DE1452531B1 - Verfahren zur Herstellung von geschweißten Druckgefäßen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von geschweißten DruckgefäßenInfo
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- DE1452531B1 DE1452531B1 DE1962A0039823 DEA0039823A DE1452531B1 DE 1452531 B1 DE1452531 B1 DE 1452531B1 DE 1962A0039823 DE1962A0039823 DE 1962A0039823 DE A0039823 A DEA0039823 A DE A0039823A DE 1452531 B1 DE1452531 B1 DE 1452531B1
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/0026—Arc welding or cutting specially adapted for particular articles or work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D51/00—Making hollow objects
- B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
- B21D51/24—Making hollow objects characterised by the use of the objects high-pressure containers, e.g. boilers, bottles
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
- C21D7/10—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the whole cross-section, e.g. of concrete reinforcing bars
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geschweißten Druckgefäßen aus austenitischem
rostfreiem Stahl, bei dem das Gefäß nach dem Fertigstellen bei einer unterhalb der Rekristallisationstemperatur
des Werkstoffs liegenden Temperatur der Einwirkung eines Innendrucks ausgesetzt wird, der in den Wänden des Gefäßes eine dauernde
Dehnung hervorruft und damit eine Erhöhung der Festigkeit des Gefäßes bewirkt.
Es wurde bereits vorgeschlagen, Druckgefäße aus vorgestrecktem austenitischem rostfreiem Stahl herzustellen,
wobei sich durch die Materialverfestigimg bei der Kaltstreckung eine beachtliche Materialersparnis
ergibt. Durch die bei der Herstellung der Behälter notwendig werdenden Schweißvorgänge
wird jedoch das Material entlang der Schweißnähte bis oberhalb der Rekristallisationstemperatur erhitzt.
Dadurch wird die erreichte Materiälverfestigung in diesen Bereichen wiederaufgehoben. .. ...
Nach der Erfindung wird zur Behebung diesös Nachteils das Gefäß aus bereits kaltgestreckten, kaltgewalzten
oder in anderer Weise kaltverfestigten Blechen hergestellt und nach dem Zusammenschweißen
einem Innendruck solcher Höhe ausgesetzt, daß die beim Zusammenschweißen ausgeglühten
Zonen gedehnt und dadurch von neuem so weit verfestigt werden, bis überall annähernd die
gleiche Festigkeit vorhanden ist. χ _.,
Als Ganzes bedeutet diese äußerst geringfügige Dehnung eine kaum merkbare Deformation des 3b·
Druckgefäßes. Die ausgeglühte Zone in der unmittelbaren Nähe der Schweißnaht ist nie besonders breit,
in der Regel bedeutend schmaler als 1 cm, kann aber, wenn dies, für wünschenswert gehalten werden soHte,
durch eine »kalte« Ausführung des Schweißvorganges, d. h. durch Abkühlen des Schweißmaterials, beispielsweise
mittels Druckluft, nach der Herstellung jeder Schweißraupe noch schmaler gemacht werden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Diese zeigt ein Druckgefäß mit einem zylindrischen Mantel 10 und gewplbten Stirnwänden 11
und 12. Es sei angenommen, daß" der Mantel aus zylinderförmig gebogenen Blechen 13 aus austenitischem,
rostfreiem Stahl einer Zusammensetzung von rund 18 »/σ Cr, 9 «/ο Ni und höchstens 0,06% C ;
(Qualität 2333) aufgebaut ist. Rostfreier Stahl dieser Art besitzt im ausgeglühten Zustand eine Berechnungs-Streckgrenze
bei 20° C, die gemäß den schwedischen Normen für Druckgefäße 20 kg/mm2 beträgt.
