DE3135468A1 - "metallbuerste zum beseitigen eines anti-korrosionsbelages von unter wasser befindlichen werkstuecken" - Google Patents

Description

Dipl.-!ng. Wilfrid fiÄIEfÖK

PATENTANWALT
7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 ■ TELEFON (0711) 244003

COMPAGNIE FRANCAISE DES PETROLES - C 121 -

75781 Paris Cedex 16 / Prankreich

Metallbürste zum Beseitigen eines Anti-Korrosionsbelages von unter Wasser befindlichen Werkstücken

Die Erfindung bezieht sich auf eine metallische Bürste, die in der Lage ist, sehr harte Arbeiten auszuführen und insbesondere Anti-Korrisionsbeläge zu beseitigen, wobei die Erfindung vor allem auf die Anwendung einer solchen Bürste bei der Ausführung einer Arbeitstechnik zur Beseitigung eines Anti-Korrosionsbelages unter Wasser gerichtet. ist.

Ein Anti-Korrosionsbelag ist beispielsweise auf der metallischen Außenfläche einer eingetauchten Rohrleitung aufgebracht, beispielsweise einer unterseeischen Rohrleitung zur Beförderung von Erdöl-Produkten. Dieser Anti-Korrisionsbelag kann aus einem bituminösen Erzeugnis bestehen, z.B» aus Steinkohlenteerpech oder Petrolp^ch oder aus einem Kunstharz, wie z.B. aus Polyäthylen, Polyurethan oder einem Epoxyharz, das ggf. mit Glasfasern verstärkt ist.

Es ist bekannt, solche Anti-Korrosionsbeläge mit Schlagwerkzeugen zu beseitigen. Man hat diesen Arbeitsgang mit Hilfe von rotierend angetriebenen Ketten zu mechanisieren versucht,, die dann gegen den Belag schlagen, jedoch konnte diese

-/■

C 121 -*-*f.

Methode nur dann eingesetzt werden, wenn der Belag brüchig ist (Teerpech bei niedriger Temperatur) und nur eine sehr geringe Vorschubgeschwindigkeit eingehalten wird.

Auch die Verwendung von Schabewerkzeugen wäre denkbar, die bezüglich einer zur Oberfläche des Anti-Korrosionsbelages verlaufenden Senkrechten geneigt sind und den Belag, gewissermaßen abhobeln. Im Hinblick auf die Werkzeugneigung sind jedoch einerseits zunächst in Umfangsrichtung verlaufende Einschnitte oder Gräben vorzusehen, die als Stelle des Arbeitsanfanges dienen bis zu längsverlaufenden Einschnitten oder Gräben, und darüberhinaus wäre eine endgültige Reinigung der Rohroberfläche unerläßlich.

Mit der vorliegenden Erfindung hat man nun gefunden -, daß man sehr harte Bearbeitungen durchführen und insbesondere einen Anti-Korrosionsbelag der weiter oben beschriebenen Arten, insbesondere unter Wasser, beseitigen kann, und zwar in einem einzigen Arbeitsgang, der die darunterliegende Oberfläche vollständig reinigt, wozu eine neuartige, rotierend angetriebene, metallische Bürste verwendet wird, die sich nicht schnell abnutzt bzw. eine lange Lebensdauer besitzt und die keine Kavitationswirkungen nach sich zieht, durch die andererseits die Nutzleistung reduziert sein würde.

Gegenstand der Erfindung ist folglich eine rotierende metallische Bürste mit radial gerichteten Borstenlitzen, die dadurch befestigt sind, daß sie zur Bildung einer kompakten Einheit ohne Abstand seitlich aneinandergelegt und zwischen zwei metallischen Planschen in Axialrichtung zusammengedrückt sind, wobei die beiden metallischen Flansche

die Einheit der Bürstenlitzen seitlich in Radialrichtung vollständig bis auf einen äußeren ümfangsabschnitt überdecken, dessen Durchmesser um wenigstens 2o mm geringer ist als der Außendurchmesser der auf der Bürste befestigten, aus Borstenlitzen befestigten Einheit.

