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Fingerhut-Schweißstopfen zum Verschließen von Rohrbodenbohrungen in Wärmetauschern

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017546D
Original Publication Date: 2001-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23

Publishing Venue

Siemens

Related People

Authors:
Reinhard Arenz Siegfried Gügel Winfried Hehn [+details]

Abstract

Das zuverlässige, dauerhafte Verschließen von Rohrbodenbohrungen in Wärmetauscherrohrböden, die während des Betriebs schnellen, hohen transienten Temperaturbeaufschlagungen ausgesetzt sind, zwecks Abdichtung von defekten Rohren oder verbohrten Rohrbodenbohrungen, stellt ein technologisches Problem dar. Beispiel: Heißseitiger Rohrboden eines Turbinenschaufel-Kühlluftkühlers, dessen Rohre wasserseitig mittels "inbore welding" eingeschweißt sind. Das Verschlußelement soll ohne geometrisch-mechanische Bearbeitung des Setzbereiches und ohne Maßaufnahme in alle Rohrpositionen, d.h. auch in vormals mit konischen Vollstopfen bestückten Positionen und in unmittelbarer Nähe der Behälterwand sowie für alle in Frage kommenden Einbaulage definiert plaziert und dauerhaft befestigt werden können. Gelöst wurde das benannte Problem bisher durch Einschlagen konischer Vollstopfen, von denen einige sich bereits innerhalb von nur zwei Monaten Betriebszeit aus der Rohrbodenplatte lösten. Diese wurden durch solche mit flacherem Flankenwinkel ersetzt. Bei der anschließenden Wasserdruckprobe mußten mehrmals Stopfen pneumatisch und auch mechanisch nachgehämmert werden, um die Setzpositionen abzudichten. Die Undichtigkeit bzw. das Lösen des Vollstopfens ist einerseits auf dessen plastische Deformation und die der Rohrbodenplatte im Kontaktbereich infolge des Einschlagens zurückzuführen, da betriebsbedingte zyklischen Belastungen zu einer fortschreitenden Plastifzierung und somit zunehmenden Verringerung der den Kontaktbereich abdichtenden Vorspannung beitragen. Zudem hat der Vollstopfen den Nachteil, daß er schnellen, hohen transienten Temperaturbeaufschlagungen nicht annähernd so schnell zu folgen vermag, wie dies im Bereich des kontaktierten Rohrbodenstegs der Fall ist. Die sich daraus ergebenden unterschiedlichen Wärmedehnungen würden auch bei mittels Kehlnaht eingeschweißten Vollstopfen zu Leckagen führen.