DE1434567C

DE1434567C - Process for the production of the jacket wall of a large cylindrical or conical container

Info

Publication number: DE1434567C
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Publication date: 1971-12-30

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gebracht werden,... worauf sofort die Längsschweiß-Herstellung der Mantelwandung eines zylinder- oder naht hergestellt wird. Das Anwärmen der Bleche erkegelförmigen Großbehälters aus Stahl durch Über- folgt z. B. durch Hindurchschicken von elektrischem einanderlagerung von zwei oder mehr Schalen, von Strom. Es ist auch möglich, daß die in den Längsdenen wenigstens diejenigen, welche eine andere 5 schweißnähten miteinander zu verbindenden Blech-Schale umschließen, zusammengesetzt sind aus kanten vor dem Schweißen vorgewärmt werden. Die Blechringen mit Längsschweißnähten, welche als Bleche können an ihren miteinander zu verbinden-Dreiblech-Schweißnähte die betreffende Schale auch den Enden so abgeschrägt werden, daß die Fugen mit der von ihr umschlossenen Schale verbinden, zwischen diesen Enden und damit die Längswobei eine überdeckung von Schweißnähten ver- io Schweißnähte einen von 0° wesentlich abweichenden schiedener Schalen vermieden ist. . .·,.... Winkel mit den Erzeugenden der Schalenmantel-The invention relates to a method to be brought ... whereupon immediately the longitudinal welding production the jacket wall of a cylinder or seam is made. The heating of the sheets is cone-shaped Large container made of steel by over- follows z. B. by passing electrical superimposition of two or more shells, of electricity. It is also possible that those in the longitudinal denes at least those which have another 5 welded seams to be connected to one another sheet metal shell enclose, are composed of edges that are preheated before welding. the Sheet metal rings with longitudinal weld seams, which as sheets can be connected to one another at their three sheet weld seams the shell in question can also be beveled at the ends so that the joints connect with the shell enclosed by it, between these ends and thus the lengthways being an overlap of weld seams compared to weld seams significantly deviating from 0 ° different shells is avoided. . . ·, .... angle with the generatrices of the shell jacket

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (USA.- fläche bilden.. Weitere Ausgestaltungen des VerPatentschrift 1 925 118) bestellen die Blechringe aus > fahrens nach der Erfindung sind Gegenstand der Blechen, die durch plastische Verformung, z.B. Ansprüche 7 bis 10.In a known method of this type (USA.- surface form .. Further developments of the VerPatentschrift 1 925 118) order the sheet metal rings from> According to the invention are the subject of the sheets, which by plastic deformation, e.g. claims 7 to 10.

durch Walzen, vor, der Montage des Behälters ihre 15 Es ist ferner an sich bekannt, mehrlagige Behälter zylindrische Forni erhalten habend Diese Vorformung durch schraubenförmiges Aufwickeln von Blechder Bleche bedingt einen großen Arbeitsaufwand streifen herzustellen. Hierzu bedarf es aber<_; einer und erfordert Spezialmaschinen, die vor allem, wenn drehbaren Lagerung des Behälters, die bei Durches sich um Blechringe mit sehr großen Durchmessern messern der für die Erfindung in Betracht kommenhandelt, einen entsprechend großen Platzbedarf 20 den Größenordnung nicht mehr wirtschaftlich bereithaben, so daß die betreffenden Arbeitsgänge, wenn gestellt werden kann.by rolling, before assembling the container. It is also known per se to produce multilayer containers with cylindrical shapes. But this requires <_; one and requires special machines, especially when rotatable storage of the container, the knife at Durches around sheet metal rings with very large diameters of the come into consideration for the invention, a correspondingly large space requirement 20 the order of magnitude no longer economically available, so that the concerned Operations, if can be provided.

überhaupt, nur in großen Werkstätten durchgeführt Aus der Zeitschrift »The Engineer«, Bd. 210,at all, only carried out in large workshops From the magazine "The Engineer", vol. 210,

werden können. . I960, Seiten 495 bis 499, ist es ferner bekannt, eincan be. . I960, pages 495 to 499, it is also known to use a

