DE3302299C2 - - Google Patents

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DE3302299C2
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disc
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welding
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Michael C. Raheen County Limerick Ie Finnegan
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BS&B Safety Systems Ltd
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BS&B Safety Systems Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/14Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member
    • F16K17/16Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member with fracturing diaphragm ; Rupture discs
    • F16K17/1606Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member with fracturing diaphragm ; Rupture discs of the reverse-buckling-type
    • F16K17/1613Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member with fracturing diaphragm ; Rupture discs of the reverse-buckling-type with additional cutting means
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Description

Die Erfindung betrifft eine Überdruck-Sicherheitsvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige auf einer Umstülp-Berstscheibe beruhende Überdruck-Sicherheitsvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE-OS 27 01 744 bekannt. Das wesentliche Bauteil einer solchen Sicherheitsvorrichtung ist eine gewölbte Berstscheibe mit einem konkav-konvexen Bereich, der über einen verbindenden Übergangsbereich in einen kreisringförmigen Flanschbereich übergeht. Die Scheibe ist zur Druckseite des zu schützenden Apparates hinweisend gewölbt und wird beim Ansprechen der Sicherheitsvorrichtung um ein gewisses Maß "umgestülpt", bevor das Bersten eintritt. Es wird daher hier der Begriff "gewölbte Umstülp-Berstscheibe" angewandt. Üblicherweise ist der Ringflanschbereich zwischen hochdruck- und niederdruckseitigen Klemmteilen eingespannt, die ihrerseits zwischen von Schrauben zusammengepreßten Flanschen liegen. An dem niederdruckseitigen Klemmteil können Schneidklingen zum Einleiten des Einreißens der Berstscheibe beim Beginn von deren Umstülpen angebracht sein. Andere Anbringungen der Schneidklingen sind ebenfalls möglich. Diese Grundidee ist bereits vielfach ausgestaltet worden. Zum Beispiel wurde bei der Überdrucksicherheitsvorrichtung gemäß der DE-OS 27 08 505 auf Klemmteile bzw. Flansche verzichtet. Auch benötigt die aus der DE-OS 25 58 381 bekannte Berstscheibe keine zusätzlichen Schneidklingen.
Bei solchen bekannten einschlägigen Berstscheiben wird die Klemmkraft von den Flanschen bzw. Klemmteilen auf den Flanschbereich der Berstscheibe ausgeübt. Dies kann zu einer Verschiebung des Berstpunktes durch Änderungen und Unterschiede des auf die Spannschrauben der Flansche ausgeübten Drehmomentes führen. Hierdurch entstehen unterschiedliche Vorspannungen in der Berstscheibe, insbesondere im Übergangsbereich vom Ringflansch in die Wölbung. Dies hat Veränderungen in der Druckhöhe zur Folge, unter der das Umstülpen bzw. Bersten der Scheibe erfolgt. Sowohl, wenn zuviel als auch wenn zuwenig Drehmoment auf die Flanschschrauben ausgeübt wird, ändert sich die Druckhöhe des Fluids, bei welcher die Scheibe birst und weicht von der für die zu schützende Anlage vorgesehenen Berst-Druckhöhe ab. Es sind somit ein vorzeitiges Ausfallen der zu schützenden Anlage, aber auch gefahrbringende Überdrücke möglich.
Um diesen Nachteil zu beseitigen oder doch wenigstens auf ein erträgliches Maß zu verringern, wurden zunächst sehr genaue Einbauanweisungen, insbesondere hinsichtlich des anzuwendenden Drehmomentes gegeben. Auch hat man die gesamte Sicherheitsvorrichtung, welche die gewölbte Umstülp-Berstscheibe enthält, bereits im Herstellerwerk zusammengebaut, wobei selbstverständlich auf Anwendung des richtigen Drehmomentes besonders geachtet wurde. Diese an sich zweckmäßige Maßnahme wird jedoch wirkungslos, sobald man nach erfolgtem Einbau der Sicherheitsvorrichtung die Berstscheibe zu Inspektionszwecken aus- und nachfolgend wieder einbaut. Tatsächlich läßt sich zur Überprüfung oder auch aus anderen Gründen die Scheibe nicht ausbauen und danach wieder verwenden, weil in einem solchen Falle in der Scheibe Spannungen auftreten, welche die Betriebseigenschaften der Scheibe ändern. Infolgedessen hat sich in der Industrie die Übung herausgebildet, eine gewölbte Umstülp- Berstscheibe, die einmal eingebaut und hierzu eingespannt worden war, zu verwerfen und durch eine neue zu ersetzen, wenn sie, aus welchen Gründen auch immer, ausgebaut wird.
