DE1452555A1

DE1452555A1 - Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Behaeltern,insbesondere Wasserbehaeltern

Info

Publication number: DE1452555A1
Application number: DE19651452555
Authority: DE
Inventors: Johansson Johan Ingvar
Original assignee: Avesta Jernverks AB
Current assignee: Outokumpu Stainless AB
Priority date: 1964-09-03
Filing date: 1965-09-03
Publication date: 1969-04-03
Also published as: CH444455A; BE669108A; NL6511514A; GB1087186A; AT264988B; US3397443A

Description

Avesta Jernverks Aktiebolag Avesta (Schweden)

Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Behältern, insbesondere Wasserbehältern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Behältern, insbesondere Wasserbehältern, die im Betrieb einem Überdruck (PlUssigkeits- und/oder Gasdruck) ausgesetzt sind und deren Boden und gegebenenfalls auch deren Decke aus im wesentlichen ebenen Platten hergestellt werden, die miteinander verschweißt sind.

Derartige Behälter, insbesondere Wasserbehälter, werden gewöhnlich mit einem ebenen Beden hergestellt. In Behältern mit einem nicht zu großen Durchmesser wird der ebene Boden gewöhnlich dadurch hergestellt, daß die erforderliche Anzab.1 von P atten stumpf miteinander verschweißt werden. In Behältern mit größeren Abmessungen wird der Boden aus Platten gebildet, die durch Überlapptschweißen oder durch Stumpfschweißen mit Unterlejg'oändern miteinander verbunden sind.

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Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Behältern der vorstehend genannten Art haben eine Anzahl von BTachteilen, die besonders bei größeren Behältern auftreten. Beispielsweise können im Zusammenhang mit den bekannten Herstellungsverfahren die nachstehenden Nachteile angeführt werden.

A. Die Behälter erfordern ein teures Fundament, weil die ganze Bodenfläche unterstützt werden muß.

B. Da die Bodenplatten beim Schweißen verformt werden und schrumpfen, ist es sehr schwierig, einen auch nur angemessen glatten Boden zu erhalten.

C. Da der Boden mit seiner ganzen Unterseite auf dem Fundament ruht, ist es sehr schwierig, die Dichtigkeit des Bodens zu kontrollieren.

D. In der Verbindungszone zwischen dem zylindrischen Mantel und dem Boden treten beträchtliche Spannungen auf, die bei niedrigen Temperaturen besonders gefährlich sind.

B. Die Behälter können nicht vollständig entleert werden, weil der Boden nicht glatt und eben ist.

F. Der in den bekannten Behältern gewöhnlich aus Kohlenstoffstahl bestehende Boden kann auf seiner Unterseite keine Schutzbehandlung erhalten, so daß an allen Schweißnähten eine Korrosionsgefahr besteht·

G-. In bestimmten Wasserbehältern ist auch eine Korrosionsgefahr auf der Innenseite des Bodens vorhanden, weil eine ^vollständige Entfernung des Kondenswasser nicht möglich ist. Von den vorstehend genannten Nachteilen ist der zuletzt genannte anscheinend am gefährlichsten.

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Die Erfindung be zweckt nun, die Nachteile der bekannten Herstellungsverfahren zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird dieser. Zweck dadurch erfüllt, daß als Material für den Boden ein austenitischer rostfreier Stahl verwendet und der fertige Behälter im Innern einem Strömungsmitteldruck in einer solchen Größenordnung ausgesetzt wird, daß der Boden durch Kaltrecken eine nach außen konvexe oder gewölbte Form erhält, so daß Falten oder unebene Stellen, die Tor dem Kaltrecken eventuell vorhanden sind, geglättet werden. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren hat gegenüber den vorher bekennten Te r fahr en u.a. folgende Vorteilet

4· Man kann ein einfaches Ringfundament^xverwenden, da der Boden des Behälters nur an seinem äußeren Rand getragen werden muß. Bei sehr großen Behältern kann es jedoch zweckmäßig sein, den äußeren Fundamentring durch einen oder mehrere mit ihm konzentrische, innere Fundamentringe zu ergänzen« Selbst diese Ausführungsform des Fundaments stellt noch eine wesentliche Vereinfachung gegenüber den Fundamenten dar, die für dl· üblichen Wasserbehälter verwendet werden.

