DE1650154B2 - Verfahren zur Herstellung eines mehr lagigen, rotationssymmetrischen Be halters fur hohe Drucke - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines mehr lagigen, rotationssymmetrischen Be halters fur hohe Drucke

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RODRIGUES EDOUARD GEORGES DANIEL
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Chantiers Navals de la Ciotat Sa
LA CIOTAT BOUCHES-DU-RHONE (FRANKREICH)
RODRIGUES EDOUARD GEORGES DANIEL
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Description

Zeitaufwand verhältnismäßig gering ist. Da die von diesen Rändern gebildete Trennfugi; infolge des in den bereits miteinander verschweißten inneren Halbschalen angeordneten Mannlochs auch von innen her zugänglich ist, kann diese Trennfuge sowohl von außen als auch von innen her verschweißt werden, so daß sich trotz einer beträchtlichen Wandstärke der Halbschalcn eine durchgehende Schweißnaht erzielen läßt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dabei die Herstellung von verschieden geformten Mehrlagenbehältern, da lediglich die Voraussetzung erfüllt sein muß, daß die rotationssymmetrischen Halbschalen einen Hohlkörper bilden. Neben kugelförmigen Behältern lassen sich daher auch längliche Be- halter in Form eines Ellipsoids od. dgl. herstellen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Zusammenhang mit der Herstellung eines Kugelbehälters näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die Ausgestaltung zweier identischer Halb- »o kugeln C1, C1', welche jeweils im Randbereich mit einem halbkreisförmigen Ausschnitt O1, O1' versehen sind, dessen Abmessungen groß genug sind, damit ein Mann, nämlich der Schweißer, durch den Kreis hindurchkriechen kann,
F i g. 2 das Aufeinandersetzen der beiden HaIbkugeln mit ihren Rändern, wobei die beiden halbkreisförmigen Ausschnitte zur Deckung gebracht werden,
F i g. 3 das Verbinden der beiden Halbkugeln durch Verschweißen der Trennfuge. Die äußere Schweißnaht .V1 wird von einem Schweißer ausgeführt, welcher außerhalb der Kugel postiert ist. Die innere Schweißnaht .V1' wird von einem Schweißer ausgeführt, welcher zuvor durch das Mannloch ins Innere der Kugel gekrochen ist.
F i g. A die Ausgestaltung der nächstfolgenden beiden Halbkugeln C2, C/, welche mit den beiden ersten Halbkugeln nach Fig. 1 bis auf einen größeren Durchmesser identisch sind,
Fi g. 5 das Aufsetzen dieser beiden Halbkugeln auf die zuvor gebildete Kugel, wobei die beiden halbkreisförmigeM Ausschnitte O2, O,' zur Deckung gebracht werden,
F i g. 6 das Verbinden der beiden Halbkugeln durch Verschweißen der Trennfuge. Die äußere Schweißnaht .V., wird von einem Schweißer ausgeführt, welcher außerhalb der Kugel postiert ist. Die innere Schweißnaht wird von einem Schweißer ausgeführt, welcher zuvor in die kleine Kugel gekrochen ist, wozu es genügt, die beiden Mannlöcher zur Deckung zu bringen. Jetzt wird die innere Kugel um eine zur Trennfuge der äußeren Kugel rechtwinklige Achse gedreht, was z.B. durch das Mannloch in der äußeren Kugel hindurch geschehen kann, so daß der Schweißer durch das Mannloch in der inneren Kugel die Trennfuge zwischen den beiden äußeren Kugeln sich vorbeibewegen sieht; da er auf diese Weise Zutritt zu der Trennfuge hat, kann er die innere Schweißnaht ohne Schwierigkeiten ausführen,
F i g. 7 die zuvor durch Verschweißen der HaIbkugeln erzeugten beiden Kugeln in einer Stellung, in welcher sich die Mannlöcher decken und miteinander verbunden sind. Man ist jetzt gewissermaßen wieder bei dem in Fig. 3 dargestellten Verfahrensstadium angelangt.
Das Anbringen der dritten sowie der folgenden Kugeln geht in gleicher Weise vorsiatlcn.
