DE3639348A1 - Hochdruckstruktur aus ringen - Google Patents
Hochdruckstruktur aus ringenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft kreisförmige zylindrische Metall
hüllen, insbesondere für Anwendung unter Hochdruck,
z.B. bei Hochdruckbehältern und Fließrohren wie Druck
rohren und Strömungsrohren. Im genaueren betrifft die
Erfindung eine verbesserte Hochdruckstruktur mit einer
kreisförmigen zylindrischen Metallhülle aus Metallrin
gen, die durch Schweißungen verbundenen sind und an den
Schweißungen Umfangsbereiche aufweisen, an denen die
Hülle eine verringerte Stärke hat und die es erlauben,
die Menge des angebrachten Schweißmaterials zu verrin
gern und dennoch eine hinreichende Umfangsfestigkeit
oder Ringspannungsfestigkeit zu gewährleisten.
Kreisförmige zylindrische Metallhüllen finden weite
Verwendung in großen ziviltechnischen Vorhaben wie z.B.
bei Druckrohren in Dammprojekten, Strömungsrohren und
bei der Herstellung von Hochdruckstrukturen einschließ
lich Behältern. Ein günstigerweise bei vielen industri
ellen Vorgängen benutzter Typ einer Hochdruckstruktur
hat einen aus einer kreisförmigen zylindrischen Hülle
bestehenden Körper, der im wesentlichen waagerecht oder
senkrecht angeordnet ist, und Endabschlüsse, die aus
halbkugelförmigen, elliptischen oder konischen Hüllen
bestehen oder auch flach sein können. Viele Druckbehäl
ter der erwähnten Art werden an der Produktionsstätte
zusammengebaut und dann zur Aufstellung vor Ort trans
portiert. Die Größe und das Gewicht einiger dieser
Hochdruckbehälter verbieten jedoch ein Zusammenbauen am
Produktionsort, so daß ein Zusammenfügen vor Ort nötig
wird.
Unabhängig davon, ob eine Hochdruckstruktur wie z.B.
ein Behälter am Produktionsort oder vor Ort zusammen
gebaut wird, besteht die zylindrische Hülle im allge
meinen aus Metallringen, die nacheinander verbunden
werden, indem man die aneinanderstoßenden Kanten an
grenzender Ringe verschweißt. Da die Metallringe oft
aus Metallplatten mit einer Stärke von 7,6 cm (3 Zoll)
bis 30,5 cm (12 Zoll) oder mehr hergestellt werden und
einen Durchmesser von 0,9 m (3 Fuß) bis 9 m (30 Fuß)
haben, sind die Schweißungen zum Verbinden der Ringe
zeit- und kostenaufwendig. Zudem lassen sich vor Ort
nur Ringe mit einem maximalen Durchmesser von etwa 20 cm
(8 Zoll) verbinden. Wenngleich Behälter mit einer Stär
ke von mehr als 20 cm vor Ort zusammengebaut werden
können, wird die Montage von Behältern mit einer Stärke
von mehr als 20 cm komplizierter und damit teurer.
Einige der Komplikationen sind die folgenden:
- A) 20 cm stellen die praktische Obergrenze für isotope Strahlungsquellen zur radiographischen Untersuchung von Schweißungen dar. Wenn deshalb die Schweißungen dicker als 20 cm sind, muß zur Radiographie ein Linearbeschleu niger verwendet werden, der während der Radiographie eine ausgiebige Abschirmung des Bereiches verlangt. Dies bedeutet eine Komplikation für das Vervollständi gen dieser Schweißungen und steigert Kosten sowie Ar beitsdauer.
- B) Stahl vom Typ SA-387, Grad 22, Klasse 2 ist eines der meistbenutzten Behältermaterialien in Ölraffineri en. Dieses Material erfordert eine Wärme-Nachbehandlung nach dem Schweißen (PWHT=post weld heat treatment), deren Dauer eine Funktion der Stärke ist (Tabelle AF 402.1 gemäß ASME, Section VIII, Division 2). Je dicker das Material ist, desto länger fällt die PWHT-Phase aus, und es ist schwieriger, ein Material zu schaffen, das den langen PWHT-Phasen standhält und dennoch nach der PWHT-Phase die spezifischen Widerstandseigenschaf ten beibehält. Deshalb fallen bei sehr dickwandigen Behältern die Materialkosten pro Gewichtseinheit höher aus, und die Materialien sind schwerer erhältlich.
- C) Bei großen, schwerwandigen Behältern, die vor Ort errichtet werden, werden einzelne zylindrische Ab schnitte der Hülle auf dem Boden oder in einer Herstell einrichtung der Produktionsstätte mit anschließender Beförderung zum Aufstellungsort zusammengefügt. Die Ringe werden dann in ihre Position gehoben, und die Umfangsnahtstellen werden zusammengeschweißt. Die zur Durchführung der Schweißungen der Umfangsnähte benötig te Zeit übt einen entscheidenden Einfluß auf den Monta gezeitplan für schwerwandige Behälter aus. Zeit und Ar beitsaufwand zur Durchführung der Umfangsnahtverschwei ßung steigen als quadratische Funktion der Schweiß dicke. Der gesamte Kosten- und Zeitfaktor zum Aufbau sehr dickwandiger Behälter beinflußt die Gesamtkosten für die Anlage negativ.
Viele Aspekte der obigen Erörtung betreffen auch die
Herstellung von Metall-Druckrohren, Strömungsrohren und
ähnlichen groß bemessenen Strukturen, die Metallhüllen
mit offenen Enden aufweisen.
Aus diesen Erläuterungen wird die Notwendigkeit von
verbesserten kreisförmigen zylindrischen Metallhüllen
ersichtlich, die in Hochdruckstrukturen wie z.B. Druck
rohren, Strömungsrohren und ähnlichen Hüllen mit offe
nen Enden und auch als Teil von dickwandigen Hochdruck
behältern verwendet werden können, die an der Produk
tionsstätte und vor Ort unter geringeren Kosten und in
kürzerer Zeit als bisher möglich hergestellt werden
können.
Einem Aspekt der Erfindung entsprechend wird eine kreis
förmige zylindrische Metallhülle mit massiven Wänden
gemäß Anspruch 1 geschaffen, die an einem Ende oder an
beiden Enden offen oder geschlossen sein kann und als
Strömungsrohr wie z.B. als Druckrohr oder penstock o.ä.
verwendet werden kann.
Entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung wird
ein Hochdruckbehälter gemäß Anspruch 11 geschaffen.
Gleichgültig ob die Hülle als Teil eines Hochdruckbe
hälters, eines Strömungsrohrs wie eines Druckrohrs,
eines penstocks oder zu einem anderen Zweck verwendet
wird, sollte die verringerte Stärke an den Verbindungen
im allgemeinen nicht weniger als das 0,5fache, und vor
zugsweise das 0,67fache der maximalen Stärke der Ringe
betragen.
Eine wichtige Eigenschaft der Erfindung besteht darin,
daß die Axiallänge jedes Ringes das 2,5fache der Qua
dratwurzel des Produktes des Innenradius der zylindri
schen Hülle und der maximalen Stärke der zylindrischen
Hülle ist. Ein derartiges Ausmaß der Ringe gewährlei
stet, daß die Nuten oder Bereiche mit reduzierter Stär
ke nicht zu nahe beeinanderliegen, so daß die Hülle die
gewünschte Stabilität erhält.
Entweder nur die Innen- oder nur die Außenfläche der
zylindrischen Hülle kann an der Schweißung, die anein
anderstoßende Enden angrenzender Ringe verbindet, im
wesentlichen glatt sein. Jedoch kann der in Axialrich
tung der zylindrischen Hülle verlaufende Bereich mit
verringerter Stärke sich von der Außenfläche der Hülle
radial einwärts und von der Innenfläche der Hülle radi
al nach außen erstrecken. Dies bedeutet, daß der Be
reich mit verringerter Stärke an der Schweißung von der
Außen- und der Innenfläche der Ringe bzw. der Hülle
einwärtsgerichtet ausgebildet ist. Zudem ist die Her
stellung einer Hülle möglich, bei der einige Verbindun
gen an der Innenfläche und einige an der Außenfläche
bündig sind. Somit können sich einige Bereiche mit ver
ringerter Stärke im Bereich der Schweißungen nur an der
Innenseite und einige nur an der Außenseite der Hülle
befinden.
Der Bereich mit verringerter Stärke kann eine um die
Außenseite der Struktur verlaufende Umfangsnut bilden,
wobei die Nut in Axialrichtung der Struktur eine maxi
male Breite aufweist, die mindestens einen Teil der
Schweißung von der Außenseite der Hülle aufnehmen kann.
Andererseits kann der Bereich mit reduzierter Stärke
auch eine im Inneren der Struktur verlaufende Umfangs
nut bilden, wobei die Nut in Axialrichtung der Struktur
eine maximale Breite zum Aufnehmen zumindest eines Tei
les der Schweißung von der Innenseite der Hülle hat. Im
weiteren kann der Bereich mit verringerter Stärke auch
durch Umfangsnuten an beiden Seiten der Hülle ausgebil
det sein, so daß sich eine Nut außerhalb und eine wei
tere innerhalb der Hülle befindet.
Die Form der Umfangsnut kann variieren; die Nut kann
symmetrisch oder asymmetrisch sein. Als Querschnitt
parallel zur Längsachse des Behälters betrachtet kann
sie einen ebenen oder einen gekrümmten unteren Teil
haben, und zudem können in gleicher Blickrichtung die
Seiten der Nut in einer Krümmung abfallen oder abge
schrägte Flächen aufweisen.
Unabhängig von der spezifischen Formgebung der Nut muß
das Endteil jeder Ringwand von seinem dicksten bis zu
seinem dünnsten Bereich an der Schweißung dem maximal
zulässigen Druck des Behälters am Umfang bzw. an den
Ringen standhalten. Durch die Herstellung einer zylin
drischen Hülle aus Metallringen, die durch Schweißungen
verbunden sind, werden ohne Einbußen an der Stabilität
der Struktur die Herstellungskosten bedeutend redu
ziert. Da die radiale Stärke jeder Schweißung um das
0,1- bis 0,50fache der Maximaldicke der Hülle verrin
gert wird, benötigt man weniger Schweißmaterial und
Schweißung, was Herstellungskosten und -zeit wesentlich
verringert. Zudem läßt sich besonders vor Ort die Qua
lität der Schweißung wegen der verringerten radialen
Stärke der Schweißung leichter untersuchen.
Die Stärke der Ringe bewegt sich im allgemeinen im Be
reich von 2,5 cm (1 Zoll) bis 50 cm (20 Zoll) und be
trägt gewöhnlich zumindest 7,5 cm (3 Zoll) und vorzugs
weise 13 cm (5 Zoll), um die Vorteile der Erfindung
optimal zu nützen.
Die Erfindung ermöglicht eine leichtere Herstellung von
Hüllen für Druckbehälter, Druckrohre, Strömungsrohre
u.ä. an der Produktionsstätte und vor Ort. Zum Beispiel
können Ringe von 30 cm (12 Zoll) Stärke leicht verbun
den werden, da die Schweißungen an der jeweiligen Um
fangsnut nur etwa 15 cm (6 Zoll) bis 27,5 cm (10,8
Zoll) dick sein müssen.
Die Verwendung von Schweißungen mit verringerter Stärke
an der Umfangsnaht läßt sich anhand einer vereinfachten
Betrachtung der Druckbelastung einer zylindrischen Hül
le veranschaulichen. Die gewünschte Stärke des Zylin
ders in Umfangsrichtung kann berechnet werden durch die
Gleichung t c = PR/S, wobei gilt:
P
= zulässiger Druck
R
= Behälterradius
S
= zulässige Materialspannung.
Die erforderliche Stärke in Längsrichtung ergibt sich
aus t 1= PR/2S. Damit wird die Nennstärke für eine
zylindrische Hülle durch die Spannung in Umfangsrich
tung bestimmt und beträgt das zweifache der erforderli
chen Stärke für die Längsrichtung. Nimmt man einen ört
lichen Bereich mit verringerter Stärke an, der das 0,67
fache oder sogar nur geringfügig mehr als das 0,50fache
der maximalen Stärke der Hülle beträgt, so besteht den
noch ein Überschuß an Materialstärke für die Längsrich
tung.
Der Bereich mit verringerter Stärke an der Nut verur
sacht örtlich eine höhere Spannung in Umfangssrich
tung. Da jedoch die Gesamtmenge des entfernten Materi
als im Vergleich zum verbleibenden Material gering ist,
wird die Endbelastbarkeit nicht wesentlich verringert.
Wenn der verdünnte Bereich wegen der höheren Belastung
dazu tendiert, sich auszudehnen, wird er von dem dicke
ren Material an beiden Seiten des verdünnten Bereiches
zurückgehalten. Somit wird ein Teil der Druckbelastung
des dünnen Bereiches auf das dickere Material übertra
gen. Das dehnbare Material kann nicht bersten, bis das
gesamte Material gänzlich nachgegeben hat und die Gren
ze seiner Belastbarkeit erreicht hat.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung anhand der Zeichnungen genauer erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines senkrechten Druckbehäl
ters mit einer erfindungsgemäßen Hülle;
Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt des in Fig. 1
umkreisten Verbindungsbereiches vor der Verschweißung;
Fig. 3 einen Querschnitt der Hülle gemäß Fig. 1, bei
der der Verbindungsbereich mit verringerter Stärke an
der Außenfläche der Hülle angeordnet ist;
Fig. 4 einen Querschnitt einer Hülle mit einer Verbin
dung, bei welcher der Bereich mit verringerter Stärke
an der Innenfläche der Hülle angeordnet ist;
Fig. 5 einen Querschnitt einer Hülle mit einer Verbin
dung, bei der sich der Bereich mit verringerter Stärke
von der Innen- und der Außenfläche der Hülle radial
einwärts erstreckt; und
Fig. 6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer
erfindungsgemäßen Hülle mit offenem Ende zur Verwendung
als Druckrohr, Strömungsrohr o.ä.
In der folgenden Beschreibung und in den Zeichnungen
sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Entsprechend Fig. 1 weist der senkrechte Hochdruckbe
hälter 20 mit massiven Wänden eine senkrechte Hülle
bzw. einen Körper 22, einen halbkugelförmigen Bodenab
schluß 24 und einen halbkugelförmigen Deckenabschluß 26
auf und ist durch Beine 28 gestützt.
Die Hülle bzw. der Körper 22 des Behälters besteht aus
einer Reihe von zehn aufeinanderfolgenden Metallringen
A bis J von im wesentlichen gleicher maximaler Stärke,
die axial derart angeordnet sind, daß aneinanderstoßen
de Enden angrenzender Ringe durch eine Schweißung 30
(Fig. 3) miteinander verbunden sind.
Die angrenzenden aneinanderstoßenden Kanten der Ringe E
und F vor dem Anbringen der Schweißung 30 sind in Fig.
2 gezeigt. Alle aneinanderstoßenden angrenzenden Kanten
aller Ringe A bis J sind gleich geformt, bevor sie ver
schweißt werden. Die maximale Breite des Bereiches 100
der am weitesten reduzierten Stärke an der Verbindung
ist in Fig. 2 durch W gekennzeichnet. In Fig. 2 bezeich
net X die maximale Tiefe des Bereiches 100 mit verrin
gerter Stärke. Die Schweißung, die die aneinanderstoßen
den Kanten der Ringe E und F verbindet, hat die Stärke
Y. X+Y ist gleich dem radialen Durchmesser Z der
Ringe E und F. Die der Stärke der Schweißung (Fig. 3)
entsprechende Stärke Y hat einen reduzierten Wert, der
das 0,90fache der Ringdicke Z nicht übersteigt. Anderer
seits beträgt Y nicht weniger als das 0.50fache von Z.
Günstigerweise sind die Kanten der Ringe E, F vom dünn
sten Bereich Y zum dicksten Teil Z jedes Ringes nach
außen hin abgeschrägt oder gekrümmt. Damit weist gemäß
Fig. 2 und 3 jeder Ring E, F nach außen eine Schrägung
50, 52 auf. Entsprechend Fig. 2 sind die angrenzenden
aneinanderstoßenden Kanten der Ringe E und F mit Schrä
gungen 36, 38, 40, 42 versehen, so daß über die gesamte
Dicke der Verbindung Schweißmetall angebracht werden
kann. Derartige abgeschrägte Flächen können jede geeig
nete Form haben.
Wie in Fig. 2 gezeigt, kann die Stärke Z der zum
Herstellen der Hülle 22 verwendeten Ringe über die bei
Ringen mit gleicher Stärke von Verbindung und Ring
verwendete Stärke V hinaus vergrößert werden, um den
den Bereich mit verminderter Stärke umgebenden
Verbindungsbereich zu verstärken. Somit kann Z ein- bis
1,2mal so groß wie V sein.
Die in Fig. 4 gezeigte zweite Ausführungsform gleicht
der gemäß Fig. 1 bis 3. Die Ringe E 1 und F 1 in Fig. 4
entsprechen den Ringen E und F in Fig. 1 bis 3. Jedoch
ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 der Bereich
100 mit verminderter Stärke an der Innenseite der Hülle
statt wie in Fig. 1 bis 3 an der Außenseite der Hülle
ausgebildet.
Fig. 5 zeigt die dritte Ausführungsform, bei der sich
ein Bereich 102 mit verminderter Stärke von der Außen
fläche radial einwärts erstreckt und sich ein weiterer
Bereich 104 mit verminderter Stärke von der Innenfläche
der Ringe E 2, F 2 der Hülle 22 radial auswärts er
streckt. Die Ringe E 2, F 2 entsprechen mit Ausnahme der
Bereiche mit verminderter Stärke den Ringen E, F und
E 1, F 1.
Fig. 6 zeigt die entsprechend der Beschreibung zu Fig.
1 bis 3 zusammengesetzte Hülle 22, jedoch mit offenen
Enden, so daß sie als Strömungsrohr, z.B. als Druckrohr
oder penstock, oder für einen ähnlichen Zweck verwendet
werden kann.
Im folgenden wird anhand eines Druckbehälters ein An
wendungsbeispiel für die Erfindung erläutert. Ein Druck
behälter wird gemäß Fig. 1 bis 3 für einen zulässigen
Druck von 124 bar Überdruck (1800 psig) und eine zuläs
sige Temperatur von 454°C (850°F) aus Stahl vom Typ
SA-387, Grad 22, Klasse 2 hergestellt. Der Behälter
entspricht den Normanforderungen gemäß ASME, Section
VIII, Division 2, Abschnitt AD-201. Bei einem Innenra
dius von 2,65 m (8 Fuß 8,5 Zoll) beträgt die Stärke V
der Ringe A-J für Schweißungen mit voller Stärke 23
cm (9 Zoll). Jedoch kann bei Verwendung der Erfindung
die Stärke Y an der Verbindung auf 15 cm (6 Zoll) oder
weniger verringert werden, wobei W 11,5 cm (4,5 Zoll)
beträgt. Zur Verstärkung des Bereiches um die Verbin
dungen können Ringe verwendet werden, bei denen Z grö
ßer ist als 23 cm (9 Zoll). Wenn Z 24,5 cm (9,61 Zoll),
bewirkt die größere Stärke, die an die Verbindung an
grenzt, für die gesamte Fläche einen Ersatz innerhalb
der Quadratwurzel des Produktes von Radius und Stärke.
Die endgültigen Werte von Z und Y sowie die Schrägung
und Anordnung der Reduzierungsebenen 36, 38, 40, 42
sind durch eine detailierte Belastungsanalyse nach den
Kriterien im Anhang 4 gemäß ASME, Section VIII, Divi
sion 2 oder für vergleichbare Konstruktionsverfahren zu
bestimmen. Es können verschiedenartige sinnvollle Anord
nungen geschaffen werden. Die tatsächlich verwendete
Konfiguration läßt sich durch eine Analyse der Gesamt
kosten des Materials und der Arbeit in der Produktion
bzw. vor Ort für einen bestimmte Struktur festlegen.
Claims (20)
1. Kreisförmige vollwandige zylindrische Metallhülle
mit Innen- und Außenflächen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zylindrische Hülle (22) aus einer Reihe aufeinander
folgender Metallringe (A-J) mit im wesentlichen glei
cher maximaler Stärke (Z) besteht, die axial angeordnet
sind, wobei die aneinanderstoßenden Enden angrenzender
Ringe durch eine Schweißung (30) verbunden sind; und
die Axiallänge der zylindrischen Hülle (22) die anein
anderstoßenden Endabschnitte angrenzender Ringe (A-J)
und die die aneinanderstoßenden Enden verbindende
Schweißung (30) enthält, welche eine verringerte Stärke
(Y) aufweist, die nicht mehr beträgt als das 0,90fache
der maximalen Stärke (Z) der Ringe (A-J).
2. Hülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Innenfläche an der Schweißung (30), die aneinander
stoßende Enden benachbarter Ringe (A-J) verbindet,
eine im wesentlichen glatte zylindrische Fläche ist.
3. Hülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Außenfläche an der Schweißung (30), die aneinanan
derstoßende Enden benachbarter Ringe (A-J) verbindet,
eine im wesentlichen glatte zylindrische Fläche ist.
4. Hülle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der in Axialrichtung der zylindri
schen Hülle (22) angeordnete und die aneinanderstoßen
den Endteile angrenzender Ringe (A-J) umfassende Be
reich mit verringerter Stärke (Y) sich von der Außen
fläche der Hülle (22) radial einwärts und von der In
nenfläche der Hülle (22) radial nach außen erstreckt.
5. Hülle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die verringerte Stärke (Y) nicht we
niger als das 0,50fache der maximalen Stärke (Z) der
Ringe (A-J) beträgt.
6. Hülle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß durch die verringerte Stärke (Y) an
der Außenseite des Behälters (20) eine Umfangsnut ge
bildet ist, die in Axialrichtung des Behälters (20)
eine derartige maximale Breite (W) aufweist, daß die
Nut mindestens einen Teil der Schweißung (30) von der
Außenseite der Hülle (22) her aufnimmt.
7. Hülle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß durch die verringerte Stärke (Y) an
der Innenseite des Behälters (20) eine Umfangsnut ge
bildet ist, die in Axialrichtung des Behälters (20)
eine derartige maximale Breite (W) aufweist, daß die
Nut mindestens einen Teil der Schweißung (30) von der
Innenseite der Hülle (22) her aufnimmt.
8. Hülle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Stärke der Ringe (A-J) minde
stens 7,6 cm (3 Zoll) beträgt.
9. Hülle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Stärke der Ringe (A-J) minde
stens 2,5 cm (1 Zoll), vorzugsweise mindestens 12,7 cm
(5 Zoll) beträgt.
10. Hülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Axiallänge jedes Ringes mindestens das 2,5fache der
Quadratwurzel aus dem Produkt des Innenradius der zylin
drischen Hülle (22) und der maximalen Stärke (Z) der
zylindrischen Hülle (22) aufweist.
11. Vollwandiger Hochdruckbehälter mit einer kreisför
migen zylindrischen Hülle (22) mit Innen- und Außenflä
chen und Endabschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß
die zylindrische Hülle (22) aus einer Reihe aufeinan derfolgender Metallringe (A-J) mit im wesentlichen gleicher maximaler Stärke (Z) besteht, die axial ange ordnet sind, wobei die aneinanderstoßenden Enden angren zender Ringe (A-J) durch eine Schweißung (30) verbun den sind;
und die Axiallänge der zylindrischen Hülle (22) die aneinanderstoßenden Endabschnitte angrenzender Ringe (A- J) und die die aneinanderstoßenden Enden verbindende Schweißung (30) enthält, welche eine verringerte Stärke (Y) aufweist, die nicht mehr beträgt als das 0,90fache der maximalen Stärke (Z) der Ringe (A-J).
die zylindrische Hülle (22) aus einer Reihe aufeinan derfolgender Metallringe (A-J) mit im wesentlichen gleicher maximaler Stärke (Z) besteht, die axial ange ordnet sind, wobei die aneinanderstoßenden Enden angren zender Ringe (A-J) durch eine Schweißung (30) verbun den sind;
und die Axiallänge der zylindrischen Hülle (22) die aneinanderstoßenden Endabschnitte angrenzender Ringe (A- J) und die die aneinanderstoßenden Enden verbindende Schweißung (30) enthält, welche eine verringerte Stärke (Y) aufweist, die nicht mehr beträgt als das 0,90fache der maximalen Stärke (Z) der Ringe (A-J).
12. Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenfläche an der Schweißung (30), die aneinan
derstoßende Enden benachbarter Ringe (A-J) verbindet,
eine im wesentlichen glatte zylindrische Fläche ist.
13. Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenfläche an der Schweißung (30), die anein
ananderstoßende Enden benachbarter Ringe (A-J) ver
bindet, eine im wesentlichen glatte zylindrische Fläche
ist.
14. Behälter nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß der in Axialrichtung der zy
lindrischen Hülle (22) angeordnete Bereich mit verrin
gerter Stärke (Y) sich von der Außenfläche der Hülle
(22) radial einwärts und von der Innenfläche der Hülle
(22) radial nach außen erstreckt.
15. Behälter nach einem der Ansprüche 11 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß die verringerte Stärke (Y)
nicht weniger als das 0,50fache der maximalen Stärke
(Z) der Ringe (A-J) beträgt.
16. Behälter nach einem der Ansprüche 11 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß durch die verringerte Stärke
(Y) an der Außenseite des Behälters (20) eine Umfangs
nut gebildet ist, die in Axialrichtung des Behälters
(20) eine derartige maximale Breite (W) aufweist, daß
die Nut mindestens einen Teil der Schweißung (30) von
der Außenseite der Hülle (22) her aufnimmt.
17. Behälter nach einem der Ansprüche 11 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß durch die verringerte Stärke
(Y) an der Innenseite des Behälters (20) eine Umfangs
nut gebildet ist, die in Axialrichtung des Behälters
(20) eine derartige maximale Breite (W) aufweist, daß
die Nut mindestens einen Teil der Schweißung (30) von
der Innenseite der Hülle (22) her aufnimmt.
18. Behälter nach einem der Ansprüche 11 bis 17, da
durch gekennzeichnet, daß die Stärke der Ringe (A-J)
mindestens 7,6 cm (3 Zoll) beträgt.
19. Behälter nach einem der Ansprüche 11 bis 18, da
durch gekennzeichnet, daß die Stärke der Ringe (A-J)
mindestens 2,5 cm (1 Zoll), vorzugsweise mindestens
12,7 cm (5 Zoll) beträgt.
20. Behälter nach einem der Ansprüche 11 bis 19, da
durch gekennzeichnet, daß die Axiallänge jedes Ringes
(A-J) mindestens das 2,5fache der Quadratwurzel aus
dem Produkt des Innenradius der zylindrischen Hülle
(22) und der maximalen Stärke (Z) der zylindrischen
Hülle (22) aufweist.
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---|---|---|---|
US06/875,462 US4724975A (en) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | High-pressure structure made of rings with peripheral weldments of reduced thickness |
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