DE10042166A1

DE10042166A1 - Verfahren und Schlauch zum Auskleiden einer Hochdruckrohrleitung

Info

Publication number: DE10042166A1
Application number: DE10042166A
Authority: DE
Inventors: Georg Mair; Andreas Huettemann; Siegfried Schwert; Peter Marquardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-08-17
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2002-03-07
Also published as: US20030029018A1; AU2001289815A1; WO2002014592A1; US6779563B2

Abstract

Bei einem Verfahren zum Auskleiden einer Hochdruck-Rohrleitung mit einem Schlauch aus sich kreuzenden, dehnsteifen Hochleistungsfasern und einer auf diese aufgetragenen Beschichtung aus Kunststoff werden die Hochleistungsfasern in der Struktur eines Flechtwerks angeordnet und in einem relativ zueinander bewegbaren Zustand in die Rohrleitung eingebracht. Danach wird das eingebrachte Flechtwerk unter Veränderung der geometrischen Zuordnung der Hochleistungsfasern zueinander an die Innenwand der Rohrleitung angelegt und anschließend mit der nach dem Anlegen angenommenen gegenseitigen Zuordnung der Hochleistungsfasern fixiert. DOLLAR A Weiterhin ist ein Schlauch zum Auskleiden einer Hochdruck-Rohrleitung, welcher sich kreuzende, dehnsteife Hochleistungsfasern und eine auf diese aufgetragene Beschichtung aus Kunststoff aufweist, in der Weise ausgebildet, daß die Hochleistungsfasern in der Struktur eines Flechtwerks angeordnet sind, wobei der Winkel der Hochleistungsfasern gegenüber der Senkrechten zur Schlauchachse vor dem Auskleiden so veränderbar ist, daß eine Aufweitung des Schlauches in radialer Richtung möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1 sowie einen Schlauch nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Hochdruck-Rohrleitungen transportieren fluide Medien bei einem Druck im Bereich von mehr als 1 bar. Die Rohrleitungen müssen daher entsprechend hohen Kräften standhalten und ausreichend dimensioniert sein. Für die Schläuche werden daher sogenannte Hochleistungs fasern verwendet, die eine hohe Reißfestigkeit auf weisen und relativ dehnsteif sind. Unter dem Ge sichtspunkt der Festigkeitserhöhung sind diese Fasern am wirksamsten, wenn sie senkrecht zur Längsachse der Rohrleitung bzw. des Schlauches verlaufen. Die Gewebe der bekannten Schläuche sind so ausgebildet, daß sie aus Kett- und Schußfäden bestehen, die in Längsrich tung des Schlauches bzw. senkrecht hierzu verlaufen.

Diese Schläuche haben jedoch nur eine geringe Dehn barkeit in radialer Richtung. Diese Dehnbarkeit reicht jedoch nicht aus, um Fertigungstoleranzen der Rohrleitungen und der Schläuche auszugleichen. Da mit maximalen Toleranzen der Rohrleitungen und der Schläuche von jeweils etwa 3% gerechnet werden muß, sollte ein derartiger Schlauch eine Dehnbarkeit von nicht weniger als 6% haben.

Die bisherigen Sanierungsschläuche für Hochdruck- Rohrleitungen weisen, wie vorstehend erwähnt, ein Ge webe aus Kett- und Schußfäden auf, wobei die Kettfä den in Rohrlängsrichtung verlaufen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Auskleiden einer Hochdruck-Rohr leitung mit einem Schlauch aus sich kreuzenden, dehnsteifen Hochleistungsfasern und einer auf diese äufgetragenen Beschichtung aus Kunststoff sowie einen derartigen Schlauch anzugeben, welche trotz einer ho hen Festigkeit in radialer sowie auch in axialer Richtung eine maximale radiale Aufweitung des Schlauchs auf mindestens 3% über den Nenndurchmesser der Rohrleitung zulassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für den Schlauch durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. Schlauches ergeben sich aus den je weiligen Unteransprüchen.

Dadurch, daß die Hochleistungsfasern in der Struktur eines Flechtwerks angeordnet und in einem relativ zu einander bewegbaren Zustand in die Rohrleitung einge bracht werden, und daß das eingebrachte Flechtwerk unter Veränderung der geometrischen Zuordnung der Hochleistungsfasern zueinander an die Innenwand der Rohrleitung angelegt und anschließend in ihrer nach dem Anlegen angenommenen Zuordnung fixiert werden, kann der Schlauch bei Anlegen an die Innenwand der Rohrleitung in radialer Richtung nahezu kraftfrei so aufgeweitet werden, daß Herstellungstoleranzen oder anderweitig bedingte Schwankungen des Innendurchmes sers der Rohrleitung ausgeglichen werden können, ohne daß die Hochleistungsfasern selbst gedehnt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem nicht beschichte ten Gewebe in Form eines Flechtwerks aus einander abwechselnd über- und untereinander gekreuzten Fasern, und

Fig. 2 die Anordnung der Fasern des Flechtwerks nach Fig. 1 nach dem Anlegen an der Innen wand der Rohrleitung und dem Fixieren durch die Beschichtung aus Kunststoff.

