DE3106161C2 - Anordnung zur Unterbindung einer Rißbildung in geschweißten Blechkonstruktionen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von geschweißten Blechkonstruktionen. Die Anordnung zur Unterbindung eines Risses (1) in geschweißten Blechkonstruktionen (2) wird durch einen als mehrschichtiger Einsatz (3) ausgebildeten Abschnitt der Konstruktion (2) dargestellt. In mindestens einer Schicht des Einsatzes (3) ist mindestens ein in einem Winkel zur Ausbreitungsrichtung des Risses (1) angeordneter Schlitz (4) ausgeführt. Die Anordnung zur Unterbindung einer Rißbildung kann bei Schiffsrümpfen, Wänden von Hochdruckbehältern, Gasleitungen und dergleichen eingesetzt werden.

Description

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zes parallel zueinander laufen. Vor dem Schichten des mehrschichtigen Blechpakets

Zur Sicherung der Dichtheit des Einsatzes kann fer- werden an den einzelnen Blechen mit Hufe eines Fräner mindestens eine Innenschicht des Einsatzes voll aus- sers oder eines fdinen Poliersteines Schlitze ausgeführt geführt sein. Danach werden die Bleche so zu einem Paket geschich-

Die Erfindung wird nachstehend anhand von einigen 5 tet, daß die Schütze in Obereinstimmung mit einer der Ausfühningsbeispielen näfrer erläutert In den Zeich- Ausführungsvarianten der Erfindung angeordnet sind, nungen zeigt Der mehrschichtige Rißhemmeinsatz für Rohrleitun-

Fig. 1 eine als mehrschichtiger Einsatz ausgeführte gen wird aus einem Band hergestellt, das zunächst ge-Anordnung zur Unterbindung der Rißbildung in ge- richtet und je nach der erforderlichen Zahl der Schichschweißten Blechkonstruktionen mit einem Teilaus- io ten auf Maß geschnitten und dann mit Hilfe einer Trennbruch einer Schicht in schematischer, axonometrischer scheibe mit Schlitzen der erforderlichen Form und Län-Darstellung, ge versehen wird. Darauf wird der geschnittene und

F i g. 2 eine mögliche Ausführung der Anordnung mit geschlitzte Bandabschnitt zusammengerollt in zwei Schichten zusammenfallenden Schlitzen in sehe- Zur Kontrolle der Wirksamkeit der erfindungsgemä-

matischer, axonometrischer Darstellung, 15 Ben Anordnung wurden zwei Rohrstränge einer Druck-

F i g. 3 eine mögliche Ausführung der Anordnung mit luftprüfung unterzogen. Der Rohrdurchmesser betrug in den Randschichten des Einsatzes ausgeführten 1420 mm, die Länge jedes Rohrstranges 160 m, die Tem-Durchschmelznähten in schematischer, axonometri- peratur des Rohres während der Prüfung —15°C und scher Darstellung, der Luftdruck im Rohr 7,5 MPa.

F ig. 4 eine mögliche Ausführung der Anordnung bei 20 Jeder Rolirstrang wurde in der Mitte gekerbt An den Rohrleitungen in schematisch dargestellter Stirnansicht beiden Seiten der Kerbe wurden in Cifiem bestimmten und Abstand mehrschichtige Rißhemmeinsätz^ in das Rohr

F i g. 5 eine Rißhemmung im Einsatz in schematischer eingeschweißt Darstellung. Durch Sprengen eines Trotylsprengkörpers, der an

Die Anordnung zur Unterbindung eines Risses i 25 der Kerbe befestigt war, wurde in einem Rohrstrang ein (Fig. 1) in geschweißten Blechkonstruktionen 2 spröder £iß und in dem anderen Rohrstrang ein zäher (Schiffsrumpf, Hochdruckbehälter, Gasleitung u.a.) Riß hervorgerufen. In beiden Fällen konnte sich der wird durch einen als ein mehrschichtiger Einsatz 3 aus- jeweilige Riß nur bis zu den Schlitzen in den mehrgeführter Abschnitt der Konstruktion 2 mit einem schichtigen Einsätzen ausbreiten und wurde an den Schlitz 4 in mindestens einer Schicht 5 des Einsatzes 30 Schlitzen gestoppt Hinter dem Einsatz blieb das Rohr dargestellt, wobei der Schlitz 4 in einem Winkel zur unversehrt Ausbreitungsrichtung des Risses 1 angeordnet ist Bei der erfindungsgemäßen Anordnung, beispielswei-

Zur Verkürzung der Länge des Schlitzes und Erhö- se in Gasleitungen mit einem Durchmesser von hung der Wahrscheinlichkeit des Fangens eines Risses 1400 mm, läßt sich die Länge des diesbezüglichen Einim Schlitz ist es zweckmäßig, den Schlitz in einem Win- 35 satzes auf 1,5 m verkürzen, was gegenüber einem Einkel zur eventuellen Rißrichtung anzuordnen, der etwa satz ohne Schjitzc in den Schichten eine wesentliche 90° beträgt Verkürzung bedeutet.

