EP1769195A1 - Herstellung einer verbindung zwischen dampferzeuger-heizflächen und einem sammler und/oder verteiler - Google Patents

Herstellung einer verbindung zwischen dampferzeuger-heizflächen und einem sammler und/oder verteiler

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EP1769195A1
EP1769195A1 EP05769368A EP05769368A EP1769195A1 EP 1769195 A1 EP1769195 A1 EP 1769195A1 EP 05769368 A EP05769368 A EP 05769368A EP 05769368 A EP05769368 A EP 05769368A EP 1769195 A1 EP1769195 A1 EP 1769195A1
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EP
European Patent Office
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container
container wall
nipple
pipe nipple
nickel
Prior art date
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Application number
EP05769368A
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English (en)
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EP1769195B1 (de
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Martin Becker
Dietmar Hettkamp
Ralf-Udo Husemann
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Hitachi Power Europe GmbH
Original Assignee
Babcock Hitachi Europe GmbH
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Publication date
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    • F22G3/00—Steam superheaters characterised by constructional features; Details of component parts thereof
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making

Definitions

  • the invention relates to a method for establishing a connection between steam generator heating surfaces made of an austenitic material and a container connected as a collector or distributor with a base body of ferritic or martensitic material.
  • the invention also relates to a container designed as a collector or manifold with pipe nipples for connection to a heating surface of a steam generator.
  • the austenitic materials have a higher expansion coefficient than martensitic or ferritic materials. This leads to high stresses at the weld joints between materials made of austenitic materials (so-called “white materials”) and those made of ferritic or martensitic materials (so-called “black materials”). So far, so-called Used in the example of Figure 3 as a connecting piece 14 of two axially welded pipe sections of correspondingly different materials and in the unheated area in the connecting lines 15 (see Figures 1 and 2) of the
  • Heating surface to the collector 17 or directly in front of the collector 17 between the connecting lines 15 and the manifold nipple 16 are welded. It is also known to provide such weld connectors on the boiler side between Schundausgang and connecting lines to the collector.
  • black and white connectors can only be manufactured and tested in a complicated manner due to the increased quality requirements that are imposed on them.
  • several welds in the connecting lines to the collector needed, which in turn the assembly and testing costs is further increased.
  • a method and a benippelter collector or distributor of the type mentioned are provided by which reduces the assembly and testing costs, as well as the self and operating voltage state can be lowered and thus the life of the connection between the steam generator heating surfaces and the collector or distributor is substantially increased.
  • pipe nipples made of a nickel-based alloy are connected between the connecting lines to the heating surface and the Container wall of the Body installed and the pipe nipple welded directly to the container wall of the body so that an axial gap remains between the pipe nipple and the container wall.
  • the pipe nipples are made for connection to the connecting lines to the heating surfaces or steam generator tubes of a nickel-based alloy steam generator and inserted into the outer portion stepped connection bores in the wall of the container base body and with the container wall directly welded, that between the pipe nipple and the bottom of the outer portion of the connecting hole an axial gap remains.
  • the connecting lines to the austenitic and therefore "white" steam generator heating surfaces can be welded directly to the nickel-based alloy container pipe nipples having an expansion coefficient between the coefficient of expansion of austenitic white material and the expansion coefficient of ferritic or martensitic, ie black material lies.
  • the pipe nipples made of a nickel-based alloy are welded directly to the container wall, so that the transition weld from the nickel base alloy of the pipe nipple to the material of the container wall is located directly at the transition from the container body to the container pipe nipple.
  • Transition weld from the "white material", from which the connecting lines are made to the "black material” is located directly on the wall of the collector or distributor.
  • Axial gaps between pipe end and wall are known per se from the ASME regulations (so-called ASME weld seams), wherein an insert is inserted between pipe end and wall, which is decomposed or destroyed during operation of the system, so that the axial gap remains. In this way, it is also possible to proceed when producing the welded connection according to the invention. However, it is also possible to keep open the axial gap acting as a kind of expansion joint in a different way, e.g. by forming suitable projections or ribs or the like which are formed at the pipe end and / or the wall and are crushed during operation of the plant due to the expansion of the pipe nipple. The axial gap compensates for the elastic and plastic deformations of the pipe nipple.
