DE2010773C3 - Verfahren zum Anzapfen einer unter Druck stehenden Rohrleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anzapfen einer unter Druck stehenden Rohrleitung, wie im Oberbegriff des Patentanspruchs beschrieben.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (US-PS 33 96 745) wird auf der Rohrleitung über dem anzuzapfenden Bereich ein Sattelstück und an diesem ein Gehäuseteil befestigt, in dem eine geformte Sprengladung angeordnet wird, die gegen den anzuzapfenden Flächenbereich der Rohrleitung gerichtet und nach dem Herstellen einer Verbindung zwischen dem Gehäuseteil und der Rohrleitung zur Detonation gebracht wir:' Diese Detonation führt jedoch nicht zum Herauslösen eines definierten Flächenstückes aus der anzuzapfenden Rohrleitung, sondern zu einer Zersplitterung der Rohrleitung im .Sprengbereich mit der Folge, daß mehr oder weniger große teile der Rohrleitungswand in die anzuzapfende Rohrleitung geschleudert werden. Da diese Rohrleitungsteile in die Förderanlage, insbesondere Förderpumpen, geraten können, besteht bei diesem Verfahren nicht nur die Gefahr der Verunreinigung des Fördergutes, sondern sogar der Zerstörung derartiger Förderpumpen.

Bei einem anderen bekannten Verfahren /.um Anzapfen von unter Druck stehenden Rohrleitungen wird auf den anzuzapfenden Bereich zwar ebenfalls ein Sattelstück und an diesem ein Gehäuseteil befestigt, jedoch zum Herausschneiden des gewünschten Flächenbereiches der Rohrleitung keine Sprengladung benutzt sondern ein Schneidwerkzeug, daß nach dem Herausschneiden des Flächenbereiches diesen von der Rohrleitung abhebt und nach außen führt. (DE-GM 69 08 942).

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein definiertes Flächenstück als Gesamtheit aus der Rohrleitung herausgesprengt und danach von der Rohrleitung entfernt wird, so daß die Gefahr, daß an die Rohrleitung angeschlossene Fördereinrichtungen durch abgesprengte Rohrleitungswandsplitter beschädigt oder gar zerstört werden, beseitigt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Auf diese Weise läßt sich das Einsprengen von I .(ichern in die Wandung von Rohrleitungen, die mit linier Druck stehenden Fördermittel gefüllt sind, ohne f'ioflni I iiergicaiifwiiml und ohne Dniiknliei Ir.iguiigs ■1 i It I ill I (Il III VOM Il MSMI! kl'i It'll Mild (1,11 III I k< IS I I'll SIIiI-rend durchführen, wobei den oben erwähnten Sicherheitserfordernissen dadurch vollständig Rechnung getragen wird, daß das dem eingesprengten Loch entsprechende Flüchenstück der Rohrleitung nicht selbst zerstört wird, sondern als Ganzes gewonnen werden kann, und wobei darüber hinaus das Heraussprengen des Wandabschnittes durch die geformte Sprengladung eine öffnung mit sauberem Rand in der Rohrleitungswand hinterläßt.

ίο Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. I eine Querschnittsansicht einer Rohrleitung, an der ein Zapfen befestigt ist,

Fig.2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, die jedoch einen folgenden Verfahrensschritt gemäß der ersten Verfahrensvariante darstellt, bei dem ein hohler Träger über einen an dem Zapfen angebrachten Führungskörper geführt ist und mit der Rohrleitung in der Umgebung des anzuzapfenden Bereiches verschweißt ist,

Fig.3 ist eine der Fig.2 ähnliche Ansicht, bei der jedoch ein weiterer Verfahrensschritt der ersten Verfahrensvariante dargestellt ist, bei dem über den Zapfen ein Sattelstück geführt und in dem Träger in eine Lage über und neben den anzuzapfenden Rohrleitungsbereich gebracht wird,

F i g. 4 eine der F i g. 3 ähnliche Ansicht mit weiteren Verfahrensschritten der ersten Verfahrensvariante,

jo wobei ein Gehäuse mit einem Ventil über den Träger montiert worden ist und eine in einem Paßsitz innerhalb des Gehäuses über dem Ventii gelagerte Stange mit dem Zapfen in lösbare Verbindung gebracht ist,

