DE2415764A1 - Waermetauscher - Google Patents
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Description
KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, 2 9. MR7.1974
Werner-von-Siemens-Str.67 Mannesmannröhren-Werke AG
Düsseldorf
Düsseldorf
Sandvik AB - Schweden
VPA 74/8901 Mü/Ant
Wärmetauscher
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wärmetauscher,
insbesondere Dampferzeuger in Kernkraftwerken, die aus einem Druckkessel und einer Vielzahl darin untergebrachter und in
wenigstens einer Rohrplatte befestigter Wärmetauscherrohre bestehen, die von gleichen bzw. unterschiedlichen flüssigen
bzw. gasförmigen Medien durch- bzw. umströmt sind. Solche Apparate sind für die Funktion einer Kraftwerksanlage γοη
ausschlaggebender Bedeutung, so daß größter Wert auf ihre Zuverlässigkeit gelegt werden muß. Dies umso mehr, da ihre Herstellung
Jahre dauern kann und auch eine einfache Auswechslung schadhafter Apparate wegen ihrer Größe und der evtl. induzierten
Radioaktivität nur sehr schwer möglich ist. Normalerweise treten Defekte an Wärmetauschern nur an den Wärmetauscherrohren
auf, wenn sie durch äußere Einwirkungen, seien es Schwingungen oder korrosive Angriffe der Wärmetauschermedien, in ihrem
Gefüge angegriffen werden.
Die Erfahrung der letzten Jahre hat gezeigt, daß Korrosionsschäden, insbesondere direkt oberhalb der Rohrboden und in den
gebogenen Zonen der Wärmetauscherrohre auftreten.
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- 2 - VPA 74/8901
Es wurde nun gefunden, daß der überwiegende Teil der Schaden
auf die sogenannte Spannungsrißkorrosion auf der Sekundärseite
des Wärmetauschers zurückzuführen ist. Voraussetzung aber für das Auftreten von Spannungsrißkorrosion ist das Vorhandensein
von Zugspannungen, die sich jedoch bei der Herstellung nicht vermeiden lassen. Ba ein Entspannungsglühen der Rohre aus
Festigkeitsgründen oftmals nicht infrage kommt, mußte nach anderen Lösungen für die Ausschaltung von Zugspannungen gesucht
werden.
Eine Lösung für diese Aufgabe wurde darin gefunden, die Wärmetauscherrohre
auf ihrer Oberfläche bis zu einer Tiefe von wenigstens 0,1 und vorzugsweise bis zu 0,5 mm mit einer in
einem besonderen Arbeitsgang eingebrachten inneren Druckspannung zu versehen. Durch die Überlagerung der ursprünglich
vorhandenen Zugspannung und der neuaufgebrachten Druckspannung verbleibt ein Überschuß von Druckspannung, so daß dadurch
das Auftreten von Spannungsrißkorrosion verhindert wird. Geeignete Mittel zur Aufbringung einer solchen inneren Druckspannung
sind an sich bekannte Techniken der Kaltverformung, wie z.B. das Strahlen, das Rundhämmern, das Walzen, das
Rollen usw., wie es auch bereits aus der deutschen Auslegeschrift 1 227 491 für die Verhinderung der Spannungsrißkorrosion
an unmagnetxschen Kappenringen aus austenitischen Stählen für die Rotoren elektrischer Maschinen, die der
Einwirkung nitroser Gase ausgesetzt sind, bekannt ist.
Die Erprobung der Erfindung hat ergeben, daß sich die dem Sandstrahlen
ähnliche Strahlbehandlung hinsichtlich der Verfahrensdaten, insbesondere für gerade und auch für gebogene Rohre
verhältnismäßig leicht einstellen und somit für das verwendete Rohrmaterial anpassen und optimieren läßt. Von den vorhergenannten
Methoden ist in solchen Fällen auch das Rundhämmern anwendbar, wobei praktisch gleichartige Arbeitsvorrichtungen
für die Durchführung dieser Bearbeitungsverfahren anwendbar sind.
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- 3 - VPA 74/8901
In den Fig. 1-8 sind zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung "beispielsweise mögliche Aus führung s forme η von Einrichtungen
zur !Durchführung dieser Verfahren dargestellt, wobei auch näher auf die notwendigen Verfahrensdaten eingegangen
wird.
