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Geschweißter Flammrohrkessel Bei der Verbindung der Teile von Flammrolirkessein
untereinander durch Schweißung ist die schwierigste Aufgabe die Verbindung der Flammrohre
mit den Böden. Flammrohrkessel werden bekanntlich in der Regel mit einem vorderen
ausgebalsten und mit einem hinteren eingehalsten Boden hergestellt. Da Aushalsungen
von Böden bestimmten Außendurchmessers infolge des Preßvorganges mit größeren Halsdurchmessern
ausgeführt werden können als Einhalsungen, hat diese Lösung den Vorteil, daß Flammrohre
größeren Durchmessers in den Kessel eingebaut werden können als das möglich wäre,
wenn der Kessel beiderseits eingehalste Böden hätte. Der Durchmesser der Halsung
des Vorderbodens ist deswegen für den Flammrohrdurchmesser bestimmend, weil mit
Rücksicht auf Erneuerung nach Schäden im Betriebe die Ersatzflammrohre durch die
vorderen Halsungen einschiebbar sein müssen.
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Solange Flammrohrkessel genietet wurden, machte die Ausführung mit
vorderen, ausgehakten und hinteren, eingehalsten Böden wenig Schwierigkeiten. Beim
Übergang zur Schweißung ergaben sieh Schwierigkeiten bei der Verschweißung der Flammrohre
mit dem vorderen, ausgehalsten Boden. Bei dieser Konstruktion war es bisher nicht
möglich, mehr als eine Schweißnaht, und zwar eine Kehlnaht am vorderen Flammrohrende
anzubringen, diese ist aber erfahrungsgemäß nicht geeignet, um eine hochwertige
Verbindung sicherzustellen.
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Man war deshalb gezwungen, auch den. vorderen Boden einzuhalsen und
konnte zur Verbindumg des eingeschobenen Flammrohres mit diesem dann zwei Kehlnähte
anbringen. Diese Verbindung
eignet sieh aber bekanntlich nur zur
Befestigung von Flammrohren mit geringerer Wandstärke als etwa 15 mm.
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Daher ging man dazu über, die Flammrohre zwischen die Einhalsungen
der Vorder- undHinterböden stumpf mittels V-Nähte einzuschweißen. Um dieses ausführen
zu können, sind, besondere Vorkehrungen notwendig, z. B. hat man sich damit geholfen,
daß an dem vorderen Flammrohrende ein geteilter, konischer oder abgesteifter Ring
angebracht wird, der nach Einschieben des Flammrohres in zwei oder mehr Teilen eingesetzt,
mit dem Flammrohr und der Einshalsung des vorderen Bodens stumpf verschweißt sowie
an seinen Trennfugen ebenfalls durch stumpfe Nähte geschlossen wird. Ohne dieses
oder ähnliche Hilfsmittel wäre es nicht möglich, bei Flammrohrkesseln mit beiderseits
eingehalsten Böden die stumpf einzuschweißenden Ersatzflammrohre bei Reparaturen
einzuschieben.
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Bei dieser Lösung und ähnlichen Lösungen müssen aber eingehalste Vorderböden
verwendet werden, und es lassen sieh daher bei einem bestimmten Kesselaußendurchmesser
nur engere Flammrohre als bei ausgehalsten Böden einbauen. Hierdurch wird die Wärmeleistung
herabgesetzt, denn diese hängt im wesentlichen vom lichten Durchmesser bzw: lichten
Querschnitt der Flammrohre ab, in denen die Feuerung untergebracht werden muß. Nun
sind außerdem die Zwischenräume zwischen den Flammrohren eines Kessels mit zum Beispiel
zwei Flammrohren und zwischen Flammrohren und Kesselmantel am vorderen Boden, der
ja Einhalsungen größtmöglichenDurchmessers haben muß, so eng, daß die hoch beanspruchter
Verbindungsnähte zwischen Flammrohren und Einhalsungen des Vorderbodens nur von
der Innenseite des Flammrohres her ausgeführt werden können. Von der Außenseite
des Flammrohres, also dem Innenraum des Kessels her, kommt der Schweißer an diese
Nähte nur teilweise heran, und es ist daher nicht überall möglich, die Verbindungs-V-Nähte
von der Rückseite her auszukreuzen und an der Wurzel nachzuschweißen. Dies ist aber
unbedingt erforderlich, denn nur eine an der Wurzel einwandfrei ausgeführte Naht
scann den Zugbeanspruchungen in Verbindung mit den Laugeangriffen, die an dieser
Stelle vom Kesselwasser her auftreten, auf die Dauer widerstehen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun sowohl die Verwendung ausgehalster
Vorderböden bei geschweißten Flammrohrkesseln als auch die einwandfreie Ausführung
der hochbeanspruchten V-förmigen Rundnähte zur Befestigung derFlammrohre, dadurch,
daß die Flammrohre mindestens an einem Ende des Kessels mit den entsprechenden Aushalsungen
des Bodens unter Zwischenschaltung eines Ringes mit hakenförmigem Querschnitt verschweißt
werden. Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Abbildungen dargestellt,
und zwar: Abb. i ist der Längsschnitt eines geschweißten Zweiflammrohrkessels, Abb.
