DE896506C - Mehrlagenhohlkoerper fuer hohe Druecke - Google Patents

Description

• Mehrlagenhohlkörper für hohe Drücke Für Mehrlagerihohlkörper für hohe und höchste Drücke, insbesondere solche, welche .durch wendelförmiges Aufwickeln von zweckmäßig profilierten Metallbändern rauf Kernrohre hergestellt werden, wurden bisher Werkstoffe verwendet, welche den auftretenden mechanischen Beanspruchungen gewachsen waren. Es ist nun in vielen Fällen von Vorteil, wenn ,die Kernrohre aus Werkstoffen hergestellt werden, welche nicht nur den durch den Innendruck und die Temperatureinflüsse gegebenen mechanischen Beanspruchungen Widerstand leisten, sondern gleichzeitig auch gegen chemische Einflüsse beständig sind, so daß weitere Schutzmaßnahmen, beispielsweise durch eine Auskleidung oder Ausm@auerung, "nicht mehr erforderlich sind. Die Verwendung beständiger Werkstoffe für die Kernrohre kommt in Frage bei Einwirkung sowohl korrosiver Flüssigkeiten als auch Dämpfen und Gasen, beispielsweise also auch bei `Einwirkung von Kohlenoxyd, Stickstoff, Ammoniak und Wasserstoff; diese Verwendung stößt aber deshalb auf Schwierigkeiten, weil derartige Werkstoffe vielfach den mechanischen Beanspruchungen nicht genügend gewachsen sind.
• Es wurde nun gefunden, daß die erwähnten Vorteile leicht erreicht werden können, wenn die Kernrohre aus Verbundwerkstoffen, d. h. aus mindestens zwei Schichten verschiedener Werkstoffe, insbesondere Metalle oder Legierungen, die festhaftend miteinander verbunden sind, bestehen. Die Verwendung von Verbundwerkstoffen ist zwar für Rohre und Hohlkörper, sowohl nahtlos hergestellte als auch aus Teilen durch Längs- und Rundschweißen zusammengesetzte, bekannt; Verbundwerkstoffe wurden jedoch bisher nicht für die Kernrohre von Mehrlagenhohlkörpern für hohe Drücke, insbesondere nach dem Wickelverfahren hergestellte, verwendet. Durch die Verwendung von Verbundwerkstoffen ist die Möglichkeit gegeben, in rationellster Weise sowohl die höchste Innendruckbeanspruchung aufzunehmen, als auch gleichzeitig den schädigenden, insbesondere korrodierenden Einwirkungen des Rohr- und Gefäßinhaltes Widerstand zu leisten. Auch besteht hier die Möglichkeit, katalytische Wirkungen bei chemischen Reaktionen innerhalb der Gefäße oder Rohre zu erzielen.
• Große Vorteile bietet die Verwendung von Verbundwerkstoffen insbesondere dann, wenn es sich darum handelt, aus Gründen der Widerstandsfähigkeit gegen die Einwirkung .des Gefäß- bzw. Rohrinhaltes metallische Werkstoffe zu verwenden, welche bei ,der bisherigen Verarbeitung, wie etwa der Formgebung bzw. der spanabhebenden Bearbeitung, die sich hier gegebenenfalls erübrigt, große Schwierigkeiten machen oder hohe Sprödigkeit bzw. sehr große Härte aufweisen. Als Beispiel eines bisher nur schwer zu verarbeitenden Werk -stoffes sei eine Eisen-Silizium-Legierung genannt mit etwa 151/@ Silizium, von welcher einerseits bekannt ist, daß sie eine außerordentlich hohe chemische Widerstandsfähigkeit erreicht, welche aber andererseits wegen ihrer 'hohen Sprödigkeit und schwierigen Bearbeitbarkent eine bisher nur beschränkte Verwendung gefunden hat. Hinzu kommt :auch die hohe Rißempfindlichkeit bei Temperaturwechsel und insbesondere der Umstand, daß diese Legierung nur durch Gießen in eine bestimmte Form zu bringen ist, nicht durch Warmformgebung, wie Schmieden und Walzen. Dieser Umstand stand bisher einer Verwendung dieser oder ähnlicher Legierungen für hohe Drücke . im Wege. Man hat zwar versucht, spröde Legierungen dieser Art dadurch der Verwendung zugänglich zu machen, daß man aus diesen durch Guß hergestellte Rohre in ein Mantelrohr einsetzte und den Zwischenraum mit einem niedrig schmelzenden Metall, beispielsweise einer Blei-Zinn-Legierung, ausgegossen hatte. Derartige Rohre ertragen je-doch weder hohe mechanische Beanspruchung noch hohe Temperaturen. Die Gebrauchsempfindlichkeit derartiger Legierungen wird nun,. wie an anderer Stelle schon gezeigt wurde, wesentlich gemildert, wenn man diese Legierungen zur Plattierung von metallischen Werkstoffen hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit und guter Bearbeitbarkeit benutzt, wobei die letztgenannten Werkstoffe dann die durch die Bauart beabsichtigten und auch die zufällig auftretenden, durch Stöße u. idgl. bedingten Gebrauchsbeanspruchungen aufzunehmen haben. Diese Verwendung der Verbundwerkstoffe ist faber nach dem jetzigen Stand der Technik nur möglich bei verhältnismäßig geringer Wandstärke, welche gegen hohe Drücke nicht genügend Widerstandsfähigkeit aufweist.
