DE3125626C2 - Verfahren und Stützring zur Herstellung einer Rohr-Schweißverbindung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Abschnitten eines ringgewellten Rohres, insbesondere des Innenrohres eines trommelbaren Fernwärmeleitungs-Ver bund rohres, mittels einer umfänglichen Schweißnaht. Sie löst die Aufgabe, ein problemloses Verschweißen zu verbindender ringgewellter Rohrenden bzw. eines solchen mit einer Anschlußarmatur zu ermöglichen, ohne die Zufuhr von zusätzlichem Schweißmaterial. Die Aufgabenlösung besteht im wesentlichen im Einbringen eines vorgefertigten profilierten Stützringes zwischen die zu verbindenden Rohrenden, die vor dem Schweißen so weit wie möglich über dessen Außenfläche gegeneinander geschoben werden.

Description

a) jedes Rohrende (3,4) in der Mitte eines Wellenberges abgeschnitten wird,

b) zwischen die beiden Rohrenden ein profilierter Stützrifi»(5) aus schweißbarem Material eingebracht wird, der abgerundete Außenflächen (7) und in der Mitte einen Ringwulst (8) hat,

c) die Rohrenden (3, 4) soweit wie möglich über die Ringaußenflächen gegeneinander geschoben werden und

d) sie schließlich miteinander und mit dem Stützring (5) umfänglich verschweißt werden, wobei der Ringwulst zusätzliches Schweißmaterial liefert.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohrenden (3, 4) mittels einer Rohrwalze vor dem Einbringen des Stützringes (5) nur bis zur Erzielung eir. --s geometrisch genauen Kreisquerschnittes aufgewalzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohrenden (3, 4) auf den Stützring (5) von Hand aufgeschoben, hiernach an drei gegeneinander um etwa 120° versetzten Stellen punktgeschweißt und schließlich umfänglich verschweißt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohrenden (3, 4) mittels einer sie im Abstand vor der Verbindungsstelle umfassenden Spannvorrichtung auf den Stützring (5) bis zur Anlage an dessen Ringwulst (8) aufgeschoben und hiernach elektrisch mittels eines automatischen Rohrschweißwerkzeuges mit darin umlaufender Schweißelektrode umfänglich verschweißt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 für die Verbindung eines Rohres mit einem Rohrstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrende (4) auf den einen konischen Außenflächenabschnitt (7) des Stützringes (5) aufgeschoben und daran umfänglich verschweißt wird, der auf der anderen Seite einstükkig mit einem rohrdurchmessergleichen Abschnitt (9) und mit einem Rohrstutzen (10) für den Anschluß einer Armatur, wie Rohrkrümmer, -verteiler oder -abschlußorgan, ausgebildet ist.

6. Stützring für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er an seiner Außenfläche mit einem umfänglich hiervon radial abstehenden Ringwulst (8) sowie mit wenigstens einem sich gegen die angrenzende Stirnfläche (6) des Ringes (5) konisch verjüngenden und im Bereich des Überganges zu dieser abgerundeten Außcnflüchcnabschniu (7) ausgebildet ist.

7. Stützring nach Anspruch 6, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Breite des Ringwulstes (8) gleich der Wanddicke der zu verbindenden Rohrabschnitte (1, 2) und die radiale Ausdehnung des Ringwulstes (8) größer als diese, vorzugsweise gleich der zweifachen Rohrwandungsdicke bemessen ist

8. Stützring nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem schweißbaren Armaturanschlußstutzen (tO) einstückig ausgebildet, und zwischen diesem und dem Ringwulst (8) ein dem Rohraußendurchmesser gleicher Zylinderabsatz (9) angeformt ist

