EP0447391B1 - Obturating element for sealing a defective heat-exchanger pipe - Google Patents

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EP0447391B1
EP0447391B1 EP88909985A EP88909985A EP0447391B1 EP 0447391 B1 EP0447391 B1 EP 0447391B1 EP 88909985 A EP88909985 A EP 88909985A EP 88909985 A EP88909985 A EP 88909985A EP 0447391 B1 EP0447391 B1 EP 0447391B1
Authority
EP
European Patent Office
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tube
cylindrical part
heat
plug
pipe
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP88909985A
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German (de)
French (fr)
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EP0447391B2 (en
EP0447391A1 (en
Inventor
Peter Krausser
Alexander HÜMMELER
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Areva GmbH
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0447391A1 publication Critical patent/EP0447391A1/en
Application granted granted Critical
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F11/00—Arrangements for sealing leaky tubes and conduits
    • F28F11/02—Arrangements for sealing leaky tubes and conduits using obturating elements, e.g. washers, inserted and operated independently of each other

Definitions

  • the invention relates to a pipe plug for closing a defective heat exchanger tube, in which a hollow cylindrical part merges into a hollow conical part closed at the free end and the cylindrical part has an outer diameter which is slightly smaller than the inner diameter of the heat exchanger pipe to be closed, and through Widening is brought into sealing contact with the inner surface of the heat exchanger tube, means for inserting and locking a drawing tool being fitted in the cylindrical part and / or in the conical part.
  • the invention also relates to a method for removing a pipe plug which is held in a heat exchanger pipe, in particular by expansion.
  • a pipe plug of the type mentioned is known, for example, from EP-A-0 137 984.
  • This pipe plug is provided with burrs on its outer circumference in the area to be expanded in order to achieve a good press fit and a good sealing effect.
  • a threaded hole is provided in the pipe plug, into which a threaded shaft can be screwed. Due to the ridges arranged on the outer circumference, however, high forces are required for pulling and the removal of the pipe plugs is difficult.
  • US-A-4 513 786 discloses a pipe plug having a substantially constant outside diameter, with a portion of the plug near its open end having a slightly larger diameter so as to ensure an easy interference fit in the pipe.
  • a band of deformable material either gold, silver or pure iron, is applied to a portion of the outer surface of the plug.
  • the pipe plug is then inserted flush into the pipe end. It is then expanded by means of a rolling device in the section provided with the deformable material, so that a tight connection with the tube is produced.
  • This pipe plug is difficult to remove and can only be removed using special gripping tools.
  • corrosion-promoting deposits can collect in the unexpanded area between the pipe plug and the heat exchanger pipe. These lead to the destruction of the pipe plug or the pipe.
  • Another pipe plug is known from US-A4 502 511, which is fixed in the heat exchanger pipe by widening by means of rollers.
  • the pipe plug has an essentially cylindrical shape, a flange being provided as a depth stop at the open end of the pipe plug.
  • the outer wall of the pipe plug has a radial depression in the area in which it is rolled, in which an elastomeric silicone material is applied.
  • the present invention has for its object to provide a roll stopper of the type mentioned, which has greater holding forces compared to the known pipe stopper with improved sealing effect and is still easy to pull, and in which the formation of high mechanical stresses and thus the development during rolling Risk of subsequent stress corrosion cracking is avoided. Furthermore, a method is to be specified which allows the pipe plug to be pulled with small forces.
  • the cylindrical part is roughened to a roughness of 0.05 to 0.2 mm in a region to be expanded, that the cylindrical part flows smoothly to the conical part without a step and that in the cylindrical and / or in the conical Part means for inserting and locking a drawing tool are attached.
  • the pipe plug can be adapted to special drawing tools in that the conical part is thickened in its wall thickness compared to the cylindrical part and the means are designed as recesses.
  • drawing tools can be used that are easily inserted and locked into the pipe plug, with large drawing forces being guaranteed.
  • the indentations are annular.
  • This design of the pipe plug enables the use of a simple drawing tool which is provided with expandable barbs. A simple, time-saving pulling of the pipe plug is possible, so that the dose load on the operating personnel can be kept very low.
  • a nickel material is preferably used as the deformable metal. This results in a particularly high corrosion resistance and good ductility of the pipe plug, which leads to a particularly tight connection in heat exchanger pipes, which mostly consist of Inconel.
  • the cylindrical part of the pipe plug with a flange at the end, which has at least one notch for engaging a tool. This ensures a secure connection between the rolling tool and the pipe plug in a simple manner.
  • the pipe plug is released particularly well if the web is meandering.
  • the pipe plug can then be removed from the heat exchanger pipe in a simple manner with the aid of a drawing tool.
  • the pipe plug 1 shows a pipe plug 1 which is inserted into a heat exchanger pipe 2.
  • the pipe plug 1 consists of a hollow cylindrical part 3, which flows smoothly inside and outside into a conical part 4 without a shoulder.
  • the pipe plug 1 has a slightly smaller outside diameter than the heat exchanger pipe 2 to be closed.
  • the aspect ratio between the cylindrical part 3 and the conical part 4 is about 1: 1.
  • the pipe plug 1 is brought into sealing contact with the inner surface of the heat exchanger tube 2 by widening or rolling a region 5 of the cylindrical part 3, thereby making it Heat exchanger tube 2 is firmly held.
  • the pipe plug 1 has a roughness depth of 0.05 to 0.2 mm in the area 5 to be expanded. This results in an increase in the holding forces.
  • means 6 for inserting and locking a tool are attached in the closed end of the conical part 4. These means 6 can alternatively be accommodated in the cylindrical part 3.
  • a drawing tool or a setting tool are provided as tools.
  • the cylindrical part 3 of the pipe plug 1 is provided with a flange 7, the flange 7 having at least one notch 8 for the torque-locking engagement of a tool.
  • the area 5 can also be provided with a layer 9 of deformable metal. This achieves a good sealing effect and also enables the pipe plug 1 to be pulled more easily.
  • a nickel material is used as the deformable metal. This makes one special high corrosion resistance and good ductility of this area 5 achieved. This leads to a particularly tight connection in the heat exchanger tube, which mostly consist of Inconel.
  • the pipe plug wall 11 is welded on a predetermined path 12a by means of a welding device 10 inserted into the inside of the pipe plug 1 melted.
  • This predetermined path 12a can be spiral, for example.
  • the cylindrical part 3 shrinks in the widened region 5, as a result of which the pipe plug 1 is no longer adhered to a pipe wall 12 and the pipe plug 1 can be removed without great pulling forces and without damaging the heat exchanger pipe 2.
  • the conical part 4 is thicker in its wall thickness than the cylindrical part 3. The arrangement of the means 6 for pulling the pipe plug 1 in the conical part 4 therefore does not result in any deformation of the pipe plug 1 when pulling.
  • the shape of the pipe plug 1 ensures that the space between the heat exchanger pipe 2 and the conical part 4 of the pipe plug 1 is rinsed, thus preventing a concentration of corrosion products.
  • FIG 3 shows the cylindrical part 3 of a cut pipe plug 1, which has on its inside on the pipe plug wall 11 a web 12a, which is preferably meandering. By melting the pipe plug 1 on such a track 12a, the pipe plug 1 can be easily removed from the heat exchanger pipe 2.
  • FIG. 4 shows a section of the conical part 4 in cross section, which is provided with means 6 for inserting a drawing tool 15.
  • the means are designed as a recess 13. Extendable claws 14 of a drawing tool 15 can be hooked into the recesses 13.
  • the indentations 13 are annular.
  • Such a drawing tool 15 is particularly quick and easy to use, as a result of which particularly short operating times are achieved. This also keeps the dose burden on the operating personnel very low.
  • the pipe plug 1 is then removed from the heat exchanger pipe 2 by means of the drawing tool 15.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the pipe plug 1, in which the means 6 are designed as threads 16.
  • the screw-shaped drawing tool 15a is locked in the pipe plug 1 by a rotary movement.

