DE2612584C2 - Verfahren zum Bestücken der Flansche von Druckbehältern mit elektrischen Rohrheizkörpern - Google Patents

Description

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Lötzange (10) ausgebildet ist, deren Schenkel (12, 13) KLühlwasscrkanäle (11) und Stromzuführungen (24) aufweisen und deren abgeschrägte Schenkel (20, 21) auf einander zugewandten Seiten mit balligen Vorsprüngen (22, 23) versehen sind zur Einleitung elektrischer Energie in den als Heizwiderstand dienenden eingezogenen Abschnitt (7) des den einzulötenden Heizstab (4) aufnehmenden Schutzrohres (5), und daß eine Druckschraube (17) zur Verspannung der Schenkel mit der Lötstelle vorgesehen ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren.zum Bestücken der Flansche von Druckbehältern mit elektrischen Rohrheizkörpern unter Verwendung von Schutzrohren.

Es ist bekannt, Heizstäbe in Form sogenannter elektrischer Rohrheizkörper mit Hilfe von Zwischen- oder Schutzrohren an einer Flanschplatte mittels einer Schraubverbindung zu befestigen: vgl. Fig.3, DE-AS 46 900. Es ist auch bekannt, die Zwischen- oder Schutzrohre mit der Flanschplatte zu verschweißen, ehe die Heizstäbe in die Schutzrohre eingelötet werden. Hierzu werden die Flanschplatten mit den eingesetzten Heizstäben nach Aufbringen der beispielsweise blattförmigen Lote in Lötofen eingeführt und dort kurzzeitig auf die Löttemperatur erhitzt.

Es ist ferner bekannt, die einzelnen Lötstellen nacheinander mit Hilfe einer Flamme auf die Löttemperatur zu erhitzen.

Bei diesen Verfahren besteht die Gefahr von örtlichen Überhitzungen, insbesondere an den Heizstäben, die ebenfalls rohrförmig ausgebildet sind und in ihrem Inneren ein isoliert und feuchtigkeitsdicht eingebautes Heizelement aufweisen. Durch örtliche Überhitzung werden die Bindungen zwischen Heizelement und Stabelement und insbesondere die Feuchtigkeitsisolierung zerstört. Ferner werden, insbesondere beim Löten mit der Flamme, noch nicht eingelötete Heizstäbe miterwärmt, so daß es zu oxydativen Schichtbildungen an Heizstäben und/oder Schulzrohren kommt, die eine gute Lötverbindung zwischen diesen verhindern. Auch kann es infolge der Wärmedehnungen zu Verwerfungen an den Flanschen kommen, so daß ein paßgerechter Einbau der verhältnismäßig langen Heizelemente nicht mehr möglich ist. Schließlich verhindern alle diese Vorkommnisse eine druckdichte Verbindung zwischen Flansch und Heizstäben. so daß sie für den Einsatz in Druckbehältern nicht geeignet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum druckdichten Einlöten von Heizelementen in die Schutzrohre der sie tragenden Flansche zu schaffen, dessen Verfahrensschritte ein örtliches Überhitzen der nicht an der Lötung beteiligten Bauteile vermeidet und das zu fehlerfreien druckdichten Lötverbindungen führt, so daß ein Einsatz von nach dem erfindungemäßen Verfahren hergestellter aus von Flanschen getragenen Heizstäben bestehender Heizkörper in Druckbehältern möglich wird.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung gelöst durch

folgende Verfahrensschritte:

Die Sehutzrohre werden an dem dem Flansch abgewandten Ende im Abstand von der Stirnseite durch mechanische Krafteinwirkung verengt und anschließend mit dem unverengten Ende bündig in den Flansch eingeschweißt,
die verengten Stellen der eingeschweißten Sehutzrohre werden unmittelbar vor der Lötung aufgebohrt auf einen Inndendurchniesser, der nur wenig größer als der AußendurchmesselMes einzulötenden Heizstabes ist,

die Lötstellen werden mit Flußmittel versehen und in den ringförmigen stirnseitigen Raum vor der Verengung des Schutzrohres wird ein Lotring eingebracht,

der einzulötende Heizstab wird in das Schutzrohr bis zur gewünschten Lötstellung eingeschoben und mit Hilfe einer Lötzange wird der als Heizwiderstand dienende Abschnitt des Schutzrohres für eine vorbestimmte Zeit elektrisch so stark erwärmt, daß das Lot in den Ringspalt zwischen den einander zugewandten Zylindermantelflächen von Schutzrohr und Heizstab fließt und anschließend dort erkaltet.