  • the width of the axial gap is dependent on the difference between the pipe nipple and the container wall in their expansion behavior, which in turn depends in particular on the material used in each case.
  • Axial gap is in the range of a few tenths of a millimeter to a few millimeters, for example, at 1.6 mm before welding with a nipple outside diameter in the range of 40 to 80 mm.
  • a welding material for the weld between the pipe nipples and the container wall preferably also a material is used whose coefficient of expansion in the size range between the coefficient of expansion of the nickel-based alloy of which the pipe nipples are made, and the coefficient of expansion of the material of the container wall of ferritic or martensitic material lies. As a result, the stress state in the region of the weld is additionally promoted.
  • Nickel-based alloys are characterized by a coefficient of thermal expansion that is between the coefficient of expansion of ferritic or martensitic material and the coefficient of expansion of austenitic material.
  • a weld material whose expansion coefficient is in the size range between the expansion coefficient of the nipple material and the expansion coefficient of the material of the connection line is preferably used for the welded joint between the pipe nipple and the austenitic material connection pipe, or a welding material of a nickel-base alloy is also used.
  • the inventive idea is used as a material for the main body of the collector or distributor serving as a container instead of a ferritic or martensitic material also uses a nickel-based alloy whose coefficient of expansion is in its size between that of austenitic material and ferritic or martensitic material, whereby the tube nipples are made of a nickel-based alloy having a coefficient of expansion between that of austenitic material on the one hand and that of martensitic or ferritic materials on the other hand and welded directly to the container wall.
  • an axial gap is kept between the pipe nipple and the bottom of the outer portion, in which the pipe nipple is inserted, which serves to compensate for the elastic and plastic deformations of the nipple during welding and in particular Operation of the system is effective, although in this embodiment, the axial gap may possibly be smaller than a container wall of ferritic or martensitic material.
  • Another embodiment of the invention relates to a method for establishing a connection between steam generator heating surfaces made of an austenitic material and a container used as a collector or distributor with a base made of a martensitic or ferritic material, wherein nickel-based alloy pipe nip between the connecting lines leading to the heating surface made of an austenitic material and the container wall of the body are installed and the pipe nipple at one end directly to the container wall and at the other end, each with a connecting line be welded.
  • a welding material is used as the welding material for welding the pipe nipple and the container wall or the pipe nipple and the connecting line
  • the expansion coefficient is in the size range between the expansion coefficient of the nipple material and the expansion coefficient of the container material or the connecting line.
  • It can also be a welding material for welding the pipe nipple and the container wall and the pipe nipple and the connecting line are used, whose coefficient of expansion corresponds to that of the pipe nipple.
  • the welding material for welding the pipe nipples and the container wall may be different from that for welding the pipe nipple and the connecting pipe. It is also preferred in this embodiment of the method according to the invention
  • Axial gap between pipe nipple and container wall kept free, which is effective for compensating the elastic and plastic deformation of the nipple during welding and in particular during operation of the system.
  • the nickel base alloy from which the container wall is made may be the same as that from which the pipe nipples are made.
  • Pipe nipples and container wall may both be made of Alloy 617, for example.
  • a material of a nickel-base alloy is also used.
  • nipple material and wall material are equal in coefficient of thermal expansion, a similar welding material is used. However, if these coefficients of expansion are different, it is preferable to use a welding material
  • a welding material for welding the pipe nipple with the respective connecting line to the heating surface of the steam generator a welding material is used in this development of the invention with a container wall made of a nickel-based alloy whose coefficient of expansion lies in the size range between the expansion coefficient of the nipple material and the expansion coefficient of the material of the austenitic connection line or a nickel-based alloy weld material corresponding to the nickel-based alloy from which the pipe nipples are made is used.
