DE2517237A1

DE2517237A1 - Verfahren und mittel zum abdichten von verbindungen der teile eines mehrteiligen gehaeuses

Info

Publication number: DE2517237A1
Application number: DE19752517237
Authority: DE
Inventors: John David Bertil Oestbo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-04-19
Filing date: 1975-04-18
Publication date: 1975-10-30
Also published as: ATA289975A; FR2268204B1; CA1022955A; GB1486718A; US4020971A; JPS50144113A; SE7405332L; SE381313B; IT1032714B; AT374889B; JPS5817331B2; FR2268204A1; CH585360A5

Description

Verfahren und Mittel zum Abdichten von Verbindungen der Teile eines mehrteiligen Gehäuses

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Mittel zum Abdichten von Verbindungen der Teile eines mehrteiligen Gehäuses, beispielsweise eines zweiteiligen Turbinengehäuses, Pumpengehäuses oder dergl. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf solche Abdichtungen, bei denen auf die
Flächen der abzudichtenden Gehäuseteile ein Material aufgebracht wird, welches hochwertiger ist als das Material der Gehäuseteile und unter anderem widerstandsfähiger gegenüber Erosion ist.

Beim Abdichten von Verbindungen bzw. Verbindungsstellen zwischen beispielsweise Gehäuseteilen aus Kohlenstoffstahl bzw. unlegiertem Stahl, beispielsweise für Dampfturbinen und
Heißwasserpumpen, wurde als notwendig herausgefunden, die
Abdichtung zwischen den verschiedenen Gehäuseteilen mittels Streifen aus hochwertigerem Material, beispielsweise Chromstahl vorzusehen, der an den einander gegenüber liegenden
Flächen der genannten Teile angeordnet ist. Das Verfahren,

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das am häufigsten zum Aufbringen des hochwertigeraiMaterials auf die Gehäuseteile verwendet wurde, ist das Schweißen, insbesondere das Auftragsschweißen. Dabei ergeben sich jedoch beträchtliche Probleme in Verbindung mit dem Reißen bzw. der Rissebildung sowohl des Grundmaterials als auch des aufgetragenen Materials. Darüber hinaus ist es dort, wo dieses Verfahren verwendet wird, sehr schwierig, derartige Risse zu entdecken. Eine weitere Gefahr besteht darin, daß sehr feine Risse (Mikrorisse) , die während der Herstellung tolerierbar sind, sich während des Betriebs in ihrer Abmessung vergrößern und so die Betriebssicherheit des Apparates oder Gerätes gefährden. Die bisher verwendeten Verfahren zur Anwendung hochwertigeren Materials machen jegliche Reparaturen sehr teuer und zeitraubend.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren und ein Mittel zum Abdichten zwischen Gehäuseteilen der beschriebenen Art zu schaffen, so daß die genannten Nachteile ausgeschaltet oder zumindest weitgehend reduziert sind.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Mittels durch diejenigen des Anspruches 8 gelöst.

Die das hochwertigere Abdichtmaterial tragenden Schienen sind vorteilhaft in Nuten oder Aussparungen angeordnet, die an gegenüber liegenden Flächen der Gehäuseteile gebildet sind. Das Abdichtmaterial kann auf die Schienen durch Feuerschweißen, Auftragschweißen oder durch irgendeine andere Technik aufgebracht werden, die eine sichere Verbindung zwischen den beiden Materialien schafft. Die Schienen mit dem Abdichtmaterial können beispielsweise dadurch erhalten werden, daß geeignet geformte Stäbe, Leisten o.dgl. von Verbundtafeln bzw. -platten geschnitten werden, die erforderliche Materialkombinationen besitzen«

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Die Verwendung von Schienen ermöglicht eine sehr viel einfachere

.und sicherere Überwachung, beispielsweise was die Risse anbetrifft, mittels nicht zerstörender Verfahren, wie beispielsweise Röntgenstrahlen-Prüfung oder dergl. , als dies bisher möglich war, da die Schienen mit dem zusätzlichen Material von beiden Seiten untersucht werden können.-Ferner ist das Schweißen eines fremden also anderen Materials auf das Material der Gehäuseteile vermieden. Die Erfindung ermöglicht eine einfacherere Prüfung, um das Ausmaß jeglicher Rissebildung durch zerstörende Verfahren, beispielsweise durch Mikroskopie oder dergl. zu bestimmen, da es einfach ist, Abschnitte bzw. Ausschnitte sowohl durch das Abdichtmaterial als auch das Material der Schienen auszuschneiden. Wenn irgendwelche Fehler gefunden werden, was bei der Erfindung

. sowohl vor als auch beim Befestigen der Schienen in den Aussparungen möglich ist, können diese relativ einfach repariert werden, beispielsweise durch Auswechseln ganzer Schienen mit dem Abdichtmaterial.

