CH623909A5 - - Google Patents

Description

623 909

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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE

1. Glasfaserverstärktes Kunststoffrohr mit einer ersten Rohrschicht, in der die Glasfasern angenähert in Umfangs-richtung verlaufen, und einer zweiten Rohrschicht, in der die Glasfasern angenähert parallel zur Rohrachse orientiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasermenge in der zweiten Rohrschicht weniger als 30°/o der Gesamtglasfasermenge des Rohrs beträgt.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasermenge in der zweiten Rohrschicht weniger als 20% der Gesamtglasfasermenge beträgt.

3. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasermenge in der zweiten Rohrschicht etwa ljO°/o der Gesamtglasfasermenge beträgt.

4. Rohr nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern in den beiden Rohrschichten unter 80—88° bzw. 2—10° zur Rohrachse geneigt orientiert sind.

Die Erfindung betrifft ein glasfaserverstärktes Kunststoffrohr mit einer ersten Rohrschicht, in der die Glasfasern angenähert in Umfangsrichtung verlaufen, und einer zweiten Rohrschicht, in der die Glasfasern angenähert parallel zur Rohrachse orientiert sind.

Beim Konzipieren von GFK-Rohren ist in der Vergangenheit kaum beachtet worden, dass die Art der Installation erheblich Einfluss auf die in Längsrichtung auftretenden («axialen») Kräfte im Rohr haben kann. Man ging bisher davon aus, dass jedes Rohr für eine Axialspannung oA auszulegen sei, die halb so gross wie die vom Innendruck verursachte Umfangsspannung o-y ist.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass diese Überlegungen für in Pipelines einzusetzende GFK-Rohre nicht zutrifft und sich die auftretende Axialspannung aA erheblich reduzieren lässt, wenn gemäss der Erfindung die Glasfasermenge in der zweiten Rohrschicht weniger als 30% der Gesamtglasfasermenge des Rohrs beträgt.

Die Erfindung basiert auf der überraschenden Erkenntnis, dass die Axialspannung durch «Wegnehmen» von axial orientierten Glasfasern abnimmt. In der Praxis beträgt die Menge der axialen Glasfasern etwa 30—10%, vorzugswei-5 se etwa 20—10% der Gesamtglasfasermenge. Die Orientierung der Fasern in den beiden Schichten bezüglich der Rohrachse ist ±80—88° bzw. ±2—10°, vorzugsweise etwa ±85° bzw. ±5°.

Durch die Wahl der Faserorientierung kann man die 10 Querkontraktionszahl in weiten Grenzen variieren. So wurde (bei einem Harz-Élastizitâtsmodul von 3000 N/mm2 und einem Glasvolumenanteil von 60%) für ein 10°/90°-Rohr mit 10% der Fasern in Achsenrichtung eine Querkontraktionszahl 5>ua = 0,09 gefunden, während ein ± 55°-15 Rohr eine Querkontraktionszahl »>UA = 0,45 aufweist. Ebenso wie sich diese Querkontraktionszahlen bei den erfindungs-gemässen Rohren etwa um den Faktor 5 gegenüber herkömmlichen Rohren unterscheiden, unterscheiden sich auch die bei gleichem Innendruck auftretenden Axialspannungen 20 oA um den Faktor

5.

Die Herabsetzung der auftretenden Axialspannung ist insbesondere im Zusammenhang mit den bei Pipelines unvermeidbaren Rohrverbindungen von Bedeutung. Mit abnehmender Axialspannung sinkt nämlich auch die Belastung, 25 für welche die Rohrverbindungen ausgelegt werden müssen. Bei Einsatz erfindungsgemässer GFK-Rohre, bei denen sich Querkontraktionszahlen bis hinab zu etwa 0,1 erreichen lassen, (was aA = 0,1 CT0 zur Folge hat), müssen die Rohrverbindungen nur für einen Fünftel der Lasten dimensioniert 30 werden, die bisher aufgrund der Beziehung <ja = 0,5 av veranschlagt wurden. Da man es bei Pipelines mit hohen Drük-ken zu tun hat, schafft das erfindungsgemässe Rohr diesbezüglich eine erhebliche Erleichterung.

33 Bei Rohren mit mehr als zwei Schichten gilt selbstverständlich, dass die Menge aller in Längsrichtung orientierten Glasfasern weniger als 30% der Menge aller Glasfasern in Umfangsrichtung beträgt.

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