Aus der DE-OS 20 63 485 ist bereits eine Halte- und Schutzvorrichtung für Umkehrberstscheiben bekannt, bei der die gewölbte Umstülp-Berstscheibe randseitig mit einem Stützteil verschweißt wird. Die Ausgestaltung des Stützteiles selbst und die Befestigung der Umstülp-Berstscheibe daran sind derart, daß beim Einklemmen der Sicherheitsvorrichtung zwischen einander zugeordneten Einlaß- und Auslaß-Schraubflanschen keine zusätzlichen, unerwünschten Krafteinwirkungen auf die Umstülp-Berstscheibe einwirken. Dadurch sind zwar die obengenannten Nachteile der anderen Sicherheitsvorrichtungen nach dem Stande der Technik vermieden, jedoch wird die Ansprechcharakteristik der Berstscheibe bei der Sicherheitsvorrichtung gemäß DE-OS 20 63 485 durch die unmittelbare Verschweißung deren Wölbungsrandes mit dem Stützteil durch dabei auftretende Temperatureinflüsse und Spannungen in undefinierter und dadurch unzulässiger Weise verändert. Darüber hinaus existiert bei dieser bekannten Sicherheitsvorrichtung nur ein sehr schmaler, ringförmiger Überlappungsbereich zwischen dem Wölbungsrand der Berstscheibe und dem Stützteil. Um hier eine exakte und dauerhafte Schweißverbindung zwischen diesen beiden Teilen zu erzielen, ist ein sehr hoher Fertigungsaufwand vonnöten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überdruck- Sicherheitsvorrichtung anzugeben, die eine verbesserte und sich auch nach mehrmaliger Montage nicht verändernde Ansprechgenauigkeit bietet. die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben.
Ein wesentlicher Vorteil der neuen Sicherheitsvorrichtung ist darin zu sehen, daß die gewölbte Umstülp-Berstscheibe, deren konkav-konvexer Bereich über einen verbindenden Übergangsbereich in einen kreisringförmigen Flanschbereich übergeht, mit seiner der konkaven Seite zugehörigen Ringflanschfläche auf dem Stützteil aufliegt, das seinerseits durch die hochdruck- und niederdruckseitigen Schraubflansche eingeklemmt ist. Ferner ist ein kreisringförmiger Stützring auf der konvexen Seite der Berstscheibe an der Fläche des Ringflansches angeschweißt und ferner ist der Stützring mit dem Stützteil durch Schweißung verbunden. Durch diese spezielle Befestigungsweise der Berstscheibe am Stützteil werden schädliche Einflüsse auf die Berstscheibe vermieden, die zu einer Änderung der Ansprechcharakteristik führen könnten. Darüber hinaus bleibt die Berstscheibe von wechselnden oder unterschiedlichen Drehmomenten unbeeinflußt, welche durch die Flansch-Schrauben ausgeübt werden. Infolgedessen kann die Vorrichtung ohne besondere Vorkehrungen zwischen die Schraubflansche der Anschlußleitungen o. dgl. eingebaut, ausgebaut, überprüft und erneut zwischen die Flansche wieder eingebaut werden, ohne daß dies irgendwelchen Einfluß auf die wesentlichen Charakteristiken der Vorrichtung hätte.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-4 gekennzeichnet.
Im Patentanspruch 5 ist ein Verfahren zur Herstellung der auf der neuen Berstscheibe beruhenden Sicherheitsvorrichtung definiert.
