DE2103581A1

DE2103581A1 - Rohrleitung zum Transportieren kalter Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2103581A1
Application number: DE19712103581
Authority: DE
Inventors: Amsterdam Grossen Victor Albert Den Haag Veerhng Coenraad Willem Nicolaas (Niederlande)
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1970-01-28
Filing date: 1971-01-26
Publication date: 1971-08-05
Also published as: FR2076985A5; JPS5333771B1; DE2103581C2; NL7001185A; NL152649B; GB1348318A

Description

betreffend Rohrleitung zum Transportieren kalter Flüssigkeiten

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrleitung zum iransportieren von kalten Flüssigkeiten, insbesondere von verflüssigtem Erdgas.

Ferner betrifft die Erfindung eine Rohrleitung der genannten Art, die insbesondere unter Wasser verwendbar ist jedoch auch an Land verwendet werden kann.

Wegen der niedrigen iemperaturen der zu transportierenden Flüssigkeiten die bei Flüssigerdgas etwa -160° C betragen und im Hinblick auf ihre Benutzung unter Wasser müssen solche Rohrleitungen sehr hohe Anforderungen erfüllen·

Durch die Notwendigkeit, solche Rohrleitungen bei tiefen 'i/emperaturen zu betreiben, wird die Auswahl der Rohrleitungswerkstoffe auf diejenigen Werkstoffe beschränkt, die auch bei den zu erwartenden niedrigen Temperaturen immer noch eine ausreichende Duktilität behalten. Zu den Werkstoffen, die diese Forderung bei der niedrigen l'emperatur von Flüssigerdgas erfüllen, gehören z. B. ein otahl mit einem hickelgehalt von 9 ^c/°t ferner austenitische Stähle sowie Aluminium.

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Außerdem führen die niedrigen i'emperaturen zu erheblichen Verlagerungen infolge der Schrumpfung der Werkstoffe. Das Abkühlen einer Rohrleitung mit einer Länge von 1 km von der Umgebungstemperatur auf -160° G bewirkt bei einer Rohrleitung aus Stahl mit einem Nickelgehalt von 9 % infolge der Schrumpfung eine Verlagerung um etwa 2 m und bei einer Rohrleitung aus Aluminium eine Verlagerung um etwa 4 m.

Im Hinblick auf die tiefe Temperatur der zu transportierenden Flüssigkeit muß die Rohrleitung natürlich gute Wärmeisolierungseigenschaften aufweisen.

Wenn eine Rohrleitung unter Wasser verwendet wird, ist eine gute wasserdichte, Wäremisolierung erforderlich, und für den Fall, daß Wasser örtlich in die Isolierungeanordnung eindringt, ist es erwünscht, daß die Rohrleitung betriebsfähig bleibt, ohne daß zu große Wärmemengen in eie eingeleitet werden, bis sich ein geeigneter Zeitpunkt für die Instandsetzung ergibt.

Ferner ist es bei der Verwendung einer solchen Rohrleitung unter Wasser erforderlich, daß die Leitung von robuster Konstruktion ist, so daß beim Verlegen der Leitung, das in den meisten Fällen von einem Wasserfahrzeug aus durchgeführt wird, die Leitung und/oder die Wärmeisolierungseinrichtuiig nicht beschädigt wird.

Ls ist bereits eine Rohrleitung für kalte Flüssigkeiten bekannt, die ein inneres Rohr und ein gleichachsig damit angeordnetes äußeres Rohr mit einem größeren Durchmesser als das innere Rohr umfaßt, bei der die Enden des inneren und des äußeren Rohrs miteinander verbunden sind, und bei der ein wärmeisolierendes Material in dem Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr angeordnet ist.

Eine solche rohrleitung Jsc grundsätzlich für den ue-

nanntan äwec^ geeignet. Uas äußere itohr, das z. B. aus

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unlegiertem Kohlenst'o ff stahl bestehen kann, schützt das wärmeisolierende Material sowohl während des Verlegens der Leitung als auch während ihres Gebrauchs. Außerdem wirkt das äußere Rohr als Mantel, der das Eindringen von Wasser in das wärmeisolierende Material verhindert. Um ein Aufschwimmen der Leitung zu verhindern, kann man auf einfache Weise Beschwerungsmittel z. B. einen das äußere Rohr umgebenden hantel aus Beton oder Verankerungsmittel vorsehen.

Bei den bekannten Rohrleitungen der vorstehend genannten Art wird das Schrumpfen des inneren Rohrs unter Vermeidung hoher* Beanspruchungen dadurch ausgeglichen, daß zwischen aufeinander folgenden inneren Rohren Rohrmembranen vorgesehen sind, oder daß das innere Rohr teilweise oder über seine ganze Länge mit Wellungen versehen ist.

Bei diesen bekannten Hohrleitungen ergeben sich jedoch verschiedene Nachteile. Die Rohrmembranen bilden bei jeder Rohrleitung schwache Stellen, und das Instandsetzen oder Auswechseln solcher Hohrmembranen erweist sich insbesondere bei unter wasser verlegten Hohrleitungen häufig als schwierig oder sog&r unmöglich; ein weiterer Nachteil der Rohrmembranen oder Teilungen besteht darin, daß sie zu einer Erhöhung des Strömungswiderstandes führen. Schließlich können gewellte Innenrohre nur von einer der wenigen vorhandenen ßpezialfirmen hergestellt werden.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Rohrleitung zu schaffen, bei der die vorstehend genannten Nachteile vermieden sind, und die von einfacher Konstruktion ist.

