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Rohrleitung zum Transport von flüssigen oder gasförmigen
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Fluiden Die Erfindung betrifft eine Rohrleitung zum Transport von
flüssigen oder gasförmigen, vorzugsweise kryogenen Fluiden, bestehend aus koaxialen
Metallwellrohren, mit einer zwischen den Netallwellrohren angeordneten wärmedämmenden
Schicht.
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Diese Rohrleitung ist in besonderer Weise geeignet, verflüssigte Gase,
beispielsweise Erdgas von einer Verflüssigungsstation in einen Tanker oder in auf
der Meeresoberfläche schwimmende Speichertanks zu transportieren. Da derartige Rohrleitungen
zwischen der Verflüssigungsstation und dem Tanker bzw. den Speichertanks im Meerwasser
schweben, besteht die Möglichkeit, daß sie von außen beschädigt werden.
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Für den Fall, daß das Außenwellrohr der Rohrleitung zerstört wird,
dringt Meerwasser in die Isolierung zwischen den beiden Wellrohren ein und setzt
deren Isolationswert erheblich herab. Durch die fehlende Isolierung erwärmt sich
das Flüssiggas
und kann unter Umständen verdampfen. Dadurch steigt
der Druck in der ltohrleittlns und kann zur Zerstörung derselben fiiliren. Aus diesem
Grunde ist es erforderlich, eine Beschädigung voii außen möglichst schnell anzuzeigen.
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Desgl e3 ciien kann das Inneiirohr durch Korrosion oder aber auch
durch andere äußere Einfliisse undiciit werden, so daß das flüssige Erdgas aus dem
Innenrohr austreten kann.
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Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Rohrleitung
dahingehend zu verbessern, daß sowohl I;ehler im Außenrohr als auch im Innenrohr
sehr schnell angezeigt werden können.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung ein am
lnnenrohr anliegender wendelförmiger Kanal vorhanden ist und der so gebildete wendelförmig
verlaufende Kanal an mindestens einem Ende der Rohrleitung an ein Druckmeßgerät
angescillossen ist und daß unterhalb eines auf das äußere Wellrohr aufgebrachten
Kunststoffmantels mindestens eine Meldeader wendelförmig verläuft, deren Isolierung
bei Feuchtigkeitszutritt ihren elektrischen Widerstand verringert und zur Meldung
einer Leckage herangezogen wird. Die Überwachungsanlage gemäß der Lehre der Erfindung
besteht somit aus zwei unabhängig voneinander arbeitenden Meldesystemen sowie dazugehörenden
Neldegeräten, die zweckmäßigerweise in einer Uberwachungszentrale installiert werden
sollten. Jede Rohrleitung im Rohrsystem wird einzeln überwacht. Die einzelnen Rohrleitungen
werden durch Digitalanzeige des Meldegerätes gekennzeichnet, so daß bei evtl. Leckagefall
die defekte Rohrleitung in einem Rohrsystem leicht festgestellt werden kann. Für
den Fall einer Leckage im inneren Wellrohr gelangt das Flüssiggas in den Kontrollraum
zwischen dem Innenwellrohr und der Isolierung. Da die zu transportierende Flüssigkeit
unter Förderdruck steht und der Kontrollraum einen geringen
Druck,
zum Beispiel Atmosphärendruck, oder aber, falls erforderlich, geringes Vakuum aufweist,
verdampft das Fliissiggas im Kontrollraum. Die dadurch entstehende Druckveränderung
im Kontrollraum wird vom Meldegerät registriert und dieses gibt Alarm.
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Die Neldeader besteht aus einer Nickel-Chrom-Legierung von hoher mechanischer
Festigkeit und ausgezeichneter Beständigkeit. Die Ader ist mit einer feuchtigkeitsdurchlässigen
Aderumhiillung umgeben. Das Verfahren der Überwachung beruht auf der Veränderung
des elektrischen Widerstandes der Aderumhüllung bei Feuchtigkeitseintritt. Bei Schaden
an der Außenrohrumhüllung erfolgt nach Feuchtigkeitseintritt eine elektrische leitende
Verbindung zwischen der Uberwachungsader und dem äußeren Wellrohr. Da sowohl am
äußeren Wellrohr als auch an der Ader ständig ein Potential anliegt, fließt bei
einer Leckage ein Strom, der den Schadensfall anzeigt.