B. Bei der Herstellung des Bodens braucht nicht darauf geachtet tu werden, daß er eben ist, da alle Unebenheiten und Palten, wie sie beispielsweise beim Schweißen entstehen, durch das Kaltrecken des Bodens geglättet werden.

• C. Die Dichtigkeit des Bodens kann auf einfache und befriedigende Weise gesteuert werden, weil die Unterseite des Bodens sehr gut zugänglich ist.

D. Da der Boden aus einem austenitischen rostfreien ·

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Stahl "besteht, kann der Boden nicht reißen und ist er auch "bei niedrigen Temperaturen genügend zäh.

B. Der Wasserbehälter kann vollständig entleert werden, weil der Boden durch das Kaltrecken eine gewölbte Form erhalten hat»

F. Es ist daher auch ein Abziehen von abgesetzten Sediment und von Kondenswasser möglich.

G-. Weder auf der Ober- noch auf der Unterseite des Bodens besteht eine Korrosionsgefahr.

Der erfindungsgemäß zum Kaltrecken des Bodens angewendete Strömungsmittel-Überdruck entspricht gewöhnlich mindestens dem berechneten maximalen inneren Überdruck, der im normalen Betrieb auftreten darf, und ist in bestimmten Fällen beträchtlich höher.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind am Umfang des Bodens »Versteifungen vorgesehen, die mit dem Boden verbunden und geeignet sind, radial einwärts gerichtete Kräfte aufzunehmen. Diese Versteifungsglieder können beispielsweise aus einem oder mehreren Ringflanschen bestehen, die mit dem zylindrischen Mantel des Behälters verschweißt sind, oder aus einem Fundamentring für die Behälter, vorzugsweise aus Beton mit einem oder mehreren eingegossenen Stahlringen, die mit dem unteren Hand des zylindrischen Mantels und/oder dem Außenrand des Bodens verschweißt sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Decke des Behälters ebenso hergestellt werden wie der Boden« In diesem Fall wird die Decke aus im wesentlichen ebenen Platten aus austenitischem rostfreiem Stahl hergestellt, die

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in bekannter Weise miteinander verschweißt werden, worauf die Decke durch Kaltrecken eine nach außen konvexe oder gewölbte Form erhält, und zwar gleichzeitig mit dem Kaltrecken des Bodens und möglicherweise des Mantels. In diesem Fall sind auch am oberen Ende des Mantels Versteifungsglieder vorgesehen, welche die Radialkräfte aufnehmen, die beim Kaltrecken auftreten.

Die Decke kann natürlich auch von vornherein als eine gewölbte Wand, gegebenenfalls mit einem gepreßten oder geschmiedeten Flansch, hergestellt werden.

In bestimmten Arten von Wasserbehältern kann für den zylindrischen Mantel und die obere Wand gewöhnlicher Kohlenstoffstahl verwendet werden.

Die Erfindung umfaßt auch einen zylindrischen Behälter, der in der vorstehend angegebenen Weise hergestellt worden ist.

Die Erfindung wird jetzt ausführlicher an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen

Fig. 1 in einer Seitenansicht einen erfindungsgemäß hergestellten Behälter zeigt,

Fig. 2 und 3 im größeren Maßstab im Schnitt Teile von zwei anderen Ausführungsformen des Behälters nach Fig. 1 darstellen und

Fig. 4 bis 7 ebenfalls im Schnitt und im größeren Maßstab Teile von anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigen.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Behälter in Form eines Kreiszylinders bezeichnet, der auf einem Fundamentring 2 ruht^ Wie aus den Figuren 2 und 3 deutlich hervorgeht, besteht der

