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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schelle für die Reparatur von Leckagen und zum Verstärken eines Rohrs in einer Rohrleitung, zum Beispiel einer Öl- oder Gasrohrleitung.
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Hintergrund
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In der Öl- und Gasindustrie werden Roh- und verarbeitete Materialien durch Fluss entlang Rohrleitungen, die zusammengefügte Rohrabschnitte umfassen, welche sowohl unter Wasser als auch über der Erde positioniert sind, befördert. Die Rohrabschnitte können aufgrund von Erosion, Korrosion oder mechanischer Beschädigung periodisch Leckagen oder Schwachstellen entwickeln.
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Zur Reparatur der Leckage oder Schwachstelle, ohne dass der Betrieb der Rohrleitung angehalten werden muss, besteht eine zuvor vorgeschlagene Lösung darin, den beschädigten Abschnitt mit einer Stahlschelle zu umgeben. Metallschellen neigen jedoch zu Korrosion, sei es bei Lagerung oder beim Einsatz. Des Weiteren erhöhen sie das Gewicht der zu reparierenden Struktur. In Abhängigkeit von der Größe kann auch ihre Herstellung und Installation länger dauern. Demgemäß können Metallschellen verwendende Reparaturen hohe Kosten, eine hohe Komplexität und eine starke Verzögerung mit sich bringen.
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Es wäre wünschenswert, eine Schelle zur Reparatur von Rohrleitungsabschnitten bereitzustellen, die die obigen Nachteile überwindet oder mindert oder die zumindest eine brauchbare Alternative bereitstellt.
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Kurzfassung der Erfindung
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Bei einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Schelle zur Reparatur eines Rohrleitungsabschnitts bereit, wobei die Schelle Folgendes umfasst:
mehrere Schellenteile; und
eine an einer Innenfläche mindestens eines der mehreren Schellenteile angeordnete Dichtung;
wobei die Schellenteile so aneinander befestigt werden können, dass die Schellenteile und die Dichtung dahingehend zusammenwirken, den Rohrleitungsabschnitt in einem Kanal dazwischen einzuschließen, wobei die Dichtung an einer Fläche des Rohrleitungsabschnitts anliegt; und
wobei die Schellenteile ein Verbundmaterial auf Polymerbasis umfassen.
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Bei bestimmten Ausführungsformen umfassen zwei oder mehr der Schellenteile jeweils mindestens einen Flansch, wobei die Schelle durch Fixieren jeweiliger Flansche der jeweiligen Schellenteile in Position am Rohrleitungsabschnitt befestigt werden kann. Die Flansche können jeweils mindestens eine darin ausgebildete Öffnung aufweisen, wobei ein Befestigungselement in der Öffnung aufgenommen werden kann, um jeweilige Flansche aneinander zu fixieren. Die Schellenteile können identisch sein. Vorzugsweise sind zwei Schellenteile vorhanden.
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Die Schelle kann ein an einer Innenfläche jedes Schellenteils angeordnetes Dichtungsglied umfassen. Die Dichtungsglieder können dazu konfiguriert sein, zusammenzuwirken, um gemeinsam eine Umfangsdichtung um den Rohrleitungsabschnitt zu bilden. Jedes Dichtungsglied kann einen ersten und einen zweiten Endteil, die einander gegenüberliegen, und einen ersten und einen zweiten Seitenteil, die einander gegenüberliegen und sich zwischen dem ersten und dem zweiten Endteil erstrecken, umfassen. Bei bestimmten Ausführungsformen bedeckt mindestens ein Dichtungsglied die Innenfläche des Schellenteils, an der es angeordnet ist.
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Jeweilige Endteile benachbarter Paare der Dichtungsglieder können dahingehend konfiguriert sein, aneinander anzustoßen, so dass die Endteile gemeinsam durchgehende Dichtungen um einen Umfang des Rohrs bilden.
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Mindestens ein Paar Schellenteile der Schelle können durch ein Scharnier zusammengefügt sein.
