DE2639533B2

DE2639533B2 - Druckprobe-Stopfen für eine Rohrleitung

Info

Publication number: DE2639533B2
Application number: DE2639533A
Authority: DE
Inventors: Joel G. Feldstein; Jeffrey F. Martin
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1975-12-15
Filing date: 1976-09-02
Publication date: 1978-03-09
Also published as: FR2335786B1; JPS5273785A; DE2639533A1; FR2335786A1; US4044798A; DE2639533C3; JPS6034696B2; IT1067553B; CA1031708A; MX143107A; GB1510933A

Description

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Die Entwicklungen auf zahlreichen technischen Gebieten haben eine Tendenz zur bevorzugten Verwendung von Hochdruckanlagen gezeigt. Dampferzeuger, Kraftwerkskessel und Chemiereaktoren sind nur einige der Gebiete, auf denen Hochdruckmedien eingesetzt werden. Werkstoffe mit erhöhter Zugfestigkeit haben die Tendenz zum Hochdruckbetrieb gefördert. Vom praktischen Gesichtspunkt aus ist die Festigkeit irgendeiner Mediumdruckleitung oder eines Mediumdruckbehälters durch die Festigkeit der Schweißnaht oder der Verbindungsteile begrenzt, die die Bauteile verbinden, um das System, das Rohr oder dergleichen zu bilden. In dieser Beziehung sind zahlreiche Sicherheitsvorschriften und -verfahren veröffentlicht worden, um die Druckleitungen oder dergleichen zu prüfen. In solchen Fällen werden die Prüfungen gewöhnlich bei Drücken durchgeführt, die mindestens mit denjenigen vergleichbar sind, bei denen die Leitung eingesetzt wird.

Eine übliche Verfahrensweise bei der Prüfung einer Druckleitung besteht darin, die Leitung als ein Gehäuse für einen Druckprobe-Stopfen oder eine Vorrichtung dieser Art zu verwenden. Im allgemeinen wird der Probestopfen an das Rohr geschweißt und kann nach der Probe abgetrennt werden. Eine Nachbearbeitung der Leitungen ist oft erforderlich, bevor sie zum Versand gebracht werden können.

Es ist auch bereits eine Rohr-Test-Maschine bekannt bei der eine Rohrleitung auf Risse untersucht werden kann und bei welcher das zu untersuchende Rohr in die Maschine eingefügt wird (US-PS 26 10 651).

Es ist weiterhin eine hydrostatische Prüfvorrichtung bekanntgeworden, die es ermöglicht, die garantierten minimalen Fließgrenzwerie zu ermitteln, wie sie für Erdölrohre wichtig sind, die aus einer Platte gebildet werden, die zu einem rohrförmigem Teil gewalzt und entlang einer Längsnaht geschweißt sind (DT-OS 16 48 679). Dabei wird bereits ein Durchgang offenbart, der in den Ringraum eines Prüfkopfes führt und durch ^b5 den der für die Prüfung erforderliche hydrostatische Druck aufgebaut wird.

Die Erfindung befaßt sich mit Rohren größerer Länge, die in einer Rührtrommel, einem Sammler oder dgl. einzuschweißen oder bereits eingeschweißt sind.

Die Erfindung geht aus von einem Druckprobe-Stopfen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wasserdruck-Probestopfen zu schaffen, dessen Verwendung und Entfernung keine Nachbearbeitung der Leitung erforderlich macht, auf metallbearbeitende Vorgänge verzichtet werden kann und der wieder verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Klebstoff durch einen ersten, in die Ringkammer führenden Kanal eingespritzt wird und ein zweiter Kanal vorgesehen ist, über den die Luft aus der Ringkammer entweichen kann. Dabei setzt sich der Klebstoff in dem Grenzlinienbereich zwischen dem Außenumfang des Stopfens und der Innenfläche des Rohres ab, in das der Stopfen eingesetzt worden ist. Dabei halten nach einer vorteilhaften Weiterbildung Zentriervorrichtungen den Stopfen in seiner Lage, so daß er im wesentlichen koaxial zur Leitung angeordnet ist; sie dienen auch als Sperren, um den Klebstoff in dem gewünschten Raum zu halten. Dem Klebstoff wird die Gelegenheit zur Aushärtung gegeben, um einen druckmediumdichten Abschluß zu bilden. Nachdem das Rohr geprüft worden ist, wird die Einrichtung erwärmt, um die Klebstoffbindung aufzuweichen, und dann wird der Stopfen entfernt, ohne daß es notwendig ist, auf metallbearbeitende Vorgänge zurückzugreifen, bzw. ohne eine Leitungsbeschädigung, die eine Nachbearbeitung erforderlich machen würde.

