DE3316482A1

DE3316482A1 - Verfahren zum verlegen eines aus einzelnen waermeisolierten leitungsrohren bestehenden rohrstranges

Info

Publication number: DE3316482A1
Application number: DE19833316482
Authority: DE
Inventors: Bodo 3160 Lehrte Knitter; Kurt 3050 Wunstorf Krämer
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1983-05-05
Filing date: 1983-05-05
Publication date: 1984-11-08

Description

kabelmetal electro
Gesellschaft mit beschränkter Haftung

83-27/E

28. April 1983

Verfahren zum Verlegen eines aus einzelnen wärmeisolierten Leitungsrohren bestehenden Rohrstranges .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen eines aus einzelnen wärmeisolierten Leitungsrohren bestehenden Rohrstranges, insbesondere einer Fernwärmeleitung im Erdboden, welches aus einem metallischen Innenrohr und einem dieses konzentrisch und im Abstand umgebenden Außenrohr und einer zwischen den Rohren angeordneten wärme isolierenden Schicht besteht, bei dem das Innenrohr durch Erwärmung gedehnt und im gedehnten Zustand fixiert wird.

Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 2854524 bekannt. Dort wird das Innenrohr über das im vorgespannten Zustand vorliegende Maß hinaus gedehnt, auf das aus dem Außenrohr herausragende Ende des Innenrohres ein Ringflansch aufgeschweißt und danach die die Längung des Innenrohres bewirkende Maßnahme abgebrochen. Der aufgeschweißte Ringflansch stützt

sich nach der Abkühlung gegenüber dem Außenrohr ab, wodurch eine Vorspannung des Innenrohres gegenüber dem Außenrohr erreicht wird. Dieses Verfahren ist jedoch nur anwendbar für sogenannte Stahlmantelrohr-Systeme, bei dem das Außenrohr aus Stahl besteht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verlegen eines Rohrstranges anzugeben, welches sowohl für sogenannte Stahlmantelrohre als auch für Verbundrohre anwendbar ist. Unter Verbundrohren versteht man wärmeisolierte Leitungsrohre, die aus einem metallischen Innenrohr und einem Kunststoffaußenmantel bestehen und bei denen zwischen dem Innenrohr und dem Außenmantel eine Wärmeisolationsschicht angeordnet ist, die sowohl mit dem Innenrohr als auch mit dem Außenmantel kraftschlüssig verbunden ist. Bei der Vorspannung solcher Verbundröhre wird beispielsweise durch. Hindurchleiten von Heißdampf das Innenrohr gelängt, wobei sich infolge des Kraftschlußverbundes das gesamte Rohrsystem ausdehnt. Nachdem das Maß der Ausdehnung erreicht ist, wird diese Ausdehnung fixiert, indem beispielsweise ein Festpunkt gesetzt oder aber der Verlegegraben verfüllt wird.

Die obengenannte Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß zumindest an einer Stelle des Rohrleitungsstranges, vorzugsweise an mehreren, vor dem Erwärmen des Innenrohres an die Enden zweier benachbarter Innenrohre ein Rohrstück angeschweißt wird, daß dieses Rohrstück durch eine teleskopartige Ausbildung bei Erwärmung die Dehnung aufnimmt und daß nach Erreichen der Vorspanntemperatur die Vorspannung durch Verschweißen der teleskopartigen Ausbildung fixiert wird. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß der zwischen zwei Festpunkten gelegene Rqhrleitungsstrahg fertig verlegt .werden kann.. Das Vorspannen geschieht dann in den einzelnen Rohrstücken. Dadurch kann das Temperiermedium - in den meisten Fällen ist dies Heißdampf - hinsichtlich seines Wärmeinhaltes voll ausgenutzt werden. Auch eine Erhöhung der Temperatur des Temperiermediüms gegenüber der eigentlichen Vorspanntemperatur ist in Grenzen

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möglich. So läßt das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise bei einer gewünschten Vorspanntemperatur von 70 ⁰C eine Temperatur des Temperiermediums von ca. 120 ⁰C zu.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Dehnungslänge vor dein Einschweißen des Rohrstückes fixiert, und die Fixierung wird nach dem Einschweißen des Rohrstückes entfernt. Es ist somit möglich, die Gesamtdehnungslänge, welche ein Maß für die Vorspannung ist, für den Rohrleitungsstrang schon werksseitig genau festzulegen.

