DE2113243C3

DE2113243C3 - Process for the production of test surfaces suitable for the use of test methods to determine the absence of cracks in circular weld seams obtained by connecting multilayer cylinders

Info

Publication number: DE2113243C3
Application number: DE19712113243
Authority: DE
Inventors: Hideo Sagara; Tsukumo Uno
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1970-03-14
Filing date: 1971-03-15
Publication date: 1973-11-29
Also published as: NL162205C; FR2084638A5; SU405224A3; GB1305342A; NL162205B; CA945710A; NL7103167A; DE2113243B2; DE2113243A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mersiellung von für den Einsatz von Prüfniethoden zur Feststellung der Rißfreiheit in durch die Verbindung von mehrschichtigen Zylindern erhaltenen Rundschweißiiahten geeigneten Prüfoberflächen.The invention relates to a method for merging of for the use of test rivet testicles for detection the freedom from cracks in round weld seams obtained by connecting multilayer cylinders suitable test surfaces.

Solche Zylinder besitzen beispielsweise einen Durchmesser von 2D(K) bis 4000 mm und eine Wanddicke von 100 bis 300 mm und werden durch Verbinden und Verschweißen von bogenförmig und zylindrisch gebogenen Stahlplaltcn von 10 bis 25 mm hergestellt. Diese Zylinder sind konzentrisch übereinander in fünf bis dreißig Lagen gewickelt und dienen als Glieder eines Rohres oder Behälters für unter hohem Druck stehende Flüssigkeiten. Solche mehrschichtigen Zylinder besitzen einen hohen Sicherheitsgrad, weil die Längsnaht jeder Schicht mittels eines Ultraschallrißdelektors von der Oberfläche her auf Risse untersucht werden kann und etwaige Risse durch Reparatur beseitigt werden können. Auch wenn ein Riß nicht beseitigt wird und in seiner Größe anwächst, während sich der Zylinder in Betrieb befindet, wird ein solcher Riß auf eine Schicht beschränkt und breitet sich nicht auf andere Schichten aus. Deshalb wird der mehrschichtige Zylinder in seiner Festigkeit nicht beeinträchtigt.Such cylinders have, for example, a diameter of 2D (K) to 4000 mm and a wall thickness of 100 to 300 mm and are connected by connecting and welding of arched and cylindrically bent steel plates from 10 to 25 mm manufactured. These cylinders are wrapped concentrically on top of one another in five to thirty layers and are used as members of a pipe or container for liquids under high pressure. Such multi-layer cylinders have a high level of security, because the longitudinal seam of each layer is made from the surface by means of an ultrasonic crack detector can be examined for cracks and any cracks can be repaired. Also when a crack is not repaired and grows in size while the cylinder is in operation such a crack is confined to one layer and does not spread to other layers out. Therefore, the multilayer cylinder is not impaired in strength.

Es ist jedoch nich* möglich, Rißfreiheit in den Schweißnähten der inneren Schichten mittels eines Ultraschalldetektors festzustellen, wenn der Mehrschichtenzylinder einmal hergestellt ist. Auch wenn mehrschichtige Zylinder an ihren Endteilen mittels einer Stoßnaht miteinander verschweißt sind, um ein Rohr oder einen Behälter hoher Festigkeit zu ergeben, oder wenn ein Flansch oder eine Endplatte mit einem Endteil eines solchen mehrschichtigen Zylinders an einer Stoßnaht verschweißt ist, ist es ebenfalls unmöglich, die Rißfreiheit in den inneren Schichten zu ermitteln. Eine große Zahl mehrschichtiger Zylinder besteht aus spiraligen Wickeln eines breiten Stahlbandes von 4 bis 6 mm Dicke, das um einen Innenzylinder gewickelt wird. Das erwähnte Problem tritt ]n diesem Verfahren zum Herstellen von Mehrschichtzylindern nicht auf.However, it is not possible to ensure that the weld seams of the inner layers are free from cracks by means of a Ultrasonic detector to determine when the multilayer cylinder is once made. Even if multilayer cylinders are welded together at their end parts by means of a butt joint to form a To give a pipe or container of high strength, or if using a flange or end plate one end portion of such a multilayer cylinder is welded at a butt joint, so is it impossible to determine the absence of cracks in the inner layers. A large number of multilayered Cylinder consists of a spiral winding of a wide steel strip 4 to 6 mm thick around an inner cylinder is wrapped. The aforementioned problem occurs in this method of manufacturing multilayer cylinders not on.

