DE3008153A1

DE3008153A1 - Welding of pipes of hollow ware in protective gas atmos - where two inflatable bags form gas seals inside pipes and also feed gas to nozzle filling pipe ends with gas

Info

Publication number: DE3008153A1
Application number: DE19803008153
Authority: DE
Inventors: Joachim 2150 Buxtehude Schönwälder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1981-09-10

Abstract

Each workpiece, esp. two pipes (1,2) being butt welded, is sealed in its bore with an inflatable bag or balloon (3,4). The two bags are joined to each other via two hose couplings and a gas outlet nozzle (5). Both bags (3,4) are inflated by an inert or protective gas, so nozzle (5) occupies a posn. in the middle of the welding zone inside the two pipes (1,2). Only one gas supply pipe is used to supply one of the bags (3,4), because the gas flows via nozzle (5) into the other bag while also flowing into the ends of both pipes (1,2). The advantage is that one pair of bags (3,4) can be used for pipes of different dia.

Description

Anordnung zum Verschweißen von Rohren oder ähnlichen HohlkörpernArrangement for welding pipes or similar hollow bodies

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verschweißen von Rohren oder ähnlichen Hohlkörpern aus korrosionsteständigen und / oder oxidationsempfindlichen Werkstoffen, die durch ein Schmelzschweißverfahren, bevorzugt WIG oder MIG, verbunden werden sollen.The invention relates to an arrangement for welding pipes or similar hollow bodies made of corrosion-resistant and / or oxidation-sensitive Materials that are joined by a fusion welding process, preferably WIG or MIG should be.

Bein Verbindungsschweißen von Rohren aus korrosionsbeständigen metallischen Werkstoffen besteht die Notwendigkeit, die Wurzel vor Oxidation zu schützen. Wird dieser Schutz unterlassen, so bildet sich auf der Wurzelseite eine starke Oxidschicht, die bei Vorhandensein eines orrosionsmediums mit der Restoberfläche ein elektrochemisches Potential bildet, welches in kurzer Zeit zur Zerstörung der Naht und damit sum Ausfall des Rohrsystems führen kann. Bei Metallen, die stark zur Gasaufnahme beim Schweißen neigen, wie z.B. Titan, Tantal oder Niob, kann die Schweißnabt auch ohne Einwirkung eines korrosiven Mediums allein durch die Oxidation zerstört werden. Man begegnet dieser Gefahr, indem die Nahtwurzel mit Schutzgas angeblasen wird oder durch nachträgliches mechanisches oder chemisches Entfernen der Oxidschicht. Das mechanische Entfernen durch Bürsten oder Schleifen ist wegen der schlechten Zugänglichkeit häufig nicht möglich. Das chemische Entfernen durch Beizen und Passivieren ist sehr aufwendig und auch gefährlich, da bei ungenügender Spülung die verbleibende Beize Schäden im Rohrsystem hervorrufen kann.Leg joint welding of pipes from corrosion-resistant metallic Materials, there is a need to protect the root from oxidation. Will Failure to provide this protection will result in a strong oxide layer on the root side, which, in the presence of an erosion medium, forms an electrochemical one with the remaining surface Potential forms, which in a short time to the destruction of the seam and thus total failure of the pipe system. In the case of metals that are highly susceptible to gas absorption during welding such as titanium, tantalum or niobium, the weld hub can also without any influence of a corrosive medium can be destroyed by oxidation alone. One meets this risk by blowing the seam root with protective gas or by subsequently blowing it out mechanical or chemical removal of the oxide layer. The mechanical removal by brushing or sanding is often not possible because of the poor accessibility possible. Chemical removal by pickling and passivation is very time-consuming and also dangerous, as insufficient rinsing will damage the remaining stain can cause in the pipe system.

Die bisher üblichen Maßnahmen, ganze Rohrleitungsabschuitte mit Schutzgas zu spülen, sind nur bei kleinen Durchmessern praktikabel. Bei Durchmessern ab ca. 100 mm ist die Sicherheit des Oxidationsschutzes durch den hohen Restluftanteil nicht mehr gewährleistet. Darüber hinaus steigen die Kosten für Gasverbrauch und Montageaufwand stark an.The usual measures up to now, entire pipeline sections with protective gas rinsing are only practical for small diameters. For diameters from approx. 100 mm is the security of the oxidation protection due to the high proportion of residual air no longer guaranteed. In addition, the cost of gas consumption and increases Installation effort increases.

Stand der Technik Der derzeitige Stand der Technik wird durch die Offenlegungsschrift 26 52 853 repräsentiert. Die Offenlegungsschrift beschreibt ein Verfahren, bei dem in jedes Rohrende ein die lichte Weite des Rohres nahezu ausfüllender Stopfen eingebracht wird, durch die nach dem Zusammen fügen der Rohrlängen eine Kammer begrenzter Länge gebildet wird. Dabei soll das Schutzgas von außen durch den offenen Spalt der Naht in den Innenraum eingeblasen werden. Die Stopfen sollen aus gepreßtem Zucker oder ähnlichem wasserlöslichen Material bestehen und nach Abschluß des Schweißvorgangs mittels eines flüssigen oder gasförmigen Mediums aufgelöst und ausgespült werden. State of the art The current state of the art is represented by the laid-open specification 26 52 853. The laid-open specification describes a method in which a plug which almost fills the inside diameter of the pipe is introduced into each pipe end, through which a chamber of limited length is formed after the pipe lengths have been joined together. The protective gas should be blown into the interior through the open gap in the seam. The stoppers should consist of pressed sugar or a similar water-soluble material and should be dissolved and rinsed out by means of a liquid or gaseous medium after the welding process has been completed.

Der Nachteil dieser Anordnung liegt darin, daß für jeden Rohrdurchmesser ein passender Zuckerblock gepreßt werden muß; der Nahtschutz ist unsicher, da durch das Einblasen des Schutzgases von außen ein hoher Restluftanteil im Innenraum verbleibt; das Entfernen der Stopfen ist aufwendig und unsicher, eine Anwendung auf Baustellen ist kaum praktikabel, Aufgabe Der Erfindung nach den Ansprüchen 1 bis 8 liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die im Bereich einer Rohrrund- oder Stutzennaht das Rohr von innen mit Schutzgas spült, wobei der Restluftanteil nur noch gering oder gar nicht vorhanden sein soll, Gegenüber dem derzeitigen Stand der Technik sollen sowohl qualitative als auch wirtschaftliche Verbesserungen möglich sein. Die handhabung soll einfach sein, die Vorrichtung soll universell einsetzbar sein0 Darstellung der Erfindung Die Erfindung wird im folgenden an hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Übersicht über die erfindungsgemäße Einrichtung Fig. 2 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung im Bereich des Schweißstofles Fig. 3 einen Halbschnitt der Gasbrause (5) In Fig. 1 ist die Erfindung im Prinzip dargestellt. Die Einrichtung besteht hauptsächlich aus einem Gasbalg (3), einem Gasbalg (4), einer Schutzgasbrause (5) und einer Schlauchleitung (9). Unter Verwendung dieser Einrichtung werden die Rohre (1) und (2) an einem Schweißstoß (io) verschweißt0 Die Bälge (3) und (4) können im nicht aufgeblasenen Zustand leicht positioniert werden, bevor oder nachdem die Rohre (1) und (2) zu einem Schweißstoß (10) zusammengeführt werden. Die Verbindung der Gasbälge (3) und (4) und der Gasbrause (5) wird mit den Schlauchkupplungen (6) und (7) hergestellt. Der Gasbalg (4) ist über die Schlauchkupplung (8) mit einem Gasschlauch (9) verbunden, der über ein Dreiwegeventil (12), einen Durchflußmesser (13), einem Druckminderer (14) und einem Absperrventil (15) Schutzgas aus der Flasche (16) in die Gasbälge ()) und (4) leitete Das Schutzgas füllt die Gasbälge (3) und (4) gleichzeitig, die Gasbrause (s) wird dadurch von der Rohrwand abgehoben in die Mitte des durch die Gasbälge (3) und (4) begrenzten ilohlraumes (11) im Inneren der Rohre (1) und (2) am Schweißstoß (10).The disadvantage of this arrangement is that for each pipe diameter a suitable block of sugar has to be pressed; the seam protection is unsafe because of that blowing in the protective gas from the outside leaves a high proportion of residual air in the interior; the removal of the stopper is laborious and unsafe, an application on construction sites is hardly practicable, the object of the invention according to claims 1 to 8 is the The object is to create a device that is in the area of a pipe round or The socket seam flushes the pipe from the inside with protective gas, whereby the remaining air content is only should still be low or not present at all, compared to the current status of technology, both qualitative and economic improvements should be possible be. The handling should be simple, the device should be universally applicable Description of the invention The invention is illustrated in more detail below with reference to the invention Drawings explained in more detail. 1 shows an overview of the inventive Device FIG. 2 shows a detailed view of the device according to the invention in the area of the welding material Fig. 3 is a half-section of the gas shower (5) in Fig. 1 is the Invention shown in principle. The facility mainly consists of one Gas bellows (3), a gas bellows (4), a protective gas shower (5) and a hose line (9). Using this device, pipes (1) and (2) are welded together (io) welded0 The bellows (3) and (4) can easily be opened when not inflated be positioned before or after the tubes (1) and (2) to a weld joint (10) are merged. The connection of the gas bellows (3) and (4) and the gas shower (5) is made with the hose couplings (6) and (7). The gas bellows (4) is Connected via the hose coupling (8) to a gas hose (9) which is connected via a Three-way valve (12), a flow meter (13), a pressure reducer (14) and a Shut-off valve (15) conducted protective gas from the bottle (16) into the gas bellows ()) and (4) The protective gas fills the gas bellows (3) and (4) at the same time, and the gas shower (s) is activated lifted from the pipe wall in the middle of the gas bellows (3) and (4) limited ilohlraumes (11) inside the tubes (1) and (2) on the weld joint (10).

An Rand der detaillierteren Darstellungen in Fig. 2 und Fig. 3 wird der weitere Ablauf des erfindungsemäßen Vorganges ersichtlich.At the edge of the more detailed representations in FIGS. 2 and 3, the further course of the process according to the invention can be seen.

Der Betriebsdruck des Systems wird durch eine Feder (26) bestimmt. Die Feder (26) hält einen Ventilkegel (23) in Position, der durch zwei O-Ringe (21) und (22) abgedichtet wird, Ein Druckraum (30) unter dem Ventilkegel (23) ist durch vier Bohrungen (29) mit einem Schutzgas führenden Verbindungsrohr (24) verbunden. Der Ventilkegel (23) ist geführt durch ein Verbindungsrohr (24) und eine Verschraubung (19). Die Verschraubung (19) wird mit einer Mutter (17) und einer Federscheibe (18) auf einen Rezess (31) an einem Verbindungsrohr (24) angeschraubt.The operating pressure of the system is determined by a spring (26). The spring (26) holds a valve cone (23) in position, which is secured by two O-rings (21) and (22) is sealed, a pressure space (30) under the valve cone (23) is through four bores (29) connected to a connecting pipe (24) carrying protective gas. The valve cone (23) is guided through a connecting tube (24) and a screw connection (19). The screw connection (19) is fastened with a nut (17) and a spring washer (18) screwed onto a recess (31) on a connecting tube (24).