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Abstract

An obturating element (1) for sealing one end of a heat-exchanger pipe (2) consists of a hollow cylindrical part (3) which merges smoothly into a hollow conical part (4) and which has an outer diameter slightly smaller than that of the heat-exchanger pipe (2) to be sealed. The obturating element (1) is inserted in the heat-exchanger pipe (2) and expanded or rolled in order to bring it into sealing contact with the inner surface of the heat-exchanger tube (2). Means (6) for inserting a drawing tool (15) are mounted in the conical part (4). The cylindrical part (3) is roughened in the region which expands. In a process for removing the obturating element (1), a track (12a) is traced by welding along the wall of the element; as the wall shrinks, it retracts, thus releasing the obturating element (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrstopfen zum Verschließen eines defekten Wärmetauscherrohres, bei dem ein hohler zylindrischer Teil in einen hohlen konischen, am freien Ende geschlossenen Teil übergeht und der zylindrische Teil einen Außendurchmesser besitzt, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des zu verschließenden Wärmetauscherrohrs, und durch Aufweiten in dichtenden Kontakt mit der inneren Oberfläche des Wärmetauscherrohres gebracht wird, wobei im zylindrischen Teil und/oder im konischen Teil Mittel zum Einsetzen und Arretieren eines Ziehwerkzeuges angebracht sind. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Entfernen eines Rohrstopfens, der in einem Wärmetauscherrohr, insbesondere durch Aufweiten, festgehalten ist.The invention relates to a pipe plug for closing a defective heat exchanger tube, in which a hollow cylindrical part merges into a hollow conical part closed at the free end and the cylindrical part has an outer diameter which is slightly smaller than the inner diameter of the heat exchanger pipe to be closed, and through Widening is brought into sealing contact with the inner surface of the heat exchanger tube, means for inserting and locking a drawing tool being fitted in the cylindrical part and / or in the conical part. The invention also relates to a method for removing a pipe plug which is held in a heat exchanger pipe, in particular by expansion.

Ein Rohrstopfen der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der EP-A-0 137 984 bekannt. Dieser Rohrstopfen ist an seinem Außenumfang im aufzuweitenden Bereich mit Graten versehen, um einen guten Preßsitz und eine gute Dichtwirkung zu erzielen. Beim Ziehen des Rohrstopfens ist im Rohrstopfen eine Gewindebohrung vorgesehen, in die ein Gewindeschaft eingeschraubt werden kann. Durch die am Außenumfang angeordneten Grate sind jedoch zum Ziehen hohe Kräfte erforderlich und das Entfernen der Rohrstopfen ist erschwert.A pipe plug of the type mentioned is known, for example, from EP-A-0 137 984. This pipe plug is provided with burrs on its outer circumference in the area to be expanded in order to achieve a good press fit and a good sealing effect. When pulling the pipe plug, a threaded hole is provided in the pipe plug, into which a threaded shaft can be screwed. Due to the ridges arranged on the outer circumference, however, high forces are required for pulling and the removal of the pipe plugs is difficult.

In der US-A-4 513 786 ist ein Rohrstopfen offenbart, der einen im wesentlichen gleichbleibenden Außendurchmesser aufweist, wobei ein Abschnitt des Stopfens in der Nähe seines offenen Endes einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist, um so eine leichte Preßpassung im Rohr sicherzustellen. Auf einen Abschnitt der Außenfläche des Stopfens ist ein Band aus verformbarem Material aufgebracht, das entweder aus Gold, Silber oder reinem Eisen besteht. Der Rohrstopfen wird bündig abschließend in das Rohrende eingeführt. Anschließend wird er mittels einer Walzvorrichtung in dem mit dem verformbaren Material versehenen Abschnitt aufgeweitet, so daß eine dichte Verbindung mit dem Rohr entsteht. Das Entfernen dieses Rohrstopfens ist schwierig und nur mittels spezieller Greifwerkzeuge möglich. Desweiteren können sich im nicht aufgeweiteten Bereich zwischen dem Rohrstopfen und dem Wärmetauscherrohr korrosionsfördernde Ablagerungen sammeln. Diese führen zu einer Zerstörung des Rohrstopfens oder des Rohres.US-A-4 513 786 discloses a pipe plug having a substantially constant outside diameter, with a portion of the plug near its open end having a slightly larger diameter so as to ensure an easy interference fit in the pipe. A band of deformable material, either gold, silver or pure iron, is applied to a portion of the outer surface of the plug. The pipe plug is then inserted flush into the pipe end. It is then expanded by means of a rolling device in the section provided with the deformable material, so that a tight connection with the tube is produced. This pipe plug is difficult to remove and can only be removed using special gripping tools. Furthermore, corrosion-promoting deposits can collect in the unexpanded area between the pipe plug and the heat exchanger pipe. These lead to the destruction of the pipe plug or the pipe.

Aus der US-A4 502 511 ist ein weiterer Rohrstopfen bekannt, der durch Aufweiten mittels Walzen im Wärmetauscherrohr fixiert wird. Der Rohrstopfen weist eine im wesentlichen zylindrische Form auf, wobei am offenen Ende des Rohrstopfens ein Flansch als Tiefenanschlag vorgesehen ist. Die Außenwand des Rohrstopfens weist in dem Bereich, in dem er festgewalzte wird, eine radiale Vertiefung auf, in der ein elastomeres Silikonmaterial aufgebracht ist. Bei diesem bekannten Rohrstopfen besteht die Gefahr von vorzeitigen Undichtigkeiten. Auch können durch die dünnere Wandstärke im Bereich des elastomerischen Materials nicht sehr große Haltekräfte zum Rohr aufgebracht werden. Der Rohrstopfen kann durch das Aufweiten nicht sicher gehalten werden.Another pipe plug is known from US-A4 502 511, which is fixed in the heat exchanger pipe by widening by means of rollers. The pipe plug has an essentially cylindrical shape, a flange being provided as a depth stop at the open end of the pipe plug. The outer wall of the pipe plug has a radial depression in the area in which it is rolled, in which an elastomeric silicone material is applied. With this known pipe plug there is a risk of premature leaks. Also, due to the thinner wall thickness in the area of the elastomeric material, not very large holding forces can be applied to the pipe. The pipe plug cannot be held securely by the expansion.

