AT500318B1

AT500318B1 - Verfahren zur sanierung von druckrohren

Info

Publication number: AT500318B1
Application number: AT1992004A
Authority: AT
Original assignee: Verbund Austrian Hydro Power A
Priority date: 2004-02-11
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2006-11-15
Also published as: AT500318A1

Description

2 AT 500 318 B1

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Sanierung von Rohren mit gera-der/dreidimensionaler Leitungsführung, bei dem in die Rohrleitung ein mit einem zweikompo-nentigen Epoxidharz imprägniertes Kohlenstofffaser-Gelege (CFK) eingebracht wird, wobei der statische Aufbau des CFK-Relinings auf den in der Rohrleitung herrschenden Maximaldruck 5 ausgelegt ist. Die Erfindung eignet sich sowohl für gerade Rohrteile, als auch für den Bereich von Gehrungsverbindungen sowie allgemein für dreidimensionale Schalen.

Bei bekannten Verfahren dieser Art werden insbesondere Abwasserrohre saniert, die im wesentlichen keinen Druckbeanspruchungen ausgesetzt sind. 10

Es ist jedoch zuweilen erforderlich, Druckrohrleitungen, insbesondere von Hochdruckwasserkraftwerken zu sanieren oder zu ersetzen. Der Ersatz einer Druckrohrleitung kann dann schwierig werden bzw. mit großem Aufwand verbunden sein, wenn es sich um einen einbetonierten Rohrstrang/Fixpunkt einer Druckrohrleitung handelt. 15

Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, ein Verfahren zu schaffen, das die Sanierung einer Druckrohrleitung ermöglicht, wobei diese nach der Sanierung allen Beanspruchungen so gewachsen ist, als ob sie neu wäre. 20 Erreicht wird dies, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art, dadurch, dass in eine Druckrohrleitung, insbesondere von Hochdruckwasserkraftwerken, Gelege mit mehr Kohlenstofffasern in Umfangsrichtung als in Längsrichtung eingebracht werden.

Mit Epoxidharz imprägnierte Kohlenstofffasem sind an sich schon seit Jahren bekannt und 25 werden als „CFK“ bezeichnet. Die Entwicklung des CFK ist vor allem aus dem Flugzeugbau bekannt, wobei tragende Teile seit Jahren aus diesem Material hergestellt werden.

Im Bauwesen findet CFK seit einigen Jahren in Form von vorfabrizierten Zugelementen bei der nachträglichen Verstärkung von Tragwerken im Hoch- und Brückenbau Verwendung. Zur 30 Schubversteifung wird dabei vor Ort laminiertes CFK eingesetzt.

Die einzelnen Kohlenstofffasern in Haaresstärke entstehen aus einem Verkokungsprozeß; das Endprodukt ist somit praktisch anorganisch. Diese Fasern werden in Bündeln (rovings) geliefert und dann maschinell zu einem Gelege verarbeitet. Der Aufbau des Geleges -im Beispiel ¾ der 35 Fasern in Rohrumfangsrichtung und % der Fasern in Längsrichtung- richtet sich nach den statischen Erfordernissen der jeweiligen Verwendung. Nachfolgend werden die Gelege mit einem zweikomponentigen Epoxidharz imprägniert (Prepreg; preimpregnated fabric). Anschließend werden die Prepregs tiefgefroren (-18°C), um die Aushärtung zu stoppen und in diesem Zustand zur Baustelle transportiert. Erst unmittelbar vor der Applikation werden die Prepregs 40 aufgetaut. Die Aushärtung (Temperaturbeaufschlagung) erfolgt zweistufig bei gleichzeitiger Beaufschlagung mit Vakuum, um eine Kompaktierung zu erzielen und Lufteinschlüsse abzusaugen. Die Einbautemperatur ist unter 20°C, die Endaushärtung nach Verlegung aller Lagen erfolgt bei einem für Prepreg niedrigem Temperaturniveau von 40 - 60°C. 45 Nachstehend ist die Erfindung unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, ohne auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt zu sein. Dabei zeigt Fig. 1 einen Querschnitt und Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein mit CFK ausgekleidetes Rohr einer Druckrohrleitung. Die Fig. 2 und 4 stellen die Details A und B dar. Die einzelnen z. B. 30 cm breiten Prepregbahnen sind wegen der besseren Übersicht im Abstand voneinander und verso größert dargestellt.

Das Rohr ist mit 1, die Lagen in Umfangsrichtung sind mit 2 und die Lagen in Längsrichtung mit 3 bezeichnet. 55 Wie Versuche gezeigt haben, ist es möglich, das Prepreg in einem Stück über den ganzen

Claims

3 AT 500 318 B1 Umfang einzubringen, wobei eine Überlappung von mindestens 5 cm aus konstruktiven Gründen notwendig ist. Zur Ausführung gelangte eine Überlappung von 18 cm. Die Verlegung erfolgte in Umfangsrichtung dadurch so, daß in einem Längsschnitt maximal ein 5 Überlappungsstoß auftritt. In Axialrichtung werden die Bahnen Mann an Mann verlegt. In Längsrichtung sind die Lagen um jeweils 10 cm versetzt, um die statische Tragwirkung zu erreichen. Die Einbringung der in diesem Beispiel statisch erforderlichen 12 bzw. 15 Lagen (100 bar Innendruck) erfolgt in Teilschritten. io Danach erfolgte eine Zwischenhärtung bei Temperaturen von 15° C bis 20° C bei gleichzeitiger Beaufschlagung von Vakuum. Nach vollständiger Applikation erfolgte die Endaushärtung bei einer Temperatur von zumindest 40° C über 24 Stunden und gleichzeitiger Beaufschlagung mit Vakuum. 15 Patentansprüche: 1. Verfahren zur Sanierung von Rohren mit gerader/dreidimensionaler Leitungsführung, bei dem in die Rohrleitung (1) ein mit einem zweikomponentigen Epoxidharz imprägniertes 20 Kohlenstofffaser-Gelege (2, 3) (CFK) eingebracht wird, wobei der statische Aufbau des CFK-Relinings auf den in der Rohrleitung (1) herrschenden Maximaldruck ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Druckrohrleitung (1), insbesondere von Hochdruckwasserkraftwerken, Gelege mit mehr Kohlenstofffasern in Umfangsrichtung als in Längsrichtung eingebracht werden. 25
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Gelege mit etwa ¾ Fasern in Umfangsrichtung und % Fasern in Längsrichtung eingebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung die 30 Bahnen der Gelege überlappt, in Axialrichtung die Bahnen der Gelege Mann an Mann ver legt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelege aus den Kohlenstofffasem vorgefertigt und anschließend mit einem zweikomponentigen 35 Epoxidharz vorimprägniert werden, worauf sie tiefgefroren zur Baustelle transportiert und nach dem Auftauen in das Rohr eingebracht werden, wonach eine Endaushärtung mit den für CFK- Konstruktionen niedrigen Temperaturen (< 60°C) bei gleichzeitiger Aufbringung von Vakuum erfolgt.
5. Hochdruckrohrleitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre mit vorzugsweise bidirek tionalen, mit Epoxidharz imprägnierten Kohlenstofffaser-Gelegen ausgekleidet sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 45 50 55