DE896875C

DE896875C - Pressure-tight pipe connection

Info

Publication number: DE896875C
Application number: DED12239A
Authority: DE
Inventors: Walter George Marskell
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1951-05-18
Filing date: 1952-05-10
Publication date: 1953-11-16

Description

Druckdichte Rohrverbindung Die Erfindung bezieht sich auf eine druckdichte Rohrverbindung, bei welcher die Rohre aus Werkstoffen mit verschiedener Wärmedehnung bestehen und hoher Betriebstemperatur ausgesetzt sind. Sie besteht darin, daß das Rohr mit der größeren Wärmedehnung in das Ende des Rohres mit der kleineren Wärmedehnung eingesetzt und die Verbindung durch eine Anzahl ineinandergreifender, ringförmig verlaufender Nuten und Stege in der Berührungsfläche beider Rohre gesichert ist.Pressure-tight pipe connection The invention relates to a pressure-tight pipe joint Pipe connection in which the pipes are made of materials with different thermal expansion exist and are exposed to high operating temperatures. It consists in that Tube with the greater thermal expansion into the end of the tube with the smaller thermal expansion used and the connection by a number of interlocking, ring-shaped running grooves and webs is secured in the contact surface of the two tubes.

Bei der ständigen Steigerung der Dampfdrücke und der Heißdampftemperaturen im Kesselbau wird es vielfach notwendig, mit Rücksicht auf die hohe Materialbeanspruchung der Überhitzer, insbesondere des Hochtemperaturteiles, austenitische Stähle zu verwenden, die auch bei Temperaturen übeer 55o° C noch ausreiühenvdie Wanmife!stiiiatkeit aufweisen. Wegen des hohen Herstellungspreises austenitischer Stähle wird zweckmäßig nur der Hochtemperaturteil des Überhitzers aus diesem Material herbestellt, während die vorgeschalteten Überhitzerstufen aus normalen, unlegierten oder niedrig legierten Stählen gefertigt sind. Dabei sind jedoch in jedem Fall an der Verbindungsstelle des normalen'mit dem austenitischen Werkstoff besondere Maßnahmen erforderlich, da infolge der verschiedenen Wärmedehnungen der beiden Werkstoffe keine der üblichen Verbindungsarten anwendbar ist. Es wurden bereits :besondere Schweißverfahren .zur Verbindung der beiden Werkstoffe vorgeschlagen, doch treten dabei unerwünschte, örtliche Veränderungen des Gefüges auf, die die Güte der Verbindung ungünstig beeinflussen.With the constant increase in steam pressures and superheated steam temperatures In boiler construction it is often necessary, considering the high stress on the material the superheater, especially the high-temperature part, to use austenitic steels, which are still sufficient even at temperatures above 55o ° C. Because of the high production price of austenitic steels, only the High-temperature part of the superheater made of this material, while the upstream superheater stages made of normal, unalloyed or low-alloyed Steels are made. However, they are always at the connection point the normal with the austenitic material, special measures are required, as a result of the different thermal expansions of the two materials none of the usual connection types can be used. There were already: special Welding process. Proposed to connect the two materials, but occur undesirable local changes in the structure that affect the quality of the connection adversely affect.

Die Erfindung schlägt daher vor, die Verbindung der beiden Rohrenden auf mechanischem Wege vorzunehmen, -wobei unter Ausnutzung der verschiedenen Dehnungsverhältnisse der Werkstoffe eine druckdichte Verbindung - geschaffen wird, deren Wirksamkeit mit zunehmender Temperatur steigt. Zu -diesem Zweck wird das Rohr mit .der größeren Wärmedehnung, d. h. das austenitische Rohr, in das Rohr mit kleinerer Wärmedehnung, d. h. das Rohr aus ferritischem Werkstoff, eingesetzt und die Verbindung durch ineinandergreifende Nuten und Stege gesichert, wobei die Bewegung in axialer Richtung durch ringförmig verlaufende, die gegenseitige Verdrehung der Rohre durch axial verlaufende Nuten und Stege verhindert wird.The invention therefore proposes the connection of the two pipe ends to be carried out mechanically, using the various expansion ratios the materials a pressure-tight connection - is created, its effectiveness increases with increasing temperature. For this purpose, the pipe with the larger Thermal expansion, d. H. the austenitic tube, into the tube with less thermal expansion, d. H. the tube made of ferritic material, inserted and the connection by interlocking Grooves and ridges secured, the movement in the axial direction through annular running, the mutual rotation of the tubes through axially extending grooves and bridges is prevented.

Die Herstellung der Verbindung erfolgt in der Weise, daß in ein Rohrende, entweder in die Außenseite des inneren Rohres oder in die Innenseite des äußeren Rohres, die erforderlichen Nuten eingearbeitet werden, während das zweite Rohrende glatt bleibt. Das Ineinanderschieben der Rohre muß möglichst ohne Spiel erfolgen und die kraftschlüssige Verbindung wird anschließend durch Aufweiten des inneren Rohres oder Zusammendrücken des äußeren Rohres erzielt, wobei sich das Material des glatten Rohres in die Nuten des bearbeiteten Rohres. eindrückt. Die Aufweitung des Innenrohres kann dann angewendet werden, wenn die Rohrverbindung aus kurzen Rohrstücken besteht, die nach erfolgter Verbindung an entsprechend gleichartige, längere Rohre angeschweißt werden. Das Zusammendrücken des äußeren Rohres wird dann angewendet, wenn zwei längere Rohre zu verbinden sind, bei welchen die Verbindungsstelle von innen nicht zugänglich ist.The connection is made in such a way that in one pipe end, either in the outside of the inner tube or in the inside of the outer one Pipe, the required grooves are incorporated while the second pipe end stays smooth. The tubes must be pushed into one another without play, if possible and the positive connection is then made by expanding the inner Tube or compression of the outer tube achieved, with the material of the smooth pipe into the grooves of the machined pipe. depresses. The expansion of the inner pipe can be used when the pipe connection is short Pipe sections, which after the connection has been made to correspondingly similar, longer pipes can be welded on. The compression of the outer tube is then used when two longer pipes are to be connected, in which the connection point is not accessible from the inside.

In den Abb. i bis 7 ist die Erfindung an zeichnerischen Beispielen-erläutert.In Figs. I to 7 the invention is illustrated by graphic examples.

Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch eine Rohrverbindung gemäß der Erfindung; Abb..2 ist ein Ausschnitt in vergrößertem Maß starb, Abb. 3 der Längsschnitt durch das äußere Rohrstück, Abb.4 eine Seitenansicht des Rohrstückes aus Abb. 3, von rechts gesehen, Abb. 5 ein Längsschnitt durch das innere Rohrstück, Abb.6 ein Längsschnitt durch die beiden, für das Versbinden vorbereiteten Rohre, Abb. 7 ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rohrverbindung.Fig. I shows a longitudinal section through a pipe connection according to FIG Invention; Fig. 2 is a detail of an enlarged scale who died, Fig. 3 is a longitudinal section through the outer pipe section, Fig. 4 is a side view of the pipe section from Fig. 3, Seen from the right, Fig. 5 is a longitudinal section through the inner pipe section, Fig. 6 Longitudinal section through the two pipes prepared for the connection, Fig. 7 Application example of the pipe connection according to the invention.

Das Rohrstück i ist an der Innenseite seines Hauptteiles 3 mit einer Anzahl ringförmiger Nuten 8 versehen, die die gleiche Breite haben wie die zwischen den Nuten 8 stehengebliebenen Stege, wobei die Breite der Nuten etwa 1/s des nicht erweiterten, lichten Rohrdurchmessers und die Tiefe der Nuten 1/4 ihrer Breite beträgt. Der Endteil 9 trägt mehrere in axialer Richtung verlaufende Nuten io. Das innere Rohr :2 ist ein glattes zylindrisches -Rohrstück, das an einem Ende i i zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse einen allmählichen- Übergang r2 vom inneren auf den äußeren Durchmesser aufweist.The pipe section i is on the inside of its main part 3 with a Number of annular grooves 8 provided which have the same width as that between the grooves 8 remained webs, the width of the grooves about 1 / s of the not enlarged, clear pipe diameter and the depth of the grooves is 1/4 of their width. The end part 9 carries a plurality of grooves io running in the axial direction. The inner Tube: 2 is a smooth cylindrical tube piece, which at one end i i for improvement the flow conditions a gradual transition r2 from the inner to the outer Has diameter.

Zur Einhaltung eines einheitlichen Innendurchmessers ist das äußere Rohrstück i von dem Teil 4 :muffenförmg durch ein Übergangsstück 5 auf den Außendurchmesser des Innenrohres :2 erweitert, so daß die beiden Rohrstücke ineinandergeschoben werden können. Die Verbindung erfolgt in der in Abb:6 dargestellten Weise. Nachdem die Rohrstücke i und 2 ineinandergesteckt und ein Ring 15 auf das äußere Rohr i aufgeschoben ist, um eine Aufweitung des äußeren Rohres zu verhindern, wird das innere Rohr 2 so aufgeweitet, daß sich sein Werkstoff in die Nuten 8 und io des äußeren Rohres eindrückt (Abb.2) und so eine kraftschlüssige, druckdichte Verbindung der beiden Rohrteile herstellt.To maintain a uniform inner diameter, the outer Pipe section i from part 4: sleeve-shaped through a transition piece 5 on the outer diameter of the inner pipe: 2 extended so that the two pipe sections are pushed into one another can. The connection is made as shown in Fig. 6. after the Pipe sections i and 2 plugged into one another and a ring 15 pushed onto the outer pipe i is to prevent expansion of the outer tube, the inner tube 2 widened so that its material in the grooves 8 and io of the outer tube pushes in (Fig.2) and thus a force-fit, pressure-tight connection between the two Manufactures pipe parts.

Das Aufweiten des Rohres 2 erfolgt zweckmäßig durch fortschreitendes Aufwalzen, bei welchem die Aufweitung des Rohres :2 allmählich über die ganze Länge der Verbindungsflächen erfolgt. Drei Walzrollen 17, die in Ausnehmungen 18 des Käfigs i9 gelagert sind, werden zunächst durch den konischen Teil des Walzdornes 2o nach außen in die Walzstellung gedrückt und in dieser Lage durch axiales Verschieben mit gleichzeitigem Drehen der Walzvorrichtung 16 über die Länge der Rohrverbindung bewegt.The expansion of the pipe 2 is expediently carried out by progressive rolling, in which the expansion of the pipe: 2 takes place gradually over the entire length of the connecting surfaces. Three rolling rollers 1 7, which are mounted in recesses 1 8 of the cage 19, are first pushed through the conical part of the rolling mandrel 2o outward into the rolling position and moved in this position by axial displacement with simultaneous rotation of the rolling device 16 over the length of the pipe connection .

Das Aufweiten des Innenrohres wird dann vorgenommen, wenn die Rohrverbindung aus zwei kurzen Rohrstücken besteht, die ein Aufweiten von innen ermöglichen. Die beiden Rohrstücke i, 2 werden dann mit Schweißkanten 6, 13 versehen, die mit entsprechenden Kanten der benachbarten Rohrstücke 7, 14 durch Rundschweißnähte verbunden werden. Sollen hingegen zwei längere Rohrstücke verbunden werden, bei welchen das Aufweiten des Innenrohres nicht möglich ist, dann werden die Nuten zweckmäßig in die Außenseite des Innenrohres eingeschnitten und die Verbindung der beiden Rohrenden durch Zusammendrücken des äußeren Rohres hergestellt.The inner pipe is expanded when the pipe connection consists of two short pieces of pipe that allow expansion from the inside. The two pieces of pipe i, 2 are then provided with welding edges 6, 1 3, which are connected to corresponding edges of the adjacent pipe sections 7, 14 by means of circumferential welds. If, on the other hand, two longer pipe sections are to be connected in which the expansion of the inner pipe is not possible, the grooves are expediently cut into the outside of the inner pipe and the two pipe ends are connected by pressing the outer pipe together.

In Abb:7 ist die Anwendung der Rohrverbindung an einem Überhitzer dargestellt. In einem Rauchgaszug 23, der von unten nach oben von den Rauchgasen durchströmt wird, ist ein Überhitzer angeordnet, der aus dem Teil 24 mit Eintrittssammler 2i und der Endstufe 25 mit Austrittsnammler 22 besteht. Um die Endstufe 215, , die mit Rücksicht auf die hohe Dampftemperatur aus austenitischem Werkstoff hergestellt werden muß, mit der Rohrgruppe 24 auf einfache und billige Weise verbinden zu können, werden die Rohrverbindungen 26 zwischen den Anschlußrohren 27 und 28 durch Einschweißen von Verbindungsstücken gemäß Abb. i hergestellt. Diese Verbindungsstücke können bereits in der Werkstatt fertiggestellt werden, so daß auf der Baustelle lediglich die Schweißarbeiten durchzuführen sind.In Fig: 7 is the application of the pipe connection to a superheater shown. In a flue gas flue 23, from the bottom up from the flue gases is flowed through, a superheater is arranged, which consists of part 24 with inlet collector 2i and the output stage 25 with outlet collector 22 consists. To the power amplifier 215,, the Made of austenitic material in consideration of the high steam temperature must be able to connect to the pipe group 24 in a simple and cheap way, the pipe connections 26 between the connecting pipes 27 and 28 by welding made of connecting pieces according to Fig. i. These connectors can to be completed in the workshop, so that only on the construction site the welding work is to be carried out.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Pressure-tight pipe connection in which the pipes consist of materials with different thermal expansion and high operating temperature are exposed, characterized in that the tube with the greater thermal expansion inserted into the end of the tube with the smaller thermal expansion and the connection (by ring-shaped grooves and webs engaging in one hand is secured in the contact surface of both pipes. z. Pressure-tight pipe connection according to claim i, characterized in that the interlocking, ring-shaped running grooves and webs have the same widths. 3. Pressure-tight pipe connection according to claims i and 2, characterized in that in addition to the annular extending grooves and webs several interlocking, extending in the axial direction Grooves and ridges are arranged. Pressure-tight pipe connection according to the claims i .to 3, characterized in that the two tubes have the same inner diameter and the outer tube at the connection point on the outer diameter in a sleeve-shaped manner of the inner tube is widened. 5. Pressure-tight pipe connection according to the claims i to q., characterized in that the actual pipe connection consists of two short ones Pipe socket is made to which the corresponding pipes by circular seams be welded on. 6. A method for producing the RohrverhinÜunvg according to the claims i 'biss, 5, @daidiby that the ring-shaped and axially extending Grooves and ridges are cut into the inside of the outer tube and the Connection between the pipe ends made by expanding the inner pipe will. 7. A method for producing a pipe connection according to claims i to q. made of longer tubes, characterized in that the axially and annularly Grooves and ridges are cut into the outside of the inner tube and the Connection between the pipe ends made by compressing the outer pipe will.