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Verfahren zum Anbringen eines Rißstoppers auf einer Rohrleitung
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und Rohrleitung mit Rißstopper
Beschreibung Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung, mit welcher die Fortpflanzung von Brüchen oder
Rissen in Hochdruckrohrleitungen angehalten werden kann,und auf ein Verfahren zum
Anbringen einer solchen Vorrichtung auf der Rohrleitung.
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Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen beschrieben worden, mit denen
in Hochdruckrohrleitungen die Rißbildung unter Kontrolle gebracht werden kann. Wenn
sich ein Riß in einer Rohrleitung bildet und unentdeckt bleibt, dann kann sich dieser
Riß entlang der Rohrleitung ausbreiten.
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Es ist bekannt, daß durch das Anbringen einer Hülse rund um die Rohrleitung
bei richtiger Konstruktion der Hülse in den meisten Fällen die Rißbildung gestoppt
werden kann.
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Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise in den US-PSen 4 176
691, 4 180 104 und 4 195 669 beschrieben. Zwar sind die bekannten Vorrichtungen
im allgemeinen beim Verhindern der Ausbreitung eines Risses zufriedenstellend, sie
bringen aber einige Schwierigkeiten mit sich. Wenn beispielsweise die Hülse zu dicht
auf die Rohrleitung paßt, dann kann es aufgrund von Dimensionsänderungen und Abweichungen
der Rundheit des Rohr extrem schwierig sein, die Hülse auf das Rohr aufzupassen.
Wenn andererseits der Abstand zwischen der Hülse und der Rohrleitung zu groß ist,
kann die Hülse den Riß nicht stoppen. Ein weiteres Problem, das mit den bekannten
Vorrichtungen verknüpft ist, liegt darin, daß die Hülse selbst durch den Riß oder
Bruch in Längsrichtung verschoben werden kann, so daß die Hülse nicht ihre vorgesehene
Funktion erfüllt. Eine weitere Schwierigkeit, die bei den Vorrichtungen des Standes
der Technik auftritt, liegt darin daß zwischen der Hülse und der Rohrleitung starke
Korrosionsschwierigkeiten auftreten können.
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Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Stoppen eines Risses oder eines Bruches in einer Hochdruckrohrleitung
zu schaffen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung war es, einen Rißstopper für eine
Rohrleitung zu schaffen, der leicht aufgebracht werden kann.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung war es, einen Rißstopper für eine
Rohrleitung zu schaffen,durch den die Korrosion zwischen dem Rißstopper und der
Rohrleitung verhindert wird.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung war es, einen Rißstopper für eine
Rohrleitung zu schaffen, der auf der Rohrleitung nicht in Längsrichtung verschoben
werden kann.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung war es, einen Rißstopper für eine
Rohrleitung zu schaffen, der wirksam die Ausbreitung eines Bruchs oder eines Risses
in einer Hochdruckrohrleitung verhindert.
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Gemäß der Erfindung wird zunächst eine zylindrische Hülse, beispielsweise
mit einer Länge von etwa 61,0 cm, einem Außendurchmesser von 112,4 cm und einer
Wandstärke von 1,5 cm auf ein Stück der Rohrleitung aufgebracht, die beispielsweise
einen Außendurchmesser von 106,7 cm aufweist. Die Hülse ist mit zentral angeordneten
öffnungen an der Ober- und an der Unterseite ausgerüstet. Die Hülse wird zunächst
auf dem Rohr mit Hilfe von Keilen, beispielsweise aus Urethan, zentriert, so daß
der ringförmige Raum zwischen der Hülse und dem Rohr im wesentlichen um den gesamten
Umfang des Rohrs gleichmäßig ist. Ein übliches Rohrleitungsband wird dann rund um
die Enden des Stoppers und um das Rohr gewickelt, um die Enden des Stoppers abzu-
dichten.
Hierauf werden Nylonstreifen rund um das Bandmaterial aufgebracht und angezogen.