Fig.5 eine der Fig.4 ähnliche Ansicht, bei der die

j5 geformte Ladung zur Detonation gebracht ist, um aus dem anzuzapfenden Rohrleitungsbereich ein Wandstück auszuschneiden, das mit Hilfe der Stange in das Gehäuse gehoben worden ist, wobei das Ventil zur Isolierung des übrigen Gehäuses von der Rohrleitung geschlossen wurde und das Paßvück sowie die Stange zusammen mit dem daran befestigten Wandstück aus dem Ventil entfernt worden sind,

F i g. 6 eine perspektivische Ansicht der Oberseite und der Seitenwand des Sattelstücks;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht des in Fig.6 gezeigten Sattclstücks in einem vergrößertem Maßstab, aus der die in dem Sattelstück getragene, geformte Ladung ersichtlich ist,

Fig.8 eine Querschnittsansicht der Rohrleitung, aus der ein Verfahrensschritt der zweiten Verfahrensvariante ersichtlich ist, wobei wie bei der ersten Verfahrensvariante, gemäß Fig. 3, ein Sattelstück über den Zapfen geführt worden ist, und
Fig.9 eine der Fig.8 ähnliche Ansicht eines weiteren Verfahrensschrittes der zweiten Verfahrensvariante, bei dem ein hohler Träger eines geschlitzten T über das Sattelstück geführt, auf der Rohrleitung in Stellung gebracht und an ihr befestigt worden ist.
Bei den beiden Verfahrensvarianten wird zunächst ein Gewindezapfen 10 an seinem einen Ende mit der Außenwand der Rohrleitung 11 verschweißt oder auf andere Weise an ihr befestigt, so daß er sich in bezug auf die Rohrleitung radial nach außen erstreckt, wie dies in Fig. I gezeigt ist. Dieser Zapfen wird an einem

h'i Abschnitt des Rohrleitungsbereichs befestigt, der ■ingc/iipft werden soll, wobei seine Achse durch eine !•!bent· liiiift, die ψΐιτ zur Ailisr ik-r Nohrluiluiig liegt. I),is Γι L-ii· Ijnli Jos /,iiifi'iis 10 k;iiin mit einem ,indt-ren

Befestigungsmittel als mil einem Gewinde versehen sein, mit dem die Verbindung zu dem übrigen Teil der zu beschreibenden Vorrichtung hergestellt wird.

Bei der ersten Verfahrensvariante wird, wie aus F i g. 2 ersichtlich, auf das obere Ende des Zapfens 10 eine Scheibe 12 aufgeschraubt, die einen rohrförmigen Ansatz 13 oder einen anderen hohlen Träger in seine Stellung führt, in der er mit seinem unteren Ende auf der Rohrleitung so sitzt, daß er den anzuzapfenden Rohrbereicii umgibt. Die Scheibe 12 besitzt einen Außendurchmesser, der eng in den Träger hineinpaßt, der, wenn er auf die Rohrleitung aufgesetzt ist, mit der Rohrleitung verschweißt wird. Obgleich die Scheibe und damit der hohle Träger koaxial zu dem Zapfen angeordnet dargestellt sind, können sie auch exzentrisch zu ihm angeordnet werden, um den Träger an seinen Platz zu führen. In jedem Fall wird die Scheibe, sobald sie ihre Führungsaufgabe erfüllt hat, von dem Zapfen entfernt, um den Träger 13 für die Aufnahme der geformten Ladung vorzubereiten.

Wie am besten aus Fi g. 7 ersichtlich ist, wird in einer Ringnut 16 auf der Unterseite eines Satteistuck.es i5 eine geformte Ladung 14 getragen. Diese Ladung besteht aus einem durchgehenden Ring 17 eines Explosivstoffs, der an seinem unteren Ende mit Hilfe einer dünnen Metallplatte 18 festgehalten wird. Stattdessen kann die Platte die geformte Ladung aber auch vollständig umgeben. In jedem Fall weist die Platte die Form eines umgekehrten V auf, um auf diese Weise die geformte Ladung bei der Detonation in bekannter Weise nach unten durch das offene Ende der Nut zu lenken. Zu Sprengzwecken verbindet eine kleine öffnung 19 das obere Ende des Sattelstücks 15 mit einer Nut 16, die eine Zündschnur 20 aufnimmt sowie eine Sprengkappe neben dem aus Explosivstoff bestehenden Ring 17.

