NL8304053A - Verbinding tussen twee bij voorkeur uit metaal uitgevoerde pijpen en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke verbinding. - Google Patents

Description

- 1 - 4 „ .. ,; * *

Verbinding tussen twee bij voorkeur uit metaal uitgevoerde pijpen en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke verbinding.

5 De uitvinding heeft betrekking op het ver binden van pijpen. Dit kan op vele wijze worden bereikt, waarvan ëën door lassen wordt gevormd, welke in het bijzonder in het geval van pijpen met een grote diameter wordt toegepast, zoals bij pijpleidingen voor gas, olie of andere IQ industriële produkten. Deze pijpen kunnen ook voor ver- warmingsstelsels in bepaalde streken zijn bestemd. Bij dergelijke pijpen zijn de eisenvcor.diditheid en sterkte in het algemeen zeer hoog, zodat hiervoor nauwkeurige lasmethoden noodzakelijk zijn. Dergelijke pijpen moeten dikwijls in 15 ongunstige weersomstandigheden en buiten de bebouwde ge bieden worden gelast. Als gevolg van de hoge aan de afgewerkte lassen gestelde eisen wordt het toepassen van lassen duur en neemt dit lassen veel tijd in beslag. Voor lassen zijn verder geschoolde vaklieden vereist. Met een normale 20 lasverbinding kan niet het optreden van voortlopende scheuren worden voorkomen, die zich in pijpleidingen kunnen voordoen. Deze scheuren hebben de neiging om zich langs een pijpleiding over verschillende kilometers voort te zetten en zelfs door gelaste verbindingen heen te gaan.

25 De uitvinding heeft ten doel om een ver binding te verschaffen, die met betrekking tot de dichtheid aan hoge eisen voldoet. De verbinding wordt gevormd door een buitenomstreksdeel of een steunring op de ver-bindingsplaats aan te brengen, en een binnenomtreksdeel 30 of een overlappende ring ter plaatse van deze verbindings- plaats aan te brengen. De overlappende ring is van een explosieve lading voorzien, die op de een of andere wijze wordt gedetoneerd. Wanneer de lading wordt gedetoneerd, wordt aan de binnenzijde van de lasplaats een explosielas 35 8304053 i * - 2 - verkregen, waarbij de pijpeinden ter plaatse van de ver-bindingsplaats tegelijkertijd worden vervormd en tezamen met het genoemde buitenomtreksdeel of steunring naar buiten worden gebogen. Inwendig rondom de verbindingsplaats wordt 5 dus. een explosielas verkregen, waarbij ten gevolge van de vervorming van de pijpeinden en het buitenomtreksdeel of de steunring uitwendig ook een mechanische verbinding tot stand wordt gebracht. Op deze wijze wordt dientengevolge door middel van de nieuwe verbindingseenheid een dubbele 10 verbinding verkregen; namelijk een mechanische verbinding en een explosieverbinding. Door de mechanische verbinding wordt aan de verbinding een betrouwbare sterkte en dichtheid gegeven, terwijl de genoemde dichtheid door de inwendige explosielas nog verder wordt bevorderd. Van de twee 15 genoemde afdichtingsprocessen is de explosielas de meest belangrijke, terwijl de mechanische afdichting alleen een gevolg daarvan is.

Door het feit dat zowel het buitenomstreks-deel als het binnenomtreksdeel met de hierbij behorende 20 explosieve lading met grote nauwkeurigheid in een fabriek kan worden vervaardigd, kan een grote nauwkeurigheid van de verbinding worden verkregen.

De explosieve lading bezit ook de vorm van een huis, waarbij van een onstekingslading wordt gebruik-25 gemaakt om op bekende wijze een ontsteker tot ontsteking te brengen. De explosieve lading wordt tegelijkertijd rondom de gehele binnenomtrek ervan tot ontsteking gebracht.

De ontsteking in de explosieve lading plant zich in axiale richting in heide richtingen voort indien de lading tussen 30 de einden ervan op de binnenomtrek tot ontsteking wordt ge bracht .

Het binnenomtreksdeel of de overlappende ring bezit bij voorkeur een driehoekvormige doorsnede en de kleinste afstand tot aan het binnenvlak van de pijp 35 varieert tussen 0 en 10 mm, hetgeen van de dikte van het 5304053 - 3 - * η^ί.

* χ.....

omtreksdeel afhangt. Hoe groter de dikte van dit omtreks-deel is, des te groter de afstand hiervan ten opzichte van het binnenvlak van de met elkaar verbonden pijpen kan zijn.

Teneinde bij explosielassen randeffekten te 5 vermijden, wordt een detoneringssnelheid toegepast, die tussen 3000 m/s en 6000 m/s is gelegen en bij voorkeur tussen 4500 m/s en 5000 m/s.

Het buitenometreksdeel kan tussen de einden ervan een dunnere wanddikte bezitten. Dit kan hetzij door 10 middel van een uitwendig rondom lopende groef of een in wendig rondom lopende groef wordt bereikt. Dit voert als resultaat tot een gladder uitwendig oppervlak van het buiten-omtreksdeel.

Het buitenomtreksdeel kan uit dun materiaal 15 bestaan. In dit geval wordt een stevige omtreksring toege past, die als steunring kan dienstdoen, en welke na het explosief lassen wordt verwijderd. Deze steunring kan bij voorkeur in een gespleten vorm zijn uitgevoerd om het verwijderen ervan te vergemakkelijken.

20 Zowel het buitenomtreksdeel als het binnen- omtreksdeel kunnen uit verschillend materiaal zijn vervaardigd, en uit ander materiaal dan de met elkaar te verbinden pijpen.

Doch indien de met elkaar te verbinden pijpen 25 uit met elkaar samengestelde materialen bestaan, is het te adviseren om voor het binnenomtreksdeel hetzelfde materiaal als het binnenvlak van de twee met elkaar te verbinden pijpen te nemen.

Verder is het aan te raden om tussen het 30 buitenomtreksdeel en de met elkaar te verbinden pijpen hulpmiddelen aan te brengen teneinde de best mogelijk afdichting te verkrijgen. Deze extra hulpmiddelen kunnen uit ruggen of verschillende inzetelementen van verschillende typen materiaal bestaan.

35 Indien een las ultrasoon moet worden geinspek- 8304053 i v - 4 - teerd, is het aan te raden om een laag materiaal aan te brengen waardoor aan het ultrasone geluid de mogelijkheid wordt geboden om door de overgang tussen de twee met elkaar te verbinden pijpen en het buitenomtreksdeel te passeren.

5 Doelmatige materialen worden door zink of kunststof gevormd.

De eerder genoemde driehoeksvormige doorsnede van het binnen-omtreksdeel moet zodanig zijn uitgevoerd, dat de driehoeksvormige doorsnede gelijke zijden heeft en dat deze zijden met een tussen 3 en 20° gelegen hoek schuin ten opzichte 10 van het binnenvlak van de met elkaar te verbinden pijpen verlcpen. Door een grotere hoek wordt de snelheid van het schokfront verminderd.

De genoemde buisvormige explosieve lading kan uit dynamiet, dynamex of trinitrotolueen bestaan en 15 kan met inert materiaal worden gemengd, zoals met karton, houtvezels, houtmeel, plastische dolomiet of keukenzout.

De detoneringssnelheid van de lading kan door het toevoegen van inert materiaal worden gewijzigd. Dit inerte materiaal kan in de vorm van poeder of in de vorm van een laag 20 worden toegevoegd. De explosieve lading kan dientengevolge uit verschillende lagen, de een bovenop de ander bestaan, waarbij deze lagen bijvoorbeeld afwisselend uit inert materiaal en uit explosief materiaal kunnen bestaan.

De onstekingslading kan in de vorm van een 25 schijf of in de vorm van een stelsel spaken zijn uitge voerd. In het laatste geval is de uitwerking van de springstof beperkt.

De explosieve lading, de ontstekingslading en de ontsteker moeten op doelmatige wijze in een omhulsel 30 zijn opgenomen. Als materiaal kan voor dit doel op doel matige wijze van kunststof worden gebruikgemaakt, doch andere materialen zoals aluminium kunnen evenzo worden toe-gepaat.

