DE2103581C2 - Rohrleitung für den Transport von Flüssigkeiten bei tiefer Temperatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrleitung für den Transport von Flüssigkeiten bei tiefer Temperatur, insb. Unterwasser-Rohrleitung für verflüssigtes Erdgas, bestehend aus einem aixial belastbaren Innenrohr und einem koaxialen Außenrohr von größerem Durchmesser, die durch Verbindungsstücke aneinander abgestützt sind und zwischen denen eine Wärmedämmschicht vorgesehen ist.

Eine solche Rohrleitung ist bereits bekannt (GB-PS 11 68 206). Sie wird beispielsweise zwischen der Küste und einer im Meer angeordneten Flüssiggas-Verladeanlage verwendet. Während des Durchleitens von verflüssigtem Erdgas wird das Innenrohr auf etwa — 160⁰C abgekühlt, während das Außenrohr auf Umgebungstemperatur verbleibt. Daraus ergeben sich Probleme sowohl hinsichtlich der verwendbaren Rohrwerkstoffe, die auch bei den niedrigen Temperaturen noch eine ausreichende Duktilität aufweisen müssen, als auch hinsichtlich der Temperaturdehnung bzw. -schrumpfung.

Bei der bekannten Rohrleitung wird für das Innenrohr ein Stahl mit einem Nickelgehalt von 9%, ein austenitischer Stahl oder Aluminium verwendet, da diese Werkstoffe auch bei entsprechend niedrigen Temperaturen noch eine ausreichende Duktilität und damit Festigkeit aufweisen. Um ferner die bei diesen Werkstoffen auftretende Schrumpfung von etwa 2—4 m auf lOOOm Rohrleitungslänge beim Abkühlen von Umgebungstemperatur auf — 160⁰C auszugleichen, sind zwischen aufeinanderfolgenden Innenrohren Rohrmembranen vorgesehen oder werden über ihre Länge gewählte Innenrohre vorgesehen. Das Außenrohr ist aus üblichem Stahl hergestellt und dient im wesentlichen dem Schutz vor äußeren Einflüssen, insb. vor einer Beschädigung beim Verlegen. An den Enden der einzelnen Rohrleitungsabschnitte, aus denen die Rohrleitung zusammengesetzt wird, sind das Innenrohr und das Außenrohr durch radiale Ringscheiben miteinander verbunden, wodurch abgeschlossene Ringkammern zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr gebildet sind. Zur Wärmedämmung sind diese Ringkammern evakuiert oder mit einem wärmedämmenden Pulver gefüllt Üblicherweise ist die Rohrleitung ferner mit ίο einer Betonummantelung oder einzelnen Betonklötzen versehen, so daß sie auf dem Meeresboden verankert ist. Bei dieser bekannten Ausbildung ist es nachteilig, daß teure Spezialwerkstoffe für das Innenrohr verwendet werden müssen und daß das Wellen der Rohre bzw. das Vorsehen von Rohrmembranen zum Längenausgleich den Strömungswiderstand erhöht und Schwachstellen bildet, was insb. für Rohrmembranen gilt und wegen der schlechten Zugänglichkeit der verlegten und im Betrieb befindlichen Rohrleitung von besonderer Bedeutung ist. Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe, - zugrunde, die Rohrleitung so auszubilden, daß auf teure Spezialwerkstoffe und auf die Rohrleitung schwächende Maßnahmen zum Ausgleich von Längenänderungen infolge Temperaturveränderung verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Verbindungsstück als formsteifer, mit den beiden Rohren koaxialer Hohlkegelsturr.pf ausgebildet ist, daß auch das Außenrohr axial belastbar ausgeführt ist und daß das Innenrohr und das Außenrohr unter Vorspannung durch die Verbindungsstücke so miteinander verbunden sind, daß bei normaler Umgebungstemperatur das Außenrohr unter axialer Zugspannung und das Innenrohr unter axialer Druckspannung steht, wobei das Innenrohr in radialer Richtung über die Wärmedämmschicht elastisch abgestützt ist

Bei dieser Ausbildung kann auf Maßnahmen zum Ausgleich von Längenschrumpfungen ganz verzichtet werden. Wird die Rohrleitung, deren Innenrohr bei normaler Umgebungstemperatur eine vergleichsweise hohe axiale Druckspannung aufweist, in Betrieb genommen, so wird das Innenrohr auf die niedrige Temperatur des verflüssigten Erdgases abgekühlt, während das Außenrohr annähernd auf der Umgebungstemperatur verbleibt. Infolge der Abkühlung schrumpft das Innenrohr, wodurch seine axiale Druckvorspannung abgebaut wird, was gleichzeitig zu einer entsprechenden Verringerung der axialen Zugspannung im Außenrohr führt. Die Größe der Vorspannung in der Rohrleitung vor Inbetriebnahme sowie die Temperatur des durch die Rohrleitung strömenden verflüssigten Gases bestimmen die axiale Spannung im Innenrohr der in Betrieb genommenen Rohrleitung. So kann die Druckvorspannung bis auf Null zurückgehen oder aber es kann eine restliche geringe Druckvorspannung verbleiben oder sogar eine geringe Zugvorspannung auftreten, die jedoch jeweils wegen ihrer geringen Größe unschädlich sind. Somit wird erreicht, daß die axialen Spannungen des Innenrohres während des Rohrleitungsbetriebs bei den sehr ungünstigen niedrigen Temperaturen klein sind, was zu dem Vorteil führt, daß weniger teure Metalle oder Metallegierungen zur Herstellung des Innenrohres verwendet werden können, als es bisher der Fall war.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung hat die Wärmedämmschicht die zusätzliche Aufgabe, daß vor Inbetriebnahme auf Druck vorgespannte Innenrohr gegen ein Ausknicken abzustützen. Infolge der axialen

Vorspannungen im Innenrohr und im Außenrohr wirken vergleichsweise große axiale Kräfte auf die Verbin^ dungsstücke zwischen den Rohren. Die Kegelstumpfform der Verbindungsstücke gewährleistet eine sichere Aufnahme der Kräfte unter Beibehaltung der vorgesehenen Spannungen in den beiden Rohren. Der hohle Kegelstumpf hat ferner den Vorteil, daß er eine große Festigkeit in axialer Richtung aufweist und daher vergleichsweise dünnwandig und mit großer Länge ausgeführt werden kann, so daß ein Einströmen von Umgebungswärme durch die Verbindungsstücke zum kalten Inncarohr in möglichst großem Umfang herabgesetzt wird. Dementsprechend verhindern die kegelstumpfförmigen Verbindungsstücke auch ein Herunterkühlen und Brechen der häufig vorgesehenen Betonummantelung des Außenrohrs zur Beschwerung der Leitung.

Es ist zwar bekannt, bei einer Rohrleitung aus einem Innenrohr und einem Außerirohr mit einer isolierenden Zwischenschicht und mit radialen Verbindungsstücken zwischen den beiden Rohren diese entgegengesetzt vorzuspannen (US· PS 29 24 245). Hier befindet sich jedoch das Außenrohr unter Druckvorspannung, während das innenrohr unter Zugvorspannung steht, und die Rohrleitung dient nicht zum Transport von auf tiefer Temperatur befindlichen Flüssigkeiten, sondern von heißen Flüssigkeiten. Dementsprechend tritt bei dieser bekannten Rohrleitung das für die Erfindung maßgebende Problem nicht auf, daß die Metalle bei den entsprechenden cryogenischen Temperaturen ihre Duktilität verlieren. Außerdem ist die bekannte Rohrleitung nicht mit Verbindungsstücken in Form eines hohlen Kegelstumpfs versehen. Vielmehr sind die Außenrohrs an ihren Enden durch in Umfangsrichtung zueinander versetzte axial ausgerichtete Abstandsplatten am Innenrohr abgestützt, die keine Abtrennung des Zwischenraums zwischen den beiden Rohren bilden. Wegen dieser grundlegenden Unterschiede und insb. den unterschiedlichen Auswirkungen einer Erwärmung einerseits bzw. Abkühlung andererseits auf die Eigenschaften der Rohrwerkstoffe kann die bekannte Rohrleitung nicht einfach statt für den Transport von heißen Flüssigkeiten für den Transport von Tieftemperaturflüssigkeiten bei gleichzeitiger Umkehrung der Vorspannungen herangezogen werden.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrleitung besteht die Wärmedämmschicht aus Polyurethanschaum, und ist zwischen dem Innenrohr und/oder Außenrohr sowie dem Polyurethanschaum eine Gleitschicht vorgesehen. Polyurethanschaum verbindet eine gute Wärmedämmung mit einer zum Abstützen des Innenrohrs gegen Ausknicken ausreichenden Festigkeit. Die Gleitschicht verhindert Beschädigungen der Polyurethanschicht bei Inbetriebnahme der Rohrleitung. Die Verwendung eines wärmedämmenden Rohrmantels aus Polyurethanschaum sowie die Verwendung einer Gleitschicht zwischen dem Rohr und seiner Ummantelung ist allerdings bereits bekannt (DE-AS 12 72 058).