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Bei Ausführungsformen der Erfindung ist mindestens eines der Schellenteile aus einem ein Kernmaterial umgebenden Verbundmantel auf Polymerbasis gebildet. Das Kernmaterial kann aus der einen geschlossenzelligen Polymerschaum; einen syntaktischen Schaum oder ein Metall-, Verbund- oder Graphitwabenmaterial umfassenden Gruppe ausgewählt sein.
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Vorzugsweise umfasst das Verbundmaterial auf Polymerbasis ein faserverstärktes Polymer.
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Mindestens ein Schellenteil kann innen und/oder außen mit einem chemikalienbeständigen und/oder feuerbeständigen Material und/oder einem Material mit geringer Durchlässigkeit ausgekleidet oder beschichtet sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es ist zweckmäßig, die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die mögliche Anordnungen der Erfindung darstellen, weiter zu beschreiben. Andere Anordnungen der Erfindung sind möglich, und folglich soll die Besonderheit der beigefügten Zeichnungen nicht als die Allgemeinheit der vorhergehenden Beschreibung der Erfindung ersetzend verstanden werden.
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1 zeigt eine Schelle gemäß einer Ausführungsform in Position auf einem Rohrleitungsabschnitt;
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2 zeigt Teile der Schelle, die in Eingriff mit dem Rohrleitungsabschnitt gebracht werden;
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3 zeigt eine isometrische Ansicht eines ersten Teils der Schelle;
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4 ist eine Projektionsansicht des ersten Schellenteils;
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5 ist eine isometrische Ansicht eines alternativen Schellenteils;
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6 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Schelle, die an einer Krümmung einer Rohrleitung verwendet wird;
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7 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform einer Schelle in einer teilweise geöffneten Konfiguration;
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8 zeigt die Schelle von 7 in einer geschlossenen Konfiguration;
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9 ist eine Querschnittsansicht durch die Schelle von 7;
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10 ist eine Querschnittsansicht durch noch eine weitere Ausführungsform einer Schelle;
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11 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Schelle; und
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12 ist eine Querschnittsansicht durch die Schelle von 11, die an einem Rohrabschnitt installiert ist.
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Detaillierte Beschreibung
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Ausführungsformen der Erfindung betreffen eine Schelle, die Verbundteilzylinder mit elastischen Dichtungen (zum Beispiel aus Kautschuk oder einem anderen elastomeren oder polymeren Material) umfasst, die über einen Rohrabschnitt zusammengebracht werden können. Die Schellenteile können durch Befestigungselemente, die auf Flansche entlang ihrer Länge vorzugsweise gleichmäßig beabstandet sind, zusammengehalten werden. Weiterhin betreffen Ausführungsformen ein Verfahren zur Herstellung einer Schelle und ein Verfahren zur Reparatur einer Rohrleitung unter Verwendung einer Schelle.
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Die unten beschriebenen Ausführungsformen betreffen größtenteils eine Schelle, die zwei Schellenteile umfasst, vorzugsweise zwei Komponenten mit halbzylindrischem Innenquerschnitt. Es versteht sich jedoch, dass alternative Ausführungsformen drei oder mehr Schellenteile einsetzen können, die im Wesentlichen identisch sein können (dies aber nicht sein müssen). Wenn die Schelle beispielsweise vier Schellenteile umfasst, dann kann jeder Schellenteil einen viertelzylindrischen Querschnitt aufweisen. Bei bestimmten Ausführungsformen können Schellenteile unterschiedliche Größen haben. Wenn zum Beispiel drei Schellenteile vorliegen, dann kann einer der Schellenteile halbzylindrisch sein, während die anderen beiden viertelzylindrisch sind. Es sind viele andere Weisen zum Unterteilen der Schelle in zwei oder mehr Komponenten möglich. Merkmale der unten beschriebenen Ausführungsformen können gleichermaßen für Konfigurationen gelten, die drei oder mehr Schellenteile einsetzen.
