DE2004468B2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dickwandigen zylindrichen behaelters aus mehreren gegebenfalls aus unterschiedlichen werkstoffen bestehenden schichten - Google Patents

Description

Patentschrift 3 640 501 bekannten Verfahren mehrere ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden

wendelförmig verlegte Streifen auf einen Kern ge- naher erläutert Es zeigt

bracht, der sich je nach dem Herstellungsverfahren ' Fig. 1 eine Vorderansicht einer Vorrichtung zur

dreht oder feststeht Da bei diesem bekanntenVerf ah- Herstellung eines geschweißten Behälters,

ren zumindest eine der dort verwendeten Schichten 5 Fig.2 eine Aufsicht und einen teilweisenhorizon-

aus einem brennbaren Werkstoff bestehen soll, ist die- taten Schnitt entlang der Linie Π-Π der F i g. 1,

ses bekannte Verfahren in keiner Weise dazu geeignet, F i g. 3 eine Seitenansicht entlang der Linie ΠΙ-ΙΠ

einen Behälter für hohen Druck und hohe Temperatu- . der F i g. 1 und

ren zu verwenden. Da ferner bei diesem bekannten ' Fig.4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IVder Verfahren die Vorratsrollen für die einzelnen Schich- io Fig. 2, wobei der an sich vorhandene wassergekühlte ten um den Kern umlaufen müssen, können ebenfalls Kupferstreifen fortgelassen ist keine Behälter mit sehr großem Durchmesser herge- Die in den Zeichnungen dargestellte Ausführung stellt werden. Zudem kommt es bei diesem bekannten dient zum Elektroschlacken-Schweißen. Sie besitzt Verfahren durch das Auftragsschweißen ebenfalls zu einen horizontal verfahrbaren Ständer 2, an dem ein unerwünschten Gefügeänderungen mit all ihren Nach- 15 hohlzylindrischer Anfahrkörper 1 mit horizontal lieteüen. gender Achse einseitig eingespannt ist Das freie Ende Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- des Anfahrkörpers 1 endet in Form dreier aneinandersteht daher darin, ein Verfahren zum Herstellen eines gereihter koaxialer Hohlzylinder la, Ib, Ic mit demdickwandigen zylindrischen Behälters aus mehreren, selben Innendurchmesser, jedoch zum Ende des Angegebenenfalls aus unterschiedlichen Werkstoffen be- ao fahrkörpers hin abnehmenden Außendurchmessern, stehenden Schichten der eingangs genannten Art vor- Die Stirnfläche 1 d, 1 ft', 1 c' der drei Hohlzylinder zuschlagen, das beim Herstellen von dickwandigen zy- la, lft, Ic ist wendelförmig ausgebildet, wobei jelindrischen Behältern einwandfreie Gefügeausbildun- weils das Ende der Wendel in einer Stufe mit radialer gen sicherstellt und die vorteilhaften Eigenschaften Fläche la", lft", Ic" endet, deren HöheP in axialer bei der Verwendung von gegebenenfalls unterschiedli- 25 Richtung der Steigung der Wendel entspricht, chen Werkstoffen für die einzelnen Schichten auszu- Der Anfahrkörper 1 ist mittels des Ständers 2 um nutzen gestattet. Das wird erfindungsgemäß dadurch eine horizontale Achse drehbar gelagert. Außerdem erreicht, daß der tragende Teil des Behälters als eine kann der Anfahrkörper 1 durch Verfahren des Stänebenfalls wendelförmig niedergeschmolzene Schweiß- ders 2 in axialer Richtung zurückgezogen werden, und lage zur gleichen Zeit wie die Schichten, jedoch wie 30 zwar um den Abstand der Spiralsteigung P während je bei diesen aus bekannten Gründen um ein Stück vor- einer Umdrehung des Anfahrkörpers 1. auseilend, hergestellt wird. Da somit nach der Erfin- Eine wassergekühlte Elektrodenführung 3 aus dung der gesamte Behälter gleichzeitig aus unmittel- Kupfer besitzt eine abgestufte Seite zur engen Anlage bar miteinander verbundenen Schweißgutlagen be- an den spiralförmigen Stirnflächen 1 α', 1 ft' und 1 c' steht, tritt die bisher aufkommende Grobkornbildung 35 sowie den Umfangsflächen 1 α'", 1 ft'" und 1 c'" der nicht mehr auf, und werden Lunker, Risse, Fehlerstel- entsprechenden Hohlzylinder 1 α, 1 ft und 1 c. Sie ist len u.dgl. vermieden. Außerdem können durch die ferner so ausgebildet, daß sie an der inneren Zylindererfindungsgemäße Anlagerung der Schweißschichten fläche 1 d des Anfahrkörpers 1 anliegt, die chemische Zusammensetzung gleichmäßiger ge- An den Umfangsflächen 1 a", 1 ft" und 1 c" ergehalten und die Zusammensetzung der einzelnen Werk- 40 ben sich Ausnehmungen A, B und C, in die mit Hilfe stoffe der Schweißschichten optimal ausgenutzt wer- von Zuführungrollen 6 a, 6 ft und 6 c metallisches den. Schweißgut 5 a, 5 ft und 5 c in Form von Drähten, Zweckmäßigerweise erfolgt das Niederschmelzen Stangen oder Streifen eingeführt wird, das von Vorim Elektroschlacke-Schweißverfahren. In vorteilhaf- ratsrollen4a, 4 ft und 4 c abgewickelt wird. Mit 8 ist ter Ausgestaltung der Erfindung ist das Verfahren da- 45 eine Kraftquelle für einen Schweißumformer bezeichdurch gekennzeichnet, daß von einem hohlzylindri- net, der Schweißstrom den metallischen Schweißelekschen, am einen Ende entsprechend der Anzahl der troden Sa, Sb und 5 c und elektrischen Kontaktbeschichten und der Wendelsteigung der Schweißlagen sten oder -rollen la, Ib und 7czuführt, in radialer und axialer Richtung abgestuften Anfahr- Bei Beginn des Schmelzens der Elektroden 5 α, 5 ft körper ausgegangen und mit dem Anschweißen samt- 50 und 5 c wird der Anfahrkörper 1 mit Hilfe des Anlicher Schichten des Behälters an diesen Anfahrkörper triebs im Ständer 2 gemäß F i g. 3 im Uhrzeigersinn gleichzeitig begonnen wird, wobei de.· tragende Teil gedreht. Gleichzeitig wird der Block 1 in axialer Richdie innere Schicht bildet. Auf diese Weise kann das tung entsprechend dem Abstand der Wendelstei-Herstellen eines dickwandigen Behälters sehr leicht gung P während jeder Umdrehung nach links bewegt, urd in wirtschaftlich vertretbaren Grenzen mit best- 55 Während dieser Bewegungen des Anfahrkörpers 1 möglichem Wirkungsgrad durchgeführt werden. wird geschmolzenes Schweißgut von den Elektroden Um ein kontinuierliches Anlagern der Schichten "ta, 5ft und 5c innerhalb der Ausnehmungen/!, B zu ermöglichen, wird zweckmäßig der Anfahrkörper und C auf die entsprechenden Stirnflächen 1 d, 1 ft' um seine Achse gedreht und in seiner Achsrichtung und Ic' des Anfahrkörpers 1 zum Erstarren gebracht verschoben. 60 und auf der bereits erstarrten Schweißraupe fort-Eine Vorrichtung zum Durchführen des erfin- schreitend abgelagert, so daß sich wendeiförmige dungsgemäßen Verfahrens besitzt vorteilhafterweise Streifen bilden. Auf diese Weise wird ein Behälter am eine mit einem Schweißtransformator verbundene rechten Ende des Anfahrkörpers 1 in Fig.l aufge-Elektrodenführung, die gekühlt ist und mit dem stu- baut, wobei die Enden des Behälters die gleiche Gefenförmigen Ende des Anfahrkörpers gleitbeweglich 65 stalt wie das rechte Ende des Anfahrkörpers 1 besitin Eingriff steht. zen.