Vorzugsweise liegt der Durchmesser des Querschnittes von jedem Draht der Borstenlitze in der Größenordnung von 0,8 mm. Die Bürstenlitzen bestehen vorzugsweise aus einem bis zu einer Festigkeit von 22o/26o hektobar gehärteten Stahl.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zwischen jedem Metallflansch und der Einheit der damit gehalterten Bürstenlitzen wenigstens eine Scheibe aus elastischem Material, z.B. aus Gummi eingefügt. Die Bürstenlitzen können frei belassen oder in ein Plastomer oder ein Elastomer eingegossen sein.

Vorzugsweise besitzen die Bürstenlitzen vor der Unterbringung zwischen den beiden Flanschen eine freie Länge, die ungefähr 5o mm nicht übersteigt.

Man hat gefunden, daß sich ein sehr gutes Arbeitsverhalten erreichen läßt, ohne eine zu hohe Antriebsleistung zu benötigen, wenn die Bürsten einen verhältnismäßig geringen Durchmesser, jedoch eine große Breite besitzen, wobei in einem speziellen Fall die Bürsten einen Außendurchmesser in der Größenordnung von 21 ο mm und eine axiale Länge in der Größenordnung von 15o mm besitzen.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Verwendung der oben beschriebenen Bürste zur Beseitigung eines Anti-

C 121 Λ

Korrosionsbelages, insbesondere untejrtiasser, bei der die Bürste mit einer Umfangsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 17m pro Sekunde angetrieben wird.

Die Andrückkraft der Bürste gegen den Anti-Korrosionsbelag liegt vorzugsweise in der Größenordnung von Io newton pro Milimeter Axiallänge der Bürste. Eine Verwendung der Bürste bei einer Rohrleitung, bei der beispielsweise ein Anti-Korrosionsbelag zu beseitigen ist, besteht darin, daß die Bürste auf einem Formteil befestigt wird, der die Rohrleitung umgibt und wenigstens einen in Umfangerichtung verfahrbaren Bürstenträgerschlitten, dessen Verfahrbarkeit entweder automatisch oder durch einen Taucher gesteuert wird, sowie Andrück- oder Verkeilungseinrichtungen für die Bürste oder Bürsten gegenüber der Rohrleitung aufweist. Bei der automatischen Steuerung verfährt der Schlitten auch in Längsrichtung.

Ein Ausführungsbeispiel· der Erfindung ist nachfolgend mit weiteren Einzelheiten und Merkmalen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Bürste gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnitt-Darstellung einer Rohrleitung mit drei an der Rohrleitung in Arbeit befindlichen Bürsten und .

Fig. 3 eine Rohrleitung mit einem Steuersystem, das

von einer Bedienungsperson aus gesteuert wird.

C 121 - ·&—

Man erkennt in Fig. 1 die aus Borstenlitzen gebildete Einheit, d.h. eine Einheit, die aus Paketen von Stahldräh-ten besteht, wobei letztere auf einer metallischen Hülse 2 radial nebeneinander wie bei einer Krone angeordnet sind. Die Befestigung der Drahtlitzen ist nicht dargestellt, da sie üblicher bekannter Art sein und beispielsweise in der Weise bestehen kann, daß die Drähte durch Öffnungen in Ringscheiben gezogen und die beiden Enden radial nach außen umgebogen werden. Diese Borstenlitzen sind von einer Umfangsreihe zur nächsten versetzt bzw. im Zickzack so angeordnet, daß der gesamte Raum bzw. die gesamte Oberfläche der Bürstenkrone besetzt ist.

Der so gebildete Borsteriring wird in Axialrichtung zwischen zwei äußeren Metallflanschen zusammengedrückt. Einer der Flansche ist an der Vorderseite in Fig. 1 sichtbar. Beide Metallflansche sind durch längsverlaufende Bolzen 4, die auf die Flansche aufgeschweißt sind, mit dem Bürstenring 1 verspannt und an Ort und Stelle gehalten. Zwischen jedem Metallflansch 3 und dem Bürstenring 1 ist eine Gummischeibe eingelegt.

