Die Entwicklung des Allpositions-Elektronenstrahlschweißens von Gaspipelines mit Rohraußendurchmessern von 762,0 mm, Wanddicken von 19,0 mm und Längen von 300 mm wird vorgestellt. Als Werkstoff dient der Stahl API 5L-X65, der ohne Zusatzwerkstoff geschweißt wird. Die komplette Schweißung zweier Rohre dauert 1 h, wobei die reine Schweißzeit 30 min beträgt. Zum Schweißen wird die Elektronenpistole im Innern des Rohres positioniert; um die Schweißpistole und am äußeren Rand des Rohres wird ein Vakuum erzeugt. Die Schweißbedingungen sind eine Beschleunigungsspannung von 45 kV, ein Elektronenstrom von 360 mA, ein Werkstückabstand von 200 mm, eine Brennweite von 180 mm bis 235 mm, eine Schweißgeschwindigkeit von 300 mm/min bis 1000 mm/min und ein Vakuum von 5x10-2 Pa. Dabei werden die Schweißgeschwindigkeit und die Brennweite je nach Schweißposition eingestellt. Für die nachfolgende Sichtprüfung werden als Toleranzkriterien ein beidseitiges Überschußschweißgut von unter 3 mm, keine Konkavität in der Schweißnaht, eine Einbrandkerbe von unter 0,4 mm und ein glattes Nahtaussehen genommen. Der Aufbau der Schweißmaschine umfaßt 6 verschiedene Elemente. Diese sind die Kantenvorbereitungsmaschine (der Stegabstand darf maximal 0,2 mm betragen), die Vorrichtung für die Kerbenbereitung, der Schweißmaschinenaufbau selbst, das Vakuumsystem, das Sensorsystem und die Belüftungsvorrichtung. In der Praxis wird eine Kerbenfehlausrichtung von 1,92 mm nicht überschritten. Das Vakuumsystem erreicht nach 10 min einen inneren Druck von 6,6 Pa und einen Druck am äußeren Rohrrand von 10 Pa. Zur Bahnverfolgung wird ein Röntgenstrahldetektor mit einer Elektronenstrahlsonde eingesetzt. Die entwickelte Elektronsnstrahlschweißmaschine hat sich in einem Feldversuch bewährt. In einem Zugversuch zeigen die geschweißten Verbindungen eine Festigkeit von mindesten 617 N/mm2. In einem Einrichtungsbiegeversuch wird kein Versagen festgestellt. (Görges, U.)
Development of electron beam welding for girth welding of gas transmission pipelines
Entwicklung des Elektronenstrahlschweißens für das Rundnahtschweißen von Gastransport-Pipelines
2000
15 Seiten, 13 Bilder, 7 Tabellen, 3 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Englisch
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