Het is zelfs mogelijk om een verbinding volgens 35 de uitvinding onder water uit te voeren. Daarbij worden zo- 8304053 i % - 5 - wel het buitenomtreksdeel als het binnenomtreksdeel ten opzichte van de verbindingsplaats afgedicht, terwijl de met elkaar te verbinden oppervlakken evenzo mechanisch door middel van het explosief lassen met elkaar worden ver-5 bonden. Door middel van een afzuigstelsel kunnen de afge dichte delen volkomen vrij van water worden gemaakt.

Verdere kenmerken van de uitvinding zijn in de achter de beschrijving volgende conclusies vermeld.

De uitvinding zal thans meer gedetailleerd 10 aan de hand van de zes bijgevoegde tekeningbladen worden toegelicht. Hierin geeft of geven: figuur 1 een verbinding vo'or het detoneren met behulp van een explosieve lading weer, figuur 2 dezelfde verbinding als figuur 1 na 15 het detoneren van de explosieve lading weer, figuren 3, 4 en 5 een buitenomtreksdeel of steunring weer, figuur 6 een omtreksdeel van dunner materiaal weer, dat met een uitwendig als steunring fungerend gereed-20 schap samenwerkt, figuur 7 een steunmiddel onder water in de toestand juist voor het detoneren van de explosieve lading weer, figuur 8 een uitvoeringsvorm van een explosieve 25 lading met een ontstekingslading en een ontsteker weer, en figuur 9 een ander voorbeeld van een eenheid weer, die uit een explosieve lading, een onstekingslading en een ontsteker is samengesteld.

In figuur 1 zijn de twee met elkaar te ver-30 binden pijpen 1 en 2 afgebeeld. Rondom de verbindingsplaats is een buitenomtreksdeel 3 aangebracht. Dit omtreksdeel doet evenzo als een steunring dienst. Aan de binnenzijde van de verhinding is een binnenomtreksdeel of een overlappende ring 4 met een driehoekige doorsnede aangebracht. Vanzelf-35 sprekend kan dit binnenomtreksdeel een andere doelmatige 8304053 « % - 6 - doorsnede bezitten, doch het is gebleken dat een driehoekige doorsnede de voorkeur verdient. De kleinste afstand tussen het oxntreksdeel 4 en de binnenvlakken van de pijpen 1 en 2 kan tussen de 0 en 10 mm variëren. Zowel het binnenomtreks-5 deel 4 als het buitenomtreksdeel 3 bestaan bij voorkeur uit hetzelfde soort materiaal als de twee pijpen 1 en 2. De toepassing van andere materialen is vanzelfsprekend ook mogelijk. Doch indien de pijpen 1 en 2 uit samengestelde pijpen bestaan, wordt aanbevolen om voor het materiaal van 10 het binnenomtreksdeel hetzelfde soort materiaal te nemen, dat voor de uitvoering van de binnenlaag van de pijpen is toegepast. De binnenzijde van het binnenomtreksdeel is van een buisvormige laag explosief materiaal voorzien. Deze laag is door 5 aangeduid en bestaat uit een springlading 15 zoals dynamiet, dynamex, trinitrotolueen, etc. In de holte van de buisvormige springlading 5 is op gelijke afstanden van de einden van deze lading een schijf 6 geplaatst. Deze schijf 6 bestaat uit een ontstekingslading, die door pentyl, een explosieve pasta of een andere equivalente springstof 20 kan worden gevormd. In het midden van de schijf bevindt zich een detonator 7, die uit elk willekeurig type kan bestaan. Voor de springlading wordt een detoneringssnelheid gekozen, die hoger is dan die welke normaal voor explosief lassen wordt toegepast. De meest doelmatige snelheid ligt 25 waarschijnlijk tussen 3000 m/s en 6000 m/s, waarbij de meeste voorkeur aan een snelheid wordt gegegeven die tussen 4500 m/s en 5000 m/s is gelegen.