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe Kernreaktor-Druckgefäß aus Stahl in*¹ Form eines zugrunde, ein Verfahren der genannten Art so zu 25 Zylinders mit halbkugelförmigen Enden dadurch zu gestalten, daß die Herstellung von Großbehältern, verstärken, daß der zylindrische Teil des Gefäßes beispielsweise mit Durchmessern von 10 bis 20 m, von mehreren Lagen von Blechen umschlossen wird, für hohe Innendrücke, z. B. von 50 bis 100 atü, und Hierbei ist zwar auch die Verwendung einer Mehrhohe Innentemperaturen von z. B. 350° C in Schalen- zahl dünner Bleche vorteilhaft, doch ist aus dieser bauweise — etwa für Kernreaktoren — erheblich 30 Veröffentlichung nicht das Verfahren nach der Erwirtschaftlicher wird als bisher. Das wird dadurch findung bekanntgeworden.In contrast, the invention is based on the task of a nuclear reactor pressure vessel made of steel in the ^{form of a * 1} , to design a method of the type mentioned so to 25 cylinders with hemispherical ends that the production of large containers, reinforce that the cylindrical part of the vessel, for example with Diameters of 10 to 20 m, enclosed by several layers of sheet metal, for high internal pressures, e.g. B. from 50 to 100 atmospheres, and although the use of a Mehrhöhe internal temperatures of z. B. 350 ° C in the number of shells of thin sheets is advantageous, but this type of construction - for example for nuclear reactors - does not make the process more economical than before. This became known through the invention.

erreicht, daß — ausgehend von einer nicht aus In der Zeichnung ist beispielsweise eine gemäßachieves that - starting from one not from In the drawing, for example, one according to

Blechringen zusammengesetzten innersten Schale — der Erfindung hergestellte mehrlagige Mantel-Sheet metal rings assembled innermost shell - the invention made multi-layer jacket -

zur Bildung der Blechringe der anderen Schalen wandung eines Großbehälters dargestellt, und zwarto form the sheet metal rings of the other shells wall of a large container shown, namely

gerade gestreckte' Bleche an die jeweils bereits vor- 35 zeigtstraight stretched 'metal sheets, each of which is already shown

handene Schale angelegt und unter elastischer Fig. I eine Schrägansicht undexisting shell applied and under elastic Fig. I an oblique view and

Biegung, von der Anlagestelle aus nach den beiden F i g. 2 eine Stirnansicht der Mantelwandung.Bend, from the contact point after the two F i g. 2 an end view of the jacket wall.

Enden hin fortschreitend, um die letztere Schale Es handelt sich um einen Behalter in Form einesMoving towards the ends, the latter bowl is a container in the form of a

herumgelegt sowie in der Ringform durch die Längs- geraden Kreiszylinders. Die hier nicht interessieren-laid around as well as in the ring shape through the longitudinal straight lines of the circular cylinder. Who are not interested here-

schweißnähte gehalten werden, die, wie an sich be- ₄₀ den Böden des Behälters sind weggelassen. Diewelds are maintained, which, as loading is ₄₀ to the bottoms of the container are omitted. the

kannt, auch innerhalb jeder Schale gegeneinander Mantelwandung besteht aus einer innersten Schale 1,knows, also within each shell against each other, shell wall consists of an innermost shell 1,

versetzt sind. ^v die in herkömmlicher Art als stählerner Hohlzylinderare offset. ^v that in the conventional way as a steel hollow cylinder

Durch die Erfindung wird vor allem der Vorteil ausgeführt ist, und aus mehreren übereinanderliegen-The invention mainly the advantage is carried out, and from several superimposed-

erziclt, daß die bisher erforderliche aufwendige Vor- den zylindrischen Schalen 2.tells that the complex front of the cylindrical shells 2.