EMe Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform einer Leitung.

Fig. 2 ist ein vergrößerter Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Verbindung zum Verbinden eines Innenrohrs mit einem Außenrohr.

Fig.3 zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform einer Kupplung zwischen zwei Leitungsabschnitten.

Fig.4 veranschaulicht ein mögJiches Verfahren zum Herstellen einer sich aus Abschnitten zusammensetzenden Rohrleitung.

F i g. 5 veranschaulicht ein weiteres mögliches Verfahren 2um Herstellen einer Rohrleitung, die mehrert Abschnitte umfaßt.

F i g. 1 zeigt eine Leitung bzw. einen Leitungsabschnitt mit einem Innenrohr 11 aus einem Werkstoff, der ίο seine Duktilität bei der niedrigen Temperatur des Flüssiggases beibehält, z. B. aus Stahl mit einem Nickelgehalt von 9%. Gleichachsig mit dem Innenrohr 11 ist ein Au Benrohr 12 von größerem Durchmesser angeordnet. Das Außenrohr 12 besteht z. B. aus unlegiertem Kohlenstoffstahl. Mit dem Innenrohr 11 sind Verbindungsstücke 13 z. B. durch Schweißnähte verbunden.

An einem Ende des Leitungsabschnitts ist ein Verbindungsstück 14 mit dem Verbindungsstück 13 20. verschweißt. Am anderen Ende des Leitungsabschnitts ist ein Bauteil 17 mit einem Flansch' 19 vorgesehen, das mit dem benachbarten Verbindungsstück 13 verschweißt ist. Die Verbindungsstücke 13 sind z. B. aus Stahl mit einem Nickelgehalt von 9% hergestellt. Das Verbindungsstück 14 besteht z. B. ebenso wie das Bauteil 17 aus nichtrostendem Stahl.

Das Außenrohr 12 wird an einem Ende mit dem ' Verbindungsslüek 14 verschweißt. An seinem anderen Ende weist das Außenrohr 12 einen Flansch 20 auf, der mit dem Flansch 19 des Bauteils 17 durch Schrauben 18 verbunden ist.

Der Raum zwischen dem !nnenrohr 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 Polyvinylchloridschaum.

Die Leitung bzw. der Leitungsabschnitt nach Fig. 1 wird wie folgt hergestellt: Zuerst werden die Verbindungsstücke 13 an das Innenrohr Ij angeschweißt, und danach wird das Verbindungsstück 14 an einem Ende des Lekungsabschnitts mit dem Verbindungsstück 13 verschweißt. · ·

Hierauf wird das Innenrohr 11 mit einer nicht dargestellten Gleitschicht mit einer Stärke von einigen Millimetern versehen, die nicht an dem Innenrohr haftet.

Diese Gleitschicht besteht z. B. aus Filz oder einem Gewebe, das z. B. aus Polypropylen- oder Glasfasern hergestellt ist. Es ist auch möglich. Papier oder Jute zu

so verwenden. Die Gleitschicht hat die Aufgabe, es dem Innenrohr 11 zu ermöglichen, sich gegenüber dem Wärmeisolierenden Material 15 axial zu bewegen, wenn in Richtung der Rohrachse Temperaturgradienten auftreten. Die Gleitschicht kann jedoch gegebenenfalls fortgelassen werden.