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Anfangs auf die 1 und 2 Bezug nehmend, wird eine Schelle 10 gezeigt, die einen ersten Schellenteil 12 und einen zweiten Schellenteil 14 enthält. Die Schellenteile 12, 14 sind jeweils im Wesentlichen halbzylindrisch und weisen jeweils eine Innenfläche auf, die dazu bemessen und geformt ist, einen zu reparierenden geraden Rohrleitungsabschnitt 20 aufzunehmen. Die Schelle 10 kann um die Stelle eines Lecks oder geschwächten Abschnitts des Rohrs 20 herum positioniert werden und dabei eine Hülse bilden, die sich in Längsrichtung des Rohrs erstreckt. Wie später ausführlicher beschrieben wird, weisen die beiden Schellenteile 12, 14 jeweils ein Dichtungsglied auf, das auf ihren Innenflächen so angeordnet ist, dass bei Befestigung um das Rohr 20 die jeweiligen Dichtungsglieder zur Bildung einer engen Dichtung um das Leck oder den geschwächten Abschnitt herum zusammenwirken. Die Schellenteile 12, 14 können einen im Wesentlichen identischen Aufbau haben, müssen dies aber nicht, vorausgesetzt, sie bilden eine geeignete Dichtung um das Rohr 20 herum.
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Der erste 12 und der zweite 14 Schellenteil werden durch in Öffnungen 44 des ersten Schellenteils 12 und des zweiten Schellenteils 14 aufgenommene Befestigungselemente, wie zum Beispiel Schrauben 16 (von denen der Übersicht halber nur zwei eine Bezeichnung tragen) aneinander befestigt. Bei den dargestellten Ausführungsformen sind die Öffnungen 44 entlang den jeweiligen Schellenteilen gleichmäßig beabstandet, es versteht sich jedoch, dass dies nicht der Fall sein muss. Die Schrauben 16 können zum Beispiel aus einem metallischen Material oder einem Verbundmaterial hergestellt sein. Es sind in Abhängigkeit von der bestimmten Anwendung und den erwünschten Lastübertragungseigenschaften andere Arten von Befestigungselementen möglich. Es ist nicht erforderlich, dass Befestigungselemente (nur) in den Öffnungen 44 aufgenommen werden. Zum Beispiel können Klammern oder andere ähnliche Glieder um die Außenfläche der Schellenteile 12 und 14 herum fixiert werden, um sie aneinander zu fixieren, und die Flansche 26, 28 weggelassen werden, falls dies erwünscht ist. Andere mögliche Befestigungsmittel umfassen Spanngurte, Kabelbinder, Verzurrungen und dergleichen, die um die Schellenteile 12, 14 herumgelegt und dann festgezogen werden, um sie aneinander zu befestigen.
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Jeder Schellenteil 12, 14 ist aus einem Verbundmaterial auf Polymerbasis hergestellt. Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst das Verbundmaterial eine Harzmatrix (wie zum Beispiel eine Vinylester- oder Epoxidmatrix) mit einem Fasermaterial, wie zum Beispiel einer Glasfaser oder einer Kohlefaser, als Verstärkungsmaterial. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verstärkungsmaterial zumindest teilweise metallisch sein, vorausgesetzt, jegliche Metallkomponenten sind eingebettet, so dass die Schellenteile 12, 14 korrosionsbeständig bleiben. Der Verbundstoff ist vorzugsweise ein leichter Verbundstoff.
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Durch Herstellen der Schellenteile aus einem Verbundstoff auf Polymerbasis stellen Ausführungsformen der Erfindung vorteilhafterweise eine individuell anpassbare Reparaturvorrichtung bereit, die leicht und schnell dazu konstruiert und hergestellt werden kann, Reparaturen an beschädigten oder verschlissenen Rohrleitungsabschnitten durchzuführen, ohne den Betrieb der Rohrleitung zu unterbrechen. Insbesondere können die Schellenteile unter Verwendung verschiedenster Prozesse, die jeweils weitaus schneller zu implementieren sind als jene zur Herstellung von Metallschellen verwendeten, hergestellt werden. Dadurch werden die Kosten und die Komplexität einer Reparatur reduziert, und weiterhin wird die Verzögerung zwischen der Identifikation einer Beschädigung/eines Verschleißes und der Durchführung der Reparatur reduziert.