Zur Erfüllung der ihr zugrunde liegenden Aufgabe sieht die Erfindung eine Rohrleitung vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Innenrohr ohne flexible Elemente wie Rohrmenicranen oder Wallungen hergestellt ist, daß aie Verbindung

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— inden Enden des Innenrohrs und des Außenrohrs so ausgebildet ist, daß das Außenrohr oder das Innenrohr bei normaler Temperatur oder bei der Betriebstemperatur unter einer axialen Druckspannung steht, und daß einem Ausknicken der Rohre durch das Vorhandensein eines wärmeisolierenden haterials in dem Kaum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr entgegengewirkt wird, so daß jeweils das eine Rohr das andere Rohr unter Vermittlung durch das wärmeisolierende Material elastisch abstützt. · .

Eine auf diesem Grundgedanken beruhende erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrleitung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Innenrohrs und des Außenrohrs so miteinander verbunden sind, daß dann, wenn die Temperatur der Rohre der Umgebungstemperatur entspricht, sowohl in dem Inxienrohr als auch in dem Außenrohr keine oder nur geringe axiale Spannungen auftreten, daß jedocij dann, wenn sich das Innenrohr auf die Betriebstemperatur abkühlt, was dem normalen Betriebszustand während des i'örderns einer kalten Flüssigkeit durch die Leitung entspricht, das Innenrohr einer axialen Zugspannung ausgesetzt ist, während auf das Außenrohr eine axiale Druckbeanspruchung wirkt.

Eine solche Rohrleitung wird im folgenden als eingespannte Leitung bezeichnet.

Eine zweite, ebenfalls auf dem genannten Grundgedanken beruhende Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr und das Außenrohr so miteinander verbunden sind, daß dann, wenn sich die Rohre auf der Umgebungstemperatur befinden, das Außenrohr und das Innenrohr so vorgespannt sind, daß auf das Außenrohr eine axiale Zugspannung wirkt, während das Innenrohr einer axialen Druckbeanspruchung ausgesetzt ist. Diese Ausführungsform wird im folgenden als vorgespannte Leitung bezeichnet.

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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Ji'ig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Leitung bzw. ein Leitungsstück aer eingespannten Bauart.

Jiig. 2 zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform einer Leitung bzw. eines Leitungsstücks der vorgespannten Bauart.

i'ig. 5 ist ein vergrößerter Längsschnitt durch eine

Ausführungsform einer Verbindung zum Verbinden eines Innen- f s mit; einem Au^enrohr.

-big. 4- ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Kupplung zwischen zwei Leitun^sabschnitten der eingespannt tn Bauart.

!•'ig. 5 zeigt im Längsschnitt eine Ausführung sf ο im einer Kupplung zwisciien zwei Leitungsabschnitten der vorgespannten Bauart.

Jj'ig. 6 veranschaulicht ein mögliches Verfahren zum Herstellen einer sich aus Abschnitten zusammensetzenden Rohrleitung .

i'ig. 7 veranschaulicht ein weiteres mögliches Verfahren zum Herstellen einer Rohrleitung, die mehrere Abschnitte umfaßt.

Die Leitung bzw. das Leitungsstück nach i'ig. 1 umfaßt ein itohr 1 aus einem werkstoff, der seine Duktilität bei der niedrigen l'emperabur von Flüssiggas beibehält, z. B. aus bfcahl mit einem Kickelgehalt von 9 %· Gleichachsig mit dem Innenrohr 1 ist ein Auß&nrohr 2 von größerem Durchmesser als das Innenrohr angeordnet. Das Außenrohr 2 besteht z. B. aus unlegiertem Kohlenstoffstahl. Die Enden des Innenrohrs 1 und

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des Außenrohrs 2 sind mit Hilfe von Verbindungen 3 und 4 verbunden, bei denen es sich z. B. um die in Fig. 1 angedeuteten Schweißverbindungen handelt. Die Verbindungsteile 3 und 4 bestehen ebenfalls jeweüs aus einem zweckentsprechend gewählten werkstoff, wobei z. B. das Bauteil 3 aus btahl mit einem Nickelgehalt von 9 W und das Bauteil 4 aus nichtrostendem Stahl hergestellt ist.

■o'

Der jtcaum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ist mit einem wärmeisolierenden Material 5 refüllt, z. B. mit einem Polyurethanschaum, der vorzugsweise geschlossene Zellen aufweist. Gegebenenfalls kann man auch andere Kunststoffschaumiuciterialien, z. B. schaumförmig es Polyvinylchlorid, verwenden.

Die Leitung bzw. das Leitungsstück nach Fig. 1 wird in der nachstehend beschriebenen Weise hergestellt.

Zuerst werden die Verbindungsteile 3 und 4 jeweils mit einem Ende des Innenrohrs 1 verscnweibt.

Hierauf wird das Innenrohr 1 mit einer nicht dargestellten Gleitschicht versehen, die eine Stärke von mehreren Millimetern hat und nicht an dem Innenrohr haftet. Diese Gleitschicht besueht z. B. aus l'ilz oder einem ötoff, der z. B. aus Polypropylen oder Glasfasern hergestellt ist. Es ist auch möglich, Kunststoff-Folien oder Papier oder Jute zu verwenden. Die Gleitschicht hat die Aufgabe, es dem Innenrohr 1 zu ermöglichen, sich in axialer Richtung zu bewegen, wenn in kichtung der kohrachse ein Temperaturgradient vorhanden ist, so daß sich das Innenrohr gegenüber dem wärmeisolierenden haterial 5 bewegen kann.