Die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Vorratsbehälters mit einer Wandstärke e sind die folgenden:
a) Herstellen von η Paaren ähnlicher rotationssymmetrischer Schalen, cL h. Schalen, welche von einem Paar zum nächsten in bezug auf ihre Abmessungen das gleiche Verhältnis aufweisen, wobei die beiden Halbschalen eines Paares in ihren Abmessungen vorzugsweise gleich sind, wobei alle Schalen eine Dicke von e- aufweisen. (Die
Zahl η ist derart gewählt, daß der Betrag "n
d.h. die Dicke einer Schale, gering genug ist, um eine durchgehende Schweißnaht ausführen zu können), wobei diese Schalen ferner derart ausgestaltet sind, daß die beiden Halbschalen eines Paares mit ihren Rändern längs einer in einer zur Schalendrehachse rechtwinklig angeordneten Ebene liegenden gemeinsamen Berührungslinie zusammenfügbar sind, und wobei diese Halbschalen schließlich im Randbereich mit einem den Durchtritt eines Mannes gestattenden Ausschnitt versehen sind.
b) Zusammenfügen der beiden Halbschalen des kleinsten Schalenpaares mit ihren Rändern, wobei die beiden Ausschnitte einander gegenüberliegen, so daß eine erste mit einem Mannloch versehtne Lage des Behälters gebildet wird.
c) Verschweißen der auf diese Weise zusammengefügten Halbschalen innen und außen längs ihrer Berührungslinie bzw. Trennfuge mittels einer durchgehenden Schweißnaht. Diese dritte Phase des Verfahrens, die man als Schweißphase bezeichnen kann, ist leicht durchführbar, da die Ausführung der äußeren Schweißnaht keinerlei Schwierigkeiten bereitet, und die Ausführung der inneren Schweißnaht ebenfalls keine Schwierigkeiten bereitet, da man ohne weiteres in den Behälterinnenraum gelangen kann, denn der Behälter wurde ja mit einem Mannloch versehen.
d) Bedecken der ersten Behälterlage mit den beiden Halbschalen des nächstgrößeren Paares, indem deren Rotationsachsen mit der Rotationsachse der ersten Behälterlage zur Deckung gebracht werden, und wobei die Halbschalen mit ihren Rändern so aneinandergefügt werden, daß sich einerseits deren Ausschnitte gegenüberliegen und andererseits mit dem Mannloch der ersten Bchalterlage decken. Dieser vierte Schritt des Verfahrens, welcher abermals ein Schritt des Zusammenfügens ist und welcher im übrigen zu dem zweten Schritt des Zusammenfügen vollkommen analog abläuft, führt zur Schaffung einer zweiten Behältcrlage, welche die erste Behältcrlagc vollkommen umgibt, aber gleichwohl das Betreten der ersten Bchalterlage bzw. Schale gestattet.
e) Inneres und äußeres Verschweißen der beiden Halbschalcn des zweiten Sclvilcnpaarcs längs deren Trennfuge mittels einer durchgehenden Schweißnaht, wobei die innere Schweißnaht in der Weise ausgeführt wird, daß die erste Behältcrlatic in bezug auf die zweite Bchalterlage um ihre Rotations- bzw. Symmetrieachse vcr-
dreht wird. Dabei wird das Mannloch in der ersten Behälterlage entlang der Trennfuge zwiweiter zu verringern, kann in dem radialen Zwischen den beiden Halbschalen der zweiten Behälterlage verschoben, so daß der Schweißer freien Zugang zur Innenseite dieser Trennfuge hat. Dieser fünfte Schritt des Herstellungsverfahrens, der wie der dritte Verfahrensschritt abermals einen Schritt des Verschweißens darstellt, ist eindeutig definiert, da er angibt, wie die innere Schweißnaht auszuführen ist, welche ja die einzige der beiden Schweißnähte ist, deren Ausführung im ersten Augenblick vielleicht nicht ganz eindeutig erkennbar sein mag. Dabei ist zu beachten, daß das Verdrehen der inneren Behälterlage keinerlei Schwierigkeiten bereitet: die innere Behälterlage ist durch das in der äußeren Behälterlage angeordnete Mannloch leicht in der Weise zugänglich, daß das Verdrehen der besagten inneren Behälterlage mit jedem Gerät durchgeführt werden kann, mit welchem durch das Mannloch in der äußeren Behälterlage hindurch auf die Wandung der inneren Behälterlage eingewirkt werden kann. Das Verdrehen kann beispielsweise im einfachsten Fall von Hand erfolgen. Um den infolge Punktberührung an sich bereits nicht allzu großen Drehwiderstand noch schenraum zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Behälterlagen auch ein Kugellager oder eine einen Auftrieb erzeugende Flüssigkeit angeordnet werden.