Ein die Erfindung erläuterndes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt mit einem Probestopfen mit eingesetzter Klebstoffeinspritzdüse, wobei der Probestopfen sich in einem Leitungsstück für die Prüfung befindet,

F i g. 2 eine Endansicht des Probestopfens jedoch mit ausgebauter Klebstoffeinspritzdüse und

F i g. 3 eine Anordnung für die Verwendung eines Probestopfens bei der Prüfung eines Leitungsstücks.

F i g. 1 zeigt im allgemeinen ein Leitungsstück 10 mit eingesetztem Druckwasserprobestopfen 12, der für Betriebsverhältnisse ausgelegt werden kann, die von einem im wesentlichen Vollvakuumzustand bis zu etwa 700 bar Überdruck einschließlich reichen.

Der Prüfstopfen 12 ist in dem Zustand gezeigt, in dem er in den Innendurchmesser des Leitungsstücks 10 eingesetzt ist; der Stopfen hat ein solches Maß, daß er eng mit der Innenwand 40 des Leitungsstücks 10 in Berührung bleibt. Der Stopfen 12 umfaßt einen Körper 14, der mittig zur Stopfenkonstruktion angeordnet ist und eine Kante einer jeden der O-Ring-Aussparungers 16 und 18 mit den O-Ring-Lagerflächen 20 bzw. 22 bildet. Jede der O-Ring-Aussparungen 16 und 18 wird durch eine Innenlippe 24 und eine Außenlippe 26 vervollständigt. Ein Flansch 28 ist bündig zur Außenlippe 26 angeordnet. Der Körper 14, die Innen- und Außenlippen 24 und 26, die Lagerflächen 20 und 22 sowie der Flansch 28 stehen alle in koaxialer Beziehung zueinander. Der Stopfen 12 ist sowohl mit einem Innenkanal 30 für die Einführung des Klebstoffs als auch mit einem inneren Luft- oder Gas-Abzugskanal 32 versehen; beide liegen in einem spitzen Winkel zu einer gemeinsamen Längsachse des Probestopfens 12 und der Leitung 10. Dargestellt ist auch eine Durchführung 34, in die eine Druckmeßvorrichtung oder ein Entwässerungs-

ventil (nicht dargestellt) eingebaut werden kann. Die vorderen und rückwärtigen O-Ringe 36 und 38, von denen nur ein Teil in F i g. I dargestellt ist, ruhen auf Lagerflächen 20 und 22; sie wirken gemeinsam mit der Außenfläche des Körpers 14 und der Innenfläche 40 der Leitung 10, um eine Ringkammer 4-2 zu bilden, die koaxial zum Körper 14 angeordnet ist. Der Klebstoffkanal 30 und der Luft-Abzugskanal 32 schaffen einen Zugang zu der Kammer 42, wenn sich der Stopfen 12 in der Leitung 10 befindet. Die O-Ringe 36 und 38 dienen dazu, einen stoffdichten Abschluß zu bilden, um die Kammer 42 starr festzulegen; gleichzeitig dienen sie auch als Zentrierung für den Stopfen 12. Fig. 1 zeigt auch die Anordnung der Klebstoff-Einspritzdüse 44, wenn sie sich in Betriebsstellung mit dem Stopfen 12 befindet. Die Einspritzdüse ist eine einfache röhrenförmige Vorrichtung, die mit der Zuführung eines Klebstoffs verbunden ist, welcher unter Druck fließt.

Fig.2, die eine Ansicht des Stopfens 12 entlang der rechten Seite der Fig. 1 darstellt, zeigt Jen Stopfen ohne die Einspritzdüse 44. Man kann erkennen, daß der Flansch 28 keine echte Kreisform hat, sondern mit geraden Kanten 46 und 48 versehen ist, die zueinander parallel liegen. Der Eintritt 50 in den Kanal 30 und der Austritt 52 aus dem Luftabzugskanal 32 sind deutlich zu erkennen; man wird feststellen, daß sie in bezug auf die vertikale Achse des Flansches 28 mittig angeordnet sind. Die öffnung 54 ist vorzugsweise zum Teil mit einem Gewinde 56 versehen und stellt den Eintritt in die Durchführung 34 dar, die längs durch die Vorrichtung verläuft und zu dem Bereich des Mediums innerhalb der Leitung 10 führt. Wie man der Darstellung weiter entnehmen kann, können diese öffnung und die Durchführung geringfügig aus der vertikalen Achse versetzt sein, jedoch verläuft die Durchführung vorzugsweise parallel zur Längsachse des Stopfens 12.