Eine beispielsweise Ausführung einer Vorrichtung Bei Verwendung eines korrosionsbeständigen Me-

zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens tails für die Innenschicht eines bei hoher Temperatur

große Festigkeit aufweisenden Metalls für die Zwischenschicht und eines hitzebeständigen Metalls für die Außenschicht ergibt sich eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit. Außerdem wird die Temperatur und Druckbeständigkeit verbessert. Beispielsweise kann bei Reaktionstürmen für Ölraffinerien die Menge des teuren Materials mit hoher Beständigkeit gegenüber Wasserstoff erheblich reduziert und dadurch die Herstellungskosten merklich gesenkt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

werden. Die Wandung eines solchen Behälters besitzt eine wesentlich geringere Anzahl nichtmetallischer Patentansprüche: Einschlüsse und gleichmäßige mechanische Eigen schaften. Die in jüngster Zeit entwickelten Behälter '' ' 5 zur Verwendung in den verschiedensten Industrie-

1. Verfahren zum Herstellen eines dickwandi- zweigen werden für extrem hohe Temperaturen, sehr gen zylindrischen Behälters aus mehreren, gegebe- hohe Drücke und große Aufnahmekapazitäten ausgenenfalls aus unterschiedlichen Werkstoffen beste- legt Dadurch ist es notwendig geworden, diese Behälhenden Schichten, die aus gleichzeitig im Abstand ter mit größerem Durchmesser, größerer Länge und aufeinanderfolgend auf einem tragenden Teil m dickeren Wänden herzustellen. Bei größeren Wandwendelfönnig niedergeschmolzenen Schweißlagen dicken des Behälters besitzt das vorgeschlagene Verbestehen und sowohl neben- als auch übereinan- fahren insofern Nachteile, als durch Kornvergrößeder kristallin verbunden sind, dadurch ge- " rung des Gefüges Lunker, Risse und Fehler hervorgekennzeichnet, daß der tragende Teil des Be- rufen werden, insbesondere während der Bildung hälters als eine ebenfalls wendelförmig niederge- 15 einer dickeren Behälterwand durch kontinuierliches schmolzene Schweißlage zur gleichen Zeit wie <üe Aufbringen einer größeren Menge geschmolzenen Schichten, jedoch wie bei diesen aus bekannten Schweißgutes. Hinzu kommt, daß es bei der Bildung Gründen um ein Stück vorauseilend, hergestellt und beim Erstarren einer dicken Wand in einem konwird, tinuierlichen Verfahrensschritt in Richtung der