2 der Grundrlßschnltt desselben Kessels. Abb. 3 ein vergrößerter Schnitt durch eine
Aushalsung des vorderen Bodens und Verbindung mit dem vorderen Flammrohren-de, Abb.4
desgleichen, Abb. 5 ein Schnitt durch den zur Verbindung des ausgehalsten Vorderbodens
mit dem Flammrohr benötigten Ring, hakenförmigenQuerschnittes in einer -speziellen
Ausführung.
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In den Abb. i und 2 ist die Lage der Schweißnähte mit Schweißzeichen
gemäß DIN-Norm 1912 hervorgehoben, in den Abb. 3 und 4 größeren Maßstabes ist sie
durch schwarze Anlage gekennzeichnet.
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Der Mantel i des Flammrohrkessels nach der Erfindung ist mit den Böden
2 und 3 desselben in gewohnter Weise durch Ruindnä'hte in V-Form 4 verbunden. Diese
Verbindung geschieht vor dem Einschieben der Flammrohre, und es ist daher möglich,
die Nähte 4 von innen her auszukreuzen und die Wurzel nachzuschweißen. Die Flammrohre
5 des Kessels, in diesem Falle Wehrohre, sind nun mit dem hinteren Boden. 3 durch
Stumpfschweißung verbunden, und zwar durch V-Nähte 6, die vom Flammrohrinnern her
angebracht werden. Auch diese Nähte können an der Wurzel ausgekreuzt und nachgeschweißt
werden, denn wie vorbeschrieben, werden Flammrohre sowieso stest am hinteren Ende
enger ausgeführt als am vorderen Ende und die Einhalsung des hinteren Bodens 3 enger
gemacht als die Ein- oder Aushalsungen des Vorderbodens, so daß die erwähnten Nähte
vom Innenraum des Kessels her gut zugänglich sind..
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Am vorderen Ende sind nun die Wellrohre wegen den größeren Aushalsungen
des Vorderbodens 2 muit einer Aufweitung 7 versehen, deren Außendurchmesser nur
wenig enger ist als der Innendurchmesser der Aushalsung. Zur Verbindung zwischen
jedem Flammrohr und der zugehörigen Aus'halsung des Vorderbodens ist nun erfindungsgemäß
je ein im Querschnitt hakenförmiger Ring 8a, 8b und 8c angebracht. Diese Ringe;
die im übrigen verschiedene Formen haben können, etwa nach Abb. 3 oder 4 bzw. 5,
werden vor dem Einschieben der Flammrohre mit diesen durch solide, wurzelseitig
ausgekreuzte und nachgeschweißte V-Nähte 9,1 oder 9b verbunden. Nach dem
Einschieben der Flammrohre und Ausführung der hinteren Flammrohrnähte 6 werden dann
zwischen Aushalsungen des Vorderbodens und Ringen noch weitere V-Nähte io angebracht.
Da diese Nähte io nur einer Druckspannung unterworfen sind (der vordere Boden drückt
infolge dies Dampfüberdruckes im Kessel gegen die Hakenringe 8, wohingegen die Flammrohre
5 mit den Nähten 9a bzw. 9b diese vom Boden herrührende Kraft als Zugspannung aufnehmen),
ist es ohne Bedeutung, daß die V-Nähte io nicht ausgekreuzt und wurzelseitig nachgeschweißt
werden können. Hier genügt es vielmehr, die Naht io durch geeignete Formgebung z.
B. Tulpenform, wie in Abb.4 dargestellt, und unter Verwendung geeigneter Schweißunterlagen
herzustellen. Neben
der Ausführung 8° der Abb. 3 der Zeichnung sind
in Abb. 4 und 5 zwei weitere Ausführungsmöglichkeiten des hakenförmigen Ringes aufgezeichnet.
Die Ausführung des Ringes nach Abb.5 in Form 811 ist besonders einfach herzustellen.
Der Ringkahn kalt oder warm gebogen werden aus einem gewalzten Vierkantprofil, dessen
Seitenlängen der Breite und der Höhe des Ringes entsprechen. Vorher wird aber dieses
Vierkanteisen nach der Linie s-s, z. B. mit <lern Sauerstoffschneidgerät, auf
trapezförmigen Querschnitt zugeschnitten, dann. erst wird es zum Ring gerollt und
an der Nahtstelle verschweißt. Danach erfolgt die endgültige Formgebung durch spanabhebende
Bearbeitung auf einer Karussell-oder Drehbank, wofür der Ring durch den vorhergehenden
Schrägschnitt bestens vorbereitet ist, so daß nur noch wenig Dreharbeit zu leisten
ist. In ähnlicher Weise kann der Ring nach Form 86 ausgeführt werden. An Stelle
des hakenförmigen Ringes kann auch ein abgestufter Ring i i nach Abb.6 verwendet
werden, der einerseits mittels einer V-Naht mit Wurzelauskreuzumg und Wurzelnachschweißung
mit dem Flammrohr und arndererseits mittels einer V-Naht mit der Aushalsung des
Vorderbodens verbunden wird. Bei dieser Ausführung muß dann nur, damit das Flammrohr
eingeschoben werden kann, dessen vordereAushalsung entsprechend größer im äußeren
Durchmesser als der äußere Wellendurchmesser sein, und die erwähnte V-Naht muß so
weit abgeschliffen werden, daß sie nicht übersteht.