Hierauf wird der Kunststoffschaum auf die Gleitschicht aufgebracht. Beim Fehlen einer Gleitschicht bringt man den Kunststoffschaum direkt auf das Innenrohr 11 auf. Ein Polyurethanschaum kann z. B. durch Aufspritzen aufgebracht werden, um eine wärmeisolierende Schicht 15 zu erzeugen. Alternativ kann man das Isoliermaterial an Ort und Stelle aufschäumen, oder man kann das Innenrohr 11 in Schalen aus Polyureihanschaum einschließen. Gegebenenfalls kann man einen Stoff oder ein Fasermaterial 16, z. B. ein Glasfasergewebe, in das Isoliermaterial einbetten, so daß das Fasermaterial das Entstehen oder das Ausbreiten von Rissem in dem

wärmeisolierenden Material verhindert. Anstelle eines Glasfasergewebes kann man auch ein Gewebe aus einem anderen Material. /. B. Leinen, Baumwolle, |utc oder Hanf verwenden, Ferner ist es möglich, anstelle eines Gewebes nur Fasern aus den erwähnten Materialien vor/us^hon. Weiterhin kann man Netze oder dergleichen aus Metall verwenden, die z. B. aus nichtrostendem Stahl bestehen.

Sobald die Isolierschicht 15 fertiggestellt ist, wird das Außenrohr 12 auf das Innenrohr aufgeschoben. Das eine Ende des Außenrohrs wird gemäß Fig. 1 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 Flansch 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, daß das Rohr 11 einer axialen Druckbeanspruchung ausgesetzt wird. Gegebenenfalls kann man zwischen den Flanschen 19 und 20 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.

Natürlich stehen zum Vorspannen der beiden Rohre zahlreiche weitere Möglichkeiten zur Verfügung. Die Erfindung beschränkt sich daher nicht auf den Fall, daß das Innenrohr und das Außenrohr mit Hilfe der beschriebenen Flansche und Schrauben vorgespannt werden.

Eine Rohrleitung kann aus einem einzigen Leitungsabschnitt nach Fig. 1 bestehen. Jedoch ist es auch möglich, eine Rohrleitung aus mehreren Abschnitten nach F i g. 1 zusammenzusetzen, die hintereinandergeschaltet werden.

Wenn die Leitung bzw. der Leitungsabschnitt nach Fig. 1 den normalen Betriebsbedingungen ausgesetzt wird, d. h. wenn eine kalte Flüssigkeil z. B. Flüssigerdgas, das sich auf einer Temperatur von —160°C befindet, durch das Innenrohr 11 geleitet wird, kühlt sich das innenrohr ab, wobei es sich zusammenzieht. Dies bedeutet, daß die Vorspannung, d. h. die axiale Druckbeanspruchung des Innenrohrs, verringert wird. Gleichzeitig verringert sich auch die Vorspannung, d. h. die axiale Zugspannung, in dem Außenrohr. Die Größe der aufgebrachten Vorspannung und die Temperatur der durch das Innenrohr 11 geleiteten kalten Flüssigkeit bestimmen das Ausmaß der axialen Spannungen, die in dem Innenrohr und dem Außenrohr zurückbleiben. Beispielsweise kann in dem Innenrohr 11 eine relativ kleine axiale Druckvorspannung und in dem Außenrohr 12 eine relativ kleine axiale Zugvorspannung zurückbleiben. In manchen Fällen können die axialen Spannungen sowohl bei dem Innenrohr als auch bei dem Außenrohr vollständig verschwinden, wenn sich das Innenrohr 11 abkühlt, oder die axialen Spannungen können sogar ihr Vorzeichen ändern.

Es besteht nicht die Gefahr, daß sich das Innenrohr 11 oder das Außenrohr 12 ausbeult, oder daß es unter der axialen Druckbeanspruchung ausknickt denn das Innenrohr und das Außenrohr stützen sich gegenseitig über das wärmeisolierende Material 15 elastisch ab.

Das Außenrohr 12 schützt das wärmeisolierende Material 15 sowohl während des Transportierens als auch beim Verlegen der Rohrleitung gegen Beschädigungen. Außerdem verhindert das Außenrohr 12 das Eindringen von Wasser in das wärmeisolierende Material 15.