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Rohr-Schweißverbindung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Sie dient insbesondere zum Verbinden von Abschnitten des medienführenden, ringgewellten Innenrohres eines trommelbaren Fernwärmeleitungs-Verbundrohres mit thermischer Isolierung zwischen Innen- und Außenrohr.
Im Zuge der Bemühungen zur Einsparung von Heizenergie werden in zunehmendem Maße Fernwärmeleitungs-Verbundrohre mit einer thermischen Isolierung zwischen Innen- und Außenrohr eingesetzt, die in regionalen Bereichen jeweils eine zentrale Wärmequelle, z. B. unter Benutzung der Abwärme von Kraftwerken, Industrieanlagen oder dergleichen, mit den zentralen Heizsystemen der umliegenden Gebäude einer solchen Region verbinden und diese so auf kostensparende Weise mit Heizenergie versorgen.
Zum Verbinden derartiger starrer Rohre, die in Längen bis zu 15 m an die Montagestelle angeliefert, und dort miteinander verbunden werden, ist aus DE-GM 78 11 209 bekannt, daß man zunächst das Außenrohr absetzt und die Schaumstoffisolierschicht von dem Innenrohr entfernt, wonach über eines der Leitungsrohrenden ein Muffenrohr geschoben und die Innenrohrc fluiddicht durch Schweißen miteinander verbunden werden. Schließlich wird nach der Wiederherstellung der Wärmeisolierung das Muffenrohr über die Verbindungsstelle geschoben und an seinen beiden Enden dicht mit dem betreffenden Abschnitt des Außenrohres verbunden. Die Durchführung einer derartigen Schweißverbindung des Innenrohres führt jedoch zu erheblichen Schwierigkeiten, wenn es sich hierbei nicht um ein starres Glattrohr sondern um ein Wellrohr handelt.

Wegen der Möglichkeit, gewellte Fernwärmeleitungs-Verbundrohre in großen Längen herzustellen und — ähnlich elektrischen Kabeln — auf Trommeln zum Montageort zu transportieren, werden diese für den vorausgehend beschriebenen Zweck bevorzugt. Diese müssen aber ebenfalls, obgleich in wesentlich größeren Abständen, druck- und gasdicht miteinander verbunden, sowie mit ihren Enden an Anschlußarmaturen der zu versorgenden Heizungsnetze angeschlossen werden.

Dies brachte bisher erhebliche Schwierigkeiten mit sich. Hierzu ist aus DE-OS 27 05 742 eine Armatur für derartige Leitungsrohre bekanntgeworden, bei der auf das schraubenlinienförmig gewellte Außenrohr eine mit einem Gewindegang versehene metallische Buchse aufgeschraubt ist. Diese ist mit dem Ende des Innenrohres stirnseitig verschweißt, wobei in den stirnseitigen Bereich dieser Buchse eine Edelstahlbuchse eingesetzt ist, die an ihrem äußeren Umfang mit der besagten Buchse

und an ihrem inneren Umfang mit dem Innenrohr stirnseitig verschweißt ist Hierzu ist es jedoch erforderlich, daß das Innenrohr zumindest im Bereich der Edelstahlbuchse entwellt ist, welche in die Buchse eingeschraubt sowie flanschartig ausgebildet sein kann. Hierbei ist ihr Flansch mit der vorgenannten Buchse verschweißt, die ihrerseits mit einem Absatz als Anlage für einen Ringflansch einer üblichen Flansch-Schraubverbindung ausgebildet ist. Die beschriebene Armatur eignet sich nur für solche Fernwärme-Verbundrohre, deren Außenrohr mit einer Spiralwellung versehen ist, und sie ist überdies kostenaufwendig in der Herstellung und erfordert große Sorgfalt bei ihrer Montage.

Schließlich ist auch noch aus DE-OS 26 10 297 ein Verfahren zur Herstellung einer unlösbaren Verbindung zwischen zwei schraubenlinienförmig gewellten Metallrohren bekannt, bei dem auf jedes Rohrende ein mit einem der Wellung angepaßten Grobgewinde versehener Flanschteller aufgeschraubt wird, bis d?s Rohrende um mindestens eine Wellenkuppe herausragt, und anschließend die Flanschteller mechanisch fest miteinander verbunden werden.

