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Hilfsvorrichtung für Schweißvorgänge, insbesondere für Rohrstoßschweißungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hilfsvorrichtung für Schweißvorgänge, insbesondere
für Rohrstoßschweißungen, die unter Schutz- bzw. Formiergas durchzuführen sind.
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Seit langem ist es bekannt, daß bei Schweißvorgängen Sauerstoffoxydationen
vermieden werden müssen, wenn man hohe Schweißqualitäten erzielen will. Ebenso ist
es bekannt, daß bei Normalschweißungen eine erhebliche Korrosionsanfälligkeit gegeben
ist. Die Praxis und zahlreiche Versuche haben ergeben, daß diese Nachteile auch
bei hochlegierten Stählen, wie Chrom-Nickel-Stählen, Molybdän-
Stählen
usw. in einem erheblichen Maße abgebaut werden können, wenn man mit Schutzgas arbeitet,
d.h. wenn man z.B. eine ganze Rohrleitung od. dgl. mit Gas füllt. Um dies durchzuführen
sind Hilfsmittel bzw. Vorrichtungen erforderlich geworden, d.h. beim Schweißen der
Rohrstöße einer Rohrleitung werden die Enden ganz einfach verschlossen und der Inhalt
bzw. Innenraum der Rohrleitung mit Formiergas aufgefüllt. Dies ist aber sehr unwirtschaftlich,
da hierfür einmal verhältnismäßig große Mengen an Schutzgas erforderlich sind und
zum anderen keine genaue Steuerung des Schutz- bzw. Formiergases möglich ist, also
Sauerstoffoxydationen und andere Nachteile, insbesondere eine Qualitätsminderung
der Schweißnaht nicht ausgeschlossen werden können.
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Um diesen Mängeln zu begegnen, hat sich die Erfindung die Aufgabe
gestellt, eine Abhilfe schaffende Hilfsvorrichtung zu entwickeln; diese soll vor
allem die erforderlichen Formiergasmengen absenken und außerdem die Gewähr dafür
bieten, daß man die Schutzgasmenge steuern kann, um auf diese Weise ein Höchstmaß
an Qualität der Schweißung zu erzielen. Eine weitere wesentliche Forderung der Erfindung
besteht darin, daß mit der zu entwickelnden Vorrichtung der Zeitaufwand für die
Schweißvorbereitungen auf ein Minimum abgesenkt werden kann. Nicht zuletzt soll
sich die Hilfsvorrichtung
in einem wirtschaftlich tragbaren Rahmen
bewegen, einfach bedienbar sein und keinem vorzeitigen Verschleiß unterliegen.
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Dieses Ziel wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Hilfsvorrichtung
aus zwei aufweitbaren Dichtkörpern besteht, die zu beiden Seiten der zu ziehenden
Schweißnaht eines Rohrstoßes od. dgl. bzw. im Wärmeabstand von letzterem angeordnet
sind und die auf diese Weise im Rohrquerschnitt begrenzte Kammer im Bereich der
Schweißnaht über-Leitungen sowohl an einen Formiergasvorrat, als auch ans Freie
regelbar angeschlossen ist. Bei den Teilen der neuen Hilfsvorrichtung handelt es
sich um denkbar einfache Ausführungsformen, die zunächst einmal die Forderung nach
Wirtschaftlichkeit, Verschleißfestigkeit und einfache Bedienung voll und ganz erfüllen.
Ein noch bedeutenderer Vorteil liegt aber darin, daß mit den Dichtkörpern beliebigen
Aufbaues eine genaue Abgrenzung geschaffen werden kann, die auf den Raum beschränkt
ist, in welchem das Schutzgas tatsächlich gebraucht wird. Anders ausgedrückt bedeutet
dies, daß man nunmehr nicht mehr die ganze Leitung, sondern nur einen Bruchteil
derselben zu füllen braucht, was wiederum wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.
Vorteilhaft ist ferner, daß der Zeitaufwand für das Füllen gering bleibt, also lange
Totzeiten vermieden sind. Durch den Anschluß der Kammer an
das Formiergas
und an das Freie ist darüber hinaus eine genaue Steuerung des Formiergases möglich,
so daß die Qualität der Schweißnähte ganz wesentlich ansteigt.
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Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung ist vorgesehen, daß
die aufweitbaren Dichtkörper von z.B. aus hitzebeständigem Gummi hergestellten Blasen
gebildet sind, die über eine Schlauchleitung miteinander und mit einer Druckluftquelle
bzw. von denen jede für sich über Schlauchleitungen mit einer Druckluftquelle in
Verbindung stehen, wobei die Luftmenge regelbar ist. Derartige Gummiblasen sind
zwar für das Absperren von Kanälen od. dgl. bekannt, jedoch hat es bisher an der
Erkenntnis gefehlt, derartige Blasen im Sinne der Erfindung als Hilfsvorrichtung
für Schweißvorgänge einzusetzen. Die Gummiblasen mit ihrer verhältnismäßig hohen
Verschleißfestigkeit haben übrigens noch den Vorteil, daß sie für viele Rohrquerschnitte
verwendbar sind, also man mit ein- und derselben Größe verschieden starke Rohrleitungen
zu beherrschen vermag. Daß die Blasen ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen
auch in Behältern oder in sonstigen Hohlquerschnitten verwendbar sind, versteht
sich von selbst. Die erwähnten Schlauchverbindungen machen es ohne weiteres möglich,
daß die Dichtkörper auch in Bögen verwendet werden können. Hier sei auch noch erwähnt,
daß die regelbare Zufuhr von Druckluft und
Formiergas einmal eine
sichere Abdichtung der Kammer gewährleistet und zum anderen zu qualitativ vorzüglichen
Schweißungen führt. Anstatt der Gummiblasen können auch - ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen - andere Dichtkörper Verwendung finden, die z.B. durchaxiale Belastung
radial geweitet werden und dabei den jeweiligen Rohrquerschnitt abdichten. Zur axialen
Belastung sind Schraubspindeln denkbar.