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Die Verwendung eines faserverstärkten Verbundstoffs auf Polymerbasis ist besonders vorteilhaft, da die Schellenkomponenten wesentlich leichter als Metallschellen gemacht werden können, während eine äquivalente Festigkeit bereitgestellt wird. Demgemäß können Strukturen zuverlässig repariert werden, ohne exzessive Lasten hinzuzufügen, wie dies bei Metallkomponenten nicht der Fall wäre.
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Darüber hinaus wird eine viel größere Flexibilität in der Gestaltung bereitgestellt. Das Verbundmaterial auf Polymerbasis und/oder die Geometrie der Schellenkomponenten ist leicht individuell anpassbar, um verschiedenen Rohrgeometrien (gerade oder gekrümmt), Druckanforderungen und Umgebungsbedingungen Rechnung zu tragen. Faserarten und Dichte/Platzierung können auch zugeschnitten werden, um die Ausführung hinsichtlich Gewicht, Festigkeit und/oder Kosten zu optimieren. Die Verstärkungsfasern können 2D- oder 3D-Fasern sein und können ein Gewebe oder ein Gewirke und/oder ein vernähter oder integral verwobener Vorformling sein.
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Im Gegensatz zu Metallschellen sind Schellenkomponenten aus Verbundstoff auf Polymerbasis (einschließlich faserverstärktem Verbundstoff) ferner korrosionsbeständig und eignen sich somit nicht nur gut für Anwendungen über der Erde, sondern zum Beispiel auch für eine Umgebung unter der Erde oder die Umgebung des rauen Meers.
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Weitere Struktureinzelheiten des ersten Schellenteils 12 werden in den 3 und 4 gezeigt. Bei der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ist der zweite Schellenteil 14 hinsichtlich seines Aufbaus mit dem ersten Schellenteil 12 identisch (muss dies aber nicht sein, wie oben erwähnt).
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Der erste Schellenteil 12 weist ein Paar Flansche 26 und 28 auf, die sich in Längsrichtung zwischen seinen Enden 22 und 24 erstrecken. Die Flansche 26, 28 liegen auf beiden Seiten eines halbzylindrischen Kanals 46. Die Öffnungen 44 zur Aufnahme der Befestigungselemente 16 sind in den Flanschen 26, 28 ausgebildet.
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Ein Dichtungsglied 30 ist in einer Reihe von Nuten gegen eine Innenfläche 42 der Schellenteils 12 und unter optionalen Lippen 27, 29, die in den Kanal 46 ragen, angeordnet. Es sind auch alternative Verfahren zum Anbringen der Dichtung 30 an die Innenfläche 42 möglich. Zum Beispiel kann das Dichtungsglied 30 statt der Anordnung in einer Reihe von Nuten direkt an die Innenfläche 42 geklebt oder stoffschlüssig damit verbunden werden. Als weitere Alternative kann das Dichtungsglied 30 in mindestens einer Nut angeordnet und zusätzlich mit der Fläche 42 verklebt oder stoffschlüssig damit verbunden werden.
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Die Nuten können im gleichen Herstellungsprozess gleichzeitig mit dem Bilden der Schellenteile 12 und 14 gebildet werden. Als Alternative dazu können sie nach dem Bilden der Schellenteile maschinell aus den Schellenteilen 12, 14 herausgearbeitet werden.
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Das Anordnen des Dichtungsglieds 30 in Nuten der Innenfläche 42 unterstützt dem Widerstehen von Kräften, die durch Aufbau von Innendruck im Rohr 20 erzeugt werden. Dieser Widerstand wird durch die Lippen 27, 29, gegen die die Ränder 34 des Dichtungsglieds 30 anstoßen, verstärkt.
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Das Dichtungsglied 30 weist ein Paar einander gegenüberliegender Endteile 32 auf, zwischen denen sich ein Paar einander gegenüberliegender Seitenteile 34 erstreckt. Die Endteile 32 sind nahe den Enden 22, 24 des Schellenteils 12 in den Nuten positioniert. Die Seitenteile 34 sind unterhalb der 27, 29 in den Nuten positioniert.
