SE470150B - Tryckförband särskilt lämpat för tätning och/eller stöd över sprickor eller utsatta ställen i rörformiga komponenter jämte sätt att anbringa ett sådant tryckförband - Google Patents

Description

470 150 Tekniken bygger på att tråden eller bandet spännes så att en kraftig hopdragning sker omkring felstället i den rörformiga komponenten. Det trycktillstånd som uppkommer kvarstår vid lämplig dimensionering och drag- spänning i tråden även sedan den rörformiga komponenten trycksatts och belastats. Genom tryckspänningarna i materialet i komponenten förhindras fortsatt tillväxt hos en begynnande spricka eller annan defekt. Metoden kan också användas i preventivt syfte för att förhindra uppkomsten av sprickor på utsatta ställen i de rörformiga komponenterna som följd av t ex spänningskorrosíon.

Enligt en speciellt lämplig utföringsform av uppfinningen utgöres tråden eller bandet av minnesmetall. Innan pålindning kring den rörformiga kom- ponenten och vid en temperatur under omslagstemperaturen för minnesmetal- len töjes tråden eller bandet till lämplig längd för âstadkommande av önskad tryckspänning i förbandet efter pålindning över felstället och på- följande höjning av förbandets temperatur till över omslagstemperaturen.

På detta sätt kan tråden lindas på utan förspänning. Denna åstadkommes då tråden efter uppvärmning över omslagstemperaturen söker återta sin ur- sprungliga längd varvid önskad tryckspänning uppstår i förbandet.

Uppfinningen förstås bäst med hänvisning till bifogade figurer där figurerna 1-3 visar olika former av ett tryckförband över en svets och fig 4 ett tryckförband applicerat på en rörstuds till en tank för en kärnreak- tor.

I figur 1 betecknar 1 en rörformad komponent 1 med en periferiell svets 2 intill vilken en spricka 3 uppstått. Omkring röret har ett tryckförband 4 lindats i flera varv. Förbandet 4 bildas av en tråd 5 som helst bör vara platt med förslagsvis dimensionerna 0,5 x 3 mm. Tråden 5 kan vara av kol- stål eller rostfri, det senare för att minska risken för spänningskorro- sion och ha hög draghållfasthet. Tråden 5 lindas över felstället mot en dragspänning av förslagsvis 300 MPa möjligen mer i de understa varven i lindningen. På så sätt åstadkommas en så kraftig förspänd lindning att trycktillståndet i komponenten 1 kvarstår även sedan denna trycksatts internt. För att åstadkomma en tätning av en läckande spricka 3 har när- mast röret en tätande packning 6 av rostfri plåt eller liknande svepts om röret varefter lindningen applicerats utanpå plåten (se fig 2). Denna kommer därvid att tryckas mot röret med sådan kraft att även sprickor 3 tvärs röret 1 kan åtgärdas. En nödvändighet i detta fall är nämligen att 3 47ø 150 förbandet 4 också kan ta upp axiella krafter i röret. Dessa kommer att upptagas i stålplåten som av tråden 5 pressas mot röret 1 med sådan kraft att tillräcklig friktion mellan röret 1 och stålplåten erhålles.

I figur 3 har en flänsförsedd hylsa 7 till formen närmast liknande en trådrulle applicerats närmast röret 1. Detta har skett genom att tråd- rullen delats längs ett axiellt plan i åtminstone två halvor som sedan lagts på komponenten 1 över sprickan 3. Därefter har tråden 5 pålindats.

Vid pålindning bör observeras att de undre varven lindas med högre drag i tråden än de yttre. Draget i tråden kan variera från t ex 500 MPa i det innersta lindningslagret till t ex 300 Ma i detta yttre lagret. Annan storlek på draget kan naturligtvis vara nödvändig och beror helt på de särskilda omständigheter som är för handen såsom rörets diameter, tjock- lek, material i röret, inre tryck, temperatur m m. En mängd olika faktorer påverkar alltså de beräkningar som måste göras för att konstatera lämpligt drag i tråden 5 och angivna siffror på tråddimensioner, draghållfasthet, dragkraft m m är bara tänkbara exempel.

Enligt en särskilt lämplig utföringsform utföres förbandet av minnesmetall med en envägs minneseffekt. Lämplig legering kan vara den Ni-Ti-baserade NITINOL eller en järnbaserad legering Fe-Cr-Ni-Mn-Si. Dessa legeringar har en omslagstemperatur ned mot cirka +10O °C, men sannolikt kan ännu lägre omslagstemperatur erhållas.

En minnesmetall är en legering som kan uppträda i en stabil anstenitfas vid en temperatur över en viss s k omslagstemperatur och en stabil marten- sitfas under nämnda temperatur. En minnesmetall, som i den austenitiska fasen har en viss första utformning och sedan kyles ned under omslagstem- peraturen till martensitisk fas och därefter deformeras till en andra utformning, har förmågan att efter uppvärmning över omslagstemperaturen till austenitisk fas återta sin första utformning dvs minnas denna utform- ning. Den i detta fall aktuella minnesmetallerna tål en deformering mellan 4 och 8 Z och kan alltså även efter en så stor deformering återta sin ur- sprungliga form.

