DE2703678B2

DE2703678B2 - Verfahren zum Vorfertigen, Transportieren und Zusammenbauen zylindrischer Druckbehälter

Info

Publication number: DE2703678B2
Application number: DE19772703678
Authority: DE
Inventors: Alfred Ing.(Grad.) 4803 Steinhagen Czernik
Original assignee: ALFRED CZERNIK KG 4803 STEINHAGEN
Current assignee: ALFRED CZERNIK KG 4803 STEINHAGEN
Priority date: 1977-01-29
Filing date: 1977-01-29
Publication date: 1980-01-24
Also published as: DE2703678A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorfertigen großer zylindrischer Druckbehälter aus werkstattmäßig vorgefertigten Sektionen, wobei der Druckbehälter aus einer Vielzahl vorgefertigter Mantelsektoren mit gegeneinander versetzten Schweißnähten in der Werkstatt zusammengefügt wird.

Große zylindrische Druckbehälter bis zu einem Durchmesser von ca. 4 m und einer axialen Länge bis zu ca. SO m können im zusammengebauten Zustand transportiert werden. Zylindrische Druckbehälter mit einer größeren axialen Länge müssen aber schon einmal oder mehrfach geteilt werden, wobei eine Vergrößerung des Durchmessers nicht möglich ist, weil dann Straßen-, Eisenbahn- und Kanalbrücken nicht mehr unterfahren werden können. Bei zylindrischen Druckbehältern mit einem bis zu 4,5 m großen Durchmesser besteht auch die Möglichkeit, zylindrische Ringabschnitte bis zu einer maximalen Länge von 3,5 m auf Straßenfahrzeugen getrennt voneinander zu transportieren. Dadurch entsteht aber bereits ein großer Transportaufwand, weil beispielsweise für einen zylindrischen Druckbehälter von ca. 50 m Gesamtlänge wenigstens 15 einzelne Ringabschnitte transportiert werden müssen. Außerdem hat dieses Herstellungs-, Transport- und Zusammenbauverfahren den Nachteil, daß am Aufstellungsort umfangreiche Schweißarbeiten durchgeführt werden müssen, die nicht mechanisiert werden können, weil es sich um Rundschweißnähte handelt. Die Transport- und Schweißkosten für einen zylindrischen Druckbehälter mit großer axialer Länge und einem Durchmesser über 4,5 m summieren sich derart^daß ein großes Bedürfnis für ein rationelleres Verfahren zum Vorfertigen, Transportieren und Zusammenbauen großer zylindrischer Druckbehälter besteht.
Aus der US-PS 3456831 fet ein zylindrischer

ίο Druckbehälter bekannt, dessen Mantel aus einer Vielzahl im Grundriß rechteckiger Mantelsektoren zusammengesetzt ist, wobei die in axialer Richtung verlaufenden Längsnähte zwischen diesen Mantelsektoren in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt

sind. Die Schweißnähte dieses bekannten Druckbehälters liegen deshalb in Längsrichtung des Mantels gesehen auf einer Zickzacklinie, so daß auch bei größeren Einheiten eine Zerlegung in mehrere Mantelsektionen für einen getrennten Transport nicht mög-

Hch ist.

Aus der DE-AS 1450323 sind zwei verschiedene Ausführungsformen eines Druckbehälters bekannt, von denen eine aus in axialer Richtung hintereinander angeordneten, ringförmigen Scheiben mit axial ver-

r> laufenden Zugankern und die andere aus in radialer Richtung fächerförmig angeordneten, nach innen sich verjüngenden Haibrahmen mit parallelen Seitenflächen zusammengesetzt ist. Zwar können bei diesem bekannten Druckbehälter eine gewisse Anzahl Scheiben oder Halbrahmen zusammengeschweißt sein, wobei die Zusammenschweißung in der Werkstatt oder auf der Baustelle erfolgt, aber ein getrennter Transport weitgehend werkstattmäßig vorgefertigter Sektionen für größere Einheiten ist nicht vorgesehen.

J5 Schließlich ist aus der FR-PS 1198743 noch ein zylindrischer Druckbehälter bekannt, dessen Mantel aus vier oder fünf Sektionen zusammengesetzt ist, deren Schweißnähte in axialer Richtung verlaufen. Aber auch bei diesem bekannten Druckbehälter ist eine werkstattmäßige Vorfertigung von aus mehreren Sektionen bestehenden Mantelsektionen und ihr getrennter Transport zum Einbauort nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Vorfertigen, Transportieren und Zusammenbauen großer zylindrischer Druckbehälter aus werkstattmäßig vorgefertigten Sektionen zu schaffen, mit dem es möglich ist, die für den Transport von der Werkstatt zum Aufstellungsort zulässigen größten Abmessungen einzuhalten und die am Aufstellungsort noch erforderlichen Schweißarbeiten nach Möglichkeitaufwaagerecht liegende Längsnähte zu beschränken, deren Verschweißung mechanisierbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe für einen großen zylindrischen Druckbehälter der eingangs beschriebenen Gattung dadurch, daß der Druckbehälter wenigstens zwei in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte, gradlinig durchlaufende Längsnähte besitzt, die erst am Aufstellungsort zu dem dichten Druckbehälter miteinander verbunden werden.

