Zur Untersuchung des Risikos eines Durchbrands beim Reparaturschweißen von Gaspipelines unter Betriebsbedingungen werden Laborversuche durchgeführt. In diesen werden die Einflüsse des Wärmeeintrags (WE), der Schweißbadtiefe (ST), der Tiefe der austenitischen Umwandlungstemperatur A3 und der Oberflächentemperatur (OT) an der Rohrinnenseite auf den Durchbrand untersucht. Für die Schweißversuche, die bei einem Innendruck von 60 bar durchgeführt werden, werden aus Pipelinerohren Behälter gefertigt. Geschweißt wird bei 22 V, Stromstärken von 105 A und 135 A und Schweißgeschwindigkeiten von (in mm/min) 250, 170, 120 und 90. Damit werden WEs von (in kJ/mm) 0,56, 1,05, 1,48 und 1,98 erzielt. Die Rohrwanddicken (WD) betragen 4 mm, 6 mm und 8 mm. Eine Verdopplung der WD von 4 mm auf 8 mm führt nur zu einer Verminderung der OT um 20 %. Der WE erhöht die OT beträchtlich, ein besonders großer Sprung liegt zwischen den WEs von 0,56 kJ/mm und 1,05 kJ/mm vor. Oberhalb einer WE von 1 kJ/mm wird bei den betrachteten WDs die kritische OT von 900 Grad C erreicht. Ein gefahrloses Schweißen ist nur bei WDs von mindestens 4 mm möglich. Zwischen der ST und dem WE besteht ein linearer Zusammenhang. Die WD beeinflußt die ST nicht. Zwischen der Tiefe der A3-Temperatur und dem WE liegt ebenfalls ein linearer Zusammenhang vor. Diese Tiefe ist etwa dreimal so groß wie die ST. Für ein sicheres Schweißen sollte eine ST von 1/3 der WD nicht überschritten werden. An Rohrproben mit einem Durchmesser von 500 mm und einer WD von 6,35 mm werden Durchbrennversuche bei 210 A und einem N2-Innendruck von 50 bar durchgeführt. Der Durchbrand erfolgt bei einer ST von etwa der Hälfte der WD. Dabei bildet sich ein Krater mit einem 1,5 mm großen Loch, aus dem das Schweißbad herausgeblasen wird. Als Reparatur wird für das Anbringen einer Muffe das vorherige Abscheiden einer Auftrags- oder Stützschicht vorgeschlagen. Dadurch muß die Muffe nicht direkt an das Rohr, sondern kann an die Zwischenschicht angeschweißt werden. Bruchversuche so reparierten Rohren zeigen kein lamellares Reißen und keine Sprödzonen. (Görges, U.)
Risks in welding of in-service gas pipelines
Risiken beim Schweißen von Gas-Pipelines während des Betriebs
2000
14 Seiten, 12 Bilder, 3 Tabellen, 20 Quellen
Conference paper
English
Repairs of pipelines during service by welding
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