f) Gegenseitiges Fixieren der ersten und der zweiten Behälterlage in einer Stellung, in der sich deren Mannlöcher decken. Dieser sechste Schritt des Herstellungsverfahrens führt zur Erzeugung eines
ίο Bestandteils eines doppelwandigen Behälters, welches in seinem Aufbau mit der auf den beiden Halbschalen mit den kleinsten Abmessungen gebildeten ersten Behälterlage vollkommen übereinstimmt.
1S g) Wiederholen der gleichen Verfahrensschritte, d. h. der vorgenannten Verf ahrensschritte a) bis f), bis zum Anbringen des η-ten Schalenpaares.
Wenn die verschiedenen vorgenannten Verf ahrensschritte ausgeführt sind und ein mehrwandiger Behälter erstellt ist, werden die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Behälterlagen gebildeten Hohlräume mit einer Flüssigkeit oder einem elastischen Material ausgefüllt, um die Übertragung der auf eine Behälterlage ausgeübten Druckkräfte auf die diese umgebende Behälterlage zu gewährleisten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Schweißung mit durchgehender Naht ist in der Lage,
    Patentanspruch: einem derartig hohen Druck standzuhalten. Die be
    kannten Schweißverfahren erlauben es jedoch nicht,
    Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen in wirtschaftlich vertretbarer und auf industrielle rotationssymmetrischen Behälters für hohe 5 Fertigung anwendbarer Weise eine durchgehende Drücke, dessen einzelne Lagen aus jeweils einen Schweißnaht auszuführen, wenn die Stärke der T die Hohlkörper bildenden Schalen bestehen, die 50 mm übersteigt.
    radial einen Abstand voneinander haben, wobei Die enorm hohen Drücke, wie sie insbesondere bei
    der zwischen diesen Schalen jeweils gebildete Zwi- verflüssigtem Methan auftreten, zwingen aber andeschenraum mit einem druckübertragenen Mittel io rerseits zum Bau von Vorratsbehältern, deren Wandausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, stärke 200 mm erreicht und sogar übersteigt,
    daß die Schalen jeweils aus zwei in einer zur Aus diesen Umständen folgt die Unverträglichkeit
    Rotationsachse senkrechten Ebene getrennten zwischen der Forderung nach einer ausreichenden Halbschalen bestehen, deren Ränder mit. Aus- Wandstärke, um dem hohen Druck standhalten zu schnitten versehen sind und die in der Weise zu- 15 können, und der Forderung nach einer die dicken sammcngefügt werden, daß die beiden Halb- Wandungen durchdringenden Schweißnaht, die ebenschalen mit ihren Rändern aneinander zur Anlage falls diesen hohen Drücken standhalten muß.
    gebracht werden, wobei sich die beiden Aus- Um diesen widersprüchlichen Forderungen gerecht
    schnitte zur Bildung eines Mannloches gegen- zu werden, ist es bereits bekannt, derartige Behälter überliegen, woraufhin die beiden Ilalbschalcn ent- so mehrlagig auszubilden, wobei die einzelnen Lagen lang ihrer Trennfuge von außen und von innen hinreichend dünn gewählt sind, um eine durchgehende her durchgehend miteinander verschweißt werden Schweißnaht zu ermöglichen. So sind bereits Verfah- und somit eine erste Schale bilden, daß sodann ren zur Herstellung von zylindrischen Mehrlagenauf diese erste Schale zwei weitere ähnliche Halb- behältern bekannt, bei denen die zylindrischen schalen mit entsprechend größerem Durchmesser 25 Schüsse und die Böden getrennt hergestellt und nachaufgesetzt und einerseits von innen her durch das einander verschweißt werden, bis die erforderliche Mannloch der ersten Schale und andererseits von Gesamtwandstärke erreicht ist.