Hierbei ist vorgesehen, daß die Wellung aus den herausragenden Rohrenden herausgeformt wird, die Rohrenden stirnseitig geglättet und miteinander druckdicht verlötet oder verschweißt werden und anschließend die mechanischeVerbindung der Flanschteller so vorgenommen wird, daß die Verbindungsnaht kräftefrei ist Auch dieses Verfahren eignet sich nur für die Verbindung spiralgewellter Rohre, sie ist jedoch für die Verbindung ringgewellter Rohre völlig ungeeignet. Um solche Rohre miteinander oder mit einer Anschlußarmatur zu verbinden, mußte bisher das betreffende Rohrende entwellt, d. h. zum Glattrohr umgeformt werden, damit dieses in der üblichen Weise durch Schweißung verbunden werden kann.

Für das problemlose Verschweißen der Enden von Glattrohren ist ein Rohrschweißautomat bekanntgeworden (Werbeschrift Reg.-Nr. 31-11-3 der Firma ESAB Göteborg Schweden), der als Führung für eine über die herzustellende Schweißnaht herum bewegbare Elektrode ein Rohrschweißwerkzeug umfaßt, das neben dem zu verschweißenden Rohrende i?n diesem festgelegt wird. Hiemach wird die Elektrode automatisch um die auf Stoß gegeneinandergelegten Rohrenden bzw. ein Rohrende und jenes einer Anschlußarmatur herumgeführt, wobei deren automatische feste und dauerhafte sowie druckdichte Schweißverbindung erfolgt. Zum Verbinden oder Anschließe.i von Glattrohrenden hat sich dieser Schweißautomat hervorragend bewährt. Sein Einsatz für Wellrohrenden ist jedoch nur in der vorausgehend beschriebenen Weise möglich, wobei die nicht unerheblichen Vorbereitungsarbeiten der Rohrcntwellungdesbzw.jedesderzu verbindenden Rohrendes in Kauf genommen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; ein Verfahren zum Verbinden ringgewellter Rohrenden anzugeben, welches ein problemloses, automatisches Verschweißen derselben bzw. deren Verbindung mit einer Anschlußarmatur ohne die Notwendigkeit der Zufuhr von zusätzlichem Schweißmaterial ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst,die alle wesentlichen Verfahrensschritte angeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsvarianlen der Erfindung sine, h den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben, nämlich das Aufwalzen der Rohrenden (Anspruch 2\ das Aufschieben der Rohrenden von Hand oder mittels einer Spannvorrichtung (Anspruch 3 bzw. 4), das Verschweißen mittels eines automatischen Rohrschweißwerkzeuges (Anspruch 4) und schließlich die spezielle Ausbildung des Verfahrens für die Verbindung eines Rohres mit einem Rohrstutzen (Anspruch 5). Dann ist in den Ansprüchen 6 bis 8 die genaue Ausbildung des bei dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzten Stützringes angegeben, nämlich die Form des

ίο Ringes (Anspruch 6) und seine vorteilhafte Bemessung (Anspruch 7), schließlich die spezielle Ausbildung des Ringes für die Verbindung eines Rohres mit einem Rohrstutzen (Anspruch 8).

Die Vorteile der Erfindung liegen vor allem in der dadurch geschaffenen Möglichkeit des unkomplizierten Einsatzes eines Schweißautomaten zur Herstellung einer dauerhaften Schweißverbindung von ringgewellten Rohren sowie in der dadurch bewü/ien erheblichen Vereinfachung der Montage solcher '/erbundrohr-Fernwärmeleitungen, mit entsprechender Einsparung an Arbeitsaufwand und Herabsetzung der Mohtagekosten.