Auch ist aus der US-A 4 178 966 ein Rohrstopfen bekannt, der einen konischen und einen zylindrischen Teil aufweist, in dem zwei koaxiale Bohrungen vorgesehen sind. In einer dritten Bohrung ist ein Gewinde zum Eindrehen eines Ziehwerkzeuges vorgesehen. Dieser Rohrstopfen ist jedoch zum Einschweißen in den Rohrboden vorgesehen, wodurch eine Wärmebelastung dieses Bereiches entsteht. Darüber hinaus ist das Entfernen des Stopfens schwierig.Also known from US-A 4 178 966 is a pipe plug which has a conical and a cylindrical part in which two coaxial bores are provided. A thread for screwing in a drawing tool is provided in a third hole. However, this pipe plug is intended to be welded into the tube sheet, as a result of which this area is exposed to heat. In addition, the plug is difficult to remove.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Walzstopfen der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der bei verbesserter Dichtwirkung größere Haltekräfte gegenüber dem bekannten Rohrstopfen aufweist und trotzdem leicht ziehbar ist,und bei dem beim Walzen die Entstehung von hohen mechanischen Spannungen und somit die Gefahr einer nachfolgenden spannungsrißkorrosion vermieden ist. Ferner soll ein Verfahren angegeben werden, das ein Ziehen des Rohrstopfens mit kleinen Kräften erlaubt.The present invention has for its object to provide a roll stopper of the type mentioned, which has greater holding forces compared to the known pipe stopper with improved sealing effect and is still easy to pull, and in which the formation of high mechanical stresses and thus the development during rolling Risk of subsequent stress corrosion cracking is avoided. Furthermore, a method is to be specified which allows the pipe plug to be pulled with small forces.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zylindrische Teil in einem aufzuweitenden Bereich auf eine Rauhtiefe von 0,05 bis 0,2 mm aufgerauht ist, daß der zylindrische Teil zum konischen Teil ohne Absatz fließend übergeht und daß im zylindrischen und/oder im konischen Teil Mittel zum Einsetzen und Arretieren eines Ziehwerkzeuges angebracht sind.This object is achieved in that the cylindrical part is roughened to a roughness of 0.05 to 0.2 mm in a region to be expanded, that the cylindrical part flows smoothly to the conical part without a step and that in the cylindrical and / or in the conical Part means for inserting and locking a drawing tool are attached.

Auf diese Weise wird, obwohl keine Reinigung des Wärmetauscherrohres vor dem Einbau nötig ist, trotz erhöhter Haltekräfte und verbesserter Dichtwirkung ein leichteres Ziehen des Rohrstopfens ermöglicht ohne daß bei Anordnung der Mittel zum Ziehen des Rohrstopfens im konischen Teil eine Deformierung des Rohrstopfens im Übergang des zylindrischen Teils in den konischen Teil entsteht. Darüber hinaus wird durch die Erfindung eine Spülung des Raumes zwischen dem Wärmetauscherrohr und dem konischen Teil des Stopfens gewährleistet und damit eine Konzentration von Korrosionsprodukten verhindert. Beim Festwalzen des Stopfens wird durch den sanften Übergang des zylindrischen Teils in den konischen Teil die Entstehung von hohen mechanischen Spannungen und damit die Gefahr einer Spannungsriß-Korrosion vermieden.In this way, although no cleaning of the heat exchanger tube is necessary prior to installation, an easier pulling of the tube plug is made possible despite increased holding forces and improved sealing effect without the tube plug being deformed in the conical part when the means for pulling the tube plug are arranged in the conical part arises in the conical part. In addition, a flushing of the space between the heat exchanger tube and the conical part of the plug is ensured by the invention and thus a concentration of corrosion products is prevented. When the plug is deep-rolled, the gentle transition of the cylindrical part into the conical part prevents the creation of high mechanical stresses and thus the risk of stress corrosion cracking.

Um ein Ziehen des Rohrstopfens ohne Erhitzen zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, den aufgerauhten Bereich mit einer Schicht aus verformbarem Metall zu versehen. Dadurch läßt sich der Rohrstopfen besonders leicht ziehen.In order to enable the pipe plug to be pulled without heating, it is advantageous to provide the roughened area with a layer of deformable metal. This makes the pipe stopper particularly easy pull lightly.