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Behälter 1 aus einem zylindrischen Mantel 3, einem mit dem unteren Rand des Mantels verschweißten Boden 4 und einer mit dem oberen Ende des Mantels verschweißten Decke 5. Der Boden 4 und die Decke 5 "bestellten aus einer Anzahl von Platten aus austenitisehern, rostfreiem Stahl, die staumpf miteinander verschweißt sind. Der Mantel 3 kann ebenfalls aus demselben Material hergestellt werden, wobei vorzugsweise vor-gereckte Platten mit erhöhter Streckgrenze verwendet werden. Mit dem unteren und em oberen Ende des Mantels sind ringförmige Außenflansche 6 und 7 verschweißt. Diese Flanschringe dienen zur Aufnahme der sehr starken Radialkräfte, denen die Bndteile des Mantels ausgesetzt werden, wenn der fertige Behälter im Innern dem Druck eines Strömungsmittels ausgesetzt wird, um dem Boden und der Decke durch Kaltrecken die nach außen konvexe oder gewölbte Form zu erteilen, die in den Zeichnungen strichpunktiert angedeutet ist. Der kaltgereckte, gewölbte Boden ist mit 4 und die kaltgereckte Decke mit 5 bezeichnet. Die in den Figuren 2 und 3 gezeigten Behälter werden von einem Stahlfundament 2 getragen, das aus einer ringförmigen grundplatte 8 besteht und aus einem zylindrischen Teil 9, der an seinem oberen Ende den Behälter trägt. In dem in Fig. 2 gezeigten Behälter erstrecken sich der Boden 4 und die Decke 5 radial über den Mantel 3 hinaus, an dessen Enden'der Boden und die Decke direkt anliegen. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform besteht- der Mantel aus einem rohrförmigen mittleren-Teil, mit dessen Enden ringförmige Indteile 3a und 3b, die ein Winkelprofil haben, verschweißt sincL Jeder Endteil hat einen eixiwärtsgerichteten, radialen Flansch, auf dem der "Boden bzw. die Decke ruht.

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Insbesondere in Fällen, in denen eine starke Wölbung des Bodens nicht erwünscht ist, können vorgereckte Platten vorteilhafterweise auch für den Boden verwendet werden. Bei Verwendung von vorgereckten Platten ist die unter dem Einfluß des Strömungsmitteldrucks, "beispielsweise des hydrostatischen Bracks einer Wasserfüllung erfolgende Dehnung, kleiner, so daß die Wölbung weniger stark ausgeprägt ist.

Die Figuren 4 und 5 zeigen im Schnitt Teile von ringrfönaigen. Betonfundamenten und darauf ruhenden Behältern. Das Betonfundament ist an seinem äußeren, oberen Rand von einem Stahlring 10 umgeben, der ein Winkelprofil hat und mit Hilfe von eingegossenen Verankerungsgliedern 11 in dem Fundament verankert ist. Die Figuren 4 und 5 zeigen, daß der kreisförmige Mantel 3 des Behälters den oberen Rand des Verstärkungsringes 10 des Fundaments überlappt. Der Boden 4 des Behälters kann sich entweder nach Fig. 4 in die Innenseite des kreisförmigen Mantels erstrecken und mit diesem verschweißt sein, oder der Außenrand des Bodens 4 kann nach Fig. 5 im Abstand von der Innenseite des kreisförmigen Mantels angeordnet sein, wobei der Boden mit Hilfe des horizontalen Flansches des Verstärkungsrings mit dem kreisförmigen Mantel verbunden ist. In der Konstruktion nach diesen zwei Figuren ist im G-egensatz zu den Ausführungsformen nach den Figuren 2 und 3 kein äußerer Flanschring erforderlich» weil das Fundament selbst die Radialkräfte aufnehmen kann, die beim Kaltrecken auftreten.

Für Behälter mit einem sehr großen Durehmesser kann es notwendig sein, ein Fundament in Form von zwei oder mehreren konseotriaehen Singen vorzusehen. Bin Fundament für den

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Behälter besteht mis einem äußeren Fund ame nt ring 12, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, und einem damit konzentrischen, inneren Fundamentring 13.

Fig. 7 zeigt einen Behälter zur Lagerung von Medien, die sich auf einer sehr hohen oder sehr niedrige"! !Temperatur "befinden, und ein Fundament für diesen Behälter. In diesem Fall besteht das ringförmige Fundament aus einem unteren Tragring aus Isoliermaterial und einem Versteifungsteil 15» der auf dem Fundamentring 14 ruht und mit dem Boden und der dem kreisförmigen Mantel des Behälters verbunden ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Versteifungsteil aus einem Kastenprofil, das aus Stahlplatten zusammengesetzt und so dimensioniert ist, daß es die im normalen Betrieb auftretenden Radialkräfte aufnimmt. Um beim Kaltrecken des Bodens eine Veränderung der Form des kreisförmigen Mantels zu verhindern und den Außenrand des Bodens zuverlässig festzulegen, kann es notwendig sein, vor dem Kaltrecken an die Außenseite des kreisförmigen Mantels einen zusätzlichen Verstärkungsflansch 16 anzuschweißen, wie strichliert angedeutet ist. Nach dem Kaltrecken kann dieser zusätzliche Verstärkungsflansch wieder abgeschnitten werden.

Alle beschriebenen Fundamente können natürlich mit Löchern versehen werden, die einen Zugang zur Außenseite des Behälters gestatten, und/oder mit Vertiefungen aus Gründen der Materialersparnis.

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Claims

H52555 Patentansprüche ;

1. Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Behältern, insbesondere Wasserbehältern, deren Boden gegebenenfalls auch deren Decke aus im wesentlichen ebenen Platten hergestellt werden, die miteinander verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für den Boden ein austenitischer rostfreier Stahl verwendet und der fertige Behälter im Innern einem Strömungsmitteldruck in einer solchen Größenordnung ausgesetzt wird, daß der Boden durch Kaltrecken eine nach außen konvexe oder gewölbte Form erhält, so daß Palten oder unebene Stellen, die vor dem Kaltrecken eventuell vorhanden sind, geglättet werden.

2. Verfahren nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter im Innern einem Überdruck ausgesetzt wird, der höher ist als der berechnete maximale innere Überdruck.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Umfang de3 Bodens Verstsifungsglieder vorgesehen -«erden, die mit dem Boden verbunden und imstande sind, die einwärtsgerichteten Radialkräfte aufzunehmen.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter auf einem ringförmigen Fundament montiert wird, das sich längs des Umfanges des Behälterbodens erstreckt.

5. Verfahren nach Ansprach 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Fundament so ausgebildet wird, daß es das Versteifungsglied bildet.

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6. Verfahren nach Anspruch 3 und 4 t dadurch gekennzeichnet, daß als Versteifungsglied mindestens ein Ringflansch verwendet wird? der mit dem unteren Rand der kreisförmigen Wand des Eetiälters verschweißt wird«

7. Verfahren aach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Decke des Behälters aus im wesentlichen ebenen Platten aus austenitisckem rostfreiem Stahl hergestellt wird, die in bekannter Weise durch Schweißen miteinander verbunden werden_s und daß auch entlang dem oberen Rande des kreisförmigen Mantels des Behälters Versteifungsglieder vüx-gesehen werden, so daß gleichzeitig mit dem Kaltrecken dee Bodens auch die Becks kaltgereckt wird "and eine gewölbte Form erhält.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zur Herstellung von Behältern mit einem sehr großen Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß der' Behälter auf einem Fundament aufgebaut wird«, das die Form von zwei oder mehreren konzentrischen Ringen hat.

9. Zylindrischer Behälter_f dadurch gekanntelohnet, daß er nach dem Verfahren gemäß einem der- vorhsrgehenden Ansprüche hergestellt worden ist.

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