DE3008153A1

DE3008153A1 - Anordnung zum verschweissen von rohren o.ae. hohlkoerpern unter einsatz einer schutzgasatmosphaere im bereich der schweissnaht

Info

Publication number: DE3008153A1
Application number: DE19803008153
Authority: DE
Inventors: Joachim 2150 Buxtehude Schönwälder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1981-09-10

Description

Anordnung zum Verschweißen von Rohren oder ähnlichen Hohlkörpern
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verschweißen von Rohren oder ähnlichen Hohlkörpern aus korrosionsteständigen und / oder oxidationsempfindlichen Werkstoffen, die durch ein Schmelzschweißverfahren, bevorzugt WIG oder MIG, verbunden werden sollen.
Bein Verbindungsschweißen von Rohren aus korrosionsbeständigen metallischen Werkstoffen besteht die Notwendigkeit, die Wurzel vor Oxidation zu schützen. Wird dieser Schutz unterlassen, so bildet sich auf der Wurzelseite eine starke Oxidschicht, die bei Vorhandensein eines orrosionsmediums mit der Restoberfläche ein elektrochemisches Potential bildet, welches in kurzer Zeit zur Zerstörung der Naht und damit sum Ausfall des Rohrsystems führen kann. Bei Metallen, die stark zur Gasaufnahme beim Schweißen neigen, wie z.B. Titan, Tantal oder Niob, kann die Schweißnabt auch ohne Einwirkung eines korrosiven Mediums allein durch die Oxidation zerstört werden. Man begegnet dieser Gefahr, indem die Nahtwurzel mit Schutzgas angeblasen wird oder durch nachträgliches mechanisches oder chemisches Entfernen der Oxidschicht. Das mechanische Entfernen durch Bürsten oder Schleifen ist wegen der schlechten Zugänglichkeit häufig nicht möglich. Das chemische Entfernen durch Beizen und Passivieren ist sehr aufwendig und auch gefährlich, da bei ungenügender Spülung die verbleibende Beize Schäden im Rohrsystem hervorrufen kann.
Die bisher üblichen Maßnahmen, ganze Rohrleitungsabschuitte mit Schutzgas zu spülen, sind nur bei kleinen Durchmessern praktikabel. Bei Durchmessern ab ca. 100 mm ist die Sicherheit des Oxidationsschutzes durch den hohen Restluftanteil nicht mehr gewährleistet. Darüber hinaus steigen die Kosten für Gasverbrauch und Montageaufwand stark an.
Stand der Technik Der derzeitige Stand der Technik wird durch die Offenlegungsschrift 26 52 853 repräsentiert. Die Offenlegungsschrift beschreibt ein Verfahren, bei dem in jedes Rohrende ein die lichte Weite des Rohres nahezu ausfüllender Stopfen eingebracht wird, durch die nach dem Zusammen fügen der Rohrlängen eine Kammer begrenzter Länge gebildet wird. Dabei soll das Schutzgas von außen durch den offenen Spalt der Naht in den Innenraum eingeblasen werden. Die Stopfen sollen aus gepreßtem Zucker oder ähnlichem wasserlöslichen Material bestehen und nach Abschluß des Schweißvorgangs mittels eines flüssigen oder gasförmigen Mediums aufgelöst und ausgespült werden.
Der Nachteil dieser Anordnung liegt darin, daß für jeden Rohrdurchmesser ein passender Zuckerblock gepreßt werden muß; der Nahtschutz ist unsicher, da durch das Einblasen des Schutzgases von außen ein hoher Restluftanteil im Innenraum verbleibt; das Entfernen der Stopfen ist aufwendig und unsicher, eine Anwendung auf Baustellen ist kaum praktikabel, Aufgabe Der Erfindung nach den Ansprüchen 1 bis 8 liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die im Bereich einer Rohrrund- oder Stutzennaht das Rohr von innen mit Schutzgas spült, wobei der Restluftanteil nur noch gering oder gar nicht vorhanden sein soll, Gegenüber dem derzeitigen Stand der Technik sollen sowohl qualitative als auch wirtschaftliche Verbesserungen möglich sein. Die