  • the welding material for welding the connection lines to the pipe nipples may correspond to that which is also used to weld the pipe nipples into the container wall.
  • FIG. 1 schematically shows the unheated area of a steam generator with connecting lines 15 between the heating surfaces and collector nipple, collector 17 and in the Connection between connecting lines 15 and collector 17 welded conventional welding connectors 14 shown.
  • Fig. 2 shows a schematic longitudinal sectional view of a conventional collector 17 with the conventional black and white connectors 14 welded to the collector nipples 16, and
  • Fig. 3 shows an example of a black and white connector 14.
  • FIG. 4 is a sectional view of a weld according to the invention from collector wall 2 and pipe nipple 1 can be seen.
  • FIG. 5 shows a sectional view of a collector 5 according to the invention with tube nipples 1 made of a nickel-based alloy and with steam generator connection lines 15 welded thereto.
  • Fig. 6 shows a sectional view of a welded joint according to the invention between pipe nipple (1) and container wall (2) on the one hand and pipe nipple (1) and connecting line (15) on the other.
  • the cylindrical nipple 1 made of a nickel-based alloy is inserted in the enlarged diameter outer portion 7 of a stepped connecting hole 6 in such a way and welded to the container wall 2 by means of a fillet weld 3, that between the inner end face of the pipe nipple 1 and the annular bottom of the outer portion 7 of the connection bore 6 remains an axial gap 4 as an expansion gap.
  • the steam generator connecting lines 15 can be welded directly to the pipe nipples 1 according to FIG. 5. Thereby are for each of the Connecting lines 15 only two welds required, of which the weld 3 is located directly at the transition from the nickel-based alloy of the pipe nipple 1 to the container wall 2.
  • this may itself be made of a material of a nickel-based alloy.

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Description

Herstellung einer Verbindung zwischen Dampferzeuger- Heizflächen und einem Sammler und/oder Verteiler
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen Dampferzeuger-Heizflächen aus einem austenitischen Material und einem als Sammler oder Verteiler eingeschalteten Behälter mit einem Grundkörper aus ferritischem oder martensitischem Material. Die Erfindung betrifft auch einen als Sammler oder Verteiler konzipierten Behälter mit Rohrnippeln zum Anschließen an eine Heizfläche eines Dampferzeugers.
Bei modernen Dampferzeugern, die mit hohen Drücken und hohen Temperaturen arbeiten, bestehen einige Heizflächen der Überhitzer und Zwischenüberhitzer aus Austenit-Werkstoffen. Die Austenit-Materialien haben bei diesen hohen Drücken und Temperaturen eine hinreichende Festigkeit, Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit, um für solche Heizflächen eingesetzt werden zu können. Außerhalb des beheizten Raumes hingegen, also außerhalb des Brenn- und Strahlungsraumes, werden
' martensitische oder ferritische Materialien verwendet. Dies gilt insbesondere auch für die Sammler und Verteiler, die im unbeheizten Bereich liegen und an welche die Heizflächen über Verbindungsleitungen, die ebenfalls aus austenitischem Material hergestellt sind, angeschlossen sind.
Jedoch haben die austenitischen Werkstoffe einen höheren Ausdehnungskoeffizienten als martensitische oder ferritische Werkstoffe. Dies führt zu hohen Spannungen an den Schweißverbindungsstellen zwischen Materialien aus austenitischen Werkstoffen (sogenannte "weiße Werkstoffe") und solchen aus ferritischen oder martensitischen Werkstoffen (sogenannte "schwarze Werkstoffe") . Bisher werden so genannte Schwarz-Weiß-Verbinder eingesetzt, die im Beispiel nach Figur 3 als Verbindungsstutzen 14 aus zwei axial verschweißten Rohrstücken aus entsprechend unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind und im unbeheizten Bereich in die Verbindungsleitungen 15 (vgl. Figuren 1 und 2) von der
Heizfläche zum Sammler 17 oder unmittelbar vor dem Sammler 17 zwischen die Verbindungsleitungen 15 und die Sammlernippel 16 eingeschweißt werden. Es ist auch bekannt, derartige Schweißverbinder kesselseitig zwischen Heizflächenausgang und Verbindungsleitungen zum Sammler vorzusehen.