Es sei bemerkt, daß man die Gleitschicht gegebenenfalls fortlassen kann, i'erner ist es möglich, eine Gleitschicht zwischen dem Außenrohr und dem wärmeisolierenden Material und nicht etwa zwischen dem Innenrohr und dem

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wärmeisolierenden Material vorzusehen.

Der Kunststoff schaum wij-d nachträglich auf die Gleitschicht aufgebracht. Beim JB'ehlen einer Gleitschicht bringt man den Kunststoffschaum direkt auf das Innenrohr 1 auf. Ein Polyurethanschaum kann z. B. durch Aufspritzen aufgebracht werden, um eine wärmeisolierende Schicht 5 zu erzeugen.

Gegebenenfalls kann man in die wärmeisolierende Schicht 5 einen Stoff oder ein tfasermaterial 6, z, B. ein Glasfasergewebe, einbetten, das dazu dient, die Ausbreitung von etwa entstehenden JRissen in dem wärmeisolierenden Material 5 zu verhindern. Anstelle eines Glasfasergewebes kann man auch einen Stoff aus einem anderen Material verwenden, z. B. aus Leinen, Baumwolle, Jute oder Hanf, ferner ist es möglich, anstelle eines Gewebes oder Stoffs Fasern aus den erwähnten Materialien vorzusehen. Schließlich kann man Metallnetze oder dergleichen, die z. B. aus nichtrostendem Stahl bestehen, in das wärmeIsolierende Material einbetten.

Nach dem Aufbringen der Isolierschicht 5 wird das Außenrohr 2 auf das Innenrohr aufgeschoben und mit einem der Verbindungsteile 4 verschweißt. Hierauf werden die Verbindungsteile 3 und 4- mit dem anderen Ende verschweißt, und das Verbindungsteil 4 wird mit dem Außenrohr 2 durch Verschweißen verbunden. Das Auiienrohr 2 ist so bemessen, daß das Außenrohr und das Innenrohr bei normalen Umgebungstemperaturan keiner oder nur einer geringen axialen Zugspannung bzw. einer axialen Druckbeanspruchung ausgesetzt ist.

Gegebenenfalls kann zwischen dem Außenrohr 2 und der isolierenden Schicht 5 ein enger Spalt vorhanden sein.

Eine Rohrleitung kann einen einzigen Abschnitt der in Fig. 1 gezeigten Art umfassen. Jedoch ist es auch möglich, eine !fahrleitung aus mehreren Abschnitten nach i'ig. 1 zusammenzusetzen, die hintereinander geschaltet werden.

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Um bei einer unter Wasser verlegten .Leitung dem Aufschwimmen ent .egenzuv/irüen, kann das Autienrohr 2 auf seiner Außenseite mit einem nicht dargestellten hantel aus Beton oder anaeren Beschwerungsmitteln versehen sein, ^s ist auch möglich, Verankerungsmittel an dem Aubenj ohr 2 au befestigen.

Wenn eine Leitung oaer ein Leitungsabschniot nacn -Big. 1 den noiTüalen Betriebsbedingungen ausgesetzt wird, α. h., wenn eine kalte flüssigkeit, z. B. I'lüssigerdgas, das sich auf einer Temperatur von etwa -160° C befindet, durch das innenrohr 1 geleitet wiro., wird dieses Hohr abgekühlt, so daß es schrumpft bzw. sich zusammenzieht. Ua uie i^naen des Innenrohrs 1 mit den Enden des AuLenrohrs 2 verbunaen sina, treten in dem Innenrohr 1 axiale Zugspannungen auf, während das Äuisenrohr 2 in axialer liichtung auf Druck beanspruche wild, hierbei besteht keine Gefahr, daß das Au^enrohr 2 uni-er der wirkung seiner axialen Druckbeanspruchung ausiaiickt, da das Aubenrohr von dem Innenrohr 1 aus über das wärmeisolierende i-iaterial 5 elastisch abgestützt ist.

Das Aubenrohr 2 schützt das wärmeisolierende Laierial 5 sowohl während des 'lransportierens als auch wählend des Verlegbns der .Rohrleitung gegen Beschädigungen. Außeruem verhindert das AuIjeiirohr das eindringen von wasser in das v/ärmeisolierende Katerial 5·

I'ig. 2 zeigt eine Leitung br.w. einen Leiüun_L.sabschnitχ mit einem Innenrohr 11 aus einem Werkatoi'f, der seine Duktilität bei der niedrigen xeuiperavur des l'lüssi.,gases beibehält, z. t. aus litahl mit einem Nickel ehalt von 9 /^· Gleichachsig mit dem Innenrohr 11 ist ein Aulicnrohr 12 von grölBerem Durchmesser angeordnet. Das Aulöenrohr 12 besteht z.B. aus unlegiertem Lohltiistoi'fscahl. h±t dem Inncnrolir 11 sind Verbindungsstücke Yo z. B. durch bcliiveißnähte verbunden.

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einem Ende des Leitungsabschnitts ist ein Verbindungsstück 14 mit dem Verbindungsstück 13 verschweiße. Am anderen Ende des Leitungsabschnitts ist ein Bauteil 17 mit einem flansch 19 vorgesehen, das mit dem benachbarten Verbindungsstück 13 verschleißt ist. Die Verbindungsstücke 3ü sind z. B. aus otahl mit einem I.ickelgehalt von 9 > hergestellt. i»as Verbindungsstück 14- besteht z. B. ebenso wie das Bauteil 17 aus nichtrostendem stahl.

Das AuiSenrohr 12 wird an einem Ende mit dem Verbindungsstück 14 verschweiiit. An seinem anderen Ende weist das Außenrohr 12 einen Flansch 20 auf, der mit dem Flansch 19 dec Bauteils 17 durch schrauben 18 verbunden ist.