«,ο Bei einer praktischen Ausführungsform werden die Mantelsektionen zweckmäßig zunächst entlang der Längsnähte des Druckbehälters provisorisch miteinander verbunden, um entlang der Umfangsnähte der Mantelsektoren eine kontinuierliche Rundschweißung vornehmen zu können. Nach dem getrennten Transport der Mantelsektionen werden sodann die Umfangsnähte der Mantelsektoren verschiedener Mantelsektionen an den Längsnähten in axialer Rieh-

tung gegeneinander versetzt, wobei die Endstücke ihrer axialen Länge schon vorher entsprechend der vorgegebenen Gesamtlänge verkürzt waren, so daß keine Knotenpunkte entstehen, an denen mehr als zwei Schweißnähte unter einem Winkel zusammenlaufen.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, große zylindrische Druckbehälter mit einem über 4,5 m hinausgehenden Durchmesser aus einer Vielzahl von Mantelsektoren werkstattmäliig vorzufertigen, die vorgefertigten Mantelsektionen in einer dem Transportmittel angepaßten Größe mit Straßenfahrzeugen oder Schiffen zum Aufstellungsort zu transportieren und dort vollständig zusammenzuschweißen, wobei eine Mechanisierung der Schweißarbeite.n an den gradlinig durchlaufenden Längsnähten möglich ist und nur noch die Umfangsnähte zwischen den einzelnen Manelsektionen und die Umfangsnähte an den Endabschnitten von Hand auszuführen sind. Auf diese Weise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine optimale Rationalisierung der durchzuführenden Schweißarbeiten bei der werkstattmäßigen Vorfertigung der einzeinen Mantelsektionen einerseits und beim Zusammenschweißen der einzelnen Mantelsektionen bzw. Endabschnitte am Aufstellungsort andererseits erreicht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen aus Mantelsektoren und zwei Mantelsektionen zusammengesetzten Druckbehälter in Seitenansicht,

Fig. 2 die untere Mantelsektion desselben Druckbehälters in Seitenansicht,

Fig. 3 dieselbe Mantelsektion entlang der Linie HI-III in Fig. 2 geschnitten,

Fig. 4 einen aus drei Mantelsektionen und sechs Abschnitten zusammengesetzten Druckbehälter in Seitenansicht,

Fig. 5 einen Abschnitt einer Mantelsektion desselben Druckbehälters,

Fig. 6 Genseiben Abschnitt gemäß Fig. 5 in Stirnansicht,

Fig. 7 mehrere ineinander gestapelte Abschnitte gleich großer Mantelsektionen in Seitenansicht,

Fig. 8 denselben Stapel in Stirnansicht,

Fig. 9 einen Endabschnitt des Druckbehälters in Seitenansicht,

Fig. 10 zwei aufeinander gestapelte Endabschnitte in Seitenansicht,

Fig. 11 einen halben Endabschnitt in Seitenansicht,

Fig. 12 zwei aufeinander gestapelte halbe Endabschnitte in Seitenansicht.

Ein zylindrischer Druckbehälter ist aus einer Vielzahl von Mantelsektoren 1 zusammengesetzt, die über Umfangsnähte 2 und Längsnähte 3 miteinander verbunden sind. An seinen Enden ist der Druckbehälter unter Verwendung passender Endstücke 6 mit Endabschnitten 4 verschlossen.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Druckbehälter A kann für den Transport in eine obere Mantelsektion Sj und eine untere Mantelsektion S₂ zerlegt werden. Wenn seine Länge L größer als 50 m ist, dann können die Mantelsektionen S₁ und S₂ zusätzlich noch in die Abschnitte A, von der Länge V₂ zerlegt werden. Die Breite B der einzelnen Sektionen bzw. Abschnitte entspricht dem Durchmesser D. Nach dieser Aufteilung können Druckbehälter bis zu einer Länge L von 100 m und einem Dm „'hmesser D bis zu 4,5 m transportiert werden. Am Aufstellungsort werden dann die

ίο

Mantelsektionen S₁ und S₂ bzw. deren Abschnitte A, und A₁ entlang der Längsnähte 3 und der Umfangsnähte 5 zusammengebaut. Wenn es sich um einen Druckbehälter aus Stahlblech handelt, dann kann das Schweißen der waagerecht verlaufenden Längsnaht automatisiert werden, während nur die beiden Umfangsnähte 5 und die Umfangsnähte an den Endabschnitten 4 noch von Hand verschweißt werden müssen.

Der in den Fig. 4 bis 12 dargestellte Druckbehälter A' besteht ebenfalls aus einer Vielzahl Mantelsektoren 1, die an Umfangsnähten 2 und Längsnähten 3 miteinander verbunden sind. An den Enden ist der Druckbehälter A' ebenfalls mit Endabschnitten 4 unter Verwendung von Endstücken 6 verschlossen.

