DE2454774A1

DE2454774A1 - Inert gas butt welding of pipes - using inflatable balloons to form gas chamber inside pipes

Info

Publication number: DE2454774A1
Application number: DE19742454774
Authority: DE
Inventors: Waldemar Panzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-11-19
Filing date: 1974-11-19
Publication date: 1976-05-26

Abstract

Auxiliary device for welding operations, esp. for butt welding of pipes using an inert gas or reforming gas to protect the weld, the novelty being that the device consists of two expandable sealing bodies, located in the pipes on each side of the joint leaving a distance so they are not unduly exposed to heat, and forming a chamber connected by pipes to a source of reforming gas and also to the open air. The bodies pref. consist of two inflatable balloons made e.g. of heat-resistant rubber and which can be filled with compressed air. Provides reliable protection of the weld from oxidn. without excessive and costly use of a protective gas.

Description

Hilfsvorrichtung für Schweißvorgänge, insbesondere für Rohrstoßschweißungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Hilfsvorrichtung für Schweißvorgänge, insbesondere für Rohrstoßschweißungen, die unter Schutz- bzw. Formiergas durchzuführen sind. Auxiliary device for welding processes, in particular for pipe butt welding The invention relates to an auxiliary device for welding operations, in particular for pipe butt welds that have to be carried out under protective or forming gas.

Seit langem ist es bekannt, daß bei Schweißvorgängen Sauerstoffoxydationen vermieden werden müssen, wenn man hohe Schweißqualitäten erzielen will. Ebenso ist es bekannt, daß bei Normalschweißungen eine erhebliche Korrosionsanfälligkeit gegeben ist. Die Praxis und zahlreiche Versuche haben ergeben, daß diese Nachteile auch bei hochlegierten Stählen, wie Chrom-Nickel-Stählen, Molybdän- Stählen usw. in einem erheblichen Maße abgebaut werden können, wenn man mit Schutzgas arbeitet, d.h. wenn man z.B. eine ganze Rohrleitung od. dgl. mit Gas füllt. Um dies durchzuführen sind Hilfsmittel bzw. Vorrichtungen erforderlich geworden, d.h. beim Schweißen der Rohrstöße einer Rohrleitung werden die Enden ganz einfach verschlossen und der Inhalt bzw. Innenraum der Rohrleitung mit Formiergas aufgefüllt. Dies ist aber sehr unwirtschaftlich, da hierfür einmal verhältnismäßig große Mengen an Schutzgas erforderlich sind und zum anderen keine genaue Steuerung des Schutz- bzw. Formiergases möglich ist, also Sauerstoffoxydationen und andere Nachteile, insbesondere eine Qualitätsminderung der Schweißnaht nicht ausgeschlossen werden können.It has long been known that oxygen oxidation occurs during welding processes must be avoided if you want to achieve high welding quality. Likewise is it is known that normal welds are very susceptible to corrosion is. Practice and numerous tests have shown that these disadvantages also for high-alloy steels such as chrome-nickel steels, molybdenum Steels etc. can be degraded to a considerable extent if one works with protective gas, i.e. if, for example, an entire pipe or the like is filled with gas. To do this aids or devices have become necessary, i.e. when welding the Butt joints in a pipeline simply close the ends and the contents or the interior of the pipeline is filled with forming gas. But this is very uneconomical, because for this once relatively large amounts of protective gas are required and on the other hand, no precise control of the protective or forming gas is possible, so Oxygen oxidation and other disadvantages, especially a deterioration in quality the weld seam cannot be excluded.