• Der vorliegende Erfindungsgedanke beruht nun darauf, die Kernrohre von Hochdruckhohlkörpern, also Rohren und Gefäßen u.,dgl., aus Verbundwerkstoffen herzustellen. Besonders vorteilhaft ist es, die Kernrohre unter Verwendung von walzschweißplattierten oder gußischweißplattierten (schmelzschweißplattierten) Werkstoffen herzustellen. Kernrohre aus spröden Plattierungswerkstoffen allein können wegen der erwähnten unangenehmen Gebrauchseigenschaften für diese Zwecke nicht benutzt werden. Kernrohre aus zähen, zur Plattierung geeigneten Werkstoffen allein haben häufig Eigenschaften, welche ihre Eignung zur Verwendung für Wickelkörper beeinträchtigen, z. B. ungenügende Streckgrenzenwerte oder mit dem Wickelverband nicht übereinstimmende Wärmeausdehnung; außerdem bestehen im Preis Nachteile gegenüber oder Verwendung in plattierter Form. Man 'kann auch bei der Herstellung der Kernrohre mindestens eine Schicht durch Auftragsschweißung aufbringen. Auch kann man mindestens eine Schicht aus entsprechend widerstandsfähigen Stoffen durch Diffusion oder durch Aufspritzen oder auf galvanischem Wege erzeugen. Bei Erzeugung einer Diffusionsschicht kann das diffundierende Metall entweder in -der Diiffusionsschicht ganz legiert mit dem Grundwerkstoff vorliegen oder auch zum Teil noch als Deckschicht auf .dem Grundwerkstoff aufgetragen sein. Diese Schichten können vor dem Wickeln aufgebracht und weiterbehandelt, z. B. durch eine Glühurig eingebrannt werden, während eine solche Weiterbehandlung nach .dem Wickeln wegen der Gefahr der Lockerung des Wickelverbandes Schwierigkeiten bereiten würde. Beispiel i Ein Hochdruckhohlkörper von aooo mm lichter Weite für 3.oo at Betriebsdruck und 3odQ Betriebstemperatur hat folgende Abmessungen: Dicke des Kernrohres: 30 mm, Zahl der Wickellagen: zehn Lagen zu je 8 mm Bandstärke. Art der Beanspruchung: schwefehvesserstoffhaltiger Wasserstoff unter Druck. Dieses Kernrohr besteht aus folgenden Werkstoffen: Äußere Schicht von 27 mm aus Chrom-Molybdän-Stahl mit 3'/o Chrom. Innere Schicht von 3 mm aus. Chromstahl mit 13% Chrom. Dieses Kernrohr ist aus Grobblechen durch Längs- und Rundschweißen zusaumengesetzt. Die Grobbleche sind im Walzschweißplattierungsverfahren hergestellt. Die Lichtbogenschweißun.g wurde ausgeführt in der äußeren Schicht von 27 mm Dicke mit einem artgleichen Schweißgut von 3%.igem Chromstahl und in der inneren Schicht mit z8/8 Chrom-Nickel-Stahl. Beispiele Ein Hochdruckhohlkörper von 5oo mm lichter Weite für Zoo at Betriebs,druck und 5o'° Betriebstemperatur hat folgende Abmessungen: Dicke des Kernrohres: 15 mm, Zahl der Wickellagen: fünf Lagen zu je 8 mm Bandstärke. Art der Beanspruchung: 2ovolumprozentige Salzsäure bei 5o°. Dieses Kernrohr besteht aus einer äußeren Schicht von io mm Stärke aus urlegiertem Flußstahl und einer inneren Schicht von 5 mm Stärke aus einer Molybdän-Eisen-Nickel-Legierung, bestehend, aus etwa 30 0/a Molybdän, 5 O/a Eisen, Rest Nickel. Die Herstellung oder Rohre erfolgt im Gußschweißplattierungsverfahren oder durch äußere Beraupung. Beispiel 3 Ein Hochdruckhohlkörper von 3oo mm lichter Weite für 300- at Betriebsdruck und 2o0'° Betriebstemperatur !hat folgende Abmessungen: Dicke des Kernrohres: to mm, vier Wickellagen. Art der Beanspruchung: Kohlenoxyd. Das Kernrohr besteht aus einem schwach mit Titan legierten weichen Stahl und wurde vor dem Wickeln einer Diffusionsbehandlung mit Chrom unterworfen, um im Innern auf eine Tiefe von einigen Zehntelmillimetern eine Zone von hochchromhaltigem Eisen zu erzielen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mehrlagenhohlkörper, insbesondere solche, die nach dem Wickelverfahren hergestellt siild, für hohe Drücke, dadurch gekennzeichnet, daß ,die Kernrohre dieser Hohlkörper aus Verbundwerkstoffen. hergestellt sind.
2. 2. Mehrlagen'hohlkörper .gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernrohre unter Verwendung von walzschweißplattierten oder gußschweißplattierten (schmelz.schweißplattierten) Werkstoffen 'hergestellt sind.
3. 3. Mehrlagenhohlkörper gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Kernrohre mindestens eine Schicht durch Auftragsschweißung aufgebracht ist.
4. 4. Mehrlagenhohlkörper gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @d@aß bei der Herstellung .der Kernrohre mindestens eine Schicht als Diffusionsüberzug aufgebracht ist, wobei das diffundierende Metall entweder .in. der Diffusionsschicht ganz mit dem Grundwerkstoff legiert ist oder auch zum Teil noch als Deckschicht vorliegt.
5. 5. Mehrlagen-hhohllcörper gemäß Anspruch i, daid@urch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Kernrohre mindestens eine Schicht aufgespritzt oder galvanisch aufgetragen ist.