DE896875C

DE896875C - Druckdichte Rohrverbindung

Info

Publication number: DE896875C
Application number: DED12239A
Authority: DE
Inventors: Walter George Marskell
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1951-05-18
Filing date: 1952-05-10
Publication date: 1953-11-16

Description

Druckdichte Rohrverbindung Die Erfindung bezieht sich auf eine druckdichte Rohrverbindung, bei welcher die Rohre aus Werkstoffen mit verschiedener Wärmedehnung bestehen und hoher Betriebstemperatur ausgesetzt sind. Sie besteht darin, daß das Rohr mit der größeren Wärmedehnung in das Ende des Rohres mit der kleineren Wärmedehnung eingesetzt und die Verbindung durch eine Anzahl ineinandergreifender, ringförmig verlaufender Nuten und Stege in der Berührungsfläche beider Rohre gesichert ist.
Bei der ständigen Steigerung der Dampfdrücke und der Heißdampftemperaturen im Kesselbau wird es vielfach notwendig, mit Rücksicht auf die hohe Materialbeanspruchung der Überhitzer, insbesondere des Hochtemperaturteiles, austenitische Stähle zu verwenden, die auch bei Temperaturen übeer 55o° C noch ausreiühenvdie Wanmife!stiiiatkeit aufweisen. Wegen des hohen Herstellungspreises austenitischer Stähle wird zweckmäßig nur der Hochtemperaturteil des Überhitzers aus diesem Material herbestellt, während die vorgeschalteten Überhitzerstufen aus normalen, unlegierten oder niedrig legierten Stählen gefertigt sind. Dabei sind jedoch in jedem Fall an der Verbindungsstelle des normalen'mit dem austenitischen Werkstoff besondere Maßnahmen erforderlich, da infolge der verschiedenen Wärmedehnungen der beiden Werkstoffe keine der üblichen Verbindungsarten anwendbar ist. Es wurden bereits :besondere Schweißverfahren .zur Verbindung der beiden Werkstoffe vorgeschlagen, doch treten dabei unerwünschte, örtliche Veränderungen des Gefüges auf, die die Güte der Verbindung ungünstig beeinflussen.
Die Erfindung schlägt daher vor, die Verbindung der beiden Rohrenden auf mechanischem Wege vorzunehmen, -wobei unter Ausnutzung der verschiedenen Dehnungsverhältnisse der Werkstoffe eine druckdichte Verbindung - geschaffen wird, deren Wirksamkeit mit zunehmender Temperatur steigt. Zu -diesem Zweck wird das Rohr mit .der größeren Wärmedehnung, d. h. das austenitische Rohr, in das Rohr mit kleinerer Wärmedehnung, d. h. das Rohr aus ferritischem Werkstoff, eingesetzt und die Verbindung durch ineinandergreifende Nuten und Stege gesichert, wobei die Bewegung in axialer Richtung durch ringförmig verlaufende, die gegenseitige Verdrehung der Rohre durch axial verlaufende Nuten und Stege verhindert wird.
Die Herstellung der Verbindung erfolgt in der Weise, daß in ein Rohrende, entweder in die Außenseite des inneren Rohres oder in die Innenseite des äußeren Rohres, die erforderlichen Nuten eingearbeitet werden, während das zweite Rohrende glatt bleibt. Das Ineinanderschieben der Rohre muß möglichst ohne Spiel erfolgen und die kraftschlüssige Verbindung wird anschließend durch Aufweiten des inneren Rohres oder Zusammendrücken des äußeren Rohres erzielt, wobei sich das Material des glatten Rohres in die Nuten des bearbeiteten Rohres. eindrückt. Die Aufweitung des Innenrohres kann dann angewendet werden, wenn die Rohrverbindung aus kurzen Rohrstücken besteht, die nach erfolgter Verbindung an entsprechend gleichartige, längere Rohre angeschweißt werden. Das Zusammendrücken des äußeren Rohres wird dann angewendet, wenn zwei längere Rohre zu verbinden sind, bei welchen die Verbindungsstelle von innen nicht zugänglich ist.
In den Abb. i bis 7 ist die Erfindung an zeichnerischen Beispielen-erläutert.
Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch eine Rohrverbindung gemäß der Erfindung; Abb..2 ist ein Ausschnitt in vergrößertem Maß starb, Abb. 3 der Längsschnitt durch das äußere Rohrstück, Abb.4 eine Seitenansicht des Rohrstückes aus Abb. 3, von rechts gesehen, Abb. 5 ein Längsschnitt durch das innere Rohrstück, Abb.6 ein Längsschnitt durch die beiden, für das Versbinden vorbereiteten Rohre, Abb. 7 ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rohrverbindung.
Das Rohrstück i ist an der Innenseite seines Hauptteiles 3 mit einer Anzahl ringförmiger Nuten 8 versehen, die die gleiche Breite haben wie die zwischen den Nuten 8 stehengebliebenen Stege, wobei die Breite der Nuten etwa 1/s des nicht erweiterten, lichten Rohrdurchmessers und die Tiefe der Nuten 1/4 ihrer Breite beträgt. Der Endteil 9 trägt mehrere in axialer Richtung verlaufende Nuten io. Das innere Rohr :2 ist ein glattes zylindrisches -Rohrstück, das an einem Ende i i zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse einen allmählichen- Übergang r2 vom inneren auf den äußeren Durchmesser aufweist.