F i g. 3 zeigt den Probestopfen 12 und die Anordnung der Apparatur für die Prüfung eines Leitungsstücks 10. Der Probestopfen 12 kann auf folgende Weise eingesetzt werden: Die Innen- und die Stirnkante der Leitung t0 werden gereinigt, um die Fremdkörper zu entfernen. Der Probestopfen wird auf eine Temperatur vorgewärmt, die mit dem zu verwendenden Klebstoff vereinbar ist; mit den eingebauten O-Ringen 36 und 38 wird dann der Stopfen in die Leitung 10 eingesetzt. Die O-Ringe, die vorzugsweise aus einem Fluorkohlenstoffmaterial bestehen, dienen dazu, den Stop^f°n in der Leitung zu zentrieren und den Klebstoff innerhalb eines bestimmten gewünschten Bereichs tu halten. Der Klebstoff wird mit etwa 1,5 bar in die Kammer 42 über den Klebstoff kanal 30 eingespritzt. Die Kammer wird aus dem Umfang des Stopfenkörpers 14, den O-Ring 36 und 38 sowie aus der Innenwand 40 der Leitung 10 gebildet. Der unter Druck stehende Klebstoff treibt die Luft aus der Kammer 42 heraus; die über den Luftabzugskanal 32 austritt. Der ganze Stopfen wird dann gedreht, um den Klebstoff gleichmäßig zu verteilen. Eine ausreichende Zeit wird eingeräumt, damit der betreffende Klebstoff härten kann und somit eine starke, fehlerlose Bindung zwischen dem Stopfenkörper 14 und der Innenwand 40 der Leitung 10 bildet.

Nach der Herstellung der Bindung wird Medium über die Pumpe 58, die Leitung 60 und die Durchführung 34 in die Leitung 10 gepumpt. Ein Druckmesser 62 befindet sich in der Leitung 60, so daß der Druck des Mediums angezeigt wird. Das entgegengesetzte Ende des Leitungsstücks 10 kann einen Blindnippel oder einen Blindflansch haben oder mit einem Stopfen versehen werden, der gleich dem Stopfen 12 ist. Das Entwässerungsventil 64 wird geöffnet,, um die Luft entweichen zu lassen, und bleibt offen, bis ein starker Strom des Mediums allein austritt. Dann wird das Ventil 64 geschlossen und die Pumpe 58 verleiht dem Medium einen geeigneten Druck je nach den Prüfkriterien. Nach der Probe kann das Medium durch Freigabe des Ventils 64 ablaufen.

Im Anschluß an die Probe wird die Einrichtung gleichmäßig auf etwa 260°C erwärmt und durch Greifer entfernt, die die linearen Kanten des Stopfenflansches 28 erfassen. Der Stopfen wird dann durch konventionelle Mittel weiter gekühlt; nachdem er durch Verwendung eines geeigneten Lösemittels gereinigt worden ist, kann er wieder zum Einsatz kommen.

Bei der Erprobung des oben beschriebenen Stopfens, der ursprünglich für einen Mediumdruck von 700 bar ausgelegt war, wurde festgestellt, daß man gewisse Vorteile dadurch erzielt, daß man den Stopfen vorwärmt, bevor er in das Leitungsstück 10 eingesetzt wird. Eine solche Vorwärmung führte dazu, daß der Klebstoff leichter floß und schneller härtete, wodurch die Festigkeit der Bindung früher erreicht wurde. Der zum Einsatz gekommene Klebstoff war in der hitzehärtbaren Zweikomponentenausführung auf Epoxydbasis.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckprobe-Stopfen für eine Rohrleitung die unter Druck zu prüfen ist, mit einem Stopfenkörper, der Kanäle besitzt sowie mit Zentriervorrichtungen, die in Verbindung mit dem Stopfenkörper so angeordnet sind, daß sie, der Außenumfang des Stopfenköpers und die Innenwand des Leitungsstücks eine Ringkammer bilden, gekennzeich- '" net durch einen ersten, in die Ringkammer (42) führenden Kanal (30) für die Einspritzung eines Klebstoffs und einen zweiten Kanal (32), über den die Luft aus der Ringkammer (42) entweichen kann.

2. Druckprobe-Stopfen nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung Aussparungen (20, 22) umfaßt, die in dem Stopfenkörper (14) an seinen gegenüberliegenden Enden ausgebildet sind, wobei O-Ringe (16, 18) aus einem elastischen Material in die Aussparungen so eingesetzt sind, daß sie die Innenwand der Leitung (10) berühren.