In Pig. 1 ist schematisch der Aufbau eines Wärmetauschers dargestellt. Er besteht aus dem Kessel 1, der Rohrplatte 14
und den darin eingesetzten Wärmetauscherrohren 15. Der Übersichtlichkeit halber sind nur zwei derartige Rohre eingezeichnet,
in Wirklichkeit sind es unter Umständen tausende. Das Primärmedium tritt durch den Kesselstutzen 11 in einen
Sammelraum ein, durchströmt die Rohre 15 und tritt über eine weitere Sammelkammer und den Kesselstutzen 12 wieder aus. Das
sekundäre Medium, das von dem primären aufgeheizt werden soll, tritt über den Kesselstutzen 13 ein, umströmt die Rohre 15
und tritt über den oberen Kesselstutzen 16 wieder aus. Im Falle eines Dampferzeugers ist das sekundäre Medium Wasser
und tritt aus dem Rohrstutzen 16 als Dampf aus. Dabei sind unter Umständen noch Wasserabscheider im Druckkessel 1 untergebracht,
diese sind jedoch für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht von Bedeutung.
Die für Spannungsrißkorrosion besonders empfindlichen Zonen an den Wärmetauscherrohren 15 liegen dicht oberhalb der Rohrplatte
14 und sind mit b bezeichnet, des weiteren sind empfindlich die mit a bezeichneten Rohrbögen der Wärmetauscherrohre.
Wie bereits eingangs erwähnt, sind bei diesem Wärmetauscher die Rohre 15 über ihre ganze Länge mit einer inneren Druckspannung
versehen, die im allgemeinen tiefer als 100 /&& reicht.
Diese Zahl richtet sich dabei nach den für das Rohrmaterial zugelassenen Fehlertiefen. Die Dicke dieser Druckspannungsschicht
muß stets größer sein als diese Fehlertiefe, da.sonst die Gefahr besteht, daß von diesen, die Schicht durchdringenden
Fehlern, trotzdem Korrosionserscheinungen ausgehen. Die Höhe
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- 4 - VPA 74/8901
dieser Druckspannung muß da"bei die Größe der durch, die Herstellung
der Rohre bedingten Zugeigenspannungen weit übertreffen, damit auch bei auftretenden zusätzlichen Betriebsspannungen
immer noch mit Sicherheit eine Restdruckspannung verbleibt. Unter Berücksichtigung dieser Gesichtspunkte liegt
der Dickenbereich der Druckspannungsschicht normalerweise etwa bei 0,12 - 0,5 mm. In der Praxis haben sich dabei Schwankungen
von z.B. 0,14 - 0,16 mm ergeben. Aus Sicherheitsgründen ist somit eine maximale Dicke der Druckspannungsschicht von etwa
20 - 30 io der Rohrwandstärke anzustreben, die üblicherweise
in der Größenordnung von 1 - 2 mm liegt.
Zur Überprüfung der Größe und der Tiefe der aufgebrachten Druckspannungen ist es zweckmäßig, bei der Herstellung Rohrproben
des gleichen Materials mit zu behandeln oder von den Rohren einen kurzen Abschnitt am Ende zu entnehmen. Es ist
jedoch auch möglich, die Druckeigenspannungen auf röntgenografischem Wege oder auf induktivem Wege zerströungsfrei «u überprüfen.
Besondere Korrosionsversuche mit unbehandelten und derart behandelten Materialien - es handelt sich normalerweise
um austenitische Stähle - haben die praktisch, vollkommene Unempfindlichkeit der letzteren klar erwiesen. Die mit dem Bau
von Wärmetauschern mit derartig vorbehandelten Rohren verbundenen Torteile, die durch die praktisch vollkommene Termeidung
von Spannungsrißkorrosion erreichbar sind, konnten nicht vorhergesehen werden, zumal aus dem Stand der Technik die Wirkung
der Druckeigenspannungen nur bei gasförmigen korrodierenden Medien bekannt war.
