DE1675297A1 - Wasserdichte Verbindung zwischen zwei Rohren aus unterschiedlichem Material - Google Patents

Description

Europäische Jltomgemeinschaft (EURATOM), Brüssel (Belgien)

Wasserdichte Verbindung zwischen zwei Rohren aus unterschiedlichem Material

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue Art einer wasserdichten Verbindung zwischen zwei Rohren aus unterschiedlichem Material» wobei ein Rohr eine geringe Wandstärke hat· Diese Verbindung soll eine gute Wasserdichtigkeit unter Druck und bei 2femperaturwechsel aufweisen. Sie ist - aber nicht ausschliesslich - zur Herstellung einer mechanischen Verbindung im Primärkreis eines Kernreaktors entwickelt worden· Ea ist selbstverständlich, dass die Verwendung der Erfindung nicht auf dieses Gebiet beschränkt ist·

Die gewünschte Wasserdichtigkeit soll nicht geringer als 10""^ Eussec sein, bei Messbedingungen für die Öffnung entsprechend der Definition für die Einheit üussee· Die Verbindung soll die gleiche Festigkeit aufweisen wie der rechte, fortlaufende Abschnitt des dünnwandigen Rohrea» Die Wasserdichtigkeit soll auch unter einer aus einer AxLallaet resultie-

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renden Spannung aufrechterhalten werden, die der Streckgrenze (des Materials) des dünnwandigen Rohres entspricht* Die Verbindung soll auch dann ihre v/asserdiehtigkeit behalten, wenn sie schnellen i'emperaturschwankungen unterworfen wird« 'Es darf keine Veränderungen während der Temperaturwechsel geben»

Die bereits bekannten metallurgischen Verbindungen wie Strangpressen, Reibschweissen, Presssehweissen, eutektische^ Verschmelzen stellen hinderliche Ifachteile dar, so dass diese Verfahren nicht allgemein anwendbar sind für Rohre grossen Durchmessers, insbesondere Rohre mit Dicken in der Grössenordnung von einem Millimeter· Im übrigen verlangen diese Verfahren Spezialmaschinen, gesteuerte neutrale Atmosphäre, Hochtemperaturö'fen und sind sehr empfindlich· Palls beispielsweise eines der Rohre aus kostspieligem Material, nämlich aus Zirkonium bzv/. Zircaloy, besteht, ist die Menge des Zircaloy sehr bedeutsam, da sie einen gro3sen Einfluss auf die Herstellungskosten der Verbindung hat» Ein weiterer llachteil ist, dass die Temperaturbeständigkeit und die Strahlenbeständigkeit der intermetallischen Schichten nicht mit Sicherheit festzulegen sind·

Die bereits bekannten mechanischen Verbindungen wie "/falzverbindung en, verlötete Gewinde oder sonstwie abgedichtete Verbindungen sind ebenfalls mit den Nachteilen behaftet, dass

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axe nicht für dünnwandige Rohre (trossen Durchinessera geeignet ainä· Im übrigen sind ijewalzte Verbindungen auf der Lage η-ich der Herstellung schwer zu kontrollieren· PrIIs das Rohr aus zwei Enden gewalzt wird, treten Schwierigkeiten hinsichtlich der i'orsion dünnwandiger Rohre unterhalb der Aufdornrippo yuf· Er; muss auch hinzugefügt werden, dass die radialen Sperren wichtig sind, insbesondere für die Abdichtung s~Iiö sun *· Die lösung (der Aufgabe) durch Strangpressen und Löten ζ\~τ Erzielung der Wasserdichtigkeit ist für dünnwandige und platte Rohre ausgeschlossen· PUr im warmen ZU- Bi- nä aufgedornte oder rollgedriickte Verbindungen is-t es erforderlich, innen einen ungelegten Hand aus Stahl und dementsprechend eine radiale Erweiterung dea dünnwandigen Rohres wenigstens um ei^n der Dicke dos unu;eleiten iiandes ei-tsprecLendtii Betivx. .;u zu It 3 seil· Das v;irkt sich unvorteilhaft auf den Preia d r Verbindung aus·

DiS eri'inmn gegemi^;.sse Verfahren izeiohnet oich dadurch aus, d^;;s du3 dünne Rohr an einem seiner Etiden einen umgelegten Kaiid besitzt und das andere an -einen: Ende mit einer Verstiirlcuiig vergehen ist, deren Stirnfläche eine Kehle aufweist, in 'lie der üürelejte Rand des dünnen Ro-.res hineingeführt vird, d.i.=33 eiiie diele..ar.dige Hüls· mit einem Ausdehnunj;;-ko effizient en, der den ces Rohres nahekon::it, über die '.i^f .ndrnig öö3 Roirres gleiten kann, wobei die Hülse an einem ihrer Exiöen nit einem überhöhten Rand mit einer dem and.ren Rcnr -nge-2'as st en Dicke versehen ist, das 3?rofil d'-s überhöhten it-^ndes