Fig. 1 zeigt das Flechtwerk vor dem Einbringen in die Rohrleitung und Fixieren an deren Innenwand. Die Kreuzungswinkel der Hochleistungsfasern 1 untereinan der sowie deren Winkel gegenüber der Senkrechten zur Schlauchachse können beliebig sein, solange die Hochleistungsfasern 1 relativ zueinander so beweglich sind, daß sie spannungsfrei in die in Fig. 2 gezeigte Orientierung gebracht werden können. Diese Orientie rung ergibt sich, nachdem das Flechtwerk in die Rohr leitung eingebracht und an deren Innenwand angelegt wurde.

Das Einbringen des Flechtwerks in die Rohrleitung kann beispielsweise durch Umstülpen oder durch einfa ches Einziehen erfolgen. Insbesondere beim Umstülpen ist erforderlich, daß das Flechtwerk bereits mit ei ner für das zum Umstülpen verwendete Medium, übli cherweise Luft, undurchlässigen Beschichtung versehen ist. Diese Beschichtung muß so elastisch sein, daß sie noch eine ausreichende Bewegung der Hochlei stungsfasern 1 relativ zueinander zuläßt, um das Flechtwerk praktisch spannungsfrei an die Innenwand einer Rohrleitung mit einem innerhalb des Toleranzbe reichs liegenden Innendurchmesser anlegen zu können. Nach dem Anlegen an die Innenwand wird das Flechtwerk fixiert. Wurde zunächst nur das Flechtwerk ohne Be schichtung in die Rohrleitung eingebracht, erfolgt das Fixieren durch Aufbringen eines anschließend aus härtenden Kunststoffs. Wurde hingegen das Flechtwerk bereits im beschichteten Zustand eingebracht, dann kann die Fixierung in der Weise durchgeführt werden, daß die bereits vorhandene Beschichtung nachträglich ausgehärtet wird oder eine zusätzliche, anschließend aushärtende Beschichtung aufgebracht wird.

In dem in die Rohrleitung eingebrachten und an deren Innenwand angelegten Schlauch sollen die dehnsteifen Fasern gegenüber der Senkrechten zur Schlauchachse einen möglichst kleinen Winkel haben, der abhängig von den zulässigen Fertigungstoleranzen der Rohrlei tung eine maximale Aufweitung von vorzugsweise im Be reich von 3% bis 10% über den Nenndurchmesser der Rohrleitung hinaus ermöglicht, bis der kleinstmögli che Winkel gegenüber der Senkrechten des Schlauches (je nach Flechtart etwa 10° bis 35°) erreicht ist. Dieser Winkel soll aus dem Grund möglichst klein sein, daß bei einem Innendruck in der Rohrleitung ra diale Kräfte auftreten, die von senkrecht zur Schlauchachse, d. h. in Umfangsrichtung verlaufenden Fasern am besten aufgenommen werden.

Für die Beschichtung des Flechtwerks vor dem Einbrin gen in die Rohrleitung ist es vorteilhaft, wenn das Flechtwerk aus den Fasern 1 von sogenannten Stegfäden 2 (Längsfäden, die parallel zur Schlauchachse verlau fen) durchsetzt wird. Diese Stegfäden 2 werden beim Beschichten auf einer bestimmten Länge gehalten und sollen die beim Beschichten auf das Flechtwerk wir kenden Kräfte in axialer Richtung aufnehmen. Sie ver hindern somit, daß der Winkel der Fasern 1 gegenüber der Senkrechten zur Schlauchachse einen bestimmten Wert überschreitet. Zum Anlegen des beschichteten Flechtwerks an die Innenwand der Rohrleitung ist dann nur noch eine geringe Relativbewegung zwischen den Hochleistungsfasern 1 erforderlich. Die Stegfäden 2 können andere mechanische Eigenschaften als die Fa sern 1 aufweisen.

Als geeignete Hochleistungsfasern für die Verwendung als Fasern 1 in dem Flechtwerk empfehlen sich z. B. Glasfasern, Aramidfasern, UHM(ultrahochmolekulare)- PE-Fasern, Kohlefasern, PBO(Poly(p-phenylen-2.6- benzobisoxazol))-Fasern oder Stahlfasern.