Wenn man eine Rohrleitung herstellt, indem man mehrere Abschnitte der in Fig. 1 gezeigten Art hintercinanderschaltet, ergeben sich nur relativ kleine Verlagerungen der Innenrohre 1 oder 11, wenn sich die Inncnrohre ausdehnen oder zusammenziehen. Das Ausmaß der Verlagerung richtet sich nach der Länge der verwendeten Leilungsabschnitte. Dies bedeutet, daß es möglich ist, relativ große Tempera'urgradienten ίο längs der Rohrleitung zuzulassen. Dies ist insbesondere in den Fällen 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 werden. Die anhand von Fig. 1 beschriebene Verbindung zwischen den Enden des Innenrohrs und des Außenrohrs ist nur als Beispiel zur Erläuterung der Grundgedanken der Erfindung zu betrachten.

Eine weitere Konstruktion einer Verbindung zwischen den benachbarten Enden eines Innenrohrs und eines Außenrohrs ist in F i g. 2 dargestellt.

Die Verbindung nach Fig. 2 umfaß ein konisches Bauteil 27 in Gestalt eines hohlen Kegelslumpfes, dessen eines Ende durch Verschweißen mit der Außenfläche des Innenrohrs 21 verbunden ist. Das konische Bauteil 27 besteht z. B. aus Stahl mit einem Nickelgehalt von 9%. Ferner ist ein innerer Ring 28 vorgesehen, der mit dem anderen Ende des konischen Bauteils 27 verschweißt ist. Der innere Ring 28 ist z. B. aus nichtrostendem Stahl hergestellt. Weiterhin ist ein äußerer Ring 26 auf den inneren Ring 28 aufgeschoben und mit ihm verschweißt. Der äußere Ring 26 besteht z. B. aus unlegiertem Kohlenstoffstahl. Der äußere Ring 26 kann gegebenenfalls mit Ansätzen 29 versehen sein, die es ermöglichen, die Leitung bzw. den Leitungsabschnitt im voraus vorzuspannen.

Fig. 3 zeigt eine andere Verbindung zwischen zwei Leitungsabschnitten.

Bei den im linken bzw. im rechten Teil von Fig. 3 dargestellten Leitungsabschnitten ist das Innenrohr 1! mit dem Außenrohr 12 so verbunden, daß das Außenrohr einer Zugspannung ausgesetzt ist, während auf das Innenrohr eine Druckbeanspruchung wirkt, wenn die Temperatur des Innenrohrs und des Außenrohrs der normalen Umgebungstemperatur entspricht. Der äußere Ring 26 ist mit dem Außenrohr 12 durch eine Schweißnaht 41 verbunden, während das Innenrohr 21 der Verbindungskonstruktion mit dem bzw. jedem Innenrohr 11 durch eine Schweißnaht 42 verbunden ist.

Zwischen dem Innenrohr 11 und dem Außenrohr 12 ist in der beschriebenen Weise ein wärmeisolierendes Material 15, z. B. Polyurethanschaum, angeordnet.

Die Innenrohre der beiden Verbindungskonstruktionen sind durch eine Schweißnaht 43 verbunden. Nach dem Herstellen der Schweißnaht 43 wird das wärmeisolierende Material 44, z.B. Polyurethanschaum, eingebracht. Das wärmeisolierende Material kann an Ort und Stelle durch Aufspritzen oder Aufschäumen aufgebracht oder in Form von Schalen angeordnet werden.

Hierauf wird ein Ring 45, der sich aus mehreren gekrümmten Abschnitten zusammensetzen kann, mit dem rechten äußeren Ring 26 durch eine Schweißnaht 46 verbunden. Auch die Abschnitte des Rings 45 werden miteinander verschweißt An der Außenfläche des Rings werden Ansätze 47 befestigt doch kann man anstelle

dieser Ansätze auch Ringabschniitc verwenden.

Nach dem Befestigen des Rings 45 wird auf die Ansätze b/w. die Ringabschnille 47 und 29 eine solche Axialkraft aufgebracht, daß der linke Rand des Rings 45 tatsächlich oder nahezu in Berührung mit dem rechten > Ende des linken äußeren Rings 26 kommt, wie es in Fig. 3 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, so daß der Spalt X verschwindet; sobald dies geschehen ist, werden die Ringe 45 und 26 an ihren benachbarten Enden verschweißt. Alternativ kann man die gleiche ιυ Wirkung auch dadurch erzielen, daß man eine Axialkraft auf die Ansätze 29 aufbringt, die im linken und im rechten Teil von F i g. 3 dargestellt sind.