Derartige Schwarz-Weiß-Verbinder können jedoch aufgrund der erhöhten Qualitätsanforderungen, die an sie gestellt werden, nur aufwendig hergestellt und geprüft werden. Außerdem werden beim Einbau des Schwarz-Weiß-Verbinders mehrere Schweißnähte in den Verbindungsleitungen zum Sammler benötigt, wodurch seinerseits der Montage- und Prüfaufwand weiter erhöht wird.
Durch die Erfindung werden ein Verfahren und ein benippelter Sammler oder Verteiler der eingangs erwähnten Art bereitgestellt, durch welche der Montage- und Prüfaufwand reduziert, sowie der Eigen- und Betriebsspannungszustand gesenkt werden und somit die Lebensdauer für die Verbindung zwischen den Dampferzeuger-Heizflächen und dem Sammler bzw. Verteiler wesentlich erhöht wird.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung zum Herstellen einer Verbindung zwischen Dampferzeuger-Heizflächen aus einem austenitischen Material und einem als Sammler oder Verteiler eingeschalteten Behälter mit einem Grundkörper aus einem martensitischen oder ferritischen Material werden Rohrnippel aus einer Nickelbasislegierung zwischen die Verbindungs¬ leitungen zu der Heizfläche und die Behälterwand des Grundkörpers eingebaut und die Rohrnippel direkt mit der Behälterwand des Grundkörpers derart verschweißt, daß zwischen Rohrnippel und Behälterwand ein Axialspalt verbleibt.
Bei einem als Sammler oder Verteiler konzipierten Behälter gemäß der Erfindung sind die Rohrnippel zum Anschließen an die Verbindungsleitungen zu den Heizflächen oder Dampferzeugerrohren eines Dampferzeugers aus einer Nickelbasislegierung hergestellt und in den Außenabschnitt gestufter Anschlußbohrungen in der Wand des Behälter- Grundkörpers derart eingesetzt und mit der Behälterwand direkt verschweißt, daß zwischen Rohrnippel und Boden des Außenabschnitts der Anschlußbohrung ein Axialspalt verbleibt.
Durch die Erfindung können die Verbindungsleitungen zu den Dampferzeuger-Heizflächen aus austenitischem und daher "weißen" Material direkt mit den betreffenden Behälter- Rohrnippeln aus einer Nickelbasislegierung verschweißt werden, die in ihrem Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten von austenitischem, d.i. weißem Material, und dem Ausdehnungskoeffizienten von ferritischem oder martensitischem, d.i. schwarzen Material liegt. Außerdem sind die Rohrnippel aus einer Nickelbasislegierung direkt mit der Behälterwand verschweißt, so daß die Übergangsschweißnaht von der Nickelbasislegierung der Rohrnippel zum Material der Behälterwand direkt am Übergang vom Behälter-Grundkörper zum Behälter-Rohrnippel liegt. Da der Rohrnippel aus Nickelbasislegierung in die Behälterwand unter Freihaltung eines Axialspaltes oder Freiraums zwischen dem Rohrnippel und der Behälterwand eingesetzt wird, ergibt sich eine wesentlich bessere Spannungsverteilung im Schweißnahtbereich. Im Vergleich mit der herkömmlichen Verwendung von Schwarz- Weiß-Verbindern in den Verbindungsleitungen zwischen der Heizfläche des Dampferzeugers und dem Sammler bzw. Verteiler entfallen durch die Erfindung je nach Bauart bis zu zwei Schweißnähte, wodurch der Aufwand für Montage, Prüfung und Wartung wesentlich reduziert ist, zumal die
Übergangsschweißnaht vom "weißen Material", aus dem auch die Verbindungsleitungen hergestellt sind, zum "schwarzen Material" direkt an der Wand des Sammlers bzw. Verteilers liegt.
