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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen einer Rohrstrecke bestehend aus einer Mehrzahl von Einzelrohren aus Stahl oder Kunststoff. Ferner betrifft die Erfindung eine Rohrwendel beispielsweise zur Durchführung des genannten Verfahrens.
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Rohrstrecken werden aus unterschiedlichen Gründen in der Landschaft verlegt. Beispielsweise dienen die Rohrstrecken zum Transport von Medien, wie Flüssigkeiten, Gasen und/oder Feststoffen. Man spricht dann auch von medienführenden Rohrstrecken. Die Rohrstrecken können aber auch eine andere Funktion haben, etwa den Schutz eines in der Rohrstrecke verlegten Kabels. Man spricht in diesen Fällen von nicht medienführenden Rohrstrecken. Rohrstrecken der genannten Art weisen meist eine große Länge auf, die viele hundert Meter teilweise sogar einige oder viele Kilometer betragen kann.
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Da solch lange Rohre nicht ohne Weiteres hergestellt werden können, müssen die Rohrstrecken aus Einzelrohren zusammengesetzt werden. Die Einzelrohre sind dabei gerade Rohrstücke, die mit ihren Enden der Reihe nach aneinander geschweißt werden. Um den Aufwand für das Schweißen gering zu halten, werden meist sehr lange Rohre von deutlich über 10 m Länge verwendet, die entsprechend schwierig zu handhaben sind. Daher ist die Verlegung einer Rohrstrecke der genannten Art mit einem erheblichen Aufwand verbunden und letztlich kostenintensiv.
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Man geht dabei beispielsweise so vor, dass man die Einzelrohre an einem Montageort zusammenschweißt und die verschweißten Einzelrohre dann dahin zieht, wo die Rohrstrecke verbleiben soll, beispielsweise in einen Graben oder dergleichen. So kann zwar das Schweißen einfacher erfolgen, allerdings müssen große Anstrengungen unternommen werden, um die Rohrstrecke in Position zu ziehen. Da mit vertretbarem Aufwand nur eine Rohrstrecke mit begrenzter Länge gezogen werden kann, ist es bei langen Rohrstrecken dennoch erforderlich, mit dem Montageort schrittweise entlang der Rohrstrecke vorzurücken. Das ist mit entsprechendem logistischen Aufwand verbunden.
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Damit die Einzelrohre nach dem Verschweißen nicht mehr bewegt werden müssen, können diese auch Stück für Stück an Ort und Stelle (am Verlegeort) miteinander verschweißt werden. Das Verschweißen kann dann aber nicht unter gleichbleibenden Bedingungen durchgeführt werden. Das Verschweißen muss vielmehr teilweise unter schwierigen äußeren Bedingungen durchgeführt werden.
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Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass lange Rohrstrecken kostengünstiger verlegt werden können.
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Diese Aufgabe ist gemäß Anspruch 1 durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Einzelrohre schrittweise untereinander zur Rohrstrecke verschweißt werden, bei dem die miteinander verschweißten Einzelrohre schrittweise zu einer kernlosen Rohrwendel aufgewickelt werden, bei dem das Verschweißen der Einzelrohre und das Aufwickeln der Einzelrohre parallel und/oder abwechselnd erfolgt, bis die Rohrstrecke zur Rohrwendel aufgewickelt ist, bei dem die Rohrwendel an den Verlegeort verbracht wird und bei dem die Rohrstrecke am Verlegeort von der Rohrwendel abgewickelt und verlegt wird.
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Die Erfindung hat erkannt, dass es einfacher und kostengünstiger ist, die Einzelrohre zunächst miteinander zu verbinden und dabei aufzuwickeln, um die so gebildete Rohrstrecke anschließend an der gewünschten Stelle wieder abzuwickeln, obwohl dies zwei weitere Verfahrensschritte erfordert, nämlich das Aufwickeln und das Abwickeln der Rohrstrecke. Aufgrund der typischen Größe der zu verlegenden Rohre muss das Verschweißen regelmäßig an einem Montageort im Feld anstatt einer Fabrik erfolgen, weil ein langer Transport über öffentliche Straßen nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich wäre. Allerdings kann unter Verwendung eines einzigen Montageorts ein sehr langes Rohr verlegt werden, da die Rohrwendel über entsprechende Distanzen zum jeweiligen Verlegeort gebracht werden kann.