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Nach der Erfindung ist es ferner zweckmäßig, daß der Anschluß der
Kammer an den Formiergasvorrat und ans Freie ebenfalls über flexible Schläuche erfolgt.
Auch hier gelten die Vorteile, die bereits zu flexiblen Schläuchen geltend gemacht
wurden.
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Um das Einführen der entspannten Dichtkörper in die verschiedenen
Querschnitte zu erleichtern, sieht die Erfindung schließlich vor, daß mindestens
eine der Blasen bzw. Dichtkörper mit einer Stahlspirale verbunden ist, die an der
der Kammer abgekehrten Seite der Blase od. dgl. angreift.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht;
die einzige Figur zeigt die Hilfsvorrichtung - wegen Ausnutzung des Zeichnungsformats
- im vereiniachten senkrechten Querschnitt, obwohl alle anderen Lagen, insbesondere
waagerechte
Lagen der Vorrichtung in gleicher Weise möglich sind.
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Wie sich aus der Zeichnung ergibt, sind zwei Rohrstücke 1, 2 bei 3
stumpf zusammengestoßen, d.h. bei 3 soll eine Schweißnaht gezogen werden. Um für
ein einzubringendes Schutzgas einen abgeschlossenen Raum zu erhalten, sind in die
Rohre 1, 2 zwei bevorzugt aus hitzebeständigem Gummi bestehende Blasen 4, 5 eingesetzt,
welche die wesentlichen Teile einer Hilfsvorrichtung für einen Schweißvorgang darstellen.
Es versteht sich, daß für die Blasen 4, 5 auch entsprechende Kunststoffe als Ausgangsmaterial
verwendet werden können.
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Die Blase 4 weist einen flexiblen Schlauch 6 auf, der mit dem einen
Ende 7 in die Kammer 8 hineinragt, welche von den Blasen 4, 5 und den Innenwandungen
9, 10 der Rohre 1, 2 begrenzt wird. Das andere Ende 11 führt in den freien Raum
des Rohrquerschnittes, also praktisch ins Freie. Bei 12, 13 ist das Schlauchstück
6 abgedichtet, was z.B. durch Vulkanisation erreicht werden kann. Auf jeden Fall
ist das Schlauchstück 6 so beschaffen und so mit der Blase 4 verbunden, daß das
Weiten der Blase keine Beeinträchtigung erfährt.
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In ähnlicher Weise ist in die Blase 5 ein Schlauch 14 eingebracht,
der einmal in die Kammer 8 ragt und zum anderen
mit einem Ende 15
an eine nicht dargestellte Formiergasquelle bzw. an einen Formiergasvorrat angeschlossen
ist.
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Ein weiterer flexibler Schlauch 16 ist bei 17 mit der Blase 4 fest
verbunden und er durchsetzt die Blase 5 in ähnlicher Weise, wie das Schlauchstück
6 die Blase 4, jedoch mit dem Unterschied, daß der Schlauch 16 an eine nicht dargestellte
Druckluftquelle angeschlossen ist; veranschaulicht sind lediglich ein Ventil 18
und ein Manometer 19.
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In ähnlicher Weise wie der Schlauch 16 in die Blase 4 mündet, mündet
ein Schlauch 20 in die Blase 5. Der Schlauch 20 ist ebenfalls an ein Ventil 21 mit
Manometer 22 angeschlossen.
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Mit 23 ist eine angedeutete Stahlspirale bezeichnet, mit der sich
die beiden Gummiblasen 4, 5 - selbstverständlich im entlasteten Zustand - in die
Rohre 1, 2 einbringen lassen.
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Dabei kann man so vorgehen, daß z.B. bei waagerecht liegenden Rohren
1, 2 zunächst die Blase 4 in die richtige Lage kommt, d.h. die Blase 5 befindet
sich dann zu weit links; letztere wird daher etwas zurückgezogen, bis die Blasen
4, 5 die aus der Zeichnung ersichtlichen Lagen einnehmen. Man erkennt ohne weiteres,
daß sich die Blasen 4, 5 in einem entsprechenden Wärmeabstand von der bei 3 zu ziehenden
Schweißnaht befinden. Habendte Blasen 4, 5 die richtige Lage, werden sie mit Luft
gefüllt, so daß sie lagegesichert
sind und die Kammer 8 abdichten.
Das Füllen der Blasen 4, 5 ist auch zeitlich getrennt möglich. Das Einbringen der
Blasen 4, 5 oder sonstiger Dichtkörper kann aber auch so erfolgen, daß bei noch
nicht ganz zusammengeschobenen Rohren 1, 2 die Blasen 4, 5 od. dgl. in die Rohrenden
eingebracht, geweitet und die Rohre 1, 2 aneinandergefügt werden.
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Dies ist beispielsweise bei Bögen, gfs. auch bei senkrechten oder
geneigten Leitungen zu empfehlen.
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Das durch die Leitung 15 zugeführte Formiergas füllt die Kammer 8
und wird bei 3 gewissermaßen gedrosselt nach außen streichen, wodurch der Effekt
der qualitativ günstigen Schweißung eintritt. Nach Beendigung der Schweißung werden
die Blasen 4, 5 od. dgl. entlastet und mit Hilfe der Spirale 23 aus dem "vereinten"
Rohrquerschnitt herausgezogen. Man erkennt deutlich, daß es sich hier um eine äußerst
einfache Vorrichtung handelt, die aber durch ihre Wirkung ein Höchstmaß an Qualität
an und im Bereich der Schweißnaht verbürgt.