    außen her durchgehend miteinander verschweißt Durch das auf eine frühere Anmeldung erteilte
    werden, wobei der von innen her vorzunehmende deutsche Patent 1 600 395 ist auch bereits ein Ver-Schweißvorgang in der Weise durchgeführt wird, 30 fahren zum Herstellen von Druckbehältern für Innendaß die erste bzw. innere Schale um ihre vertikal oder Außendruck, wie Hohlzylindern, Rohren oder angeordnete Rotationsachse gegenüber den beiden Hohlkugeln, aus zumindest zwei metallischen Schalen, zweiten Halbschalen verdreht wird, wobei sich von denen die von der Außenschale lose umgebende deren Mannloch entlang der Trennfuge der beiden Innenschale durch vorübergehend ausgeübten Innenzweiten Halbschalen bewegt, welche nach Been- 35 druck unter Überschreiten der Elastizitätsgrenze digung des Schweißvorganges eine die erste Schale ihres Materials aufgeweitet und an die dabei unter umgebende zweite Schale bilden, woraufhin die Spannung gesetzte Außenschale angepreßt wird, gebeiden Schalen in einer Lage miteinander ver- schützt worden, welches dadurch gekennzeichnet ist. bunden werden, in welcher sich deren Mannlöcher daß man die Schalen vor Ausüben des Innendrucks decken, um den jeweils von innen her vorzuneh- 40 in eine die Außenschale umgebende Form einbringt, menden Schweißvorgang an den nachfolgenden dann erst in der Innenschale einen Druck erzeugt, bei Halbschalen durchführen zu können, und daß dem die Außenschale ebenfalls unter Überschreiten nacheinander auf die jeweils äußere Schale so der Elastiztätsgrenze ihres Materials an die äußere viele Halbschalen aufgesetzt und miteinander ver- Form angelegt wird, und daß man nach Wegnehmen schweißt werden, bis ein mehrlagiger Behälter mit 45 des Innendrucks die Form entfernt,
    der erforderlichen Gesamtwandstärke vorliegt. Über die Art der Herstellung der Innen- und
    Außenschale ist jedoch nichts näheres ausgesagt, da
    nur ausgeführt ist, daß sich die Schalen durch Verschweißen mehrere Kugelflächen-Bauteile hersteller
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- 50 lassen. Da bei diesem Verfahren eine plastische Verlung eines mehrlagigen, rotationssymmetrischen Be- formung der Innen- und Außenschalc vorgesehen ist hälters für hohe Drücke der im Oberbegriff des sind deren Wandstärke auch technologische Grenzer Patentanspruchs genannten Art. gesetzt.
    Der Transport und die Lagerung von untei hohem Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eir
    Druck stehenden Medien, wie z. B. verflüssigtem 55 Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruch-Methan, das bei normaler Temperatur einen erheb- zu schaffen, bei dem vermieden wird, die einzelner liehen Druck entwickelt, stellen hinsichtlich der Kon- Schalen aus einer Vielzahl von Flächenelemente!! zu struktion der Behälter ein äußerst schwieriges sammcnzusetzcn.
    Problem dar. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in
    Derartige Behälter werden mit Wandungen ausge- 60 Patentanspruch gekennzeichneten Maßnahmen ge führt, welche aus an den Stoßkanlen miteinander ver- löst.
    schweißten Tcilstiicken bestehen. Der mit der Erfindung erzielbare Fortschritt be
    Damit sich die Verbindung der einzelnen Tcilstücke steht darin, daß die einzelnen Schalen des Behälter: der Wandung über die gesamte Fläche der' oßkanlen jeweils aus zwei einstückig ausgebildeten Halbschalci erstreckt, ist es erforderlich, daß die Schweißung die 65 bestehen, welche lediglich längs ihrer in einer zu Wandung vollständig durchdringt, d. h., die besagten Rotationsachse senkrechten Ebene liegenden Rande Teilstücke müssen mit einer durchgehenden Schweiß- miteinander verschweißt werden müssen, so daß de naht miteinander verbunden sein. Nur eine für die Herstellung einer Schale jeweils crforderlichi
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