DE1650154C3 - Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen, rotationssymmetrischen Behälters für hohe Drücke - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen, rotationssymmetrischen Behälters für hohe Drücke

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DE1650154C3
DE1650154C3 DE1650154A DE1650154A DE1650154C3 DE 1650154 C3 DE1650154 C3 DE 1650154C3 DE 1650154 A DE1650154 A DE 1650154A DE 1650154 A DE1650154 A DE 1650154A DE 1650154 C3 DE1650154 C3 DE 1650154C3
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Edouard Georges Daniel La Ciotat Bouches-Du-Rhone Rodrigues (Frankreich)
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LA CIOTAT BOUCHES-DU-RHONE (FRANKREICH)
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

Die F.rfindung betrifft ein Verfahren /ur Herstcllung eines mehrlagigen, rotationssymmetrischen Be-Itiilters für hohe Drücke der im OberbegrilT des IVlentanspruchs genannten Art.
Her Transport und die Lagerung von unter hohem Druck stehenden Medien, wie /.. B. verflüssigtem Methan, das bei normaler Temperatur einen ι rheblichen Druck entwickelt, stellen hinsichtlich der konstruktion der Behälter ein äußerst schwieriges Problem dar
De; artige Behälter weiden mit Wandungen ausücführt, welche au·· an den Stoßkanten miteinander verschweißten Teilslücken bestehen.
Darnil sieh die Verbindung der ein/einen Teilsüicke dei Wandung über die geseilte Mäche d-. : Stoßkeilen erstreckt, ist es crfoidcriici·. il;.i' die V'nv. cißung die Wandung voiiständii: iliir/K'riuüt d.h.. dv besagten Teilstücke mii'-scn mi1, c.■■ iliirchjjehcikkn Schweißnaht miteinander \ep<· > ' η Ν,-iii Nip eine Schweißung mit durchgehender Naht ist in der Lage, einem derartig hohen Druck standzuhalten. Die bekannten Schweißverfahren erlauben es jedoch nicht, in wirtschaftlich vertretbarer und auf industrielle Fertigung anwendbarer Weise eine durchgehende Schweißnaht auszuführen, wenn die Stärke der Teile 50 mm übersteigt.
Die enorm hohen Drücke, wie sie insbesondere bei verflüssigtem Methan auftreten, zwingen aber andererseits zum Bau von Vorratsbehältern, deren Wandstärke 200 mm erreicht und sogar übersteigt.
Aus diesen Umständen folgt die Unverträglichkeit zwischen der Forderung nach einer ausreichenden Wandstärke, um dem hohen Druck standhalten zu können, und der Forderung nach einer die dicken Wandungen durchdringenden Schweißnaht, die ebenfalls diesen hohen Drücken standhalten muß.
Um diesen widersprüchlichen Forderungen gerech: zu werden, ist es bereits bekannt, derartige Behälter mehrlagig .niszuh'udcn. wobei die einzelnen Lagen hinreichend dünn gewählt sind, um eine durchgehende Schweißnaht zu ermöglichen. So sind bereits Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Mehrlagenbehältern bekannt, bei denen die zylindrischen Schüsse und die Böden getrennt hergestellt und nacheinander verschweißt werden, bis die erforderliche Gesamtwandstärke erreicht ist.
Durch das auf eine frühere Anmeldung erteilte deutsche Patent 1 (SOO 395 ist auch bereits ein Verfahren zum Herstellen von Druckbehältern für Innenoder Außendruck, wie Hohlzylindcrn, Rohren oder Hohlkugeln, aus zumindest zwei metallischen Schalen. von denen die von der Außenschale lose umgebend. Innenschale durch vorübergehend ausgeübten Innendruck unter Überschreiten der Elastizitätsgrenze ihres Materials aufgeweitet und an die dabei unter Spannung gesetzte Außcnschale angepreßt wird, geschützt worden, welches dadurch gekennzeichnet im. daß man die Schalen vor Ausüben des Innendrucks in eine die Außcnschale umgebende Form einbringt. dann erst in der Innenschalc einen Druck erzen·:!, bei dem die Außenschale ebenfalls unter Überschreiten der Flastiztätsgrcnze ihres Materials an die äußere Form angelegt wird, und daß man nach Wegnehmen des Innendrucks die Form entfernt.