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Während der Installation eines Rohrs 20 wird ein Schellenteil 12 unterhalb des Rohrs platziert, und ein zweiter Schellenteil 14 wird über dem Rohr platziert. Die Schellenteile 12, 14 werden so in Eingriff gebracht, dass die Flansche 26 und 28 des Schellenteils 12 mit entsprechenden Flanschen des zweiten Schellenteils 14 zusammengefügt werden, und die beiden Schellenteil 12, 14 werden dann unter Verwendung von Befestigungselementen 16, wie zuvor beschrieben, aneinander befestigt. Wenn die Schellenteile 12 und 14 montiert und um ein Rohr 20 herum befestigt sind, wie in 1 gezeigt, werden die Enden 32 und die Seiten 34 der Dichtungsglieder 30 fest gegen die Fläche des Rohrs 20 gehalten, wodurch in dem durch die Schelle eingeschlossenen Bereich eine leckdichte und druckdichte Dichtung bereitgestellt wird.
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Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, wird ein alternativer Schellenteil 50 für eine Schelle gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Der Schellenteil 50 weist ähnlich wie der Schellenteil 12 ein Paar Flansche 56 und 58 auf, die sich in Längsrichtung zwischen seinen Enden 52 und 54 erstrecken. Die Flansche 56, 58 liegen auf beiden Seiten eines halbzylindrischen Kanals 76. Wenn der Schellenteil 50 mit einer anderen ähnlichen Schelle zusammengefügt ist, wird deshalb zwischen den Schellenteilen ein zylindrischer Kanal zum Aufnehmen und Umschließen eines Rohrs gebildet. In den Flanschen 56, 58 sind Öffnungen 74 zur Aufnahme der Befestigungselemente 16 ausgebildet.
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Im Schellenteil 50 ist ein Dichtungsglied 60 mit einem Paar einander gegenüberliegender Endteile 62 angeordnet, die nahe jeweiliger Enden 52 und 54 des Schellenteils 50 in Nuten in der Innenfläche 76 angeordnet sind. Ein Paar einander gegenüberliegender Seitenteile 64 erstreckt sich zwischen den Endteilen 62. Die Seitenteile 64 sind in Nuten 78 und 80 der Flansche 56 bzw. 58 angeordnet. Das Dichtungsglied 60 kann als eine einteilige Komponente hergestellt sein.
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Als Alternative dazu können Materialstreifen 62 mit Streifen 64 stoffschlüssig verbunden/zusammengefügt/in Kontakt gebracht werden, um das Dichtungsglied 60 zu bilden.
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Einander gegenüberliegende Endabschnitte 68, 70 jedes Endteils 62, die an den Verbindungsstellen mit den Seitenteilen 64 positioniert sind, ragen über die Flansche 56 und 58. Wenn die Flansche 56 und 58 des Schellenteils 50 in Ausrichtung auf jene eines zweiten Schellenteils um ein Rohr 20 gebracht werden, berühren demgemäß die Seitenteile 64 des ersten Schellenteils 50 die entsprechenden Seitenteile des zweiten Schellenteils, während die Endteile 62 gegen das Rohr abdichten. Die Vorsprünge 68 und 70 des Schellenteils 50 stoßen an entsprechende Vorsprünge am zweiten Schellenteil an, um eine durchgehende Dichtung um den Umfang des Rohrs 20 herum zu bilden.
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Die Dichtungsglieder 30, 60 sind jeweils aus einem elastischen Material, wie zum Beispiel einem Kautschuk oder einem anderen elastomeren oder polymeren Material, hergestellt.
