DE930606C

DE930606C - Verbindung zwischen zylindrischen, aus Kernrohr und Wickellagen bestehenden Hohlkoerpern

Info

Publication number: DE930606C
Application number: DEB27853A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl-Ing Berger; Immanuel Dr-Ing Class
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1953-10-11
Filing date: 1953-10-11
Publication date: 1955-07-21

Description

Verbindung zwischen zylindrischen, aus Kernrohr und Wickellagen bestehenden Hohlkörpern Es ist bekannt, zylindrische Hohlkörper, insbesondere für hohe Drucke, dadurch herzustellen, daß auf ein Kernrohr wendelförmig in einer oder mehreren Lagen profilierte Metallbänder gewickelt werden, die infolge ihrer Schrumpfspannung und gegenseitigen Verankerung die durch den Innendruck hervorgerufene tangentiale und axiale Beanspruchung weitgehend aufnehmen. Der Durchmesser und die Länge solcher Behälter sind abhängig von den zur Verfügung stehenden Werkstatteinrichtungen. Die Länge der Behälter ist aber weiter begrenzt durch die beim Wickeln auftretende Durchblegung, ,so daß das Bedürfnis besteht, kürzere Hohlkörper der Länge nach zu langen Hohlkörpern, insbesondere langen Rohren, miteinander zu verbinden. Zu diesem Zweck Flansch- und Schweißverbindungen zu verwenden, ist bekannt. Flanschverbindungen haben aber den Nachteil, daß insbesondere bei höheren Temperaturen leicht Undichtigkeiten auftreten. Außerdem wird durch die Notwendigkeit, der Flanschverbindung zum Zweck sicheren Abdichtens eine Vorspannung zu geben, der Flansch stärker beansprucht als die übrige Wand. Schweißverbindungen wurden bisher in der Weise hergestellt, daß das Ende jedes Wickelkörpers zu einer V- oder X-förmigen Schweißnaht bearbeitet und dann die Schweißnaht vom Grund aus nach einer oder beiden Seiten aufgefüllt wurde. Der Nachteil dieser Ausführung besteht darin, daß die Schweißnaht durch die ganze Wandstärke des Kernrohres und der Wickellagen in der gleichen Ebene hindurchgeht und daß insbesondere das Kernrohr in seiner Schweißnaht nicht oder nur unvollkommen vergütet werden kann. Besondere Schwierigkeiten treten bei solchen durchgehenden Schweißnähten dann auf, wenn das Kernrohr und die Wickellagen aus verschiedenem Werkstoff bestehen, was häufig aus Korrosionsgründen und Festigkeitsgründen der Fall ist.
Es wurde nun gefunden, daß man unter Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten durch Wikkeln hergestellte Hohlkörper in einfacher Weise miteinander zu längeren Wickelhohlkörpern verbinden kann, wenn man die Wickellagen mindestens in einem solchen Abstand von den Kernrohrstirnflächen aus beginnen bzw. endigen läßt, daß man die Kernrohrstirnflächen einwandfrei zusammenschweißt und gegebenenfalls diese Schweißeng einer Prüfung und bzw. oder einer Wärmebehandlung ohne nachteilige Einwirkung auf die Wickellagen unterwerfen kann, und daß man nach dem Zusammenschweißen der Stirnrohrenden die von den Wickellagen nicht bedeckte Lücke auf den zusammengeschweißten Kernrohrenden mindestens zum größten Teil mit einer die Kernrohrenden umfassenden und verstärkenden Bandage ausfüllt.
Diese Verbindung der Wickelkörper nach der Erfindung kann gegebenenfalls auch außerhalb von Werkstätten, z. B. an der Verlegungsstelle einer Rohrleitung, vorgenommen werden. Gegebenenfalls kann die Schweißverbindung besonders sorgfältig, z. B. mittels Röntgenstrahlen, geprüft werden. Ganz besonders geeignet ist diese Verbindung da, wo hohe Anforderungen an die Warmfestigkeit von längeren, .aus mehreren Stücken zusammengesetzten Hohlkörpern gestellt werden, z. B. bei Rohrleitungen im Dampfkesselbau für Temperaturen über 5oo° und Drücken über ioo.at.
