DE1434567C - Verfahren zur Herstellung der Mantelwandung eines zylinder- oder kegelförmigen Großbehälters - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gebracht werden,... worauf sofort die Längsschweiß-Herstellung der Mantelwandung eines zylinder- oder naht hergestellt wird. Das Anwärmen der Bleche erkegelförmigen Großbehälters aus Stahl durch Über- folgt z. B. durch Hindurchschicken von elektrischem einanderlagerung von zwei oder mehr Schalen, von Strom. Es ist auch möglich, daß die in den Längsdenen wenigstens diejenigen, welche eine andere 5 schweißnähten miteinander zu verbindenden Blech-Schale umschließen, zusammengesetzt sind aus kanten vor dem Schweißen vorgewärmt werden. Die Blechringen mit Längsschweißnähten, welche als Bleche können an ihren miteinander zu verbinden-Dreiblech-Schweißnähte die betreffende Schale auch den Enden so abgeschrägt werden, daß die Fugen mit der von ihr umschlossenen Schale verbinden, zwischen diesen Enden und damit die Längswobei eine überdeckung von Schweißnähten ver- io Schweißnähte einen von 0° wesentlich abweichenden schiedener Schalen vermieden ist. . .·,.... Winkel mit den Erzeugenden der Schalenmantel-

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (USA.- fläche bilden.. Weitere Ausgestaltungen des VerPatentschrift 1 925 118) bestellen die Blechringe aus > fahrens nach der Erfindung sind Gegenstand der Blechen, die durch plastische Verformung, z.B. Ansprüche 7 bis 10.

durch Walzen, vor, der Montage des Behälters ihre 15 Es ist ferner an sich bekannt, mehrlagige Behälter zylindrische Forni erhalten habend Diese Vorformung durch schraubenförmiges Aufwickeln von Blechder Bleche bedingt einen großen Arbeitsaufwand streifen herzustellen. Hierzu bedarf es aber<_; einer und erfordert Spezialmaschinen, die vor allem, wenn drehbaren Lagerung des Behälters, die bei Durches sich um Blechringe mit sehr großen Durchmessern messern der für die Erfindung in Betracht kommenhandelt, einen entsprechend großen Platzbedarf 20 den Größenordnung nicht mehr wirtschaftlich bereithaben, so daß die betreffenden Arbeitsgänge, wenn gestellt werden kann.

überhaupt, nur in großen Werkstätten durchgeführt Aus der Zeitschrift »The Engineer«, Bd. 210,

werden können. . I960, Seiten 495 bis 499, ist es ferner bekannt, ein

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe Kernreaktor-Druckgefäß aus Stahl in*¹ Form eines zugrunde, ein Verfahren der genannten Art so zu 25 Zylinders mit halbkugelförmigen Enden dadurch zu gestalten, daß die Herstellung von Großbehältern, verstärken, daß der zylindrische Teil des Gefäßes beispielsweise mit Durchmessern von 10 bis 20 m, von mehreren Lagen von Blechen umschlossen wird, für hohe Innendrücke, z. B. von 50 bis 100 atü, und Hierbei ist zwar auch die Verwendung einer Mehrhohe Innentemperaturen von z. B. 350° C in Schalen- zahl dünner Bleche vorteilhaft, doch ist aus dieser bauweise — etwa für Kernreaktoren — erheblich 30 Veröffentlichung nicht das Verfahren nach der Erwirtschaftlicher wird als bisher. Das wird dadurch findung bekanntgeworden.

erreicht, daß — ausgehend von einer nicht aus In der Zeichnung ist beispielsweise eine gemäß

Blechringen zusammengesetzten innersten Schale — der Erfindung hergestellte mehrlagige Mantel-

zur Bildung der Blechringe der anderen Schalen wandung eines Großbehälters dargestellt, und zwar

gerade gestreckte' Bleche an die jeweils bereits vor- 35 zeigt

handene Schale angelegt und unter elastischer Fig. I eine Schrägansicht und

Biegung, von der Anlagestelle aus nach den beiden F i g. 2 eine Stirnansicht der Mantelwandung.