Der Kaum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ist mit einem wärmeisolierenden Material 15» z. B. einem Polyurethanschaum, gefüllt, der vorzugsweise geschlossene Zellen aufweist. Gegebenenfalls kann man auch andere Kunststoffschaummaterialien verwenden, z. B. einen Polyvinylchioridschaum.

Die Leitung bzw. der Leitungsaabschnitt nach Fig. 2 wird wie folgt hergestellt: Zuerst werden die Verbindungsstücke 13 an das Innenrohr 11 angeschweißt, und danach wird das Verbindungsstück 14 an einem Ende des Leitungsabschnitts mit dem Verbindungsstück 13 verschweißt.

Hierauf wird das Innenrohr 11 mit einer nicht dargestellten Gleitschicht mit einer Stärke von einigen hillimetern versehen, die nicht an dem Innenrohr haftet. Diese Gleitschicht besteht z. B. aus Filz oder einem Gewebe, das z. B. au« i'olypropylen- oder Gladfesern hergestellt ist. Es ist auch möglich, Papier oaer Jute zu verwenden. Die Gleitschiene hat üie Aufgabe, es dem limonrohr 11 zu ermöglichen, sich p-egenübex^v dom wärmeisoliurenden hate rial I^ axial zu bewegen, wenn in Kichtung· der wohl·achse Temperaturgradienten auftreten. Die Gleitschicht kann jedoch gegebenenf-alls fortgelassen werden.

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nierauf wird der kunststoffschaum auf die GleiLschicht aufgebracht. Beim Fehlen einer Glei (.schicht bringt man den Kunststoffschaum direkt auf das Innenrohr 11 auf. -tin Polyurethans chaum kann z. B. durch Aufspritzen aufgebracht werden, um eine wärmeisolierende cchlGiiZ Ib zu erzeugen. Alternativ kann man das Isoliermaterial an Ort und stelle aufschäumen, oaer man kann das Innenrohr 11 in schalen aus Polyurethans chaum einschließen.

Gegebenem alls kann man einen ctoif oder ein ^'asermaterial 16, z. B. ein blasfasergewebe, in das Isoliermaterial einbetten, so daß das nasermateiial das Jincstehen oder das Ausbreiten von Kissen in dem warmeisolierenaen Material verhindert. Anstelle eines Glasfasergewebes kann man auch ein Gewebe aus einem anderen Material, z. B. Leinen, Baumwolle, Jute oder Hanf verwenden, ferner ist es möglich, anstelle eines Gewebes nur i'asern aus den erwähnten Materialien vorzusehen. Weiterhin kann man Ketze oder dergleichen aus foetall verwenden, die z. B. aus nichtrostendem otahl bestehen.

Sobald die Isolierschicht 15 fertiggestellt ist, wird das Außenrohr 12 auf das Innenrohr aufgeschoben. Das eine Ende des Außenrohrs wird gemäß Pig. 2 mit dem Verbindungsstück 14 am linken Ende verschweißt. Dann wird das Bauteil 17 mit dem Flansch 19 an das rechte Verbindungsstück 13 angeschweißt. Hierauf wird der Flansch 20 mit dem i'lansch 19 durch Schrauben 18 verbunden« Die Schrauben 18 werden dann angezogen, um auf das Außenrohr 12 eine relativ große axiale Zugspannung aufzubringen. Dies führt dazu_t daß das Rohr 11 einer axialen Druckbeanspruchung ausgesetzt wird. Gegebenenfalls kann man zwischen den flanschen 19 und 2Ü Dichtungsmittel anordnen, um einen gasdichten Abschluß zu gewährleisten.

Wie erwähnt, erfolgt das Vorspannen des Innenrohrs und des Außenrohrs mit Hilfe der flansche und der Schrauben.

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Natürlich stehen zum Vorspannen der beiden riohre zahlreiche weitere i-icglichiceiten zur Verfügung. Die .Erfindung beschränkt sich daher nicht auf den i-all, daß das Innenrohr und aas Aui.enrohr mit Hilfe der beschriebenen flansche und bchrauben vorgespannt werden.

Line itohx'leitung kann aus einem einzigen Leitungsabüchnitt nach i'i;... 2 bestehen. Jedocn ist es auch möglich, eine rohrleitung aus mehrex'en Abschnitten nach J¹Xg. 2 zusammenzusetzen, die hintercinandergeschaltet v/erden.

ivemi die Leitung bzw. der Leitungsabschnxtt nach tfig· 2 μ den nox'inalen i-etriebsb^aingurigen aufgesetzt wird, d. h. wenn . eine Lt-Ice Flüssigkeit z· b. Flüssig erdgas, das sich auf einer lemperatur von -160 G befindet, dux*ch das Innenrohr 11 geleitet wira, kühlt sich das Innenrohr ao, wobei es sich zusammenzieht. Dies bedeutet, daß die Vorspannung, d. h. axe axiale ijru ^beanspruchung des Innenrohrs, verringert wird. Gleichzeitig verringern sich aucli die Vorspannung, d. h. die axiale Zugspannung, in dem Außenrohr. üie Größe der aufgebrachten Vorspannung und die temperatur der· durch das Innenrohx· 11 geleiteten kalven flüssigkeit bestimmen das Ausmaß der axialen Spannungen, die in dem Innenrohr und dem Aulienrohr zurückbleiben. Beispielsweise kann in dem Innenrohr 11 eine relativ kleine axiale Dru c kv ο χ* spannung und in f dem Auüenroixr 12 eine relativ kleine axiale Zugvorspannung zurückbleiben. In manchen Sällen können die axialen öpannungeu sowohl bei dem Innenrohr als auch bei dem Außenrohr vollständig verscnwinden, wenn sich das Innenrohr 11 abkühlt, oder¹ die axialen Spannungen können sogar ihr Vox·- zeichen ändern.

