DE2515959A1 - Verfahren und vorrichtung zum heften von schweissbaren rohrleitungsteilen - Google Patents

Description

• E R F I N D U N G S M E L D U N G Verfahren und Vorrichtung zum Heften von schweißbaren Rohrleitungsteilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Vorrichtung zum Heften schweißbarer Rohrleitungsteile beliebiger Nennweite und Form, die vor der Ausführung der Schweißnähte gegenseitig unverrückbar positIoniert ( vorgerichtet und geheftet ) werden müssen.
• Bekanntlich herrscht im industriellen oder im Kraftwerks-Rohrleitungsbau eine außerordentlich große Vielfalt von funktional bedingten Konstruktionen, die jedoch aus relatiT wenigen, in ihrer Grundform ähnlichen Teilen, wie z.B. gerade Rohre, Rohrbogen, Flansche usw. zusammengebaut sind. Die geometrischen Abmessungen der formähr.-litzen Einzelteile, sowie deren Werkstoff sind durch Norinsysteme weitgehend aufeinander abgestimmt. #ntsprechend verläuft auch der Zusammenbau der Einzelteile zu Rohrleitungssystemen einem einheitlichen Bearbeitungsschema: Die Rohrleitungsteile werden unter Anwendung verschiedener einfacher Hilfsmittel vorgerichtet, formstabil geheftet und anschließend verschweißt.
• Zur abgrenzung des Erfindungsgegenstandes vom Stand der Technik ist auf Folgendes hinzuweisen: Nach den geltenden Regeln der Schwei#technik werden die beiden angrenzenden Rohrleitungsteile derart vorbereitet und gegenseitig positioniert, daß eine V-förmige Schweißnaht über den ganzen Wandquerschnitt porenfrei eingeschweißt werden kann.
• Insbesondere im Bereich der Nahtwurzel muß ein angemessener Luftspalt vorhanden sein, damit die beiden spitz aufeinander zulaufenden Rohrenden von der Wurzellage eingeschmolzen werden können, um auch zur Rohr-Innenwand einen einwandfreien Abschluß der Schweißraupe zu erreichen.
• Nun hat sich in der Fertigungspraxis ein weitverbreitetes Heftverfahren herausgebildet, wobei nach der Positionierung der Einzelteile mehrere kurze Schweißraupen in den Wurzelbereich eingeschweißt werden, um die angrenzenden Teile formstabil zusammenzuheften.
• Bei anspruchsvollen Schweißarbeiten müssen diese Schweißraupen jedoch wieder herasgeschliffen werden. Geschieht dies nicht sorgfältig, so ist die Qualität der Schweißnaht gefährdet. Da der Schweißer für die Qualität der Schweißnaht persönlich verantwortlich ist, wird er häufig persönlich in den Vorrichte-Arbeitsgang eingeschaltet, um die Heftstellen selbst zu legen. Dadurch entsteht jedoch ein beträchtlicher Anfall an Beerlaufzeiten.
• Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die unerwünschten Auswirkungen des Heftverfahrens in der Wurzel zone zu beseitigen und darüberhinaus die Ein-Mann-Bedienung des Vorricht- und Heftprozesses zu ermöglichen. Sie löst diese Aufgabe mit Hilfe eines neuartigen Verfahrens und der dazu erforderlichen Vorrichtungen, wie nachstehend beschrieben.
• Der Kerngedanke der Erfindung ist darin zu sehen, daß die formstabile Positionierung der angrenzenden Rohrleitungsteile durch die Herstellung einer kraftschlüßigen, brückenähnlichen Verbindung beider Teile außerhalb der Wurzelnahtzone, jedoch noch innerhalb der V-förmigen Schrägflächen (sog. Pasen) im Wege des Abschmelzschweissens erfolgt.
• Im Folgenden sind mehrere Vorrichtungen beschrieben, die allesamt die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglichen, die sich jedoch durch den Automatisierungsgrad unterscheiden. Um das Wesentliche der lehre der Erfindung auf die Verfahrenspraxis zu projizieren, soll die einfachste Vorrichtung zunächst beschrieben werden.
