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Geschweißtes Hosenrohrstück, insbesondere für Rohrleitungen in Wärmekraftanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf ein geschweißtes Hosenrohrstück und hat besondere
Bedeutung für die Anwendung bei höheren Drücken und Temperaturen. Bei Wärmekraftanlagen
werden z. B. in Hochdruck-Dampfleitungen, Speisewasserdruckleitungen, in Zwischenüberhitzer-Dampfleitungen
usw. vielfach Rohrstücke der genannten Art verwendet, die bei den hierbei auftretenden
hohen Drücken und Temperaturen starken Beanspruchungen ausgesetzt sind.
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Während man früher für Rohrverzweigungen im allgemeinen Rohrstücke
in T-Form verwendet hat, ist man in der Hochdrucktechnik immer mehr dazu geneigt,
an Stelle vonT-StückenHosenrohr-oder Y-Stücke zu verwenden, weil solche Formstücke
eine strömungstechnisch günstigere Form besitzen und geringere Druckverluste bewirken
als die T-Stücke.
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Die bisher gebräuchlichen Bauformen solcher Hosenrohrstücke werden
vielfach entweder aus dem vollen Schmiedeblock ausgearbeitet oder aus einzelnen
Rohrstücken zusammengeschweißt. Erstere weisen den Nachteil auf, daß sie in der
Herstellung sehr teuer sind, besitzen jedoch auf Grund ihrer Herstellungsweise den
Vorteil hoher Festigkeit.
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Demgegenüber sind aus einzelnen Rohrstücken zusammengeschweißte Hosenrohre
billiger in der Herstellung, wobei man aber bisher den Nachteil in Kauf nehmen mußte,
daß die geschweißten Formen infolge der in den Schnittpunkten zwischen den Abzweigrohrstücken
entstehenden Abflachungen vielfach nicht über ausreichende Festigkeiten verfügten.
Nachteilig ist dabei weiterhin ein urigünstiger Verlauf der Schweißnähte, derart,-
daß mehrere Schweißnähte an einem Punkte zusammenlaufen. Solche Schweißnahtknotenpunkte
sind schweißtechnisch ungünstig und können besonders bei wärmeführenden Rohrleitungen
zu Rohrbrüchen führen.
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Man hat aus diesem Grunde auch schon versucht, -Knotenpunkte durch
Einsetzen besonderer Bolzen zuvermeiden. In diesem Falle laufen die Schweißnähte
T-förmig zusammen. Zum Ausgleich der Verschwächung durch die Abflachungen hat man
bisher die Wanddicken der Rohrformstücke entsprechend erhöht.
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Trotz dieser Maßnahmen können die geschweißten Hosenrohrstücke in
den bisher bekannten Ausführungsformen nicht zufriedenstellen. Auch Hosenrohrstücke,
bei denen zwischen den Abzweigstutzen Stegbleche eingeschweißt sind, haben bisher
nicht befriedigt, da die eingeschweißten Stegbleche zwar die durch die vorerwähnten
Abflachungen entstehende Verschwächung ausgleichen, aber in unerwünschtem Maße die
Strömungsverluste im Hosenrohrstück vergrößern. Es ist auch schon bekanntgeworden,
bei Hosenrohren Stegbleche von sichelförmiger oder keilförmiger Gestalt zu verwenden.
Wenn aber bisher zur Versteifung von Gabelrohren eingeschweißte Keilstücke verwendet
wurden, so sind diese stets nur in den Spalt zwischen den abzweigenden Rohrstücken
einge= bracht worden. Die Erfindung- macht ebenfalls von der Verwendung eines eingeschweißten
Keilstückes Gebrauch. Darüber hinaus besteht aber die Erfindung darin, daß der eingeschweißte
sichelförmige Verstärkungssteg als längs seiner Außenkanten mit den Abzweigstutzen
durch eine Schweißnaht verbundenes Keilstück ausgebildet ist, das mit seinen Sichelenden
über die Schweißnähte zwischen dem Hauptstutzen und den Abzweigstutzen hinausragend,
in die Wand des Hauptstutzens eingreift.