Aus dem ASME-Regelwerk sind Axialspalte zwischen Rohrende und Wand an sich bekannt (so genannte ASME-Schweißnaht) , wobei zwischen Rohrende und Wand eine Einlage eingesetzt wird, die beim Betrieb der Anlage zersetzt oder zerstört wird, so daß der Axialspalt verbleibt. In dieser Weise kann auch beim Herstellen der erfindungsgemäßen Schweißverbindung vorgegangen werden. Es ist aber auch möglich, den als eine Art Dehnungsfuge wirkenden Axialspalt auf aVidere Weise freizuhalten, z.B. durch Ausbildung geeigneter Vorsprünge oder Rippen oder dergleichen, die an dem Rohrende und/oder der Wand ausgebildet sind und im Betrieb der Anlage aufgrund der Ausdehnung des Rohrnippels zerquetscht werden. Durch den Axialspalt werden die elastischen und plastischen Verformungen des Rohrnippels kompensiert.
Die Weite des Axialspaltes ist abhängig von dem Unterschied zwischen dem Rohrnippel und der Behälterwand in deren Ausdehnungsverhalten, das seinerseits insbesondere abhängig ist von dem jeweils verwendeten Material. Die Weite des
Axialspalts liegt im Bereich von einigen Zehntel-Millimetern bis einigen Millimetern, z.B. bei 1,6 mm vor dem Schweißen bei einem Nippel-Außendurchmesser im Bereich von 40 bis 80 mm.
Als Schweißmaterial für die Schweißnaht zwischen den Rohrnippeln und der Behälterwand wird gemäß der Erfindung vorzugsweise ebenfalls ein Material verwendet, dessen Ausdehnungskoeffizient im Größenbereich zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten der Nickelbasislegierung, aus der die Rohrnippel hergestellt sind, und dem Ausdehnungskoef- fizienten des Materials der Behälterwand aus ferritischem oder martensitischem Material liegt. Hierdurch wird der Spannungszustand im Bereich der Schweißnaht zusätzlich begünstigt.
Die gemäß der Erfindung als Nippelmaterial verwendeten
Nickelbasislegierungen (z.B. Alloy 617) sind gekennzeichnet durch einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten von ferritischem oder martensitischem Material und dem Ausdehnungskoeffizienten von austenitischem Material liegt.
Bevorzugt wird auch für die Schweißverbindung zwischen Rohrnippel und Verbindungsleitung aus austenitischem Material ein Schweißmaterial verwendet, dessen Ausdehnungskoeffizient im Größenbereich zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten des Nippelmaterials und dem Ausdehnungskoeffizienten des Materials der Verbindungsleitung liegt, oder es wird ebenfalls ein Schweißwerkstoff aus einer Nickelbasislegierung verwendet.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird als Material für den Grundkörper des als Sammler oder Verteiler dienenden Behälters anstelle eines ferritischen oder martensitischen Materials ebenfalls eine Nickelbasislegierung verwendet, deren Ausdehnungskoeffizient in seiner Größe zwischen demjenigen von austenistischem Material und ferritischem oder martensitischem Material liegt, wobei auch die Rohrnippel aus einer Nickelbasislegierung mit einem Ausdehnungskoeffizienten zwischen demjenigen von austenitischem Material einerseits und demjenigen von martensitischen oder ferritischen Materialien andererseits hergestellt sind und direkt mit der Behälterwand verschweißt sind.