• Wie im Bild 1 dargestellt, besteht die Vorrichtung aus einem dreieck-prismenförmigen Einsatzstück (1) aus hitzebeständigem keramischen Werkstoff. Die hlulde (2) dient dazu, den Schmelzfluß der Verbindungsbrücke (4) einzufangen und zu formen. Da der Luftspalt (3) den technischen Regeln entsprechend maßlich etwa konstant bleibt, gewährleistet die Mulde (2) stets, daß die Verbindungsbrücke (4) etwa im gleichen Abstand von der Rohr-Innenwand entfernt mit Hilfe bekannter Abschmelzverfahren angefertigt werden kann. liach Abkühlung der Schweißschmelze wird das #eramik-Einsatzstück zerschlagen, um die Wurzelzone für das Einschweißen der Wurzellage freizugeben. Selbstredend müssen am Umfang der Rohrleitung (5) mehrere derart tigen Verbindungsbrücken angeordnet werden. Im Zuge der iTurzelnaht--c.hXweißung muß zwar der schwei#er die Wurzellage unterbrechen, um die Verbindungsbrücke (4) mit einem Tellerschleifer zu entfernen, wie das auch beim vormaligen Stand der Technik üblich war.
• Doch bleibt gemäß der Lehre der Erfindung die Wurzelzone völlig unverletzt, somit Schädigungseinflüssen entzogen.
• An dieser Stelle ist es zweckmäßig, darauf hinzuweisen, daß das vorbeschriebene Verfahren auch für andere als nur V-förmige Schweißnaht-Querschnitte (z.B. Tulpennaht) anwendbar ist, wobei allerdings die Form des Einsatzstückes entsprechend ausgebildet sein muß.
• Ferner ist auf die Vorteile hinzuweisen, die sich daraus ergeben, daM mit einer einzigen Größe des Einsatzstückes (1) ein praktisch unbegrenztes Einsatzgebiet hinsichtlich Rohr-Durchmesser, Wanddicke, Werkstoff, Nahtform und -Verlauf, Stückgewicht etc. bei relativ geringen Stoffkosten, gleichzeitig aber bei beträchtlichen Arbeitseinsparungen abgedeckt werden kann.
• Eine Fortentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Bild 2 dargestellt. Das Einsatzstück (1a) ist hier aus einem dem Rohrleitungswerkstoff angepassten Material. Damit ist es möglich, das Einsatztstück unmittelbar mit den Fasen der angrenzenden Rohrleitungsteile zu verschweißen. Soll das L-förmige Einsatzstück im Zuge der Wurzellageschweissung entfernt werden, so genügt ein Hatimerschlag auf den Steg (6.) um infolge der Hebelvirkung die Schweißverbindung (7) aufzureißen und das Einsatzstück (1a) aus der Nahtzone zu entfernen. Ein Naciischleifen ist bei dieser Vorrichtung ü.berflüs#Ig.
• Eine weitere Fortentwicklung des Automatisi erungsgrades des erfindungemäßen Heftverfahrens ist in Bild 3 dargestellt. Ähnlich dem an sich bekannten Bolzensetzgerät funktioniert das erfindungsgemäße Heftgerät, welches als handliches Arbeitsgerät über Kabel an einem geeigneten Stromgenerator angeschlossen ist. Der Setzkopf (8) des Heftgerätes ist durch das Isolierstück (9) von dem rohrförmigen Aufsatzstück (io) getrennt und axial verschiebbar. Das Einsatzstück (b) besteht aus einem zylindirischen Schaft (11), der vor dem Heftgang in die Aufnahme des Setzkopfes (8) eingeschoben wird. Das andere Ende des Schaftes (12) ist T-förmig ausgebildet und von dem feuerfesten Keramikmantel (13) umkleidet, derart daß nur die angeschrägten Vorsprünge (14) des Metallstückes aus dem Keramikmantel herausragen. Bei der Ausführung des erfindungegemäßen Heftvorganges wird das Aufsatzstück (io) auf die beiden zu heftenden Rohrteile derart aufgesetzt, daß eine leitfähige Verbindung zwischen Aufsatzstück (io) und den Rohrteilen entsteht. Danach wird der Setzkopf (8) axial soweit vorgeschoben, bis die beiden Vorsprünge (14) die Fasen der Rohrteile berühren. Nunmehr erzeugt der Generator intermittierende Stromstöße, bis die Vorsprünge (14) mit den Fasen verschmelzen. Dabei erreichen die Vorsprünge (14) und ermöglichen einen weiteren Vorschub des Setzkopfes (8), bis der Keramikmantel (13) zum Anliegen an den Fasen kommt. Soll im Zuge der Wurzellage-Schweißung der Einsatz (ib) entfernt werden, so genügt ein Hain#erschlag suf den Schaft (11), um die Schweißverbindlng herauszureissen. Ein Nachschleifen der Fasen ist izberflüssig.
• Mit den nachstehend beschriebenen Vorrichtungen läßt sich das erfindungsgemäße Heftverfahren je nach Bedarf mehr oder weniger automatisiert durchführen.
• Durch die Auswahl der jeweils einzusetzenden Vorrichtung ist das Verfahren außerordentlich flexibel anzuwenden, so daß Probleme bei schwer zugänglichen Heftstellen oder bei Werkstoffpaarungen leicht umgangen werden können.
• Ansprüche Blatt 7