Enden hin fortschreitend, um die letztere Schale Es handelt sich um einen Behalter in Form eines

herumgelegt sowie in der Ringform durch die Längs- geraden Kreiszylinders. Die hier nicht interessieren-

schweißnähte gehalten werden, die, wie an sich be- ₄₀ den Böden des Behälters sind weggelassen. Die

kannt, auch innerhalb jeder Schale gegeneinander Mantelwandung besteht aus einer innersten Schale 1,

versetzt sind. ^v die in herkömmlicher Art als stählerner Hohlzylinder

Durch die Erfindung wird vor allem der Vorteil ausgeführt ist, und aus mehreren übereinanderliegen-

erziclt, daß die bisher erforderliche aufwendige Vor- den zylindrischen Schalen 2.

formung der Blechringe entfällt, wodurch die Kosten 45 Jede der die innerste Schale 1 umschließenden und die Zeit für die Fertigung herabgesetzt werden. Schalen 2 besteht aus mehreren in axialer Richtung Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dicht aneinander anschließenden Blechringen 3. Jeder daß Großbehälter auch mit sehr großen Durch- Ring 3 wird gebildet durch ein verhältnismäßig messern in Montagebauweise erstellt werden können. breites und dünnes Blech 4. Vorzugsweise wird man Außerdem kann man bei Anwendung des Verfahrens _5o Bleche mit der größten auf dem Markt erhältlichen nach der Erfindung auch bei sehr großen Durch- Breite, z. B. bis 2 m, wählen, wobei eine Dicke von messern der zu erstellenden Behälter wegen der beispielsweise 10 mm in Betracht kommt,
nicht plastischen Biegung der Bleche verhältnismäßig Zur Bildung der unmittelbar auf den die innerste kleine Blechstärken anwenden. Die entsprechend Schale 1 darstellenden Stahlzylinder aufgebrachten dünnwandigen Bleche können mit großen Flächen 55 Schale 2 werden nacheinander Bleche 4 an den angeliefert werden, so daß die, Zahl der. Schweiß- Zylinder im gerade gestreckten Zustand angelegt nähte für eine gegebene, Mantelfläche entsprechend _und alsdann unter elastischer Verformung um den klein ist. Auch haben die Schweißnähte zwischen den Zylinder herumgebogen. Eine gewisse Vorformung dünnwandigen Blechen verhältnismäßig geringe der Bleche 4 ist unter Umständen lediglich an den Schweißvolumen. Femer können sehr dünne Bleche 60 Enden zur Erzielung eines satten Anliegens angewirtschaftlich mit besonders hohen Festigkeitswerten bracht. Die Länge der Bleche 4 ist so bemessen, daß geliefert werden. diese den Zylinder bis auf je eine zwischen ihren

Zweckmäßig werden zur Durchführung des Ver- Schmalkanten verbleibende Fuge umschließen. Durch fahrens nach der Erfindung die Bleche unter einer Ausfüllen der Fuge mit einer Dreiblech-Schweißnaht Vorspannung auf die jeweils bereits vorhandene 65 (Längsschweißnaht) 5 werden die Schmalkanten Schale aufgebracht. Dabei können zur Erzeugung jedes Bleches 4 miteinander und mit dem Stahlder Vorspannung die Bleche in angewärmtem Zu- zylinder verbunden. Anschließend werden zur Verstand auf die jeweils bereits vorhandene Schale auf- bindung der so gebildeten Blechringe 3 miteinander

und mit dem Stahlzylinder Rundschweißnähte 6 in Form von Dreiblech-Schweißnähten hergestellt. Die Anordnung der Blechringe 3 ist so getroffen, daß die Längsschweißnähte 5 gegeneinander versetzt sind.

Die Bleche 4 können mit einer Vorspannung aufgebracht werden, die vorzugsweise dadurch hergestellt wird, daß die Bleche 4 vor dem Umbiegen vorgewärmt werden. Zum Zwecke des Vorwärmens kann man durch die Bleche 4 elektrischen Strom hindurchschicken.

