DE2333933C2 - Isoliermantel für eine Rohrleitung zum Transport einer Flüssigkeit mit tiefer Temperatur - Google Patents
Isoliermantel für eine Rohrleitung zum Transport einer Flüssigkeit mit tiefer TemperaturInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft einen Isoliermantel für eine Rohrleitung zum Transport einer Flüssigkeit mit tiefer
Temperatur, der leicht ausgebildet und vom Vakuumtyp ist sowie einen Kern aus Isoliermaterial und einen aus «
einer Aluminiumfolie bestehenden Infrarotschild aufweist.
Es ist bekannt, daß man Gase, wie beispielsweise Erdgas, bei tiefen Temperaturen von etwa —155° C
verflüssigen kann, wodurch ein wirtschaftlicher Trans- so port des Gases ermöglicht wird, indem man die
Flüssigkeil durch eine Rohrleitung pumpt. Um das Gas flüssig zu halten, muß seine Erwärmung möglichst
unterbunden werden. Daher werden die Rohrleitungen mit isolierenden Umhüllungen umgeben.
Aus der US-PS 33 69 826 ist ein Isoliermantel der eingangs genannten Art bekannt, bei dem innerhalb
einer äußeren Stahlhülle ein Kern aus isolierendem Material angeordnet ist und innerhalb des Kerns ein
Vakuum erzeugt wird. Die Erzeugung des Vakuums erfolgt dabei entweder durch ein Molekularsieb, dessen
Absorptionsfähigkeit für Gase insbesondere bei tiefen Temperaturen groß ist, oder durch eine Vakuumpumpe.
Die Verwendung eines Molckularsiebes ist teuer und nur bedingt in der Lage, ein ausreichendes Vakuum zu
erzeugen, wobei unabhängig von der Art der Erzeugung des Vakuums keine Gewähr gegen einen Verlust des
Vakuums gegeben ist, der in irgendeiner Weise wieder ausgeglichen werden muß. Ein weiterer Nachteil bei
dem bekannten Tieftemperaturisoliermantel besteht darin, daß ein Infrarotschild in Form einer Aluminiumfolie
unmittelbar auf das Rohr aufgewickelt und darüber das Isoliermaterial angebracht wird. Hierdurch wird die
Montage erheblich erschwert Da außerdem das Isoliermaterial aus einem losen Gefüge besteht, ist es
darüber hinaus noch erforderlich, zwischen dem Rohr und der Stahlhülle radial angeordnete Abstandshalter
vorzusehen, was den Aufwand ungünstig beeinflußt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Isoliermantel der eingangs genannten Art zu schaffen,
der eine gute Isolierwirkung gewährleistet, keine erneute periodische Evakuierung erfordert und einen
geringeren Aufwand als der bekannte Isoliermantel erfordert.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kern des Isoliermantels aus untereinander
verbundenen expandierten Perlitkörnern offenzellig, formstabil und rohrförmig ausgebildet ist und
allseitig von einer geschlossenen, hautförmigen luftdichten Umhüllung umgeben ist, daß der Infrarotschild
getrennt von dem mehrförmigen Kern und der Umhüllung zwischen der Außenfläche des rohrförmigen
Kernes und der Umhüllung vorgesehen ist und daß die Umhüllung bei normalem Druck und normaler Temperatur
mit einem kop Jensierbaren Gas gefüllt ist, welches bei der tiefen Temperatur der in der Rohrleitung
transportierten Flüssigkeit kondensiert und dadurch den von der Umhüllung umschlossenen Raum weitgehend
evakuiert.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen haben den Vorteil, daß der Tieftemperaturisoliermantel als Einheit
herstellbar und nachträglich auf die Rohrleitung aufgeschoben werden kann, wobei der Kern dadurch,
daß er von einer geschlossenen, hautförmigen und luftdichten Umhüllung umgeben ist, gegen einen Verlust
des Vakuums geschützt ist. Die Verwendung eines kondensierbaren Gases zur Erzeugung des Vakuums ist
dabei vom Aufwand her gesehen wesentlich günstiger als der Einsatz eines vergleichsweise teureren Molekularsiebes.