Detta förhållande utnyttjas enligt uppfinningen på så sätt att minnesme- tallen i detta fall tråden 5 töjes under omslagstemperaturen innan den pâlindas rörkomponenten 1. Hur mycket tråden 5 skall töjas beror på det tryck man önskar erhålla från förbandet. Tråden 5 lindas därefter utan 470 159 dragspänning på komponenten 1. Därefter höjes temperaturen över omslags- temperaturen varvid tråden 5 söker återta sin ursprungliga längd och allt- så drar ihop sig därvid âstadkommande önskat tryck omkring rörkomponen- ten l.

I trånga utrymmen är detta en stor fördel då inga särskilda lindningsappa- rater behövs för att linda på tråden 5 med förspänning.

Ytterligare en förenkling är möjlig. Detta visas i figur 4 där 8 betecknar en kärnreaktors tryckkärl som är innesluten i ett betongskydd 9. Tryckkär- let 8 är försett med en rörstuds 10 till vilken svetsats ett rostfritt rör ll. Svetsen 12 är mycket svår att göra och naturligtvis även svår att reparera. Enligt uppfinningen kan detta nu ske genom att ett tryckförband 4 enligt figur 3 med en flänsförsedd hylsa 7 och en lindning av minnesme- tall på beskrivet sätt appliceras runt röret 11 utanför betongskydddet 9 - läge A i fig 4. Därefter skjutes förbandet 4 på plats över svetsen 12 genom springan mellan röret 11 och betongskyddet 9 - läge B i fig 4. Denna förskjutning kan ske då förbandet lindas utan förspänning och friktionen mellan förbandet 4 och röret 11 därför är låg. För att ytterligare säker- ställa att friktionen mellan hylsan 7 och den rörformiga komponenten 11 blir låg kan hylsan 7 utföras av minnesmetall och innan delning och pâ- montering på den rörformiga komponenten 11 deformeras till en inre diame- ter som ger lämpligt spel mellan hylsa 7 och komponent 11. När tryckför- bandet 4 är på plats uppvärmes det till över omslagstemperaturen varvid minnesmetallen i tråden 5 drar ihop sig och förbandet 4 trycksättes. Upp- värmningen kan ske genom att förbandet 4 omgives av en elektrisk värme- folie. För att säkerställa att man når över omslagstemperaturen för minnesmetallen innan uppvärmningen avbrytes anordnas ett termoelement på lämplig: ställe i förbudet 4.

Detta sätt att reparera en svets har ytterligare en fördel i det att reparationstiden blir kort och avstängningstiden av en kärnreaktor kan hållas nere liksom naturligtvis den radioaktiva dos som reparations- personalen utsättes för. 11%

Claims (7)

4:» ~<| c: ...A m co PATENTKRAV

1. Tryckförband (4) särskilt lämpat för tätning och/eller stöd över sprickor (3) eller utsatta ställen i rörformiga komponenter (1), k ä n n e t e c k n a t av att en förspänd lindning innefattande flera lager av band eller tråd (5) anordnats omkring felstället i den rörformiga komponenten (1).

2. Tryckförband enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att tråden (5) eller bandet vid lindning omkring felstället i komponenten (1) spännes med en kraft motsvarande åtminstone 300 MPa i tråden (5) eller bandet.

3. Tryckförband enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att tråden (5) eller bandet utgöres av minnesmetall, vilken tråd (5) före på- lindningen utan nämnvärd dragspänning i tråden (5) kring den rörformiga komponenten (1), vid en temperatur under minnesmetallens omslagstemperatur töjts till lämplig längd för åstadkommande av önskad tryckspänning i för- bandet (4) efter pålindning över felstället och senare höjning av tempera- turen över omslagstemperaturen.

4. Tryckförband enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a t av att en tätande packning anordnats omkring felstället under lindningen.

5. Tryckförband enligt patentkrav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t av att en flänsförsedd hylsa (7), som är axiellt delad i åtminstone två delar, anordnats kring felstället under lindningen.

6. Tryckförband enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a t av att hylsan utföres av minnesmetall.

7. Sätt att anbringa tryckförband enligt patentkrav 3, 4, 5 eller 6 över en svåråtkomlig defekt i en rörformig komponent (1), k ä n n e t e c k - n a t av att på ett lätt åtkomligt ställe på den defekta komponenten (1) anbringas en trådrulleformad hylsa (7) kring komponenten (1) varefter en tråd (5) av minnesmetall, vilken tråd (5) under minnesmetallens omslags- [JU TSG b temperatur töjts till lämplig längd för åstadkommande av önskad tryck- spänning i förbandet (U) vid senare höjning av förbandets (Ä) temperatur över omslagstemperaturen, omlindas hylsan (7) utan nämnvärd dragspänning i tråden (5) varefter hylsan (7) med pålindad tråd (5) förskjutes längs den rörformiga komponenten (1) in över defekten i komponenten (1) och minnes- metallen därefter uppvärmes till över omslagstemperaturen.