handhabung soll einfach sein, die Vorrichtung soll universell einsetzbar sein0 Darstellung der Erfindung Die Erfindung wird im folgenden an hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Übersicht über die erfindungsgemäße Einrichtung Fig. 2 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung im Bereich des Schweißstofles Fig. 3 einen Halbschnitt der Gasbrause (5) In Fig. 1 ist die Erfindung im Prinzip dargestellt. Die Einrichtung besteht hauptsächlich aus einem Gasbalg (3), einem Gasbalg (4), einer Schutzgasbrause (5) und einer Schlauchleitung (9). Unter Verwendung dieser Einrichtung werden die Rohre (1) und (2) an einem Schweißstoß (io) verschweißt0 Die Bälge (3) und (4) können im nicht aufgeblasenen Zustand leicht positioniert werden, bevor oder nachdem die Rohre (1) und (2) zu einem Schweißstoß (10) zusammengeführt werden. Die Verbindung der Gasbälge (3) und (4) und der Gasbrause (5) wird mit den Schlauchkupplungen (6) und (7) hergestellt. Der Gasbalg (4) ist über die Schlauchkupplung (8) mit einem Gasschlauch (9) verbunden, der über ein Dreiwegeventil (12), einen Durchflußmesser (13), einem Druckminderer (14) und einem Absperrventil (15) Schutzgas aus der Flasche (16) in die Gasbälge ()) und (4) leitete Das Schutzgas füllt die Gasbälge (3) und (4) gleichzeitig, die Gasbrause (s) wird dadurch von der Rohrwand abgehoben in die Mitte des durch die Gasbälge (3) und (4) begrenzten ilohlraumes (11) im Inneren der Rohre (1) und (2) am Schweißstoß (10).
An Rand der detaillierteren Darstellungen in Fig. 2 und Fig. 3 wird der weitere Ablauf des erfindungsemäßen Vorganges ersichtlich.
Der Betriebsdruck des Systems wird durch eine Feder (26) bestimmt. Die Feder (26) hält einen Ventilkegel (23) in Position, der durch zwei O-Ringe (21) und (22) abgedichtet wird, Ein Druckraum (30) unter dem Ventilkegel (23) ist durch vier Bohrungen (29) mit einem Schutzgas führenden Verbindungsrohr (24) verbunden. Der Ventilkegel (23) ist geführt durch ein Verbindungsrohr (24) und eine Verschraubung (19). Die Verschraubung (19) wird mit einer Mutter (17) und einer Federscheibe (18) auf einen Rezess (31) an einem Verbindungsrohr (24) angeschraubt.
Eine Übersurfmutter (20), die mit einem porösen Mantel (25) und auf der Gegenseite des Mantels (25) mit einem Druckstück (28) durch Schweißnähte verbunden ist, wird auf die Verschraubung (19) geschraubt und hält über ein Druckstück (27) die Feder (26) auf Spannung.
Uebersteigt der Gasdruck des Systems, der auch im Druckraum (30) herrscht, die Gegenkraft der Feder (26), so wird der Ventilkegel (23) axial verschoben und das Schutzgas strömt in den Raum (32). Das Schutzgas tritt dann aus der gesamten Oberfläche des porösen Mantels (25) aus und verdrängt die Luft aus dem Raum (11).
Nachdem das Schutzgas zwei bis drei Minuten in den Raum (11) eingeströmt ist, wird der Restluftanteil nur noch vernachlässigbar klein sein. Das Dichtschweißen des Schweißspaltes (10) kann nun durchgeführt werden.
Nachdem der Schweißstoß (10) dichtgeschweißt wurde, wird ein Dreiregeventil (12) so geöffnet, daß der Druck aus der Schlauchleitung (9) und den Gasbälgen (3) und (4) entweichen kann. Die Gasbälge (3) und (4) werden schlaff und können an der Schlauchleitung (9) aus dem Rohr (1) gezogen werden, Wegen der Gefährdung der Gasbrause (5) durch Korrosion sollen alle Metallteile aus nichtrostendem Stahl 1.4541 bestehen. Der poröse Mantel (25) soll aus einem gesinterten Drahtgewebe aus AMS 321 bestehen, da.
unter dem geschützten Handelsnamen Feltmetal" erhältlich ist.