Die Schlitze 4 können in den Schichten 5 des Einsat-

zes 3 voneinander getrennt sein bzw. in mindestens zwei Hierzu 2 Blatt Zeichnungen Schichten5des Einsatzes3zusammenfallen(Fig. 2). 40

Zur Sicherung der Dichtheit der mit dem Einsatz 3
versehenen Konstruktion 2 ist es zweckmäßig, Durchschmelznähte 6 (Fig.3) an den beiden Seiten jedes
Schlitzes 4 in jeder Randschicht des Einsatzes 3 auszuführen. 45

Für eine eine geschweißte Blechke istruktion 2 darstellende Rohrleitung (F i g. 4) sollte der mehrschichtige
Einsatz 3 die Form eines Rohres mit in einer archimedischen Spirale angeordneten Schichten 5 aufweisen, dessen Durchmesser den Durchmesser der Rohrleitung 50
nicht unterschreitet

Dabei kann die Länge jedes Schlitzes 4 mindestens
der Länge eines Ganges bzw. Hubes des Einsatzes 3
(F i g. 5) entsprechen.

Außerdem können die Schlitze in der Schicht des Ein- 55
satzes 3 parallel zueinander laufen (F i g. 1 bis 3).

Zur Sicherung der Dichtheit des Einsatzes 3 sollte
mindestens eine Innenschicht 5 des Einsatzes 3 voll ausgeführt sein.

Der Mechanismus der Unterbindung eines Risses be- 60
steht im folgenden.

Der fortschreitende Riß 1 (F i g. 1,5) tritt in den Körper des mehrschichtigen Einsatzes 3 ein, gelangt zu dem
Schlitz 4, endet infolge des freien Auslaufs an einer Kante des Schlitzes 4 und kann sich an dessen anderer Kante 65
nicht mehr fortsetzen.

Der erfindungsgemäße mehrschichtige Rißhemmeinsatz wird folgenderweise hergestellt.

Claims (7)

1 2 leisten. Wird in diesem Fall geschweißt wird die Riß-Patentansprüche: hemmwirkung aufgehoben, da sich der Riß über die Schweißnähte und Doppelbleche in der Gasleitung wei-

1. Anordnung zur Unterbindung einer Rißbildung ter ausbreitet

in geschweißten Blechkonstruktionen, die durch ei- 5 Es ist ferner eine Anordnung zur Unterbindung einer

nen als mehrschichtiger Einsatz ausgeführten Ab- Rißbildung bekannt (sh. »Razruschenija«/Zerstörung/,

schnitt der Konstruktion dargestellt ist dadurch Bd. 5, Moskau, Verlag »Maschinostrojenije«/Maschi-

gekennzeichnet, daß in mindestens einer nenbau/, S. 40—43), die als ein im Wege der eventuellen

Schicht (5) des Einsatzes (3) mindestens ein in einem Rißausbreitung angeordnetes Blechpaket d. h. als

Winkel zur Ausbreitungsrichtung des Risses (1) an- io mehrschichtiger Einsatz, ausgeführt ist der auf einem

geordneter Schlitz (4) ausgebildet ist wichtigen und gefährdeten Abschnitt der Blechkon-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- struktion angeordnet ist, d. h. an der Stelle der eventuelzeichnet daß die Schlitze (4) in mindestens zwei Ien Rißbildung bei Schiffsrümpfen und Behältern bzw. Schichten (5) des Einsatzes (3) zusammenfallen. auf den Abschnitten der Gasleitungen, deren Zerstö-

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, 15 rang zur Beschädigung anderer Objekte führen kann, dadurch gekennzeichnet daß an den beiden Seiten Beim Einsatz einer derartigen Anordnung gelangt der jedes Schlitzes (4) in jeder Randschicht (5) des Ein- fortschreitende Riß in das mehrschichtige Blechpaket satzes (3) Durchschmelznähte (6) mit einer Tiefe aus- und ändert hier infolge der Änderung der Werkstoffeigeführt sind, welche größer als die Dicke einer genschaften und Besonderheiten des Rißfortschritts im Schicht (5)*st 20 mehrschichtigen Paket seine Geschwindigkeit und

4. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 3, Bahn; der Riß wird also sozusagen gefangen und festgedadurch gekennzeichnet daß der mehrschichtige halten.