Zum Transport kann der Druckbehälter/!' entlang der Längsnähte 3 und der Umfangsnähte S in die Mantelsektionen S₁, S, und S₃ geteilt werden. Diese Sektionen können für"den Transport gemäß Fig. 7 raumsparend ineinandergelegt widen. Jede Sektion bildet einen Umfangswinkei von 121".

Bei dem Druckbehälter A' können auch die beiden Endabschnitte 4 raumsparend aufeinandergestapelt werden.

Beim Zusammenbau des Druckbehälter A' am Aufstellungsort können die waagerecht verlaufenden Längsnähte 3 ebenfalls wieder mechanisch verschweißt werden, während nur die drei Umfangsnähte 5 und die Umfangsnähte an den Endabschnitten 4 noch von Hand verschweißt werden müssen.

Nach dem in den Fig. 4 bis 12 schematisch dargestellten Aufbau können praktisch zylindrische Druckbehälter beliebigen Durchmessers und beliebiger Länge in weitgehend vormontiertem Zustand von der Werkstatt über die Straße zum Aufstellungsort transportiert werden.

Das Herstellungsverfahren ergibt sich aus dem nachfolgenden

Beispiel

An einem zylindrischen Druckbehälter mit einer Länge L von 50 m, einem Durchmesser D von 6 m, einer herkömmlichen Breite der Ringe von 3,5 m und einer Umfangslänge der Ringe von 18,84 m müssen auch nach Zusammenschweißen der Ringe in der Werkstatt am Aufstellungsort immer noch ca. 310 m Umfangsnaht von Hand geschweißt werden.

Wenn dagegen der Druckbehälter A gemäß den Fig. 1 bis 3 mit gleichen Abmessungen in die Mantel-Sektionen S₁ und S₂ zerlegt transportiert und am Aufstellungsort zusammengebaut wird, dann können alle Umfangsnähte 2 mit einer Gesamtlänge von ca. 28z m in der Werkstatt automatisch vorgeschweißt werden. Zu diesem Zweck werden die Mantelsektionen S₁, S₂, 5i S₃ zunächst gegeneinander versetzt entlang der Längsnähte 3 provisorisch miteinander verbunden, um an den Umfangsnähten 2 kontinuierliche Rundschweißungen zu ermöglichen. Am Aufstellungsort müssen nur noc'.i die beiden Längsnähte 3 mit einer bo Gesamtlänge von ca. 100 m geschweißt werden, wobei diese Schweißarbeiten wegen ihres waagerechten Verlaufes ebenfalls automatisch durchgeführt werden können. Von Hand zu schweißen sind allerdings immer noch die Umfangsnähte 5 zwischen den Abschnitten A₁, A₁ and a;i den Endabschnitten 4.

Nach diesem Verfahren können werkstattmäßig vorgefertigte Druckbehälter praktisch eine beliebige Länge und auch einen beliebig großen Durchmesser

besitzen. Nach dem in den Fig. 4 bis 12 schematisch 5 Umfangsnaht

dargestellten Verfahren ist es möglich, auch über- 6 Endstücke

große Druckbehälter in handhabbare Sektionen und A Druckbehälter

Abschnitte zu zerlegen, wobei die waagerechten A' Druckbehälter

Längsnähte am Aufstellungsort mechanisch ver- > A_x Abschnitt

schweißt werden können und nur noch wenige Um- A₁ Abschnitt

fangsnähte von Hand verschweißt werden müssen. B Breite

D Durchmesser

Bezugszeichenliste j-j Höhe

1 Mantelsektor i<> L Länge

2 Umfangsnaht .S₁ Mantelsektion

3 Längsnaht S₂ Mantelsektion

4 Endabschnitt S\ Mantelsektion

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vorfertigen großer zylindricher Druckbehälter aus werkstattmäßig vorgefertigten Sektionen, wobei der Druckbehälter aus einer Vielzahl vorgefertigter Mantelsektoren mit gegeneinander versetzten Schweißnähten in der Werkstatt zusammengefügt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (A, A') wenigstens zwei in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte, gradlinig durchlaufende Längsnähte (3) besitzt, die erst am Aufstellungsort zu dem dichten Druckbehälter miteinander verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelsektionen (51, 52, 53) zunächst entlang der Längsnähte (3) des Druckbehälters (A, A') provisorisch miteinander Verbundes werden, um eine kontinuierliche Rundschweißung vornehmen zu können.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnähte (5) der Mantelsektoren (1) verschiedener Mantelsektionen (51, 52, 53) an den Längsnähten (3) in axialer Richtung gegeneinciider versetzt und die Endstücke (6) in ihrer axialen Länge entsprechend der vorgesehenen Gesamtlänge verkürzt sind.

4. Verfahren zum Transportieren eines nach den Ansprüchen 1 bis 3 vorgefertigten Druckbehälters, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelsektionen (51,52, S3) in ih'en Abmessungen den Transportmitteln angepaßt entlang von provisorisch miteinander verbundenen Längs- und Umfangsnähten (3, 5) miteinander verbunden werden.