WO1998005896A1 - Butt-welded connection between two cylindrical pipes, and method of producing such a connection - Google Patents

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Friedrich Axmacher
Rolf Duerschner
Thomas Kelch
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L13/00—Non-disconnectable pipe joints, e.g. soldered, adhesive, or caulked joints
    • F16L13/02—Welded joints
    • F16L13/0218—Welded joints having an inner or outer ring
    • F16L13/0227—Welded joints having an inner or outer ring having an inner ring

Definitions

  • the invention relates to butt weld connections between two cylindrical tubes with the features of the preamble of claim 1 and a method for producing a butt weld connection with the features of the preamble of claim 2.
  • Such butt weld connections are used in pipe systems, the interior of which, for example, for electrical reasons, is free of foreign particles should, as is the case with encapsulated high-voltage switchgear and gas-insulated pipeline systems.
  • Gas-insulated pipeline systems consist of a tubular inner conductor and a tubular outer conductor. They are prefabricated in sections and then installed.
  • Butt weld connections are often used to connect the individual sections of the outer conductor. When welding these pipeline sections it must be ensured that no welding particles get into the interior between the inner and outer conductors. To prevent this, so-called weld pool fuses are installed.
  • the tubular ring has one in addition to the two grooves into which sealing rings are inserted further groove, which is located after pushing on the pipe ends below the weld to be made. When welding the pipes, dripping metal and other welding residues collect in this groove.
  • the invention has for its object to design the seal of the tubular ring against the pipe ends so that the assembly effort as little as possible is.
  • the seals consist of a shrink connection between the respective pipe end and the tubular ring.
  • the procedure is to use a tubular ring whose outside diameter is larger than the inside diameter of the pipe ends, and in order to produce the seals in the form of a nes press fit the pipe ends are successively shrunk on this ring.
  • This procedure enables the first pipe end to be positioned exactly over the center of the groove.
  • the pipe end that has been pushed on first serves as a stop for the pipe end that is then pushed on.
  • the butt joint of the two pipe ends is thus exactly above the center of the groove, so that metal or other welding particles dripping down during welding are safely caught in the area of the groove.
  • the figure shows in the upper part a butt weld connection between two pipe ends 2 and 3 of a pipeline system and a tubular ring 4 with a circumferential groove 5 arranged directly below the weld seam 1.
  • the ring 4 forms a press fit with the pipe ends 2 and 3.
  • the inner edges of the tubular ring 4 are rounded.

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Abstract

In order to butt-weld pipes, in particular tubular outer conductors (2, 3) of a gas-insulated tubular conductor system for energy-transmission purposes, a tubular ring (4), which is provided with a peripheral groove (5) and onto which the pipe ends to be welded are shrunk, is used as a device for protecting against the weld pool. This manner of sealing ensures that the peripheral groove is positioned accurately below the weld seam (1).