Zur Di ichführung des Verfahrens wird das zu verbindende oder anzuschließende Ende eines ringgewellten Rohres vorzugsweise in der Mitte des betreffenden Wellenberges rechtwinkelig abgeschnitten. Dies kann mittels einer Säge oder vorzugsweise mittels eines Kreisschneiders etwa der in DE-GM 72 07 907 beschriebenen Art erfolgen. Hiernach wird ein Schweiß-Stützring in eines der so vorbereiteten Ringwellrohrenden eingedrückt. Dieser ist so dimensioniert, daß er beim Eindrücken mit seinen kegelig verlaufenden Flächen das teilv/eise unrunde Rohrende wieder kreisrund formt. Dennoch empfiehlt es sich bei dickwandigen Wellrohren oder solchen großen Durchmessers die zu verbindenden Rohrenden, z. B. mittels einer Rohrwalze, vor dem Einbringen des Stützringes nur bis zur Erzielung eines geometrisch genauen Kreisquerschnittes zur genauen Angleichung des Profiles der zu verbindenden Rohrenden aufzuwalzen. Hiernach wird das anzuschließende Ringwellrohrende bzw. ein entsprechend geformter Anschlußstutzen einer Armatur ruf den vorragenden Abschnitt des Schweiß-Stützringes so weit wie möglich aufgeschoben. Schließlich wird das zangenförmige Rohrschweißwerkzeug eines Schweißautomaten der vorausgehend beschriebenen Art nahe dem Stützring auf das zu verschweißende Rohrende gespannt, worauf problemlos die Schweißverbindung des Stützringes mit den aufgeschobenen Rohrenden bzw. einen!

Rohrende und jenem des Anschlußstutzens einer Armatur durchgeführt werden kann. Hierzu empfiehlt es sich, bei händischer Zusammenführung der Rohrrnden diese zunächst nur an zwei bis drei Stellen punktweise miteinander zu verbinden ehe die dauerhafte Schweißung derselben erfolgt.

Für die Verbindung dickwandiger Rohre oder solcher mit relativ großer lichter Weite empfiehlt es sich, die miteinander zu verschweißenden Rohrenden mittels einer das Rohrschweißwerkzeug übergreifenden Spannvorrichtung gegen den Ringwulst des Stützringes zu halten, worauf die Schweißung in einem Durchgang erfolgen kann. Hierbei Jjent die über die Wanddicke der Rohrenden vorragende Kuppe des Ringwulstes als zusätzliches Schweißmaterial, so daß sich Schweißmaterialzufuhr und die Anordnung einer automatischen Nachschubeinrichtung für den Schweißdraht bei einem für dieses Verfahren bestimmten Schweißautomaten erübrigt.

Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Stützring an seiner Außenfläche mit einem umfänglich hiervon radial abstehenden Ringwulst sowie mit wenigstens einem sich gegen die angrenzende Stirnfläche des Ringes konisch verjüngenden und im Bereich des Überganges zu dieser abgerundeten Außenflächenabschnitt ausgebildet ist. Die Breite des Ringwulstes kann gleich der Wanddicke der zu verbindenden Rohrabschnitte bemessen sein, wobei die radiale Ausdehnung des Ringwulstes größer als diese, vorzugsweise gleich der zweifachen Rohrwandungsdicke bemessen ist. Nach einer anderen Ausführungsvariante kann der Stützring mit einem schweißbaren Armaturanschlußstutzen einstückig ausgebildet und zwischen diesem und dem Ringwulst ein dem Rohraußendurchmesser gleicher Zylinderabsaiz angeformt sein. Dies ermöglicht den problemlosen Anschluß einer so ausgestalteten Armatur an ein Ringwellrohrende.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Verbindung zweier Ringwellrohrenden, unmittelbar vor dem Schweißen;

Fig. 2 den schweißgerechten Anschluß einer Armatur an ein Ringwellrohrende und

F i g. 3 in vergrößerter Darstellung den <n der Verbindung gemäß F i g. 1 eingesetzten Stützring.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind je ein Abschnitt miteinander zu verbindender Ringweilrohre mit 1 bzw. 2 bezeichnet. Die so miteinander zu verbindenden Enden 3 bzw. 4 dieser Rohrabschnitte sind jeweils in der Mitte des endnahen Wellenberges abgeschnitten. Zwischen die zu verbindenden Rohrabschnitte 1 bzw. 2 ist ein profilierter Schweiß-Siützring 5 aus schweißbarem Material, vorzugsweise dem gleichen Metall wie jenes der Rohre, eingebracht, wobei die Rohrenden 3 bzw. 4 so weit wie möglich über konische Abschnitte 7 der Außenfläche des Stutzringes 5 gegeneinander geschoben werden. Diese werden schließlich mit Hilfe eines Schweißautomaten miteinander sowie mit dem Stützring 5 umfänglich verschweißt.