2. Verfahren nach Anspruch Ϊ, dadurch ge- 20 Wanddick« unmöglich ist, die Wand aus verschiedekennzeichnet, daß das Niederschmelzen im Elek- nen Werkstoffen zusammenzusetzen, die die geeignetroschlacke-Schweißverfahren erfolgt. ten Eigenschaften bei jeder Dicke der Wand aufwei-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch sen, um den Benutzungsanforderungen des Behälters gekennzeichnet, daß von einem hohlzylindrischen, gerecht zu werden.

an einem Ende entsprechend der Anzahl der 35 Durch die USA.-Patentschrift 3 133 184 ist es auch Schichten und der Wendelsteigung der Schweißla- schon bekanntgeworden, gleichzeitig mehrere wendeigen in radialer und axialer Richtung abgestuften förmige Schweißraupen mit axial aufeinanderfolgen-Anfahrkörper ausgegangen und mit dem An- den Windungen zu legen und die jeweils unterschiedschweißen sämtlicher Schichten des Behälters an Hch große Radien aufweisenden Schweißraupen in diesen Anfahrkörper gleichzeitig begonnen wird, 30 radiale Anlage mit je einem benachbarten Schweißwobei der tragende Teil die innere Schicht bildet. gutstreifen zu bringen. Diese Schweißgutraupen wer-

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, den jedoch auf die Innenseite einer bereits vorgesehedadurch gekennzeichnet, daß der Anfahrkörper nen, aus Blech gefertigten Behälterwand aufgebracht, um seine Achse gedreht und in seiner Achsrich- die somit den tragenden Teil bildet. Es handelt sich tung verschoben wird. 35 um ein typisches Auftragsschweißen bzw. Schweiß-

5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfah- plattieren. Das Aufbringen der Schweißgutraupen rens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dient dabei in erster Linie zum Verbessern der Verbis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Schleißfestigkeit oder Korrosionsbeständigkeit. Es be-Schweißtransformator verbundene Elektroden- steht dabei die Gefahr, daß das Gefüge des Behälterführung (3) gekühlt ist und mit dem stufenförmi- 40 blechs unter dem Einfluß der Schweißwärme Gefügen Ende des Anfahrkörpers (1) gleitbeweglich in geumwandlungen, insbesondere einer Grobkornbil-Eingriff steht. dung, unterliegt und daß es infolge der jeweils partiellen Erwärmens zu inneren Spannungen kommt, die auch durch ein nachträgliches Spannungsfreiglühen

45 nicht mehr beseitigt werden können. Das bekannte

Verfahren besitzt demnach erhebliche wirkungsmäßige und bauliche Nachteile.

Grundsätzlich gilt das gleiche auch für ein aus der

deutschen Patentschrift 423 108 bekanntgewordenes

50 Verfahren, bei dem auf der Außenseite eines Körpers,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und beispielsweise eines Spurkranzrades, Schweißraupen eine Vorrichtung zum Herstellen eines dickwandigen aufgetragen werden. Abgesehen davon, daß es sich zylindrischen Behälters aus mehreren, gegebenenfalls hierbei nur um ein Reparaturschweißen handelt, ist aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehenden auch hier als tragendes Teil ein Basiselement unbe-Schichten, die aus gleichzeitig im Abstand aufeinan- 55 dingte Voraussetzung.

derfolgend auf einem tragenden Teil wendelförmig Bei einem weiteren aus der USA.-Patentschrift

niedergeschmolzenen Schweißlagen bestehen und so- 2433 966 bekannten Verfahren werden dickwandige wohl neben- als auch übereinander kristallin verbun- Behälter aus mehreren Schichten aus einem Band aufden sind. gebaut, das durch Preßschweißen mit den zur Anlage

Durch die deutsche Patentanmeldung 60 kommenden übrigen Flächen verbunden wird. Auch P16 90 593.4 ist bereits ein Verfahren vorgeschlagen in diesem Fall ist für das Aufbringen des Bandes unworden, bei dem zum Herstellen eines zylindrischen bedingt ein Kern erforderlich, der beispielsweise aus Behälters auf eine bereits erstarrte geschweißte Lage einem Kanonenrohr besteht. Auf das sozusagen ein eine wendelförmigeSchweißraupeimElektroschlacken- Fertigteil bildende Kanonenrohr werden dann Schich-Schweißverfahren kontinuierlich aufgebracht wird. 65 ten aus Schweißgut aufgetragen. Dabei wird aber zu-Nach diesem Verfahren kann ein eine nahtlose Wan- nächst eine Schicht vollständig gelegt und erst dann dung aufweisender dickwandiger Behälter mit ver- eine weitere Schicht aufgetragen,
hältnismäßig geringen Kosten sehr leicht hergestellt Schließlich werden auch bei einem aus der USA.-