Demgemäß war es bisher üblich, das Herstellen eines Rohres oder Behälters großer Länge durch Verbinden mehrschichtiger Zylinder unter strenger Qualitätskontrolle durchzuführen. Besonders beim Schweißen erfolgt ein Vorheizen und Nachheizen, und gleichzeitig wird ein Strom optimaler und einheitlicher Spannung angelegt. Während des Schweißens wird mehrmals der Ultraschallrißdeiektor in Betrieb genommen, um Rißfreiheit festzustellen. Nach dem Verschweißen aller Schichten oder zu verbindenden Zylinder wird die Stoßnaht mittels 'Ultraschallwellen oder Strahlen untersucht, um festzustellen, ob sich Risse im Schweißmetall befinden. Gleichzeitig wird Rißfreiheit in den Schichten der Zylinder indirekt untersuch!, indem wahrend des Schweißens verschiedene Messungen durchgeführt werden.Accordingly, it has heretofore been common practice to manufacture a pipe or container of great length Connect multilayer cylinders to carry out under strict quality control. Especially with Welding involves preheating and post-heating, and at the same time a stream becomes more optimal and uniform Voltage applied. During the welding process, the ultrasonic crack detector in Put into operation to determine that there are no cracks. After welding all layers or to be joined Cylinder, the butt joint is examined using ultrasonic waves or rays to determine whether there are cracks in the weld metal. At the same time, there is no cracks in the layers Cylinder indirect examination !, by during the Welding various measurements are carried out.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von für den Einsatz von Prüfmethoden zur Feststellung der Rißfreiheit in durch die Verbindung von mehrschichtigen Zylindern erhaltenen Rundsdiweißnähten geeigneten Prüfoberflächen /u ermöglichen, ohne die auf Druckfestigkeit beanspruchten miteinander verbundenen Zylinder gebrauchsunfähig zu machen. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß mit einem Bohrer, der an seinem vorderen Ende eine runde Kante besitzt und einen Außendurchmesser von weniger als 50 mm aufweist tind damit kleiner als etwa die dreifache Weile der Auskehlung der Schweißnaht ist, an den Schweißnaht-Verbindungsstellen eine Bohrung in radialer Richtung an einer solchen Stelle derart hergestellt wird, daß im Innern der Bohrung ein zylindrischer Körper entsteht, welcher sowohl Bereiche aus dem Schweißmetall als auch Bereiche aus dem Material der Mehrfachschichten aufweist.The invention is based on the object Production of for the use of test methods to determine the absence of cracks in the connection Round welded seams obtained from multilayer cylinders suitable test surfaces / u make it unusable without the cylinders connected to one another, which are subject to compressive strength close. This object is achieved according to the invention in that with a drill, which has a rounded edge at its front end and an outer diameter of less than 50 mm is smaller than about three times While the groove is the weld seam, a hole is made at the weld seam junctions is produced in the radial direction at such a point that a cylindrical inside of the bore Body arises, which both areas from the weld metal and areas from the Has material of the multiple layers.

Die Erfindung ermöglicht das unmittelbare Feststellen der Rißfreiheit in einem durch das Aneinandcrschweißen von zwei in ihrer Querausdehnung gleich großen Zylindern gebildeten Abschnitt durch Prüfen des erhaltenen ZylinderKÖrpers oder durch Prüfen der glatten Innenflächen der Bohrung mittels eines Bohrlochuntersuchungsgcrätes. Die Bohrung, die hergestellt wird, nachdem der zylindrische Körper entnommen ist, besitzt glatte Innenflächen und einen Durchmesser von weniger als 50 mm, so daß die Druckfestigkeit der Zylinder nicht wesentlich verringert wird. Außerdem wirkt die Bohrung als Ventil für ein Gas, das sich in den Schichten angesammelt hat. Die durch die Schichten und das Schweißmaterial verlaufende Bohrung verhindert eine Vergrößerung und ein Verbreitern eines Bruchs entlang dem Schweißteil, der sich im Material der Mehrfachschichten gebildet hat. Dieses ist besonders wirksam, wenn die Schichten aus einem langen und breiten Stahlband bestehen.The invention enables the absence of cracks to be determined immediately by welding together formed by two cylinders of equal size in their transverse extent Checking the cylinder body obtained or by checking the smooth inner surfaces of the bore by means of a borehole logger. The hole that is made after the cylindrical body is taken, has smooth inner surfaces and a diameter of less than 50 mm, so that the compressive strength of the cylinder is not significantly reduced. The hole also acts as a valve for a gas that has accumulated in the layers. The through the layers and the welding material running bore prevents enlargement and widening of a fracture along the Welding part that has formed in the material of the multilayer. This is particularly effective when the layers consist of a long and wide steel band.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Zeichnungen. Von diesen istThe drawings serve to explain the invention. Of these is