Indien de springlading nu via de ontstekings-lading 6 door de detonator 7 wordt ontstoken, zal het deto-30 neren in de lading 5 axiaal in beide richtingen met betrek king tot de onstekingslading 6 worden voortgeplant. De snelheid van het schokfront en de impuls van de springlading zijn met betrekking tot de gekozen detonerings-snelheid volkomen voldoende om een volledig bevredigende 35 las tussen het binnenomtreksdeel 4 en de binnenvlakken van 8304053 m Λ - 7 - de pijpen 1 en 2 te verkrijgen. Indien een lagere detone-ringssnelheid werd verkozen, aou het risico van het optreden van randeffekten in de vorm van het ontbreken van een samenhangend verband nabij de randen van het binnen-5 omtreksdeel aanzienlijk zijn geweest. Dit kan vanuit het gezichtspunt van een in de spleten optredende corrosie gezien niet worden geaccepteerd. De door middel van explosief lassen verkregen las bezit het in figuur 2 afgebeelde uiterlijk.Hieruit blijkt, dat het binnenvlak van de ver-10 binding een uniform verloop vertoont en zich in het ver lengde van de binnenvlakken van de twee pijpen 1 en 2 uitstrekt. Door het explosief lassen wordt bewerkstelligd dat de eindvlakken van de twee pijpen 1 en 2 naar buiten worden gebogen, waardoor het middelste gedeelte van het omtreks-15 deel 3 wordt meegenomen, dat dientengevolge een gekromde vorm verkrijgt. Dit gekromde buitenometreksdeel 3 is door 3T aangeduid. Door deze kromming van het buitenomtreksdeel 3' en het naar buiten buigen van.de twee pijpeinden 1 en 2 wordt een uiterst sterke verbinding en evenzo een bevredi-20 gende afdichting verkregen. Indien een nog betere afdich ting tussen het binnenvlak van het buitenomtreksdeel en het buitenvlak van de pijp wordt vereist, kunnen verschillende afdichtingslagen worden toegepast of kunnen andere mechanische maatregelen worden genomen zoals het aanbrengen 25 van groeven of ruggen.

Met behulp van de in figuren 1 en 2 afgebeelde verbinding wordt een dubbele afdichting door middel van de explosielas en verder door het vervormde buitenomtreksdeel 3’ en de vervormde pijpeinden verkreeg.

30 Om de verbindingsprocedure te vergemakkelijken verdient het aanbeveling om zowel het buitenomtreksdeel als de eenheid van tevoren te fabriceren, die uit het binnen-omtreksdeel 4, de springlading 5, de ontstekingslading 6 en de detonator 7 bestaat. Door het vooraf vervaardigen wordt 35 een hoge kwaliteit van de onderdelen 3-7 gewaarborgd. De 8304053 4 ·* - 8 - onderdelen 3-7 kunnen ook in de vorm van een eenheid worden uitgevoerd, die dan uiterst gemakkelijk op het einde van de ene pijp kan worden aangebracht, waarna het andere pijp-einde op zijn plaats wordt aangehracht. In dit geval verdient 5 het aanbeveling om het buitenomtreksdeel 3 en het binnen- omtreksdeel 4 van een verbindingsdeel in de vorm van een rondom lopende strook met een aantal pennen te voorzien, waardoor de twee omtreksdelen 3 en 4 met elkaar kunnen worden verbonden.

10 Het buitenomtreksdeel 3 kan ook van een ander ontwerp zijn. In figuur 3 is bijvoorbeeld een omtreks-deel 8 met een kleinere wanddikte in de vorm van een inwendige, holle rondom lopende groef afgebeeld, en in figuur 4 is een buitenomtreksdeel met een kleinere wanddikte 11 15 afgebeeld, die door middel van een uitwendige holle rond om lopende groef wordt verkregen. Door van een buitenomtreksdeel volgens de figuren 3 en 4 gebruik te maken wordt na het explosieve lassen een meer uniform uitwendig oppervlak verkregen.

20 In figuur 5 is een uitvoeringsvorm van een omtreksdeel 12 afgebeeld, dat aan de einden van twee naar buiten gerichte flenzen 13 en 14 voorzien. Hierdoor wordt een sterker omtreksdeel verkregen.

Het is zelfs mogelijk om een omtreksdeel 15 25 uit dun materiaal toe te passen. Om te voorkomen dat dit gedurende het explosieve lassen wordt beschadigd, moet dit omtreksdeel 15 door een uitwendig stuk gereedschap 16 worden omgeven, dat als steunmiddel dienst doet en waardoor wordt voorkomen dat het omtreksdeel gedurende het explosieve las-30 sen wordt beschadigd.