bo Auf diese Weise gelingt es erstmals, fehlerfreie Lötverbindungen zwischen Schutzrohr und Heizstab zu erzielen, da einerseits durch das Aufbohren der im Flansch eingeschweißten Sehutzrohre unmittelbar vor der jeweiligen Lötung ein genau definierter, genügend enger

b5 Spalt zwischen den während der Lötung einander zugewandten Zylindermantelflächen von Schutzrohr und Heizstab und eine metallisch reine Oberfläche erzielbar sind, so daß sehr geringe Einbau-Toleranzen einhaltbar

sind: und andererseits durch die Benutzung des eingezogenen Abschnittes des Schutzrohres als Heizwiderstand nur dieser und nicht andere benachbarte oder entfernt liegende Teile oder Fläehenstüeke erhitzt werden. Oxydationen benachbarter Schutzrohre ui d/oder Heizstäbe können nicht eintreten und die einmal bei der mechanischen Fertigung erzielten Toleranzen bleiben durch den Lötvorgang unverändert. Schließlich erlaubt der exakt reproduzierbare Spalt definierter Länge eine genaue Dosierung des Lötmaterials, so daß hier neben einer guten Lötverbindung auch noch an Lot gespart werden kann. Ein Schutzrohr ist im Unteranspruch gekennzeichnet.

Eine Einrichtua^i zur Durchführung des Lötverfahrens ist gemäß der Erfindung als Lötzange ausgebildet, deren Schenkel Kühlwasserkanäle und Stromzuführungen aufweisen und deren abgeschrägte Schenkel auf einander zugewandten Seiten mit balligen Vorsprüngen versehen sind zur Einleitung elektrischer Energie in den als Heizwiderstand dienenden eingezogenen Abschnitt des den einzulötenden Heizstab aufnehmenden Schutzrohres, wobei eine Druckschraube zur Verspannung der Schenkel mit der Lötstelle vorgesehen ist.

Aus der DE-OS 21 24 868 ist zwar eine Lötzange bekannt, mit deren Hilfe Rohre durch Löten miteinander verbunden werden können. Dort ist jedoch der die Wärme erzeugende Heizwiderstand in den die miteinander zu verbindenden Rohre umfassenden Schenkeln der Lötzange angeordnet.

Mit Hilfe einer solchen Lötzange wird also die Lötstelle indirekt erhitzt, während bei der Erfindung eine direkte Erhitzung der Lötstelle stattfindet.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Lötverfahrens in der Seitenansicht, und zwar während eines Lötvorganges und

F i g. 2 die teilweise im Schnitt dargestellte Vorrichtung gemäß F i g. 1 in der Ruhestellung.

In einem in Fig. 1 nur angedeuteten Flansch 3 einer Einrichtung zur elektrischen Beheizung von Druckbehältern sind eine Vielzahl von der Halterung von Heizstäben 4 dienender sogenannter Über- oder Schutzrohre 5 eingeschweißt — von denen nur eines dargestellt isi — in der Weise, daß sie mit der dem nicht dargestellten Druckbehälter zugewandten Stirnseite des Flansches bündig abschließen, während sie auf der abgewandten Seite um ein Mehrfaches der Flanschstärke überstehen.

Die Schutzrohre weisen einen um ein vorbestimmtes Maß größeren Innendurchmesser D\ auf als die Außendurchmesser Di der von ihnen zu haltenden Heizstäbe mit Ausnahme eines der Herstellung der Lötverbindung dienenden, nicht ganz bis zur Stirnseite 6 reichenden Abschnittes 7. An dieser Stelle ist das Schutzrohr über die Länge L durch mechanische Krafteinwirkung soweit eingezogen, daß der Innendurchmesser D\ kleiner als der Außendurchmesser D: des jeweils aufzunehmenden Heizstabes ist.

Nach dem Einschweißen eines solchen Schutzrohres in den Flansch wird der eingezogene Abschnitt 7 mittels einer hier nicht dargestellten Bohrvorrichtung aufgebohrt auf ein Maß. das geringfügig größer als der Außendurchmesscr des Heizstabes ist. so daß bei eingeschobenem Heizelement ein Spalt 8 zwischen den einander zugewandten Zylindernianielflächen von Schutzrohr und Heizelement verbleibt, in den während des noch zu beschreibenden Lötvorganges Lot gezogen wird.

Zur Durchführung des Lötvorganges ist eine lediglich der Stromzuführung dienende Lötzange 10 vorgesehen. vgl. auch F i g. 2. die aus zwei mit je einem Kühlwasserkanal 11 versehenen metallischen Schenkeln 12 und 13 besteht, welche über ein isoliertes Gelenk 14 und Schrauben 15 und 16 zusammengehalten werden, oberhalb des Gelenkes 14 ist im Schenkel 13 eine isoliert in angebrachte Druckschraube 17 vorgesehen, die über ein isoliertes Druckstück 18 den Schenkel 12 um das Gelenk 14 im Gegenzeigersinne beaufschlagt. Die abgeschrägten Enden 20 und 21 der Schenkel tragen auf einander zugewandten Seiten ballige Vorsprünge 22 und 23. mit denen die Lötzange jeweils den eingezogenen Abschnitt 7 des Schutzrohres erfassen kann. vgl. Fig. 1.

Schließlich sind mit der Lötzange elektrische Anschlüsse 24 für die Zuführung eines niedergespannten Stromes hoher Amperezahl und Wasseranschlüsse 25 für die Zuführung von Kühlwasser verbunden.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende:

Die eingezogenen Schutzrohre werden nach ihrem Einschweißen in den Flansch aufgebohrt. Daraufhin werden der einzulötende Heizstab und die zukünftige Lötstelle, also die metallisch reine Bohrung, mit Flußmittel versehen und in die den ursprünglichen Innendurchmesser aufweisende Stirnseite 6 des Schutzrohres Lot 26 in vorbestimmter Menge eingebracht. Daraufhin JO wird die Lötzange im Abschnitt 7 angesetzt, so daß der über diesen Abschnitt fließende Strom diesen so stark erwärmt, daß das Lot in den Spalt 8 fließen kann, während die der Lötstelle benachbarten Zonen keine großen Temperaturänderungen erfahren. Der Abschnitt 7 j5 dient also als Heizwiderstand. Die in der Lötzange entstandene Wärme wird über das sie durchströmende Kühlwasser abgeführt.

Über ein hier nicht dargestelltes Schaltwerk läßt sich die Stromzufuhr nach Stärke und Zeit und damit die Löttemperatur genau regeln.

Auf diese Weise entstehen druckdichte Lötverbindungen ohne Beschädigung oder gar Zerstörung der gerade einzulötenden Heizelemente oder benachbarter, bereits eingelöteter Heizelemente.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Bestücken der Flansche von Druckbehältern mit elektrischen Rohrheizkörpern unter Verwendung von Schutzrohren, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

   e) Die Schutzrohre (5) werden an dem dem Flansch (3) abgewandten Ende in Abstand von der Stirnseite (6) durch mechanische Krafteinwirkung verengt (7) und anschließend mit dem unverengten Ende bündig in den Flansch eingeschweißt:

   b) die verengten Stellen (7) der eingeschweißten Schutzrohre (5) werden unmittelbar vor der Lötung aufgebohrt auf einen Innendurchmesser, der nur wenig größer als der Außendurchmesscr (Di) des einzulötenden Heizstabes (4) ist:

   c) die Lötstellen werden mit Flußmittel versehen und in den ringförmigen stirnseitigen Raum vor der Verengung des Schutzrohres wird ein Lotring (6) eingebracht:

   d) der einzulötende Heizstab (4) wird in das Schutzrohr (5) bis zur gewünschten Lötstcllung eingeschoben;

   e) mit Hilfe einer Lötzange (10) wird der als Heizwiderstand dienende Abschnitt (7) des Schutzrohres (5) für eine vorbestimmte Zeit elektrisch so stark erwärmt, daß das Lot (6) in den Ringspalt (8) zwischen den einander zugewandten Zylindermantelflächen von Schutzrohr und Heizstab fließt und anschließend dort erkaltet.