Ober die Art der Herstellung der Innen- und Außenschale ist jedoch nichts näheres ausgesagt, da nur ausgefüllt ist. daß sich die Schalen durch Verschweißen mehrere Kugelflächen-Hautcile herstellen lassen Da bei diesem Verfahren eine plastische Verformung der Innen- und Außenschale vorgesehen ist. sind deren Wandstärke auch technologische Grenzer gesetzt.
Der F.rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eir Verfahren nach dem Obcrbegrill des Patentanspruch1 /u schaffen, bei dem vermieden wird, die einzelner Schalen aus einer Vielzahl von Flächenelemente!! zn sammenzusctzen.
1 .rlindungsgeniäß wird diese Aufgabe durch die in Patentaiv-pnich uekennzeiel'.neien Maßnahmen pe löst.
Dei mit dei l:rfindimg ei zielbare Fortschrill K-sieht darin, daß iiie einzelnen Schalen des Rehält.r jeweils an-- zwei einstückiü ausgebildeten H.:!Nch;:!ci besteher, welche lediglich 1:üil'\ ihrer in einer /n Rpiaiionvkliv M-n1:rechten UK nc Heuenden RiiiiiU· mii'.-in.iiule; vci^chweißt were! u müssen, so daß de l'iir ι:;·. Hcr--k !Mim: iner Schale jeweils erforderlich
Zeitaufwand verhältnismäßig gering ist Da die von Sescn Rändern gebildete Trennfuge infolge des m den bereits miteinander verschweißten inneren Halbschalen angeordneten Mannlochs auch von innen her scn ,:„,,·.., Lnnn Hie<;e Trennfiwe sowohl von
schalen angeoruneicu maumuuu uu_..
zugänglich ist, kann diese Trennfu^e sowohl von 5 außen als auch von innen her venehweißt werden, so daß sich trotz einer beträchtlichen Wandstärke der Halbschalen eine durchgehende Schweißnaht erzielen
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht da- 10 bei die Herstellung von verschieden geformten Mehr- !asienbehältern, da lediglich die Voraussetzung erfüllt sein muß, daß die rotationssymmetrischen HaIbsehalen einen Hohlkörper bilden. Neben kugelförmigen Behältern lassen sich daher auch längliche Be- 15 halter in Form eines Ellipsoids od. dgl. herstellen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme , uf die Zeichnungen im Zusammenhang mit der Her-.v!ellung eines Kugelbehälter näher t.Täutert. Es zeigt
Fig. 1 die Ausgestaltung zweier identischer Halb- »° kugeln C1, C1', welche jeweils im Randbereich mit einem halbkreisförmigen Ausschnitt O1. O1' versehen i'iid. dessen Abmessungen groß genug sind, damit ein Mann, nämlich der Schweißer, durch den Kreis •'indurchkriechen kann. »5
F i g. 2 das Aufeinandersetzen der beiden HaIb-. ugcln mit ihren Rändern, wobei die beiden halb-Kreisförmigen Ausschnitte zur Deckung gebracht
verden.
F i g. 3 das Verbinden der beiden HalbkuLfln durch verschweißen der Trennfuge. Die äußere Schweißnaht .V1 wird von einem Schweißer ausgeführt, welcher außerhalb der Kugel postiert ist. Die innere Schweißnaht .S1' wird von einem Schweißer ausgeführt, welcher zuvor durch das Mannloch ins Innere der Kugel gekrochen ist.
F i g. 4 die Ausgestaltung der nächstfolgenden beiden Halbkugeln C.,, C1'. welche mit den beiden ersten Halbkugeln nach F i g. 1 bis auf einen größeren Durchmesser identisch sind.