Die Bandage ist geeignet, vorzugsweise die tangentialen Beanspruchungen aufzunehmen. Sie kann .aber auch, sofern sie mit den Wickellagen verschweißt wird, axiale, z. B. Zug- und Biegebeanspruchungen aufnehmen und auf die Wickellagen übertragen. Die Bandage kann aus zwei oder mehr längs geteilten, z. B. aus Blech hergestellten Schalen bestehen, die durch Längsschweißnähte miteinander zu Rohrstücken verbunden werden. Man kann sie auch aus zwei oder mehr schichtweise aufeinandergelegten derartigen Rohrstücken aufbauen, indem zuerst auf das Kernrohr rin solches Rohrstück, auf dieses das nächste usw. aufgebracht wird. Damit die Bandage die Kernrohrenden und die Schweißeng gut umfaßt und abstützt, ist es vorteilhaft, die zu einem Rohrstück zusammenzuschweißenden Schalenteile auf Schmiedehitze zu erwärmen, auf das Kernrohr aufzupressen und zweckmäßig unter Aufrecht-,erhaltung des vollen oder teilweisen Anpreßdruckes zu Rohrstücken längs zu verschweißen, wobei die Schrumpfung der Schweißnähte sich günstig auswirkt. Bei aus mehreren Rohrstücken bestehenden Bandagen werden vorteilhaft sämtliche Rohrstücke in dieser Weise aufgebracht, wobei die Längsnähte der einzelnen Rohrstücke zweckmäßig gegeneinander versetzt sind. Es ist auch möglich, die Bandage aus einer entsprechenden Zahl Windungen von glattem oder zweckmäßig profiliertem Band wendelförmig aufzuwickeln. Bei Verwendung von glatten, nicht profilierten Bändern können die nebeneinanderliegenden Wicklungen zur übertragung der Axialkräfte miteinander und gegebenenfalls auch mit der darunterliegenden Lage verschweißt werden. Man kann auch ein in :seiner Breite dem Zwischenraum zwischen den Wickellagen ungefähr angepaßtes Band als Bandage in einer Lage herumlegen oder in mehreren Lagen uhrfederartig aufeinanderwickeln. Die Bandage kann auch in geeigneter Weise aus Guß- oder Schweißmaterial aufgetragen sein, wobei z. B. die Auftragsschweißung oder das aluminothermische Verfahren angewendet werden kann. Mitunter ist es auch angebracht, die Lücke über den Kernrohrenden durch Füllmaterial, das keine Zugkräfte übertragen kann, auszufüllen und dann die Bandage über der ausgefüllten Lücke und beiderseits über den Rohrwicklungsenden nach einem der hier geschilderten Verfahren herzustellen und anzubringen.
Vorteilhaft ist :es, die Bandage bei so hoher Temperatur um die Verbindungsstelle herumzulegen, daß sie bei Temperaturen bis mindestens zur Betriebstemperatur eine Schrumpfspannung auf das Kernrohr ausübt. Um axiale Spannungen in der Rohrleitung gut zu übertragen, wird zweckmäßig die Bandage an ihren Stirnseiten mit der Wickellage und gegebenenfalls auch mit dem Kernrohr verschweißt. Bei ausreichend verformungsfähigem Werkstoff für das Kernrohr braucht die Bandage nicht von Anfang an fest auf dem Kernrohr aufzuliegen, sondern das Kernrohr kann durch die Betriebsverhältnisse allmählich oder durch besondere geeignete Maßnahmen aufgeweitet und zum Anliegen an die Bandage gebracht werden. Dabei kann die Verschweißung der Bandage mit der Wicklung vor oder nach dem Aufweiten stattfinden. In besonderen Fällen kann man auch über die die Lücke füllende Bandage und einen Teil der beiden anschließenden Rohrwickellagen eine oder mehrere zusätzliche Wickellagen, zweckmäßig unter Vorspannung, wickeln, wodurch eine ganz ausgezeichnete Aufnahme der axialen und tangentialen Beanspruchungen eintritt.
An Hand der Zeichnungen sei die Erfindung näher erläutert.
In Abb. i a (Längsschnitt) und i b (Querschnitt) bedeuten i und z die miteinander zu verbindenden Kernrohre mit ihren Wicklungen 3 und q. und den nicht umwickelten Kernrohrenden 5 und 6. Die Stirnflächen der beiden Kernrohre und der Wickellagen sind V-förmig angeschrägt. Durch die Schweißnaht 7 werden die Kernrohrstirnflächen in an sich bekannter Weise miteinander verschweißt. Weder die Ausführung der Schweißnaht noch eine nachfolgende Wärmebehandlung vermögen die Wickellagen, wenn die Kernenden 5 und 6 weit genug herausragen, zu schädigen. In dem durch ein Kernrohrende gelegten Querschnitt ist eine Bandage 8 dargestellt, die aus drei schalenförmigen Teilen besteht, die durch Längsschweißnähte i i miteinander verbunden sind. Diese Bandage 8 Wird durch die Schweißnähte 9 und i o sowohl mit den Wickellagen 3 und q. als auch mit den Kernrohren i und 2 verschweißt.