Auch ist bei der Erfindung keine Abstützung des äußeren Mantels erforderlich, da das Isoliermaterial
ein festes Gefüge aufweist und die Umhüllung sich bei Kondensation des Gases vollständig auf der Außenfläche
des Kerns abstützt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 die Ansicht eines Teils einer Rohrleitung mit
Isoliermantel und Schutzmantel,
Fig.2 eine vergrößerte, teilweise geschnittene perspektivische Ansicht des Isoliermantels und des
Schutzmantelsund
F i g. 3 einen unvollständigen Querschnitt entlang der Linie 3 — 3 in F i g. 2 in stark vergrößertem Maßstab.
Die Rohrleitung mit Isoliermantel ist insgesamt mit 10 bezeichnet und umfaßt eine Rohrleitung 12, durch
welche eine Flüssigkeit mit tiefer Temperatur, wie flüssiges Erdgas, fließt. Die Rohrleitung ist von in Reihe
angeordneten, untereinander verbundenen isolierenden Abschnitten 14 und 15 umgeben. Diese Isoliermäntel
weisen stufenförmig ausgebildete Enden 14a und 146 auf, an denen die einzelnen Isoliermantelabschnitte
untereinander verbunden sind. Bei einer Endverbindung dieser Art besteht kein direkter Weg zwischen der
Innenfläche 14c/ und der Außenfläche 14c des Isoliermantels, so daß keine Infrarotstrahlung durch
diese Verbindungen zur Rohrleitung 12 gelangen kann.
Als zusätzlichen Schutz gegen mechanische Beschädigungen und Umwelteinflüsse ist der Isoliermantel
weiterhin mit einem Schutzmantel 16 umgeben, der aus einem Polyurethankern 16a sowie aus einer Ummantelung
166aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.
Jeder Isoliermantelabschnitt 14 und 15 weist einen rohrförmigen Kern 14c aus expandierten Perlitkörnern
auf, die untereinander verbunden sind. Perlit ist ein natürlich vorkommendes siliciumhahiges Vulkangestein,
welches dur^h Erhitzen auf das 4- bis lOfache seines ursprünglichen Volumens expandiert werden
kann. Expandiertes Perlit weist eine Dichte in der Größenordnung von 0,03 bis 0,05 g/cm3 auf und besteht
im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen (Angaben in Gewichtsprozenten):
SiO2
AI2O3
K2O
Na2O
CaO
Fe2O3
MgO
TiO2
71,0-75,0%
12,5-18,0%
4,0-5,0%
23-4,0%
0,5-2,0%
0,1-0,5%
0,03-0,2%
0,03-0,2%
Die expandierten Perlitkörner sind untereinander
punktförmig an ihren Oberflächen verbunden und bilden auf diese Weise einen formstabilen Kern von
offenzelliger Struktur, dessen Dichte etwa der des Perlits selbst entspricht. Die wünschenswerte Dichte für
den Kern beträgt größenordnungsmäßig 0,03 bis 0,05 g/cm3. Das Perlit wird durch ein inertes Bindemittel
verbunden, welches aus Wasser, einem Geliermittel und einem Katalysator besteht. Vorzugsweise ist das
Geliermittel ein katalysiertes Harnstoff-Formaldehydharz und der Katalysator Natriumbisulfat (NaHSO^.
Das Bindemittel wird dem Perlit in ausreichender Menge zugesetzt, um die Perlitkörner anzufeuchten und
zusammenzuhalten, ohne jedoch die Poren dazwischen zu verstopfen, was die offenzellige Struktur aufheben
würde. Diese Mischung wird dann in eine Form gegeben, in der sie zu einem rohrförmigen, formstabilen
Kern der gewünschten Dichte ohne Anwendung von Wärme und Druck selbsttätig abbindet.
Anschließend wird auf die Außenfläche des Kerns 14c ein Infrarotschild 14/i in diesem Fall eine Aluminiumfolie,
aufgebracht und von innen her Kohl>:ndioxyd in den
Kern hineingepumpt, bis im wesentlichen die gesamte Luft im Kern durch Kohlendioxyd ersetzt ist Das
Kohlendioxyd wird bei normaler Zimmertemperatur und bei Atmosphärendruck eingefüllt. Der mit Aluminiumfolie
eingehüllte und mit Kohlendioxyd gefüllte Kern wird dann allseitig mit einer Kunststoffhaut dicht
umhüllt. Diese Umhüllung kann aus einer Urethanfolie hergestellt werden, die hermetisch versohlossen wird. Es
kann jedoch auch flüssiges Urethan aufgesprüht werden.