Dieses vorteilhafte Verfahren besteht darin, daß zunächst die gewölbte Umstülp-Berstscheibe gefertigt wird, welche einen konkav-konvexen Bereich aufweist, der über eine Übergangsverbindung in einen kreisringförmigen Flanschbereich übergeht. Diese Scheibe wird auf ein Stützteil derart aufgelegt, daß die der konkaven Seite zuzuordnende Fläche des Ringflansches zum Stützteil hinweist. Das Stützteil ist derart ausgestaltet, daß es zwischen den druckseitigen und den nicht druckbeaufschlagten Schraub-Flansch der Anlage eingeklemmt werden kann. Hierzu wird verfahrensgemäß die Peripherie des Ringflanschbereiches der Berstscheibe unter Anwendung eines Strahlschweißverfahrens mit einem kreisringförmigen Stützring und dieser mit einem kreisringförmigen Stützteil verschweißt.
Hierdurch ist sichergestellt, daß die Berstscheibe von allen unerwünschten Spannungen frei bleibt.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 6-8 angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die Sicherheitsvorrichtung im Mittellängsschnitt, eingebaut zwischen ein Paar mittels Schrauben zusammengepreßter Anschluß-Flansche,
Fig. 2 einen Querschnitt nach Schnittlinien 2-2 gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt nach Schnittlinien 3-3 gemäß Fig. 1 und
Fig. 4 den Stützring samt Übergangs- und Ringflanschbereichen der Berstscheibe, kreisringförmigem Stützteil sowie schmalem Ring als vergrößerte Einzelheit aus Fig. 1.
Gemäß Fig. 1 ist die allgemein mit 10 bezeichnete Sicherheitsvorrichtung zwischen einem Paar einander zugeordneter Flansche 12, 14 mittels handelsüblicher Druck-Schrauben 16 und Muttern eingeklemmt. Hiervon ist Flansch 12 der Einlaß- bzw. druckseitige Flansch und Flansch 14 der Auslaß- bzw. nicht durch Druck beaufschlagte Flansch. Zwischen der Sicherheitsvorrichtung 10 und den jeweiligen Flanschen 12, 14 sind Dichtungen 18, 20 angeordnet.
Ein wesentliches Bestandteil der Sicherheitsvorrichtungen 10 ist eine gewölbte Umstülp-Berstscheibe 22. Diese weist einen konkav-konvexen Bereich 24 auf, der über einen verbindenden Übergang 28 in einen Ringflansch- Bereich 26 übergeht. Die Wölbung der Berstscheibe 22 weist in Richtung der Einlaß- bzw. Druckseite der Vorrichtung hin. Ein kreisringförmiger Stützring 30 hat eine etwas geringere Breite als die Breite des Ringflansches 26 beträgt, während der Außendurchmesser dieses Ringes demjenigen der Berstscheibe 22 entspricht. Der Stützring 30 liegt auf der konvexen Seite der Berstscheibe 22 auf dem Ringflansch 26 auf und ist mit diesem mittels eines noch zu erläutertenden Schweißverfahrens verbunden. Zwischen den Flanschen 12 und 14 liegt ein Stützteil 32, dessen Außendurchmesser den Flanschen 12, 14 entspricht und das Bohrungen zum Durchführen der mit Muttern versehenen Druck-Schrauben 16 aufweist. Der Innendurchmeser des kreisringförmigen Stützteiles 32 ist etwas geringer als die Innendurchmesser der Flansche 12, 14. Hierdurch entsteht im Innern der Flansche 12, 14 eine Ring-Fläche 34. Von dieser Fläche 34 aus erstreckt sich in Längsrichtung der Vorrichtung sowie in das Innere des Flansches 12 hinein ein schmaler Ring 36, der einstückig mit dem Stützteil 32 ausgebildet oder mit diesem durch Schweißung verbunden ist.
Die Berstscheibe 22 und der mit ihr verschweißte Stützring 30 haben gleiche Außendurchmesser, die etwas kleiner sind als der Innendurchmesser des schmalen Ringes 36. Die Berstscheibe 22 samt Stützring 30 sind innerhalb des Ringes 36 auf der Ring-Fläche 34 des Stützteiles 32 angeordnet und es ist der Stützring 30 mit dem Ring 36 verschweißt.
