DE548576C

DE548576C - Verfahren zur Herstellung von eisernen Hochdruckrohren

Info

Publication number: DE548576C
Application number: DEK108210D
Authority: DE
Original assignee: RICHARD KRAUSS DIPL ING
Current assignee: RICHARD KRAUSS DIPL ING
Priority date: 1928-03-01
Filing date: 1928-03-01
Publication date: 1933-02-03

Description

Verfahren zur Herstellung von eisernen Hochdruckrohren Die Wasserzufuhr nach dem Krafthaus geschieht bei großen Hochdruckwasserkraftwerker durch mehrere Kraftleitungen kleinen oder durch wenige oder eine großen Durchmessers. Da die Leitungen mit kleinem Durchmesser schwerer sind, mehr Platz brauchen und größere Rohrreibungsverluste haben, sucht man heute die Zahl der Rohrleitungen zu beschränken und solche von möglichst großem Durchmesser zu verwenden.
Hochdruckrohrleitungen werden wegen der hohen Belastung aus Schmiedestahl nahtlos oder geschweißt hergestellt. Nahtlos gewalzte Rohre von größerer Länge können heute nur bis etwa 6oommDurchmesser hergestelltwerden, darüber hinaus müssen die Rohre geschmiedet und allseitig bearbeitet werden, was für Kraftleitungen zu teuer kommt und den Nachteil hat, daß dickwandige Rohre aus unlegiertem Material, das für große Turbinenleitungen nur in Betracht kommen könnte, nicht mit der erforderlichen Gleichmäßigkeit hergestellt werden können.
Die Schweißung ermöglicht bei der Herstellung von Rohren die Verwendung von Walzmaterial. Der Anwendbarkeit der Schweißung ist aber durch die zuverlässige Herstellung der Schweißnähte eine Grenze gesetzt. Wohl können in Sonderfällen Schweißnähte an Blechen bis ioo mm Blechstärke hergestellt werden, aber von 3o bis q0 mm an lassen sich Schweißfehler und erhebliche Dehnungsverminderungen an den Rohrteilen in und um die Schweißnaht herum nicht mit Sicherheit vermeiden. Durch Verstärkung geschweißter Rohre mit Bandagen kann auf dünnwandigere Rohre zurückgegriffen werden. Für Hochdruckkraftleitungen mit großem lichten Durchmesser erhalten aber heute die geschweißten Kernrohre der Bandagenrohre bereits Wandstärken, die eine betriebssichere Ausbildung nicht mehr ermöglichen. Mit der Zunahme der Wandstärke der geschweißten Rohre geht weiter eine kürzere Baulänge Hand in Hand, was eine Vermehrung der teuren Rohrverbindungen erfordert.
Die Bandagen werden entweder durch Aufschrumpfen auf dem Kernrohr gehalten oder durch Aufwölben der Kernrohrteile zwischen den Bandagen mittels Innendruckes.
Bandagenrohre mit aufgewölbtem Kernrohr zwischen den Bandagen brauchen ein dünnes Kernrohr und Bandagen aus einem Werkstoff mit sehr hoher Streckgrenze, damit das Auswölben des Kernrohres, ohne daß sich die Bandagen mitdehnen, möglich ist. Da Walzbleche unvermeidliche Dickenunterschiede haben, wölbt sich das Kernrohr zwischen den Bandagen verschieden stark aus, ein gleichmäßiges Festsitzen der Bandagen und auch eine nur annähernd gleichmäßige Belastung der einzelnen Bandagen und der gewölbten Rohrteile ist unmöglich. Einige Bandagen sitzen nicht fest, andere werden überbelastet und neigen wegen ihrer geringen Dehnung zum Platzen. Das dünne Kernrohr gibt dem Rohr eine zu geringe Festigkeit in der Längsrichtung, und die Auswölbung verursacht durch die Strömungsverluste dauernde Verlustkosten. Rohre, die durch Aufschrumpfen geschweißter walztechnisch bearbeiteter Mäntel, ferner solche, die durch Aufschrumpfen spanabnehmend bearbeiteter Mäntel hergestellt werden, sind bekannt. Bei den ersteren wird durch die unvermeidlichen Durchmesserverschiedenheiten der langen geschweißten Rohre ein gutes Anliegen der übereinandergeschrumpften Mäntel nicht erreicht. Die aufgeschrumpften Außenmäntel neigen zu Anrissen, besonders in der Schweißnaht, da durch die Durchmesserverschiedenheiten einzelne Teile erheblichen Zugbeanspruchungen ausgesetzt sind. Die Risse sind