Das Flechtwerk kann aus Garnen bestehen, welche aus den Hochleistungsfasern gebildet sind. Dabei können Einzelgarne oder mehrere Garne, die parallel verlau fen oder verzwirnt (Litzen) sind, verwendet werden. Weiterhin können Rovings zum Einsatz kommen. Es ist auch möglich, aus Garnen gewebte oder geflochtene Bänder oder Gurte miteinander zu verflechten.

Das Flechtwerk kann die Flechtigkeit 1 oder die Flechtigkeit 2 aufweisen. Bei der Flechtigkeit 1 wird eine Faser (bzw. Garn, Roving, Garnbündel, Band oder Gurt) jeweils auf der einen Seite nur über eine der sie kreuzenden Fasern und auf der anderen Seite nur über die nachfolgende sie kreuzende Faser geführt, während bei der Flechtigkeit 2 die Faser auf der ei nen Seite jeweils über zwei aufeinanderfolgende Fa sern und auf der anderen Seite über die beiden näch sten aufeinanderfolgenden Fasern geführt wird.

Claims

1. Verfahren zum Auskleiden einer Hochdruck- Rohrleitung mit einem Schlauch aus sich kreuzen den, dehnsteifen Hochleistungsfasern (1) und ei ner auf diese aufgetragenen Beschichtung aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochleistungsfasern (1) in der Struktur eines Flechtwerks angeordnet und in einem rela tiv zueinander bewegbaren Zustand in die Rohr leitung eingebracht werden, und daß das einge brachte Flechtwerk unter Veränderung der geome trischen Zuordnung der Hochleistungsfasern zu einander an die Innenwand der Rohrleitung ange legt und anschließend mit der nach dem Anlegen angenommenen gegenseitigen Zuordnung der Hochleistungsfasern (1) fixiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Anlegen des Flechtwerks unter Ver kleinerung des Winkels der Hochleistungsfasern (1) gegenüber der Senkrechten zur Schlauchachse erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß die Hochleistungsfa sern (1) eigenspannungsfrei an die Innenwand der Rohrleitung angelegt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß das Flechtwerk unbe schichtet in die Rohrleitung eingebracht wird und zur Fixierung der Hochleistungsfasern (1) die Beschichtung in der Rohrleitung auf die Hochleistungsfasern (1) aufgebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß das Flechtwerk mit ei ner Beschichtung, welche eine Relativbewegung der Hochleistungsfasern (1) zueinander zuläßt, in die Rohrleitung eingebracht wird, und daß zur Fixierung der Hochleistungsfasern (1) die Be schichtung ausgehärtet oder durch eine weitere Beschichtung ergänzt wird.

6. Schlauch zum Auskleiden einer Hochdruck- Rohrleitung, welcher sich kreuzende, dehnsteife Hochleistungsfasern (1) und eine auf diese auf getragene Beschichtung aus Kunststoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochleistungsfa sern (1) in der Struktur eines Flechtwerks ange ordnet sind und der Winkel der Hochleistungsfa sern (1) gegenüber der Senkrechten zur Schlauchachse vor dem Auskleiden so veränderbar ist, daß eine Aufweitung des Schlauches in ra dialer Richtung möglich ist.

7. Schlauch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß sich die Hochleistungsfasern (1) unter einem spitzen, die Senkrechte zur Schlauchachse einschließenden Winkel kreuzen.

6. Schlauch nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Winkel der Hochleistungsfasern (1) gegenüber der Senkrechten zur Schlauchachse im Auskleidungszustand möglichst klein ist.

9. Schlauch nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die Hochleistungsfa sern (1) im Auskleidungszustand eigenspannungs frei sind.

10. Schlauch nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Winkel der sich kreuzenden Hochleistungsfasern (1) gegenüber der Senkrechten zur Schlauchachse symmetrisch sind.

11. Schlauch nach einem der Ansprüche 6 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß das Flechtwerk eine Aufweitung des Schlauches in radialer Richtung im Bereich von etwa 3-10% über den Nenndurch messer der Rohrleitung zuläßt.

12. Schlauch nach einem der Ansprüche 6 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß die Hochleistungsfa sern (1) Glasfasern, Aramidfasern, UHM-PE- Fasern, Kohlefasern, PBO-Fasern oder Stahlfasern sind.

13. Schlauch nach einem der Ansprüche 6 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß das Gewebe zusätzlich Fasern (2) in axialer Richtung des Schlauches aufweist.

14. Schlauch nach einem der Ansprüche 6 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß das Flechtwerk aus Einzelgarnen, mehreren parallelen oder verzwirn ten Garnen oder Rovings gebildet ist.

15. Schlauch nach einem der Ansprüche 6 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß das Flechtwerk aus aus Garnen gewebten oder geflochtenen Bändern oder Gurten gebildet ist.

16. Schlauch nach einem der Ansprüche 6 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß das Flechtwerk die Flechtigkeit 1 oder die Flechtigkeit 2 aufweist.