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dem der Kehle entspricht und wobei der überhöhte Rand mit seinem freistehenden Wulst gegen den umgelegten Rand und die Kehle gedruckt und das andere Ende sodann mit dem anderen Rohr vereehweisst wird» worauf die Verstärkung durch Aufdornen oder Rolldrücken abgeflaoht wird und ein starrer Ring die Verformung der Einheit in radialer Richtung während des Aufdornene oder Rolldrüokens verhindert»

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungebeispiels näher erläutert werden· Die Pig» 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemässe Rohrverbindung·

Die Figur zeigt ein Rohr 1 und ein Rohr 2 miyeiner geringen Wandstärke und aus einem anderen Material als das Rohr 1· Diese zwei Rohre sollen unter den zuvor erwähnten Bedingungen wasserdicht verbunden werden· Zu diesem Zweck ist das Rohr in der Hähe der Verbindungsstelle mit einer Verstärkung 3 und die Stirnseite des Endes mit einer Kehle 4 versehen· Das Ende des Rohres 2 ist in an sioh bekannter Weis· mit einen umgelegten Rand 5 versehen worden· In der figur hat dieser umgelegte Rand 5 die Gestalt eines C, er könnte aber ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen - beispielsweise auch die Form eines Z oder U haben· Wichtig ist ledig*- Iioh, dass die Profile der Kehle 4 und des umgelegten Randes 5 aufeinander abgestimmt sJbnd·

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BAD ORlGfNAL

Eine Hülse 6 ist aus einem Material mit einem Ausdehnungskoeffizienten, der nahezu gleich dem des Rohres 1 ist j aie ist mit einem überhöhten Rand 7 versehen und besitzt einen solchen inneren Durahmesser, dass sie zur Herstellung der Verbindung gleitend Über das Rohr 1 geschoben werden kann· Der überhöhte Rand 7 besitzt eine Stirnfläche bzw· einen Wulst 8 mit einem zur Kehle 4 und zum umgelegten Rand 5 passenden profil»

Zur Herstellung der wasserdichten Verbindung wird die Hülse 6 mit ihrem überhöhten Hand 7» oder genauer mit ihrer Stirnfläche 8, so herangeführt, dass der Wulst gegen den umgelegten Rand 5 und die Kehle 4 zu liegen kommt, und zwar mit eines Spiel in der Grössanordnung von einem Zehntelmillimeter·

Ansohliessend wird ein« Lot- oder Sohweiasverbindung zwisohen de» Rohr 1 und der Hülse 6 geschaffen, ohne dabei die Seile unter Spannung zu setzen· Dann, wird die Einheit in einen Sisenring 10 »in«βbracht und die Verstärkung 3 durch Aufdornen oder Rolldrücken abgeflacht, und zwar beispielsweise mit einem Rolldorn· Dadurch kommt eine axiale Verlängerung zustande, die die Seile unter Spannung setzt· Das Material der Verstärkung 3 wird in der Weise transportiert, dass die fläche der Kehle 4 in der Figur nach rechts bewegt wird und den umgelegten Rand 5 zwischen sich, und dem überhöhten Rand

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7» der seibat ebenfalls nach rechts zurückgestossen wird, zusammendrückt· Da die Lotung oder Schweissung 9 das linke Ende der Hülse 6 (in der Jig» 1) festhält, längt sich auch die Hülse 6 und wird unter Vorspannung gesetzt» Der umgelegte Rand 5 wird also sicher und fest an seinem Platz zwisohen der Kehle 4 und dem überhöhten Rand 7 gehalten und so eine gute Wasserdichtigkeit erzielt, wie duroh die Versuche bewiesen ist»

Eine erfindungsgemässe Verbindung verfügt über eine Reserve an elastischer Dehnung, eine wichtige Voraussetzung für die Aufreohterhaltung des Kontaktdruckes und damit des Wasserabdichtungsvermögens» Die Abmessung der Hülse 6 in axialer Riohtung ist sehr wichtig; sie lässt ein Zusammenziehen des umgelegten Randes zu, das gut kontrollierbar ist und sie lässt darüber hinaus die Speicherung einer elastischen Dehnungsreserve zu, ohne dass eine thermomechanische Überbeanspruohung zu befürchten wäre· Die durch das Aufdornen oder Rolldrüoken erhaltene Torspannung ist so beschaffen, dass das Wasserabdiohtungsvermögen auch dann nicht verlorengeht, wenn die Temperatur des gesamten, inneren Rohrstüokes um etwa 50° abfällt· Man ist damit sieher, dass auch dann eine sehr gute Abdichtung erhalten bleibt, wenn die Verbindung schnellen Wärmeschwankungen unterworfen wird»