Description

Beschreibungdescription
StumpfSchweißverbindung zwischen zwei zylindrischen Rohren und Verfahren zur Herstellung einer solchen Stumpfschweißver- bindungButt weld connection between two cylindrical tubes and method for producing such a butt weld connection
Die Erfindung betrifft Stumpfschweißverbindungen zwischen zwei zylindrischen Rohren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer StumpfSchweißverbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 2. Solche StumpfSchweißverbindungen kommen bei Rohranlagen zur Anwendung, deren Innenraum aus beispielsweise elektrischen Gründen frei von Fremdpartikeln sein soll, wie es bei gekapselten Hochεpannungsschaltanlagen und bei gasisolierten Rohrleiteranlagen der Fall ist. Gasisolier- te Rohrleiteranlagen bestehen aus einem rohrförmgien Innen- leiter und einem ebenfalls rohrförmigen Außenleiter. Sie werden abschnittsweise vorgefertigt und dann verlegt. Um die einzelnen Abschnitte des Außenleiters miteiander zu verbin- den, werden häufig StumpfSchweißverbindungen verwendet. Beim Verschweißen dieser Rohrleiterabsch itte muß darauf geachtet werden, daß keine Schweißpartikel in den Innenraum zwischen Innen- und Außenleiter gelangen. Um dies zu verhindern, werden sogenannte Schweißbadsicherungen eingebaut.The invention relates to butt weld connections between two cylindrical tubes with the features of the preamble of claim 1 and a method for producing a butt weld connection with the features of the preamble of claim 2. Such butt weld connections are used in pipe systems, the interior of which, for example, for electrical reasons, is free of foreign particles should, as is the case with encapsulated high-voltage switchgear and gas-insulated pipeline systems. Gas-insulated pipeline systems consist of a tubular inner conductor and a tubular outer conductor. They are prefabricated in sections and then installed. Butt weld connections are often used to connect the individual sections of the outer conductor. When welding these pipeline sections it must be ensured that no welding particles get into the interior between the inner and outer conductors. To prevent this, so-called weld pool fuses are installed.
Bei einer bekannten StumpfSchweißverbindung für eine gasiso- lierte Rohrleiteranlage (US-PS 3,813,475) wird als Schweiß- badsicherung ein rohrfόπniger Ring verwendet, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Außenleiters ist. Etwa in der Mitte des Ringes ist dieser mit einem ringförmigen Anschlag versehen, an den die Enden der beiden Au- ßenleiterabschnitte von beiden Seiten aufgeschoben werden und dann dort fest und damit zentriert auf den Ring aufsitzen. Im Bereich des Anschlages werden die beiden Rohrenden stumpf miteinander verschweißt. Bei einer anderen bekannten StumpfSchweißverbindung (US-PS 4,550,219) sind an den Enden eines rohrförmigen Ringes zwei außen umlaufende Nuten angebracht, in die Dichtungsringe ein- gelegt werden, so daß die von beiden Seiten auf den Ring aufgeschobenen Rohrenden jeweils dichtend auf dem Ring aufsitzen. Anschließend werden die Rohrenden dort stumpf miteinander verschweißt .In a known butt-weld connection for a gas-insulated pipeline system (US Pat. No. 3,813,475), a tubular ring is used as the weld pool fuse, the outer diameter of which is smaller than the inner diameter of the outer conductor. Approximately in the middle of the ring, this is provided with an annular stop, onto which the ends of the two outer conductor sections are pushed from both sides and then sit there firmly and thus centered on the ring. In the area of the stop, the two pipe ends are butt welded together. In another known butt-welded connection (US Pat. No. 4,550,219), two outer circumferential grooves are provided at the ends of a tubular ring, into which sealing rings are inserted, so that the pipe ends pushed onto the ring from both sides sit sealingly on the ring. The pipe ends are then butt welded together.
Bei einer weiterhin bekannten StumpfSchweißverbindungIn a still known butt weld connection
(Descriptive Bulletin 33-650, "Type CGI® Compressed Gas In- sulated Bus", der Fa. Westinghouse Electric Corp., Juni 1982, Seite 3) weist der rohrförmige Ring zusätzlich zu den beiden Nuten, in die Dichtungsringe eingelegt werden, eine weitere Nut auf, die sich nach dem Aufschieben der Rohrenden unterhalb der zu fertigenden Schweißnaht befindet. Beim Verschweißen der Rohre herabtropfendes Metall und andere Schweißreste sammeln sich in dieser Nut.(Descriptive Bulletin 33-650, "Type CGI® Compressed Gas Insulated Bus", from Westinghouse Electric Corp., June 1982, page 3), the tubular ring has one in addition to the two grooves into which sealing rings are inserted further groove, which is located after pushing on the pipe ends below the weld to be made. When welding the pipes, dripping metal and other welding residues collect in this groove.
Ausgehend von einer StumpfSchweißverbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 und einem Verfahren zur Herstellung einer Stumpfschweißverbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 2 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Abdichtung des rohrförmigen Ringes gegenüber den Rohrenden so auszugestalten, daß der Montageaufwand möglichst gering ist.Starting from a butt weld connection with the features of the preamble of claim 1 and a method for producing a butt weld connection with the features of the preamble of claim 2, the invention has for its object to design the seal of the tubular ring against the pipe ends so that the assembly effort as little as possible is.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Abdichtungen aus einer Schrumpfverbindung zwischen dem jeweiligen Rohrende und dem rohrförmigen Ring bestehen.To achieve this object it is provided according to the invention that the seals consist of a shrink connection between the respective pipe end and the tubular ring.
Bei der Herstellung dieser StumpfSchweißverbindung ist so vorzugehen, daß ein rohrförmiger Ring verwendet wird, dessen Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Rohren- den ist, und daß zur Herstellung der Abdichtungen in Form ei- nes Preßsitzes die Rohrenden auf diesem Ring nacheinander warm aufgeschrumpft werden. Dieses Vorgehen ermöglicht, das erste Rohrende genau über der Mitte der Nut zu positionieren. Infolge des Preßsitzes dient das zuerst aufgeschobene Rohren- de als Anschlag für das anschließend aufgeschobene Rohrende. Die Stoßstelle der beiden Rohrenden liegt somit exakt über der Mitte der Nut, so daß beim Verschweißen herabtropfendes Metall oder andere Schweißpartikel sicher im Bereich der Nut aufgefangen werden. - Das Aufschrumpfen hat gegenüber dem Ab- dichten mit Dichtungsringen den Vorteil, daß der Ring exakt in den Rohrenden positioniert ist und auch mit großem Kraftaufwand nicht mehr verrückt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der hier vorgeschlagene Ring mit Nut einfacher gestaltet ist und daher einfacher gefertigt werden kann als die bekannten rohrförmigen Ringe.In the manufacture of this butt weld connection, the procedure is to use a tubular ring whose outside diameter is larger than the inside diameter of the pipe ends, and in order to produce the seals in the form of a nes press fit the pipe ends are successively shrunk on this ring. This procedure enables the first pipe end to be positioned exactly over the center of the groove. As a result of the press fit, the pipe end that has been pushed on first serves as a stop for the pipe end that is then pushed on. The butt joint of the two pipe ends is thus exactly above the center of the groove, so that metal or other welding particles dripping down during welding are safely caught in the area of the groove. - Shrink-fitting has the advantage over sealing with sealing rings that the ring is positioned exactly in the pipe ends and can no longer be moved even with great effort. Another advantage is that the ring with groove proposed here is simpler and can therefore be manufactured more easily than the known tubular rings.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur schematisch dargestellt.An embodiment of the invention is shown schematically in the figure.
Die Figur zeigt im oberen Teil eine StumpfSchweißverbindung zwischen zwei Rohrenden 2 und 3 einer Rohrleiteranlage sowie einen direkt unterhalb der Schweißnaht 1 angeordneten rohrförmigen Ring 4 mit einer umlaufenden Nut 5. Der Ring 4 bildet mit den Rohrleiterenden 2 und 3 einen Preßsitz. Die innen liegenden Kanten des rohrförmigen Ringes 4 sind abgerundet.The figure shows in the upper part a butt weld connection between two pipe ends 2 and 3 of a pipeline system and a tubular ring 4 with a circumferential groove 5 arranged directly below the weld seam 1. The ring 4 forms a press fit with the pipe ends 2 and 3. The inner edges of the tubular ring 4 are rounded.
Im unteren Teil der Figur ist eine Montagestellung dargestellt. Hier ist zunächst das Rohrleiterende 3 auf den rohrförmigen Ring 4 warm aufgeschrumpft, und zwar so, daß das En- de des Rohrleiters 3 direkt über der Mitte der Nut 5 zu liegen kommt. Von der anderen Seite her wird anschließend das Ende des Rohrleiters 2 durch Warmschrumpfen auf den Ring 4 aufgebracht. Danach werden die beiden Rohrleiterenden 2 und 3 stumpf miteinander verschweißt. An assembly position is shown in the lower part of the figure. Here the pipe end 3 is first shrunk warm onto the tubular ring 4 in such a way that the end of the pipe 3 comes to lie directly above the center of the groove 5. From the other side, the end of the tube 2 is then applied to the ring 4 by heat shrinking. Then the two pipe ends 2 and 3 are butt welded together.