Hierzu werden die Rohrenden 3 bzw. 4 auf je einen sich gegen die betreffende Stirnfläche 6 des Stützringes 5 konisch verjüngenden und mit einer Rundung in dieser übergehenden Abschnitt 7 von dessen Außenfläche von Hand aufgeschoben und hiernach an drei gegeneinander um etwa 120^c versetzten Stellen zunächst punktgeschweißt. Schließlich wird die so geschaffene Verbindungsstelle der Rohrenden 3 bzw. 4 umfänglich verschweißt, wobei zusätzliches Schweißmaterial von einem die konischen Außenflächenabschnitte 7 mittig begrenzenden Ringwulst 8 des Stützringes 5 aufgeschmolzen wird.

Zuvor wird das zangenartige Werkzeug des Rohrschweißautomaten mit Klemmsitz auf einem der Schweißstelle mittelbar benachbarten Wellenberg so festgelegt, daß eine Fühlernadel des Schweißwerkzeuges, welche die Bewegung der Schweißelektrode leitet, an einem dazwischen liegenden Wellenberg die Außenkontur des zu verschweißenden Rohrendes abtasten kann.

Für den Anschluß eines ringgewellten Rohrendes 4 an den Stutzen einer Armatur, z. B. Verteiler, Abschlußorgan oder dergleichen, wird ein Rohrende 4 auf den konischen AuBenflächenabschnitt 7 des Stützringes 5 aufgeschoben, der auf seiner hiervon abgewendeten Seite einstückig mit einem rohrdurchmessergleichen Abschnitt 9 sowie mit einem Rohrstutzen 10 für den Anschluß der Armatur ausgebildet ist Hiernach kann die Herstellung der Schweißverbindung in der vorausgehend beschriebenen Weise erfolgen.

In vielen Fällen ist es vorteilhaft, wenn die zu verbindenden Rohrenden 3 bzw. 4 mittels einer diese im Abstand vor der Verbindungsstelle umfassenden Spannvorrichtung auf die Außenflächenabschnitte 7 des .Stützringes 5 bis zur Anlage an dessen Ringwulst 8 zusammengeführt, und hiernach mittels eines automatischen Rohrschweißwerkzeuges der beschriebenen Art mil darin umlaufender Schweißelektrode automatisch miteinander und mit dem Stützring 8 umfänglich verschweißt werden.

Bei Verbundrohren mit ringgewelltem Innen- und Außenrohr hat es sich als vorteilhaft erwiesen, nur die Enden 3 bzw. 4 des Innenrohres in der beschriebenen Weise miteinander zu verschweißen, hiernach die thermische Isolierung zu vervollständigen und schließlich die hier nicht gezeigten Endabschnitte des Außenrohres in einer zuvor vorgeschlagenen Weise mittels einer Kegelflanschschelle miteinander zu verbinden. Es versteht sich, daß in der gleichen Weise auch der Anschluß eines solchen Verbundrohres an eine Endarmatur oder dergleichen erfolgen kann. Auf diese Weise IaUl sich mil geringstmöglichem Aufwand an jeder beliebigen Montagestelle eine gute dichte und dauerhafte Rohrverbindung herstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Rohr-Schweißverbindung, insbesondere von Abschnitten (1,2) des medienführenden, ringgewellten Innenrohres eines trommelbaren Fernwärmeleitungs-Verbundrohres mit thermischer Isolierung zwischen Innen- und Außenrohr, wobei die Enden (3,4) der zu verbindenden Rohrabschnitte senkrecht zur Rohrachse abgeschnitten werden, zwischen beiden Rohrenden ein Stützring eingebracht wird und dann Rohrenden und Stützring umfänglich verschweißt werden, d a durch gekennzeichnet, daß