Auch bei dieser Ausführungsform, bei welcher die Behälterwand selbst aus einem Nickelbasismaterial ist, wird zwischen Rohrnippel und Boden des Außenabschnitts, in den der Rohrnippel eingesetzt ist, ein Axialspalt freigehalten, der zur Kompensation der elastischen und plastischen Verformungen des Nippels beim Verschweißen und insbesondere auch im Betrieb der Anlage wirksam ist, wobei bei dieser Ausführungsform der Axialspalt jedoch ggf. kleiner sein kann als bei einer Behälterwand aus ferritischem oder martensitischem Material.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen Dampferzeuger-Heizflächen aus einem austenitischen Material und einem als Sammler oder als Verteiler eingesetzten Behälter mit einem Grundkörper aus einem martensitischen oder ferritischen Material, wobei Rohrnippel aus einer Nickelbasislegierung zwischen die zur Heizfläche führenden Verbindungsleitungen aus einem austenitischen Material und die Behälterwand des Grundkörpers eingebaut werden und die Rohrnippel an dem einen Ende direkt mit der Behälterwand und am anderen Ende mit jeweils einer Verbindungsleitung verschweißt werden. Bevorzugt wird als Schweißmaterial für das Verschweißen der Rohrnippel und der Behälterwand bzw. des Rohrnippels und der Verbindungsleitung ein Schweißmaterial verwendet, dessen Ausdehnungskoeffizient im Größenbereich zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten des Nippelmaterials und dem Ausdehnungskoeffizienten des Behältermaterials bzw. der Verbindungsleitung liegt. Es kann auch ein Schweißmaterial für das Verschweißen der Rohrnippel und der Behälterwand bzw. des Rohrnippels und der Verbindungsleitung verwendet werden, dessen Ausdehnungskoeffizient dem des Rohrnippels entspricht. Nach dem Verschweißen der Bauteile Rohrnippel und Behälterwand bzw. Rohrnippel und Verbindungsleitungen liegt dann der Ausdehnungskoeffizient der Schweißverbindung aufgrund der Aufmischung der jeweiligen Materialien zwischen den Ausdehnungskoeffizienten der beiden zu verbindenden
Materialien. Das Schweißmaterial für das Verschweißen der Rohrnippel und der Behälterwand kann unterschiedlich zu dem für das Verschweißen des Rohrnippels und der Verbindungsleitung sein. Bevorzugt wird auch bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ein
Axialspalt zwischen Rohrnippel und Behälterwand freigehalten, der zur Kompensation der elastischen und plastischen Verformungen des Nippels beim Verschweißen und insbesondere auch im Betrieb der Anlage wirksam ist.
Die Nickelbasislegierung, aus der die Behälterwand hergestellt ist, kann mit derjenigen übereinstimmen, aus welcher die Rohrnippel hergestellt sind. Rohrnippel und Behälterwand können beispielsweise beide aus dem Alloy 617 sein. Es ist jedoch auch möglich, für die Behälterwand eine andere Nickelbasislegierung als für die Rohrnippel zu verwenden, und zwar insbesondere mit einem Ausdehnungskoeffizienten, der zwischen demjenigen des Nippelmaterials und demjenigen von martensitischen oder ferritischen Materialien liegt.
Als Schweißmaterial für das Verschweißen der Rohrnippel mit einer Behälterwand aus einer Nickelbasislegierung wird ebenfalls ein Material aus einer Nickelbasislegierung verwendet. Wenn Nippelmaterial und Wandmaterial in ihren Wäremeausdehnungskoeffizienten gleich sind, wird ein gleichartiges Schweißmaterial verwendet. Wenn diese Ausdehnungskoeffizienten jedoch unterschiedlich sind, wird vorzugsweise ein Schweißmaterial mit einem
Ausdehnungskoeffizienten zwischen denen des Nippelmaterials und des Wandmaterials verwendet.
Als Schweißmaterial für das Verschweißen der Rohrnippel mit der jeweiligen Verbindungsleitung zur Heizfläche des Dampferzeugers wird auch bei dieser Weiterbildung der Erfindung mit einer Behälterwand aus einer Nickelbasislegierung ein Schweißmaterial verwendet, dessen Ausdehnungskoeffizient im Größenbereich zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten des Nippelmaterials und dem Ausdehnungskoeffizienten des Materials der austenitischen Verbindungsleitung liegt, oder es wird ein Schweißmaterial aus Nickelbasislegierung verwendet, die der Nickelbasislegierung entspricht, aus welcher die Rohrnippel hergestellt sind. Ggf. kann das Schweißmaterial zum Anschweißen der Verbindungsleitungen an die Rohrnippel demjenigen entsprechen, das auch zum Einschweißen der Rohrnippel in die Behälterwand verwendet wird.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 schematisch der unbeheizte Bereich eines Dampferzeugers mit Verbindungsleitungen 15 zwischen Heizflächen und Sammlernippel, Sammler 17 und in die Verbindung zwischen Verbindungsleitungen 15 und Sammler 17 eingeschweißten herkömmlichen Schweißverbindern 14 gezeigt. Fig. 2 zeigt in schematischer Längsschnitt-Darstellung einen herkömmlichen Sammler 17 mit an die Sammlernippel 16 angeschweißten herkömmlichen Schwarz-Weiß-Verbindern 14, und in Fig. 3 ist ein Beispiel eines Schwarz-Weiß-Verbinders 14 gezeigt.
Aus Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung einer erfindungs- gemäßen Schweißverbindung aus Sammlerwand 2 und Rohrnippel 1 ersichtlich.
Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Sammlers 5 mit Rohrnippeln 1 aus einer Nickelbasislegierung und mit daran angeschweißten Dampferzeuger-Verbindungslei¬ tungen 15.
Fig. 6 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Schweißverbindung zwischen Rohrnippel (1) und Behälterwand (2) einerseits und Rohrnippel (1) und Verbindungsleitung (15) andererseits.
Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich, ist der im Ausführungsbeispiel durchgehend zylindrische Rohrnippel 1 aus einer Nickelbasislegierung in den im Durchmesser vergrößerten Außenabschnitt 7 einer gestuften Anschlußbohrung 6 derart eingesetzt und mit der Behälterwand 2 mittels einer Kehl- Schweißnaht 3 verschweißt, daß zwischen der innenliegenden Stirnfläche des Rohrnippels 1 und dem ringförmigen Boden des Außenabschnitts 7 der Anschlußbohrung 6 ein Axialspalt 4 als Dehnungsspalt verbleibt. Die Dampferzeuger-Verbindungs¬ leitungen 15 können gemäß Fig. 5 unmittelbar mit den Rohrnippeln 1 verschweißt werden. Dadurch sind für jede der Verbindungsleitungen 15 lediglich zwei Schweißnähte erforderlich, von denen die Schweißnaht 3 direkt am Übergang von der Nickelbasislegierung des Rohrnippels 1 zur Behälterwand 2 liegt.
Anstelle eines martensitischen oder ferritischen Materials für die Behälterwand 2 kann diese auch selbst aus einem Material aus einer Nickelbasislegierung sein.
Wie zusätzlich zu Fig. 4 in Fig. 6 ersichtlich, ist der
Rohrnippel (1) mit der Verbindungsleitung (15) verschweißt, wobei als Schweißmaterial für die erfindungsgemäße Schweißverbindung zwischen Rohrnippel (1) und Behälterwand (2) einerseits und/oder Rohrnippel (1) und Verbindungsleitung (15) andererseits bevorzugt ein solches Material verwendet wird, dessen Ausdehnungskoeffizient im Größenbereich zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten des Rohrnippelmaterials und dem Ausdehnungskoeffizienten des Behältermaterials bzw. der Verbindungsleitung liegt. Es kann auch ein Schweißmaterial für das Verschweißen der Rohrnippel und der Behälterwand bzw. des Rohrnippels und der Verbindungsleitung verwendet werden, dessen Ausdehnungskoeffizient dem des Rohrnippels entspricht. Nach dem Verschweißen der Bauteile Rohrnippel und Behälterwand bzw. Rohrnippel und Verbindungsleitungen liegt dann der Ausdehnungskoeffizient der Schweißverbindung aufgrund der Aufmischung der jeweiligen Materialien zwischen den Ausdehnungskoeffizienten der beiden zu verbindenden Materialien.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen Dampferzeuger-Heizflächen aus einem austenitischen Material und einem als Sammler oder als Verteiler eingesetzten Behälter mit einem Grundkörper aus einem martensitischen oder ferritischen Material, wobei Rohrnippel (1) aus einer Nickelbasislegierung zwischen die zur Heizfläche führenden Verbindungsleitungen (15) und die Behälterwand (2) des Grundkörpers eingebaut werden, und die Rohrnippel (1) direkt mit der Behälterwand (2) derart verschweißt werden, daß zwischen Rohrnippel und Behälterwand ein Axialspalt (4) verbleibt.
2. Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen Dampferzeuger-Heizflächen aus einem austenitischen Material und einem als Sammler oder als Verteiler eingesetzten Behälter, wobei der Grundkörper des Behälters aus einer Nickelbasislegierung hergestellt wird und Rohrnippel aus einer Nickelbasislegierung zwischen die zur Heizfläche führenden Verbindungsleitungen und die Behälterwand des Grundkörpers eingebaut werden und direkt mit der Behälterwand derart verschweißt werden, daß zwischen Rohrstutzen und Behälterwand ein Axialspalt verbleibt.
3. Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen Dampferzeuger-Heizflächen aus einem austenitischen Material und einem als Sammler oder als Verteiler eingesetzten Behälter mit einem Grundkörper aus einem martensitischen oder ferritischen Material, wobei Rohrnippel (1) aus einer Nickelbasislegierung zwischen die zur Heizfläche führenden Verbindungsleitung (15) aus einem austenitischen Material und die Behälterwand (2) des Grundkörpers eingebaut werden und jeder Rohrnippel (1) an dem einen Ende direkt mit der Behälterwand (2) und am anderen Ende mit der Verbindungsleitung (15) verschweißt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Rohrnippel (1) mit der Behälterwand (2) derart verschweißt werden, dass zwischen Rohrnippel und Behälterwand ein Axialspalt (4) verbleibt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , wobei als Schweißmaterial für das Verschweißen der Rohrnippel und der Behälterwand ein Schweißmaterial verwendet wird, dessen Ausdehnungskoeffizient gleich dem
Ausdehnungskoeffizienten des Nippelmaterials ist oder im Größenbereich zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten des Nippelmaterials und dem Ausdehnungskoeffizienten des Behältermaterials liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei als Schweißmaterial für das Verschweißen des Rohrnippels (1) und der Verbindungsleitung (15) ein Schweißmaterial verwendet wird, dessen Ausdehnungskoeffizient gleich dem Ausdehnungskoeffizienten des Nippelmaterials ist oder im Größenbereich zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten des Nippelmaterials und dem Ausdehnungskoeffizienten der Verbindungsleitung liegt.
7. Als Sammler oder Verteiler konzipierter Behälter (5) mit Rohrnippeln (1) zum Anschließen an Verbindungsleitungen (15) zu Heizflächen eines Dampferzeugers, wobei die Rohrnippel (1) aus einer Nickelbasislegierung hergestellt und in den Außenabschnitt (7) gestufter Anschlußbohrungen (6) in der Wand (2) des Behälter-Grundkörpers derart eingesetzt und mit der Behälterwand (2) direkt verschweißt sind, daß zwischen Rohrnippel (1) und Boden des Außenabschnitts (7) ein Axialspalt verbleibt, der die elastischen und plastischen Verformungen des Nippels kompensiert.
8. Behälter nach Anspruch 7, wobei die Schweißnaht (3) aus einem Schweißmaterial mit einem Ausdehnungskoeffizienten hergestellt ist, der gleich dem Ausdehnungskoeffizienten der Nickelbasislegierung ist oder im Größenbereich zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten der
Nickelbasislegierung und dem Ausdehnungskoeffizienten des Materials der Behälterwand (2) liegt.
9. Behälter nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Behälter- Grundkörper aus einer Nickelbasislegierung hergestellt ist.
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