Die Gasbälge (3) und (4) sollen an den Enden dickwandiger sein als am äußeren Unf aug. Dadurch werden sich - im aufgeblasenen Zustand - an der Rohrwand Falten bilden, die einen gewissen Anteil des eingeblasenen Schutzgases entweichen lassen und so eine vollkonmene Spülung des Raumes (11) bewirken.
Als Werkstoff für die Gasbälge (j) und (4) ist gewebeverstärkter Gummi vorgesehen. Die äußere Schicht soll wegen der besseren Wärmebeständigkeit und Abrasionsbeständigkeit aus Metallgewebe bestehen, Vorteile Die erfindungsgemäi3e Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, hat gegenüber dem bisherigen Stand der Technik den Vorteil, daß ein sicherer Schutz der Schweißnahtwurzel gewährleistet ist, daß nur eine geringe Menge Schutzgas notwendig ist, daß die Gasbälge (3) und (4) sich dem jeweiligen Rohrdurchmesser anpassen, z.B. in den Bereichen 100 - 250 mm, 220 - 400 mm usu. und dadurch auch unterscniedliche Durchmesser ohne Mehraufwand verschweißt werden können, - daß das System wenig Raum einnimmt und daher leicht transportiert und auf jeder Baustelle eingesetzt werden kann, - daß auch Nähte in Rohrbogen und Stutzen mit dem System unter internem Schutzgas geschweißt werden können, - daß bei Einsatz von Mehrwegeschlauchkupplungen auch bei T-Stutzen und Kreuzungspunkten mit mehreren Gasbälgen (3), einem Gasbalg (4) und einer Gasbrause (5) unter internem Schutzgas geschweißt werden kann9 - daß das System nur geringem Verschleiß unterliegt und somit eine häufige Wiederverwendbarkeit gewährleistet ist, - daß auch bei großen Rohrdurchmessern nur eine Standardgasbrause (5) eingesetzt werden muß, - daß die Handhabung des Systems leicht erlernbar und durch Hilfskräfte durchführbar ist, Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE Anerdnung zum Verschweißen von Rohren oder ähnlichen Hohlkörpern unter Einsatz einer Schutzgasat.esphäre im Bereich der Schweißnaht, die von innen her die Nahtwurzel vor Oxydation schützt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jedes der zu verbindenden Rohre (1/2) nit einer den Rohrhohiraun abdichtenden schutzgasfefüllten Gasbalg (3/4) verschen ist, welche miteinander über Schlauchkupplungen (6/7) und eine Gasbrause (5) verbunden sind und durch einen von rußen durch das offene Rohrende geführten Schlauch (9) aufgeblasen werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das Schutzgas mittels einer Gasbrause (5) zentral von innen in den durch die Gasbälge (3/4) begrenzten Ru geführt wird
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e n 1 1 e i c h -n e t , daß die Gasbrause (5) iit eines federbelasteten Ventil (23) versehen ist, das zur bestimmte Betriebsdrücke einstellbar ist.
4. Anerdnung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Gasbrause (5) eine freie Verbindung zwischen den Gasbälgen (3/4) herstellt, die ein gleichzeitiges Aufblasen derselben er.öglicht.
5. Anerdnung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g 0 h e n n s e i c h -a e t , daX die Gasbrause (5) das Schutzgas über die gesante Mantelfläche (2) austreten läßt.
6. Anordnung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadureh g 0 k e n n z e i c h -1 t , daß die Gasbälge (3/4) an den Endflächen in Rohrlängsrichtung gesehen dickwandiger ausgebildet sind.
7. Anerdnung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Gasbälge (3/4) auf ihrer äußeren Fläche mit einem metallischen Gewehe verachen sind.
8. Anordnung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Gasbälge (3/4) Wülste aufweisen, welche in aufgeblasenen Zustand der Gasbälge an ihrem äußeren Durchmesser den inneren Durchmesser von Normrohren entsprechen.