Eine Übersurfmutter (20), die mit einem porösen Mantel (25) und auf der Gegenseite des Mantels (25) mit einem Druckstück (28) durch Schweißnähte verbunden ist, wird auf die Verschraubung (19) geschraubt und hält über ein Druckstück (27) die Feder (26) auf Spannung.An overhead nut (20) with a porous jacket (25) and on the opposite side of the jacket (25) is connected to a pressure piece (28) by welding seams is screwed onto the screw connection (19) and holds via a pressure piece (27) tension on the spring (26).

Uebersteigt der Gasdruck des Systems, der auch im Druckraum (30) herrscht, die Gegenkraft der Feder (26), so wird der Ventilkegel (23) axial verschoben und das Schutzgas strömt in den Raum (32). Das Schutzgas tritt dann aus der gesamten Oberfläche des porösen Mantels (25) aus und verdrängt die Luft aus dem Raum (11).If the gas pressure of the system exceeds that which also prevails in the pressure chamber (30), the counterforce of the spring (26), the valve cone (23) is axially displaced and the protective gas flows into the space (32). The protective gas then emerges from the entire Surface of the porous jacket (25) and displaces the air from the space (11).

Nachdem das Schutzgas zwei bis drei Minuten in den Raum (11) eingeströmt ist, wird der Restluftanteil nur noch vernachlässigbar klein sein. Das Dichtschweißen des Schweißspaltes (10) kann nun durchgeführt werden.After the inert gas has entered the room (11) for two to three minutes the remaining air will only be negligibly small. The sealing welding of the welding gap (10) can now be carried out.

Nachdem der Schweißstoß (10) dichtgeschweißt wurde, wird ein Dreiregeventil (12) so geöffnet, daß der Druck aus der Schlauchleitung (9) und den Gasbälgen (3) und (4) entweichen kann. Die Gasbälge (3) und (4) werden schlaff und können an der Schlauchleitung (9) aus dem Rohr (1) gezogen werden, Wegen der Gefährdung der Gasbrause (5) durch Korrosion sollen alle Metallteile aus nichtrostendem Stahl 1.4541 bestehen. Der poröse Mantel (25) soll aus einem gesinterten Drahtgewebe aus AMS 321 bestehen, da.After the weld joint (10) has been welded tight, it becomes a three-way valve (12) opened so that the pressure from the hose line (9) and the gas bellows (3) and (4) can escape. The gas bellows (3) and (4) become slack and can be attached to the Hose line (9) must be pulled out of tube (1) because of the risk to the gas shower (5) due to corrosion, all metal parts should be made of stainless steel 1.4541. The porous jacket (25) should consist of a sintered wire mesh made of AMS 321, there.

unter dem geschützten Handelsnamen Feltmetal" erhältlich ist.is available under the registered trade name Feltmetal ".

Die Gasbälge (3) und (4) sollen an den Enden dickwandiger sein als am äußeren Unf aug. Dadurch werden sich - im aufgeblasenen Zustand - an der Rohrwand Falten bilden, die einen gewissen Anteil des eingeblasenen Schutzgases entweichen lassen und so eine vollkonmene Spülung des Raumes (11) bewirken.The gas bellows (3) and (4) should be thicker-walled at the ends than at the external accident This will - when inflated - on the pipe wall Form folds, which escape a certain proportion of the protective gas blown in and thus effect a fully flushing of the room (11).