Claims (1)

1. ANSPR2CHE .

   Anspruch 1: Verfahren und Vorrichtung zum Heften von schweißfahigen Rohrleitungsteilen zum Zwecke der gegenseitigen formstabilen Positionierung je zweier Rohrleitungsteile im ziege der Schmelzschweißung, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von Einsatzstücken an mehreren Stellen entlang des 5chweißnahtverlw#fes zwischen den entsprechend vorbereiteten, meist V-förmig angeschrägten Fasen der zu positionierenden Teile eine brückenähnliche, kraftschlüssige Schmelz-Schweiß-Verbindung außerhalb der Wurzelzone hergestellt wird, derart, daß die Wurzelzone durch die Einsatzstücke abgedeckt und dadurch vor qualitätsmindernden Störeinflüssen verschont bleibt.

   Anspruch 2: Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (1) aus hitzebeständigem, keramischen Werkstoff derart geformt ist, daß es sich den verschiedenen üblichen Fasenformen anpassen kann, wobei die Mulde (2) es dem Vorrichter ermöglicht, mit einer Stabelektrode oder dgl. einen brückenähnlichen Heftsteg innerhalb der Fasenanschrägung herzustellen, während die Wurzelzone abgedeckt bleibt.

   Anspruch 3: Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (1a) aus einem dem Rohrleitungswerkstoff angepassten Material besteht, so daß der Vorrichter mit einer Stabelektrode oder dgl.

   je eine Schmelz-Schweißverbindung zwischen den beiden Fasen der zu verbindenden Rohrleitungstei]e und dem Einsatzstück (1a) herstellen kann, wobei der Steg (6) des Einsatzstückes (1a) dazu dient, das Einsatzstück (1a) im Zuge der Wurzelnahtschweißung mit einem Hammerschlag aus der Nahtzone zu entfernen.

   Anspruch 4: Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (1b), welches aus einem #-förmig ausgebildeten, teilweise von einem Keramikmantel (13) umhüllten Metallstück besteht, mittels des Schaftes (12) in den Setzkopf (8) eines, dem bekannten Bolzensetz-Gerät vergleichbaren Heftgerätes eingesteckt wird, um im Bereich der angeschrägten Vorsprünge (14) mit den angeschrägten Fasen der zu verbindenden Rohrleitungbteile mittels intermittierender Stromstöße verschweißt zu werden, wobei die Wurzelzone durch den Keramikmantel abgedeckt bleibt.