vielfach so fein, daß sie mit bloßem Auge nicht zu sehen sind. Liegen sie an der Innenseite des aufgeschrumpften Mantels, so ist ihre Feststellung ganz unmöglich. Im Betrieb bilden derartige Rohre eine dauernde Gefahr, da diese Risse durch irgendeine Katastrophenbeanspruchung, die bei Hochdruckkraftleitungen mit Sicherheit nicht fernzuhalten sind, leicht die Ursache von Rohrbrüchen bilden. Spanabhebend bearbeitete und entweder durch Aufschrumpfen oder, wie z. B. bei Kanonenrohren, durch Aufweiten der inneren Mäntel übereinander angeordnete Mäntel kommen für Turbinenleitungen sowohl wegen des großen Durchmessers der letzteren als auch des hohen Preises wegen nicht in Frage.
Die Nachteile, die die bisher genannten Rohrkonstruktionen für Hochdruckkraftleitungen großen Durchmessers haben, vermeidet die vorliegende Erfindung durch die gemeinsame Anwendung folgender an sich bekannter Merkmale: Die Anordnung geschweißter Mäntel aus Walzblech ineinander und das Einweiten der inneren Mäntel in den äußeren Mantel mittels Flüssigkeitsdruckes.
Dieses Herstellungsverfahren gibt Gewähr, daß die Mäntel durchweg dicht aneinanderliegen, daß lange Rohrschüsse hergestellt werden können, daß die Beanspruchung der ganzen Wandung gleichsam als einheitlicher Querschnitt zuverlässig beherrscht werden kann, daß die Herstellungskosten gering bleiben und daß der Durchflußkoeffizient für das Wasser niedrig ist. Zweckmäßig werden die Schweißnähte versetzt angeordnet und die Wahl des Werkstoffes und die Stärke der einzelnen Mäntel den vorliegenden Verhältnissen angepaßt.
Die zu weitenden Rohre können vor dem Weiten einen bis zu 2o °/a kleineren Durchmesser als die sie umgebenden Rohre aufweisen, so daß beim Weiten eine bedeutende Kaltreckung und damit eine entsprechende Materialvergütung der inneren Mäntel eintritt. An sich ist das Vergüten von Rohren durch Aufweiten mittels Innendruckes bekannt.
Das neue Verfahren ergibt somit durch die gemeinsame Anwendung an und für sich bekannter Merkmale einen erheblichen technischen Fortichritt bei der Herstellung von Hochdruckkraftleitungen großen Durchmessers.
Die Zeichnung veranschaulicht das neue Rohr bei seiner Herstellung und im fertigen Zustand. Abb. i zeigt im Schnitt die Köpfe einer Rohrprüfmaschine, zwischen denen ein Rohr eingespannt ist, welches in ein darübergeschobenes Mantelrohr eingeweitet werden soll.
Abb.2 zeigt im Schnitt eine am Ende gelegene Wandstelle des fertigen Rohres.
In die Köpfe i und 2 einer Rohrprüfmaschine ist das Rohr 3, über welches das äußere Mantelrohr q. geschoben ist, eingespannt und durch die Dichtungsscheiben 5 gegen austretendes Druckwasser abgedichtet. Durch die Zuleitung 6 wird dem Innern des Rohres 3 das Druckwasser zugeführt. Die Länge des Rohres 3 ist so gewählt, daß es auf beiden Seiten ein gewisses Stück 7 über das Mantelrohr q. hinausragt. Dieses Stück 7 ist zum Teil in den Kopf der Prüfmaschine eingespannt, der andere Teil deformiert sich beim Aufweiten in der Art, wie Abb. 2 es zeigt. Nach dem Aufweiten werden die Stücke 7 des Rohres 3 durch Abstechen, Schneiden o. dgl. entfernt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von eisernen, insbesondere für Wasserkraftanlagen verwendbaren Hochdruckrohren und -behältern großen Durchmessers, gekennzeichnet durch die gemeinsame Anwendung folgender an sich bekannter Merkmale: Die Anordnung geschweißter Mäntel aus Walzblech ineinander und das Einweiten der inneren Mäntel in den äußeren Mantel mittels Flüssigkeitsdruckes.
2. Verfahren nach Anspruch i dadurch gekennzeichnet, daß die zu weitenden geschweißten Mäntel vor dem Weiten einen bis zu 2o °/o kleineren Durchmesser aufweisen als die sie umgebenden Mäntel, so daß beim Weiten eine bedeutende Kaltreckung und entsprechende Materialvergütung der inneren Mäntel eintritt.