In figuur 7 is een afgewerkte verbindings-constructie afgebeeld voordat het explosieve lassen plaatsvindt. Deze verbinding moet onder water worden vervaardigd en de verbindingsplaats moet daarom op de volgende wijze 35 vrij van vocht worden gemaakt: op het oppervlak wordt een 8304053 <* * -9- buitenomtreksdeel 17 aangebracht, dat dichtbij de buitenste randen van uitgefreesde groeven is voorzien, waarin afdich-tingsringen 18 en 19 worden geplaatst. Deze kunnen uit een slang bestaan, waaraan druklucht wordt toegevoerd, zodat 5 er dus een goede afdichting tussen het middelste gedeelte van het binnenvlak van het omtreksdeel en het huitenvlak van de pijpen 1 en 2 wordt verkregen. Een bijvoorbeeld uit kunststof uitgevoerd ringvormig onderdeel 20 wordt aan de binnenzijde van de verbindingsplaats aangebracht, waarbij 10 dit onderdeel een U-vormige doorsnede bezit. Ter plaatse van de uiteinden van het ringvormige lichaam zijn groeven voor de opname van ringvormige afdichtingsringen 22 en 23 gefreesd, die bij voorkeur uit een slang zijn vervaardigd, waaraan druklucht kan worden toegevoerd om een bevredigende 15 afdichting in het gebied tussen de benen van de U-vormige doorsnede te verzekeren. Door het ringvormige lichaam wordt op deze wijze een rondom lopende ruimte 21 ingesloten. Het binnenomtreksdeel 4 is aan de onderzijde van deze rondom lopende ruimte in deze ruimte aangebracht en in het ring-20 vormige onderdeel is de ringvormige springlading 24 opge nomen. Het ringvormige onderdeel 20 bezit een centraal, schijfvormig gedeelte 25, dat bij voorkeur tezamen met het ringvormige onderdeel 20 als een eenheid is uitgevoerd.

In deze schijf is een schijfvormige ontstekingslading 26 25 opgenomen of geplaatst, die op precies dezelfde wijze als de ontstekingslading 6 met de springlading 5 in figuur 1 in verbinding staat met de springlading 24 in verbinding staat. De schijf 25 is in het midden van een naaf in de vorm van een buis voorzien, waarbij in deze naaf een detona-30 tor 27 is geplaatst.

De aan de hand van figuur 7 beschreven ver-bindingsconstructie wordt als volgt op de pijpeinden 1 en 2 aangebracht: het vocht wordt door middel van een leiding 28 uit de rondom lopende ruimte 21 afgevoerd en evenzo al het 35 vocht, dat zich tussen het binnenvlak van het buitenomtreks- 8304053 ** 4 * -10- deel en de buitenvlakken van de pijpen 1 en 2 bevindt. Wanneer alle vocht is afgevoerd, wordt de ontstekingslading door middel van de detonator 7 op dezelfde wijze als bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 tot ontsteking gebracht.

5 In figuur 8 is een uitvoeringsvoorbeeld voor een ontwerp van een explosieve lading afgeheeld. Deze is uit drie ringvormige lagen 29, 30, 31 uit springstof geconstrueerd, en uit twee ringvormige tussenlagen 32 en 33, die uit inert materiaal zijn uitgevoerd. Het is gebleken 10 dat wanneer lagen van 10 mm dik van de als dynamex bekend staande springstof en lagen van 4 mm dik masonite worden toegepast een detoneringssnelheid van ongeveer 4500 m/s wordt verkregen.

Tenslotte is in figuur 9 een springlading 5 15 afgebeeld, die de vorm van een ring heeft en welke een net werk van ringen 34 en 36 en spaken 35 en 37 omsluit. Door dit netwerk wordt een ontstekingslading gevormd, die door middel van een detonator 7 wordt omsloten.