Nach einer Ausgestaltung kann innerhalb des Stützteiles 32 wahlweise eine Schneideinrichtung 38 durch Schweißung oder ein anderes geeignetes Verfahren in einer solchen Lage angeordnet sein, daß der konkav-konvexe Bereich 24 der Berstscheibe 22 beim Umstülpen durch diese Schneideinrichtung durchtrennt wird. Vorzugsweise wird die Schneideinrichtung 38 aus vier scharfen Klingen 40 gebildet, die zwischen sich rechte Winkel einschließend spinnenbeinartig mit den Enden ihrer Schenkel durch Schweißung mit der Innenfläche des Stützteiles 32 verbunden sind. Nach diesem Beispiel werden also, wenn der konkav-konvexe Bereich 24 der Berstscheibe 22 umgestülpt wird und dadurch die Schneideinrichtung 38 berührt, dieser konkav-konvexe Bereich in vier Abschnitte nach Art eines Blumenblattes aufgetrennt. Selbstverständlich können auch andere Formen und Ausbildungen der Schneideinrichtung 38 dem gleichen Zweck dienen. Anstelle der Verbindung der Schneideinrichtung mit dem Stützteil 32 kommt ferner deren unabhängige Befestigung innerhalb und/oder zwischen den Flanschen 12, 14 in Betracht.
Gemäß Fig. 4 ist der Ringflansch-Bereich 26 der Berstscheibe 22 am Umfang des Ringflansch-Bereichs 26 mittels einer durchlaufenden Schweißnaht 42 mit dem Stützring 30 verschweißt. Die Schweißnaht 42 wird vorzugsweise mittels eines Strahl-Schweißverfahrens gelegt. Hierdurch entsteht ein Minimum an Spannungen in dem Ringflansch-Bereich. Im Bereich des verbindenden Überganges 28 entstehen während einer solchen Schweißung überhaupt keine Spannungen. Beim Bersten einer Umstülp-Berstscheibe geht dieser Vorgang vom Bereich des verbindenden Überganges aus. Es ergibt sich also der Vorteil, daß der Fluid-Druck, bei dem das Umstülpen einsetzt, vom Einbauvorgang unbeeinflußt bleibt, weil im Bereich des verbindenden Überganges durch den Schweißprozeß keine Spannungen erzeugt werden. Vorzugsweise wird der Stützring 30 mit dem schmalen Ring 36 an der oberen Außenseite des Stützringes 30 verschweißt, so daß Wärme und Spannungen vom Schweißvorgang nicht auf die eigentliche Berstscheibe 22 gelangen. Vorzugsweise ist der Stützring 30 mit dem Ring 36 des Stützteiles 32 durch eine ununterbrochene Schweißnaht 44 verbunden.
Ein bevorzugtes Verfahren für das Legen der Schweißnähte 42 und 44 ist die Elektronenstrahlschweißung, weil diese wenig Wärme und minimale Spannungen in den verschweißten Teilen bewirkt. Damit gelangen auch keine Spannungen in die eigentliche Berstscheibe 22, wodurch deren Wirkungsweise beeinflußt werden könnte. Selbstverständlich ist jedes Schweißverfahren geeignet, bei dem wenig Wärme in die verschweißten Teile gelangt. Zur Fertigung der Vorrichtung 10 kann die Berstscheibe 22 ausgeformt werden, bevor der Stützring 30 mit dem Ring 36 des Stützteiles 32 verschweißt wird. Vorzugsweise wird indessen die Berstscheibe 22 in flachem Zustand, also vor Ausformen des konkav-konvexen Bereiches 24 in ihr, mit dem Stützring 30 verschweißt, woran das Verschweißen des Stützringes 30 mit dem schmalen Ring 36 sich anschließt. Erst nach Beendigung der Schweißprozesse wird dann ein Fluid-Druck, beispielsweise mittels Druckluft, via Stützteil 32 auf die flache Berstscheibe 22 ausgeübt und so hoch gesteigert, bis der konkav-konvexe Bereich die gewünschte Wölbhöhe usw., erreicht hat. Durch dieses Vorgehen ist sichergestellt, daß sämtliche Spannungen, die in der Berstscheibe durch den Schweißprozeß entstanden sein könnten, entspannt wurden.