Eine Anpassung des Rohrstopfens an spezielle Ziehwerkzeuge ist dadurch möglich, daß der konische Teil gegenüber dem zylindrischen Teil in seinerWandstärke verdickt ist und die Mittel als Eindrehungen ausgebildet sind. So können Ziehwerkzeuge verwendet werden, die in einfacher Weise in den Rohrstopfen eingeführt und arretiert werden, wobei große Ziehkräfte gewährleistet sind.The pipe plug can be adapted to special drawing tools in that the conical part is thickened in its wall thickness compared to the cylindrical part and the means are designed as recesses. For example, drawing tools can be used that are easily inserted and locked into the pipe plug, with large drawing forces being guaranteed.

In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, wenn die Eindrehungen ringförmig ausgebildet sind. Diese Ausführung des Rohrstopfens ermöglicht die Verwendung eines einfachen Ziehwerkzeuges, das mit ausspreizbaren Widerhaken versehen ist. So ist ein einfaches, zeitsparendes Ziehen des Rohrstopfens möglich, so daß die Dosisbelastung des Bedienpersonales sehr klein gehalten werden kann.In some cases, it may be useful if the indentations are annular. This design of the pipe plug enables the use of a simple drawing tool which is provided with expandable barbs. A simple, time-saving pulling of the pipe plug is possible, so that the dose load on the operating personnel can be kept very low.

Vorzugsweise ist als verformbares Metall ein Nickelwerkstoff verwendet. Dadurch wird eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit sowie eine gute Verformbarkeit des Rohrstopfens erzielt, was zu einer besonders dichten Verbindung in Wärmetauscherrohren, die zumeist aus Inconel bestehen, führt.A nickel material is preferably used as the deformable metal. This results in a particularly high corrosion resistance and good ductility of the pipe plug, which leads to a particularly tight connection in heat exchanger pipes, which mostly consist of Inconel.

Um ein Verdrehen des Rohrstopfens während des Walzvorganges und damit eine Beschädigung der Beschichtung bzw. des Wärmetauscherrohres zu verhindern, ist es günstig, den zylinderförmigen Teil des Rohrstopfens endseitig mit einem Flansch zu versehen, der mindestens eine Einkerbung zum Eingriff eines Werkzeuges aufweist. Damit ist auf einfache Weise eine sichere Verbindung zwischen dem Walzwerkzeug und dem Rohrstopfen gewährleistet.In order to prevent twisting of the pipe plug during the rolling process and thus damage to the coating or the heat exchanger pipe, it is expedient to provide the cylindrical part of the pipe plug with a flange at the end, which has at least one notch for engaging a tool. This ensures a secure connection between the rolling tool and the pipe plug in a simple manner.

Zum Lösen des Rohrstopfens, der in einem Wärmetauscherrohr, Insbesondere durch Aufwelten festgehalten ist, ist es vorteilhaft, ein Verfahren anzuwenden, bei dem in das Innere des Rohrstopfens ein Schweißgerät eingeführt wird und die Rohrstopfenwandung auf einer vorgegebenen Bahn durch Aufschmelzen der Oberfläche geschrumpft wird. Dadurch wird die Haftung des Rohrstopfens an der Rohrwand aufgehoben, wodurch der Stapfen ohne große Ziehkräfte und ohne Beschädigung des Wärmetauscherrohres entfernbar ist.To loosen the pipe plug, which is held in a heat exchanger pipe, in particular by means of welding, it is advantageous to use a method in which a welding device is inserted into the inside of the pipe plug and the pipe plug wall is shrunk on a predetermined path by melting the surface. This removes the adhesion of the pipe plug to the pipe wall, which means that the plug can be removed without great pulling forces and without damaging the heat exchanger pipe.

Der Rohrstopfen wird besonders gut gelöst, wenn die Bahn meanderförmig ist. In einfacher Weise kann der Rohrstopfen anschliessend mit Hilfe eines Ziehwerkzeuges aus dem Wärmetauscherrohr entfernt werden.The pipe plug is released particularly well if the web is meandering. The pipe plug can then be removed from the heat exchanger pipe in a simple manner with the aid of a drawing tool.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:

  • FIG 1 einen Rohrstopfen;
  • FIG 2 einen in ein Wärmetauscherrohr eingesetzten Rohrstopfen, der mittels eines Schweißgerätes geschrumpft wird;
  • FIG 3 eine Abwicklung der Schweißbahn der aufgeschmolzenen Innenoberfläche eines Rohrstopfens;
  • FIG 4 einen Rohrstopfen mit ringförmigen Eindrehungen und dem dazugehörigen Ausziehwerkzeug und
  • FIG 5 einen Rohrstopfen mit Gewinde und dem dazugehörigen Ausziehwerkzeug.
The invention is explained below with reference to the embodiments shown in the drawings. Show it:
  • 1 shows a pipe plug;
  • 2 shows a pipe plug inserted into a heat exchanger tube, which is shrunk by means of a welding device;
  • 3 shows a development of the welding path of the melted inner surface of a pipe plug;
  • 4 shows a pipe stopper with annular recesses and the associated extraction tool and
  • 5 shows a pipe plug with thread and the associated extracting tool.