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Zur Schaffung des Kontrollraums hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
auf den Wellenkuppen des Innenrohres ein Band aufzulegen, welches ein Eindringen
des Isolierstoffs in die Wellentäler verhindert. Da die einzelnen Leitungsrohre
der Rohrleitung in einem kontinuierlichen Arbeitsprozeß durch Ausschäumen des Ringraumes
zwischen Innen- und Außenwellrohr hergestellt werden, wird zweckmäßigerweise vor
dem Einfahren des inneren Wellrohres das Band auf dieses aufgebracht. Ein Ausschäumen
der Wellentäler wird somit verhindert. Es ist aber auch möglich, in den Wellentälern
einen perforierten Schlauch wendelförmig anzuordnen. Dieser perforierte Schlauch
wird auf das innere Wellrohr vor der Ummantelung durch das Außenrohr aufgelegt.
Dabei sollte der perforierte Schlauch mit einer Vorspannung in die Wellentäler eingelegt
werden, um beim Ausschäumen des Ringraumes mit Polyurethan ein Eindringen in den
Zwischenraum zwischen
dem lijnenwellrohr und dem perforierten Schlauch
zu vermeiden. Es ist aber auch möglich, einen perforierten Schlauch über die Wellenkuppen
des Innenrohres mit größerer Steigung als der Wellsteigung des innenrohres aufzubringen.
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Die isolierte Neldeader sollte wendelförmig in Berührung mit dem Außenwellrohr
gelegt sein und als Rückleiter das Außenrohr verwendet werden. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, ein Neldeadernpaar zu verwenden, das wendelförmig das Außenwellrohr
umgibt, wobei eine Ader vollisoliert und die andere mit einem Faservlies isoliert
ist. Diese Ausführungsform ist, wie weiter unten beschrieben, geeignet, einen Aderbruch
zu melden.
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Die Erfindung ist anhand des in der Figur schematisch dargestellten
Ausffihrungsbeispiels näher erläutert.
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In der Figur 1 ist mit 1 ein gewelltes Innenrohr, vorzugsweise aus
Edelstahl, mit 2 ein ebenfalls gewelltes Außenrohr aus Normal stahl und mit 3 eine
Schicht aus aufgeschämtem Polyurethan bezeichnet. Zum Korrosionsschutz befindet
sich auf dem Außenrohr 2 eine Korrosionsschutzschicht 4 auf der Basis von Bitumen
sowie ein Kunststoffmantel 5, vorzugsweise aus Polyäthylen. Ein derartiges Leitungsrohr
kann in kontinuierlicher Arbeitsweise hergestellt werden, indem ein Metallband kontinuierlich
zum Schlitzrohr geformt, längs nahtgeschweißt und gewellt wird. Beim Formen eines
Bandes zum Außenrohr 2 wird als Seele das bereits vorgefertigte Innenrohr 1 eingefahren,
wobei der Ringraum zwischen den beiden Rohren, der durch nicht dargestellte Abstandshalter
gewährleistet ist, mit Polyurethanschaum ausgeschäumt wird.
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Auf diese Weise lassen sich Lcitungsrohre in nahezu unbegrenzter Länge
herstellen.
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Zum Anschluß eines derartigen Leitungsrohres an Glattrohre oder Ventile
und dergleichbl. wird ein Gewindering 6 in das Außenrohr 2 und ein Gewindering 7
auf das Außenrohr 2 aufgeschraubt. Der Innenring 6 ist mit einem FlaAchstiick 8,
wie bei 9 dargestellt, verschweißt. Nach dem Aufschrauben werden die Hinge 6 und
7 bei 10 ebenfalls verschweißt.
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Alle Teile, 6, 7 und 8 bestehen aus Edelstahl und das Schweißen wird
zweckmäßigerweise durch WIG-Schweißen vorgenommen. Das Innenrohr 1 wird an seinem
Ende etwas geglättet und eine Verbindungsbuchse 11 in das Innenrohr 1 geschoben.
Durch Rollwalzung wird die Innenbuchse 11 gegen das Flanschstück 8 gewalzt, wodurch
sic eine Abdichtung zwischen dem Flanschstück 8, dem lnnenrohr 1 und der Verbindungsbuchse
11 bildet.
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Die Abdichtung des Ringes 7 gegenüber dem Kunststoffmantel 5 geschieht
durch eine Überschiebhülse 12, die ebenfalls mit dem Hing 7 verschweißt wird und
am anderen Ende durch eine Dichtmasse 13, sowie einem Schrumpfschlauch i4 abgedichtet
wird.
