmeübergang zur Rohrwandung hin ist durch den verhältnismäßig breiten Fußquerschnitt bei dieser Querschnittsform der Rohrrippen günstig, da es bei Rohrwänden dieser Art auf eine möglichst gute Wärmeleitung zwischen Rippen und

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Rohr ankommt und zugleich die Rippenfläche im Verhältnis zur Rohroberfläche recht klein gehalten werden kann.

Ferner ergibt sich der Vorteil, daß der Schweißvorgang beim Zusammenbau der Rohrwände durch die Nockenform der Rippen erleichtert wird, weil sich beim Aneinanderfügen der Nockenkämme von selbst Nuten für passende Aufnahme der Schweißnaht ergeben.

Beim Anbringen dieser Schweißnähte wird die Rohrwandung selbst nicht betroffen, so daß an dieser keine Beschädigungen mehr vorkommen können.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein mit angepreßten, nockenartigen Rippen versehenes Rohr,

Fig. 2 im Querschnitt einen Teil einer Rohrwand, die durch Verschweißen von Rohren nach Fig. 1 hergestellt ist, und

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Rohranordnung in T-Form.

Ein in Fig. 1 dargestelltes Rohr i mit kreisförmigem Querschnitt wurde nach vorhergehender örtlicher Erhitzung längs einander gegenüberliegenden Erzeugenden durch zentripetales Stauchpressen mit um 180° gegeneinander versetzten rippenartigen, nockenförmigen Wandverdickungen g und h versehen. Diese Verdickungen weisen etwa dreieckigen Querschnitt auf. Bei dem Stauchpressen wird die runde Querschnittsform des Rohres beibehalten und eine Minderung des Rohrdurchmessers und zugleich die Ausbildung einer rippenartigen Rohrwandverdickung längs der erhitzten Zone bewirkt. Soll beispielsweise ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 38 mm und einer Wandstärke von 4 mm erhalten werden, so wird ein Rohr von ungefähr 40 mm Durchmesser in zentripetaler Richtung gepreßt bzw. gestaucht. Die Verdickung beträgt dann 4 mm und die Wandstärke des Rohres an dieser Stelle somit etwa 8 mm. Diese Herstellungsart ist an sich bekannt. ·

Selbstverständlich muß der Querschnitt der Wandverdickung nicht, wie in Fig. 1 dargestellt, symmetrisch sein, sondern kann auch leicht asymmetrisch gestaltet sein.

Eine Rohrwand kann aus Rohren nach Fig. 1, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, durch gegenseitiges Verschweißen der rippenartigen Verdickungen g und h je zweier benachbarter Rohre i gebildet werden. Die Schweißung erfolgt nur im Bereich der Rippen und führt zu keinerlei Beschädigung der Rohre selbst.

Es können auf dem Rohrumfang selbstverständlich auch mehr als zwei solcher rippenartiger Verdickungen angebracht werden, so daß die Herstellung von Rohrwänden ermöglicht wird, wie dies für ein Ausführungsbeispiel andeutungsweise in Fig. 3 dargestellt ist. Hier ist eines der Rohre k mit drei rippenartigen Verdickungen /, m und η versehen, so daß nach dem Verschweißen eine T-förmige Rohrwand gebildet wird.

Erfindungsgemäße Rohrwände bzw. Rohrtafeln bieten den Vorteil, daß die Rohre so dicht wie möglich nebeneinanderliegen. Hierdurch wird die bestmögliche Ausnutzung der Berührungsflächen der Rohre erzielt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung einer dichten Rohrwand aus parallelen Rohren durch direktes Verschweißen von an den Rohren vorgesehenen niedrigen, längslaufenden und sich gegenüberliegenden Vorsprüngen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge in Nockenform in an sich bekannter Weise durch zentripetales Stauchpressen eines Rohres mit kreisförmigem Querschnitt aus dessen Wandung herausgeformt werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 197 217, 212 607, 932 787;

   französische Patentschrift Nr. 1 106 016;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 719 210.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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