.tis besteht nicht die Gefahr, daß sich das Innenrohr 11 oder das Außenrohr 12 ausbeult, oder daß es unter der axialen liruckbeanspi'uchung ausknickt, denn das Innenrohr und das Außenrohr stützen sich gegenseitig über das wärmeisolie-

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rende Material 15 elastisch ab.

Las Außenrohr 12 schützt das wärmeisolierende haterial 15 sowohl während des '.transportierens als auch beim Verlegen der Hohrleitung gegen Beschädigungen. Außerdem verhindert das Außenrohr 12 das Eindringen von wasser in das wärmeisolierende Material 15·

Wenn man eine Hohrleitung herstellt, indem man mehrere Abschnitte der in i'ig. 1 oder i'ig. 2 gezeigten Art hintereinanuerschaltet,' ergeben sich nur relativ kleine Verlagerungen der Innenrohre 1 oder 11, wenn sich die Innenrohre ausdehnen oder zusammenziehen. Das Ausmaß der Verlagerung richtet sich nach der Länge der verwendeten Leitungsabschnitte. Dies bedeutet, daß es möglich ist, relativ große 'i'emperaturgradienten längs der Kohrleitung zuzulassen. Dies ist insbesondere in den Flällen von Bedeutung, wenn die Leitung in Betrieb gesetzt oder stillgelegt wird.

Bei den bis {jetzt beschriebenen Ausführungsformen von Leitungen oder Leitungsabschnitten können die Verbindungen zwischen den Enden des Innenrohrs und des Außenrohrs in der verschiedensten Weise hergestellt werdei. Die anhand von i'ig. 1 und 2 beschriebenen Verbindun, en zwischen den Enden des Innenrohrs und des Außenrohrs sind nur als Beispiele zur Erläuterung der Grunügedanken der Erfindung zu betrachten.

Eine weitere Konstruktion einer Verbindung zwischen den benachbarten Enden, eines Innenrohrs und eines Außenrohrs ist in I¹Ig. 3 aargestellt.

Die Verbindung nach Fig. 5 umfaßt ein konisches Bauteil 27 in Gestalt eines hohlen Kegelstumpfes, dessen eines Ende durch Verschweißen mit der Außenfläche des Innenrohrs 21 verbunden ist. Das konische Bauteil 27 besteht z. B. aus Stahl mit einem i^ickelgehalt von 9 λ>. .ferner ist ein innerer

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Hing 28 vorgesehen, der mit dem anderen Ende des konischen Bauteils 27 verscnweißt ist. Der innere Hing 28 ist z. B. aus nichtrostendem ötahl hergestellt. Weiterhin ist ein äußerer iting 26 auf den inneren Hing 28 aufgeschoben und mit ihm verschweißt. Der äußere Hing 26 besteht z. B. aus unlegiertem Kohlenstoffstahl. Der äußere Hing 26 kann gegebenenfalls mit Ansätzen 29 versehen sein, die es ermöglichen, die Leitung bzw. den Leitungsabschnitt im voraus vorzuspannen.

Ji'ig. 4 zeigt eine kupplung oder Verbindung zwischen zwei Leitungsabschnitten der eingespannten Bauart, d. h. Leitungsabschnitten der anhanci von lig. 1 beschriebenen Art.

Das Innenrohr 21 ist mit dem Innenrohr 1 durch eine Schweißnaht 30 verbunden, während der äußere Ring 26 ^eder Verbindungskonstruktion mit dem Außenrohr 2 eines Leitungsabschnitts durch eine Schweißnaht 31 verbunden ist. Wie erwähnt, ist der Haum zwischen dem Innenrohr 1 und dem Außenrohr 2 mit einem wärmeisolierenden Material 5» z. B. Polyurethansehaum, gefüllt.

Die Inrienrohre 21 sind durch eine Schweißnaht 32 verbunden. Die äußeren Hinge 26 sind durch einen Zwischenring 33 verbunden, der zwei oder mehr miteinander verschweißte bchalenteile umfassen kann.

Der Hing 33 besteht z. B. aus unlegiertem Kohlenstoff stahl. Er ist an beiden Enden mit den benachbarten äußeren Hingen 26 durch Schweißnähte 34- und 35 verbunden. Der durch die Innenrohre 21, die konischen Bauteile 27» die äußeren Hinge 26 und den Zwischenring 33 abgegrenzte Haum ist ebenfalls mit einem wärmeisolierenden Material 55» z. B. Polyurethans chaum gefüllt. Dieses wärmeisolierende Material kann in i'orm von Schalen verwendet oder an Ort unu Stelle

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durch Aufspritzen oder Aufschäumen aufgebracht werden. Gegebenenfalls kann das wärmeisolierende Material 5 bzw. 55 in der weiter oben beschriebenen weise durch ein Gewebe oder i?"asermaterial verstärkt sein, das das Entstehen bzw. Ausbreiten von itissen verhindert.