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Gemäß der Lehre der Erfindung ist die beschriebene Rohrleitung doppelt
überwacht und weist zu diesem Zwecke einen Kontrollraum 15 auf, der beispielsweise
in der Weise hergestellt ist, daß auf den Wellenkuppen des inneren Wellrohres 1
ein Band aufliegt und ein Eindringen des Schaumes in die Wellung verhindert oder
aber durch Umwickeln des Innenrohres 1 mit einem perforierten Kunststoffschlauch
erzeugt wird. Dieser innere Kontrollraum 15 ist durch einen Kanal i6 im Flanschstück
8 mit einem nicht mehr dargestellten Druckanzeigegerät verbunden.
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Zwischen dem Kunststoffmantel 5 und dem äußeren Wellrohr 2 liegt ein
Meldeaderpaar 17, von dem eine Ader mit einer Kunststoffschicht isoliert ist und
die andere eine Isolierung auf Basis von Faservlies aufweist.
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Im Falle einer Leckage am Innenwellrohr 1 gelangt Flüssigkeit in den
Kontrollraum 15 zwischen dem Innenwellrohr 1 und der thermischen Isolierung 3. Da
das zu transportierende Flüssiggas unter Förderdruck steht und der Kontrollraum
15 einem geringeren Druck, zum Beispiel Atmosphärendruck, oder, falls erforderlich,
ein geringes Vakuum aufweist, verdampft das Flüssiggas im hontrollraum 15. Die dadurch
entstehende Druckveränderung im Kontrollraum 5 wird vom Neldegerät registriert und
dieses gibt einen Alarm.
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Die Außenrollriibern-achung registriert Schäden an der Rohrummantelung.
Hierfür ist ein Aderpaar 17 wendelförmig um das Außenwellrohr 2 herumgewickelt.
Eine Ader besteht aus einer Nickel-Chrom-Legierung von hoher mechanischer Festigkeit
und ausgezeichneter Beständigkeit und trägt eine feuchtigkeitsdurchlässige Isolierung
auf der Basis von Faservlies, die im Leckagefall durchtränkt wird und dadurch ihren
elektrischen Widerstand sehr schnell verringert. Bei einem Schaden an der Außenrohrumhüllung
erfolgt so nach Feuchtigkeitseintritt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen
der isolierten Überwachungsader und dem Außenwellrohr 2.
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Zwischen der isolierten Ader und dem Außenwellrohr 2 wird mit dem
Widerstandsreferenzmeßverfahren der Isolationswiderstand ständig iiberwacht. Hierbei
wird mit einer Gleichspannung in der Größenordnung von 10 Volt der Widerstand zwischen
Ader und dem Rohr gemessen und mit einer Widerstandsreferenz verglichen. Unterschreitet
der Isolationswiderstand den Referenzwert, wird ein Alarm ausgelöst.
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Zur Absicherung der Überwachung gegen einen Aderbruch wird mit Hilfe
der zweiten Ader eine geschlossene Meßschleife aus der faservliesisolierten und
der vollisolierten Ader gebildet, deren Geschlossenheit mit überwacht wird. Ein
Alarm erfolgt somit sowohl, wenn Feuchte zwischen Überwachungs-
ader
und Außenrohr auftritt als auch wenn die Meßschleife unterbrochen wird. Im Alarmfall
Feuchte kann der Fehlerort durch Anlegen einer Meßspannung an die Enden der Überwachungsschleife
und Messung der an der feuchten Stelle vom Außenrohr 2 abgegriffenen Teilspannung
eingemessen werden. Für den Alarnifall Unterbrechung wird die Bruchstelle durch
Messung der Kapazität Ader gegen Außenwellrohr 2 von beiden Enden aus unter Verhältnisbildung
der Meßwerte ermittelt.
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Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß bei
der Rohrleitung sehr schnell sowohl ein Fehler im Innenwellrohr 1 als auch in der
Rohrummantelung ermittelt und gegebenenfalls auch geortet werden kann. Die Erfindung
läßt sich mit besonderem Vorteil für Zwecke einsetzen, wie sie in der Patentanmeldung
27 18 629 beschrieben sind, ist aber auch anwendbar bei einer Verlegung im sogenannten
On-shore-Bereich.
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