Durch das Sattelstück 15 führt zentrisch eine öffnung 21, die über dem Zapfen 10 angeordnet werden kann, wenn das Sattelstück auf den anzuzapfenden Rohrleitungsbereich abgesenkt wird. Wenn, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, das Sattelstück und die geformte Ladung 14, die von ihm getragen wird, konzentrisch zur öffnung angeordnet sind, wird durch diese geführte Plazierung des Sattelstücks der aus Explosivstoff bestehende Ring 17 über und an den äußeren Rand dieses Bereichs der Rohrleitung gelegt. Auf diese Weise schneidet er bei der Detonation der geformten Ladung aus der Rohrleitung ein Wandstück aus, dessen Durchmesser zumindest etwa dem mittleren Durchmesser der Nut 16 und des Ringes 17 entspricht. Wie aus F i g. 7 ersichtlich ist, weist die Oberseite des Sattelstücks 15 Hublöcher 22 auf, die von Hand ergriffen oder an einem geeigneten, nicht gezeigten Mechanismus befestigt werden können, um das Sattelstück in seine Stellung über der Rohrleitung abzusenken.

Wenn das Sattelstück 15 einen Außendurchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Scheibe 12 ist, kann er anstelle der Scheibe zur Führung des hohlen Trägers 13 benutzt werden. In diesem Fall wird jedoch aus den oben genannten Gründen das Sattelstück 15 gleichfalls entfernt, bevor der Träger mit der Rohrleitung verschweißt wird.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die geformte Ladung 14 ringförmig, so daß aus der Rohrleitung eine kreisförmige Wandfläche ausgeschnitten wird. Selbstverständlich kann die Ladung jedoch mich andere formen aufweisen, wenn anders geformte W;ind;il> schnitte ausgeschnitten werden sollen, Ferner k.iiin il.is Sattelstück zwei oder mehr getrennte Ladungen beliebiger gewünschter Form tragen, mit denen die entsprechende Anzahl Wandabschnitte aus der kohl leitung ausgeschnitten werden. So ist die Form der

öffnung 33, die mit Hilfe dieses Verfahrens hergestellt wird, im praktischen Fall nicht auf den kreisförmigen Schnitt beschränkt, der durch das gewöhnliche, rotierende Schneidwerkzeug hergestellt wird.

Wenn die Ladung in der richtigen Weise auf der

ίο Rohrleitung angeordnet worden ist, wie dies in F i g. 3 zu sehen ist, wird auf dem Träger 13 und damit auf der Rohrleitung ein Gehäuse 23 installiert, um die geformte Ladung 14 in einem strömungsmiueldichten Raum 24 einzuschließen, wie er in Fig.4 zu sehen ist. Im einzeln weist dieses Gehäuse 23 ein Ventil 25 auf, das auf dem Träger 13 montiert ist und einen Schieber 29 besitzt, der in die offene Stellung gebracht werden kann, so daß eine rohrförmige Fortsetzung geschaffen wird. Außerdem ist über dem Ventil ein Paßstück 26 angebracht, das das

obere F.nde des Raumes 24 schließt. Dieses Paßstück nimmt vorzugsweise eine Stan^. auf, die an ihrem unteren Ende mit dem Zapfen IC in Verbindung bringbar ist, um das durch die geformte Ladung ausgeschnittene Wandstück der Rohrleitung in das

Gehäuse hineinzuheben, wie dies im folgenden beschrieben ist Die Zündschnur 20 läuft durch den Raum 24 und durch eine isolierte Hülse 28 im Paßstück 26, um an eine geeignete elektrische Stromquelle außerhalb des Gehäuses angeschlossen zu werden.

Die Enden des Trägers 13, Ventile 25 und Paßstücks 26 sind mit Flanschen versehen, so daß sie sich beispielsweise durch nicht dargestellte Schraubenbolzen dicht miteinander verbinden lassen. Dabei kann zunächst das Ventil mit dem Paßstück verbunden und dann beide als eine Einheit an dem Träger befestigt werden, oder, falls gewünscht, kann zunächst das Ventil mit dem Träger verbunden und daraufhin das Paßstück mit dem Ventil verbunden werden. Auch kann die Stange 26 von dem Paßstück aufgenomme;. werden.

wenn letzteres eingebaut wird, oder sie kann auch erst nach der Installation des Paßstücks in dieses eingesetzt werden. Schließlich läßt sich das untere Ende der Stange mit dem Zapfen während, nach oder vor dem Einbau des Paßstücks 26 verbinden.