' Om de springlading 5, de ontstekingslading 20 6 en de detonator 7 te beschermen, kan het aanbeveling verdienen om de gehele constructie door kunststof of door ander doelmatig materiaal te omsluiten zoals bijvoorbeeld aluminium. Hetzelfde kan met betrekking tot de andere uitvoeringsvormen worden gedaan.

25 8304053

Claims (14)

1. Verbinding tussen twee bij voorkeur uit metaal uitgevoerde pijpen met ter plaatse van de verbindings-plaats een bij voorkeur uit metaal uitgevoerd buitenomtreks-deel en ter plaatse van de verhindingsp laats een bij voor- 5 keur uit metaal uitgevoerd binnenomtreksdeel, met het kenmerk, dat het binnenomtreksdeel (4) door middel van explosief lassen op zijn plaats wordt aangebracht en dat het buitenomtreksdeel (3) in de lengterichting ten gevolge van de door dit explosief lassen veroorzaakte ver- 10 vorming kan worden verplaatst.

2. Verbinding volgens conclusie I, met het kenmerk, dat het buitenomtreksdeel (3) uit een buis met een bepaalde wanddikte bestaat, die over de gehele lengte ervan hetzelfde is.

3. Verbinding volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de dikte van het buitenomtreksdeel (3) over de lengte ervan varieert.

4. Verbinding volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het buitenomtreksdeel (3) aan de einden 20 dikker is.

5. Werkwijze voor het vervaardigen van verbindingen volgens een van de voorafgaande conclusies, gekenmerkt doordat van een eenheid (3, 4, 5, 6 en 7) wordt gebruikgemaakt, waarin het binnenomtreksdeel (4) door middel 25 van verbindingsonderdelen zoals stangen, pennen of rondom de omtrek lopende stroken aan het buitenomtreksdeel (3) is bevestigd of hierin is opgehangen.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, gekenmerkt doordat voor het binnenomtreksdeel (4) van een 30 deel met een driehoeksvormige doorsnede wordt gebruik' ge- maakt. 1304053 -12- % * * a»

7. Werkwijze volgens conclusie 5 of 6, gekenmerkt doordat de afstand van het binnenomtreksdeel (4) naar het binnenvlak van de binnenste laag van de met elkaar te verbinden pijpen (1 en 2) varieert, waarbij deze 5 afstand met toenemende dikte toeneemt.

8. Werkwijze volgens een van de voorafgaande conclusies, gekenmerkt doordat van een springlading (5) in de vorm van een buis wordt gebruikgemaakt, die aan de binnenzijde van het binnenomtreksdeel (4) wordt aangebracht.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, gekenmerkt doordat van een lading (5) in de vorm van verschillende buisvormige lagen (29, 33) wordt gebruikgemaakt, waarvan tl ii een of meer dan een/en bij voorkeur de middenlagen (32, 33) uit niet detonerend materiaal bestaan, zoals karton, hout- 15 vezels, rubber, zout of houtmeel.

10. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, gekenmerkt doordat van een buisvormige springlading (5) wordt gebruikgemaakt, die in een vlak tussen de einden van de lading, bij voorkeur op gelijke afstanden van de einden 20 ervan en loodrecht op dehartlijn van de buisvormige spring lading, springstof (6) en een detonator (7) bevat, waarbij deze detonator (7) in het midden van het genoemde vlak is geplaatst.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, gekenmerkt 25 doordat van een springlading (5) wordt gebruikgemaakt, waar van de springstof (6) bijvoorbeeld uit een schijf of banden bestaat.

12. Werkwijze volgens een van de voorafgaande conclusies, gekenmerkt doordat voor het begin van het explo- 30 sieve lassen tussen het binnenvlak van het buitenomtreksdeel (3) en het buitenvlak van de met elkaar te verbinden pijpen (1 en 2) een laag wordt aangebracht.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, gekenmerkt doordat van een laag wordt gebruikgemaakt, die 35 uit kunststof, metaal, rubber of flexibel materiaal bestaat. 8304053 *2 -13-

14. Werkwijze volgens een van de voorafgaande conclusies, waarbij ter plaatse van de lasplaats een ongewenst medium kan voorkomen, gekenmerkt doordat dit medium v6ór het explosieve lassen wordt afgevoerd. 5 >£3 3 0 4 0 5 3