DE3542411A1 - Verfahren zum herstellen eines behaelters aus edelstahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Be­ hälters aus Edelstahl, der mit angeschweißten Bauelementen, wie Stutzen, Mannlöchern oder Tragteilen o.dgl. versehen wird, wobei der Behälter aus wenigstens zwei Teilen zusammengeschweißt und anschließend durch Einbringen eines Druckmediums kaltgereckt wird.

Es ist bekannt, Behälter oder Druckgefäße, die aus austeniti­ schen V-A-Stählen oder Mn-legierten verschleißfesten Stählen bestehen, durch Kaltrecken bei Raumtemperatur nachträglich zu verfestigen. Dadurch wird die Streckgrenze des Werkstoffes er­ höht werden, so daß eine geringe Wandstärke gewählt und Materi­ al eingespart werden kann, ohne daß die Güte des Apparates da­ runter leidet. Bei diesem Verfahren, bei welchem die zusätzli­ chen Bauelemente, wie Anschlußstutzen, Mannlöcher oder Tragtei­ le o.dgl. vor dem Kaltrecken angebracht werden, ist es schwie­ rig, die durch die Stutzen oder Anschweißteile verursachten Spannungen zu berücksichtigen, die durch eine vorherige Be­ rechnung kaum oder gar nicht zu erfassen sind. Der durch das Kaltrecken ermöglichten Wanddickenverminderung sind dadurch Grenzen gesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Vorteile des Kaltreckens noch besser als bisher ausgenutzt werden können.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die zusätzlichen Bauele­ mente nach dem Kaltrecken angebracht werden.

Durch diese verblüffend einfache Maßnahme ist es möglich, den Behälter in seiner ursprünglichen geometrischen Form ungehin­ dert plastisch zu verformen, ohne daß durch die zusätzlichen Bauelemente undefinierte Störspannungen auftreten. Es ist daher möglich, die plastische Verformung durch das Kaltrecken genau zu definieren und vorauszuberechnen, so daß eine verbesserte Werkstoffausnutzung durch Wanddickenreduzierung möglich ist.

Versuche haben gezeigt, daß das Anbringen von Öffnungen, Stut­ zen, Mannlöcher und Tragkonstruktionen durch nachträgliches An­ schweißen so erfolgen kann, daß dabei die durch das Kaltrecken bewirkte Gefügeveränderung nicht aufgehoben wird. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Anschweißen der Bauteile als Strichraupenschweißung durch­ geführt wird. Bei einer derartigen Strichraupenschweißung ist es möglich, mit dünnen Elektroden und geringer Stromstärke zu schweißen, so daß die Wärmeeinbringung außer in die Schweißnaht selbst sehr gering ist. Gegebenenfalls ist es notwendig, zwi­ schen den einzelnen Schweißschritten zuzuwarten, bis der Be­ reich der Schweißnaht wieder abgekühlt ist.

Die hergestellten Behälter, wie Mischbehälter, Tanks, Kolonnen oder ähnliche Apparate müssen abgenommen werden, wobei sie bei der Abnahme mit einem Prüfdruck geprüft werden, der das 1,3-fa­ che des Betriebsdruckes beträgt. Es hat sich gezeigt, daß die­ ser Prüfdruck dazu führt, daß die durch das Anschweißen der Bauelemente unvermeidlich eingebrachten Schweißspannungen abge­ baut und vergleichmäßigt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines gemäß der Erfindung herge­ stellten Behälters.

Fig. 1 zeigt einen Behälter in seiner geometrischen, nach dem Zusammenschweißen gegebenen Form,

Fig. 2 den Behälter nach dem Kaltrecken durch Einfüllen eines Druckmediums und

Fig. 3 den fertigen Behälter nach dem Anbringen der zu­ sätzlichen Bauelemente.

Der in der Zeichnung dargestellte Behälter wird zunächst durch Zusammenschweißen eines zylindrischen Mittelteils 1 und zwei gewölbten Böden 2 und 3 hergestellt. Die Böden 2 und 3 werden als Klöpperböden oder Halbkugelböden hergestellt. Das Material für den zylindrischen, nahtlosen Mittelteil und die Böden 2 und 3 ist ein Edelstahl, insbesondere ein austenitischer V-A-Stahl.