Wie bereits eingangs erwähnt, eignet sich eine Strahlbehandlung
der Rohre gut zur Aufbringung der gewünschten Druckspannungen. Als Strahlmedium eignen sich beispielsweise Glaskugeln
mit einem Durchmesser von 0,1 - 0,5 mm - vorzugsweise 0,3 - 0,8 mm - und einer Härte, die größer ist als jene des zu
strahlenden Materials. IHir austenitischen rostfreien Stahl als
Rohrmaterial eignet sich beispielsweise Soda-Kalk-Silikatglas.
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Die Auftreffgeschwindigkeit dieser Glaskugeln ist vom Luftdruck
(ca. 1-10 atü) abhängig und liegt dabei vorteilhaft in der Größenordnung von 40 - 100 m/sec, der Abstand der Strahldüsen
von der Rohroberfläche beträgt 20 - 200 mm. Die Vorschubgeschwindigkeit
des Rohres , die auch von der Zahl und Größe der Strahldüsen abhängig ist, erreicht etwa 5-8 m/min.
Außer Glas könnten auch andere Strahlgutmaterialien entsprechender Festigkeitswerte Verwendung finden, allerdings
muß dann dafür Sorge getragen werden, daß dieses Material, von dem Spuren in die Rohroberfläche eingehämmert werden können,
nicht von sich aus wieder zu Korrosionserscheinungen führt. Glas hat sich gerade aus dieser Sicht als besonders geeignet
erwiesen.
In der Fig. 2 ist nun eine mögliche Einrichtung zur Durchführung einer derartigen Strahlbehandlung dargestellt. Diese
Figur ist in Teilfiguren I, II, III, IV unterteilt, die verschiedene Phasen des Behandlungsablaufes zeigen.
Teilfigur I zeigt den Ausgangspunkt der Behandlung. Ein TJ-förmiges
Wärmetauscherrohr 15 liegt auf einem Zuführrollgang
Dieser besteht aus horizontalen walzenförmigen Rollen 21 und
vertikalen Rollen 22, die in ihrem gegenseitigen Abstand entsprechend dem Abstand der Schenkel des Wärmetauscherrohres
eingestellt werden können. Wenigstens eines dieser Rollensysteme 21 oder 22 wird über den Getriebemotor 23 angetrieben
und schiebt das aufgelegte Wärmetauscherrohr 15 durch die eigentliche Strahlvorrichtung 4 hindurch.
Diese Vorrichtung besteht in diesem Beispiel aus einem Drehteller 42, der von einem Getriebemotor 44 über ein Ritzel 43
um 180° geschwenkt werden kann. Auf diesem ist entsprechend
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der Schenkelweite des Wärmetauscherrohres radial verstellbar
eine Strahldüse 41 mit einer Strahlkabine 45 befestigt, die den Durchtritt des zu strahlenden Rohres durch vorhangartige
elastische Wände erlaubt. Auf der anderen Seite dieser Strahlvorrichtung befindet sich der Auslaufrollgang 3, der
praktisch den gleichen Aufbau wie der Zuführrollgang 2 hat. Er ist aus den horizontalen Rollensystemen 31 und den vertikalen
Rollensystemen 32 zusammengesetzt, die über den Getriebemotor
23 zusammen mit dem Zuführrollgang 2 angetrieben werden. Entsprechend der Länge der Wärmetauscherrohre sind justierbare
Anschläge vorgesehen, in diesem Beispiel eine Lichtschranke 33, die den Vorschub des Rohres 15 abschalten, wenn der eine
Schenkel des Wärmetauscherrohres 15 bis zum Ende seines geradlinigen Teiles die Strahldüse 41 durchlaufen hat. Unabhängig
von der Länge der Rohre können solche Anschläge selbstverständlich auch auf die Mitte des Rohrbogens eingestellt
werden.
In der Teilfigur II ist eine mittlere Stellung des in Behandlung
befindlichen Wärmetauscherrohres 15 gezeigt, in Teilfigur
III jene Lage des Wärmetauscherrohres 15, bei der die Lichtschranke 33 die Vorschubbewegung abgeschaltet hat. Gleichzeitig
mit dieser Abschaltung wird der Getriebemotor 44 eingeschaltet, der den Drehteller 42 und die Strahldüse 41 in Pfeilrichtung
um 180° dreht. Damit wird der Bogen des Wärmetauscherrohres gestrahlt. Dies geschieht mit der gleichen
Vorschubgeschwindigkeit wie vorher der Rollgang 2 das ganze
Wärmetauscherrohr 15 transportiert hat. Wenn die Strahldüse ihre Schwenkbewegung abgeschlossen hat, wird die Drehbewegung
über einen nicht dargestellten Kontakt abgeschaltet und der Getriebemotor 23 mit umgekehrter Drehrichtung wieder eingeschaltet.