Das untere Ende der Stange 27 steht mit dem Zapfen in Verbindung, während ihr oberes Ende sich durch das Paßstück 26 hindurcherstreckt. Die Stange ist poliert, so daß sie abdichtend durch eine Packung 30 gleitet, die in einer durch das obere Ende des Paßstücks 26 gehenden

öffnung sitzt. Außerdem wird die Stange durch eine Brille 31 hindurchgeführt, die mit dem Paßstück in Schraubverbindung steht, um die Packung zusammenzudrücken. Das obere. Ende dieser Stange hat ein Auge 3? oder eine andere geeignete Handhabungseinrichtung, mit der die Stange in dem Gehäuse angehoben und abgesenkt werien kann. Wenn also das Gehäuse installiert und die Stange und der Zapfen miteinander verbunden sind, bildet sie zwischen dem Anzapfbereich der Rohrleitung und dem Gehäuse eine Verbindung,

bo durch die der eier aus der Rohrleitung ausgeschnittene Teil auf die im folgenden beschriebene Weise von der Rohrleitung weggeführt und geborgen werden kann.

Wenn die Teile die in Fig. 4 gezeigte Anordnung einnehmen, wird die geformte Ladung mit Hilfe der

hi Zündschnur 20 zur Detonation gebracht, so daß ein Wandabsthnitt ims der Rohrleitung ausgeschnitten wird, und zwar in einer GmIIc, ilie durch die in tier Rohrleitung gebildete f'ilfmiiii» 1! (F ig. 5) ; ι τ ι tr -. '·. um

wird. Obgleich es die verschiebbare Stange 27 dem Wandabschnitt und dem Sattelstück ermöglicht, sich in radialer Richtung um eine Strecke in die Rohrleitung hineinzubewegen, die durch die auf der Stange ausgebildete Ringschulter 34 bestimmt wird, werden sie von der Stange daran gehindert, seitlich oder axial in die Rohrleitung hineinzufliegen. Daraufhin wird das Auge 32 der Stange ergriffen und nach oben gezogen, um dadurch den Wandabschnitt von der Rohrleitung weg und in die Kammer 24 des Gehäuses oberhalb des Schiebers 29 hineinzuziehen. Nach dem Schließen des Schieberventils, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist, isi die Rohrleitung von dem oberen Ende der Kammer, in dem sich das Wandstiick befindet, isoliert, so daß das Paßstück 26 sowie die Stange 27, das Sattelstück 15 und der auf ihm getragene, nicht gezeigte Wandabschnitt über dem Ventil 25 entfernt werden können, ohne daß die Rohrleitung einen Druckverlust erleidet.

Nach der Trennung der Siange 27 vuti dein Zapfen JC können die Stange und das Paßstück 26 in einem nachfolgenden Anzapfvorgang wiederverwendet werden. Da der Träger 13 und das Ventil 25 an Ort und Stelle bleiben, bilden sie wie bei bekannten Warmanschnittverfahren oder Anzapfverfahren eine Einrichtung, mit Hilfe derer andere Vorrichtungen auf der Rohrleitung zu Reparatur-, Wartungs- und Bauzwecken installiert werden können.

Bei der zweiten Verfahrensvariante paßt wie bei der ersten Verfahrensvariante die durch das Sattelstück 15 gehende Öffnung 21 genau über d.ti Gewindezapfen 10, so daß das Sattelstück und damit die von ihm getragene, geformte Ladung in die gewünschte Stellung über und an der Rohrleitung geführt werden kann. Das Sattelstück wird jedoch, wie aus F i g. 8 ersichtlich, auf der Rohrleitung angeordnet, bevor ein hohler Träger 35 auf der Rohrleitung befestigt wird.