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Zudem hat die Erfindung erkannt, dass es zweckmäßig ist, die verbundenen Einzelrohre in Form einer Rohrwendel, also helixförmig, aufzuwickeln. Dies nimmt zwar viel Raum in Anspruch, führt aber zu keinen Beschädigungen an der Rohrstrecke. Würde die Rohrstrecke auf eine Trommel aufgewickelt, könnten Teile der Rohrstrecke leicht verbogen oder eingedrückt werden, und zwar insbesondere wenn die Wicklung mehrlagig und ohne Vorbiegung erfolgen würde. Verbogene oder eingedrückte Rohre weisen jedoch Querschnittsverengungen auf, was höchst unerwünscht ist. Des Weiteren müsste eine große und schwere Trommel zum Montageort transportiert werden, was das Handling des Verfahrens erschweren würde. Die Trommel müsste zudem auch wieder abtransportiert und ggf. vor und nach der Verwendung montiert bzw. demontiert werden.
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Das Aufwickeln der miteinander verschweißten Einzelrohre erfolgt vorzugsweise schrittweise. Das bedeutet, dass ein oder mehrere Einzelrohre miteinander verschweißt und anschließend soweit aufgewickelt werden, dass das nächste Einzelrohr mit dem Ende der bereits gebildeten Rohrwendel verschweißt werden kann. Danach oder nach dem Verschweißen weiterer Einzelrohre werden die noch nicht aufgewickelten, aber miteinander verschweißten Einzelrohre ebenfalls aufgewickelt. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Verschweißen eines Einzelrohrs mit der bereits gebildeten Rohrwendel und das Aufwickeln des neu hinzugekommenen Einzelrohrs abwechselnd erfolgt.
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Um eine qualitativ hochwertige Schweißnaht sicherstellen zu können, bietet es sich an, wenn während des Verschweißens eines Einzelrohrs mit der Rohrwendel oder mit einem weiteren Einzelrohr das Aufwickeln zur Rohrwendel gestoppt wird. Grundsätzlich könnte aber auch ein Einzelrohr mit der bereits gefertigten Rohrwendel oder mit einem weiteren Einzelrohr während des Aufwickelvorgangs verschweißt werden. Man spricht dabei auch von einem „fliegenden” Verschweißen.
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Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Rohrwendel kernlos aufgewickelt wird. Dies bedeutet insbesondere, das keine Trommel, Spule oder Haspel im inneren der Rohrwendel vorgesehen sein muss, um welche die Rohrwendel herumläuft. Dennoch kann eine solche Trommel, Spule oder Haspel bedarfsweise vorgesehen sein. Wichtig ist einzig, dass das Aufwickeln nicht durch Drehen der Trommel, Spule oder Haspel erfolgt, um einen Zug auf die aufzuwickelnden Einzelrohre auszuüben, so dass die Einzelrohre um die Trommel, Spule oder Haspel gezogen und gebogen werden. Vielmehr werden die Einzelrohre in einer Weise gebogen, die dafür sorgt, dass die Einzelrohre zwangsweise eine Rohrwendel bilden, egal ob sich in dieser eine Trommel, Spule oder Haspel befindet. Allgemein gesprochen handelt es bei dem hier verwendeten Begriff des Aufwickelns eher um ein Biegen der verschweißten Einzelrohre in Helixform als um ein Aufwickeln auf eine Trommel, Spule oder Haspel. Der leichteren Verständlichkeit halber wird aber im Folgenden weiter der Begriff Aufrollen verwendet, auch wenn dies wie zuvor beschrieben zu verstehen ist. Folglich ist grundsätzlich nichts anderes gemeint, wenn nachfolgend von einem Biegen der verschweißten Einzelrohre die Rede ist.
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Das Verbringen der Rohrwendel an den Verlegeort kann einen recht weiten Transport der Rohrwendel umfassen. Bedarfsweise kann es sich aber auch um eine sehr kurze Strecke handeln. Das Bilden der Rohrwendel kann jedoch regelmäßig nicht exakt dort erfolgen, wo die Rohrwendel auch optimal für das Abwickeln platziert sein sollte. Daher kommen auch überaus kurze Transportwege zum Verbringen der Rohrwendel vom Montageort an den Verlegeort in Frage. Das Verbringen der Rohrwendel an den Verlegeort kann auch ein bloßes Ausrichten der Rohrwendel sein. Regelmäßig wird jedoch eine größere räumliche Distanz überwunden werden.