Um diesen Mängeln zu begegnen, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Abhilfe schaffende Hilfsvorrichtung zu entwickeln; diese soll vor allem die erforderlichen Formiergasmengen absenken und außerdem die Gewähr dafür bieten, daß man die Schutzgasmenge steuern kann, um auf diese Weise ein Höchstmaß an Qualität der Schweißung zu erzielen. Eine weitere wesentliche Forderung der Erfindung besteht darin, daß mit der zu entwickelnden Vorrichtung der Zeitaufwand für die Schweißvorbereitungen auf ein Minimum abgesenkt werden kann. Nicht zuletzt soll sich die Hilfsvorrichtung in einem wirtschaftlich tragbaren Rahmen bewegen, einfach bedienbar sein und keinem vorzeitigen Verschleiß unterliegen.In order to counteract these deficiencies, the invention has the task asked to develop a remedial auxiliary device; this is supposed to Above all, lower the required quantities of forming gas and also the guarantee for it offer that you can control the amount of shielding gas to a maximum in this way to achieve the quality of the weld. Another essential requirement of the invention is that with the device to be developed, the time required for the Welding preparations can be reduced to a minimum. Last but not least should the auxiliary device in an economically viable framework move, be easy to use and not subject to premature wear.

Dieses Ziel wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Hilfsvorrichtung aus zwei aufweitbaren Dichtkörpern besteht, die zu beiden Seiten der zu ziehenden Schweißnaht eines Rohrstoßes od. dgl. bzw. im Wärmeabstand von letzterem angeordnet sind und die auf diese Weise im Rohrquerschnitt begrenzte Kammer im Bereich der Schweißnaht über-Leitungen sowohl an einen Formiergasvorrat, als auch ans Freie regelbar angeschlossen ist. Bei den Teilen der neuen Hilfsvorrichtung handelt es sich um denkbar einfache Ausführungsformen, die zunächst einmal die Forderung nach Wirtschaftlichkeit, Verschleißfestigkeit und einfache Bedienung voll und ganz erfüllen. Ein noch bedeutenderer Vorteil liegt aber darin, daß mit den Dichtkörpern beliebigen Aufbaues eine genaue Abgrenzung geschaffen werden kann, die auf den Raum beschränkt ist, in welchem das Schutzgas tatsächlich gebraucht wird. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß man nunmehr nicht mehr die ganze Leitung, sondern nur einen Bruchteil derselben zu füllen braucht, was wiederum wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt. Vorteilhaft ist ferner, daß der Zeitaufwand für das Füllen gering bleibt, also lange Totzeiten vermieden sind. Durch den Anschluß der Kammer an das Formiergas und an das Freie ist darüber hinaus eine genaue Steuerung des Formiergases möglich, so daß die Qualität der Schweißnähte ganz wesentlich ansteigt.This object is achieved according to the invention in that the auxiliary device consists of two expandable sealing bodies on both sides of the Weld seam of a pipe joint or the like or arranged at a thermal distance from the latter are and the limited in this way in the pipe cross-section chamber in the area of Weld seam over lines to a forming gas supply as well as to the outside is controllably connected. The parts of the new auxiliary device are are very simple embodiments that initially meet the requirement Fully meet economic efficiency, wear resistance and ease of use. An even more significant advantage, however, is that with the sealing bodies any Structure a precise demarcation can be created, which is limited to the room is where the shielding gas is actually needed. In other words, means this is that you no longer have the entire line, but only a fraction needs to fill the same, which in turn brings economic advantages. It is also advantageous that the time required for filling remains low, that is to say for a long time Dead times are avoided. By connecting the chamber to the forming gas and a precise control of the forming gas is also possible in the open air, so that the quality of the weld seams increases significantly.

Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung ist vorgesehen, daß die aufweitbaren Dichtkörper von z.B. aus hitzebeständigem Gummi hergestellten Blasen gebildet sind, die über eine Schlauchleitung miteinander und mit einer Druckluftquelle bzw. von denen jede für sich über Schlauchleitungen mit einer Druckluftquelle in Verbindung stehen, wobei die Luftmenge regelbar ist. Derartige Gummiblasen sind zwar für das Absperren von Kanälen od. dgl. bekannt, jedoch hat es bisher an der Erkenntnis gefehlt, derartige Blasen im Sinne der Erfindung als Hilfsvorrichtung für Schweißvorgänge einzusetzen. Die Gummiblasen mit ihrer verhältnismäßig hohen Verschleißfestigkeit haben übrigens noch den Vorteil, daß sie für viele Rohrquerschnitte verwendbar sind, also man mit ein- und derselben Größe verschieden starke Rohrleitungen zu beherrschen vermag. Daß die Blasen ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen auch in Behältern oder in sonstigen Hohlquerschnitten verwendbar sind, versteht sich von selbst. Die erwähnten Schlauchverbindungen machen es ohne weiteres möglich, daß die Dichtkörper auch in Bögen verwendet werden können. Hier sei auch noch erwähnt, daß die regelbare Zufuhr von Druckluft und Formiergas einmal eine sichere Abdichtung der Kammer gewährleistet und zum anderen zu qualitativ vorzüglichen Schweißungen führt. Anstatt der Gummiblasen können auch - ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen - andere Dichtkörper Verwendung finden, die z.B. durchaxiale Belastung radial geweitet werden und dabei den jeweiligen Rohrquerschnitt abdichten. Zur axialen Belastung sind Schraubspindeln denkbar.According to a further special feature of the invention it is provided that the expandable sealing bodies of, for example, bubbles made of heat-resistant rubber are formed, which are connected to one another and to a compressed air source via a hose line or each of which is connected to a compressed air source via hose lines in Are connected, the amount of air being adjustable. Such rubber bubbles are Although od for shutting off channels. Like. Known, but it has so far been at the A lack of knowledge, such bubbles within the meaning of the invention as an auxiliary device to be used for welding processes. The rubber bladders with their relatively high Wear resistance also have the advantage that they are suitable for many pipe cross-sections are usable, so one and the same size pipelines of different thicknesses able to control. That the bubbles without leaving the scope of the invention can also be used in containers or in other hollow cross-sections, understands by itself. The hose connections mentioned make it easily possible that the sealing body can also be used in arches. It should also be mentioned here that the controllable supply of compressed air and Forming gas once secure sealing of the chamber guaranteed and on the other hand to excellent quality Welds. Instead of rubber bubbles can also - without the scope of the invention to leave - other sealing bodies can be used, e.g. due to axial loading are expanded radially and thereby seal the respective pipe cross-section. For axial Screw spindles are conceivable.

Nach der Erfindung ist es ferner zweckmäßig, daß der Anschluß der Kammer an den Formiergasvorrat und ans Freie ebenfalls über flexible Schläuche erfolgt. Auch hier gelten die Vorteile, die bereits zu flexiblen Schläuchen geltend gemacht wurden.According to the invention, it is also useful that the connection of the Chamber to the forming gas supply and to the outside also takes place via flexible hoses. Again, the benefits that have already been asserted about flexible hoses apply became.

Um das Einführen der entspannten Dichtkörper in die verschiedenen Querschnitte zu erleichtern, sieht die Erfindung schließlich vor, daß mindestens eine der Blasen bzw. Dichtkörper mit einer Stahlspirale verbunden ist, die an der der Kammer abgekehrten Seite der Blase od. dgl. angreift.To facilitate the introduction of the relaxed sealing body into the various To facilitate cross-sections, the invention finally provides that at least one of the bladders or sealing bodies is connected to a steel spiral which is attached to the the side of the bladder facing away from the chamber or the like. Attacks.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; die einzige Figur zeigt die Hilfsvorrichtung - wegen Ausnutzung des Zeichnungsformats - im vereiniachten senkrechten Querschnitt, obwohl alle anderen Lagen, insbesondere waagerechte Lagen der Vorrichtung in gleicher Weise möglich sind.In the drawing, the invention is illustrated by way of example; the only figure shows the auxiliary device - due to the utilization of the drawing format - in the unified vertical cross-section, although all other layers, in particular horizontal Positions of the device are possible in the same way.

