EP-4177004-B1 - DEVICE AND SET FOR ALIGNMENT OF METAL PLATES FOR BUTT-WELDING, METHOD FOR WELDING AND MANUFACTURING A TANK AND USE OF SUCH A DEVICE

Inventors

• STEINER, OLIVER
• Achten, Patrick
• Keßler, Axel

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20221018

Claims (10)

1. A device (1) for aligning metal plates (2, 3) that are arranged one above the other during butt welding, comprising at least a support (5) and two legs (6, 7) that are connected to the support (5) and extend in an extension direction (8) away from the support (5), wherein the legs (6, 7) form a receiving gap (9) for the metal plates (2, 3) between them and in the extension direction (8), and a plurality of alignment means (10) for fixing the position of the metal plates (2, 3) in the receiving gap (9) are provided, characterized in that the alignment means (10) comprise a spacing element (11) which spans the receiving gap (9) and can be fixed to each of the two legs (6, 7), wherein the spacing element (11) is a support rest on which a metal plate (2, 3) positioned in the receiving gap (9) can be placed and transported, and wherein the spacing element (11) establishes a distance (35) to an adjacent metal plate (2, 3) to be welded when the device (1) with the accommodated metal plate (2, 3) comes to rest via the spacing element (11) on a butt edge (17, 18) of the adjacent metal plate (2, 3) to be welded.
2. Device (1) according to claim 1, wherein the alignment means (10) comprise a plurality of adjustment elements (12) spaced apart from one another in the extension direction (8), by means of which a gap width (13) of the receiving gap (9) can be adjusted.
3. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the legs (6, 7) have a length (14) in the extension direction (8) of at least 3 meters.
4. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the legs (6, 7) are formed from steel beams.
5. Set (15) for aligning metal plates (2, 3, 4) during butt welding, comprising at least one device (1) according to any of the preceding claims and at least one clamp (16) for metal plates (2, 4) that are arranged side by side.
6. Method for aligning metal plates (2, 3) for a welding process, comprising at least the following steps: a. providing at least one device (1) according to any one of claims 1 to 4, b. placing a support (5) of the device (1) on a first butt edge (17) of a first metal plate (2), such that the first metal plate (2) extends partially through a receiving gap (9) of the device (1), c. positioning the first metal plate (2) over a second metal plate (3) using the device (1), such that the second metal plate (3) also extends partially through the receiving gap (9), d. fixing the relative position of the metal plates (2, 3) to one another in the receiving gap (9) by means of a plurality of alignment means (10) of the device (1).
7. Method according to claim 6, wherein step c. or step d. comprises inserting a spacing element (11) through the receiving gap (9) and securing the spacing element (11) on both sides to a respective one of the two legs (6, 7).
8. Method according to any of claims 6 or 7, wherein step d. comprises at least adjusting a gap width (13) or clamping the metal plate (2, 3) in the receiving gap (9).
9. A method for manufacturing a tank (19) constructed from metal plates (2, 3, 4) welded together, wherein the method comprises at least the following: x) aligning a first metal plate (2) to be welded with a second metal plate (3) using a device (1) according to any one of claims 1 to 4 and/or using a method according to any one of claims 6 to 8, y) butt welding at least the first metal plate (2) to the second metal plate (3), z) removing the at least one device (1).
10. Use of a device (1) according to any one of claims 1 to 4 for transporting, aligning, and welding metal plates (2, 3, 4) for the manufacture of gas-tight fluid tanks (19).