Sobald die Sicherheitsvorrichtung 10 gemäß Fig. 1 zwischen die einander zugeordneten Einlaß- und Auslaß- Flansche eingespannt ist, übt der Druck des Fluids in dem zu schützenden Behälter oder sonstigem System (mit dem der Einlaß-Flansch 12 über eine dichte Verbindungsleitung verbunden ist) eine Druckkraft auf die konvexe Seite des konkav-konvexen Bereiches 24 der Berstscheibe 22 aus. Wenn dieser Druck den konstruktiv vorgegebenen Berstdruck der Berstscheibe erreicht oder gar überschreitet, stülpt sich dieser Bereich um und wird durch die Schneideinrichtung 38 aufgetrennt, wodurch sich der Druck entspannt. Der Auslaß-Flansch 14 ist üblicherweise mit einer Leitung verbunden, die entweder ins Freie oder in einen anderen Behälter bzw. ein System mündet, sofern das Fluid aufgefangen werden soll.
Weil die Berstscheibe 22 mit dem Stützteil 32 durch Schweißung verbunden ist, anstatt zwischen dem Stützteil 32 und dem druckseitigen Flansch 12 eingeklemmt zu sein, ist die Wirkungsweise der Berstscheibe 22 unabhängig sowie unbeeinflußt von der Klemmkraft, welche durch die Flansche 12 und 14 auf das Stützteil 32 ausgeübt wird. Hierdurch ist es möglich, die Sicherheitsvorrichtung 10 zwischen Schraub-Flansche einzufügen und hierbei die Flansch-Schrauben unabhängig von irgendwelchen Einflüssen auf das Arbeiten der Sicherheitsvorrichtung 10 anzuziehen. Des weiteren kann die Sicherheitsvorrichtung 10 viele Male herausgenommen, inspiziert und danach wieder eingebaut werden, ohne daß dies irgendeinen Einfluß auf die Wirkungsweise hätte.
Beispiel
Ein kreisringförmiger stählerner Stützring, der einen Außendurchmesser von 80 cm, einen Innendurchmeser von 76,2 cm und eine Stärke von 1,27 cm aufweist, ist mit einer 0,13 cm starken flachen Metallscheibe verschweißt, die einen Durchmesser von 79,5 cm hat. Die am Umfang der Scheibe angeordnete ununterbrochene Schweißnaht ist mittels eines handelsüblichen Elektronenstrahl- Schweißgerätes unter geringer Wärmeentwicklung gefertigt worden. Die Scheibe samt angeschweißtem Stützring ist auf einem kreisringförmigen Stützteil innerhalb eines Bereiches aufgelegt, der durch einen aus dem Stützteil ausgeformten schmalen Ring definiert ist. Das Stützteil hat einen Außendurchmesser von 96 cm, einen Innendurchmesser von 76,2 cm und eine Stärke von 3,56 cm. Das Stützteil weist ferner auf einem Teilkreis mit 90,42 cm Durchmesser in gleichen Abständen zum Durchführen von Schrauben vierzig Bohrungen mit 3,05 cm Durchmesser auf. Der einstückig aus dem Stützteil ausgeformte schmale Ring ist 3,5 cm hoch, 10,16 cm stark und hat einen Innendurchmesser von 80,5 cm. Der Stützring ist mit dem schmalen Ring des Stützteiles in einer ununterbrochenen Naht durch Schweißung verbunden. Die mit einem handelsüblichen Elektronenstrahl-Schweißgerät gezogene Schweißnaht zwischen dem Stützring und dem schmalen Ring liegt an dessen Oberkante.
Nach Beendigung der Schweißarbeiten hat man Druckluft mit einem Druck von 30,58 kg/cm² auf die Scheibe via das Stützteil einwirken lassen. Hierdurch wurde der Mittelbereich der Scheibe in eine konkav-konvexe Form mit einer Wölbhöhe von 17,53 cm verformt (unter Wölbhöhe ist die Distanz von der Basis bis zum höchsten Punkt des konkav-konvexen Bereiches zu verstehen). Ferner wurde mit dem Stützteil eine Schneidvorrichtung verschweißt, deren vier Schenkel aus Schneidklingen unter Bilden von gegenseitigen rechten Winkeln ebenfalls miteinander verschweißt sind. Die derart gefertigte Vorrichtung mit der gewölbten Umstülp-Berstscheibe hat entwurfsmäßig einen Berstdruck von 4,82 kg/cm² (unter Berstdruck ist derjenige Druck zu verstehen, unter dem das Umstülpen erfolgt). Die Vorrichtung läßt sich zwischen handelsübliche 76,2 cm ASA Schraubflansche für einen Nenndruck von 10,55 kg/cm² einspannen, ohne daß das Drehmoment irgendwelchen Einfluß hätte, das auf die Flanschschrauben ausgeübt wurde.
