DE4406167A1 - Verfahren zum Erzielen einer dichten Verbindung zwischen einem Rohr und einer Hülse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzielen einer dichten Verbindung zwischen einem eine Leckagestelle auf­ weisenden metallischen Rohr und einer die Leckagestelle übergreifenden metallischen Hülse, wobei die Hülse mit ei­ ner Aufweittechnik an die Innenwand des Rohres angelegt wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 40 08 252 be­ kannt. Dort wird der nach erfolgter Aufweitung entstandene Rückfederungsspalt mit Hilfe eines der Umfangsfläche der Hülse zugeordneten Bauteiles aus einer Formgedächtnislegie­ rung überbrückt. Dieses zusätzliche Bauteil aus einer Form­ gedächtnislegierung entfaltet seine Abdichtwirkung erst nach einer Wärmeeinwirkung. Unwägbarkeiten bei der Herstel­ lung der Formgedächtnislegierung führen zu Unsicherheiten hinsichtlich der erzielbaren Dichtwirkung.

Es stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art anzugeben, das eine leckagedichte Verbindung nach Beendigung des Aufweitvorganges sicherstellt und weder zusätzliche Bauteile noch eine Wärmeeinwirkung erforderlich macht.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß ein Hülsenwerkstoff mit gegenüber dem Rohrwerkstoff geringeren Festigkeitswerten verwendet wird.

Durch Auswahl eines derartigen Hülsenwerkstoffes wird eine spaltfreie und somit dichte Verbindung erzielt, weil nach der erfolgten plastischen Aufweitung das Rohr ein größeres Maß zurückfedert als die Hülse. Diese Maßnahme führt im Er­ gebnis zu einer "negativen Spaltbreite" von wenigen µm, die eine dichtende Preßverbindung hervorruft.

Es wird ein Hülsenwerkstoff gewählt, dessen Wärmeausdeh­ nungskoeffizient gleich oder größer dem Wärmeausdehnungsko­ effizient des Rohrwerkstoffes ist. Damit wird sicherge­ stellt, daß die "negative Spaltbreite" bei jeder Einsatz­ temperatur des reparierten Rohres ihre Dichtwirkung erzie­ len kann.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und der schematischen Fig. 1 und 2 wird das erfindungsgemäße Verfahren be­ schrieben.

Dabei zeigt die

Fig. 1 den Teilbereich eines Rohres mit einer Hülse und

Fig. 2 ein Spannungs-/Dehnungsdiagramm für einen Rohr- und einen Hülsenwerkstoff.

Ein in der Fig. 1 dargestellter Abschnitt eines me­ tallischen Rohres 1 weist eine Leckagestelle 2 auf, die von einer metallischen Hülse 3 übergriffen ist. Die Leckage­ stelle ist zwischen zwei Aufweitbereichen 4, 4a angeordnet. Eine aus der Zeichnung ersichtliche bleibende plastische Verformung der Aufweitbereiche ist erforderlich. Dabei entsteht eine dichte Verbindung, die erfindungsgemäß durch die Verwendung eines Hülsenwerkstoffes erzielt wird, der gegenüber dem Rohrwerkstoff, in einem Spannungsdeh­ nungsdiagramm nachvollziehbare, geringere Festigkeitswerte aufweist. Hierzu wird auf die Fig. 2 verwiesen, aus der beispielsweise eine Spannungsdifferenz von 70 N/mm² zwi­ schen der unteren, den Hülsenwerkstoff und der oberen, den Rohrwerkstoff symbolisierenden Kurve ersichtlich ist.

Weist z. B. ein Rohr eines Wärmetauschers aufgrund seiner Spannungs-/Dehnungseigenschaften bei einem Innendurchmesser von 16,87 mm eine Rückfederung von 0,13% auf, so führt das zu einer Innendurchmesser-Vergrößerung um 0,0219 mm. Ist die zugehörige Hülse mit einer Rückfederung von 0,14% aus­ gestattet, so führt dies bei einem Außendurchmesser von 16,2 mm zu einer Außendurchmesservergrößerung von 0,0227 mm. Der Außendurchmesser der Hülse federt in diesem Beispiel um 0,0008 mm = 0,8 µm mehr zurück, was zu einer Spaltbreite von 0,4 µm führt. Die Dichtheit ist daher nicht gegeben.

Weist dagegen gemäß den erfindungsgemäßen Maßnahmen die Fe­ stigkeit und damit auch die Rückfederung der Hülse gegen­ über dem Rohr einen geringeren Wert auf, dann ergibt sich die nachfolgende an einem anderen Beispiel beschriebene Sachlage. Eine Rückfederung des Rohres von 0,13% führt bei einem Außendurchmesser von 16,87 mm ebenso wie beim ersten Beispiel zu einer Änderung des Innendurchmessers um 0,0219 mm. Die Hülse weist dagegen bei einer Rückfederung von 0,11% und einem Außendurchmesser von 16,2 mm nur eine Durchmesseränderung von 0,0178 mm auf. Die Differenz von 0,004 mm (4,0 µm) führt zu einer radialen "negativen Spalt­ breite" von 2,0 µm. Wegen der größeren Rückfederung des Rohres erfolgt somit eine dichtende Verbindung ohne Schwei­ ßen und ohne zusätzliche Bauteile.

Schematisch ist in der Fig. 2 die Rückfederung des Rohres von 0,13% bei einem plastischen Dehnungswert von ca. 1,3% und die Rückfederung der Hülse von 0,11% bei einem plasti­ schen Dehnungswert von ca. 5,4% dargestellt. Der Unter­ schied im plastischen Dehnungswert ist darauf zurückzufüh­ ren, daß die innenliegende Hülse zwangsläufig mehr gedehnt wird als das Rohr. Wesentlich ist die Differenz zwischen den Spannungswerten von Hülse und Rohr, die auch bei stei­ gender Dehnung (Fig. 2), zumindest in dem gewählten Deh­ nungsbereich zwischen 1% und 6%, gleichbleibt.

Die Dichtwirkung ist auch bei Temperatureinwirkung am Ein­ satzort des reparierten Rohres gewährleistet, da der Wärme­ ausdehnungskoeffizient der Hülse so gewählt ist, daß bei den zu erwartenden Temperaturverhältnissen die Dichtwirkung gesichert ist. Wird die Differenz der Spannungswerte noch größer gewählt als die aus der Fig. 2 ersichtlichen 70 N/mm², vergrößert sich die Differenz der Rückfederungs­ werte und somit der Dichteffekt entsprechend.

Claims (2)

1. Verfahren zum Erzielen einer dichten Verbindung zwischen einem eine Leckagestelle (2) aufweisenden metalli­ schen Rohr (1) und einer die Leckagestelle übergreifenden metallischen Hülse (3), wobei die Hülse mit Hilfe einer Aufweittechnik an die Innenwand des Rohres angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hülsenwerkstoff mit gegen­ über dem Rohrwerkstoff geringeren Festigkeitswerten verwen­ det wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hülsenwerkstoff gewählt wird, dessen Wärmeausdeh­ nungskoeffizient gleich oder größer dem Wärmeausdehnungsko­ effizient des Rohrwerkstoffes ist.