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Set zum Ausrichten von Metallplatten beim Stoßschweißen. Weiter betrifft die Erfindung Verfahren zum Ausrichten von Metallplatten für einen Schweißvorgang sowie zur Herstellung eines Tanks. Außerdem wird auch eine Verwendung einer solchen Vorrichtung angegeben. Die Erfindung betrifft insbesondere Montagemittel und Montageschritte zur Herstellung von Tanks zur Lagerung flüssiger und/oder gasförmiger Stoffe, wie insbesondere Ammoniak, Salpetersäure, etc. Diese Stoffe müssen in den Tanks teils auch bei widrigen oder kalten Bedingungen gelagert werden, beispielsweise bei Temperaturen unterhalb von - 30 ° Celsius oder sogar unterhalb von - 40 °Celsius. Es ist bekannt, solche Tanks mit einer Vielzahl von Metallplatten aufzubauen, die zueinander ausgerichtet verschweißt werden. Da die Stoffe teils sehr flüchtig und/oder korrosiv sind, ist eine besonders hochwertige Schweißnaht zwischen diesen Metallplatten besonders wichtig. Die Metallplatten, insbesondere Stahlplatten, sind bevorzugt großflächig und (etwas) gekrümmt, damit mit diesen möglichst große, runde Tankwände gebildet werden können. Hierfür werden die Metallplatten an ihren Stoßkanten miteinander verschweißt. Die Abmessungen der Metallplatten betragen beispielsweise etwa 2 - 4 Meter mal 6 - 15 Meter, wobei die Plattendicke beispielsweise in einem Bereich von ca. 8 bis 60 Millimeter betragen. Damit lassen sich Tanks mit einem Volumen im Bereich von 5.000 - 200.000 Kubikmeter aufbauen, wobei die Tanks je nach Volumen einen Durchmesser von ca. 10-100 Meter und eine Höhe von ca. 10-50 Meter haben können. Besondere Probleme verursacht dabei das gasdichte Verschweißen der Metallplatten miteinander, gerade auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen. Denn das Gewicht und die Abmessungen der Metallplatten lassen praktisch nur die Ausrichtung der Metallplatten zueinander mit schwerem Gerät, wie beispielsweise Kränen zu. Die Qualität der Schweißnaht hängt ganz besonders von gleichmäßigen Schweißsituationen entlang der Naht ab, insbesondere eine gleichbleibende Überdeckung der Stoßkanten, eine gleichmäßige Geometrie (Abstände der Metallplatten zueinander) und/oder eine gleichmäßige Zusammensetzung des Schweißgefüges. Bislang wurde versucht, die Schweißsituation mittels an die Metallplatten angeschweißte, insbesondere die Stoßkanten umgreifende, metallische Profile einzustellen. Dies hat jedoch einen sehr hohen Aufwand zur Folge. Außerdem müssen die Profile wieder entfernt werden, was aufgrund der erneuten Belastung der Schweißnaht bzw. deren Umgebung zu Schwachstellen und damit zu Gefügeveränderungen bis hin zu Spannungsrisskorrosion führen kann, gerade wenn in den damit hergestellten Tanks Ammoniak gelagert werden soll. Aus US 10 107 002 B1 (siehe Oberbegriff von Anspruch 1) ist eine Vorrichtung zum Ausrichten von Metallplatten bei einem Schweißvorgang bekannt, wobei die Vorrichtung ein Auflager mit zwei Schenkeln aufweist, zwischen denen ein Aufnahmespalt für die Metallplatten ausgebildet ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen Ausrichtstößel zum vertikalen Ausrichten benachbarter Metallplatten und einen Ausdrückstempel zum Entfernen von Unterlegscheiben der Metallplatten. US 4 712 779 A offenbart eine Vorrichtung zum Halten von zu schweißenden Metallplatten bei der Herstellung von Lagertanks. Die Vorrichtung umfasst eine Basis-Klemmeinrichtung, die ein Auflager mit zwei Schenkeln aufweist, zwischen denen ein Aufnahmespalt für die Metallplatten ausgebildet ist. Weiterhin weist die Basis-Klemmeinrichtung mehrere Ausrichtmittel in Form von Schrauben auf, mit denen die Basis-Klemmeinrichtung fest mit den Metallplatten verbindbar ist. Die Basis-Klemmeinrichtung ist an einer bereits verschweißten ersten Metallplatte befestigbar und anschließend eine zweite Metallplatte in einer zweiten Klemmeinrichtung der Vorrichtung festklemmbar, um diese mit einer horizontalen Schweißnaht an einer Basis und mit einer vertikalen Schweißnaht an der ersten Metallplatte zu befestigen. US 2 071 246 A offenbart eine Vorrichtung zur Ausrichtung von zwei übereinander angeordneten Metallplatten, wenn diese zur Herstellung von Wänden oder Tanks miteinander verschweißt werden. Die Vorrichtung umfasst ein Auflager mit zwei Schenkeln, zwischen denen ein Aufnahmespalt für die Metallplatten ausgebildet ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung Klemmeinrichtungen, durch die die Metallplatten in dem Aufnahmespalt festklemmbar sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lindern. Insbesondere sollen Vorrichtungen und Verfahren angegeben werden, mit denen das Ausrichten und/oder Schweißen der Metallplatten vereinfacht werden kann. Weiter ist angestrebt, diese Prozesse deutlich schneller auszuführen, auf unnötige Schweißnähte und ggf. auf die sonst übliche Materialprüfung nach Entfernen der angeschweißten Profile verzichten zu können. Daher sollen auch