F i g. 1 eine Schnittansicht eines Beispiels einer Ringschweißnaht zwischen Mehrschichtenzylindern, bei dem die Bohrung ausgeführt ist,F i g. 1 shows a sectional view of an example of a ring weld seam between multilayer cylinders, in which the hole is made,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung des zylindrischen Körpers, der sich aus diesem Teil ergeben hat.F i g. Figure 2 is a perspective view of the cylindrical body resulting from this part has.

In den Zeichnungen sind 1 und 2 die Endteile vonIn the drawings, 1 and 2 are the end parts of FIG

mehrschichtigen Zylindern, die je aus der spiraligen Wicklung eines Stahlbandes von ή mm Dicke und 2000 mm Breite um einen Innenzylinder hergestellt sind. Die durch die Teile I und 2 angedeuteten Zylinder haben einen Außendurchmesser von 4000 mm und eine Wandstärke von 200 mm. 3 ist das Schweißmetall der Ringschweißnaht mit einer Auskehlung von 15 mm Weite. 4 ist eine Bohrung von 100 mm Tiefe, die durch eine Bohrmaschine mn einem Bohrer von 30 mm Außendurchmcsser hergestellt ist und an seinem Boden eine abgerundete Kante 4 A mit einem Durchmesser von 8 mm besitzt.multi-layer cylinders, each made from the spiral winding of a steel strip ή mm thick and 2000 mm wide around an inner cylinder. The cylinders indicated by parts I and 2 have an outside diameter of 4000 mm and a wall thickness of 200 mm. 3 is the weld metal of the ring weld with a groove of 15 mm width. 4 is a hole 100 mm deep, which is made by a drill with a drill of 30 mm outer diameter and has at its bottom a rounded edge 4 A with a diameter of 8 mm.

Beim Schweißen einer Rundschweißnaht unter Verwenden des Schweißmetalls3 weiden die Stirnflächen der Zylinder! und 2 auf 150 C vorgeheizt und dann durch ein MIG-Schweißverfahren bei Anlegen eines Stromes von optimaler und gleichbleibender Spannung verschweißt. Jeweils nach dem Schweißen bis auf eine Tiefe von 30 mm der Auskehlung werden, wie seither bereits bekannt, die Schichten 1 A und 2 /I und das Schvveißmetall 3 von der Fläche des Schweißmetalls 3 auf Risse untersucht. Wenn Risse festgestellt werden, werden diese beseitigt, bevor weiter geschweißt wird. Bei Beendigung des Schweißens der Ringnaht wird diese, wie seither ebenfalls bereits üblich, durch Ultraschallwellen oder Strahlen auf Risse im Schweißmetall 3 untersucht. Gleichzeitig erfolgt das Bohren durch die Bohrmaschine nach Fig. 1, und danach wird der zylindrische Körper 5 aus der Bohrung entfernt. Der so erhaltene Körper 5 wird unmittelbar so untersucht, daß der Schnitt tier Schicht I A von der äußeren Umfangsobcrflächc des Zylinders (Fig. 2) untersucht wird, und die Oberfläche der Schicht I A wird durch Biegen derselben untersucht, um festzustellen, daß keine Risse in dieser enthalten sind.When welding a circular weld seam using the weld metal3, the end faces of the cylinders graze! and 2 preheated to 150 C and then welded by a MIG welding process with the application of a current of optimal and constant voltage. In each case after welding to a depth of 30 mm of the groove, as has been known since then, the layers 1 A and 2 / I and the weld metal 3 from the surface of the weld metal 3 are examined for cracks. If cracks are found, they are eliminated before welding continues. When the welding of the ring seam is complete, it is examined for cracks in the weld metal 3, as has also been customary since then, by means of ultrasound waves or rays. At the same time, the drilling is carried out by the drilling machine according to FIG. 1, and then the cylindrical body 5 is removed from the bore. The body 5 thus obtained is immediately examined so that the section of the layer I A is examined from the outer peripheral surface of the cylinder (Fig. 2), and the surface of the layer I A is examined by bending it to see that there are no cracks are included in this.