Die verwendete Niedrigtemperatur-Elektronenstrahl- Schweißanlage besteht aus einem 10-kV-"Vickers- Schweißer" mit einer Elektronenstrahlkanone samt fokussierender Linse sowie mit einer 1 m×1 m×1,5 m-Vakuum- Kammer samt Drehtisch.
Das Verschweißen der Scheibe mit dem Stützring erfolgt durch Einlegen von Scheibe und Stützring in eine besondere Vorrichtung auf dem Drehtisch. Danach wird der Drehtrisch auf Schienen in die Vakuum-Kammer verschoben. Sobald der Drehtrisch den erforderlichen Abstand von der Elektronenstrahl-Kanone hat, wird der Druck in der Kammer auf 10-3 Torr abgesenkt. Die in Hinblick auf eine unter geringer Energiezufuhr zu legende Elektronenstrahl- Schweißnaht erforderliche gegenseitige Lage von Scheibe samt Stützring gegenüber der Elektronenstrahl- Pistole wird durch horizontale Zwei-Koordinaten- Verschiebung des Drehtisches erzielt. Damit ist sichergestellt, daß der Elektronenstrahl dem Verbindungsbereich zwischen Scheibe und Ring über deren vollständigem Umfang folgen kann. Sobald die beste Einstellung erzielt ist, werden mittels Elektronenstrahl verschiedene Heftpunkte angebracht. Unter exakter Strahlführung entlang der kreisförmigen Nahtlinie wird dann die durchlaufende Elektronenstrahl-Schweißraupe in einem ununterbrochenenen Durchlauf gelegt. Am Ende der Naht ist eine gewisse Überlappung zugelassen damit die Verbindung ganz einwandfrei wird.
Das Verschweißen des bereits mit der Scheibe verschweißten Stützringes mit dem Stützteil wird einschließlich der Elektronenstrahl-Führung analog dem vorbeschriebenen Verfahren durchgeführt. Als Unterschied ist jedoch anzumerken, daß das Werkstück in der Kammer unter einem Winkel von 20° gegenüber der Horizontalen liegt, um der räumlichen Enge in der Vakuumkammer Rechnung zu tragen.
Sofern der Spalt zwischen dem Stützring und dem einstückig aus dem Stützteil ausgeformten schmalen Ring mehr als 0,3 mm beträgt, ist eine gewisse Verringerung der Schweißnahthöhe zu beobachten. In einem solchen Falle ist eine "kosmetische" Schweißung angebracht. Mit einem Strahl niedriger Energie wird hierzu die Oberfläche der Naht noch einmal aufgeschmolzen und eine gleichförmige Oberflächenbeschaffenheit erzielt.