An das untere Loch des Stoppers wird ein 1/2-Zoll-Ventil angebracht, während ein
15,2 cm langes Rohr (Uberlaufrohr)am oberen Loch angebracht wird. Ein Urethanelastomerfüllmaterial,
das annähernd 25 % Asphalt enthält, wird auf annähernd 490C erwärmt und durch das
Ventil von unten her in den Stopper eingepumpt. Das Material wird in den ringförmigen
Zwischenraum zwischen der Hülse und das Rohr eingepumpt, bis das Material durch
das Uberlaufrohr ausfließt. Das Filmmaterial wird annähernd eine Stunde härten gelassen.
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Die Verstärkungsstreifen werden dann abgenommen. Das Füllmaterial
im ringförmigen Raum zwischen der Hülse und dem Rohr hat zur Folge, daß die Hülse
am Rohr haftet, so daß ein Verschieben des Rohrs in Längsrichtung nicht eintritt,
sollte ein Riß entstehen. Das Füllmaterial verhindert auch eine Korrosion zwischen
der Hülse und dem Rohr.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Rißstopper
auf einer Rohrleitung; Fig. 2 einen Teilschnitt an der Linie 2-2 von Fig. 1; Fig.
3 eine perspektivische Ansicht, welche die Art und Weise erläutert, mit der der
Rißstopper auf der Rohrleitung zentriert wird; Fig. 4 eine Aufsicht auf den Rißstopper,
der auf der Rohrleitung angebracht ist, wobei das Bandmaterial auf die Enden aufgebracht'
ist;
Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 4, außer, daß Verstärkungsstreifen
über dem Bandmaterial angebracht worden sind; Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig.
5, welche die Art und Weise erläutert, mit der das Füllmaterial in den ringförmigen
Zwischenraum zwischen dem Stopper und die Rohrleitung eingebracht wird; und Fig.
7 einen auf der Rohrleitung angebrachten Rißstopper, wobei die Verstärkungsstreifen
weggenommen sind.
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Die folgenden Beschreibung betrifft eine spezielle Ausführungsform.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die speziellen Angaben, insbesondere die
Größenangaben, nur beispielhaft sind.
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Ein erfindungsgemäßer Rißstopper 10 umgibt eine Hochdruckrohrleitung,
die normalerweise aus mehreren Rohrstücken zusammengeschweißt ist. Im allgemeinen
besitzt jedes Rohrstück auch eine Längsschweißnaht. Bei der speziellen Ausführungsform
besitzt die Rohrleitung 12 einen Durchmesser von 106,7 cm und besteht aus Rohrleitungsstahl
X70 mit einer Zähigkeit von 4,14 mkg bei Minimumtemperatur. Der Stopper umfaßt eine
zylindrische Hülse 14, die vorzugsweise einen Außendurchmesser von 112,4 cm, eine
Länge von 61 cm und eine Wandstärke von 1,5 cm aufweist und aus Rohrleitungsstahl
X70 mit einer Zähigkeit von 15,18 mkg bei Minimaltemperatur besteht. Vorzugsweise
sind die Vorderkanten der Hülse abgerundet aber nicht verjüngt. Die Hülse 14 besitzt
eine Öffnung 16 in der Mitte der Oberseite und eine Öffnung 18 in der Mitte der
Unterseite. Vorzugsweise
ist ein 15,2 cm langes Rohr in der öffnung
16 und ein 1/2-Zoll-Ventil 20 in der oeffnung 18 vorgesehen. Die Außenseite der
Hülse 14 kann gegebenenfalls grundiert sein. Die Hülse wird durch geeignete Maßnahmen
über ein Ende des Rohrs geschoben. Vorzugsweise wird'die Hülse 14.nicht näher als
etwa 1,8 m am Ende der Rohrleitung angebracht. Es ist sehr wichtig, daß die Hülse
14 zunächst konzentrisch auf dem Rohr angeordnet wird. Dies wird durch eine Anzahl
von Urethankeilen 22 erreicht, die zwischen die Hülse 14 und die Rohrleitung rund
um ihren Umfang hineingetrieben werden, wie dies in Fig. 3 zu sehen ist, so daß
ein im wesentlichen gleichförmiger Ringabstand zwischen der Innenseite der Hülse
14 und der Außenseite der Rohrleitung 12 erreicht wird. Nachdem die Keile 22 in
der beschriebenen Weise angebracht worden sind, werden die Enden der Hülse 14 mit
einem üblichen Rohrleitungsband verschlossen. Das Band 24 wird dicht rund um ein
Ende der Hülse gezogen, so daß das Rohr gegen den Stopper abgedichtet wird. In ähnlicher
Weise wird ein Band 26 rund um das andere Ende der Hülse in der beschriebenen Weise
angebracht.