Claims

Patentansprüche claims
1.StumpfSchweißverbindung zwischen zwei zylindrischen Rohren mit einer unterhalb der Schweißnaht angeordneten Schweißbad- Sicherung m Form eines rohrförmigen Ringes, der gegenüber beiden Rohrenden abgedichtet ist und unterhalb der Schweißnaht mit einer umlaufenden Nut zur Aufnahme von Schweißpartikeln versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungen aus einer Schrumpfverbindung zwischen dem jeweiligen Rohrende (2,3) und dem rohrförmigen Ring (4) bestehen.1. Butt weld connection between two cylindrical tubes with a weld pool fuse arranged below the weld seam in the form of a tubular ring which is sealed against both pipe ends and is provided below the weld seam with a circumferential groove for receiving welding particles, characterized in that the seals are made of a shrink connection between the respective pipe end (2,3) and the tubular ring (4).
2. Verfahren zur Herstellung einer StumpfSchweißverbindung gemäß Patentanspruch 1, bei dem zunächst der mit einer umlaufenden Ringnut versehener rohrförmiger Ring in das eine Rohrende dichtend eingesetzt und anschließend das zweite Rohrende dichtend so auf den Ring aufgeschoben wird, daß die umlaufende Nut des Ringes unterhalb der Stoßstelle der beiden Rohre zu liegen kommt und nachfolgend die beiden Rohrenden stumpf miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiger Ring (4) verwendet wird, dessen Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Rohrenden
Figure imgf000006_0001
und daß zur Herstellung der Abdichtungen in Form eines Preßsitzes die Rohrenden (2,3) auf diesen Ring (4) nacheinander warm aufgeschrumpft werden. 2. A method for producing a butt weld connection according to claim 1, in which the tubular ring provided with a circumferential ring groove is inserted sealingly into the one pipe end and then the second pipe end is pushed onto the ring so that the circumferential groove of the ring is below the joint of the two pipes comes to rest and subsequently the two pipe ends are butt-welded, characterized in that a tubular ring (4) is used, the outside diameter of which is larger than the inside diameter of the pipe ends
Figure imgf000006_0001
and that to produce the seals in the form of a press fit, the pipe ends (2, 3) are successively shrunk onto this ring (4).
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