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Schutzvorrichtung für Rohrleitungen mit unter hohem Druck
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und Temperatur stehenden und aggressiven Medien Die Erfindung betrifft
eine Schutzvorrichtung für Rohrleitungen mit unter hohem Druck und Temperatur stehenden
und aggressiven Medien, insbesondere bei Rohrleitungen in Dampferzeugern eines Hochtemperaturreaktors.
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Beim Betrieb von Wärmetauschern, bzw. Dampferzeugern mit Rohrleitungen,
die mit hohem Druck und Temperaturen in innert er Atmosphäre außen und innen mit
aggressiven Medien beaufschlagt sind, werden die Rohre an ihren Lager- und Führungsstellen
einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt.
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Ausgehend von diesen Stoff- und Materialeinwirkungen auf Rohrleitungen
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, kostengünstig Verschleißhülsen einfach
und schnell während
der Rohrmontagen an gefährdete Rohrstellen ohne
zusätzlichen und größeren Aufwand montieren zu können wobei die Hülsen schlupffest
und die gefährdeten Rohrstellen vor Abrieb geschützt sind.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer#Schutzvorrichtung
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an Verschleißstellen
der Rohrleitung Rohrschutzhülsen einteilig ausgebildet und an den jeweiligen Verschleißstellen
der Rohrleitung aufgeklemmt sind.
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Die Rohrleitungen können aus dem Apparate- und Chemieanlagenbau sein,
so z. B. von Wärmetauschern und Dampferzeugern bei Reaktoren. Bei Wärmetauschern
können z. B. die Verschleißstellen Lager- und Führungsstellen der Rohrleitungen
darstellen. Um diese Verschleißstellen der Rohrleitungen kostengünstig vor Verschleiß
zu schützen, werden bei der Montage der Rohrleitungen Rohrschutzhülsen an die Verschleißstellen
positioniert und festgeklemmt. Dieser Vorgang ist eine wesentliche Montageerleichterung.
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Die Rohrschutzhülsen haben Klemmbunde angeordnet, die ringförmig an
den Rohrleitungen anliegende Preßflächen bilden. Besonders günstig ist bei dieser
Ausbildung der Rohrschutzhülse, daß sie einteilig ist und an beiden Enden der Rohrschutzhülse
Klemmbunde aufweist. Die Klemmbunde haben-während der Montage einen größeren Durchmesser
als die Rohrleitung. Es können auch mehrere Klemmbunde, das heißt nicht nur an den
Enden sondern je nach den Anforderungen auch in der Mitte der Rohrschutzhülse, angeordnet
sein.
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Es gibt mehrere Ausführungen der Klemmbunde. Während der Montage der
Rohrschutzhülse werden die Klemmbunde verformt.
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Nach dem Verformen der Klemmbunde liegen die Preßflächen der Rohrschutzhülse
fest an der Rohrleitung an und fixieren die Schutzhülse an der besonders gefährdeten
Rohrstelle.
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Die Klemmbunde sind mit Abstand von den Enden der Rohr-
schutzhülse
angeordnet. Diese Anordnung der Klemmbunde kann in drei verschiedenen Ausführungen
gewählt werden. Kurz vor dem Ende der Rohrschutzhülse wird ein ringförmiger Freiraum
mit einem Innendrehmeißel ausgearbeitet. Durch entsprechend geformte Rollen wird
die Vorformung des übrigbleibenden Steges erreicht. Weitere Ausführungen bilden
den Klemmbund durch Eindrehungen an der Innen- und Außenfläche der Rohrschutzhülse
aus. Dies sind die Ausführungsformen der Rohrschutzhülse, in der diese auf die Rohrleitung
aufgeschoben und durch letztendliches Stauchen fest auf dieser montiert wird. Vor
dem Stauchen sollen die Stege etwa einen Winkel von ca. 45 Grad mit der Hülsenlängsachse
bilden.