Der King 33 ist ebenso wie die Außenrohre 2 und die äußeren Ringe 26 nicht vorgespannt, uaher sind diese ^rI'eile einfach miteinander verschweißt. Die iiinge 26 brauchen nicht mit den Ansätzen 29 nach i^;ig. 3 versehen zu sein, da bei der Anordnung nach Pig. 4 ein vorheriges Vorspannen nicht erforderlich ist.

i'ig. 5 zeigt eine Verbindung zwischen zwei Leitungsabschnitten der vorgespannten Bauart, d. h. der anhand von Pig. 2 beschriebenen Art.

Bei den im linken bzw. im recnten ieil von ü'ig. 5 dargestellten Leitungsabschnitten ist das Innenrohr 11 mit dem Außenrohr 12 so verbunden, daß das Außenrohr einer Zugspannung ausgesetzt ist, während auf das Innenrohr eine Drucrcbeanspruehung wirkt, wenn die xemsa?atur des Innenrohrs und des Außenrohrs der normalen Urngeoungstemperatur entspricht. Der äußei'e Sing 26 ist mit dem Außenrohr 12 durch eine Schweißnaht 41 verbunden, während das Innenrohr 21 der Verbindungskonstruktion mit dem bzw. gedem Iniienrohr 11 durch eine schweißnaht 42 verbunden ist.

Zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12 ist in der beschriebenen »/eise ein wärmeisolierendesMaterial 15

a. B. "folyur-ethanschaum, angeordnet.

Die Innenrohre der beiden Verbindungskonstruktionen sind durcn eine Schweißnaht 43 verbunden. Nach dem Herstellen der bchweißnaht 43 wird das wärmeisolierende Material 44, z. B. iolyurethanschaum, eingebracht. Das wärmeisolie-

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rende haterial kann' an Ort und btelle durcn Aufspritzen oder Aufschäumen aufgebx-acnt oder in i'oriu von Schalen angeordnet werden.

hierauf wird ein üing 45, der sich aus mehreren gekrümmten Abschnitten zusammensetzen kann, mit dem rechten äuiser-dii iting 2b dux-ch eine !schweißnaht 4o verbunden. Auch die .abschnitte des _-.in^s 4p werden miteinander verschleißü. An dei* x-iu-^nf lache des itings 45 werden Ansätze 4-7 befestigt, doch kann man anstelle dieser Ansalze auch xiin_L,abschnivte verwenden. *

nach deiu Beiesti_ben des Kings 45 wird auf die Ansätze bzw. die x-d.nbabsclmi'cte 47 unü 29 eine solche Axialkraft aufgebracht, daß der lin^e nand de^ Hings 45 tatsächlich oder nahezu in Berührung, mi"G deiu rechnen iinde des linken äulieren nin^s 2b kommt, wie es in i'ig. 5 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, so daß der Spalt λ verschwindet; sobald dies geschehen ist, werden die jxinge 45 und 26 an ihren benachbarten iinden verschweißt. Alternativ kann man die gleiche wirkung auen dadurch erzielen, daß man eine Axialkraft auf die Ansätze 29 aufbringt, die im linken und im rechten ^fi'eil von i'ig. 5 dargestellt sind. I

Kachdem die zuletzt erwähnte bchweißverbindung hergestellt und die Leitung von der von auiten aufgebrachten Axialkraft wieder entlasset worden ist, steht der Ring 45 unter einer axialen Lugspannung, während die der Schweißnaht 4$ benachbarten ieile der Innenrohre 21 zwischen den konischen Bauteilen 27 einer axialen DruckbeanspruchunL ausgesetzt sind. Somit stehen die Eohrverbindung und die in Α-rage kommenden Leitungsabschnitte unoer einer Vorspannung. Der xiing 45 besteht z. B. aus unlegiertem Kohlenstoffstahl.

.Bei den in .fc'ig. 4 unu. 5 gezeigten ttohrverbindungen kann man die Schweißverbindungen 32 und 43 gegebenenfalls

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durch eine flanschkupplung ersetzen.

Ji¹If₇. b und 7 ve !'ansehe ulichen Verfahren zum Lersi.elJ.en ein-^r sicu aus Abschnitten zusammensetzenden

Die in i^f!ig. ö gezeigte Verbindung, welche die ...eile 56, 51* 52, 55, 5⁷+ und 55 umi'aßt una mit einer Isolierui >: 7'1 versehen ist, wird im voraus hergestellt. Ls sei angenommen, daß em i-iahrlei'cungsabschni'ut mit einen. lnij.en.rGhr, 5ö, einem Außenrohr 57 una einer lsoiierun₀ bü bereits verlegt woraen ist. Dann wird das Innenrohr 55 eier Verbiijo.uii^s xionstruivtion durch eine ^chv/eiiintiit 59 mit den. InnenroLr ;8 verounaen. Hierauf v/ird das isoliermaterial ^r/2 aufgebracht. Jarm wird ein äußerer .aing -_·1, der sich aus mehl¹ er·, η abschnitten zusammensetzt, mit dein äußex'en iiixif-, '-jC aurch eine 62 verbunden.

Das Auisenrohr 57 tx'ägx; Ansätze 64, während j.er äußere xting 61 mit Ansätzen 6$ versehen ist. im£ diese Ansäuse v;ird eine axiale Kraft aufgebracht, was zur i'ol^e hat, daß der icing 61 gereckt und der Bpalt zwischen dem Aul.enrohr y/ und dem äußeren iting 61 beseitigt wird, hierauf wird _r-emäi: i.-in.. 6 an der gestrichelten Linie 65 eine bchv/ei^naht herbes teil >.■, um das Außenrohr 57 mit den. äußeren lting 61 zu verbinden. Danach \;erdeij die Ansätze 65 und 64 von der axialen Kraft entlastet, so daß in den Teilen 57 und öl eine axi. Ie bugspennung verbleibt, während die Teil, ^Tjö und 55 in axialer reichtung auf Druck bean&prucnt sina.