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Die zuvor genannte Aufgabe ist zudem bei einer Rohrwendel, vorzugsweise zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens dadurch gelöst, dass die Rohrwendel aus einer Mehrzahl von miteinander verschweißten Einzelrohren aus Stahl gebildet ist und dass die Einzelrohre einen Außendurchmesser von wenigstens 125 mm und eine Wandstärke von wenigstens 4 mm aufweisen.
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Es ist also für die vorliegende Anwendung als zweckmäßig erkannt worden, Rohre mit einem großen Außendurchmesser und einer großen Wandstärke zu einer Rohrwendel aufzuwickeln. Es handelt sich somit um Rohre, die bisher nicht zu einer Rohrwendel aufgewickelt worden sind. Rohrwendeln wurden bisher nur aus sehr viel dünneren Rohren mit geringeren Wandstärken gefertigt. Die bekannten Rohrwendeln haben zudem eine viel geringere Länge.
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Im Folgenden werden weitere Ausgestaltungen des Verfahrens und der Rohrwendel gemeinsam beschrieben, ohne immer eindeutig zwischen dem Verfahren und der Rohrwendel zu unterscheiden. Der Fachmann wird jedoch erkennen welche Merkmale als weitere Ausgestaltung des Verfahrens und/oder der Rohrwendel geeignet sind.
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Bei einer ersten Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei den Einzelrohren um solche mit einem Außendurchmesser von wenigstens 125 mm, vorzugsweise wenigstens 150 mm, insbesondere wenigstens 200 mm. Mit zunehmendem Durchmesser können die Rohre mehr Medium, Kabel oder dergleichen aufnehmen. Gleichzeitig werden aber das Verlegen und das Aufwickeln schwieriger. Dennoch sind die durch die Erfindung zu erzielenden Vorteile bei Rohren mit größeren Durchmessern besonders beachtlich. Es hat sich zudem gezeigt, dass die Erfindung insbesondere für Rohrdurchmesser von etwa 168 mm, etwa 219 mm und/oder etwa 273 mm von besonderer Bedeutung ist.
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Die Rohrstrecke hat alternativ oder zusätzlich eine Länge von wenigstens 50 m, vorzugsweise wenigstens 100 m, insbesondere wenigstens 500 m. Bei einer größeren Länge kommt der Effekt der Erfindung umso mehr zum Tragen, nach dem die Rohrwendel als Rohrspeicher dient. Vorzugsweise wird die insgesamt benötigte Rohrlänge mit möglichst wenig separaten Rohrwendeln erreicht, ohne dass der Aufwand durch übertrieben lange Rohrwendeln zu groß wird. Längen der Rohrstrecke einer Rohrwendel von 1000 m, insbesondere 1500 m und mehr sind dabei durchaus möglich und gewünscht.
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Um den Aufwand für die Schweißarbeiten verhältnismäßig gering halten zu können, ist es bevorzugt, Einzelrohre einer Länge von wenigstens 6 m, vorzugsweise wenigstens 9 m, insbesondere wenigstens 12 m, zu verwenden. Je länger die Einzelrohre, desto weniger Schweißnähte müssen hergestellt werden. Allerdings nimmt gleichzeitig der Aufwand für das Handling zu, das erforderlich ist, um die Einzelrohre miteinander zu verschweißen.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die miteinander verschweißten Rohrstücke mittels einer 3-Rollen Biegemaschine zur Rohrwendel gebogen werden. Dabei greift eine Rolle an einer Seite der verschweißten Einzelrohre an, während die anderen beiden Rollen auf der gegenüberliegenden Seite an den verschweißten Einzelrohren anliegt. Die Lage der Rollen zueinander bestimmt die Krümmung, mit der die verschweißten Einzelrohre gebogen werden. Wenigstens eine der Rollen ist vorzugsweise angetrieben. Wenn nun wenigstens ein Rollenpaar, von dem eine Rolle angetrieben ist, eine hinreichende Reibung auf die verschweißten Einzelrohre übertragen kann, dann wirkt die 3-Rollen Biegemaschine gleichzeitig als Antrieb für die verschweißten Einzelrohre, um diese in Richtung der Rohrwendel zu transportieren.
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Alternativ oder zusätzlich kann zum Aufwickeln eine Biegemaschine verwendet werden, mit der der Durchmesser der Rohrwendel beim Aufwickeln und/oder die Gradheit und/oder die Richtung der Rohrstrecke beim Abwickeln einstellbar ist. Auf diese Weise kann der Durchmesser der Rohrwendel bei Einzelrohren mit geringerem Außendurchmesser verringert werden, um die Rohrwendel leichter transportieren zu können oder den für die Rohrwendel benötigten Platz besser ausnutzen zu können.