In Abb. 2 sind im Querschnitt das Kernrohr i und drei aufeinandergelegte, aus längs geteilten schalenförmigen Teilen zusammengeschweißte Rohrstücke 12, 13, i q. als Bandage dargestellt.
Die Abb.3 stellt eine aus uhrfederartig aufeinandergewickeltem Band 15 hergestellte Bandage im Querschnitt dar.
In Abb. q. ist die Lücke über den Kernrohrenden durch eine Bandage aus fünf Lagen 16 von wendelförmig aufgewickeltem Band ausgefüllt. Die Bandage ist durch die Schweißnähte 9 und i o .mit den Wickellagen 3 und q. verschweißt. Über die Bandage und die beiderseitigen Rohrwicklungsenden sind zusätzlich drei Wickellagen 17 gewickelt, die eine ganz besonders gute Verstärkung der Rohrverbindung bewirken. Die Bänder können, so wie in Abb. i und q. gezeigt, glatt, sie können aber auch profiliert sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verbindung zwischen zylindrischen Hohlkörpern, die aus mit Metallbändern wendelförmig in einer oder mehreren Lagen umwickelten Kernrohren bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickellagen mindestens in einem solchen Abstand von den Kernrohrstirnflächen aus beginnen bzw. endigen, daß man die Kernrohrstirnflächeneinwandfrei zusammenschweißen und gegebenenfalls diese Schweißung einer Prüfung und bzw. oder einer Wärmebehandlung ohne nachteilige Einwirkung auf die Wickellagen unterwerfen kann, und daß man die von den Wickellagen nicht bedeckte Lücke auf den zusammengeschweißten Kernrohrenden mindestens zum größten Teil mit einer die Kernrohr-@enden umfassenden und verstärkenden Bandage ausfüllt.
2. Verbindung zwischen zylindrischen Hohlkörpern gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage aus zwei oder mehr schalenförmigen, längs geteilten, durch Längsschweißnähte miteinander verbundenen und Rohrstücke bildenden Teilen besteht.
3. Verbindung zwischen zylindrischen Hohlkörpern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage aus zwei oder mehr schichtweise aufeinandergelegten Rohrstücken besteht. q.
Verbindung zwischen zylindrischen Hohlkörpern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage aus einer Anzahl von Lagen wendelförmig aufgewickelter, zweckmäßig profilierter Metallbänder besteht.
5. Verbindung zwischen zylindrischen Hohlkörpern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Bandage ein in seiner Breite dem Zwischenraum ungefähr angepaßtes Band in einer Lage herumgelegt oder in mehreren Lagen uhrfederartig aufeinandergewickelt ist.
6. Verbindung zwischen zylindrischen Hohlkörpern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage aus Guß- oder Schweißmaterial besteht.
7. Verbindung zwischen zylindrischen Hohlkörpern nach Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über die Bandage und über die beiderseitigen Rohrwicklungsenden zusätzlich eine oder mehrere Wickellagen, zweckmäßig unter Erzeugung einer Vorspannung, gewickelt sind. B.
Verbindung zwischen zylindrischen Hohlkörpern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lücke über den Kernrohrenden durch die Zugkräfte nicht übertragendes Füllmaterial ausgefüllt ist und daß die Bandage gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6 hergestellt und beiderseits über den Rohrwicklungsenden und der ausgefüllten Lücke .angeordnet ist.
9. Verbindung zwischen zylindrischen Hohlkörpern nach Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage an ihren Stirnseiten mit der Wickellage und gegebenenfalls .auch mit dem Kernrohr verschweißt ist.