Wie sich aus der Zeichnung ergibt, sind zwei Rohrstücke 1, 2 bei 3 stumpf zusammengestoßen, d.h. bei 3 soll eine Schweißnaht gezogen werden. Um für ein einzubringendes Schutzgas einen abgeschlossenen Raum zu erhalten, sind in die Rohre 1, 2 zwei bevorzugt aus hitzebeständigem Gummi bestehende Blasen 4, 5 eingesetzt, welche die wesentlichen Teile einer Hilfsvorrichtung für einen Schweißvorgang darstellen. Es versteht sich, daß für die Blasen 4, 5 auch entsprechende Kunststoffe als Ausgangsmaterial verwendet werden können.As can be seen from the drawing, there are two pipe sections 1, 2 at 3 butted together, i.e. at 3 a weld is to be drawn. To for a protective gas to be introduced to obtain a closed space are in the Tubes 1, 2 two bladders 4, 5, preferably made of heat-resistant rubber, are inserted, which represent the essential parts of an auxiliary device for a welding process. It goes without saying that corresponding plastics are also used as the starting material for the bladders 4, 5 can be used.

Die Blase 4 weist einen flexiblen Schlauch 6 auf, der mit dem einen Ende 7 in die Kammer 8 hineinragt, welche von den Blasen 4, 5 und den Innenwandungen 9, 10 der Rohre 1, 2 begrenzt wird. Das andere Ende 11 führt in den freien Raum des Rohrquerschnittes, also praktisch ins Freie. Bei 12, 13 ist das Schlauchstück 6 abgedichtet, was z.B. durch Vulkanisation erreicht werden kann. Auf jeden Fall ist das Schlauchstück 6 so beschaffen und so mit der Blase 4 verbunden, daß das Weiten der Blase keine Beeinträchtigung erfährt.The bladder 4 has a flexible tube 6, which with the one End 7 protrudes into the chamber 8, which of the bubbles 4, 5 and the inner walls 9, 10 of the tubes 1, 2 is limited. The other end 11 leads into the free space of the pipe cross-section, i.e. practically outside. At 12, 13 is the piece of tubing 6 sealed, which can be achieved e.g. by vulcanization. Definitely the hose piece 6 is made and so connected to the bladder 4 that the Expansion of the bladder is not impaired.

In ähnlicher Weise ist in die Blase 5 ein Schlauch 14 eingebracht, der einmal in die Kammer 8 ragt und zum anderen mit einem Ende 15 an eine nicht dargestellte Formiergasquelle bzw. an einen Formiergasvorrat angeschlossen ist.In a similar way, a tube 14 is introduced into the bladder 5, which protrudes once into the chamber 8 and the other with an end 15 connected to a forming gas source (not shown) or to a forming gas supply is.

Ein weiterer flexibler Schlauch 16 ist bei 17 mit der Blase 4 fest verbunden und er durchsetzt die Blase 5 in ähnlicher Weise, wie das Schlauchstück 6 die Blase 4, jedoch mit dem Unterschied, daß der Schlauch 16 an eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen ist; veranschaulicht sind lediglich ein Ventil 18 und ein Manometer 19.Another flexible tube 16 is fixed to the bladder 4 at 17 connected and it penetrates the bladder 5 in a similar manner as the tube piece 6 the bladder 4, but with the difference that the tube 16 is attached to a not shown Compressed air source is connected; only one valve 18 is illustrated and a pressure gauge 19.

In ähnlicher Weise wie der Schlauch 16 in die Blase 4 mündet, mündet ein Schlauch 20 in die Blase 5. Der Schlauch 20 ist ebenfalls an ein Ventil 21 mit Manometer 22 angeschlossen.In a manner similar to how the tube 16 opens into the bladder 4, it opens a tube 20 into the bladder 5. The tube 20 is also connected to a valve 21 Manometer 22 connected.

Mit 23 ist eine angedeutete Stahlspirale bezeichnet, mit der sich die beiden Gummiblasen 4, 5 - selbstverständlich im entlasteten Zustand - in die Rohre 1, 2 einbringen lassen.With 23 an indicated steel spiral is referred to, with which the two rubber bladders 4, 5 - of course in the relieved state - in the Have pipes 1, 2 inserted.