Nachdem die zuletzt erwähnte Schweißverbindung hergestellt und die Leitung von der von außen r> aufgebrachten Axialkraft wieder entlastet worden ist, steht der Ring 45 unter einer axialen Zugspannung, während die der Schweißnaht 43 benachbarten Teile der Innenrohre 21 zwischen den konischen Bauteilen 27 einer axialen Druckbeanspruchung ausgesetzt sind. Somit stehen die Rohrverbindung und die in Frage kommenden Leitungsabschnitte unter einer Vorspan nung. Der Ring 45 besteht z. B. aus unlegiertem Kohlenstoffstahl.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Rohrverbindung kann man die Schweißverbindung 43 gegebenenfalls durch eine Flanschkupplung ersetzen.

F i g. 4 und 5 veranschaulichen Verfahren zum Herstellen einer sich aus Abschnitten zusammensetzenden Rohrleitung.

Die in F i g. 4 gezeigte Verbindung, welche die Teile 50, 51,52,53,54 und 55 umfaßt und mit einer Isolierung 71 verseher; ist, wird im voraus hergestellt. Es sei angenommen, daß ein Rohrleitungsabschnitt mit einem Innenrohr, 58, einem Außenrohr 57 und einer Isolierung

60 bereits verlegt worden ist. Dann wird das Innenrohr 53 der Verbindungskonstruktion durch eine Schweißnaht 59 mit dem Innenrohr 58 verbunden. Hierauf wird das Isoliermaterial 72 aufgebracht. Dann wird ein äußerer Ring 61, der sich aus mehreren Abschnitten 4C zusammensetzt, mit dem äußeren Ring 50 durch eine Schweißnaht 62 verbunden.

Das Außenrohr 57 trägt Ansätze 64, während der äußere Ring 61 mit Ansätzen 63 versehen ist. Auf diese Ansätze wird eine axiale Kraft aufgebracht, was zur -15 Folge hat. daß der Ring 61 gereckt und der Spalt zwischen dem Außenrohr 57 und dem äußeren Ring 61 beseitigt wird. Hierauf wird gemäß Fig.4 an der gestrichelten Linie 65 eine Schweißnaht hergestellt, um das Außenrohr 57 mit dem äußeren Ring 61 zu so verbinden. Danach werden die Ansätze 63, und 64 von der axialen Kraft entlastet, so daß in den Teilen 57 und

61 eine axiale Zugspannung verbleibt, während die Teiie 58 und 53 in axialer Richtung auf Druck beansprucht sind.

Hiernach wird der nächste Leitungsabschnitt aufgebaut. Zu diesem Zweck wird ein Innenrohr 66 durch eine Schweißnaht 67 mit dem inneren Ring 52 verbunden. Das wärmeisolierende Material 68 wird aufgebracht ein Außenrohr 69 wird aufgeschoben, und dieses Außen- ta rohr wird durch eine Schweißnaht 70 mit dem äußeren Ring 50 verbunden. Nunmehr werden die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge am rechten Ende des die Rohre 66 und 69 umfassenden Leitungsabschnitts wiederholt, und danach werden weitere Leitungsabschnitte hinzugefügt, bis die Rohrleitung die gewünschte Länge erreicht hat.

Das in F i g. 5 dargestellte Verfahren spielt sich in der nachstehend beschriebenen Weise ab.

Zunächst wird die die Teile 75, 76, 77, 78 und 79 umfassende Verbindung hergestellt. Es sei angenommen, daß ein Rohrleitungsabschnitt mit einem Innenrohr 81, einem Außenrohr 83 und einem Isoliermaterial 82 bereits verlegt worden ist. Dann wird ein Ring 85, der gegebenenfalls aus mehreren Abschnitten besteht, auf dem Innenrohr 81 angeordnet und mit ihm durch eine Schweißnaht 86 verbunden, woraufhin das Isoliermaterial 95 aufgebracht wird. Dann wird die die Teile 75 bis 79 umfassende Verbindungskonstruktion auf dem Innenrohr 81 gegen den Ring 85 geschoben. Das Außenrohr 83 trägt Ansätze 84, während der äußere Ring 75 mit Ansätzen 80 versehen ist. Jetzt wird mit Hilfe dieser Ansätze eine axiale Kraft aufgebracht, was zur Folge hat, daß der Ring 75 in axialer Richtung gereckt wird und der Spalt zwischen dem Ring 75 und dem Außenrohr 83 verschwindet. Hierauf werden die Teile 75 und 83 an der gestrichelten Linie 87 durch eine Schweißnaht verbunden. Schließlich werden die Ansätze 80 und 84 von der axialen Kraft entlastet, so daß in den Teilen 75 und 83 eine axiale Zugspannung verbleibt, während das Innenrohr 81 einer axialen Druckbeanspruchung ausgesetzt ist.