Als Werkstoff für die Gasbälge (j) und (4) ist gewebeverstärkter Gummi vorgesehen. Die äußere Schicht soll wegen der besseren Wärmebeständigkeit und Abrasionsbeständigkeit aus Metallgewebe bestehen, Vorteile Die erfindungsgemäi3e Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, hat gegenüber dem bisherigen Stand der Technik den Vorteil, daß ein sicherer Schutz der Schweißnahtwurzel gewährleistet ist, daß nur eine geringe Menge Schutzgas notwendig ist, daß die Gasbälge (3) und (4) sich dem jeweiligen Rohrdurchmesser anpassen, z.B. in den Bereichen 100 - 250 mm, 220 - 400 mm usu. und dadurch auch unterscniedliche Durchmesser ohne Mehraufwand verschweißt werden können, - daß das System wenig Raum einnimmt und daher leicht transportiert und auf jeder Baustelle eingesetzt werden kann, - daß auch Nähte in Rohrbogen und Stutzen mit dem System unter internem Schutzgas geschweißt werden können, - daß bei Einsatz von Mehrwegeschlauchkupplungen auch bei T-Stutzen und Kreuzungspunkten mit mehreren Gasbälgen (3), einem Gasbalg (4) und einer Gasbrause (5) unter internem Schutzgas geschweißt werden kann9 - daß das System nur geringem Verschleiß unterliegt und somit eine häufige Wiederverwendbarkeit gewährleistet ist, - daß auch bei großen Rohrdurchmessern nur eine Standardgasbrause (5) eingesetzt werden muß, - daß die Handhabung des Systems leicht erlernbar und durch Hilfskräfte durchführbar ist, LeerseiteThe material for the gas bellows (j) and (4) is fabric-reinforced rubber intended. The outer layer is said to have better heat resistance and abrasion resistance consist of metal mesh, advantages The device according to the invention according to the claims 1 to 8, has the advantage over the previous state of the art that a safer Protection of the weld root ensures that only a small amount of shielding gas it is necessary that the gas bellows (3) and (4) correspond to the respective pipe diameter adapt, e.g. in the areas 100 - 250 mm, 220 - 400 mm etc. and thus also different diameters can be welded without additional effort, - that the System takes up little space and is therefore easy to transport and on any construction site can be used, - that also seams in pipe bends and nozzles with the system Can be welded under internal shielding gas, - that when using multi-way hose couplings also with T-connections and crossing points with several gas bellows (3), one gas bellows (4) and a gas shower (5) can be welded under internal protective gas9 - that the system is subject to little wear and tear and can therefore be reused frequently it is guaranteed - that even with large pipe diameters only a standard gas shower (5) must be used - that the handling of the system is easy to learn and can be carried out by assistants, Blank page

Claims

PATENT CLAIMS Grounding for welding pipes or similar Hollow bodies using a protective gas atmosphere in the area of the weld seam, which protects the seam root from oxidation from the inside It is noted that each of the pipes to be connected (1/2) has a pipe hollow sealing inert gas-filled gas bellows (3/4) is given away, which are connected to each other Hose couplings (6/7) and a gas shower (5) are connected and by one of soot are inflated through the open pipe end of the hose (9).

2. Arrangement according to claim 1, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the protective gas by means of a gas shower (5) centrally from the inside into the through the Gas bellows (3/4) limited Ru is guided

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized g e k e n 1 1 e i c h -n e t that the gas shower (5) iit a spring-loaded valve (23) is provided, which is adjustable for certain operating pressures.

4. Anerdnung according to claims 1 to 3, thereby g e k e n n z e i c h -n e t that the gas shower (5) is a free connection between the gas bellows (3/4) which allows simultaneous inflation of the same.

5. Anerdnung according to claims 1 to 4, characterized g 0 h e n n s e i c h -a e t, daX the gas shower (5) the protective gas over the entire jacket surface (2) can leak.

6. Arrangement according to claims 1 to 5, dadureh g 0 k e n n z e i c h -1 t that the gas bellows (3/4) are thicker-walled at the end faces in the longitudinal direction of the pipe are trained.

7. Anerdnung according to claims 1 to 6, thereby g e k e n n z e i c h -n e t that the gas bellows (3/4) on their outer surface with a metallic To despise the woe.

8. Arrangement according to claims 1 to 7, characterized g e k e n n z e i c h -n e t that the gas bellows (3/4) have beads, which in the inflated state the outer diameter of the gas bellows corresponds to the inner diameter of standard pipes correspond.