Dabei kann man so vorgehen, daß z.B. bei waagerecht liegenden Rohren 1, 2 zunächst die Blase 4 in die richtige Lage kommt, d.h. die Blase 5 befindet sich dann zu weit links; letztere wird daher etwas zurückgezogen, bis die Blasen 4, 5 die aus der Zeichnung ersichtlichen Lagen einnehmen. Man erkennt ohne weiteres, daß sich die Blasen 4, 5 in einem entsprechenden Wärmeabstand von der bei 3 zu ziehenden Schweißnaht befinden. Habendte Blasen 4, 5 die richtige Lage, werden sie mit Luft gefüllt, so daß sie lagegesichert sind und die Kammer 8 abdichten. Das Füllen der Blasen 4, 5 ist auch zeitlich getrennt möglich. Das Einbringen der Blasen 4, 5 oder sonstiger Dichtkörper kann aber auch so erfolgen, daß bei noch nicht ganz zusammengeschobenen Rohren 1, 2 die Blasen 4, 5 od. dgl. in die Rohrenden eingebracht, geweitet und die Rohre 1, 2 aneinandergefügt werden.One can proceed in such a way that e.g. with horizontally lying pipes 1, 2 the bladder 4 comes into the correct position, i.e. the bladder 5 is located then too far to the left; the latter is therefore withdrawn somewhat until the bubbles appear 4, 5 assume the positions shown in the drawing. One recognizes without further ado that the bubbles 4, 5 at a corresponding thermal distance from that to be drawn at 3 Weld. If bubbles 4, 5 are in the correct position, they become with air filled so that they are secured in position and seal the chamber 8. The filling of the bubbles 4, 5 is also possible at different times. Bringing in the Bubbles 4, 5 or other sealing body can also be done so that with still pipes 1, 2 that are not completely pushed together, the bubbles 4, 5 or the like in the pipe ends introduced, widened and the tubes 1, 2 joined together.

Dies ist beispielsweise bei Bögen, gfs. auch bei senkrechten oder geneigten Leitungen zu empfehlen.This is for example with bows, gfs. even with vertical or inclined lines are recommended.

Das durch die Leitung 15 zugeführte Formiergas füllt die Kammer 8 und wird bei 3 gewissermaßen gedrosselt nach außen streichen, wodurch der Effekt der qualitativ günstigen Schweißung eintritt. Nach Beendigung der Schweißung werden die Blasen 4, 5 od. dgl. entlastet und mit Hilfe der Spirale 23 aus dem "vereinten" Rohrquerschnitt herausgezogen. Man erkennt deutlich, daß es sich hier um eine äußerst einfache Vorrichtung handelt, die aber durch ihre Wirkung ein Höchstmaß an Qualität an und im Bereich der Schweißnaht verbürgt.The forming gas supplied through the line 15 fills the chamber 8 and at 3 it will, so to speak, throttle outwards, creating the effect the low-quality weld occurs. After the welding is finished the bubbles 4, 5 or the like. Relieved and with the help of the spiral 23 from the "united" Pipe cross-section pulled out. One can clearly see that this is an extreme one It is a simple device, but its effect gives it the highest level of quality guaranteed on and in the area of the weld seam.

Claims

1. Auxiliary device for welding processes, especially for pipe butt welding, which are to be carried out under protective or forming gas, characterized in that the auxiliary device consists of two expandable sealing bodies (4, 5) that connect to both Sides of the weld seam to be drawn (at 3) of a pipe joint or the like or at a thermal distance are arranged by the latter and limited in this way in the pipe cross-section Chamber (8) in the area of the weld seam (at 3) via lines (6, 14) both to one Forming gas supply, as well as being connected to the outside in a controllable manner.

2. Auxiliary device according to claim 1, characterized in that the expandable sealing body (4, 5) made e.g. of heat-resistant rubber Bubbles are formed, which via a hose line (16) with each other and with a Compressed air source or each of which via hose lines (16, 20) with are connected to a compressed air source, the amount of compressed air being adjustable (see 18, 19 and 21, 22).

3. Auxiliary device according to claims 1 and 2, characterized in that that the connection of the chamber (8) to the forming gas supply and ans Free also takes place via flexible hoses (6, 14).

4. Auxiliary device according to claims 1 to 3, characterized in that that at least one of the bladders or sealing bodies (e.g. 5) with a steel spiral (23) is connected, the od on the side of the bladder (5) facing away from the chamber (8). like. attacks.