F i g. 5 das Aufsetzen dieser beiden Halbkugeln auf die zuvor gebildete Kiisvl. wobei die beiden halbkreisförmigen Ausschnitte ().,. ().,' zur Deckung gebracht werden,
F i g. (S das Verbinden der beiden 1 laibkugeln durch Verschweißen der Trennfuge. Die äußere Schweißnaht .S'., wird von einem Schweißer ausgeführt, welcher außerhalb der Kugel postiert ist. Die innere Schweißnaht wird von einem Schweißer ausgeführt, welcher zuvor in clic 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. duich das Mannioch in tier äußeren Kugel hindurch geschehen kann, so daß der Schweißer durch das Mannloch in der inneren Kugel die Trennfuge .-wischen den beiden äußeren Kugeln sich vorbeibewegen sieht; da er auf diese Weise Zutritt zu de! Trennfuge hat. kann ·τ die innere Sehweißnaht ohne Schwierigkeiten ausführen.
Fig. 7 die zuvor durch Verschweißen der Halbkugeln erzeugten beiden Kugeln ir. einer Stellung, in welcher sich die Mannlöcher decken und mik inr.nder verbunden sind. Man ist jetzt gewissermaßen wieder bei dein in i i g. 3 dargestellten Verfahrcnsstidmm
angelangt.
Da., Anbringen der dritten sowie der i1 U'e'i ' "i Kugeln ueht in gleicher Weise vorstalten
—w
Die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Vorratsbehälters mit einer Wandstärke e sind die folgenden:
a) Herstellen von /1 Paaren ähnlicher rotationssymmetrischer Schalen, d. 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 H ist derart gewählt, daß der Betrag 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 Randbercich 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 versehene Lage des Behälters gebildet wird. c) Versehweißen der auf diese Weise zusammengefügten Halbschalen innen und außen längs ihrer Berührungslinie bzw. Trennfuge mittels einer durchgehenden Schweißnaht. Diese dritte Phase des Verfahruens. 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.
A) Bedecken der ersten Behälterlage mit den beiden Halbschalen des nächstgrößeren Paares, indem deren Rotationsachsen mit der Rotationsachse der ersten Behalterlage 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 Behalterlage decken. Dieser vierte Schritt des Verfahrens, welcher abermals ein Schritt des Zusammenfügens ist und welcher im übrigen zu dem zweien Schritt des Zusammenfügen vollkommen analog abläuft, führt zur Schaffung einer zweiten Behälterlage, welche die erste Behalterlage vollkommen umgibt, aber gleichwohl das Betreten der ersten Behälterlage bzw. Schale
gestattet.
e) Inneres und /':ßeres Verschweißen der beiden llalbschalen ;i -s zweiten Schalenpaares längs deren Trennluge mittels einer durchgehenden Schweißnaht, wobei die innere Schweißnaht in i\cr Weise ausgeführt wird, daß die erste Behälterl;!"c in bezug auf die --.weile Behalterlage um ihre Rotations- bzw. Symmetrieachse ver-
dreht wird. Dabei wird das Mannloch in der ersten Behälterlage entlang der Trennfuge zwiweiicr zu verringern, kann in dem radialen Zwischen den beiden llalbschalcn der zweiten Behälterlage verschoben, so daß der Schweißer freien Zugang zur Innenseite dieser Trennfuge hai. Dieser fünfte Schrill des Herstellungsverfahrens, der wie der drille Ycrfahrensschritt abermals eii"_Mi Schritt des Verschweißen* darstellt, ist eindeutig definiert, da er angibt, wie die innere Schweißnaht auszuführe:i io,. welche y:. die cii,-zigc der beiden Schweißnähte ist. deren Atis'ah rung im ersten Augenblick vielltA'ht nicht ganz eindeutig erkennbar sein mag. Dabei ist zu beachten, daß das Verdrehen der inneren Behälterlage keinerlei Schwierigkeiten bereitet: die innere Behällerlagc ist durch das in der äußeren Bchältcrlage angeordnete Mannloch leicht in der Weise zugänglich, daß das Verdrehen der besagten inncicn Behiiltcrlage mit jedem (ierät durchgeführt werden '...iiin. mit welchem durch das Mannloch in der äußeren Bchälter'agc hindurch auf die Wandung der innero:i Fcbälterlage eingewirkt werden kann. Das Verdrehen kau;' beispielsweise im einfachsten FaI! \on Hand ei folien. I'm den infolce Punktberiihrune an siel. bereits nicht allzu großen Drehwiderstand noch schenraum zwischen den beiden aufeinanderfol genden Behälterlagen auch ein Kugellager oder eine einen Auftrieb erzeugende Flüssigkeit angeordnet werden.