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Wie in den 3 bis 5 gezeigt, bedecken die Dichtungsglieder 30, 60 nur einen Teil der jeweiligen Innenflächen 42, 72 der Schellenteile 12 oder 50. Bei alternativen Ausführungsformen kann/können ein oder beide der Dichtungsglieder 30, 60 ein flächiges Glied sein, das im Wesentlichen die Gesamtheit einer oder beider Flächen 42, 72 bedeckt
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Bei anderen Ausführungsformen können die Dichtungsglieder 30, 60 einen oder mehrere elastische Aufsätze umfassen oder dadurch ergänzt werden. Jeder Aufsatz kann auf der Fläche 42 oder der Fläche 72 an einer solchen Stelle positioniert sein, dass er an einer Stelle eines Lecks an ein Rohr anstoßen kann. Eine solche Ausführungsform wird in den 11 und 12 dargestellt, die die Reparatur eines Lochs 22 in einem Rohrabschnitt 20 zeigen. Eine Schelle 400 mit einem unteren Schellenteil 412 und einem oberen Schellenteil 414 ist um das Rohr 20 herum positioniert, wobei ein elastischer Aufsatz 420 auf der Fläche des oberen Schellenteils 414 über das Loch 22 positioniert ist, wie in 12 gezeigt. Befestigungselementlöcher in den Flanschen der Schellenteile 412 und 414 sind der Übersichthalber weggelassen. Der elastische Aufsatz 420 kann in einer Aussparung in der Fläche des Schellenteils 414 angeordnet sein oder damit verklebt oder stoffschlüssig verbunden sein. Der elastische Aufsatz 420 kann alleine vorgesehen werden, um eine Dichtung über den beschädigten Teil des Rohrs 20 zu bilden, oder er kann in Verbindung mit einem oder mehreren weiteren ähnlichen Aufsätzen vorgesehen werden, die dazu dienen, andere beschädigte oder geschwächte Abschnitte abzudichten, wenn die Schellenteile 412, 414 aneinander befestigt werden. Jegliche solche Aufsätze können in Verbindung mit den Dichtungsgliedern 30, 60 vorgesehen werden, um zusätzlich dazu eine Umfangsdichtung um das Rohr 20 herum bereitzustellen, wie oben beschrieben.
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Bei weiteren Ausführungsformen können sich die Seitenteile 34 und/oder 64 nach außen erstrecken, um die Flansche 26, 28 und/oder 56, 58 teilweise oder ganz zu bedecken. Bei solchen Ausführungsformen kann der Teil des Seitenteils/der Seitenteile, der die Flansche bedeckt, darin ausgebildete Löcher aufweisen, die mit den Stellen der Löcher 44 und/oder 74 übereinstimmen. Die Löcher können beim Bilden der Dichtungsglieder 30, 60 ausgebildet werden, oder sie können kurz vor oder während der Installation ausgebildet werden, zum Beispiel durch Durchstechen der Dichtungsglieder (durch Bohren oder durch irgendein anderes geeignetes Mittel), während sich der erste und der zweite Schellenteil 12, 14 in Position am Rohr 20 befinden.
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Obgleich ein Dichtungsglied 30 oder 60 bei den obigen Ausführungsformen an jedem der beiden Schellenteile vorgesehen worden ist, kann es bei anderen Ausführungsformen möglich sein, ein Dichtungsglied nur an einem der Schellenteile vorzusehen und immer noch die erwünschte Leck-/Druckabdichtung zu erreichen. Die in den 1 bis 4 gezeigte Ausführungsform kann zum Beispiel so modifiziert werden, dass ein Dichtungsglied 30 entweder am ersten Schellenteil 12 oder am zweiten Schellenteil 14, aber nicht an beiden, vorgesehen wird. Dies kann mehrere Vorteile bieten, einschließlich, dass weniger Material verwendet wird, dass die Schelle leichter zu montieren ist und dass die Schelle leichter herzustellen ist, da mit der Dichtung in Verbindung stehende Merkmale nur an einem Teil der Schelle vorgesehen sein müssen.
