Schweiß-Walz-Verbindung, insbesondere für Hochdruckkesselrohre Die
Erfindung betrifft eine kombinierte Schweiß-Walz-Verbindung für Rohre, die in Hochdruckbehältern,
insbesondere in Trommeln und Sammlern von Hochdruckdampfkesseln, befestigt werden
sollen.Weld and roll connection, especially for high pressure boiler tubes
The invention relates to a combined welded and rolled connection for pipes that are used in high-pressure vessels,
especially in drums and collectors of high pressure steam boilers
should.
Es ist bekannt, Rohre in Behältern bzw. in Rohrplatten durch Einwalzen
und zusätzliches Verschweißen des überstehenden Rohrendes mit der Wandung des Behälters
zu befestigen.It is known to roll tubes into containers or tube plates
and additional welding of the protruding pipe end to the wall of the container
to fix.
Es ist weiterhin bekannt, Überhitzer-und Kesselrohre in eng anliegende,
außerhalb des Behälters überstehende oder mit der Behälteraußenwand abschneidende
Rohrstutzen zu stecken, die, in die Behälterwand eingepreßt bzw. -gewalzt, sich
innen mit einem Bund oder Bördel gegen die Wand abstützen und außen mit ihr durch
eine Dichtschweiße verbunden sind. In diese Stutzen werden die Überhitzer- bzw.
Kesselrohre im Gebiet der Wand eingewalzt und am äußeren bzw. inneren Stutzenende
zur Abdichtung mit demselben verschweißt. Diese an sich kostspielige Ausführung
ist zwar geeignet, die Schweißspannungen in der Kammer herabzusetzen, hat aber den
bedeutenden Nachteil, die Wand infolge der größeren Bohrung gerade in dem für die
Wandstärkenberechnung maßgeblichen Gebiet der engstem Rohrteilungen erheblich zu
schwächen und darüber hinaus die Tragfähigkeit der Walzverbindung dadurch herabzusetzen,
daß zwischen dem zu befestigenden Überhitzerrohr und der Kammerwand sich die entweder
nachfedernde oder plastisch ausweichende Wandung des übergeschobenen Rohrstutzens
befindet.It is also known to have superheater and boiler tubes in tight-fitting,
protruding outside the container or cutting off with the container outer wall
To insert pipe sockets, which, pressed or rolled into the container wall, are
Support the inside with a collar or flange against the wall and use it on the outside
a tight weld are connected. The superheater resp.
Boiler tubes rolled in in the area of the wall and at the outer or inner nozzle end
welded to the same for sealing. This execution, which is costly in itself
is suitable for reducing the welding stresses in the chamber, but has the
significant disadvantage, the wall due to the larger hole just in the one for the
Wall thickness calculation significantly increases the area of the narrowest pipe divisions
weaken and, moreover, reduce the load-bearing capacity of the roller joint,
that between the superheater tube to be attached and the chamber wall either
resilient or plastically evasive wall of the pushed-over pipe socket
is located.
Die Erfindung bietet die Möglichkeit, diese Nachteile bei gleichzeitig
geringerem Aufwand zu vermeiden. Sie besteht darin, daß eine Schweiß-Walz-Verbindung
geschaffen wird, bei der sich auf
der Innenseite der Behälterwand
zunächst ein rohrförmiger, konzentrisch zum Walzloch aufgeschweißter Zwischenring
befindet, in den das eigentliche Kesselrohr eingeschoben ist. Die in das Behälterinnere
überstehenden freien Enden des Kesselrohres und des Zwischenringes sind miteinander
zur Abdichtung verschweißt, und das Kesselrohr ist unmittelbar in die Behälterwandung
unterhalb der den Ring mit der Behälterwand verbindenden Schweißnaht eingewalzt.
Dadurch- sind weiterhin sowohl alle Walzstellen als auch die Wurzeln sämtlicher
Schweißen dem Zutritt und Angriff des Kesselwassers entzogen. Zur Vergrößerung der
Haftkraft bei besonders hohen Drücken und schwierigen Verhältnissen stehen erfindungsgemäß
folgende weitere Möglichkeiten zur Verfügung i. kann der Zwischenring am freien
Kopfende durch einen Außenbund so verstärkt «-erden, daß das überstehende Kesselrohr
vor dem Schweißen mit einem Bördel versehen und gegebenenfalls danach im Zwischenring
selbst fest eingewalzt werden kann, 2. kann zur Verbesserung der Schweißnaht zwischen
der Behälterwand und dem Zwischenring der letztere, ebenso wie das Walzloch, zunächst
eine geringere Bohrung erhalten und mit einem passenden Einsatz in das vorgebohrte
Walzloch eingesteckt werden, wodurch anschließend mit einer Kehlschweißnaht bis
zum Grund durchgeschweißt werden kann und schließlich der Zwischenring und das Walzloch
auf genaues Maß nachgebohrt werden, 3. kann darüber hinaus in an sich bekannter
Weise die Behälterinnenwand mit einer Ringnut an der Schweißstelle versehen werden,
um einen allmählichen Übergang der Wandstärke zum Zwischenring herzustellen, kann
aber auch das Kesselrohr durch Warmstauchen am Walzende nach Belieben verstärkt
werden, um sowohl die Haftkraft der Walzung als auch den Rohrübergang zur normalen
Wanddicke -hin zu verstärken.The invention offers the possibility of these disadvantages at the same time
to avoid less effort. It consists in a weld-roller connection
is created in which on
the inside of the container wall
first a tubular intermediate ring welded concentrically to the roll hole
is located in which the actual boiler tube is inserted. The one inside the container
protruding free ends of the boiler tube and the intermediate ring are with each other
welded to seal, and the boiler tube is directly in the container wall
rolled in below the weld seam connecting the ring to the container wall.
As a result, all rolling points as well as the roots are still all
Welding withdrawn from the access and attack of the boiler water. To enlarge the
Adhesive force at particularly high pressures and difficult conditions are available according to the invention
The following additional options are available i. can the intermediate ring at the free
Head end reinforced by an outer collar so that the protruding boiler tube
Provided with a flange before welding and, if necessary, in the intermediate ring afterwards
itself can be firmly rolled in, 2. can improve the weld seam between
the container wall and the intermediate ring of the latter, as well as the roll hole, initially
Get a smaller hole and insert a suitable insert into the pre-drilled one
Roll hole are inserted, which is then followed by a fillet weld up
can be welded through to the bottom and finally the intermediate ring and the roll hole
can be re-drilled to the exact size, 3. can also be known per se
Way the inner wall of the container can be provided with an annular groove at the welding point,
to produce a gradual transition of the wall thickness to the intermediate ring, can
but also the boiler tube is reinforced at will by hot upsetting at the end of the roll
to normalize both the adhesive force of the roller and the pipe transition
Wall thickness - to be reinforced.
In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens
dargestellt, bei denen durchweg die druckbelastete Innenseite des Behälters oben
zu dienken ist.In the drawing are four exemplary embodiments of the inventive concept
shown, where consistently the pressure-loaded inside of the container above
is to serve.
In Abb. i ist die einfachste Form nach An-Spruch i zu sehen. Mit der
Behälterwand i ist, gewissermaßen als Verlängerung des Walzloches der Zwischenring
3 durch die Kehlschweiße 4 verbunden. Danach ist von außen (unten) her das Kesselrohr
.5 durch das Walzloch und den Zwischenring bis in die gezeichnete Lage geschoben.
mittels der Kehlschweiße 6 gegen den Zwischenring abgedichtet und im Walzloch 2
gegen die Behälterwand i festgewalzt. Die Walzrillen und sonstige für den Erfindungsgedanken
nicht wesentliche Ausführungseinzelheiten sind weggelassen.In fig. I the simplest form according to claim i can be seen. With the
Container wall i is, so to speak, an extension of the roller hole of the intermediate ring
3 connected by the fillet welds 4. Then the boiler tube is from the outside (below)
.5 pushed through the roll hole and the intermediate ring to the position shown.
sealed against the intermediate ring by means of fillet welds 6 and in the roll hole 2
rolled down against the container wall i. The rolling grooves and others for the idea of the invention
non-essential details of the implementation are omitted.
In der Abb. 2 sind nach Anspruch :2 der Zwischenring -am Kopfende
durch den Außenbund verstärkt und das Kesselrohr vor Ausführung der Dichtschweiße
6 durch den Bördel 8 darin befestigt. Die Behälterwand ist gemäß Anspruch 4 vor
Ausführung aller weiteren Arbeiten an der Stelle der künftigen Schweißnaht 4 mit
der aasgerundeten Ringnut 9 versehen.In Fig. 2 are according to claim: 2 the intermediate ring -at the head end
Reinforced by the outer collar and the boiler tube before the sealing welds are carried out
6 fastened therein by the flange 8. The container wall is according to claim 4 before
Execution of all further work at the point of the future weld 4 with
the rounded annular groove 9 is provided.
Abb. 3 läßt die im Anspruch 3 genannten Maßnahmen zur besonderen Verbesserung
der Schweißverbindung am Fuß des Zwischenringes erkennen. Der mit besonders starker
Wandung ausgeführte Zwischenring wird mit dem Ansatz io in das nur mit dem Durchmesser
d vorgebohrte Walzloch 2 gesteckt und danach die im Ringfuß ausgearbeitete Nut bis
zum Grunde durchgeschweißt. Danach werden schließlich der Zwischenring und das Walzloch
auf den endgültigen Durchmesser D nachgebohrt.Fig. 3 leaves the measures mentioned in claim 3 for particular improvement
recognize the welded connection at the foot of the intermediate ring. The one with particularly strong
Wall executed intermediate ring is with the approach io in the only with the diameter
d pre-drilled roll hole 2 and then the groove worked out in the ring base up to
welded through to the bottom. Then finally the intermediate ring and the roll hole
re-drilled to the final diameter D.
Abb. .4 zeigt eine Schweiß-Walz-Verbindung nach Abb. 2, bei der jedoch
eine Verstärkung i i der Kesselrohrwaudung gemäß Anspruch 5 durchgeführt ist, die
sich vom Bördel bis zu einer gewissen Länge unterhalb der Walzstelle in der Behälterwand
erstreckt. Bei dieser Abbildung ist die Ringnut 9 in der Behälterwand weggelassen.Fig. 4 shows a weld-roller connection according to Fig. 2, but with the
a reinforcement i i of the boiler tube wall according to claim 5 is carried out, which
from the flange to a certain length below the rolling point in the container wall
extends. In this figure, the annular groove 9 in the container wall is omitted.