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Seitlich sind neben den Preßflächen an der Innenseite der Rohrschutzhülse
Freiräume vorgesehen. Beim Stauchen der Rohrschutzhülse werden diese Räume zum deformieren
bzw.
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quetschen des Klemmbundes benötigt.
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Eine andere Ausführung sieht vor, daß die Preßfläche des Klemmbundes
am Außenumfang Verschwächungsrippen besitzen.
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Bei dieser Ausführung der Rohrschutzhülse können größere Kräfte zum
andrücken der Preßflächen auf die Rohrleitung gewählt werden. Die Herstellung der
Zahnform kann durch einfaches FräswerkzEug am Umfang erfolgen. Der Freiraum zwischen
den Zähnen isl so gewählt, daß bei Befestigung der Rohrschutzhülse nach dem Stauchen
die Zähne direkt nebeneinander zu liegen kommen, durch die Veränderung des Außenumfangs.
Je nach Veränderung des Innendurchmessers an der Rohrleitung kann der Freiraum zwischen
den Zähnen verschieden gewählt werden.
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Die Rohrschutzhülse endet mit den Preßflächen, wobei diese jeweils
den Klemmbund bilden. Diese dritte Ausführungsform des Klemmbundes wird speziell
bei wenig aufbauenden, bzw.
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den Außendurchmesser der Rohrleitung aufbauenden Durch-
messers,
gewählt. Hierbei können Durchführungen der Rohrleitungen bei Zwischenböden des Wärmetauschers
in Frage kommen, bei denen die dicht nebeneinanderliegenden Rohre keinen weiteren
Platz zum Ausdrehen der Löcher in den Platten zur Verfügung stellen. Da die besondere
Ausführung des Klemmbundes direkt am Ende der Rohrschutzhülse angeordnet ist, kann
die Preßfläche mittels eines Bördelringes während der Montage an der Rohrleitung
fest angepreßt werden. Diese Ausführung der Rohrschutzhülse weist die geringste
Bauhöhe bzw. Durchmessergröße auf. Wie bei allen zuvor besprochenen Rohrschutzhülsen
kann die gesamte Außenfläche der Rohrschutzhülse bzw. Oberfläche vorbehandelt sein,
um eine verschleißfeste Oberfläche zu erreichen. Die Montage der Rohrschutzhülse
mit dem Bördelring ist die einfachste und damit kostengünstigste. Di Rohrschutzhülse
hat wie die vorbesprochenen Rohrschutzhülsen ein geringes Gewicht und damit wird
der Wärmefluß wenig gestört. Die Außenkontur der Rohrschutzhülsen kann beliebig
sein, kleinere Gewichte können auch am Außenumfang der Rohrschutzhülse durch Schellen
oder ähnliches, abgetragen werden.
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Die Rohrschutzhülse ist bei der Montage der Rohrleitung durch einfaches
axiales Stauchen befestigt. Die Gesamtlänge der Rohrschutzhülse verringert sich
nach dem Stauchen. Die vorher frei auf der Rohrleitung bewegliche Rohrschutzhülse
wird beim Stauchen mit den Preßflächen am Rohr fest verklemmt.
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über den gesamten Bereich der Rohrschutzhülse ist die Rohrleitung
an dieser Stelle gegen äußeren Verschleiß gesichert.
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Die Rohrschutzhülse hat eine verschleißfeste äußere Oberfläche. Zur
Behandlung der Oberfläche bieten sich Chromcarbid, Titancarbid oder ein Nitrieren
an. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die gesamte Rohrschutzhülse aus einem
verschleißfesten Material gewählt wird, da die Einsatzbereiche in innerter Atmosphäre
oder in anderen aggressiven Medien sein kann.
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Weitere Vorteile und wesentliche Merkmale der Erfindung gehen aus
der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den schematisch im Schnitt gezeigten
Ausführungsbeispielen hervor.
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Es zeigt: Fig. 1 eine Rohrleitung mit einer Schutzhülse in zwei verschiedenen
Montagestadien, Fig. 2 einen Teilausschnitt einer Schutzhülse mit zahnförmigem Klemmbund,
Fig. 3 einen Klemmbund einer Schutzhülse, der mit einem Bördelring auf die Rohrleitung
montiert wird, Fig. 4 drei Verfahrensschritte der Herstellung und Montage des in
Fig. 1 gezeigten Klemmbundes der Schutzhülse.
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Fig. 1 zeigt eine Rohrleitung 1 im Schnitt über die eine Rohrschutzhülse
2 an eine besondere Verschleißstelle 3 der Rohrleitung 1 während der Montage geschoben
worden ist.
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Die Rohrleitung 1 kann z. B. eine Rohrleitung eines nicht näher gezeigten
Wärmetauschers oder Dampferzeugers eines Reaktors sein. Als Verschleißstellen 3
können spezielle Lager- und Führungsstellen 10 der Rohrleitung 1 oder auch Durchführungen
an Platten oder Blechen in Frage kommen.
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Zu einem möglichen Verschleiß an den Rohrleitungen 1 können Vibrationen
zwischen den Berührungsflächen der Rohrleitung 1 und Führungsstellen 10, die innerhalb
des Wärmetauschers auftreten können, beitragen. Die Rohrschutzhülse 2 ist an der
Führungsstelle 10 besonders günstig angeordnet und besitzt an der Außenfläche eine
verschleißfeste Oberfläche 11.
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Diese Oberfläche 11 kann je nach den Anforderungen mit Chrom- oder
Titancarbid beschichtet sein, oder auch nitriert sein. In der Fig. 1 sind zwei verschiedene
Zustände der Rohrschutzhülse 2 gezeigt. Die obere Hälfte der Rohrschutz-
hülse
2 zeigt die normale Montagelänge. Hierbei ist der Innendurchmesser der Rohrschutzhülse
2 größer als der Außendurchmesser der Rohrleitung 1. In diesem Zustand wird die
Rohrschutzhülse 2 während der Montage der Rohrleitung 1 zu den Verschleißstellen
3 geschoben. Die untere Hälfte der Rohrschutzhülse 2 zeigt die gestauchte, bzw.
verkürzte Rohrschutzhülse 2. An beiden Enden der Rohrschutzhülse 2 sind Klemmbunde
4 angeordnet. Es können aber auch über die Gesamtlänge der Rohrschutzhülse 2 mehrere
Klemmbunde 4 je nach den Erfordernissen angeordnet sein. Die Klemmbunde 4 liegen
mit den Preßflächen 7 fest am Außenumfang der Rohrleitung 1 an. Beidseitig neben
den Preßflächen 7 sind auf der Innenseite der Rohrschutzhülse 2 Freiräume 15, 16.
Die Freiräume 15, 16 sind halbkreisförmige Nuten. Die Montage der Rohrschutzhülse
2 an der Rohrleiung 1 wird kostengünstig durch einfaches Stauchen der Rohrschutzhülse
2 erreicht. Je nach der Größe der Führungsstelle 10 wird die Länge der Oberfläche
11 und damit die Länge der Rohrschutzhülse 2 gewählt. Im mittleren Bereich, sowie
an bei#en Enden der Rohrschutzhülse 2, ist diese auch nach dem Stauchen im Durchmesser
größer als der Außendurchmesser der Rohrleitung 1. Die Wandstärke der Rohrschutzhülse
entspricht je nach den Erfordernissen ca. der Wandstärke der Rohrleitung 1.
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Fig. 2 zeigt einen Teil der Rohrschutzhülse 2 mit einem Klemmbund
5. In dieser Ausfilhrun(l des Klemmbundes 5 sind am Außenumfang gleichmäßig verteilt
Verschwächungsrippen 12 angeordnet. Die Verschwächungsrippen 12 lassen sich durch
ein einfaches, schematisch dargestelltes, Bearbeitungswerkzeug 13 am Außenumfang
herstellen. Bei größeren Dimensionen des Außenumfangs der Rohrschutzhülse 2 können
beim Stauchen die Zwischenräume zwischen den Verschwächungsrippen 12 gut verringert
werden, bis diese maximal aneinanderliegen. Die Rohrschutzhülse 2 ist genauso ausgeführt
wie in Fig. 1 be-
schrieben, z. B. mit der verschleißfesten Oberfläche
11.