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Das Bandmaterial 24 und 26 wird dann vor dem'Füllen mit vier Nylonstreifen
28, 30, 32 und 34 oder ähnlichem befestigt, die mit einer Ratsche dichtgezogen werden.
Vorzugsweise sollten die Bänder eine Zugfestigkeit von 2200 kg aufweisen und so
nahe wie möglich an den Enden der Hülse angebracht werden, und zwar sowohl auf dem
Stopper als auch auf dem Rohr.
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Hierauf wird ein Füllmaterial in den ringförmigen Raum zwischen der
Hülse 14 und der Rohrleitung 12 eingeführt.
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Das zum Auffüllen verwendete Material besteht vorzugsweise
aus
einem Urethanelastomer mit annähernd 25 % Asphalt als Extender. Die beiden Komponenten,
Harz und Katalysator, werden auf annähernd 490C erhitzt, zusammenemischt und durch
eine Pumpe 36, die mit einer Leitung 38 am Ventil 20 angeschlossen ist, in den ringförmigen
Raum gepumpt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Menge des ,Asphaltextenders von
0 bis 30 % variieren kann und daß die Temperatur, auf welche das Füllmaterial erhitzt
werden kann, sich nach dem jeweiligen Produkt und den Spezifikationen des Herstellers
richtet. Das Material wird in die untere Öffnung 18 durch das Ventil 20 eingepumpt,
bis ausreichend Material durch die obere Offnung 16 herausfließt, um sicherzustellen,
daß der ringförmige Raum vollständig aufgefüllt ist. Das Material im ringförmigen
Raum ist in Fig. 2 mit 40 bezeichnet.
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Das Einbrinqen des Füllmaterials in den rinqförmiqen Raum hat nicht
nur zur Folge, daß die Hülse nach dem Aushärten des Füllmaterials fest an der Rohrleitung
haftet, sondern auch Luft und andere korrosive Materialien vom ringförmigen Raum
fernhält. Das Füllmaterial härtet in annähernd einer Stunde aus. Das harte Material
besitzt eine Shore A-Härte von ungefähr 35. Nachdem das Füllmaterial 40 ausqehärtet
ist, werden die Nylonstreifen 28, 30, 32 und 34 entfernt, so daß das in Fig. 7 darqestellte
Gebilde erhalten wird. Es wird empfohlen, daß die noch freiliegende äußere Oberfläche
der Hülse mit einem Band umwickelt wird, um eine Korrosion zu vermeiden.
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Der erfindungsgemäße Rißstopper wirkt im wesentlichen in der gleichen
Weise wie bekannte Vorrichtungen, indem er eine Ausbreitunq eines Risses oder eines
Bruches entlang der Länge der Rohrleitung verhindert. Der Rißstopper haftet an der
äußeren Oberfläche der Rohrleitung und ein
Verrücken in Längsrichtung
des Rißstoppers wird verhindert, sollte ein Bruch auf treten. Das Füllmaterial 40
verhindert sehr starke Korrosionsprobleme an der Innenoberfläche der Hülse und an
der Außenoberfläche der Rohrleitung. Die Tatsache, daß die Hülse 14 beträchtlich
größer ist als die Rohrleitung stellt sicher, daß die HUlse rasch auf der Rohrleitung
angebracht werden kann, so daß Schwierigkeiten vermieden werden, die normalerweise
aufgrund von Änderungen in den Abmessungen und bei schlechter Rundheit der Rohrleitung
auftreten.
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Es ist also ein neuer Rißstopper für eine Rohrleitung beschrieben
worden, der alle die oben beschriebenen Aufgaben löst. Das erfindungsgemäße Verfahren
stellt sicher, daß der Rißstopper in einer stabilen Lage bleibt, wobei eine Korrosion
im Raum zwischen dem Rißstopper und der Rohrleitung verhindert wird.