DE1954649A1

DE1954649A1 - Verfahren zur Herstellung von Rippenrohren

Info

Publication number: DE1954649A1
Application number: DE19691954649
Authority: DE
Inventors: Rolf Holtz
Original assignee: STIERLE HOCHDRUCK ECONOMISER K
Current assignee: STIERLE HOCHDRUCK ECONOMISER K
Priority date: 1969-10-30
Filing date: 1969-10-30
Publication date: 1971-07-22

Description

Verfahren zur Herstellung von Rippenrohren durch Aufschweißen von Rippennbachnitten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rippenrohren für Economiser und Wärmetauscher aus Rohren, durch Aufschweißen von Rippenabschnitten.
Nach einem bekannten Verfahren werden auf das Rohr jeweils zwei Hippenhälften in gegebenen Abständen durch Press-Schweißen angebracht, wobei die entdtehende Schweißverbindung eine Länge von Je ca. 600 des Rohrumfanges hat und die beiden Rippenhälften nicht aneinander stoßen, sondern einen Schlitz in der Größenordnung von etwa 1 cm bilden.
Die so entstehende Schweißverbindung hat eine geringere Stärke als die Stärke der Rippe und ist unter Umständen durch mögliche Einschlüsse noch weiter geschwächt. Sie ist außerdem nicht am ganzen Umfang, sondern nur auf etwa 1/3 dieses Umfanges vorhanden. Es ist offensichtlich, daß eine solche Verbindung für die Wärmeübertragung einen Engpass darstellt, sodaß die so aufgeschweißen Kippen nicht voll zur Wirkung kommen können.
Diese Nachteile werden dadurch beseitigt, daß erfindungsgemäß die Rippenabschnitte mittels einer einseitigen Ringnaht in Schutzgas-Atmosphäre auf das rotierende Rohr aufgeschweißt werden, wobei die Drehung des Rohres nach Schließen der Schweißnaht und Abschalten des Schweißstromes um etwa 180 unter weiterer Zufuhr von Schutzgas fortgesetzt und danach die Drehung des Rohres um den 3600 übersteigenden Betrag umgekehrt wird.
Eine andere Möglichkeit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Rippenabschnitte mittels einer einseitigen Ringnaht in Schutzgas-Atmosphäre durch zwei mit einer Zeitdifferenz eingesetzte rotierende Elektroden auf das feststehende Rohr aufgeschweißtwerden, wobei die Drehung der später eingesetzten Elektrode nach Schließen der Schweißnaht und Abschalten des Schweißstromes um etwa 100 unter weiterer Zufuhr von Schutzgas fortgesetzt wird und danach die Elektroden in Ausgangsstellung zurückgefahren werden.
Nach einer bevorzugten Durchführungsform der Erfindung wird die Schweißnaht mit einer Geschwindigkeit von ca. 1,5 m/min. erzeugt.
Die einzelnen Rippen werden hierbei in schneller Folge ohne Unterbrechung aufgeschweißt.
Das Rohr kann während der Schweißung zusätzlich von innen gekühlt werden.
Es ist zweckmäßig, wenn bei diesem Verfahren Rippen verwendet werden, deren Öffnungs-Durchmesser um einige Zehntel-Millimeter größer als der Rohrdurchmesser ist, und wenn die Rippen aus mindestens 2- entlang eines Durchmessers aneinanderstoßenden Teile bestehen.
Es ist ferner zweckmäßig, daß die Schweißnaht so gelegt wird, daß die Stärke der Schweißnaht ( a-Maß ) an keiner Stelle die Stärke der Rippe unterschreitet.
Die Schweißelektrode hat vorzugsweise einen Neigungswinkel gegen die Rippe von etwa 300.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen sowie von Beispielen näher erläutert. Es zeigt: Figur 1: in nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Rippenrohr in perspektivischer Sicht.
Figur 2: Einen Blick auf das Rippenrohr vom Rohrende.
Figur3: Einen achsial halbierten Rohrabschnitt mit einer Halbrippe.
Auf das Rohr 1 werden Halbrippen 2 aufgesetzt, angedrückt und mit einer ingnaht 3 durch Schutzgas-Schweißen verbunden. Das a-Maß soll die Stärke b der Rippe an keiner Stelle unterschreiten. Die binbrandtiefe c darf 30 der Wandstärke d des Rohres nicht überschreiten. Die Kanten 4 der Halbrippen können ohne Luftspalt aneinander stoßen.
Während die Haibrippen 2 aneinander und an das Xohr 1 gepreßt werden, wird mit einer Geschwindigkeit von ca. 1,5 m/min. entstehender Schweißnaht durch eine Elektrode beginnend bei 1100 Uhr eine Ringnaht gelegt. Hierbei wird das Rohr be feststehender Elektrode um seine Längsachse gedreht, oder es wird eine rotierende Elektrode, bzw. deren mehrere bei feststehendem Rohr verwendet. Nach Anschweißen der ersten Rippe rückt die Elektrode um ein vorgegebenes Naß weiter und es werden die nächsten 2, an das Rohr vorgegebenen Halbrippen, verschweißt.
Als Schutzgas wird Kohlensäure, Argon, Krysal oder deren Gemische verwendet.
Die Elektrode hat gegen die Rippenebene einen Neigungswinkel von etwa 300 und deren Projektion auf die Rippenebene zur Senkrechten gleichfalls einen Neigungswinkel von etwa 300. Das Schutzgas wird unter dem gleichen Winkel zugegeben.
Das Schweißen beginnt mit einer geringeren Ampere-Zahl, steigt schnell auf die volle Stromstärke und ist beim Schweißen der Uberlappenden Naht absinkend. Däs Uberlappungsmaß beträgt ca.
100, wonach der Elektrodenstrom abgeschaltet wird, das Schutzgas Jedoch für eine ungefähre Strecke von weiteren 100 nachgeströmt. Danach wird das Rohr angehalten und um den 3600 überschreitenden Betrag zurückgedreht. Nach Verschiebung der Elektrode in Längsrichtung des Rohres kann mit dem Schweißen der nächsten Rippe begonnen werden.
Es hat sich gezeigt, daß bei der Arbeit nach diesem Verfahren eine Einbrandtiefe von nicht mehr als 30 ffi der Rohrwandstärke eingehalten werden kann und daß eine Schweißnaht erzielt wird, deren Stärke die der Rippe nicht unterechreitet. Das Schweißen der einzelnen Rippen soll, um gleichmäßige Rippenabstände zu erhalten, in schneller Folge ohne allzulange Pausen geschehen.
Dadurch wird die Erwärmung des Rohres verhältnismäßig konstant gehalten, was wesentlich zur Verminderung der Spannungen beiträgt. Das nach Abschluß des jeweiligen Schweißvorganges nachströmende Schutzgas hat eine kühlende Wirkung, sodaß im überlappenden Teil der Schweißnaht, an dem die Erhitzung naturgemäß am größten ist, sich kein all zu tiefes Schweißbad bildet und das flüssige Material nach oberflächlicher Erstarrung wegfließen kann und eine Kraterbildung somit vermieden wird.
Aufgrund der gegenüber dem geschilderten Stand der Technik verbesserten Schweißverbindung haben die, nach der Erfindung hergestellten Rohre eine um etwa 20 % höhere Wärmedurchgangszahl.
Beispiel 1: Auf ein 4 360 mm langes Rohr von 38 mm äußeren Durchmessewurden in Abständen von 15 mm 280 Rippen aufgeschweißt. Als Schweißgas wurde flKrysal?f verwendet Geschweißt wurde mit 2 Elektroden zeitlich nacheinander von Position 12°° Uhr beginnend, mit einer Geschwindigkeit von insgesamt 1,5 m/min.
Die Drehrichtung der Elektroden ging einmal im und einmal gegen den Uhrzeigersinn. Nach Vollendung der Schweißnaht ließ man das Schutzgas bei etwa 100 weiteren Elektrodenumlauf nachströmen.
An einer längs durchschnittenen Rohrprobe wurde ein a-Maß von 3 mm festgestellt, das entspricht 120 % der Rippenstärke. Gleichfalls wurde eine Einbrandtiefe von 0,9 mm festgestellt, das sind 28 % der Rohrwandstärke.
Dieses Ergebnis wurde mit einer Schweiß spannung von 22 Volt und einem Schweißstrom von 185 Ampere erreicht.
Beispie 2: Auf ein 3 720 mm langes Rohr von 31,8 mm äußeren Durchmessers wurden in Abständen von 20 mm 182 Rippen aufgeschweißt. Als Schweißgas wurde Krysal verwendet. Geschweißt wurde mit einer Elektrode in Position 11°° Uhr, mit einer Geschwindigkeit von ca. 1,5 m/min. Nach Vollendung der Schweißnaht ließ man das Schutzgas bei etwa 10° weiterer Rohrdrehung nachströmen. An einer längs durchschnittenen Rohrprobe wurde ein a-Maß von 2,7 mm festgestellt, das entspricht 108 % der Rippenstärke.
Bei der gleichen Rohrprobe wurde eine Einbrandtiefe von 0,9 mm festgestellt, entsprechend 28,1% der Rohrwandstärke von 3,2 mm.
Schweißstrom 230 Ampere; Schweißspannung 22 Volt.