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Als besonders günstig haben sich Durchmesser der Rohrwendeln zwischen 2 m und 10 m, vorzugsweise zwischen 4 m und 8 m, insbesondere zwischen 5 m und 7 m herausgestellt.
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Man kann aber durch die Einstellbarkeit der Gradheit und/oder der Richtung der Rohrstrecke beim Abwickeln der Rohrstrecke auch eine gezielt einstellbare Krümmung aufprägen, in der die Rohrstrecke verlegt werden soll, oder die Rohrstrecke in eine gewünschte Richtung bezogen auf die Rohrwendel abwickeln, in der die Rohrstrecke verlegt werden soll.
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Damit die Rohrwendel besonders einfach zum Verlegeort verbracht werden kann, bietet es sich an, die Rohrwendel nach und/oder während des Aufwickelns auf einem Wagen abzulegen und/oder auf dem Wagen an den Verlegeort zu verbringen. Der Wagen kann vorzugsweise als Raupenfahrzeug ausgebildet sein, um eine gute Mobilität des Wagens sicherstellen zu können.
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Wenn die Rohrstrecke im Küstenbereich, in der See oder in einem anderen Gewässer, wie einem Binnengewässer oder einem Fluss, verlegt werden soll, kann es zweckmäßig sein, die Rohrwendel gleich auf einem Ponton aufzuwickeln. Dabei kann die Biegemaschine auch auf dem Ponton oder aber an Land positioniert werden.
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Wenn die Rohrstrecke im Küstenbereich, in der See oder in einem anderen Gewässer, wie einem Binnengewässer oder einem Fluss, verlegt werden soll, kann es alternativ oder zusätzlich zweckmäßig sein, wenn die Rohrwendel mit einem Ponton zum Verlegeort verbracht wird und die Rohrwendel vom Ponton aus abgewickelt wird.
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Um beispielsweise die Biegemaschine beim Transport der verschweißten Einzelrohre zur Rohrwendel zu unterstützen, kann die bereits aufgewickelte Rohrwendel während des weiteren Aufwickelns mit einer Wendelführung axial von der Biegemaschine weg bewegt werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch diese Wendelführung erreicht werden, dass die Steigung und/oder die Teilung der Wendel einen vorgegebenen Wert annimmt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt
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1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 eine Seitenansicht der Rohrwendel und der Biegemaschine der 1 und
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3 die Rohrwendel und die Biegemaschine aus 1 in einer Schnittdarstellung.
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In der 1 ist ein Verfahren zum Verlegen einer Rohrstrecke 1 schematisch und in Teilen dargestellt. Die Rohrstrecke 1 wird dabei in der Landschaft, beispielsweise in einem Graben verlegt, was als solches aber nicht mehr im Einzelnen dargestellt ist. Die zu verlegende Rohrstrecke 1 wird aus Einzelrohren 2 zusammengesetzt, die beim dargestellten und insoweit bevorzugten Verfahren gleichartig ausgebildet sind. Von einer Gruppe 3 von bereitgehaltenen Einzelrohren 2 werden nacheinander Einzelrohre 2 ergriffen, wozu beim dargestellten und insoweit bevorzugten Verfahren ein Kran 4 verwendet wird. Die Einzelrohre 2 werden dann hintereinander platziert und an ihren aufeinander zuweisenden Enden miteinander verschweißt.
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Der Einfachheit halber werden die Einzelrohre 2 auf ein Rollenlager 5 gelegt, auf dem die Einzelrohre 2 leicht in Längsrichtung der Einzelrohre 2 verschoben werden können. Die Einzelrohre 2 liegen dabei auf den Rollen 6 des Rollenlagers 5. So können die Einzelrohre 2 leicht Stoß an Stoß positioniert und miteinander verschweißt werden. Beim dargestellten und insoweit bevorzugten Verfahren wird hierfür aus Gründen der Einfachheit eine Orbitalschweißanlage 7 verwendet.