Auf diese Weise bewegt sich dann das Wärmetauscherrohr, wie in Teilfigur IV dargestellt, wieder in seine Ausgangslage
zurück, wobei der andere gerade Schenkel des Wärmetauscherrohres gestrahlt wird. Nach Erreichen der Ausgangslage wird der
Getriebemotor 23 wieder abgeschaltet,das behandelte Rohr 15
dem Zuführrollgang 2 entnommen und ein neues Rohr aufgelegt.
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Ein erneutes Einschalten der Einrichtung "bewegt dieses neue
Wärmetauscherrohr, wie vorbeschrieben, durch die Torrichtung, nur daß hier zunächst der andere Rohrschenkel zuerst gestrahlt
wird und dann nach einer Schwenkbewegung der Strahldüse 41
in die ursprünglich "beschriebene Ausgangslage der andere Rohrschenkel. Eine Rückführung der Strahldüse 41 in die ursprüngliche
Stellung ist also bei dieser Vorrichtung nicht notwendig.
In der Pig. 3 ist die eigentliche Strahlvorrichtung 4 in einem
senkrechten Schnitt dargestellt. Die Strahldüse 41 besteht aus einem ringförmigen Rohr, auf dessen Innenseite eine Anzahl von
Düsengruppen 41a angeordnet sind. Diese haben die Aufgabe, das Strahlgut im gewünschten Winkel - beispielsweise 55° - auf das
zu behandelnde Rohr 15 auftreffen zu lassen. Sie sind auch so
angeordnet, daß sich benachbarte Strahlen nicht gegenseitig stören, sondern vielmehr in ihrem Auftreffbereich leicht überlappen,
damit keine unbehandelten oder ungenügend behandelten Rohrzonen verbleiben. Diese Strahldüse 41 ist zum Schutz der
Umgebung vor dem Strahlgut von einer kastenförmigen Strahlkabine 45 umgeben und auf dem Drehteller 42 in entsprechender
radialer Entfernung vom Mittelpunkt desselben befestigt. Der Drehteller 42 ist dabei in der dargestellten Weise trichterförmig
gestaltet und mit einem zentralen rohrförmigen Kragen versehen. Der trichterförmige Teil enthält außerdem eine
Anzahl von Öffnungen 42a, die den Ablauf des aus der Strahldüse kommenden Strahlgutes in den darunter angeordneten Behälter
46 erlauben. Die Lagerung und Zentrierung des Drehtellers erfolgt mit Hilfe von an seinem Rande angeordneten
Kugellagern 50. Durch den rohrförmigen Kragen führt eine Strahlgut förderleitung 47 hindurch und in einem Bogen zur Strahldüse
41. Das Sammelgefäß 46 ist so mit einer Filter- oder
Siebeinrichtung 80 verbunden, daß das gesammelte Strahlgut selbsttätig dorthin läuft. In dieser Einrichtung, die beispielsweise
nach dem Prinzip der Zyklonabscheider aufgebaut sein kann, werden die zu klein und damit unbrauchbar ge-
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wordenen Strahlgutteilchen ausgesondert und über die Leitung einem nicht dargestellten Abfallsammeigefäß zugeführt. Die
noch "brauchbaren Strahlgutteilchen gleiten zu einer über eine Leitung 48 an einem Kompressor 49 angeschlossenen Strahlpumpe
85, die ausgangsseitig mit der Förderleitung 47 verbunden
ist. Dabei kann auch neues Strahlgut aus dem Vorratsbehälter über die Leitung 83 und das Ventil 84 nach Bedarf der Strahlpumpe
85 und damit dem umlaufenden Strahlgut zugeführt werden. Der Druck der als Fördermedium verwendeten Preßluft liegt dabei
etwa in der Größenordnung von 5 atü. Auf diese Weise ist dafür Sorge getragen, daß das Strahlgut auf kürzestem Wege
zur Strahldüse 41 befördert wird und möglichst geringe Reibungsverluste in den Transρortleitungen und damit Endgeschwindigkeit
sverluste auftreten.