Hiernach wird der näcliste Leituuf^sab^chnitt a Zu diesem Zweck wild ein Innenrohr 66 duren eine Schweißnaht t>7 mit dem inneren reing Vd. verbunden. nas wärmeisol j erenae haterial 6b wira auf ebracht, ein Aui.-enroiir b^ wird aufgeschoben, und dieses AuJienrohr wird durch eine ochweißnaht 7^ mit dem äußeren iting 5^υ verbunuen. i\unmehr werden ait> vorstehend beschx'iebtnen Arbci ι,ügäiii-,^ am recliteu Jiiide des die

BAD

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66 und 69 umfassenden Leitungbabschnitts wiederholt, und danacn werden weitere Leitung,;sabschnitte hinzugefügt, bis die Hohrieitung die gewünschte Länge erreicht hat.

Das in i'ig. 7 dargestellte Veriahren spielt sich in der beschriebenen Weise ab.

Zunächst wird die die leile 75, ?6, 77, 78 und 79 umfassende Verbindung hergestellt. jjJs sei angenommen, daß ein iiohrlei^un^.sabschnitt mit einem Innenrohr 81, einem Außenrohr 63 und einem Isoliermaterial 82 bereits verlegt woruen A ist. .jjann wird ein King 85» eier gegebenenfalls aus mehreren ^bocaniotcn besieht, auf dem Innenrohr 81 angeoronet und mit ihiu ύ.\λ£·α. eine schweißnaht 86 verbunden, woraufhin das isolier material Sp aufgebracht wird. Dann wird die die Teile bis 79 umfassende Verbinaun^skonstruktion auf dem Innenrohr 81 gegen den xiing 8? geschoben. Das Außenrohr 83 trägt Ansätze 8-4-, während der äußere iiing 75 mit Ansätzen 80 versehen ist. Jetzt wird mic hilie dieser Ansätze eine axiale Kraft aufgebracht, vas zur x^!'oli_e hat, daß dei¹ iting 75 in. axialer .-icatung e,erecct wird una der bpalt zwischen dem King 75 una. dem AUi..enroij.r 8$ verschwirjdet. Hierauf werden die 'i'eile 75 und 83 an der gestrichelten Linie 87 durch eine bchweiß- j naht verbunden, cchlieiülich werdexi die Ansätze 80 und 84- von der axialen Krait entlastet, so daß in den Teilen 75 und 83 eine axiale Zugspannung verbleibt, während das Innenrohr 81 einer axialen itrucKbeanspruchung ausgesetzt ist.

iiunmehr wird ein iting 88, der sich gegebenenfalls aus mehreren Abscnnivfcfcix zusammensetzt, auf dem Innenrohr 81 angeordnet und mit ihm durch eine schweißnaht öV¹ verbunden, i'erri-..r v/ird ein Innenrohr 90 mit dem Innenrohr 81 durch eine LciiV/eiiinaht 91 verbunden. Dann v/ird das Isoliermaterial 92 ausbracht, und schließlich wird das Außenrohr 93 mit dem äußeren King 75 durch eine schweißnaht 94 verbunden.

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Die weiter oben beschriebenen ^j/beitsscnrirte werden dann am rechten Ende des die kohre ^O und 93 umfassenden ._eitungsabschnitts wiederholx;, und man setzt oie beschriebenen Arbeiten fort, bis die nohrleitung die ,.ewünscnle Länge erreicht hat.

wenn eine gemäß aen vorstehend beschriebenen Grundgedanken aufgebaute itohrleicun verwendet wird, die sich von einem an Land beiindxicüen j.-unkt aus zu einem ±uni:t in iuistennähe, z. B. einer Anlegebrücke, einer verankerungsinsel oder einer Verankerungsboje erstreckt, Kann man dt-s eine .ende der itohrleiuung gegebenenfalls an diesem letzteren tunkt am heeresboaen verankern, während uas an Land angeordnete ^nde der iiohrleitung so p.elu. ci-t v/erüen kann, da^ es sici_ unbehindert in axialer rcicLturig bev.ei en ^arm.

lias Vorspannen der Leituri^sabschnitte oder eiu^r "wachsenden" rohrleitung während ihrer konta^e kam. auf verschiedene iveiee bewirkt; werben, z. x>. auf uiechariischem una hydraulischem wege mit hilfe hydraulisch betatigbaror Kohrscheilen, mittels welcher auf das Aubenrohr eint Zugspannung aufgebracht wiru, währena das Innenrohr ein tr Iruc-ibeanspruchung ausgesetzt wird.

Ls ist auch möglich, ein "Cheriaisches Verfahren anzuv/en-Uen. Bei diesem Verfahren v/ird das Innenrohr abgekühlc oder das Aiu^enrohr erv/ärmt, v.oraufüin die Lriden aes Inüünroixrs una de^ Äuiienroiirs "Hiiteinauder v^rbun^en v/erden, ^uni Ao^ühl k man z. L. xvohlensaurüsohüee oder verflüssigten otick.·. verv/eiiden.