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Beim dargestellten und insoweit bevorzugten Verfahren wird, nachdem zwei Einzelrohre 2 miteinander verschweißt worden sind, das vordere Einzelrohr 2 teilweise mittels einer 3-Rollen-Biegemaschine 8 gebogen, so dass der gebogene Teil des Einzelrohrs 2 die Form eines Abschnitts einer Helix annimmt. Dadurch entsteht auf dem Rollenlager 5, das grundsätzlich auch durch eine andere Auflage ersetzt werden könnte, Platz für ein weiteres Einzelrohr 2 aus der bereitgehaltenen Gruppe 3 von Einzelrohren 2. Das Einzelrohr 2 wird vom Kran 4 ergriffen und an das hintere Ende der beiden miteinander verschweißten Einzelrohre 2 gelegt. Anschließend wird dieses Ende mit dem angrenzenden Ende des neuen Einzelrohrs 2 verschweißt. Die miteinander verschweißten Einzelrohre 2 werden sodann weiter aufgewickelt, bis auf dem Rollenlager 5 wieder Platz für ein neues Einzelrohr 2 ist.
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Die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte werden so lange wiederholt, bis mittels der Biegemaschine 8 eine Rohrwendel 9 mit der gewünschten Länge gebildet worden ist. Beim dargestellten und insoweit bevorzugten Verfahren beträgt die Länge der aus Einzelrohren 2 zusammengesetzten und zu einer Rohrwendel 9 gebogenen Rohrstrecke 1 etwa 1500 m.
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Die Einzelrohre 2 haben eine Länge von 12 m bis 18 m und einen Außendurchmesser von ungefähr 270 mm bei einer Wandstärke von ungefähr 6 mm. Damit wiegt die fertige Rohrwendel 9 bei einem Durchmesser von etwa 6 m rund 62 t.
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Beim dargestellten und insoweit bevorzugten Verfahren wird die Rohrwendel 9 während des Aufwickelns der miteinander verschweißten Einzelrohre 2 auf einem Wagen 10, bei dem es sich um einen Sattelauflieger mit entsprechender Tragfähigkeit handelt, abgelegt. Das Biegen der miteinander verbundenen Einzelrohre 2 zur Rohrwendel 9 erfolgt mittels der von einem Staplerfahrzeug 11 in der gewünschten Position gehaltenen 3-Rollen Biegemaschine 8. Grundsätzlich könnte die 3-Rollen Biegemaschine 8 auch fest auf dem Wagen 10 montiert sein. Dadurch würde jedoch das maximal zulässige Gewicht der Rohrwendel 9 entsprechend geringer ausfallen müssen.
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Wenn die Rohrwendel 9 fertiggestellt ist, wird die Biegemaschine 8 von der Rohrwendel 9 getrennt und der Wagen 10 von einem Zugfahrzeug zum Verlegeort der Rohrstrecke 1 gefahren. Dort wird die Rohrwendel 9 wiederum mit derselben oder einer anderen 3-Rollen Biegemaschine 8 verbunden, um die Rohrstrecke 1 abzuwickeln und zu verlegen. Beim dargstellten und insoweit bevorzugten Verfahren erfolgt das Abwickeln so, dass eine im Wesentlichen gerade abgewickelte Rohrstrecke 1 erhalten wird.
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In der 2 ist der Wagen 10 mit der drauf abgelegten Rohrwendel 9 dargestellt. Am Ende des Wagens 10 wird durch ein Staplerfahrzeug 11 die 3-Rollen Biegemaschine 8 in Position gehalten. Die Biegemaschine 8 könnte jedoch grundsätzlich auch auf dem Boden stehen. Die Rollen 12, 13, 14 der 3-Rollen Biegemaschine 8 sind derart zueinander ausgerichtet, dass die Rollen 12, 13, 14 die miteinander verschweißten Einzelrohre 2 durch den Spalt zwischen den Rollen 12, 13, 14 zieht und nach hinten transportiert.
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Die Anordnung der Rollen 12, 13, 14 ist im Detail in der 3 dargestellt. Dabei ist jedoch die Teilung der Rohrwendel 9, also der Abstand zwischen zwei parallelen Wicklungen größer als in den 1 und 2 dargestellt. Entsprechende Teilungen wären möglich, sind aber aus Platzgründen eher weniger bevorzugt.
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Die den Spalt zwischen den Rollen 12, 13, 14 der Biegemaschine 8 verlassenden, miteinander verschweißten Einzelrohre 2 sind helixförmig gebogen, so dass sich mit der Zeit eine immer längere Rohrwendel 9 auf dem bereitgestellten Wagen 10 bildet.