Nach dem Herstellen der in Fig. 1 dargestellten geometrischen Grundform des Behälters wird dieser mit einem Druckmedium, bei­ spielsweise Wasser, befüllt, das einen derartigen Druck auf­ weist, daß die Wände des Mittelteils 1 und der Böden 2 und 3 sowie auch die Schweißnähte plastisch deformiert werden, wobei eine Wanddickenverminderung eintritt. Der Behälter ist bis auf eine nicht dargestellte Einfüllöffnung für das Druckmedium un­ beschädigt, so daß sich die bei dem Kaltrecken, d.h. dem Recken bei Raumtemperatur, ergebende Verformung vorausberechnen läßt. Unregelmäßigkeiten bei der Verformung sind nicht zu erwarten.

An den durch Kaltrecken plastisch verformten Behälter werden erst anschließend die zusätzlich erforderlichen Bauelemente an­ geschweißt, für die in Fig. 3 einige Beispiele dargestellt sind. Derartige Bauteile sind beispielsweise im unteren Bereich ange­ brachte Füße 4, ein Ablaßstutzen 5, ein im Bereich des Mittel­ teils 1 angebrachtes Mannloch 6 und Anschlußstutzen 7 und 8. Bei dem Ausführungsbeispiel sind ferner im Bereich des oberen Bodens 2 ein zusätzlicher Stutzen 9 sowie Aufhängevorrichtungen 10 angebracht. Ferner ist das Mittelteil 1 mit einer Aufnahme 12 für ein angedeutetes Rührwerk 13 versehen.

Die notwendigen Öffnungen sowie die Bauteile 4 bis 12 werden erst nachträglich an den bereits kaltgereckten Behälter ange­ bracht. Bei dem dazu erforderlichen Schweißen ist darauf zu achten, daß die Wärmeeinbringung in den Behälter möglichst ge­ ring ist, so daß die durch das Kaltrecken bedingte Gefügeum­ wandlung in diesen Bereichen nicht wieder aufgehoben wird. Es hat sich gezeigt, daß diese Bedingungen mit einer Strichraupen­ schweißung erfüllt werden können, bei der mit relativ dünnen Elektroden und kleinen Stromstärken gearbeitet werden kann, so daß die Wärmeeinbringung entsprechend gering ist.

Ein derartiger Behälter, der mit lnnendruck betrieben wird, muß vor seiner Inbetriebnahme einer Abnahmeprüfung unterzogen wer­ den, bei welcher der Behälter einem inneren Prüfdruck ausge­ setzt wird, der das 1,3-fache seines Betriebsdruckes beträgt. Es hat sich gezeigt, daß das Aufbringen dieses Prüfdruckes dazu führt, insbesondere bei Behältern von Wandstärken größer als 5 mm, daß die durch das Anschweißen der Bauteile 4 bis 12 ein­ gebrachten Spannungen abgebaut und vergleichmäßigt werden.

Ein besonderer Vorteil des nachträglichen Anbringens der zu­ sätzlichen Bauelemente an den bereits kaltgereckten Behälter besteht darin, daß auf diese Weise auch noch nachträglich ande­ re oder zusätzliche Elemente angebracht werden können, so daß der Behälter oder Apparat einer anderen Verwendungsmöglichkeit auch noch nachträglich zugeführt werden kann. Ein weiterer, sehr wesentlicher Vorteil besteht auch darin, daß die nach­ träglich nach dem Kaltrecken angebrachten Bauelemente sich auch dann selbstverständlich nicht durch das Kaltrecken in ihrer Lage zur Behälterachse verändern. Diese Veränderung der geometrischen Lage und Ausrichtung zur Behälterachse, die bei dem Kaltrecken an bereits mit den Bauelementen versehenen Be­ hältern fast immer auftrat, war ein wesentlicher Nachteil, da dann sehr oft das Anschließen von Zuführleitungen oder Abführ­ leitungen umständliche Formgebungen erforderte.

Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren auch bei anderen Behälterformen als der dargestellten anwendbar, insbe­ sondere bei aus zwei Kugelhälften zusammengeschweißten Kugel­ behältern.

Claims (2)

1. Verfahren zum Herstellen eines Behälters aus Edelstahl, der mit angeschweißten Bauelementen, wie Stutzen, Mannlöchern oder Tragteilen o.dgl. versehen wird, wobei der Behälter aus wenigstens zwei Teilen zusammengeschweißt und anschließend durch Einbringen eines Druckmediums kaltgereckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Bauelemente nach dem Kaltrecken angebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschweißen der Bauteile als Strichraupenschweißung durch­ geführt wird.