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Claims

(1·) -uohrlsitting zum 'xrcnsportifcrtu kalter iTu.ssig.keiten, insbesondere von verflübsi_oetem ürd^as, mi υ eineiü Innenrohr una eine*.. >;:;ltichacLsi£· daiiij.t angeordneten, einen größeren Uurcnubo^ei' aui'i/eisenaen Aubenroiii-, wobei aie jiiiaen des Innenroiii's ui:u des üiuenrohrs mi'cein.. nder vei'bur.den sind, und wobei iu dem itaum zwischen dem Imieriroiir und de;:: Aukenrohr ein v.^rmeisolierenaes Material auu-,eoici.net ist, aadurcli g e k e η η s e i c Ii Ii e t , uaß das Innenrohr (l;ll; 58, 6b; öl, 9O keine flexiblen -blemente wie rcohrmeniüranen oder ueliUü^.eii aui'v;eist, dai; die Vei'bindung zwischen den Lnden d?es liinenrohrs unu des ixußenrohrs (2; 12; 57j ^9; ö5, 95) ^so ausgebildet ist, daü bei noinaaler 'i'empera.ur oder bei der Betriebs temperatur aas Außenrohr ocer das Innenrohr einer axialen -üruckbearispruchuiik ausgesetzt ist, und dais einem AusknicKen der Hohre durcn das Vorhanaensein eines wärmeisolierenden haterials (5; 15; 60, 66; Ö2, 92) in dem kaum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr so entge^enuevvii'kt v;ird, daß o^e~ v/eils das eine rtohr das andere Kohr über das wärmeisolierende elastisch abstützt.

2. xiohrleitun^ nach Anspruch 1, üaaui'ch g e k e η η -

ζ e i c Ii net , daß die iinden des Innenrohrs und des Aubenrohrs so miteinander verbunden sinu, dab dann, wenn die Temperatur der iiohre der Umsebungstemperatur entspricht, keine oder nur gerinne axiale Spannungen in dem InneniOhr und dem Auüenrohr vorhanaen sind, daß jedoch dann, wenn sich das Innenrohr auf die Betriebstemperatur abkühlt, was dem normalen Betriebszustand während des hinaruckleitens einer kalten Flüssigkeit durcu die Leitung entspricht, in dem Innenrohr eine axiale

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Zugspannung auftritt, während aas Auiienrohr in axialer r.i tung auf Druck beansprucht ist (eingespannte iioh)

J. xiohi'leituil·. nach .iinsuruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Innenrohr und das Aui-jfcnro.hr so miteinanuer verbunden sinu, da,* dann, v.e.un α ie i^;eiiipei'atur der xiohi-e der üugebun_ostei"uperai;ur entspricht:, c.as ixu.venrohr una das Innenrohr so vorgespannt sina, daß ■;. as Au-.enrohr ein-or axii-len zjugspcnnun^. und das Innenrohr einer axialen -üx'uc^beanapruchung ausgesetzt ist (vorgespannte itohrieiturr-y

4. kohrj.eitung nach eineru aer Ansprüclie 1 bis 3, uaaurch g e κ e η η ζ e i c h η e . , dais aas wärmeisolitrense haterial ein LunotstoifscLaum is'i;.

5. jLtohrleitung nach Anspruch 4, dt uurcl: r: e k e η η -zeichnet , daß der rainststoffscnaum ,cescnlossene Zeilen auf v/eist,

D. iiohrleitung nacn Anspruch 4 oaer 3» dadurch g e k e η η zeich η et , daß aas wärmeisolierende χ material ein Polyurethanschaum oder ein i-olyvinylchloridschaum ist.

7. itohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis b, dadurch gekennzeichnet , daß das Innenrohr una das AUiienrohr an den und en der iiohrieitun^: miteinander verbui'aen sind.

8. Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e κ e η η ζ e i c h net , daß sich ei j e uohr leitung au,; Abschnitten zusammensetzt, von denen Jeder ein Innenrohr unu ein Außenrohx· umfaßt, una daß die Enaen dex* Inuenroiii'e mit den Enden der Außenrohre verbunden sind.

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9. 5.ohr leitung nach einem der Anbrüche 1 bis 6, dadurch g e jz e η η ζ e i c h η e t , daß zwischen dem Innenrohr unu deti wärmeisoliereriaen Material oder zwischen dem Außenrohx' und dein wärmeisolierenden Material eine Gleitschicht an eordnet i st..

10. xcohr leitung, nacn Anspruch. 9, dadurch g e k e η η -

s e i c η ix e t , daß die Gleitschicht aus -ilz oder einem Gewebe aus ±'olypropylen oder ulasfasern besteht.

11. liohrleitung nach Anspruch 9, dadurch gekenn- | zeichnet, daß die Gleitschicht aus i-apier besteht.

12. iiohrleitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Gleitschicht aus Jute besteht.

Iy. itohrleitung nacn einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch g e k e η η ζ fe i c Ja η e t , daß der kuns τ st ο ff schaum durch Aufspritzen aufgebracht ist.

14. i.ohr Leitung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß aer Kunststoffschaum an ort und stelle durch Aufscnäumen aufgebracht ist.

1Ϊ;. xiohrleitung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch f g e k e η η ζ e i c h η et , daß der Kunststoffschaum in iorm von schalen vorgesehen ist.

16. itohrleifcung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch g e k ε- η η ζ e i c L· η e t , daß das Inuenrohr aus iMickelbesteht.

17· iioiirleitung nach einem aer Ansprüche 1 bis 15, dadurch g e k e ti ii ζ e i c h η e t , daß das Innenrohr aus Aluminium besteht.

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18. jxoiirleitung nach einem der Ansprüche 1 bit. 1?, dadurch gekennzeichnet , d-:>-.ii das Au-enrohr au., unlegiertem kohlenstoffstahl besteht.

19. Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis lö, dadurch gekennzeichnet , daß das Innenronr und das Auiienrohr gasdicx^rxt miteinander verbunden sind.

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