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Verfahren und Vorrichtung zum Ausglühen von Schweißverbindungen an
rohrförmigen Körpern Hochbeanspruchte Verbindungsnähte an Druckleitungsrohren, Behältern
od. dgl., welche am Montageort ausgeführt sind, werden zur Erhöhung der Festigkeit
und des Verformungsv ermögens nach vollendeter Schweißung durch Vorrichtungen ausgeglüht.
Es handelt sich um ein Spannungsfreiglühen bei Temperaturen bis zu 65o° C.
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Bei bekannten Glühverfahren kommen Öl- oder Gasbrenner zur Anwendung.
Diese Verfahren konnten aber für das Ausglühen rohrförmiger Körper keine praktische
Anwendung finden, da das Glühen der Rundnaht nicht kontinuierlich längs des Umfanges
erfolgt, sondern vielmehr die Gleichmäßigkeit behelfsmäßig so angestrebt werden
muß, daß die Öl- beziehungsweise Gasbrenner auf einem drehbaren Tragring angeordnet
werden, welcher jeweils rhythmisch hin und her bewegt wird. Weiter wirken Schwankungen
der Brennstoffzufuhr nachteilig. Diese äußern sich in einer wechselnden Glühtemperatur.
Um solchen Unzulänglichkeiten zu begegnen, wird große Aufmerksamkeit in der Überwachung
der Bedienung verlangt. Störungen durch Verstopfen der Brenner und Versagen der
Kühlung bedeuten ebenfalls beachtliche Hindernisse desGlühvorganges. Schließlich
ist ein weiterer Nachteil dieser Glühverfahren darin zu erblicken, daß sowohl bei
Öl- als auch bei Gasbetrieb umständliche und schwerfällige Anlagen notwendig werden,
die sich hauptsächlich bei Druckleitungen in steilem Gelände und bei weitausgedehnten
Montagen teuer und unhandlich und mühsam auswirken.
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Um diese Nachteile zu beheben, hat man örtliche elektrische Heizungen
vorgesehen unter Verwendung eines die Spannung herabsetzenden Transformators,
dessen
Sekundärwicklung einen durch einige-Windungen eines Metallbandes gebildeten Heizkörper
speist, welche Windungen auf dem zu behandelnden Körper, aber von ihm elektrisch
isoliert angebracht sind.
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Da der Wirkungsgrad dieser Einrichtungen unbefriedigend ist, ist man
dazu übergegangen, den Heizkörper durch eine einzige Windung zu ersetzen. und diesem
Band eine gewellte ringförmige Gestalt zu geben, um die für die Erzeugung der nötigen
Kalorien nötige Bandlänge zu erreichen. Es ist jedoch auch hier der Wirkungsgrad
unbefriedigend, weil der mittlere Abstand des Heizkörpers von dem zu behandelnden
Körper zu groß ist.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausglühen von Schweißverbindungen
an rohrförmigen Körpern mittels mindestens eines elektrischen, an eine einwindige
Sekundärwicklung eines Transformators angeschlossenen Heizwiderstandes. Dieses Verfahren.
zeichnet sich -da-durch aus, daß man um die Schweißnaht ein den Heizwiderstand darstellendes
Eisenband legt, das durch Isolierteile möglichst kleiner Dicke einen geringen Abstand
von der Schweißnaht hat, um einerseits eine möglichst günstige Wärmeübertragung
auf die Schweißnaht durch Strahlung zu erzielen und eine weitere Erwärmung der Schweißnaht
infolge der in derselben. durch das Streufeld entstehenden Wirbelströme zu erhalten
und andererseits einen Entladungsstrom zwischen Eisenband und Schweißnaht zu verhindern.
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Die Glühvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist mindestens
einen um den rohrförmigen Körper zu legenden bestimmten elektrischen Heizwiderstand
auf, welcher lösbar an die einwindige Sekundärwicklung des. Transformators angeschlossen
ist und zeichnet sich dadurch aus, daß der elektrische Heizwiderstand ein Teil eines
eine Zylinderfläche bildenden Eisenbandes ist, welches durch mit ihm verbundene
Isolierstücke von möglichst kleiner Dicke einen. geringen Abstand von der Schweißnaht
hat, um einerseits einen Entladungsstrom vom Heizband auf die Schweißnaht zu verhindern
und andererseits eine möglichst günstige Wärmeübertragung auf die Schweißnaht durch
Strahlung zu erzielen.
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Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
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Fig, i ist ein Längsschnitt durch eine auf einer Rohrleitung aufgesetzte
Einrichtung, welche ein mit seinem Speisetransformator verbundenes, ringf6rmiges,
eine Kreiszylinderfläche bildendes Eisenband als Heizwiderstand besitzt.
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Fig. a zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. i. Wie in
der Zeichnung dargestellt, ist um die Schweißnaht 3 ein Eisenband i gelegt, das
durch möglichst dünne Asbestringe q. vom Rohr :2 elektrisch isoliert ist. Um die
Wärmeverluste möglichst klein zu halten, ist um das Eisenband ein Gehäuse io. gelegt,
das in mehrere Teile unterteilt ist, um die Montage möglichst einfach zu gestalten.
Die Teile werden nach Auflegen auf das Rohr miteinander verschrauht. Das Gehäuse
io ist mit einer wärrrteisodierenden Masse 6 angefüllt. Ebenso wird im Innern des
Rohres z die Schweißnaht durch einen Isäliergürtel 5 gegen Wärmeverluste geschützt.
Der Isoliergürtel 5 ist auch mehrteilig. Diese Teile werden an, die Innenfläche
des Rohres gelegt und durch einKeilstück in dieserLage festgehalten. DieEnden des
Eisenbandes sind mit der einwindigen Sekundärwicklung 8 eines Transformators 7 verbunden.
Wenn die Primärwicklung 9 unter Spannung gesetzt ist, so entsteht ein Sekundärstrom,
der das Eisenband durchfließt. Das Eisen hat die Eigenschaft, daß mit zunehmender
Temperatur der elektrische Widerstand sehr stark ansteigt und bei etwa goo° C etwa
den zehnfachen Wert gegenüber demjenigen bei o° C erreicht. Die Wärmeerzeugung kann
dann durch entsprechende Spannungserhöhung derart gesteigert werden, daß man mit
einem verhältnismäßig kleinem. Band die Erwärmung der Schweißnaht auf 65o° C erreichen
kann. Die Wärmeübertragung vom Eisenband auf die Schweißnaht erfolgt in derHauptsache
durch Strahlung. Damit diese Wirkung möglichst vollständig ist und um diese Wärmeübertragung
zu begünstigen, darf das Eisenband nur durch: eine dünne Isolierschicht von der
Schweißnaht getrennt sein. Andererseits muß die Isolation so bemessen sein, daß
ein Entladungsstrom zwischen Heizband und Schweißnaht auch bei allfälligen Spannungserhöhungen
ausgeschlossen ist. Durch den starken im Eisenband fließenden Strom wird ein Streufeld
erzeugt, welches ins Rohr und in die Schweißnaht eindringt.
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Durch den geringen Abstand zwischen. Schweißnaht und Eisenband wird
nun dafür gesorgt, daß dieses Streufeld möglichst stark wird. Dadurch wird die Entstehung
von starken, in der Schweißnaht verlaufenden Wirbelströmen, die in ihr selbst zusätzlich
Wärme erzeugen, begünstigt. Durch diese Anordnung wird erreicht, da.ß die Temperaturdifferenz
zwischen, Eisenband und Schweißnaht nur aoo bis 25o1 C beträgt, so daß in der Schweißnaht
die gewünschte Temperatur von 65o1 C erzeugt werden kann, ohne daß das Eisenband
seinen festen Zustand (Aggregatzustand) ändert. Ein für die Ausführung der oben.
beschriebenen Vorrichtung bestimmtes Eisenband weist z. B. eine Stärke von 3 bis
q. mm auf. Diese Eisenbänder sind billig und meist auf Lager vorhanden, was einen
großen Vorteil darstellt.
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Endlich,können auch drei schmälere, dicht nebeneinander angeordnete
aber voneinander elektrisch isolierte Eisenbänder um die Schweißnaht gelegt und
durch Dreiphasenstrom gespeist werden. Die Isolationsstücke sollen möglichst dünn
dimensioniert sein, damit das Heizband möglichst nahe an die Schweißnaht zu liegen
kommt, wodurch dieWärmeübertrabgung auf die Schweißnaht möglichst günstig wird.