Wenn auf diese Weise die erste, aus den Blechringen 3 gebildete Schale 2 um den Stahlzylinder gelegt worden ist, wird sie von einer weiteren Schale 2 umschlossen, die in der gleichen Weise wie die vorherige Schale 2 aus Blechen 4 hergestellt wird. Auf diese Weise werden die Schalen 2 in der gewünschten Anzahl aufgebracht. Hierbei werden die einzelnen Blechringe 3 so angeordnet, daß weder die Längsschweißnähte 5 noch die Rundschweißnähte 6 einer Schale die Schweißnähte einer anderen Schale überdecken. Die zu verschweißenden Blechränder werden zweckmäßig vor dem Schweißen vorgewärmt.

Die Herstellung des Behälters erfolgt vorteilhaft in Montagebauweise. Um im Hinblick auf die Schwierigkeit der Prüfung von Montageschweißnähten die Längsschweißnähte zwischen den Schmalseiten der Bleche 4 zu entlasten, werden die Bleche 4 schräg geschnitten, so daß sich beim Zusammenschweißen der Blechringe 3, wie es in F i g. 1 alternativ dargestellt ist,» Längsschweißnähte 7 mit einer gegenüber den Erzeugenden des Zylindermantels beträchtlichen Neigung, z. B. von 30°, ergeben.

Die Bleche 4 können eine höhere Festigkeit (Streckgrenze) haben als der Stahlzylinder der innersten Schale 1. Damit ist die Möglichkeit gegeben, unter Anwendung eines entsprechenden Innendruckes die zulässige elastische Beanspruchung des Stahlzylinders durch Autofrettage zu erhöhen.

Die Erfindung ist naturgemäß auch anwendbar, wenn es sich nicht um einen zylindrischen Großbehälter der dargestellten Form handelt, sondern sie umfaßt auch alle sonstigen möglichen Behälterformen mit abwickelbaren Mantelflächen, z. B. kegelstumpfförmigen. Dabei kann die Grundfläche z. B. auch elliptisch oder anders gestaltet sein. Auch kann es sich grundsätzlich statt um einen geraden um einen schiefen Zylinder oder Kegel handeln.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung der Mantelwandung eines zylinder- oder kegelförmigen Großbehälters aus Stahl durch Übereinanderlagerung von zwei oder mehr Schalen, von denen wenigstens diejenigen, welche eine andere Schale umschließen, zusammengesetzt sind aus Blechringen mit Längsschweißnähten, welche als Dreiblech-Schweißnähte die betreffende Schale auch mit der von ihr umschlossenen Schale verbinden, wobei eine Überdeckung von Schweißnähten verschiedener Schalen vermieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß — ausgehend von einer nicht aus Blechringen zusammengesetzten innersten Schale (1) — zur Bildung der Blechringe (3) der anderen Schalen (2) gerade gestreckte Bleche (4) an die jeweils bereits vorhandene Schale (1 oder 2) angelegt und unter elastischer Biegung, von der Anlagestelle aus nach den beiden Enden hin fortschreitend, um die letztere Schale herumgelegt sowie in der Ringform durch die Längsschweißnähte (5,7) gehalten werden, die, wie an sich bekannt, auch innerhalb jeder Schale gegeneinander versetzt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (4) unter einer Vorspannung auf die jeweils bereits vorhandene Schale aufgebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Vorspannung die Bleche (4) in angewärmtem Zustand auf die jeweils bereits vorhandene Schale aufgebracht werden und dann sofoft die Längsschweißnaht (5, 7) hergestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anwärmen der Bleche (4) durch Hindurchschicken von elektrischem Strom erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Längsschweißnähte (5, 7) miteinander zu verbindenden Blechränder vor dem Schweißen vorgewärmt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (4) an ihren miteinander zu verbindenden Enden so abgeschrägt werden, daß die Fugen zwischen diesen Enden und damit die Längsschweißnähte (7) einen von 0° wesentlich abweichenden Winkel mit den Erzeugenden der Schalenmantelfläche bilden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur die miteinander zu verbindenden Enden der Bleche (4) vor dem Herumlegen um die jeweils bereits vorhandene Schale zur Anpassung an die Mantelkrümmung vorgebogen werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Rundschweißnähte (6) zwischen je zwei aneinander anschließenden Blechringen (3) als Dreiblechnähte ausgeführt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (4) eine höhere Festigkeit (Streckgrenze) aufweisen als die innerste Schale (1).

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anwendung von Innendruck die innerste Schale (1) autofrettiert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen