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Verfahren zum Verschweißen von Wasserkesselrohren Es ist bereits bekannt,
Rohre an der Schweißstelle mit einem Innenring, der die Stoßfuge überbrückt, auszustatten,
wodurch das Eindringen von Schweißperlen ins Rohrinnere verhindert wird. Ebenso
ist es auch bekannt, beim Aufbau von Kesselanlagen Rohre zu verwenden, die innen
oder außen eine Plattierung tragen, um das Rohr auf diese Weise korrosionswiderstandsfähiger
zu machen. Sollen derartige Rohre miteinander verschweißt werden, so stößt die Verschweißung
in mehrfacher Hinsicht jedoch auf Schwierigkeiten, einerseits wird die Plattierungsschicht
in ihrer Zusammensetzung beeinträchtigt, da es unvermeidbar ist, daß beim Verschweißen
eine gewisse Vermischung des Grundwerkstoffes des Rohres mit dem Werkstoff der Plattierungsschicht
eintritt. Derartige Vermischungen sind beim Verschweißen nicht zu beherrschen, so
daß gerade die Schweißstelle in erhöhtem Maße korrosionsanfällig werden kann. Aus
diesem Grund wurde schon vorgeschlagen, beim Verschweißen solcher Rohre auf die
Stoßfuge zunächst im Schweißverfahren einen gleichen oder höherwertigen Werkstoff
als den der Plattierungsschicht aufzutragen und dann durch Auftragsschweißung die
Verbindung zwischen den Rohrenden herzustellen. Bei diesem Verfahren kann zwar wohl
eine befriedigende Fortsetzung der korrosionsbeständigen Schicht erzielt werden,
doch läßt sich dieses Verfahren im Hinblick auf die Rohrverbindung beschränkt anwenden.
Handelt es sich darum, die Wasserrohre von Hochdruckkesseln zu verschweißen, so
kommt mit Rücksicht auf die notwendige Festigkeit gerade der Schweißstelle eine
besondere Bedeutung zu. Nun aber ist es unvermeidlich, daß beim Auftrag einer Werkstoffschicht
anderer Zusammensetzung als sie der Grundwerkstoff des Rohres aufweist, ebenfalls
Vermischungen dieser beiden Werkstoffe eintreten, hierdurch aber wird die Bildung
von Haarrissen begünstigt, so daß eine solche Verschweißung bei Kesselanlagen, an
die hinsichtlich des Druckes besondere Anforderungen gestellt werden, nicht ohne
weiteres anwendbar ist. Man hat zwar ebenfalls bereits vorgeschlagen, bei einer
Schmelzschweißverbindüng für Rohre und
unter Verwendung eines die
Stoßfuge überbrückenden Innenringes zur Bildung des Ringes einen korrosionsbeständigen
Werkstoff, beispielsweise einen austenitischen zü verwenden: Aber auch diese Maßnahme
könnte nicht das Auftreten von Haarrissen mit Sicherheit ausschließen, wenn be.ispielsweise
die Innenwandung des Rohres eine Plattierungsschicht besitzt und wenn die Stoßfuge
sodann im Schweißverfahren unter Benutzung eines dem Grundwerkstoff des Rohres gleichen
Werkstoffes verschweißt wurde. Gerade bei Hochdruckkesseln mit verwickeltem Aufbau
des Rohrsystems ist aber eine außerordentliche Vielzahl von Schweißstellen unvermeidbar,
so daß nicht nur mit Rücksicht auf den geringen Strömungswiderstand eine innen glatte
Schweißnaht angestrebt werden muß; sondern vor allem auch eine Verschweißung, die
der Dauerbeanspruchung durch die auftretenden hohen Drücke in jeder Hinsicht gewachsen
ist.