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Bei noch weiteren Ausführungsformen kann/können die Fläche 42 und/oder die Fläche 72 einen Einpressmörtel (zum Beispiel einen zementartigen Einpressmörtel oder einen nicht zementartigen Einpressmörtel, wie zum Beispiel Epoxidharz oder Polyurethan), der mit der Fläche des Rohrs 20 in Kontakt gebracht werden kann, tragen. Der Einpressmörtel kann vor der Installation aufgebracht werden oder er kann in situ in den Kanal 46, 76 eingespritzt werden. Der Einpressmörtel wird ausgehärtet oder aushärten gelassen, wodurch eine Verstärkungsschicht auf dem Rohr 20 gebildet wird. Demgemäß gewährleistet die Schelle bei diesen Ausführungsformen sowohl Dichtigkeit/Duckfestigkeit als auch Verstärkung des Rohrs, was für Rohre, die aufgrund von Erosion/Korrosion dünner geworden sind, besonders vorteilhaft sein kann. Der Schellenteil 12 und/oder der Schellenteil 14 kann/können ein oder mehrere Einlasslöcher haben, um das Einspritzen von Einpressmörtel zu ermöglichen und das Prüfen der Dichtung nach der Installation der Schelle 10 zu gestatten. Eines oder beide der Schellenteile können auch ein oder mehrere Lüftungslöcher haben, damit Luft beim Einspritzen des Einpressmörtels aus dem Kanal 46, 76 herausgedrückt werden kann.
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In den Figuren nicht gezeigt aber während des Installationsvorgangs nützlich sind optionale Hebeösen, die an der Fläche des Schellenteils 12 und/oder Schellenteils 14 positioniert sind. Die Hebeösen werden während der Herstellung der Schellenteile vorzugsweise integral mit den jeweiligen Schellenteilen ausgebildet.
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Nunmehr auf 6 Bezug nehmend, wird eine alternative Ausführungsform einer Schelle 110 gezeigt. Die Schelle 110 enthält einen ersten Schellenteil 112 und einen zweiten Schellenteil 114, die an einer Krümmung zwischen zwei geraden Abschnitten des Rohrs 120 und 122 um eine Rohrleitung herum befestigt sind. Jeder Schellenteil 112, 114 ist als eine einzige Komponente ausgebildet, die eine Krümmung aufweist, die der Krümmung der Rohrleitung entspricht. Die innere Konfiguration jedes Schellenteils 112, 114 ähnelt der inneren Konfiguration der Schellenteile 12, 14. Die Schellenteile 112 und 114 können auf irgendeine geeignete Weise aneinander befestigt werden, zum Beispiel durch Bereitstellung von Durchgangslöchern (nicht gezeigt) in den Flanschen jedes Schellenteils zur Aufnahme von Befestigungselementen.
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Bei noch einer weiteren Ausführungsform, die in den 7 bis 9 gezeigt wird, enthält eine am Rohr 20 montierte und befestigte Schelle 200 einen ersten Schellenteil 212 und einen zweiten Schellenteil 214. Die innere Konfiguration der Schellenteile 212 und 214 kann zum Beispiel mit der der Schellenteile 12 und 14 oder dem Schellenteil 50 identisch sein. Die Schelle 200 der 7 bis 9 umfasst ein Scharnier 216, das die Schellenteile 212 und 214 entlang einem Rand zusammenfügt, so dass die Schellenteile 212 und 214 nur entlang dem anderen Rand durch in Durchgangslöcher 244 (von denen der Übersicht halber nur eines an jedem Schellenteil mit einem Bezugszeichen versehen ist) aufgenommene Befestigungselemente aneinander befestigt werden müssen, wenn die Schelle 200 in Position ist. Wenn erwünscht, dann können die Schellenteile 212, 214 auch entlang der Scharnierseite der Schelle befestigt werden, so dass das Scharnier 216 in erster Linie die Positionierung der Schelle an dem Rohr 20 unterstützt, anstatt eine lasttragende Struktur zu sein. Das Scharnier 216 kann aus dem gleichen Verbundmaterial auf Polymerbasis hergestellt sein wie die Schellenteile 212 und 214. Vorteilhafterweise erleichtert die Verwendung eines Scharniers die Installation der Schelle 200, da die relative Längsposition der Schellenteile 212 und 214 festgelegt ist und die Durchgangslöcher 244 vor der Installation bereits ausgerichtet sind.