Claims

Batentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Rippenrohren für Economiser und Wärmetauscher'aus Rohren, durch Aufschweißen von Rippenabschnitten, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenabschnitte (2) mittels einer einseitigen Ringnaht (3) in Schutzgas-Atmosphäre auf das rotierende Rohr (1) aufgeschweißt werden, wobei die Drehung des Rohres nach Schließen der Schweißnaht und Abschalten des Schweißstromes um etwa 10° unter weiterer Zufuhr von Schutzgas fortgesetzt und danach die Drehung des Rohres (1) um den 3600 überschreitenden Betrag umgekehrt wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Rippenrohren für Economiser und Wärmeaustauscher aus Rohren, durch Aufschweißen von Rippenabschnitten, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenabschnitte (2) mittels einer einseitigen Ringnaht (3) in Schutzgas-Atmosphäre durch zwei mit einer Zeitdifferenz eingesetzte rotierende Elektroden auf das feststehende Rohr (1) aufgeschweißt werden, wobei die Drehung der später eingesetzten Elektrode nach Schließen der Schweißnaht und Abschalten des Schweißstromes um etwa 10° unter weiterer Zufuhr von Schutzgas fortgesetzt wird und danach die Elektroden in Ausgangsstellung zurückgefahren werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht (3) mit einer Geschwindigkeit von insgesamt ca. 1,5 m/min. erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) in schheller Folge ohne Unterbrechung aufgeschweißt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) während der Schweißung von innen gekühlt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß daßRippen (2) verwendet werden, deren Öffnungsdurchmesser um einige Zehntel-Millimeter größer als der Rohr-Durchmesser ist.

Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß daß man Rippen (2) verwendet, die aus mindestens zwei, entlang eines Durchmessers, aneinanderstoßenden Teilen bestehen.

Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht so gelegt wird, daß die Stärke der Schweißnaht (3) (a-Maß) an keiner Stelle die Stärke der Rippe(2) unterschreitet.

Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, ; daß der Neigungswinkel der Elektrode gegen die Rippe (2) 0 etwa 30 beträgt.

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