FIG 1 zeigt einen Rohrstopfen 1, der in ein Wärmetauscherrohr 2 eingesetzt ist. Der Rohrstopfen 1 besteht aus einem hohlen zylindrischen Teil 3, welches ohne Absatz innen und außen fließend in einen konischen Teil 4 übergeht. Dabei weist der Rohrstopfen 1 einen geringfügig kleineren Außendurchmesser als das zu verschließende Wärmetauscherrohr 2 auf. Das Längenverhältnis zwischen dem zylindrischen Teil 3 und dem konischen Teil 4 beträgt etwa 1 : 1. Der Rohrstopfen 1 wird durch Aufweiten bzw. durch Walzen eines Bereichs 5 des zylindrischen Teiles 3 in dichtenden Kontakt mit der inneren Oberfläche des Wärmetauscherrohres 2 gebracht, wodurch er im Wärmetauscherrohr 2 fest gehaltert ist. Dazu weist der Rohrstopfen 1 im aufzuweitenden Bereich 5 eine Rauhtiefe von 0,05 bis 0,2 mm auf. Dies ergibt eine Erhöhung der Haltekräfte.1 shows a pipe plug 1 which is inserted into a heat exchanger pipe 2. The pipe plug 1 consists of a hollow cylindrical part 3, which flows smoothly inside and outside into a conical part 4 without a shoulder. The pipe plug 1 has a slightly smaller outside diameter than the heat exchanger pipe 2 to be closed. The aspect ratio between the cylindrical part 3 and the conical part 4 is about 1: 1. The pipe plug 1 is brought into sealing contact with the inner surface of the heat exchanger tube 2 by widening or rolling a region 5 of the cylindrical part 3, thereby making it Heat exchanger tube 2 is firmly held. For this purpose, the pipe plug 1 has a roughness depth of 0.05 to 0.2 mm in the area 5 to be expanded. This results in an increase in the holding forces.

In dem geschlossenen Ende des konischen Teiles 4 sind Mittel 6 zum Einsetzen und Arretieren eines Werkzeuges angebracht. Diese Mittel 6 können auch alternativ im zylindrischen Teil 3 untergebracht sein. Als Werkzeug sind beispielsweise ein Ziehwerkzeug oder ein Setzwerkzeug vorgesehen.In the closed end of the conical part 4, means 6 for inserting and locking a tool are attached. These means 6 can alternatively be accommodated in the cylindrical part 3. For example, a drawing tool or a setting tool are provided as tools.

Endseitig ist der zylindrische Teil 3 des Rohrstopfens 1 mit einem Flansch 7 versehen, wobei der Flansch 7 mindestens eine Einkerbung 8 zum drehmomentschlüssigen Eingriff eines Werkzeuges aufweist. So ist einerseits ein Tiefenanschlag beim Einführen des Rohrstopfens 1 in das Wärmetauscherrohr 2 gegeben, andererseits ist ein Verdrehen des Rohrstopfens 1 während des Aufweitens verhindert. Das in die Einkerbung 8 eingreifende Werkzeug hält den Rohrstopfen 1 sicher in seiner Position. Eine Beschädigung des Rohrstopfens 1 bzw. des Wärmetauscherrohres 2 ist so ausgeschlossen.At the end, the cylindrical part 3 of the pipe plug 1 is provided with a flange 7, the flange 7 having at least one notch 8 for the torque-locking engagement of a tool. Thus, on the one hand, there is a depth stop when the pipe plug 1 is inserted into the heat exchanger pipe 2, and on the other hand, the pipe plug 1 is prevented from twisting during expansion. The tool engaging in the notch 8 holds the pipe plug 1 securely in position. Damage to the pipe plug 1 or the heat exchanger pipe 2 is thus excluded.

Nach dem Einführen des Rohrstopfens 1 in das Wärmetauscherrohr 2 wird ein Walzwerkzeug in den Rohrstopfen 1 eingebracht, das den Rohrstopfen 1 im Bereich 5 aufweitet, so daß der Rohrstopfen fest im Wärmetauscherrohr 2 gehaltert ist. Beim Festwalzen des Rohrstopfens 1 wird durch den sanften Übergang des zylindrischen Teils 3 in den konischen Teil 4 die Entstehung von hohen mechanischen Spannungen und damit die Gefahr einer Spannungsrißkorrosion vermieden.After the insertion of the pipe plug 1 into the heat exchanger tube 2, a rolling tool is inserted into the pipe plug 1, which widens the pipe plug 1 in the area 5, so that the pipe plug is held firmly in the heat exchanger tube 2. When the pipe plug 1 is deep-rolled, the gentle transition of the cylindrical part 3 into the conical part 4 prevents the occurrence of high mechanical stresses and thus the risk of stress corrosion cracking.

Wie FIG 2 zeigt, kann der Bereich 5 auch mit einer Schicht 9 aus verformbarem Metall versehen sein. Dadurch wird eine gute Dichtwirkung erzielt und darüber hinaus auch ein leichteres Ziehen des Rohrstopfens 1 ermöglicht.As FIG 2 shows, the area 5 can also be provided with a layer 9 of deformable metal. This achieves a good sealing effect and also enables the pipe plug 1 to be pulled more easily.

Als verformbares Metall wird beispielsweise ein Nickelwerkstoffverwendet. Dadurch wird eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit sowie eine gute Verformbarkeit dieses Bereiches 5 erzielt. Dies führt zu einer besonders dichten Verbindung im Wärmetauscherrohr, das zumeist aus Inconel bestehen.For example, a nickel material is used as the deformable metal. This makes one special high corrosion resistance and good ductility of this area 5 achieved. This leads to a particularly tight connection in the heat exchanger tube, which mostly consist of Inconel.

Um den aufgeweiteten Rohrstopfen 1 im Bedarfsfall zu lösen, wird folgendes Verfahren angewendet: An der Innenseite des zylindrischen Teils 3 wird mittels eines in das Innere des Rohrstopfens 1 eingeführten Schweißgerätes 10 die Rohrstopfenwandung 11, insbesondere deren aufgeweiteter Bereich 5 auf einer vorgegebenen Bahn 12a durch Schweißen aufgeschmolzen. Diese vorgegebene Bahn 12a kann beispielsweise spiralförmig sein. Durch das Aufschmelzen schrumpft der zylindrische Teil 3 im aufgeweiteten Bereich 5, wodurch die Haftung des Rohrstopfens 1 an eine Rohrwand 12 aufgehoben wird und der Rohrstopfen 1 ohne große Ziehkräfte und ohne Beschädigung des Wärmetauscherrohres 2 entfernbar ist.In order to release the widened pipe plug 1 if necessary, the following method is used: On the inside of the cylindrical part 3, the pipe plug wall 11, in particular its widened area 5, is welded on a predetermined path 12a by means of a welding device 10 inserted into the inside of the pipe plug 1 melted. This predetermined path 12a can be spiral, for example. As a result of the melting, the cylindrical part 3 shrinks in the widened region 5, as a result of which the pipe plug 1 is no longer adhered to a pipe wall 12 and the pipe plug 1 can be removed without great pulling forces and without damaging the heat exchanger pipe 2.

Obwohl keine Reinigung des Wärmetauscherrohres 2 vor dem Einbau nötig ist, wird bei erhöhten Haltekräften und verbesserter Dichtwirkung ein leichteres Ziehen des Rohrstopfens 1 ermöglicht. Der konische Teil 4 ist in seiner Wandstärke gegenüber dem zylindrischen Teil 3 dicker. Die Anordnung der Mittel 6 zum Ziehen des Rohrstopfens 1 im konischen Teil 4 haben daher keine Deformierungen des Rohrstopfens 1 beim Ziehen zur Folge.Although it is not necessary to clean the heat exchanger tube 2 before installation, the tube plug 1 can be pulled more easily with increased holding forces and an improved sealing effect. The conical part 4 is thicker in its wall thickness than the cylindrical part 3. The arrangement of the means 6 for pulling the pipe plug 1 in the conical part 4 therefore does not result in any deformation of the pipe plug 1 when pulling.

Darüber hinaus wird durch die Form des Rohrstopfens 1 eine Spülung des Raumes zwischen dem Wärmetauscherrohr 2 und dem konischen Teil 4 des Rohrstopfens 1 gewährleistet und damit eine Konzentration von Korrosionsprodukten verhindert.In addition, the shape of the pipe plug 1 ensures that the space between the heat exchanger pipe 2 and the conical part 4 of the pipe plug 1 is rinsed, thus preventing a concentration of corrosion products.