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Bei Variationen der Ausführungsformen der 7 bis 9 kann die Schelle drei oder mehr Schellenteile enthalten, von denen benachbarte Paare durch jeweilige Scharniere zusammengefügt sind. Bei solchen Ausführungsformen können zwei der Schellenteile jeweils einen Flansch mit Öffnungen zur Aufnahme von Befestigungselementen aufweisen, so dass diese Schellenteile aneinander befestigt werden können, während die verbleibenden Schellenteile durch Scharniere mit ihren beiden benachbarten Schellenteilen zusammengefügt werden, wobei die Anzahl von Scharnieren eins weniger als die Anzahl von Schellenteilen beträgt. Ein Vorteil einer solchen Verwendung von drei oder mehr Schellenteilen kann die leichte Montage sein, da die mehrfach angelenkte Schelle einen größeren Bewegungsbereich (mehr Freiheitsgrade) hat und leichter um das zu reparierende Rohr herum positioniert werden kann.
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Bei noch einer weiteren Ausführungsform, die im Querschnitt in 10 gezeigt wird, umfasst eine Schelle 300 zwei Schellenteile 312, 314, die jeweils aus einem Verbundmantel 320 auf Polymerbasis, der ein Kernmaterial 322 umgibt, gebildet ist. Die Ausführungsdetails der Schellenteile 312, 314 können ansonsten mit jenen zum Beispiel der Schellenteile 12 oder 50 im Wesentlichen identisch sein. Der Mantel 320 kann aus der gleichen Art von Verbundstoff auf Polymerbasis hergestellt sein, wie zur Herstellung der Schellenteile 12, 14 oder 50 verwendet wird. Der Kern 322 kann unter Verwendung verschiedenster Materialien gebildet werden, einschließlich eines geschlossenzelligen Polymerschaums; eines syntaktischen Schaums oder eines Metall-, Verbund- oder Graphitwabenmaterials, aber nicht darauf beschränkt.
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Die Verbundschellenteile 12, 14, 50, 212, 214, 312, 314, 412, 414 können durch mehrere verschiedene Verfahren hergestellt werden. Zu beispielhaften Verfahren gehören Vakuuminfusion von Harz, Faserwicklung, Prepreg-Prozesse (woran sich in der Regel eine Erwärmung zur Beendigung der Polymerisation anschließt), Nasslaminierprozesse und RTM (RTM – resin transfer moulding), aber ohne Beschränkung darauf.
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Ausführungsformen der Erfindung bieten einen oder mehrere der folgenden Vorteile:
- – Gestatten einer schnellen Reparatur von Rohrleitungen/Steigrohren im Betrieb;
- – Individuell angepasste Reparaturen, die sowohl für gerade Rohre als auch Krümmungen schnell und kostengünstig durchgeführt werden können;
- – Korrosionsbeständigkeit und kein Hinzufügen von übermäßigen Lasten zu reparierten Strukturen;
- – Geringes Gewicht;
- – Gestatten einer schnellen Herstellung und Installation für verschiedene Formen;
- – Kosteneinsparung hinsichtlich Installationszeit;
- – Schnelle Anwendung unter Wasser, über Wasser und unter der Erde;
- – Individuell anpassbare Geometrien für gerade Rohre und Krümmungen/Flansche.
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Obgleich bestimmte Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, sind innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung viele Modifikationen und Variationen möglich, wie für einen fachkundigen Leser auf der Hand liegen wird.
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Es sollte offensichtlich sein, dass verschiedene Merkmale der Ausführungsformen, die beschrieben worden sind, auf verschiedene Weise kombiniert werden können, um zahlreiche zusätzliche Ausführungsformen zu bilden. Des Weiteren sind zwar verschiedene Materialien, Abmessungen, Formen, Konfigurationen und Positionen usw. zur Verwendung mit offenbarten Ausführungsformen beschrieben worden, aber es können außer den offenbarten auch andere verwendet werden, die aber immer noch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung fallen.
