DE2113243C3 - Verfahren zur Herstellung von fur den Einsatz von Prufmethoden zur Fest Stellung der Rißfreiheit in durch die Verbindung von mehrschichtigen Zylindern erhaltenen Rundschweißnahten geeigneten Prufoberflachen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mersiellung von für den Einsatz von Prüfniethoden zur Feststellung der Rißfreiheit in durch die Verbindung von mehrschichtigen Zylindern erhaltenen Rundschweißiiahten geeigneten Prüfoberflächen.

Solche Zylinder besitzen beispielsweise einen Durchmesser von 2D(K) bis 4000 mm und eine Wanddicke von 100 bis 300 mm und werden durch Verbinden und Verschweißen von bogenförmig und zylindrisch gebogenen Stahlplaltcn von 10 bis 25 mm hergestellt. Diese Zylinder sind konzentrisch übereinander in fünf bis dreißig Lagen gewickelt und dienen als Glieder eines Rohres oder Behälters für unter hohem Druck stehende Flüssigkeiten. Solche mehrschichtigen Zylinder besitzen einen hohen Sicherheitsgrad, weil die Längsnaht jeder Schicht mittels eines Ultraschallrißdelektors von der Oberfläche her auf Risse untersucht werden kann und etwaige Risse durch Reparatur beseitigt werden können. Auch wenn ein Riß nicht beseitigt wird und in seiner Größe anwächst, während sich der Zylinder in Betrieb befindet, wird ein solcher Riß auf eine Schicht beschränkt und breitet sich nicht auf andere Schichten aus. Deshalb wird der mehrschichtige Zylinder in seiner Festigkeit nicht beeinträchtigt.

Es ist jedoch nich* möglich, Rißfreiheit in den Schweißnähten der inneren Schichten mittels eines Ultraschalldetektors festzustellen, wenn der Mehrschichtenzylinder einmal hergestellt ist. Auch wenn mehrschichtige Zylinder an ihren Endteilen mittels einer Stoßnaht miteinander verschweißt sind, um ein Rohr oder einen Behälter hoher Festigkeit zu ergeben, oder wenn ein Flansch oder eine Endplatte mit einem Endteil eines solchen mehrschichtigen Zylinders an einer Stoßnaht verschweißt ist, ist es ebenfalls unmöglich, die Rißfreiheit in den inneren Schichten zu ermitteln. Eine große Zahl mehrschichtiger Zylinder besteht aus spiraligen Wickeln eines breiten Stahlbandes von 4 bis 6 mm Dicke, das um einen Innenzylinder gewickelt wird. Das erwähnte Problem tritt ]n diesem Verfahren zum Herstellen von Mehrschichtzylindern nicht auf.

Demgemäß war es bisher üblich, das Herstellen eines Rohres oder Behälters großer Länge durch Verbinden mehrschichtiger Zylinder unter strenger Qualitätskontrolle durchzuführen. Besonders beim Schweißen erfolgt ein Vorheizen und Nachheizen, und gleichzeitig wird ein Strom optimaler und einheitlicher Spannung angelegt. Während des Schweißens wird mehrmals der Ultraschallrißdeiektor in Betrieb genommen, um Rißfreiheit festzustellen. Nach dem Verschweißen aller Schichten oder zu verbindenden Zylinder wird die Stoßnaht mittels 'Ultraschallwellen oder Strahlen untersucht, um festzustellen, ob sich Risse im Schweißmetall befinden. Gleichzeitig wird Rißfreiheit in den Schichten der Zylinder indirekt untersuch!, indem wahrend des Schweißens verschiedene Messungen durchgeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von für den Einsatz von Prüfmethoden zur Feststellung der Rißfreiheit in durch die Verbindung von mehrschichtigen Zylindern erhaltenen Rundsdiweißnähten geeigneten Prüfoberflächen /u ermöglichen, ohne die auf Druckfestigkeit beanspruchten miteinander verbundenen Zylinder gebrauchsunfähig zu machen. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß mit einem Bohrer, der an seinem vorderen Ende eine runde Kante besitzt und einen Außendurchmesser von weniger als 50 mm aufweist tind damit kleiner als etwa die dreifache Weile der Auskehlung der Schweißnaht ist, an den Schweißnaht-Verbindungsstellen eine Bohrung in radialer Richtung an einer solchen Stelle derart hergestellt wird, daß im Innern der Bohrung ein zylindrischer Körper entsteht, welcher sowohl Bereiche aus dem Schweißmetall als auch Bereiche aus dem Material der Mehrfachschichten aufweist.

Die Erfindung ermöglicht das unmittelbare Feststellen der Rißfreiheit in einem durch das Aneinandcrschweißen von zwei in ihrer Querausdehnung gleich großen Zylindern gebildeten Abschnitt durch Prüfen des erhaltenen ZylinderKÖrpers oder durch Prüfen der glatten Innenflächen der Bohrung mittels eines Bohrlochuntersuchungsgcrätes. Die Bohrung, die hergestellt wird, nachdem der zylindrische Körper entnommen ist, besitzt glatte Innenflächen und einen Durchmesser von weniger als 50 mm, so daß die Druckfestigkeit der Zylinder nicht wesentlich verringert wird. Außerdem wirkt die Bohrung als Ventil für ein Gas, das sich in den Schichten angesammelt hat. Die durch die Schichten und das Schweißmaterial verlaufende Bohrung verhindert eine Vergrößerung und ein Verbreitern eines Bruchs entlang dem Schweißteil, der sich im Material der Mehrfachschichten gebildet hat. Dieses ist besonders wirksam, wenn die Schichten aus einem langen und breiten Stahlband bestehen.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Zeichnungen. Von diesen ist

F i g. 1 eine Schnittansicht eines Beispiels einer Ringschweißnaht zwischen Mehrschichtenzylindern, bei dem die Bohrung ausgeführt ist,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung des zylindrischen Körpers, der sich aus diesem Teil ergeben hat.