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Die bei dem bekannten Schweißverfahren unvermeidlichen Nachteile werden
nach der Erfindung auch beim Verschweißen von Wasserkesselrohren mit innen plattierter,
korrosionsbeständiger, beispielsweise austenitischer Schicht und unter Verwendung
eines korrosionswiderstandsfähigen Rohrinnenringes dadurch vermieden, daß die Rohrinnenschicht,
schon vor der Schweißnaht endigend, nur bis unter den ebenfalls aus austenitischem
Werkstoff bestehenden Rohrinnenring geführt ist, der nur in seinem inneren Teil
mit der aus beispielsweise ferritsch-perlitischem Werkstoff bestehenden Schweißnaht
verbunden wird. Im Fälle einer Verschweißung dieses Ringes mit der Schweißnaht wird
der Ring mit Vorteil in seinem mittleren Teil mit einer ringsum laufenden Kerbe
versehen, in die ein Ring aus gleichem Werkstoff wie die Schweißnaht eingelegt wird,
der seinerseits mit der Schweißnaht verschmolzen ist.-Bei Anwendung dieses Verfahrens
wird mit Sicherheit vermieden, daß bei Bildung der die Rohrverbindung bewirkenden
Schweißnaht eine Beeinträchtigung der iFestigkeit durch Vermischung des Grundwerkstoffes
des Rohres mit demjenigen der Plattierung eintritt. Es wird daher mit völliger Sicherheit
die Bildung von Kerbrissen beseitigt, die auf eine ungleiche Zusammensetzung von
Rohrinnenring und Rohrgrundwerkstoff zurückzuführen ist. Bei Anwendung der ringsum
laufenden Kerbe und Einlegen eines Ringes in diese von gleichem Werkstoff wie die
Schweißnaht können zudem allenfalls auftretende geringe Kerbrisse in den Bereich
der Kerbe des Ringes verlegt werden, so daß sie ebenfalls mit Sicherheit von der
tragenden Schweißverbindung zwischen den beiden Rohrenden ferngehalten werden.
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Selbstverständlich ist- es auch möglich, in dieser Weise Rohrstränge
miteinander zu verbinden, von denen der eine die beschriebene Innenplattierung trägt,
der andere aber eine solche Schutzschicht nicht aufweist. Dieser Fall kann eintreten
beispielsweise beim Übergang vom Wasservorwärmer in den Verdampfer und vom Verdampfer
in den Überhitzer, da sowohl im Wasservorwärmer als auch im Überhitzer unter Umständen
auf eine Innenschutzschicht der Rohre verzichtet werden kann.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei schematischen
Schnittdarstellungen durch eine Rohrverbindung veranschaulicht.
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Fig. z zeigt die Verbindung zwischen Rohren, die beide eine Innenschutzschicht
tragen, Fig: 2 eine Verbindung zwischen einem plattierten und einem nichtplattierten
Rohr.
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Der eigentliche Rohrkörper ist mit i bezeichnet. Im Fälle der Fig.
i tragen beide Rohre eine Innenschutzschicht 2, z. B. eine Innenplattierung aus
äustenitischem Werkstoff. Diese Schutzschicht ist nicht bis an die Schweißnaht 3
herangeführt, sondern an dieser Stelle durch einen Rohrinnenring 4, beispielsweise
ebenfalls aus austenitischem Werkstoff, ersetzt. In seinem mittleren Teil ist dieser
Rohrinnenring mit einer ringsum laufenden Kerbe 5 versehen, in die beim Verschweißen
ein Ring 6 aus gleichem Werkstoff wie die Schweißnaht 3 eingelegt wird.
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In dieser Weise gelingt es; den Rohrinnenring 4, der im Bereich der
Schweißnaht die Wirkung der korrosionsfesten Schutzschicht 2 übernimmt, genügend
fest mit der Schweißnaht 3 zu verbinden, während die möglichen Kerbrisse auf den
Bereich der ringsum laufenden Kerbe 5 des Rohrinnenringes beschränkt und mit Sicherheit
aus der tragenden Schweißnaht 3 ferngehalten werden.
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Es besteht hierbei auch die Möglichkeit, einen Rohrinnenring 4 aus
iKupfer od. dgl. zu verwenden: