DE920884C

DE920884C - Rohr aus hochwarmfesten austenitischen Werkstoffen

Info

Publication number: DE920884C
Application number: DED1397D
Authority: DE
Inventors: Hermann-Josef Dr Schiffler
Original assignee: RHEINISCHE ROEHRENWERKE AG
Current assignee: RHEINISCHE ROEHRENWERKE AG
Priority date: 1944-05-16
Filing date: 1944-05-16
Publication date: 1954-12-02

Description

Rohr aus hochwarmfesten austenitischen Werkstoffen Mit der Steigerung der Drücke und besonders der Temperaturen für viele technische Verfahren wird z. B. für Höchstleistungsdampfkessel, für Wärmekraftmaschinen unter Ausnutzung hocherhitzter und hochgespannter Luft usw: die Herstellung der notwendigen Hochdruckrohre für die Überhitzung des Dampfes, der Gase usw. immer schwieriger. Oberhalb etwa 6oo° C nimmt der Steilabfall der Warmfestigkeit so beträchtlich zu, daß die bekannten niedrig- und mittellegierten dauerstandfesten Stähle, die in der Hauptsache mit Molybdän, Vanadin, Titan neben Chrom legiert sind, nicht mehr ausreichen, ohne die Wandstärken auf ein unerträgliches Maß heraufzusetzen, wodurch neben den Herstellungsschwierigkeiten die zusätzlichen Wärmespannungen nicht mehr zu beherrschen sind.
Man muß notgedrungen zu hochlegierten Chrom-Nickel- oder -Chrom-Mangan-Stählen greifen, die durch ihren austenitischen Gefügeaufbau auch oberhalb 6oo° hohe Warmfestigkeit besitzen, die noch durch weitere Zusätze, wie Molybdän, Wolfram, Titan und Vanadin, gesteigert werden kann. Je höher die Warmfestigkeit, um so schwieriger ist aber naturgemäß die Walzbarkeit zu nahtlosen Rohren mit kleinen Durchmessern, wozu noch der Umstand beiträgt, daß diese austenitischen Werkstoffe nur in einem engen und verhältnismäßig niedrigen Temperaturbereich warmverformt werden können. Diese Verhältnisse bringen es mit sich, daß bei der Planung der eben erwähnten Anlagen eine der Hauptschwierigkeiten die Beschaffung dieser nahtlosen Rohre ist.
Der Einsatz der ;geschweißten Rohre für diese Zwecke wurde kaum erörtert, da die gesetzlichen Bestimmungen geschweißte Rohre nicht zulassen und die Verantwortung für ihre Verwendung mit Rücksicht auf die hohen Beanspruchungen nicht übernommen wurde.
Die vorliegende Erfindung verwendet nun eine besondere Art von geschweißten Doppelrohren, wodurch höchste Sicherheit erreicht werden kann.
Zunächst wird für den bestimmten Druck, die Temperatur und die Dauerstandfestigkeit bzw. die Dauerbelastbarkeit eines au.stenitischen Werkstoffes, z. B. Chrom-Nickel-i8/8, 2o/io oder Chrom-Mangan-Stahl, gegebenenfalls mit die Warmfestigkeit steigernden Zusätzen an Molybdän, Vanadin und Wolfram, gegebenenfalls auch Karbidbildner zur Verhinderung von Kornzerfall, die notwendige Gesamtstärke nach gesetzlich festgelegter Formel einschließlich Sicherheit festgelegt. Diese werden dann etwa je zur Hälfte geteilt und gelten als Maß für die Wandstärken jeder der beiden Lagen des Doppelrohres.
Das Innenrohr wird als längs geschweißtes Rohr hergestellt und durch Walzen oder Ziehen gerundet und die Schweißnaht geglättet, sodann der Wasserdruckprobe unterworfen. Die Naht kann außerdem mit Druckluft unter Verwendung eines blasenbildenden Prüfmittels schärfstens auf Poren usw. geprüft werden. Auf dieses Rohr wird nur schraubenförmig ein Blechstreifen oder Bandeisen aufgewickelt und fortlaufend oder nachträglich von Hand oder maschinell geschweißt. Hierbei kann man je nach Wandstärke die Kanten verlaufen lassen oder Zusatzschweißdraht verwenden. Im letzteren Falle wird die Schweißnaht erhöht und bildet eine schraubenförmig verlaufende Verfestigung des ganzen Rohres. Bei den bekannten elektrischen Lichtbogenschweißverfahren kann das darunterliegende Rohr leicht mitgefaßt werden, so daß beide Rohre fest miteinander verbunden sind.
Wenn man das innere Rohr kühlt, z. B. auf einfache Weise vermittels Durchfließens von Wasser oder Luft, und das äußere Bandeisen etwas anwärmt, während es schraubenförmig auf das längs nahtgeschweißte innere Rohr aufgewickelt wird, so schrumpft nach seinem Abkühlen das äußere Rohr im gleichen Maße, wie es angewärmt wurde, auf das innere Rohr auf und erhält so eine Vorspannung, die keinen Luftspalt zuläßt und guten Wärmeübergang gewährleistet. Da z. B. bei solchen Überhitzerrohren mit einem Temperaturgefälle von etwa 5o bis ioo° von außen nach innen gerechnet werden muß, so kann infolge der entsprechend bemessenen Vorspannun:g ein auch nur stellenweises Abheben der beiden Rohre voneinander nicht auftreten.
Bei dem erfindungsgemäß hergestellten Hochsicherheitsdoppelrohr werden Längs- und Querspannungen in vollkommener Weise aufgenommen.
Wie durch Versuche festgestellt wurde, kann ein so hergestelltes Doppelrohr höher belastet werden als ein nahtloses Rohr gleicher Wandstärke. Die Herstellung ist viel einfacher als die des gleichen nahtlosen austenitischen Rohres.
Es ist bekannt, daß bei der Herstellung nahtloser austenitischer Rohre oft ganze Chargen zu Ausschuß führen, ohne daß man in jedem Falle die Ursache ermitteln kann. Bei den erfindungsgemäß hergestellten Rohren fällt dieser Umstand fort. Auch der z. B. beim Pressen: der austenitischen nahtlosen Rohre :auftretende hohe Werkzeugverschleiß fällt bei den geschweißten Doppelrohren ganz fort. Die Doppelrohre können außerdem in beliebiger Länge hergestellt werden.
Das Ablängen und Zusammenschweißen ist auf übliche Weise möglich. Bei den Rundnähten werden beide Rohre durchgeschweißt und ergeben mit austenitischem Schweißdraht eine homogene Naht.
Inder Zeichnung ist das erfindungsgemäße Doppelrohr dargestellt. Mit i ist das innere längsnahtgeschweißte Rohr bezeichnet und mit 2 die aufgebrachte schraubenförmige Wicklung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Rohr aus hochwarmfesten austenitischen Werkstoffen mit kleinem Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem inneren längsnahtgeschweißten Rohr besteht, auf das eine schraubenförmige Wicklung aufgebracht ist, deren Windungen durch Schweißen fest miteinander und gegebenenfalls mit dem Innenrohr verbunden sind.
2. Verfahren zur Herstellung des Rohres nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr während des Aufbringens der äußeren schraubenförmigen Wicklung gekühlt wird.
3. Verwendung von Rohren nach Anspruch i in der Hochdrucktechnik, insbesondere für Drücke über ioo at undTemperaturen über 55o0. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 51 516, 698851, 719 S19, 746 300.