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Die Erfindung geht also über die an sich bekannte Verwendung eines
geschweißten Keilstückes insofern hinaus, als sie die spezielle Ausbildung und Anordnung
desselben betrifft, indem die Sichelenden über die Schweißnähte zwischen den Rohrstutzen
hinausragen, also über die Schnittlinien des Hauptstutzens hinaus in die Wand des
Hauptstutzens eingreifen. Die Abmessungen des keilartig ausgebildeten sichelförmigen
Verstärkungssteges sind in seiner Mitte am stärksten und verlaufen nach den im Bereich
der Wandung des Hauptstutzens liegenden Enden zu allmählich auf die Rohrwanddicke
des Hauptstutzens. Dadurch wird eine wesentliche Verstärkung des hoch beanspruchten
Mittelteiles des Hosenrohres erreicht.
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Das Keilstück kann als massives Schmiedestück ausgebildet sein, das
an seinen beiden Sichelenden
allmählich bis etwa auf die Rohrwanddicke
zugespitzt ist. Es ist aber auch möglich, das sichelförmige Keilstück aus Blechstücken
zusammenzuschweißen.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Hosenrohrstückes besteht
darin, daß um das sichelförmige Keilstück eine endlos umlaufende Schweißnaht vorgesehen
werden kann, in welche die Enden der Schweißnähte zwischen dem Hauptstutzen und
den Abzweigstutzen T-förmig -in die - Schweißnaht einmünden.
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung
wesentlichen Teilen teilweise in perspektivischer, teilweise in schematischerDarstellung.
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Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Ausführungsbeispieles, welche den
Verlauf der Schweißnähte erkennen läßt. Das gleiche Ausführungsbeispiel ist in den
Fig. 2 und 3 abermals dargestellt, wobei Fig. 2 eine Einsicht in den Hauptstutzen
und Fig. 3 eine solche in einen Abzweigstutzen zeigt.
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In Fig.4 ist eine Ausführungsform schematisch dargestellt, bei der
der Hauptstutzen zu den Abzweigstutzen hin konisch verläuft. Die Abzweigstutzen
besitzen hier geraden Durchgang.
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In Fig. 5 ist schließlich ein Hosenrohrstück veranschaulicht, bei
dem der Hauptstutzen gerade Form besitzt, während der Abzweigstutzen konisch verläuft.
Gleiche Teile sind in sämtlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Figuren lassen erkennen, daß zwischen den Schnittlinien der Abzweigstutzen
1 ein sichelförmiges geschmiedetes Keilstück 2 eingefügt ist, das an seinen beiden
Enden 3 etwa bis auf die Rohrwanddicke zugespitzt ist und über die Schnittpunkte
der Schweißnähte hinaus in den Hauptstutzen 4 eingreift.
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Die Schweißnaht 5 verläuft endlos um den Außenrand des Keilstückes
2 derart, daß sie reit den Schweißnähten 6 zwischen den Abzweigstutzen und dem Hauptstutzen
an den Punkten 7 T-förmig zusammenläuft. Hierdurch wird eine schweißtechnisch günstige
Schweißverbindung erreicht.
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Das sichelförmige Keilstück bildet die aus Festigkeitsgründen notwendige
Versteifung für die durch die gestrichelte Linie 8 umrahmte abgeflachte Fläche 9.
Der Querschnitt des Keilstückes ist nicht größer als zur Entlastung dieser Flächen
erforderlich. Durch das Keilstück wird übrigens auch der Strömungswiderstand des
Hosenrohres verringert, da er die Teilung des durchfließenden Mediums ohne nennenswerte
Wirbelbildungen bewirkt. Während bei geschweißten Hosenrohren üblicher Bauart die
Wanddicken der Stutzen wegen der - wie oben erwähnt - entstehenden Abflachungen
in den Schnittpunkten etwa doppelt so dick gehalten werden müssen wie die Wanddicke
der anschließenden Rohrleitung, können die Stutzen des erfindungsgemäßen Hosenrohrstückes
mit normaler Wanddicke, die der der Rohrleitung gleich ist, ausgeführt werden. Das
sichelförmige Keilstück kann von außen und von innen her verschweißt werden, wodurch
eine hochwertige Schweißnaht ohne Wurzelfehler gewährleistet ist.
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Das Keilstück kann auch aus entsprechend geformten Blechstücken zusammengeschweißt
werden.