NO173435B - Anordning og sprengstoffenhet for eksplosiv utvidelse av et roerformet metallelement - Google Patents

Abstract

I en fremgangsmåte for eksplosivt å utvide en rerformig metallkomponent til kontakt med en omgivende metallkomponent, anbringes en sprengstoffladning aksialt og avfyres i en innsetning omfattende en hul sylindrisk beholder som passer godt inn i den delen av den rørformige metallkomponenten som skal utvides og som har ladnings-holdende midler, f.eks. en aksial lomme, for tilpasning av sprengstoffladningen, idet beholderen er fylt med en sjokkbalge-overførende veske. Sammenlignet med faste innsetninger er den nye, hule innsetningen billigere og krever en mindre sprengstoffladning for en gitt operasjon. Fremgangsmåten er spesielt fordelaktig for utvidelse av rør med store diametere.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for eksplosiv utvidelse av et rørformet metallelement, som angitt i ingres-sen til det etterfølgende krav 1.

Utvidelsen av metallrør til boringer i omgivende metall-komponenter er velkjent og anvendt, f.eks. for å utvide rør til rørplater ved fremstilling av kjeler og varmevekslere. Den sammenføyning som dannes mellom røret og den omgivende komponenten kan være en mekanisk eller metallurgisk bundet sammenføyning. I utvidelsesprosessen plasseres først en sprengstoffladning og detoneres inne i rørboringen i en stilling som sammenfaller med en omgivende komponent. I et arran-gement som favoriseres for rør med små diametere anbringes sprengstoffladningen først aksialt inne i en tykkvegget, rør-formet sjokkbølge-overførende komponent som generelt kalles en innsats. Vanligvis støpes innsatsen av et materiale som f.eks. polyetylen, gummi eller voks. Før den eksploderes plasseres sprengstoffladningen i innsatsen slik at den ligger symmetrisk med aksen i rørboringen. I ett alternativt arran-gement som er fordelaktig for rør med større diametere anbringes sprengstoffladningen først i form av en ringformet ladning i tett nærhet til rørboringen. Den ringformete ladningen er mer økonomisk for større rør siden de store innsatsene, som behøves for aksialt anbragte ladninger i rør med store diametere er for dyre på grunn av det store volum materiale som kreves og den lange støpetid som kreves for fremstilling av dem for å unngå kavitasjon. Dessuten kreves kraftigere aksiale ladninger siden innsatsens tykkere vegg demper sjokk-bølgen signifikant og dempningen må kompenseres ved en øket ladning. En alvorlig ulempe med en ringformet ladning er imidlertid at den må initieres ved hjelp av et komplekst initieringssystem for å oppnå samtidig initiering rundt hele omkretsen, siden enkelt-punkts initiering forårsaker rør-ødeleggelse når de separate, divergerende detoneringsfrontene som utgår fra initieringspunktet og går rundt rørborings-omkretsen møtes i en stilling diametralt motsatt initieringspunktet (d.v.s. "Dautriche"-effekten).

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å komme frem til en anordning av samme art som innledningsvis angitt, men som ikke er beheftet med de ovennnevnte ulemper ved tek-nikkens stilling, og som følgelig er bedre egnet for utvidelse av rør med store diametre. Dette formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved de nye og særegne trekk som er angitt i karakteri-stikken til det etterfølgende krav 1.

Ved anordningen ifølge oppfinnelsen erstattes således den tykkveggede, støpte innsats som anvendes med aksialt anbragte ladninger av en væskefylt hylse som er formet for tilpasning av den aksiale ladningen og til å passe tett inn i boringen i metallrøret. Den hule, tynnveggede innsatsen er billigere å fremstille og bruken av væske som hovedmidlet for overføring av den radiale sjokkbølgen reduserer signifikant dempningen av sjokkbølgen sammenlignet med faste materialer, og reduserer således mengden av sprengstoffladning som kreves for en gitt operasjon.

Oppfinnelsen gjelder også en sprengstoffenhet for utvidelse av et rørformet metallelement, som angitt i det etter-følgende krav 2.

Den hule sylindriske beholderen fremstilles fortrinnsvis av syntetiske plastmaterialer, f.eks. polyetylen. Den kan være blåse-støpt, men en foretrukket form for beholder omfatter en ytre, sylindrisk hylse med åpen ende og et lokk for lukking av hylsens åpne ende, idet det er tildannet en lomme i lokket som er tilpasset for å holde sprengstoffladningen. Hylsen og/eller lokket kan f.eks. være rotasjonsstøpt termoplastisk materiale som f.eks. polyetylen.

Den foretrukne beholderens ytre hylse er fordelaktig utformet med en ytre flens ved sin åpne ende, idet flensen kan opereres slik at den støter mot en ende av det rørformete metallelementet som skal utvides, for derved å oppnå positiv aksial plassering av innsatsen i det rørformete elementet.

Sammenføyningen mellom lokket og hylsen er fortrinnsvis forseglet for å hindre lekkasje av væske fra det indre av innsatsen, idet passende forseglingsmidler omfatter minst to perifere innadgående fremspring på den den ytre hylsens vegg, hvilke fremspring griper inn i lokkets periferi.