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Die Preßfläche 8 kann, entgegen der in Fig. 1 beschriebenen Preßfläche
7 des Klemmbundes 4, größere Befestigungskräfte auf das Rohr 1 übertragen. An den
kreisförmig angeordneten Verschwächungsrippen 12 können gut kleinere nicht gezeigte
Schellen befestigt werden.
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Fig. 3 zeigt einen weiteren Klemmbund 6 der Rohrschutzhülse 2. Bei
dieser Ausführung ist der Klemmbund 6 direkt am Außenende der Rohrschutzhülse 2
durch eine Preßfläche 9 ausgebildet. Die Preßfläche 9 ist vorgefertigt und wird
während der Montage mittels eines Bördelringes 14 oder Rollen 23 an die Rohrleitung
1 fest angedrückt. Die spezielle Ausführungsform der Preßfläche 9 und damit der
Rohrschutzhülse 2 wird insbesondere bei stark beengten und unzugänglichen Bauverhältnissen
im Bereich der Rohrleitung 1 gewählt. Auch bei dieser Ausführungsform der Rohrschutzhülse
2 ist die Außenfläche als verschleißfeste Oberfläche 11 ausgeführt.
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Fig. 4 zeigt eine weitere mögliche Herstellung eines Klemmbundes 22.
Dieser ist ähnlich wie der in Fig. 1 dargestellte Klemmbund 4 der Rohrschutzhülse
2 und wird in drei Fertigungsschritten a, b, c hergestellt. Der erste Fertigungsschritt
a sieht hierbei das Ausstechen eines rechteckig geformten ringförmigen Hohlraumes
18 an der Innenwandung der Rohrschutzhülse 2 mittels eines Innendrehmeißels vor.
Im zweiten Fertigungsschritt b wird ein dünner Steg 19 an der Rohrschutzhülse 2
bis zum Innendurchmesser der Hülse eingewalzt. Zum Einwalzen des Steges 19 wird
eine Rolle 23 verwendet. Diese beiden genannten Arbeitsgänge sind ortsunabhängig
von der nachfolgenden Montage an den Rohrleitungen 1 und damit reine Herstellungsvorgänge
der Rohrschutzhülse 2.
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Die Rohrschutzlldlseb 2 wird dann bei der Montage der Rohrleitung
1 im Stadium des Fertigungsschrittes b an den Rohrleitungen 1 zu den entsprechend
gefährdeten Verschleißstellen
3 geschoben. Der dritte Fertigungsschritt
c befestigt die Rohrschutzhülse 2 auf der Rohrleitung 1 durch einfaches Stauchen.
Hierbei wird die Rohrschutzhülse 2 noch einmal in axialer Richtung verkürzt und
die Preßflächen 21 des Klemmbundes 22 drückt auf die Oberfläche der Rohrleitung
1. Durch die Haftreibung und den Anpreßdruck der Preßflächen 21 ist die Rohrschutzhülse
2 auf der Rohrleitung 1 einfach und kostengünstig befestigt.
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Bezugszeichenliste 1 Rohrleitung 2 Rohrschutzhülse 3 Verschleißstellen
4 Klemmbunde 5 Klemmbunde 6 Klemmbunde 7 Preßflächen 8 Preßflächen 9 Preßflächen
10 Führungsstellen 11 Oberfläche 12 Verstärkungsrippen 13 Bearbeitungswerkzeug 14
Bördelring 15 Freiräume 16 Freiräume 18 Hohlraum 19 Steg 21 Preßfläche 22 Klemmbunde
23 Rolle
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