Rißfreiheit wird weiter unmittelbar durch ein Bohrlochuntcrsuchungsgerät festgestellt, das in die Bohrung 4 eingebracht wird.The absence of cracks is further determined directly by a borehole detector inserted into the Hole 4 is introduced.

Zum Entnehmen des zylindrischen Körpers aus der durch die Bohrmaschine erzeugten Bohrung kann der Körper leicht abgezogen werden, ohne daß an der Wurzel des zylindrischen Körpers 5 ein Ab-To remove the cylindrical body from the bore produced by the drill can the body can be easily pulled off without a pull-off at the root of the cylindrical body 5

schneiden notwendig wird, auch wenn ein Teil des Körpers entsprechend dem Schweißmetall 3 hart ist. weil der andere Teil aus der Schicht 1 A besteht. Der zylindrische Körper kann ferner leicht entnommen, worden, wenn die Bohrriditung etwas von der Racutting becomes necessary even if a part of the body corresponding to the weld metal 3 is hard. because the other part is 1 A from the layer. The cylindrical body can also easily be removed, if the drilling line is somewhat of the Ra

ίο dialriehtung abweicht, um den Anteil des Schwcil'imctalls im Anschnitt an der Wurzel des zylindrischen Körpers zu verringern. Die Verwendung eines Bohrers mit runden Kanten 4 A um 8 mm an seinem vorderen Ende bewirkt glatte Innenflächen in der Bohrung 4.ίο deviates from the dial direction in order to reduce the proportion of black metal in the gate at the root of the cylindrical body. The use of a drill with round edges 4 A by 8 mm at its front end results in smooth inner surfaces in the hole 4.

Die Bohrung 4 kann ungefüllt bleiben, wenn die mehrschichtigen Zylinder in Benutzung genommen werden, wenn sie einen kleineren Innendurchmesser als 50 mm und glatte Innenflächen aufweisen, so d;ii>The bore 4 can remain unfilled when the multilayer cylinder is put into use if they have an inner diameter smaller than 50 mm and smooth inner surfaces, then d; ii>

sie die Druckfestigkeit der Zylinder 1 und 2 nicht wesentlich verringern. Außerdem bewirken die Bohrungen ein Ablassen von Gas aus der Schicht I A zur Außenseite, weil sie sich in die Schicht 1 A erstick ken. Bohrungen 4 ergeben somit eine kleine Zahlthey do not significantly reduce the compressive strength of cylinders 1 and 2. In addition, the holes cause a release of gas from the layer I A to the outside because they ken suffocate in the layer 1 A. Holes 4 thus result in a small number

von Austrittslöchern für Gase sowie Leckfeststelllöchern, die sich in großer Zahl entlang dem geschweißten Teil der Ringnaht in kleinen Abständen in üblicncn Mehrschichtzylindern befinden.of outlet holes for gases as well as leak detection holes, which are in large numbers along the welded part of the ring seam at small intervals are in common multi-layer cylinders.

Zusammengefaßt ergibt sich: Die Bohrungen4 er-In summary: The holes 4

möglichen die unmittelbare Untersuchung auf Rißfreiheit bei Mehrschichtzylindern, die an einer Ringnaht zusammengeschweißt sind, was bisher nicht möglich war. Außerdem bewirken die Bohrungen 4 ein Abfließen von Gas aus den Schichten zur Außen-possible the direct examination for freedom from cracks in multi-layer cylinders, which are at a ring seam are welded together, which was previously not possible. In addition, the holes 4 an outflow of gas from the layers to the outside

seite und verhindern st) eine Vergrößerung und ein Ausdehnen eines Bruchs, der in Teilen der Schichten entstehen kann, die sich an den geschweißten Teilen befinden und durch die Schweißwärme leicht beeinflußt werden können.side and prevent st) an enlargement and a Expansion of a fracture that can occur in parts of the layers that are on the welded parts and can easily be influenced by the heat of welding.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method of making for use of test rivets to determine the absence of cracks in the connection of multilayered ones Cylinders obtained circular welds suitable Pi überflächen, thereby g e k e η η ζ e i e h net, d; iß mit a drill that an its \ oren has a round edge and an outside diameter of less than 50 mm and thus smaller than the elwa is three times the width of the fillet of the weld seam. at the weld seam junctions a Bore is made in the radial direction at such a point that inside the Bore a cylindrical body is created, which both areas from the heavy metal as also areas made from the material of the multiple rails indicates.

2. The method according to claim I. characterized in that that the cylindrical body created by the cavity emerges from the bore Will get removed.