DE2850634A1 - Verfahren zum verbinden zweier metallrohre durch explosionsschweissung - Google Patents

Verfahren zum verbinden zweier metallrohre durch explosionsschweissung

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DE2850634A1
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Ingemar Per Persson
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L13/00—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints
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    • F16L13/16—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints made by plastically deforming the material of the pipe, e.g. by flanging, rolling the pipe joint consisting of overlapping extremities having mutually co-operating collars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines inneren Metallrohres mit einem darüber geschobenen äußeren Metallrohr durch Explosionsschweißung, wobei das äußere Metallrohr durch von außen wirkenden Explosionsdruck nach innen gegen das innere Rohr verformt und mit diesem metallurgisch verbunden wird. Zur Abstützung des Innenrohres gegen den Druck ist in das Innenrohr ein Stützkörper eingeschoben.
Es ist bekannt, die Enden von zwei langen Rohren von gleicher Abmessung miteinander zu verbinden. Dabei werden die Enden der beiden Rohre miteinander fluchtend zur Berührung oder auf geringen Abstand gebracht und eine Verbindungsmuffe über die Stoßstelle geschoben. An der Außen- seite der Verbindungsmuffe wird ein Explosivstoff angebracht, der z.B. aus Nitroglycerin in Diatomit, aus Amatol oder aus Ammoniumnitrat und Öl bestehen kann. Damit die miteinander zu verbindenden Rohre und die Verbindungsmuffe bei der Explosionsschweißung nicht zu sehr deformiert werden, ist es erforderlich, an der Verbindungsstelle von der Innenseite her eine Abstützung vorzusehen. Zu diesem Zweck wurde bisher ein Stützkörper aus Metall in das Rohr eingeführt. Bei der Explosionsschweißung verklemmt sich jedoch dieser Stützkörper in dem Innenrohr und kann nur mit Schwierigkeiten entfernt werden. Dies ist besonders dann problematisch, wenn die zu verbindenden Rohre eine beträchtliche Länge haben.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden von Rohren der eingangs genannten Art, und ihr liegt die Aufgabe zu Grunde, die angegebenen Schwierigkeiten beim Entfernen des Stützkörpers zu vermeiden. Die Erfindung schafft ein Verfahren, bei dem der Stützkörper leicht und ohne Schwierigkeiten nach der Explosionsschweißung entfernt werden kann.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass als Stützkörper ein fester Körper aus einem Salz oder einer Salzmischung verwendet wird.
Vorzugsweise ist der Salzkörper mit einer undurchlässigen Umhüllung oder Beschichtung versehen. Ein geeignetes Material für die Umhüllung ist Kunststoff und ein geeignetes Material für eine Beschichtung ist eine Latexfarbe, ein Lack oder eine andere, den Zutritt von Wasser oder Feuchtigkeit verhindernde Beschichtung. Die Umhüllung bzw. Beschichtung dürfen in Wasser nicht löslich sein.
Der erfindungsgemäße Stützkörper muß eine solche Zusammensetzung und Materialbeschaffenheit haben, dass er der Druckeinwirkung während der Explosionsschweißung mechanisch standhalten kann. Ein solcher mechanisch hinreichend fester Salzkörper kann z.B. durch Verpressen eines Salzpulvers und/oder durch ein Sinterverfahren unter Verwendung einer Salzlösung oder Salzschmelze erhalten werden.
Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist der Salzkörper in Wasser löslich. Auf diese Weise ist es möglich, den Stützkörper nach Beendigung der Explosionsschweißung wegzuspülen. Es kann auch eine in einem anderen Lösungsmittel lösliche Salzverbindung verwendet werden.
Vorzugsweise besteht der erfindungsgemäße Stützkörper aus einer Salzmischung, die Natriumnitrit, Natriumnitrat und Kaliumnitrat enthält. Vorzugsweise besteht die Mischung aus 40 Gew.-% Natriumnitrit, 7 Gew.-% Natriumnitrat und 53 Gew.-% Kaliumnitrat. Auch andere Salzmischungen sind möglich, vorausgesetzt, dass sie durch Gießen, Sintern od.dgl. formbar und in Wasser löslich sind.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert:
Fig. 1a und 1b zeigen die Herstellung einer Rohrverbindung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren vor bzw. nach der Explosionsschweißung.
Fig. 2a und 2b zeigen die Herstellung einer anderen Rohrverbindung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, ebenfalls vor und nach dem Explosionsschweißen.
In Fig. 1a und 1b sind zwei Rohre 1 und 2 dargestellt, die einen beliebigen, z.B. runden, ovalen oder quadratischen Querschnitt aufweisen können. Die beiden Rohre 1 und 2 bestehen aus Metall und haben gleiche Querschnittsabmessungen. Die Endflächen der beiden Rohre liegen gegeneinander an, und ein Stützkörper 3 ist in die beiden Rohrenden eingeschoben, so dass er gegen deren Innenfläche anliegt. Der Stützkörper 3 dient zur gegenseitigen Zentrierung der Rohre und als Amboß oder Abstützung gegen Druckeinwirkung von außen. Eine Verbindungsmuffe 4 ist auf die beiden Rohre 1 und 2 aufgeschoben. In ihrem mittleren Bereich hat die Verbindungsmuffe einen nach innen vorstehenden Zentrierflansch 5, der die beiden Enden der Rohre 1 und 2 gegenseitig zentriert und festlegt. Eine Schicht eines Explosivstoffes 6 ist auf der äußeren Oberfläche der Verbindungsmuffe 4 angebracht. Beim Zünden des Explosivstoffes 6 wird die Verbindungsmuffe 4 zu der in Fig. 1b gezeigten Form verformt. Dabei wird die Innenfläche der Verbindungsmuffe metallurgisch mit der Außenfläche der beiden Rohrenden 1 und 2 verbunden.
Der Stützkörper 3 kann nach beendeter Explosionsschweißung dadurch entfernt werden, dass Wasser durch die beiden Rohre 1 und 2 geleitet wird, welches den Stützkörper 3 erreicht und ihn auflöst. Wenn der Stützkörper mit einer Schutzumhüllung versehen ist, kann es unter Umständen erforderlich sein, zuvor ein oder mehrere Löcher in die Umhüllung einzustechen, bevor das Spülen mit Wasser erfolgt. Normalerweise wird aber die Schutzumhüllung automatisch bei der Explosion zerrissen oder perforiert. Beim Explosionsschweißen selbst wirkt der Stützkörper aus Salz in der gleichen Weise wie der bisher übliche Stützkörper aus Metall, da er so ausgebildet ist, dass er dem Explosionsdruck standhalten kann.
In Fig. 2a und 2b ist eine andere Art für die Verbindung von zwei Metallrohren 7 und 9 dargestellt, wobei auf eine gesonderte Verbindungsmuffe verzichtet wird. Das rechte Ende 8 des Rohres 7 ist erweitert, so dass ein Muffenende gebildet wird, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Rohres 9 entspricht. Das Rohr 9 kann in das Muffenende 8 des Rohres 7 eingeschoben werden. Eine Schicht aus Explosivstoff 11 ist an der Außenseite des Muffenendes 8 angebracht, und ein Stützkörper 10 ist im Innern der sich überlappenden Rohrenden angeordnet. Beim Zünden des Explosivstoffs 11 werden die beiden Rohrenden nach innen verformt und miteinander verschweißt, so dass man die Verbindung gemäß Fig. 2b erhält. Nach Beendigung der Explosionsschweißung wird der Stützkörper 10, wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel, durch Auflösen entfernt.

Claims (10)

1. Verfahren zum Verbinden eines inneren Metallrohres mit einem darüber geschobenen äußeren Metallrohr durch Explosionsschweißung, wobei das äußere Metallrohr durch von außen wirkenden Explosionsdruck nach innen auf das Innenrohr verformt und mit diesem metallurgisch verbunden wird und das Innenrohr durch einen eingeschobenen Stützkörper abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Stützkörper ein fester Körper aus einem Salz oder einer Salzmischung verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper aus Salz mit einer undurchlässigen Umhüllung oder Beschichtung versehen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper aus Salz in Wasser löslich ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper aus einer Mischung von Natriumnitrit, Natriumnitrat und Kaliumnitrat besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper aus einer Mischung von 40 Gew.-% Natriumnitrit, 7 Gew.-% Natriumnitrat und 53 Gew.-% Kaliumnitrat besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper in das Innere von zwei miteinander fluchtenden, einander berührenden oder auf geringen Abstand gebrachten Rohrenden eingeführt wird, eine Verbindungsmuffe außen über die Rohrenden geschoben und mit den Rohrenden explosionsverschweißt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsmuffe verwendet wird, die an der Innenseite einen nach innen vorspringenden Flansch für die Zentrierung und Festlegung der Rohrenden aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper im Innern eines Metallrohres angeordnet wird, das in das muffenartig erweiterte Ende eines anderen Metallrohres eingeschoben und mit diesem durch Explosionsschweißung verbunden wird.
9. Stützkörper zur Einführung in durch Explosionsschweißung miteinander zu verbindende Rohrenden, dadurch gekennzeichnet, dass er als mechanisch fester, wasserlöslicher Körper aus einem Salz oder einer Salzmischung ausgebildet ist.
10. Stützkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer undurchlässigen und wasserunlöslichen Umhüllung oder Beschichtung versehen ist.
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