Wie schon erwähnt, sind die Schienen vorteilhaft in Aussparungen in gegenüberliegenden Flächen der Gehäuseteile angeordnet und können durch gut dichtende Schweißung beidseitig längs ihrer gesamten Länge befestigt· werden. Bei manchen Anwendungen kann jedoch Hartlöten bevorzugt sein. Sie können auch durch Schrauben befestigt werden, um ein Werfen, Verziehen, Krümmen oder dergl. der Schienen zu verhindern. Es ist einfach, eine solche Schiene zu schweißen, erstens weil die zwei zu verschweißenden Materialien derselben Art sind und zweitens weil das Schweißen auf die , geeignetste Art und Weise ausgeführt werden kann. Ein weiterer großer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Schienen mit dem Abdichtmaterial in großem Rahmen vorgefertigt werden können, wogegen das Aufbringen des Abdichtmaterials durch bekannte Verfahren, durch direktes Schweißen an die Gehäuseteile von Hand ausgeführt werden muß, was, um annehmbare Ergebnisse zu erzielen, großer Geschicklichkeit bedarf.

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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht, teilweise gegeschnitten, eines zweiteiligen Turbinengehäuses gemäß der Erfindung,

Fig. 2 und 3 Teile der Flansche des Turbinengehäuses nach Fig.l im Schnitt, auf denen ein hochwertigeres Dichtungsmaterial gemäß der Erfindung angeordnet ist, und.

Fig. 4 schematisch ein Verfahren zum Erhalten eines Abdichtmittels gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Turbinengehäuse dargestellt, dasein Oberteil und ein Unter- bzw. Grundteil 2 aufweist, die mit Verbindungsflanschen 3 bzw. 4 versehen sind. Die Flansche 3, 4 sind durch Schrauben 5 zu einem gut dichtenden Kontakt zusammengepreßt. Die beiden Gehäuseteile 1 und 2 sollen eine nur schematisch dargestellte Dampfturbine 6 hermetisch einschließen.

Um die sehr hohen Anforderungen, die an die Abdichtung und das Abdichtmaterial zwischen den beiden Gehäuseteilen 1 und 2 gestellt werden, zu befriedigen, ist ein Streifen 7 eines hochwertigeren Materials als das des Turbinengehäuses auf den Flanschen 3 und 4 angeordnet, so daß dann, wenn das Gehäuse zusammengebaut ist, die auf den einander gegenüberliegenden Flanschoberflächen angeordneten Streifen 7 in gut dichtendem Kontakt gegeneinander gepreßt werden. Wenn beispielsweise das Material des Turbinengehäuses ein gewöhnlicher Kohlenstoffstahl,

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also ein unlegierter Stahl ist, kann das Material des Streifens 7 Chromstahl sein. In der beschriebenen Weise erhält man eine vollständig sichere Abdichtung am Übergang zwischen den Gehäuseteilen 1 und 2. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besitzt ein äußeres bzw. Außenteil 8,9 des Flansches 3 bzw. 4 eine größere Materialdicke als die sonstigen Stellen der Flansche, woraus sich ergibt, daß diese Flanschteile 8,9 auch dann miteinander in Kontakt sind, wenn das Gehäuse mittels Schrauben 5 verbunden ist.· In der Flanschverbindung ist zwischen den Streifen aus dem Material 7 und den äußeren Flanschteilen 8,9 eine Rinne 10 gebildet, die als eine Sicherheits-Evakuierungs- bzw. Entlüfungs-Rinne verwendet werden kann.

Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei Verfahren zur Anwendung eines Streifens 7 aus hochwertigerem Material an einem Turbinengehäuse-Flansch 4 gemäß der Erfindung, wobei nur ein Teil des Flansches gezeigt ist. Das gemeinsame Merkmal dieser beiden Verfahren besteht darin _s daß der Streifen 7 aus dem Abdichtmaterial an einer Schiene 11 verwendet wird_s die aus einem Material derselben Art wie der Turbinengehäuse-Flansch 4 besteht. Die Schiene 11 wird dann zusammen mit dem Abdichtmaterial 7 in eine Aussparung bzw. Nut gelegt_s die vorteilhaft so im Flansch 4 eingearbeitet ist, daß die Oberseite der Schiene 11 mit der Oberseite des Flansches 4 bündig angeordnet ist. Die Nut im Flansch 4 für die Schiene 11 ist so ausgebildet bzw. angeordnet, beispielsweise um ein leichtes Schweißen der Schiene 11 mittels längs verlaufender gut dichtender Schweißnähte 12 zu ermöglichen. Das Schweißen der Schiene 11 im Flansch 4 ist technisch sehr einfach, da die beiden hier zu verschweißenden Materialien von derselben Art sind. Infolgedessen sind diese Schweißnähte auch keinen merklichen Schwierigkeiten unterworfen. Um sicherzustellen, daß sich die Schiene 11 nicht nach oben biegen kann, kann

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sie auch durch Schrauben 13 am Flansch befestigt werden. Wenn

der vorliegende Streifen 7 selbst mit einer Entlüftungsrinne, wie in Fig. 1 dargestellt, versehen ist, können auch Schrauben 13, beispielsweise längs einer Mittellinie der Schiene 11 angeordnet sein. Diese Konstruktion ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Zum Befestigen des Streifens 7 aus hochwertigerem Material als das Material der Schiene H₉ in die Schiene 11 ist eine Anzahl von Verfahren möglich, da dies in einem getrennten Arbeitsvorgang ausgeführt werden kann.

Fig. 2 soll einen Fall darstellen, in welchem der Streifen 7 durch Feuerschweißeη mit der Schiene 11 verbunden wird oder in welchem die Schiene 11 mit dem Abdichtmaterial wie ein Stab von einer Verbundtafel oder -platte abgetrennt wird ₉ die die erforderliche Materialkombination enthält» In diesen beiden Fällen ist die Verbindung zwischen dem Streifen 7 und der Schiene 11 sehr sicher und von einheitlicher Qualität.

Fig. 3 bezieht sich auf einen Fall, in welchem der Streifen 7 aus hochwertigerem Material durch Auftragschweißen mit der Schiene 11 verbunden ist. Zu diesem Zweck ist auch die Schiene 11 mit einer relativ flachen Nut bzw. Aussparung versehen, da dies ermöglicht, daß die Verbindungszone zwischen dem hochwertigeren Material und dem Material der Schiene 11_s welche Zone eine Mischung dieser Materialien enthält₉ unter die Oberfläche des verbleibenden Teils der Schiene 11 und des Flansches ·+ angeordnet werden kann. Dies bedeutet, daß der Teil des Streifens 7 , der über den Flansch vorsteht, nur das hochwertigere Material enthält. Da der Schweißvorgang bei einer losen bzw. nicht eingesetzten Schiene 11 ausgeführt werden kann, kann er in Mengen bzw. Massen unter genau gesteuerten Bedingungen ausgeführt werden.

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Fig. 4 zeigt, wie Schienen 11 mit Streifen 7 aus hochwertigerem Material aus relativ großen Verbundtafeln bzw. -platten geschnitten werden kann, welche eine Schicht aus dem in den Schienen 11 erforderlichen Material und eine auf der erstgenannten Schicht angeordnete Schicht aus dem in den Streifen 7 erforderlichen hochwertigeren Material enthalten. In diesen Fällen wird das Material 7 zuerst längs paralleler Linien weggefräst, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der der Breite des erforderlichen Streifens 7 entspricht, worauf durch die Schicht 11 ein Schnitt erfolgt, um dieselbe in Streifen zu teilen, die der Breite der Schienen 11 entsprechen.