Der hohle Träger 35, der bei der zweiten Verfahrensvariante Verwendung findet, bildet einen Teil eines geteilten T-Stücks 36, das sich um die Rohrleitung 11 herum in bekannter Weise befestigen läßt. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, weist das T-Stück 36 einen oberen, ha'hzylindrischen Körner 37 auf. von dem aus sich der hohle Träger 35 erstreckt, sowie einen unteren, halbzylindrischen Körper 38, der die restliche Hälfte der Rohrleitung umgreifen kann. Die benachbarten Endflächen der Teile 37 und 38 sind mit Flanschen versehen und in bekannter Weise miteinander verschraubt, um dadurch das T-Stück an der Rohrleitung zu befestigen.

Von dem Teil 37 wird ein O-Ring 39 getragen, der den anzuzapfenden Bereich ringsherum abdichtet, wenn das T-Stück befestift wird. Ferner ist der hohle Träger 35 darin dem bei der ersten Verfahrensvariante verwendeten Träger 13 ähnlich, daß er an seinem oberen Ende mit einem Flansch versehen ist, auf dem ein Gehäuse installiert werden kann.

Wie aus F i g. 9 ersichtlich, läßt sich also der obere Teil

37 des geteilten T-Stücks 36 auf der Rohrleitung anordnen, so daß sein hohler Träger 35 den anzuzapfenden Bereich umgibt. Im einzelnen geschieht das so, daß der Innendurchmesser des hohlen Trägers über den

in etwas kleineren Außendurchmesser des Sattels 15 geführt wird. Sobald der untere, halb/.ylindrische Träger

38 des geteilten T-Stücks an seinen Platz über der linieren Hälfte der Rohrleitung gebracht worden ist. können die beiden Teile in der oben beschriebenen

ι) Weise miteinander verbunden werden.

Von da an können die anhand der F i g. 4 und 5 beschriebenen Verfahrensschritte der ersten Verfahrensvariante bis zur Vollendung des Warmanzapf- oder

¹ in F i g. 4 gezeigte Gehäuse 23 kann iiif dem Träger 35 installiert werden, um die geformte Ladung in einen strömungsmitteldichten Raum einzuschließen, der von dem Inneren des Gehäuses, dem Inneren des hohlen Trägers 35 und dem Außendurehmesscr des anzuzapfenden Rohrleitungsbcreiches begrenzt wird. Wenn dann das Gehäuse auf diese Weise installiert worden ist. wird die Stange 27 mit dem Gewindezapfen 10 vcrbur. !cn, um zwischen dem Zapfen und dem Gehäuse eine Verbindung herzustellen, woraufhin die geformte

¹ Ladung zur Detonation gebracht wird, um aus der Rohrleitung ein Wandstück auszuschneiden. Dann kann die Stange angehoben werden, um das Wandstück und das Sattelstück für die geforrme Ladung von der Rohrleitung zurück und in die in dem Gehäuse über dem < Schieber 39 befindliche Kammer hineinzuschieben. Wie bei der ersten Verfahrensvariante läßt sich nach dem Schließen des Ventils zur Isolierung der Rohrleitung von dem oberen Ende des oberen Teils des Gehäuses, in dem sich der Wandubschnitt befindet, das Paßstück 26 ι zusammen mit der Stange 27 und dem Wandabschnitt sowie dem Sattelstück, die auf der Stange getragen werden, aus dem Raum oberhalb des Ventils entfernen, ohne daß die Rohrleitung Druck verliert.

Alternativ dazu kann bei dieser zweiten Verfahrens-

■ Variante ein geschweißtes, geteiltes T-Stück Verwendung finden, bei dem die im Freien durchzuführenden Schweißarbeiten nicht in unmittelbarer Nähe der geformten Ladung stattfinden, so daß die Möglichkeil einer vorzeitigen Detonation der Sprengladung noch ι weniger gegeb-.-n ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Anzapfen einer unter Druck stehenden Rohrleitung, auf der über dein anzuzapfenden Bereich ein Sattelstück und an diesem ein Gehäuseteil befestigt wird, in dem eine geformte Sprengladung angeordnet wird, die gegen den anzuzapfenden Flächenbereich der Rohrleitung gerichtet und nach dem Herstellen einer Verbindung zwischen dem Gehäuseteil und der Rohrleitung zur Detonation gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die geformte Sprengladung (14) aus der Rohrleitung einen Wandabschnitt ausschneidet, der der in der Rohrleitung herzustellenden öffnung (33) entspricht und nach der Detonation als ein Stück in den Gehäuseteil zurückgezogen wird.