formung der Blechringe entfällt, wodurch die Kosten 45 Jede der die innerste Schale 1 umschließenden und die Zeit für die Fertigung herabgesetzt werden. Schalen 2 besteht aus mehreren in axialer Richtung Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dicht aneinander anschließenden Blechringen 3. Jeder daß Großbehälter auch mit sehr großen Durch- Ring 3 wird gebildet durch ein verhältnismäßig messern in Montagebauweise erstellt werden können. breites und dünnes Blech 4. Vorzugsweise wird man Außerdem kann man bei Anwendung des Verfahrens _5o Bleche mit der größten auf dem Markt erhältlichen nach der Erfindung auch bei sehr großen Durch- Breite, z. B. bis 2 m, wählen, wobei eine Dicke von messern der zu erstellenden Behälter wegen der beispielsweise 10 mm in Betracht kommt,
nicht plastischen Biegung der Bleche verhältnismäßig Zur Bildung der unmittelbar auf den die innerste kleine Blechstärken anwenden. Die entsprechend Schale 1 darstellenden Stahlzylinder aufgebrachten dünnwandigen Bleche können mit großen Flächen 55 Schale 2 werden nacheinander Bleche 4 an den angeliefert werden, so daß die, Zahl der. Schweiß- Zylinder im gerade gestreckten Zustand angelegt nähte für eine gegebene, Mantelfläche entsprechend _und alsdann unter elastischer Verformung um den klein ist. Auch haben die Schweißnähte zwischen den Zylinder herumgebogen. Eine gewisse Vorformung dünnwandigen Blechen verhältnismäßig geringe der Bleche 4 ist unter Umständen lediglich an den Schweißvolumen. Femer können sehr dünne Bleche 60 Enden zur Erzielung eines satten Anliegens angewirtschaftlich mit besonders hohen Festigkeitswerten bracht. Die Länge der Bleche 4 ist so bemessen, daß geliefert werden. diese den Zylinder bis auf je eine zwischen ihrenForming of the sheet metal rings is eliminated, whereby the costs 45 each of the innermost shell 1 enclosing and the time for production are reduced. Shells 2 consists of several in the axial direction. A particular advantage of the invention is that tightly adjoining sheet-metal rings 3. Each large container with a very large through-ring 3 is formed by a relatively knife can be created in an assembly design. wide and thin sheet 4. Preferably you will also when using the method _5o sheets with the largest available on the market according to the invention even with very large diameter, z. B. to 2 m, choose a thickness of knives of the container to be created because of, for example, 10 mm,
non-plastic bending of the sheets in proportion to the formation of the directly to the the innermost small sheet thicknesses apply. The corresponding shell 1 representing steel cylinder applied thin-walled sheets can with large areas 55 shell 2 are successively sheets 4 are delivered to the, so that the, number of. Welding cylinder in the straight stretched state is sewn for a given, circumferential surface accordingly _and then under elastic deformation around which is small. Also, the welds between the cylinders have bent around. A certain pre-forming of thin-walled metal sheets, which are relatively small in the metal sheets 4, may only be at the weld volume. Furthermore, very thin metal sheets 60 ends can be brought economically with particularly high strength values in order to achieve a full fit. The length of the sheets 4 is dimensioned so that they can be delivered. these the cylinder except for one between theirs

Zweckmäßig werden zur Durchführung des Ver- Schmalkanten verbleibende Fuge umschließen. Durch fahrens nach der Erfindung die Bleche unter einer Ausfüllen der Fuge mit einer Dreiblech-Schweißnaht Vorspannung auf die jeweils bereits vorhandene 65 (Längsschweißnaht) 5 werden die Schmalkanten Schale aufgebracht. Dabei können zur Erzeugung jedes Bleches 4 miteinander und mit dem Stahlder Vorspannung die Bleche in angewärmtem Zu- zylinder verbunden. Anschließend werden zur Verstand auf die jeweils bereits vorhandene Schale auf- bindung der so gebildeten Blechringe 3 miteinanderIt is advisable to enclose the remaining joint in order to implement the narrow edges. Through driving according to the invention, the sheets with a filling of the joint with a three-sheet weld The narrow edges are pretensioned on the already existing 65 (longitudinal weld seam) 5 Shell applied. In this case, to produce each sheet 4 with each other and with the steel Pre-tension the sheets connected in a heated cylinder. Then become mind on the shell that is already present in each case, binding of the sheet metal rings 3 thus formed to one another

und mit dem Stahlzylinder Rundschweißnähte 6 in Form von Dreiblech-Schweißnähten hergestellt. Die Anordnung der Blechringe 3 ist so getroffen, daß die Längsschweißnähte 5 gegeneinander versetzt sind.and the steel cylinder produces round welds 6 in the form of three-sheet welds. the The sheet metal rings 3 are arranged in such a way that the longitudinal weld seams 5 are offset from one another.

Die Bleche 4 können mit einer Vorspannung aufgebracht werden, die vorzugsweise dadurch hergestellt wird, daß die Bleche 4 vor dem Umbiegen vorgewärmt werden. Zum Zwecke des Vorwärmens kann man durch die Bleche 4 elektrischen Strom hindurchschicken.The sheets 4 can be applied with a bias, which is preferably produced thereby is that the sheets 4 are preheated before bending. For the purpose of preheating one can send electrical current through the sheets 4.

Wenn auf diese Weise die erste, aus den Blechringen 3 gebildete Schale 2 um den Stahlzylinder gelegt worden ist, wird sie von einer weiteren Schale 2 umschlossen, die in der gleichen Weise wie die vorherige Schale 2 aus Blechen 4 hergestellt wird. Auf diese Weise werden die Schalen 2 in der gewünschten Anzahl aufgebracht. Hierbei werden die einzelnen Blechringe 3 so angeordnet, daß weder die Längsschweißnähte 5 noch die Rundschweißnähte 6 einer Schale die Schweißnähte einer anderen Schale überdecken. Die zu verschweißenden Blechränder werden zweckmäßig vor dem Schweißen vorgewärmt.When in this way the first shell 2 formed from the sheet metal rings 3 is placed around the steel cylinder has been, it is enclosed by another shell 2, made in the same way as the previous one Shell 2 is made from sheets 4. In this way, the trays 2 are in the desired Number applied. Here, the individual sheet metal rings 3 are arranged so that neither the longitudinal welds 5 nor the round weld seams 6 of a shell cover the weld seams of another shell. The sheet metal edges to be welded are expediently preheated before welding.