FIG 3 zeigt den zylindrischen Teil 3 eines aufgeschnittenen Rohrstopfens 1, der an seiner Innenseite auf der Rohrstopfenwandung 11 eine Bahn 12a aufweist, die vorzugsweise meanderförmig ist. Durch Aufschmelzen des Rohrstopfens 1 auf einer solchen Bahn 12a ist der Rohrstopfen 1 leicht aus dem Wärmetauscherrohr 2 entfernbar.3 shows the cylindrical part 3 of a cut pipe plug 1, which has on its inside on the pipe plug wall 11 a web 12a, which is preferably meandering. By melting the pipe plug 1 on such a track 12a, the pipe plug 1 can be easily removed from the heat exchanger pipe 2.

In FIG 4 ist der eine Ausschnitt des konischen Teiles 4 im Querschnitt gezeigt, der mit Mitteln 6 zum Einsetzen eines Ziehwerkzeuges 15 versehen ist. Die Mittel sind als Eindrehung 13 ausgebildet. In die Eindrehungen 13 können ausfahrbare Krallen 14 eines Ziehwerkzeuges 15 eingehakt werden. Die Eindrehungen 13 sind ringförmig ausgebildet. Ein solches Ziehwerkzeug 15 ist besonders schnell und einfach einzusetzen, wodurch besonders kurze Einsatzzeiten erreicht werden. Dadurch wird auch die Dosisbelastung des Bedienpersonals sehr klein gehalten.4 shows a section of the conical part 4 in cross section, which is provided with means 6 for inserting a drawing tool 15. The means are designed as a recess 13. Extendable claws 14 of a drawing tool 15 can be hooked into the recesses 13. The indentations 13 are annular. Such a drawing tool 15 is particularly quick and easy to use, as a result of which particularly short operating times are achieved. This also keeps the dose burden on the operating personnel very low.

In einen weiteren Verfahrensschritt wird der Rohrstopfen 1 dann mittels dem Ziehwerkzeug 15 aus dem Wärmetauscherrohr 2 entfernt.In a further process step, the pipe plug 1 is then removed from the heat exchanger pipe 2 by means of the drawing tool 15.

FIG 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Rohrstopfens 1, bei der die Mittel 6 als Gewinde 16 ausgebildet sind. Das schraubenförmig ausgebildete Ziehwerkzeug 15a wird durch eine Drehbewegung im Rohrstopfen 1 arretiert.5 shows a further embodiment of the pipe plug 1, in which the means 6 are designed as threads 16. The screw-shaped drawing tool 15a is locked in the pipe plug 1 by a rotary movement.

Claims (11)

1. Tube plug (1) for sealing a defective heat-exchanger tube (2), in which a hollow cylindrical part (3) passes over into a hollow conical part (4) closed at the free end, and the cylindrical part (3) has a slightly smaller outer diameter than the inner diameter of the heat-exchanger tube (2) to be sealed, and through expansion is brought into sealing contact with the inner surface of the heat-exchanger tube (2), wherein in the cylindrical part (3) and/or in the conical part (4) means (6) are provided for the insertion and locking of a drawing tool (15), characterized in that the cylindrical part (3) in a region (5) to be expanded is roughened to a surface roughness of 0.05 to 0.2 mm, and in that the cylindrical part (3) passes smoothly over to the conical part (4) without a break.
2. Tube plug according to claim 1, characterized in that the roughened region (5) is provided with a layer (9) of deformable metal.
3. Tube plug according to claim 1 or 2, characterized in that the wall thickness of the conical part (4) is thicker compared with the cylindrical part (3), and in that the means (6) in the conical part (4) are constructed as a recess (13).
4. Tube plug according to claim 3, characterized in that the recess (13) is constructed in the shape of a ring or as a thread.
5. Tube plug according to one of claims 2 to 4, characterized in that a nickel material is provided as deformable metal.
6. Tube plug according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cylindrical open part (3) is provided on the end side with a flange (7), and the flange (7) has at least one notching (8) for the engagement of a tool.
7. Tube plug according to one of the preceding claims, characterized in that the length ratio between the cylindrical part (3) and the conical part (4) amounts to approximately 1 : 1.
8. Method for the removal of a tube plug (1) according to one of claims 1 to 7, which is secured in a heat-exchanger tube (2), in particular by means of expansion, characterized in that in the interior of the tube plug (1) a welding apparatus (10) is introduced, and in that the tube-plug wall (11) is shrunk along a specified path (12a) through the melting of the surface.
9. Method according to claim 8, characterized in that the welding seam (12a) is constructed in a meandering shape.
10. Method according to claim 8 or 9, characterized in that the tube plug (1) is subsequently removed from the heat-exchanger tube (2) with the aid of a drawing tool (15).
11. Use of a tube plug (1) according to one of claims 1 to 7 for sealing a defective heat-exchanger tube (2).
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