Wenn der Isoliermantel für eine unter der Erde verlegte Rohrleitung verwendet wird, dann kann auf die
vorbereiteten Rohrleitungs- und Isoliermantelabschnitte ein Schutzmantel aufgebracht werden. Dies kann so
geschehen, daß zunächst verschiedene Isoliermantelabschnitte wie die mit 14 und 15 bezeichneten werksmäßig
auf die Rohrleitung 12 aufgebracht werden und anschließend ein Schutzmantel aus Polyurethanschaum
mit einer glasfaserverstärkten Kunstharzhülle darüber angeordnet wird. Die einzelnen mit Isolier- und
Schutzmantef versehenen Rohrabschnitte werden dann zur Baustelle transportiert wo die Rohrleitungen
miteinander verschweißt werden. Im bereich der Schweißstellen wird dann der Isoliermantel durch
geteilte, manschettenartige Isoliermantelabschnitte sowie durch einen Schutzmantel vervollständigt
Wenn die Rohrleitung fertiggestellt ist, wird flüssiges
Erdgas mit einer Temperatur von annähernd —155°C
hindurchgepumpt. Infolgedessen kondensiert das Kohlendioxyd im Isoliermantel 14, welcher dadurch
weitgehend evakuiert wird. Das Perlit selbst weist einen sehr niedrigen Wärmeleitungskoeffizienten auf, und das
Vakuum in den Zellen leitet überhaupt keine Wärme. Deshalb ist der Wärmeübergang von der Außenseite
des Isoliermanteis zur Rohrleitung sehr gering. Infrarotstrahlung, die den Erdboden und den äußeren
Schutzmantel durchdringt, wird durch den Infrarotschild 14/ abgefangen und damit der Wärmeübergang
auf die Rohrleitung 12 noch mehr verringert Weiterhin verhindert die stufenförmige Ausbildung der Enden i4a
und 146 eines jeden Isoliermantelabschnitts in bekannter Weise den Durchgang von Infrarotstrahlung im
Bereich dieser Verbindungsstellen. Somit weist das beschriebene Beispiel auch im Bereich der Übergänge
zwischen den einzelnen Isoliermantelabschnitteü einen durchgehenden Infrarotschild auf.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Isoliermantel für eine Rohrleitung zum Transport einer Flüssigkeit mit tiefer Temperatur, der
leicht ausgebildet und vom Vakuumtyp ist sowie einen Kern aus Isoliermaterial und einen aus einer
Aluminiumfolie bestehenden Infrarotschild aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern
(14c,) des Isoliermantels (14) aus untereinander verbundenen expandierten Perlitkörnern offenzellig,
formstabil und rohrförmig ausgebildet ist und allseitig von einer geschlossenen, hautförmigen,
luftdichten Umhüllung (14g) umgeben ist, daß der
Ir.frarotschild (14/} getrennt von dem rohrförmigen
Kern (14c) und der Umhüllung (14&J zwischen der
Außenfläche des rohrförmigen Kernes (14c,)und der Umhüllung (iAg) vorgesehen ist und daß die
Umhüllung (14^ bei normalem Druck und normaler
Temperatur mit einem kondensierbaren Gas gefüllt ist, welches bei der tiefen Terrmeratur der in der
Rohrleitung (12) transportierten Flüssigkeit kondensiert und dadurch den von der Umhüllung umschlossenen
Raum weitgehend evakuiert.
2. Isoliermantel nach Anspruch 1, der in axialer Richtung aus mehreren Abschnitten (14,15) besteht
und bei dem die Enden eines jeden Abschnitts mit Mitteln zum Anschluß an die benachbarten Abschnitte
versehen sind, so daß ein direkter Durchgang von Infrarotstrahlung durch die Verbin- JO
dungsstellen benachbarter Abschnitte zur Rohrleitung (12) unterbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Enden (14ir, 146/ der Abschnitte des Isoliermantels in der Weise stufenförmig ausgebildet
sind, daß das Ende des einen Abschnitts (15) das -J5
Ende des benachbarten Abschnitts (14) überlappt und beide Enden zusammenpassen.
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| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MIDWESCO INC., CHICAGO, ILL., US |
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Free format text: HALLWOOD, HARRY, ARLINGTON HEIGHTS, ILL., US |
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