Nunmehr wird ein Ring 88, der sich gegebenenfalls aus mehreren Abschnitten zusammensetzt, auf dem Innenrohr 81 angeordnet und mit ihm durch eine Schweißnaht 89 verbunden. Ferner wird ein Innenrohr 90 mit dem Innenrohr 81 durch eine Schweißnaht 91 verbunden. Dann wird das Isoliermaterial 92 aufgebracht, und schließlich wird das Außenrohr 93 mit dem äußeren Ring 75 durch eine Schweißnaht 94 verbunden.

Die weiter oben beschriebenen Arbeitsschritte werden dann am rechten Ende des die Rohre 90 und 93 umfassenden Leitungsabschnitts wiederholt, und man setzt die beschriebenen Arbeiten fort, bis die Rohrleitung die gewünschte Länge erreicht hat.

Wenn eine gemäß den vorstehend beschriebenen Grundgedanken aufgebaute Rohrleitung verwendet wird, die sich von einem an Land befindlichen Punkt aus zu einem Punkt in Küstennahe, z. B. einer Anlegebrücke, einer Verankerungsinsel oder einer Verankerungsboje, erstreckt, kann man das eine Ende der Rohrleitung gegebenenfalls an diesem letzteren Punkt am Meeresboden verankern, während das an Land angeordnete Ende der Rohrleitung so gelagert werden kann, daß es sich ungehindert in axialer Richtung bewegen kann.

Das Vorspannen der Leitungsabschnitte oder einer »wachsenden« Rohrleitung während ihrer Montage kann auf verschiedene Weise bewirkt werden, z. B. auf mechanischem und hydraulischem Wege mit Hilfe hydraulisch betätigbarer Rohrschellen, mittels welcher auf das Außenrohr eine Zugspannung aufgebracht wird, während das Innenrohr einer Druckbeanspruchung ausgesetzt wird.

Es ist auch möglich, ein thermisches Verfahren anzuwenden. Bei diesem Verfahren wird das Innenrohr abgekühlt oder das Außenrohr erwärmt, woraufhin die Enden des Innenrohrs und des Außenrohrs miteinander verbunden werden. Zum Abkühlen kann man z. B. Kohlensäureschnee oder verflüssigten Stickstoff verwenden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. ι .
2. Patentansprüche:
3. 3. Rohrleitung für den Transport von Flüssigkeiten bei tiefer Temperatur, insbesondere Unterwasser-Rohrleitung für verflüssigtes Erdgas, bestehend aus einem axial belastbaren Innenrohr und einem koaxialen Außenrohr von größerem Durchmesser, die durch Verbindungsstücke aneinander abgestützt sind und zwischen denen eine Wärmedämmschicht vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verbindungsstück (13, 14 und 13, 17; 27; 51; 76) als formsteifer mit den beiden Rohren (11,12; 21, 26; 66, 69; 90, 93) koaxialer Hohlkegelstumpf ausgebildet ist, daß auch das Außenrohr (2,12) axial belastbar ausgeführt ist und daß das Innenrohr (U, 21, 66, 90) und das Außenrohr (12, 26, 69, 93) unter Vorspannung durch die Verbindungsstücke (13, 14 und 13, 17; 27; 51; 76) so miteinander verbunden sind, daß bei normaler Umgebungstemperatur das Außenrohr (12, 26, 69, 93) unter axialer Zugspannung und das Innenrohr (11,21,66,90) unter axialer Druckspannung steht, wobei das Innenrohr (U, 21, 66,90) in radialer Richtung über die Wärmedämmschicht (15,68,92) elastisch abgestützt ist

   2. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (15, 68, 92) aus Polyurethanschaum besteht und daß zwischen dem Innenrohr (H, 21,66,90) und/oder Außenrohr (12, 26, 69,93) sowie dem Polyurethanschaum eine Gleitschicht vorgesehen ist.