Zur Einhaltung eines einheitlichen Innendurchmessers ist das äußere Rohrstück i von dem Teil 4 :muffenförmg durch ein Übergangsstück 5 auf den Außendurchmesser des Innenrohres :2 erweitert, so daß die beiden Rohrstücke ineinandergeschoben werden können. Die Verbindung erfolgt in der in Abb:6 dargestellten Weise. Nachdem die Rohrstücke i und 2 ineinandergesteckt und ein Ring 15 auf das äußere Rohr i aufgeschoben ist, um eine Aufweitung des äußeren Rohres zu verhindern, wird das innere Rohr 2 so aufgeweitet, daß sich sein Werkstoff in die Nuten 8 und io des äußeren Rohres eindrückt (Abb.2) und so eine kraftschlüssige, druckdichte Verbindung der beiden Rohrteile herstellt.
Das Aufweiten des Rohres 2 erfolgt zweckmäßig durch fortschreitendes Aufwalzen, bei welchem die Aufweitung des Rohres :2 allmählich über die ganze Länge der Verbindungsflächen erfolgt. Drei Walzrollen 17, die in Ausnehmungen 18 des Käfigs i9 gelagert sind, werden zunächst durch den konischen Teil des Walzdornes 2o nach außen in die Walzstellung gedrückt und in dieser Lage durch axiales Verschieben mit gleichzeitigem Drehen der Walzvorrichtung 16 über die Länge der Rohrverbindung bewegt.
Das Aufweiten des Innenrohres wird dann vorgenommen, wenn die Rohrverbindung aus zwei kurzen Rohrstücken besteht, die ein Aufweiten von innen ermöglichen. Die beiden Rohrstücke i, 2 werden dann mit Schweißkanten 6, 13 versehen, die mit entsprechenden Kanten der benachbarten Rohrstücke 7, 14 durch Rundschweißnähte verbunden werden. Sollen hingegen zwei längere Rohrstücke verbunden werden, bei welchen das Aufweiten des Innenrohres nicht möglich ist, dann werden die Nuten zweckmäßig in die Außenseite des Innenrohres eingeschnitten und die Verbindung der beiden Rohrenden durch Zusammendrücken des äußeren Rohres hergestellt.
In Abb:7 ist die Anwendung der Rohrverbindung an einem Überhitzer dargestellt. In einem Rauchgaszug 23, der von unten nach oben von den Rauchgasen durchströmt wird, ist ein Überhitzer angeordnet, der aus dem Teil 24 mit Eintrittssammler 2i und der Endstufe 25 mit Austrittsnammler 22 besteht. Um die Endstufe 215, , die mit Rücksicht auf die hohe Dampftemperatur aus austenitischem Werkstoff hergestellt werden muß, mit der Rohrgruppe 24 auf einfache und billige Weise verbinden zu können, werden die Rohrverbindungen 26 zwischen den Anschlußrohren 27 und 28 durch Einschweißen von Verbindungsstücken gemäß Abb. i hergestellt. Diese Verbindungsstücke können bereits in der Werkstatt fertiggestellt werden, so daß auf der Baustelle lediglich die Schweißarbeiten durchzuführen sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Druckdichte Rohrverbindung, bei welcher die Rohre aus Werkstoffen mit verschiedener Wärmedehnung bestehen und hoher Betriebstemperatur ausgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mit der größeren Wärmedehnung in das Ende des Rohres mit der kleineren Wärmedehnung eingesetzt und die Verlbirndung (durch eim Antziahl ineihandergreifende, ringförmig verlaufende Nuten und Stege in der Berührungsfläche beider Rohre gesichert ist. z. Druckdichte Rohrverbindung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergreifenden, ringförmig verlaufenden Nuten und Stege gleiche Breiten haben. 3. Druckdichte Rohrverbindung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den ringförmig verlaufenden Nuten und Stegen mehrere ineinandergreifende, in axialer Richtung verlaufende Nuten und Stege angeordnet sind. Druckdichte Rohrverbindung nach den Ansprüchen i .bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohre gleichen Innendurchmesser haben und das äußere Rohr an der Verbindungsstelle muffenförmig auf den Außendurchmesser des inneren Rohres aufgeweitet ist. 5. Druckdichte Rohrverbindung nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die eigentliche Rohrverbindung aus zwei kurzen Rohrstutzen hergestellt ist, an welche die entsprechenden Rohre durch Rundnähte angeschweißt werden. 6. Verfahren zur Herstellung der RohrverhinÜunvg nach den Ansprüchen i 'biss, 5, @daidiurch gekennzeichnet, daß die ringförmig und axial verlaufenden Nuten und Stege in die Innenseite des äußeren Rohres eingeschnitten sind und die Verbindung zwischen den Rohrenden durch Aufweiten des inneren Rohres hergestellt wird. 7. Verfahren zur Herstellung einer Rohrverbindung nach den Ansprüchen i bis q. aus längeren Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmig und axial verlaufenden Nuten und Stege in die Außenseite des inneren Rohres eingeschnitten sind und die Verbindung zwischen den Rohrenden durch Zusammendrücken des äußeren Rohres hergestellt wird.