Wenn auch die Erfindung vorstehend anhand eines zweiteiligen Dampfturbinen-Gehäuses beschrieben wurde, kann sie selbstverständlich auch für andere Apparate bzw. Geräte verwendet werden, bei welchen die Abdichtung zwischen zwei einander gegenüberliegenden Flächen scharfen Anforderungen genügen muß. Das Verfahren zur Anwendung des hochwertigeren Materials an der Schiene kann je nach Wunsch ausgewählt werden, vorausgesetzt, daß die Anforderungen im Hinblick auf die Festigkeit der Verbindung genügen. Wenn sie in manchen Fällen geeignet erprobt werden soll, können die Schienen mit den Flanschen in einer ersten Stufe und das hochwertigere Material mit den Schienen in einer zweiten Stufe verbunden werden. Es wurde vorstehend dargelegt, daß die Schienen in den Nuten bzw. Aussparungen in den Flanschen durch Schweißen oder Hartlöten befestigt werden können. Wo Material verwendet wird, das schwierig zu schweißen oder hartzulöten ist, ist es auch möglich, einfach eine Schraubverbindung zu verwenden, wobei vorteilhaft ein spezielles Abdichtmittel zum Abdichten des Überganges zwischen den Schienen und den Nuten in den Flanschen verwendet wird.

Patentansprüche: 509844/0816

Claims

Patentansprüche

f 1. ^Verfahren zum Abdichten von Verbindungen bzw. Verbindungs-

^-/ stellen der Teile eines mehrteiligen Gehäuses, beispielsweise eines zweiteiligen Turbinengehäuses , Pumpengehäuses oder dergl. , in welchem ein Streifen eines hochwertigeren Materials als das der Gehäuseteile derart auf die Oberflächen der abzudichtenden Teile gelegt wird, das dann, wenn das Gehäuse zusammengebaut ist, die auf einander gegenüberliegenden Flächen der Gehäuseteile gelegten Streifen in gut dichtendem Kontakt miteinander gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (7) aus hochwertigerem Material auf Schienen (11) aufgebracht wird, die aus einem Material derselben Art wie das der Gehäuseteile (1, 2) bestehen, und daß die Schienen (11) auf die einander gegenüberliegenden Flächen der Gehäuseteile (1, 2) aufgebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (11) in Aussparungen angeordnet werden, die in den einander gegenüberliegenden Flächen der Gehäuseteile (1, 2) gebildet sind*

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (11) in den Aussparungen derart verschweißt oder hartgelötet werden, daß die Verbindungen bzw. Verbindungsstellen zwischen den beiden längs verlaufenden Seiten der Schienen (11) und benachbarten Flächen der betreffenden Gehäuseteile (1, 2) vollkommen abgedichtet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (7) aus hochwertigerem Material durch Feuerschweißen auf die Schienen (11) aufgebracht mcd.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (7) aus hochwertigerem Material durch Auftragsschweißen auf die Schienen (11) aufgebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (11) mit den Streifen aus hochwertigerem Material dadurch ,-erhalten werden, daß sie von einer Verbundtafel oder -platte abgetrennt werden, die die erforderliche Kombinationen der Materialien besitzt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Abdichten von Gehäuseteilen, die beispielsweise Kohlenstoffstahl enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß als hochwertigeres Material Chromstahl verwendet wird.
8. Mittel zur Verwendung beim Abdichten von Verbindungen zwischen den Teilen eines mehrteiligen Gehäuses , nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Schiene (11)

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aus einem Material derselben Art wie das der einander gegenüberliegenden Flächen der abzudichtenden Gehäuseteile (1, 2) und einen auf die Schiene aufgelegten Streifen (7) aus einem hochwertigeren Material, wobei die Schiene mit dem zusätzlichen Material in eine Nut bzw. Aussparung in den Flächen
der Gehäuseteile (1, 2) anordenbar ist.
9. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das hochwertigere Material durch Feuerschweißen auf die Schiene (11) aufgebracht ist.
10. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das hochwertigere Material durch Auftragsschweißen auf die Schiene
(11) aufgebracht ist.
11. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schiene (11) mit dem zusätzlichen Material durch einen Stab, eine Leiste oder dergl. gebildet ist, die von einer Verbundtafel oder -platte abgetrennt ist, die die erforderliche Materialkombination enthält.
12. Mittel nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das hochwertigere Material Chromstahl ist.

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