Einsatz für eine eine geschweißte Blechkonstruktion Die Größe der Anordnung zur Unterbindung der

darstellende Rohrleitung die Form eines Rohres mit Rißbildung ist allerdings von der Länge des Weges ab-

in einer archimedischen Spirale angeordneten 25 hängig, den der Riß in der genannten Anordnung bis zur

Schichten (5) aufweist vollständigen Unterbindung zurücklegt Bei einer lawi-

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, nenartigen Zerstörung einer unter hohem Druck stedadurch gekennzeichnet, daß die Länge jedes Schiit- henden Konstruktion, insbesondere einer Gasleitung zes (4) mindestens der Länge eines Hubes des Ein- aus Großrohren mit einem Durchmesser von 1200 bis satzes (3) entspricht 30 1420 mm, erreicht die Rißgeschwindgikeit 400 bis

6. Anordnu/ig nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 600 m/s. Offensichtlich soll die genannte Anordnung dadurch gekennzeichnet daß mindestens eine In- ziemlich große Abmessungen in Richtung des eventuelnenschicht (5) des Einsatzes (3) voll ausgeführt ist Ien Rißfortschrittes aufweisen, wodurch die Verwen-

7. Anordnung nach eineai de^ Ansprüche 1 bis 6, dung derartiger Einsätze kostspielig wird. Außerdem dadurch gekennzeichnet daß die Schlitze in der 35 bleibt die rißhemmende Wirkung dieser Einsätze bei Schicht des Einsatzes parallel zueinander verlaufen. zähem Bruch gering, da die Zähigkeitskennlinien des

Blechpakets und des einem zähen Bruch ausgesetzten

Werkstoffes bei deren gleicher Dicke ähnlich verlaufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe -zugrunde, eine An-

40 Ordnung zur Unterbindung einer Rißbildung zu entwik-

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von kein, durch die die Rißausbreitung innerhalb eines geSchweißkonstruktionen und betrifft insbesondere eine ringen Rißweges im Körper der Anordnung mit hoher Anordnung zur Unterbindung einer Rißbildung in ge- Sicherheit gehemmt wird, schweißten Blechkonstruktionen. Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der voraus-

Die Erfindung kann zur Hemmung von zähen und 45 gesetzten Art, die durch einen als mehrschichtiger Einspröden Brüchen im Werkstoff von geschweißten satz ausgeführten Abschnitt der Konstruktion darge-Blechkonstruktionen wie Schiffsrümpfen, Wänden von stellt ist, dadurch gelöst daß erfindungsgemäß in mindegeschweißten Vorratsbehältern zur Aufbewahrung von stens einer Schicht des Einsatzes mindestens ein in ei-Erdölprodukten u. ä. zum Einsatz kommen. Sie eignet nem Winkel zur Rißrichtung verlaufender Schlitz ausgesich besonders gut für den Einsatz als Schranke im We- 50 bildet ist

ge einer eventuellen .Rißausbreitung bei einem Iawinen- Dadurch läßt sich die Rißausbreitung innerhalb eines

artigen Rißverlauf in Gasleitungen, die bei tiefen klima- kurzen Rißweges im Körper des Einsatzes mit hoher

tischen und Arbeitstemperaturen betrieben werden. Sicherheit hemmen, da der Riß, nachdem er den Schlitz

Es ist eine Anordnung zur Unterbindung einer Rißbil- erreicht hat, an einer Kante des Schlitzes endet und sich

dung bekannt, die in Form von Doppelblechen ausge- 55 an der anderen nicht mehr fortsetzen kann,

führt ist, welche auf eine beispielsweise im Schiffsrumpf Es ist günstig, wenn die Schlitze in mindestens zwei

bzw. in der Behälterwand ausgebildete und im Wege der Schichten des Einsatzes zusammenfallen.

Rißausbreitung senkrecht zur Rißrichtung liegende, Zur Sicherung der Dichtheit der Konstruktion ist es

durchgehende Nut aufgenietet sind (Finkel, W. M.: »Fi- zweckmäßig, an den beiden Seiten jedes Schlitzes

zjka razruschenija«/Physik der Zerstörung/, Moskau, 60 Durchschmelznähte in den Randschichten des Einsatzes

Verlag »Metallurgija«/Metallurgie/, 1970. S. 280). Je- auszuführen.

doch ist der Einsatz von Nietverbindungen bei bestimm- Für eine eine geschweißte Blechkonstruktion darstel-

ten Konstruktionen nicht zulässig. Es darf z. B. bei der lende Rohrleitung kann vorzugsweise der mehrschichti-

?| Herstellung von Hochdruck-Gasleitungen, bei denen ge Einsatz die Form eines Rohres mit in einer archime-

das Problem der Unterbindung der lawinenartigen Riß- 65 dischen Spirale angeordneten Schichten aufweisen,

ausbreitung besonders akut ist, nicht genietet werden, Dabei kann die Länge jedes Schlitzes mindestens der

da diese Verbindungen die erforderliche Gasundurch- Länge eines Hubes des Einsatzes entsprechen,

lässigkeit und Festigkeit der Gasleitung nicht gewähr- Ferner können die Schlitze in der Schicht des Einsat-