Die Borstenlitzen 1 überragen die Flansche in Radialrichtung beim dargestellten Ausführungsbeispiel um ungefähr 8 mm, so daß der Außendurchmesser der Bürste um 16 mm größer ist als derjenige der Metallflansche und dem Bürstenring ein ausgezeichnetes Arbeitsverhalten erteilt. Gleichzeitig wird durch den kompakten Aufbau des Bürstenringes, der noch durch die Einführung der Gummischeiben 5 verstärkt ist, beträchtlich die Pumpwirkung derjenigen gegenüber verringert, die bei der Rotation einer herkömmlichen Metallbürste unter Wasser entstehen würde und somit die Anwendung der Bürste in untergetauchtem Zustand ermöglicht.

Diese Bürste eignet sich günstig zur Durchführung automatisierter Arbeiten bei der Beseitigung von Anti-Korrosionsbelägen. In Fig. 1 ist eine Rohrleitung 6 während der Bürstbearbeitung dargestellt, mit der ein Anti-Korrosionsbelag in einem Bereich entfernt werden soll, wo man zuvor einen Betonmantel 8 entfernt hat. Drei Bürsten 9, 1o und 11, die jeweils auf einem Schwenkarm 12, 13 bzw. 14 gelagert sind, sind gleichzeitig durch hydraulische oder elektrische Motoren rotierend angetrieben, während die Kraft, mit der die Bürsten gegen die Rohrleitung 6 angedrückt werden, durch Hydraulikzylinder 15, 16 und 17 zur Verfügung gestellt wird, die auf die Schwenkarme 12, 13 bzw. 14 einwirken. Die aus Bürsten 9, 1o, 11, den Schwenkarmen 12, 13, 14 und den Hydraulikzylindern 15, 16 und 17 gebildete Einheit ist innerhalb eines drehbaren Käfigs 18 in drei Gruppen angeordnet und mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 19 über einen Drehwinkel· von ungefähr 12o° verschwenkbar, wobei der Zylinder 19 mittels eines nicht-gezeigten Zahnrades, das auf einer ortsfesten Zahnstange 2o abrollt, auf eine nicht-gezeigte bewegliche Zahnstange einwirkt. Der Schwenkkäfig 18 besitzt eine nichtgezeigte, kreisförmige Führungsschiene, die aus drei zylindrischen Sektoren besteht.und auf einem Rahmen 21 montiert ist, dessen oberer Abschnitt 22 an einen nicht-gezeigten Schlitten oder Wagen angehängt ist, um eine Längsverschiebung parallel zur Achse der Rohrleitung 6 vorzunehmen.

In Fig. 3 ist ein Steuersystem dargestellt, das zur Betätigung durch eine Betriebsperson, beispielsweise durch einen Taucher, bestimmt ist. Bei diesem System enthält der die Rohrleitung umgebende Modul ein Organ 23 nach ARt eines Gurtes, einer Kette oder eines anschmiegsamen Ringes, das unmittelbar auf der Rohrleitung 6 befestigt wird, indem man mit Hilfe einer

Spanneinrichtung 24 die beiden Enden des Organs 23 einander nähert. Auf dem Gurtorgan 23 ist ein Schlitten 25 angebracht, der auf der Rohrleitung 6 auf Rollen 26 abrollt und durch ein rotierendes Antriebsglied 27 nach Art eines Rendelrades oder eines Zahnrades zu einer Bewegung in ümfangsrichtung angetrieben wird,, wobei das Rendel- oder Zahnrad auf dem Schlitten sitzt und mit dem Gurtorgan 23 in Eingriff steht, um bei herangeführtem Rotationsantrieb den Schlitten weiterzubewegen,, Dieser Rotationsantü ieb kann entweder automatisch oder, wie beim vorliegencen Ausführungsbeispiels, von der Bedienungsperson mittels einer Handkurbel 28 und einer biegsamen Welle 29 aufgebracht werden. Der Schlitten trägt einen hydraulischen oder elektrischen Motor 3o, der von einer Leitung 31 aus beaufschlagt wird. Der Motor 3o treibt eine Bürste 32 der vorstehend beschriebenen Art an. Außerdem sind nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen, um die Bürste mit der erwünschten Andrückkraft gegen die Rohrleitung 6 zu bewegen.