Die Herstellung des Behälters erfolgt vorteilhaft in Montagebauweise. Um im Hinblick auf die Schwierigkeit der Prüfung von Montageschweißnähten die Längsschweißnähte zwischen den Schmalseiten der Bleche 4 zu entlasten, werden die Bleche 4 schräg geschnitten, so daß sich beim Zusammenschweißen der Blechringe 3, wie es in F i g. 1 alternativ dargestellt ist,» Längsschweißnähte 7 mit einer gegenüber den Erzeugenden des Zylindermantels beträchtlichen Neigung, z. B. von 30°, ergeben.The manufacture of the container is advantageously carried out in an assembly design. In order to keep in mind the Difficulty testing assembly welds, the longitudinal welds between the narrow sides To relieve the plates 4, the plates 4 are cut at an angle so that when welding together the sheet metal rings 3, as shown in FIG. 1 is shown as an alternative, »longitudinal welds 7 with a towards the generatrix of the cylinder jacket considerable inclination, for. B. of 30 ° result.

Die Bleche 4 können eine höhere Festigkeit (Streckgrenze) haben als der Stahlzylinder der innersten Schale 1. Damit ist die Möglichkeit gegeben, unter Anwendung eines entsprechenden Innendruckes die zulässige elastische Beanspruchung des Stahlzylinders durch Autofrettage zu erhöhen.The sheets 4 can have a higher strength (yield point) than the steel cylinder innermost shell 1. This gives the possibility of using a corresponding Internal pressure to increase the permissible elastic stress on the steel cylinder by autofrettage.

Die Erfindung ist naturgemäß auch anwendbar, wenn es sich nicht um einen zylindrischen Großbehälter der dargestellten Form handelt, sondern sie umfaßt auch alle sonstigen möglichen Behälterformen mit abwickelbaren Mantelflächen, z. B. kegelstumpfförmigen. Dabei kann die Grundfläche z. B. auch elliptisch oder anders gestaltet sein. Auch kann es sich grundsätzlich statt um einen geraden um einen schiefen Zylinder oder Kegel handeln.The invention can of course also be used if it is not a large cylindrical container the shape shown, but it also includes all other possible container shapes with developable outer surfaces, e.g. B. frustoconical. The base area can, for. B. also be elliptical or designed differently. It can also be in principle instead of a straight line act as an oblique cylinder or cone.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of the jacket wall of a cylindrical or conical shape Large container made of steel by superimposing two or more trays, one of which at least those which enclose another shell are composed of metal rings with longitudinal welds, which are also used as three-sheet welds on the shell in question connect with the shell enclosed by it, with an overlap of welds of different Shells is avoided, characterized in that - starting from an innermost shell (1) not composed of sheet metal rings - to form the sheet metal rings (3) of the other shells (2) straightened sheets (4) to the existing ones Shell (1 or 2) applied and under elastic bending, from the contact point progressing towards the two ends, wrapped around the latter shell and in the Ring shape by the longitudinal welds (5,7) are held, which, as known per se, also are offset from one another within each shell.

2. The method according to claim 1, characterized in that the metal sheets (4) under a Bias can be applied to the existing shell.

3. The method according to claim 2, characterized in that for generating the bias the metal sheets (4) are placed in a warmed state on the respective existing shell and then the longitudinal weld seam is made as soon as possible (5, 7) is produced.

4. The method according to claim 3, characterized in that the heating of the metal sheets (4) is carried out by passing an electric current.

5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the through the longitudinal welds (5, 7) to be joined together sheet metal edges are preheated before welding.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the metal sheets (4) be beveled at their ends to be connected so that the joints between these ends and thus the longitudinal welds (7) deviate significantly from 0 ° Form an angle with the generatrix of the shell surface.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that only the one another to be connected ends of the metal sheets (4) before laying around the already existing one Shell can be pre-bent to adapt to the curvature of the jacket.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the Circular weld seams (6) between each two adjoining sheet metal rings (3) as triple sheet welds are executed.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the metal sheets (4) have a higher strength (yield point) than the innermost shell (1).

10. The method according to claim 9, characterized in that by applying internal pressure the innermost shell (1) is autofretted.

1 sheet of drawings