Oppfinnelsen illustreres ytterligere ved den foretrukne utførelsesformen som heretter skal beskrives med henvisning til den medfølgende tegning, som i midtre lengdetverrsnitt viser en innsats ifølge oppfinnelsen i stilling for utvidelse av et metallrør i kontakt med en rørplate.

Som vist på tegningen omfatter innsatsen 10 en sylindrisk beholder 11 med åpen ende og et lokk 12, idet både lokket og beholderen er fremstilt av støpt polyetylen. I lokket er det utformet en aksial rørformet lomme 13 som holdes i vanntett kontakt med beholderen 11 med indre periferifremspring 14 og 15 som griper lokkets periferikant. En åpning 16 er tildannet i lokket 12, gjennom hvilken det indre av innsatsen 10 kan fylles med vann 17 eller overskuddsvann kan dreneres når lokket senkes i stilling under vann i beholderen 11. En lukke-plugg 18 skal lukke åpningen 16 for å hindre vanntap fra innsatsen. Beholderen 11 er utformet med en ytre flens 19 ved sin åpne ende. Lommen 13 er fylt med en plastisk sprengstoffladning 20. For avfyring av sprengstoffladningen 20 er det innført en elektrisk detonator 21 i ladningens ytre ende.

I rørutvidelses-operasjonen plasseres en ende-del av et metallrør 22 i en åpning i en ytre metallkomponent 23 og den vann-fylte innsatsen 10 innføres i røret 22 inntil flensen 19 støter mot rørenden. Når ladningen 20 eksploderer, utvides røret 22 til kontakt med den ytre komponenten 23.

Claims (9)

1. Anordning for eksplosiv utvidelse av et rørformet metallelement (22) til inngrep med en omgivende metallkomponent (23) hvor en sprengstoffladning (20) anbringes aksialt og avfyres inne i en sjokkbølge-overførende innsats (10) som befinner seg inne i den del av det rørformete metallelement (22) som skal utvides, karakterisert ved at den sjokkbølge-over-førende innsatsen (10) omfatter en hul sylindrisk beholder (11, 12) som passer nøyaktig inne i den del av det rørformete metallelement (22) som skal utvides og har en rørformet lomme (13) som utgjør en integrerende del av beholderen (11, 12) og opptar sprengstoffladningen (20) som er plassert aksialt inne i beholderen (11, 12), idet beholderen (11, 12) er fylt med en sjokkbølge-overførende væske.

2. Sprengstoffenhet for utvidelse av et rørformet metallelement, omfattende en sprengstoffladning og en sjokkbølge-over-førende innsats (10) for å holde sprengstoffladningen inne i det rørformete metallelement (22) og overføre sjokkbølgen fra ladningen til det rørformete metallelement når sprengstoffladningen avfyres, karakterisert ved at innsatsen (10) omfatter en hul, sylindrisk beholder (11, 12) utformet med en rørformet lomme (13) som utgjør en integrerende del av beholderen, idet den rørformete lomme (13) opptar sprengstoffladningen aksielt i beholderen (11, 12), og beholderen (11, 12) er fylt med sjokkbølgeoverførende væske og har midler som plasserer den i den ønskete aksiale stilling i det rørformete metallelement.

3. Enhet ifølge krav 2, karakterisert ved at den hule sylindriske beholderen (11, 12) er fremstilt av syntetisk plastmateriale.

4. Enhet ifølge krav 3, karakterisert ved at den hule sylindriske beholderen (11, 12) er fremstilt av polyetylen.

5. Enhet ifølge hvilket som helst av kravene 2-4, karakterisert ved at den hule sylindriske beholderen (11, 12) er en blåsestøpt beholder.

6. Enhet ifølge hvilket som helst av kravene 2-4, karakterisert ved at den hule sylindriske beholderen (11, 12) omfatter en ytre sylindrisk hylse (11) med åpen ende og et lokk (12) for lukking av den åpne ende av hylsen, i hvilket lokk (12) det er utformet en lomme (13) som er tilpasset til å holde sprengstoffladningen (20).

7. Enhet ifølge krav 6, karakterisert ved at hylsen (11) og/eller lokket (12) er av et rotasjonsstøpt termoplastisk materiale.

8. Enhet ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at den ytre hylsen (11) er utformet med en ytre flens (19) ved sin åpne ende, hvilken flens (19) kan opereres slik at den støter mot en ende av et rørformet metallelement (22) som skal utvides, for derved å utvirke positiv aksial plassering av innsatsen (10) i det rørformete elementet (22).

9. Enhet ifølge hvilket som helst av kravene 6-8, karakterisert ved at den ytre hylsens (11) vegg har minst to perifere innadgående fremspring (14, 15), hvilke fremspring er i kontakt med lokkets (12) periferi for å forsegle sammenføyningen mellom lokket (12) og hylsen (11) for å hindre lekkasje av væske fra det indre av innsatsen.