Die Schweiß-Parameter für (a) Scheibe mit Stützring, (b) Stützring an Stützteil und (c) für die "kosmetische" Naht sind wie folgt:
Bezugszeichen
10 apparatus
Sicherheitsvorrichtung
12 inlet bolt flange Einlaß-Schraubflansch- bzw. Druckschraubflansch
14 outlet bolt flange Auslaß-Schraubflansch bzw. druckloser Schraubflansch
16 bolts and nuts Schrauben mit Muttern
18 gasket Dichtung
20 gasket Dichtung
22 reverse buckling rupture disk gewölbte Umstülp-Berstscheibe
24 concave-convex portion konkav-konvexer Bereich
26 annular flange portion Ringflanschbereich
28 transition connection verbindender Übergang
30 annular support ring kreisringförmiger Stützring
32 support member Stützteil bzw. Klemmteil
34 annular surface Ring-Fläche
36 annulet schmaler Ring
38 knife means Schneideinrichtung
40 blade legs strahlenförmig angeordnete Klingen
42 continuous weld ununterbrochene Schweißnaht
44 continuous weld ununterbrochene Schweißnaht

Claims (9)

1. Überdruck-Sicherheitsvorrichtung mit
  • - einer Umstülp-Berstscheibe (22), die einen konkav-konvex gewölbten Bereich (24) aufweist und
  • - einem Stützteil (32), das
    • - die Umstülp-Berstscheibe (22) randseitig von der konkaven Seite des gewölbten Bereiches (24) her abstützt und
    • - zwischen einander zugeordneten Einlaß- und Auslaß-Schraubflanschen (12, 14) einklemmbar ist, wobei die Umstülp-Berstscheibe (22) mit dem Stützteil (32) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der konkav-konvex gewölbte Bereich (24) der Umstülp-Berstscheibe (22) mittels eines verbindenden Übergangs (28) einstückig mit einem randseitigen eben ausgebildeten Ringflanschbereich (26) verbunden ist,
  • - daß zur Verbindung der Berstscheibe (22) mit dem Stützteil (32)
    • - ein kreisringförmiger Stützring (30) mit der Seite des ebenen Ringflanschbereiches (26) verschweißt ist, die auf der konvexen Seite des gewölbten Bereiches (24) liegt und
    • - der Stützring (30) mittels Verschweißung starr mit dem Stützteil (32) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (30) mit dem Ringflanschbereich (26) der Berstscheibe (22) in Nähe der Peripherie des Ringflanschbereiches (26) verschweißt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (32) einen der äußeren Peripherie des Stützringes (30) benachbarten schmalen Ring (36) trägt und daß dieser schmale Ring (36) mit dem Stützring (30) verschweißt oder einstückig mit diesem ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Stützteil (32) mit einer Schneideinrichtung (38) derart versehen ist, daß beim Umstülpen der Berstscheibe (22) deren konkav- konvexer Bereich (24) durchschnitten wird.
5. Verfahren zur Herstellung einer Überdruck-Sicherheitsvorrichtung mit einer Umstülp-Berstscheibe mit folgenden Verfahrensschritten:
  • - Ausformen einer Umstülp-Berstscheibe (22) mit einem konkav-konvex gewölbten Bereich (24), der mittels eines verbindenden Überganges (28) einstückig mit einem kreisringförmigen Ringflanschbereich (26) verbunden ist und
  • - Positionieren der Scheibe auf einem Stützteil (32), so daß die auf der konkaven Seite des gewölbten Bereiches liegende Seite des Ringflanschbereiches (26) am Stützteil (32) anliegt, welches zwischen Einlaß- und Auslaß-Schraubflansche (12, 14) einspannbar ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahensschritte:
  • - Verschweißen der auf der konvexen Seite des gewölbten Abschnittes liegenden Seite des eben geformten Ringflanschbereiches (26) der Berstscheibe (22) mit einem kreisringförmigen Stützring (30) mittels eines Strahlschweißverfahrens am Umfang des Ringflanschbereiches (26) und
  • - starres Verbinden des Stützringes (30) mit dem ringförmigen Stützteil (32) mittels Verschweißung.
6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Ausformen des konkav-konvexen Bereiches (24) der Berstscheibe (22) vor deren Anschweißen an den Stützring (30).
7. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
  • - Verschweißen einer flachen Scheibe an deren Umfang mit dem kreisringförmigen Stützring (30) mittels eines Schweißverfahrens mit sehr kleiner Wärmeeinflußzone,
  • - Verschweißen des Stützringes mit dem Stützteil (32) ebenfalls mittels eines Schweißverfahrens mit sehr kleiner Wärmeeinflußzone und
  • - anschließende Druckanwendung auf die flache Scheibe vom Inneren des Stützteiles her und Auswölben des Mittelbereiches der Scheibe in eine konkav-konvexe Formgestalt.
8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch
  • - Einlegen des Stützringes (30) samt Scheibe in einen integralen, in Längsrichtung in das Innere des Einlaßflansches (12) der einander zugeordneten Schraubflansche ragenden Ring (36) und
  • - Verschweißen des Stützringes (30) mit dem Ring (36).
DE3302299A 1982-01-28 1983-01-25 Ueberdruck-sicherheitsvorrichtung mit einer gewoelbten umstuelp-berstscheibe und verfahren zu ihrer herstellung Granted DE3302299A1 (de)

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