In den Zeichnungen sind 1 und 2 die Endteile von

mehrschichtigen Zylindern, die je aus der spiraligen Wicklung eines Stahlbandes von ή mm Dicke und 2000 mm Breite um einen Innenzylinder hergestellt sind. Die durch die Teile I und 2 angedeuteten Zylinder haben einen Außendurchmesser von 4000 mm und eine Wandstärke von 200 mm. 3 ist das Schweißmetall der Ringschweißnaht mit einer Auskehlung von 15 mm Weite. 4 ist eine Bohrung von 100 mm Tiefe, die durch eine Bohrmaschine mn einem Bohrer von 30 mm Außendurchmcsser hergestellt ist und an seinem Boden eine abgerundete Kante 4 A mit einem Durchmesser von 8 mm besitzt.

Beim Schweißen einer Rundschweißnaht unter Verwenden des Schweißmetalls3 weiden die Stirnflächen der Zylinder! und 2 auf 150 C vorgeheizt und dann durch ein MIG-Schweißverfahren bei Anlegen eines Stromes von optimaler und gleichbleibender Spannung verschweißt. Jeweils nach dem Schweißen bis auf eine Tiefe von 30 mm der Auskehlung werden, wie seither bereits bekannt, die Schichten 1 A und 2 /I und das Schvveißmetall 3 von der Fläche des Schweißmetalls 3 auf Risse untersucht. Wenn Risse festgestellt werden, werden diese beseitigt, bevor weiter geschweißt wird. Bei Beendigung des Schweißens der Ringnaht wird diese, wie seither ebenfalls bereits üblich, durch Ultraschallwellen oder Strahlen auf Risse im Schweißmetall 3 untersucht. Gleichzeitig erfolgt das Bohren durch die Bohrmaschine nach Fig. 1, und danach wird der zylindrische Körper 5 aus der Bohrung entfernt. Der so erhaltene Körper 5 wird unmittelbar so untersucht, daß der Schnitt tier Schicht I A von der äußeren Umfangsobcrflächc des Zylinders (Fig. 2) untersucht wird, und die Oberfläche der Schicht I A wird durch Biegen derselben untersucht, um festzustellen, daß keine Risse in dieser enthalten sind.

Rißfreiheit wird weiter unmittelbar durch ein Bohrlochuntcrsuchungsgerät festgestellt, das in die Bohrung 4 eingebracht wird.

Zum Entnehmen des zylindrischen Körpers aus der durch die Bohrmaschine erzeugten Bohrung kann der Körper leicht abgezogen werden, ohne daß an der Wurzel des zylindrischen Körpers 5 ein Ab-

schneiden notwendig wird, auch wenn ein Teil des Körpers entsprechend dem Schweißmetall 3 hart ist. weil der andere Teil aus der Schicht 1 A besteht. Der zylindrische Körper kann ferner leicht entnommen, worden, wenn die Bohrriditung etwas von der Ra

ίο dialriehtung abweicht, um den Anteil des Schwcil'imctalls im Anschnitt an der Wurzel des zylindrischen Körpers zu verringern. Die Verwendung eines Bohrers mit runden Kanten 4 A um 8 mm an seinem vorderen Ende bewirkt glatte Innenflächen in der Bohrung 4.

Die Bohrung 4 kann ungefüllt bleiben, wenn die mehrschichtigen Zylinder in Benutzung genommen werden, wenn sie einen kleineren Innendurchmesser als 50 mm und glatte Innenflächen aufweisen, so d;ii>

sie die Druckfestigkeit der Zylinder 1 und 2 nicht wesentlich verringern. Außerdem bewirken die Bohrungen ein Ablassen von Gas aus der Schicht I A zur Außenseite, weil sie sich in die Schicht 1 A erstick ken. Bohrungen 4 ergeben somit eine kleine Zahl

von Austrittslöchern für Gase sowie Leckfeststelllöchern, die sich in großer Zahl entlang dem geschweißten Teil der Ringnaht in kleinen Abständen in üblicncn Mehrschichtzylindern befinden.

Zusammengefaßt ergibt sich: Die Bohrungen4 er-

möglichen die unmittelbare Untersuchung auf Rißfreiheit bei Mehrschichtzylindern, die an einer Ringnaht zusammengeschweißt sind, was bisher nicht möglich war. Außerdem bewirken die Bohrungen 4 ein Abfließen von Gas aus den Schichten zur Außen-

seite und verhindern st) eine Vergrößerung und ein Ausdehnen eines Bruchs, der in Teilen der Schichten entstehen kann, die sich an den geschweißten Teilen befinden und durch die Schweißwärme leicht beeinflußt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von für den Einsatz von Prüfniethoden zur Feststellung der Rißfreiheit in durch die Verbindung vun mehrschichtigen Zylindern erhaltenen Rundschweißnähten geeigneten Pi üloberflächen, dadurch g e k e η η ζ e i e h net, d;iß mil einem Bohrer, der an seinem \ orderen finde eine runde Kante besitzt und einen Außendurchmesser von weniger als 50 mm aufweist und damit kleiner als elwa die dreifache Weite der Auskehlung der Schweißnaht ist. an den Schweißnaht-Verbindungsstellen eine Bohrung in radialer Richtung an einer solchen Stelle derart hergestellt wird, daß im Innern der Bohrung ein zylindrischer Körper entsteht, welcher sowohl Bereiche aus dem Schwermetall als auch Bereiche aus dem Material der Mehrfachschiehien aulweist.

2. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Höhlung entstandene zylindrische Körper aus der Bohrung entfernt wird.