Eine solche Verbindung ist nicht mit dem Problem der Auf-

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BAD ORIGINAL

weitung des dünnwandigen Rohres behaftet, da ja durch ihren Aufbau der innere Durchmesser unverändert bleibt· Die geringe Menge teuren Materials, das für, die Verbindung benötigt wird, wirkt sich vorteilhaft auf die Wirtschaftlichkeit der Verbindung aus· Has Verfahren erlaubt die Verwendung von Rohren aus kaltverformtem Ziroaloy·

Ein weiterer Torteil der Erfindung ist, dass die Herstellung des umgelegten Randes 5 durch eine sehr einfaohe Anpassung der Maschine erreicht werden kann, mit der das Abflachen der Verstärkung 3 vorgenommen wird, was als weiterer Vorteil zur Einfachheit des zuvor beschriebenen Verfahrens hinzukommt·

Das zuvor beschriebene Verfahren ist selbstverständlich nicht auf das Ausführungabeispiel entsprechend der Figur 1 beschränkt· Es ist zum Beispiel ohne weiteres möglich» den Rand 5 des Rohres 2 anstatt nach auaaen nach innen umzulegen· In dem fall befindet sich die Hülse 6 innerhalb des Rohres 1, die Verstärkung 3 ausserhalb desselben und der Versteifungsring 10 innerhalb desselben· Man erhält also eine Verbindung, bei der die äusseren Oberflächen der zu verbindenden Rohre miteinander fluchten·

Vt/Hf Pat ent ansp rü eh e;

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Claims (1)

1. PATENTANWALT DIPL.-ING. WEY

   β MÜNCHEN 22 ■ WIDENMAYERSTRASSE *♦

   TELEFON 225585 ■ TELEGRAMME: PROPINDUS

   334/35 Berlin, den 13» März 1968

   Europäische Atomgemeinschaft (KURiLTOM), Erüssel (Belgien)

   Patentansprüche :

   Verfahren zur Herstellung einer wasserdichten Verbindung zwischen zwei rohrförmigen Teilen aua unterschiedlichen Materialien, wobei ein Teil eine geringe Wandstärke hat, dadurch gekennzeichnet, dass das dünne Rohr (2) an einem seiner Enden einen umgelegten Rand (5) besitzt und das andere (1) an seinem Ende mit einer Verstärkung (3) versehen ist* deren Stirnfläche eine Kehle (4) aufweist, in die der umgelegte Rand (5) des dünnen Rohres (2) hineingeführt wird, dass eine dickwandige Hülse (6) mit einem Ausdehnungskoeffizienten, der dem des Rohres (i) nahekommt, über die Wandung dee Rohres gleiten kann, wobei die Hülse (6) an einem ihrer Enden mit einem überhöhten Rand (7) mit einer dem anderen Rohr (1) angepassten Dicke versehen ist, das Profil des überhöhten Randes (7) dem der Kehle (4) entspricht und wobei der überhöhte Rand (7) mit seinem freistehenden Wulst (&) gegen den umgelegten Rand (5) und die Kehle (4) gedrückt und das andere Ende sodann mit dem anderen 0 0 9 8 3 4/0568

   FERNSCHREIBER: 018*057 *' *

   Rohr (1) versehweisst wird» worauf die Verstärkung (3) durch Aufdornen oder Rolldrüoken abgeflacht wird und ein atarrer Hing (10) die Verformung der Einheit in radialer Richtung während des Aufdornena oder RoIldrüokena verhindert·

   2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der umgelegte Rand (5) im gleichen Verfahren und mit der gleichen Maschine hergestellt wird, welche auch die Verstärkung (3) abflacht·

   3» Wasserdichte Verbindung zwischen zwei rohrförmigen Teilen aus unterschiedlichem. Material, wobei ein !Ceil eine geringe Wandstärke hat, dadurch gekennzeichnet, dass das dünnwandige Rohr (2) an seinem Ende mit einem, umgelegten Rand (5) Tersehen ist und dicht an das andere Rohr (1) angelegt ist, dass sein umgelegter Rand (5) zwischen einer Kehle (4) in der Stirnfläche dea anderen Rohres (1) und eine* durch Schweissen oder Löten mit dem anderen Rohr (1) verbundenen Gtegenatüek eingepresst ist, wobei sich die Einheit in einem Zustand axialer Torspannung befindet»

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