Die Anzahl der gleichzeitig in Eingriff befindlichen Bürsten kann sich selbstverständlich von den vorstehend beschriebenen Beispielen unterscheiden. Die beschriebenen Anwendungsbeispiele sind keinesfalls einschränkend zu verstehen, da die erfindungsgemäße Bürste auch zu anderen Zwecken und in anderen Halterungsanordnungen verwendet werden kann, sei es in Verbindung mit einer manuellen Betätigung oder einer automatischen Steuerung.

-ill·

Leerseite

Claims (1)

1. DlPL.-lNG. WlLFFfID RÄECK " '" ' ° ^{J H} °

   PATENTANWALT 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 - TELEFON (0711) 244003

   - C 121 -

   COMPAGNIE FRANCAISE DES PETROLES 5, Rue Michel-Ange, 75781 Paris Cedex 16 / Frankreich

   P a ten tanspx.üche

   1. Rotierende Metallbürste mit radial verlaufenden Bürszenlitzen, insbesondere zur Beseitigung eines Anti-Korrosions belages auf einer untergetauchten metallischen Oberfläche, bei der die radial verlaufenden Borstenlitzen in der Weise gehaltert sind, daß sie zur Bildung einer kompakten Einheit ohne Zwischenraum aneinanderliegen und zwischen zwei Metallflanschen eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet,

   daß die beiden Metallflansche (3) die aus radial verlaufen den Borstenlitzen (1) gebildete Einheit seitlich vollständig bis zu einem Außenumfang überdecken, dessen Durchmesser um wenigstens 2o ram kleiner ist als der Außendurchmesser der auf der Bürste angeordneten Einheit von Bürstenlitzen.

   2, Metallbürste nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Metallflansch (3) und der aus Borstenlitzen gebildeten Einheit (1) jeweils mindestens eine Ringscheibe (5) aus elastischem Material, insbesondere aus Gummi, eingefügt und angeordnet ist«

   C 121 - 2 -

   3. Metallbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenlitzen aus gehärtetem Stahl mit einer Festigkeit zwischen 22o und 26o hektobar bestehen.

   4. Metallbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dciß sie einen Außendurchmesser in der Größenordnung von 21 ο mm und eine axiale Länge in der Größenordnung von 15o mm besitzt.

   5. Verwendung der Metallbürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4 zur Beseitigung eines Anti-Korrosionsbelages von einer untergetauchten Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste (9, 1o, 11) mit einer Umfangsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 17 m pro Sekunde angetrieben ist.

   6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die insbesondere mittels Hydraulikzylindern ausgeübte Anpreßkraft der Bürste (9, 1o, 11) gegen den Anti-Korrosionsbelag (7) in der Größenordnung von zehn newton pro Milimeter Axiallänge der Bürste liegt.

   7. Verwendung der Bürste nach einem der Ansprüche T bis 4 zur Beseitigung eines Anti-Korrosionsbelages auf einer unter Wasser befindlichen Rohrleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste (32) auf einem Schlitten (25) montiert ist, der mit Hilfe von Rollen (2 6) auf der Rohrleitung (6) beweglich gehalten und zu einer Umfangsbewegung angetrieben wird, wobei er sich an einem die Rohrleitung (6) umgebenden und um diese herum festgezogenen Organ (23) nach Art eines Gurtes, einer Kette oder eines anschmiegsamen Ringes abstützt.