Durch eine Dehnung der Größenordnung von 4 bis 5%, herbeigeführt auf einer Streckmaschine bzw.
durch Kaltwalzen oder einen sonstigen Kaltbearbeitungsvorgang, ist die Streckgrenze der Bleche 13 bis
auf 35 kg/mm2 erhöht worden. Sowohl die längs verlaufenden
Nähte 14 als auch die Umfangsnähte 15 werden durch Schweißen mittels Elektroden derselben
Qualität wie diejenige des Werkstoffs der Bleche hergestellt. Die Schweißnähte selbst und die
an diese unmittelbar grenzenden Zonen der Bleche weisen im angenommenen Fall in der Hauptsache
dieselbe niedrige Streckgrenze wie diejenige der Bleche in ihrem noch nicht kaltbearbeiteten Zustand
auf, also in diesem Fall eine Streckgrenze von rund 20 kg/mm2. Um den längs verlaufenden Schweißnähten
14, die die höchste Belastung aushalten müssen, die gleichen Festigkeitseigenschaften wie diejenigen
der kaltbearbeiteten Bleche zu verleihen, wird erfindungsgemäß das fertige Druckgefäß einem
pneumatischen oder hydraulischen Überdruck solcher Größe ausgesetzt, daß der Werkstoff der Nähte im
hierzu erforderlichen Grad gestreckt wird. Weil bei diesem Kaltrecken des Gefäßes lediglich die schmalen
ausgeglühten Zonen der Bleche, dagegen nicht die übrigen Teile der Bleche sich ausdehnen, wird
die gesamte Dehnung in Umfangsrichtung äußerst gering und ohne nennenswerten Einfluß auf die Form
des Druckgefäßes
Eine weitere Herabsetzung der Dehnung im Zusammenhang mit. dem Kaltrecken des fertigen Gefäßes
kann dadurch erreicht werden, daß die Schweißnähte mit Elektroden hergestellt werden, die
den Schweißnähten eine Streckgrenze verleihen können, welche zumindest der Streckgrenze der kaltbearbeiteten
Bleche entspricht. Falls die Schweißnähte auf diese Weise hergestellt werden, dehnt sich beim
Kaltrecken des Gefäßes lediglich der Werkstoff derjenigen schmalen ausgeglühten Zonen der Bleche,
die an die Schweißnähte unmittelbar angrenzen. Die Breite dieser Zonen ist, wie bereits erwähnt, gering,
kann aber dadurch noch Meiner gemacht werden, daß der Schweißvorgäng »kalt« ausgeführt wird, d. h.
bei Kühlung der Schweißnähte mittels Druckluft od. dgl. nach der Herstellung jeder Schweißraupe.
Zu beobachten istj. daßjdas^iCältrecken des fertiggestellten
Druckgefäßes unter solchen Bedingungen ausgeführt werden soll, daB'das Gefäß sich frei ausdehnen
kann, d.h., das Gefäß-soll ohne jede Anwendung einer äußeren Fornianordnung kaltgereckt
werden. Hierdurch wird gewährleistet, daß durch das Kaltstrecken das Gefäß eine gleichmäßige Festigkeit
erhält : .„■-■■": "--:.· '
In den obigen Ausführungen wurde vorausgesetzt, daß die Schweißarbeit auf elektrischem Wege ausgeführt
wird. Es ist aber offensichtlich, daß die Schweißnähte in jeder anderen,zweckmäßigen Weise
hergestellt werden können. '
Claims (2)
- Patentansprüche:. 1. Verfahren zur Herstellung von geschweißten Druckgefäßen aus austenitischem rostfreiem Stahl, bei dem das Gefäß nach dem Fertigstellen bei , einer unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffs liegenden Temperatur der Einwirkung eines Innendrucks ausgesetzt wird, der in den Wänden des Gefäßes eine dauernde Dehnung hervorruft und damit eine Erhöhung der Festigkeit des Gefäßes bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß aus bereits kaltgestreckten, kaltgewalzten oder in anderer Weise kaltverfestigten Blechen hergestellt wird und nach dem Zusammenschweißen einem Innendruck solcher Höhe ausgesetzt wird, daß die beim Zusammenschweißen ausgeglühten Zonen gedehnt und dadurch von neuem so weit verfestigt werden, bis überall annähernd gleiche Festigkeit vorhanden ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißarbeit mittels Elektroden ausgeführt wird, die eine Schweißnaht mit einer Streckgrenze ergibt, die mindestens gleich der Streckgrenze der kaltbearbeiteten Bleche ist, wodurch lediglich die an die Schweißnähte unmittelbar angrenzenden, ausgeglühten Zonen der Bleche beim Kaltstrecken des fertigen Druckgefäßes gedehnt werden.
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