Selbstverständlich sind auch andere Ausbildungsformen einer
derartigen Strahlvorrichtung möglich, wie z.B. in Fig. 4 dargestellt. Die Strahldüse selbst hat dort praktisch die gleiche
Ausführungsform wie in Fig. 3, ist jedoch an einem Schwenkarm 47a befestigt, an den die Zuführungsleitung für das Strahlgut in nicht dargestellter Weise angeschlossen werden kann.
Dieser Schwenkarm ist mit einem Drehzapfen 50 verstellbar verbunden, so daß damit eine Einstellung der Vorrichtung auf den
Schenkelabstand der zu behandelnden TJ-Rohre möglich ist. Unterhalb
des Drehzapfens 50 befindet sich der Getriebemotor 44, der die Schwenkbewegung der Strahldüse 41 zu den vorgeschriebenen
Zeitpunkten auszuführen hat.
Es sind jedoch auch völlig andere Möglichkeiten zur Durchführung
einer derartigen Strahlbehandlung denkbar. Die Fig. 5-8 zeigen beispielsweise eine solche, bei der die Wärmetauscherrohre
in Ruhe bleiben und dafür die Strahleinrichtung bewegt wird. Die Fig. 5 stellt dabei eine Draufsicht, die
Fig. 6 eine Seitenansicht und die Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII - VII von Fig. 5 dar. Mit der gleichen Einrichtung
ist auch anstelle einer Strahlbehandlung eine Rundhämmerbehandlung
der Rohre möglich, genau wie auch beim erstgenannten Ausführungsbeispiel. Eine mögliche Rundhämmereinrichtung
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anstelle einer Strahlvorrichtung zeigt die Fig. 8.
Bei dieser in den Fig. 5-8 dargestellten Behandlungseinrichtung
werden je zwei Wärmetauscherrohre 15 über Verbindungsbolzen 17 gesteckt und auf ein System von Schwenkstützen 61
gelegt. Diese Stützen 61 können dabei in Sichtung der aufgelegten Rohre eine nach dem anderen abgeklappt werden, ohne
daß dadurch die Lage des aufgelegten Rohres geändert wird. Diese beiden Rohre 15 bilden nunmehr eine geschlossene Bahn,
auf der nach Art einer Einschienenbahn die Strahlvorrichtung umläuft. Die Strahldüse 51, siehe Fig. 7, hat praktisch die
gleiche Ausbildung wie die Strahldüse 41>
sie ist flexibel über eine nicht dargestellte Zuführungsleitung mit der Strahlgutquelle
verbunden. Diese Quelle ist der Übersichtlichkeit halber ebenfalls nicht dargestellt.
Die Strahldüse 51 ist an einem Wagen 55 befestigt, der mit Hilfe einer von einem Getriebemotor 58 angetriebenen Profilrolle
auf dem Wärmetauscherrohr 15 rollt. Zur Abstützung dienen weiterhin die mitlaufenden walzenförmigen Rollen 55 und zur
zusätzlichen seitlichen Führung die senkrecht angeordneten Stifte 56. Außerhalb dieser durch die Wärmetauscherrohre gebildeten
Bahn verläuft eine Stützkonstruktion 6, beispielsweise
ebenfalls aus verstellbar angeordneten Rohren 6, auf denen der Wagen 53 über die horizontalen Rollenwalzen 54 aufliegt und
damit eine stabile Lage erhält. Mit Hilfe des Antriebsmotors läuft der Wagen 53 kontinuierlich auf der Bahn der Wärmetauscherrohre
15 um, wobei die Strahldüse 51 jeweils immer eine Schwenkstütze 61 zur Seite drückt und sich damit praktisch
ungehindert bewegen kann. Nach dem Passieren der einen Hälfte der Rohrbahn kann das eine Wärmetauscherrohr von Hand abgenommen
werden. Während der Wagen über die zweite Hälfte fährt, wird ein neues unbehandeltes Rohr 15 aufgesteckt und während
der anschließenden Auswechslung des anderen gestrahlt. Es handelt sich in diesem Falle also um eine kontinuierliche Fahrbe-
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wegung der Strahlvorrichtung. Dabei müssen die Wärmetauscherrohre
entsprechend der Umlaufgeschwindigkeit jeweils von Hand ausgetauscht werden. Der Übersichtlichkeit halber ist eine
entsprechende Auffangwanne für das ablaufende Strahlgut nicht dargestellt. Dieses muß von dort dann mit einer eigenen Förderleitung
wieder zum eigentlichen Strahlgebläse, das etwa der Strahlpumpe 47a nach Fig. 3 entsprechen kann, transportiert
werden.
Die Aufbringung der Druckspannung in den Rohren ist, wie bereits erwähnt, auch mit anderen Methoden möglich, wie z.B. der
des Rundhämmerns. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieser Behandlung
ist in Fig. 8 dargestellt, die räumlich in etwa der Anordnung von Fig. 7 entspricht. An die Stelle des Wagens 53
tritt hier der Wagen 76, an den die Rundhämmervorrichtung 7 angebaut ist. Diese besteht aus einem Rahmen 73, in dem durch
Rollen 72 eine während der Behandlung rotierende Hämmereinrichtung 71 gelagert ist. Diese enthält nach dem Resonanzprinzip
arbeitende Hämmerköpfe 78, die im Takte der Hetzfrequenz mit den gehärteten Stirnseiten ihrer Bolzen auf das
Wärmetauscherrohr 15 aufschlagen. Die Rotation der Rundhämmereinrichtung wird über eine Reibrolle 74 von einem auf dem
Wagen 76 montierten Motor 75 bewirkt.
Über Walzen 77 ist dieser Wagen 76 wieder auf der Stützeinrichtung
6 abgelagert, der Vorschub erfolgt wie in den Fig. 5-7 durch eine nicht dargestellte Rolle 57. Diese Rundhämme
reinrichtung 7 kann selbstverständlich auch in den vorher dargestellten Einrichtungen anstelle der Strahldüse eingesetzt
werden. Der Übersichtlichkeit halber sind die Stromzuführungen zu den einzelnen Resonanzhämmern 78 nicht näher dargestellt,
dazu können beispielsweise Schleifringe verwendet werden. Die Stromversorgung kann, wie bei den Fig. 5-7 zweckmäßigerweise
über ein von oben kommendes Schleppkabel vorgenommen werden.
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- 11 - YPA 74/8901
Anstelle eines elektrischen Antriebes wäre auch ein Preßluftantrieb
denkbar, der selbstverständlich auch für die Bewegung des ganzen Wagens Yerwendung finden könnte. Auch wäre es
möglich, den Wagen als am Wärmetauseherrohr hängend auszubilden,
so daß dann die äußere verstellbare Stützkonstruktion entfallen könnte.
In allen Beispielen hängt die Tiefe der Druekspannungsschicht
nicht nur vom Eohrmaterial, sondern auch von der Auftreffwucht und Dichte des Strahlgutes sowie der Behandlungszeit
bzw. den entsprechenden Daten der Hämmereinrichtung 78 ab.
Die Ermittlung der günstigsten Werte ist Sache von Versuchen, deren Ergebnis mit Hilfe der eingangs erwähnten Methoden
ermittelt werden kann. Hieht unerwähnt soll bleiben, daß für
die Strahlbehandlung der Rohre auch andere aus der Sandstrahlteehnik bekannte !"order- und Antriebsverfahren für das Strahlgut Verwendung finden können.
Abschließend sei erwähnt, daß es selbstverständlich auch möglich ist, mit Hilfe einer modifizierten Technik die
Innenwandungen von Rohren mit Druckspannungen zu versehen, damit auch dort, falls erforderlieh, eine dem Angriff der
Spannungsrißkorrosion wiederstehende Druekspannungsschicht erzeugt wird.
10 Patentansprüche
7 Figuren
7 Figuren
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Claims (5)
1. ,Wärmetauscher, insbesondere Dampferzeuger in Kernkraft-
-~y werken, bestehend aus einem Druckkessel und einer Vielzahl
darin untergebrachter und in wenigstens einer Rohrplatte befestigter Wärmetauscherrohre, die von gleichen oder
unterschiedlichen flüssigen bzw. gasförmigen Medien durch- bzw. umströmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherrohre
(15) auf ihrer Oberfläche bis zu einer Tiefe von wenigstens 0,1 und vorzugsweise bis zu 0,5 mm mit einer
in einem besonderen Arbeitsgang eingebrachten inneren Druckspannung versehen sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckspannung mit Hilfe an sich bekannter Techniken,
wie z.B. des Strahlens, des Rundhämmerns, des Walzens usw. in das Gefüge des vorzugsweise austenitischen
Rohrmaterials eingebracht ist.
3. Verfahren zur Einbringung der inneren Druckspannung in
Wärmetauscherrohre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherrohre im Vorschubverfahren mit Glaskugeln,
deren Durchmesser 0,1 - 1,5 mm, vorzugsweise 0,3 - 0,8 mm, beträgt, gestrahlt werden.
4. Verfahren zur Einbringung der inneren Druckspannung in
Wärmetauscherrohre nach den Ansprüchen 2 und 3} dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand der Strahldüsen von der Oberfläche der Wärmetauscherrohre 20 - 200 mm beträgt und
für die Bewegung der Glaskugeln Preßluft von 1-10 atü Verwendung findet.
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- 13 - VPA 74/8901
5. Einrichtung zur Durchführung der Strahlbehandlung nach
den Ansprüchen 3-4 für insbesondere U-förmig gebogene Rohre, gekennzeichnet durch einen für den jeweiligen
Abstand der U-Rohrschenkel sowie die Rohrvorschubgeschwindigkeit einstellbaren Zuführrollgang (2), eine
daran anschließende drehbewegliche, mit Strahlerdüsen (41) und mit einer Strahlkabine (45) versehene Strahlvorrichtung
(4) sowie einen entsprechend ausgerichteten, in seiner Bauart dem Zuführrollgang gleichenden Auslaufrollgang
(3) mit justierbaren Anschlägen bzw. Kontakten (33) für die Auslösung der Drehbewegung der Strahlvorrichtung
(4) bzw..die Umkehrung der Bewegungsrichtung der eingesetzten Wärmetauscherrohre (15).
6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlvorrichtung (4) aus einem an seinem Rand gelagerten
und über ein motorgetriebenes Ritzel (43) bewegbaren Drehteller (42) besteht, auf dem die Strahldüse
(41) einschließlich einer Strahlkabine (45) in dem benötigten radialen Abstand befestigt ist, die Zentralzone
des Drehtellers trichterförmig für den Ablauf des Strahlgutes in ein darunter angeordnetes Sammelgefäß (46) gestaltet
und die Strahlgutförderleitung (47) zentral durch den Drehteller (42) nach oben geführt und mit der Strahldüse
(41) verbunden ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Sammelgefäß (46) an eine an sich bekannte Filter- oder Siebeinrichtung (80) für die Ausscheidung unbrauchbar gewordenen
Strahlgutes und diese' an einen strahlpumpenähnlichen, von einer Preßluftquelle (49) gespeisten, mit der
Förderleitung (47) verbundenen Apparat (85) angeschlossen ist.
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-H- YPA 74/8901
8. Einrichtung nach Anspruch. 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Strahlvorrichtung (4) aus einem drehbeweglichen, mit Strahldüsen (41) und einer Strahlkabine (45) versehenen
Schwenkarm (47a) besteht.
9. Einrichtung zur Durchführung der Strahlbehandlung nach
den Ansprüchen 3-4, dadurch gekennzeichnet, daß je 2 der zu behandelnden U-Rohre (15) auf Klappstützen (61) gelagert
und mit ihren offenen Enden auf Verbindungsbolzen (17) aufgeschoben sind und eine Strahlvorrichtung
(5) nach Art einer Einschienenbahn mit seitlicher Abstützung auf einer seitlich je nach Schenkelabstand der
U-Rohre einstellbaren, starren IHihrungskonstruktion (6)
mit eigenem Antrieb, über die, eine geschlossene Bahn bildenden, U-Rohre fahrbar ist.
10. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 - 9, dadurch gekennzeichnet,
daß anstelle der Strahldüsen (41) eine ständig um die Wärmetauscherrohre (15) rotierbare, beispielsweise
nach dem Resonanzprinzip arbeitende Rundhämmervorrichtung
(78) vorgesehen ist.
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