f) Gegenseitige:; Fixieren der ersten und der zweiten Behälterlage in einer Stellung, in der sich deren Mann'öcher decken. Dieser sechste Schritt des Herstellungsverfahrens führt zur Erzeugung eines Bestandteils eines doppelwandigen Behälters. welches in seinem Aufbau mit der auf den beiden Halbschalen mii den kleinsten Abmessungen gebildeten ersten Behalterlagc vollkommen übereinstimmt.
gi Wiederholen der gleichen VerfnhiensHluv.u'. d.h. eier vorgenannten Verfahrensschrine a) bi^ i). bis /um Anbringen lies /i-tcn Schalenpaares
Wenn die verschiedenen vorgenannten Verfahrens schrille ausgeführt sind und ein mehrwandieer Be halter erstellt ist. werden die /wischen zwei aufeinanderfolgenden Behäherlagcn gebildeten Hohlräumi mit einer I-'lüssipkeit oder einem elastischen Maieria ausgefüllt, um die rbertragung der auf eine Bchältei lage ausgeübten Druckkräfte auf dir diese umiiebend^ Bc'iältcriace /u f:ewähr''-'stcn.
x Hierzu 1 Blatt Zeichnuneer,

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen rotationssymmetrischen Behälters für hohe S Drücke, dessen einzelne Lagen aus jeweils einen Hohlkörper bildenden Schalen bestehen, die radial einen Abstand voneinander haben, wobei der zwischen diesen Schalen jeweils gebildete Zwischenraum mit einem druckübertragenen Mittel ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen jeweils aus zwei in einer zur Rotationsachse senkrechten Ebene getrennten Halbschalen bestehen, deren Ränder mit Ausschnitten versehen sind und die in der Weise zusammengcfügt werden, daß die beiden Halbschalen mit ihren Rändern aneinander zur Anlage gebracht werden, wobei sich die beiden Ausschnitte zur Bildung eines Mannloches gegenüberliegen, woraufhin die beiden Halbschalen entlang ihrer Trennfuge von außen und von innen her durchgehend miteinander verschweißt werden und somit eine erste Schale bilden, daß sodann auf diese erste Schale zwei weitere ähnliche Halbschalen mit entsprechend größerem Durchmesser aufgesetzt und einerseits von innen her durch das Mannloch der ersten Schale und andererseits von außen her durchgehend miteinander verschweißt werden, wobei der \on innen her vorzunehmende Schweißvorgang in der Weise durchgeführt wird, daß die erste lv\v. innere Schale um ihre ve ükal angeordnete Rotationsachse gegenüber den beiden zweiten Halbschalen verdreht wird, wobei sich deren Mannloch entlang dci Trennfuge der beiden zweiten. Halbschalen bewegt, welche nach Beendigimg des Schweißvorganges eine die erste Schale umgebende /weite Schale bilden, woraufhin die beiden Schalen in einer La;1'1 miteinander verbunden werden, in welcher sich deren Mannlöcher decken, um den jeweils von innen her vorzunehinenden Sclnveißvorgang an den nachfolgenden Halbschalen durchführen zu können, und daß nacheinander aul die iewciK äußere Schale so \ icle 1 !albschalen aulgesetzt und miteinander verschweißt werden, bis ein mehrlagiger Behälter mit der erforderlichen Gesamiwandstärke vorliem.
DE1650154A 1966-08-26 1967-07-19 Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen, rotationssymmetrischen Behälters für hohe Drücke Expired DE1650154C3 (de)

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