In Weiterbildung der Erfindung werden mehrere Rohrstücke im Abstand zueinander an die Innenrohrenden angeschweißt. Die Rohrleitung wird dann durch Einleiten eines temperierten Mediums in das Innenrohr erwärmt und ausgedehnt und nach Erreichen der festgelegten maximalen Dehnung in dem dem Einleitungsende nächstgelegenen Rohrstück die Dehnung fixiert.

Danach werden die in Strömungsrichtung des Temperiermediums nachfolgenden Rohrstücke ebenfalls nach Erreichen der vorgegebenen Dehnung fixiert.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Rohrstück zur Durchführung des Verfahrens. Dieses Rohrstück ist gekennzeichnet durch zwei Rohre mit an ihrem jeweiligen Anschweißende gleichem Durchmesser und an ihrem dem ' Anschweißende abgekehrten Ende unterschiedlichem Durchmesser. Das

■ Rohrstück besteht also aus zwei ineinanderschiebbaren Rohren, wobei die Verschiebbarkeit jedoch nur vor Fertigstellung des Rohrleitungsstranges gegeben ist, da die beiden Rohre nach dem Vorwärmen der Leitung miteinander verschweißt werden. Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung nimmt die Wanddicke des Rohrstückes von den Anschweißenden her zu, und es treten aus den verdickten Teilen Rohre mit unterschiedlichem Durchmesser aus, die ineinandergefügt sind. Dabei kann es vorteilhaft sein, daß aus einem der verdickten Teile zwei Rohre austreten, die das aus dem anderen verdickten Teil austretende Rohr zwischen sich aufnehmen. Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Schweißnaht zur

Festlegung der Dehnung als sogenannte V-Naht ausgebildet ist. Die Ausbildung der V-Naht gilt auch für die Verbindung der Anschweißenden mit dem Innenrohr. Die V-Naht ist aus dem Grunde nahezu unerläßlich, da bei dieser Art der Schweißverbindung der sogenannte Schweißfaktor am · höchsten ist. Zweckmäßigerweise weisen die ineinandergefügten Rohre zwischen sich eine Dichtung auf. Daraus resultiert der Vorteil, daß das Temperiermedium während des Aufheizens des Rohrleitungsstranges nicht an den Verbindungsstellen aus dem Innenrohr austreten kann. Die Dehnungsaufnahme des Rohrstückes ist durch einen nach dem Einschweißen des Rohrstückes in die Rohrleitung entfernbaren Abstandshalter fixiert. Jedes Rohrstück hat. also eine genau definierte festgelegte Dehnungsaufnahme, so daß der Rohrleitungsbauer für einen Rohrleitungsstrang die für das Maß der Vorspannung errechnete Gesamtdehnung auf die'einzelnen einzuschweißenden Rohrstücke aufteilen kann, wobei die Dehnungsaufnahme in den einzelnen Rohrstücken durch die Abstandshalter fixiert ist, so daß eine Veränderung während des Transportes oder der Lagerung nicht auftreten kann. . ■

Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Figur 1 zeigt die Enden zweier wärmeisolierter Leitungsrohre, welche aus einem Innenrohr 1 aus Stahl, einer Wärmeisolationsschicht 2 aus aufgeschäumtem Polyurethan sowie einem Kunststoffaußenmantel 3 bestehen. Anstelle des dargestellten wärmeisolierten Leitungsrohres können jedoch auch sogenannte Stahlmaritelrohre eingesetzt werden. An die Enden der Innenrohre 1 wird ein Rohrstück 4 angeschweißt·, und zwar mittels der V-Nähte 5 und 6. Das Rohrstück 4 besteht aus den beiden Teilen 4 a und 4 b, die teleskopartig ineinandergeschoben sind. Die Teile 4 a und 4 b entsprechen an dem der Schweißverbindung 5 und 6 zugekehrten Ende hinsichtlich Außen- und Innendurchmesser und Wanddicke den entsprechenden Abmessungen des Innenrohres 1. Sowohl das Teil 4 a als auch das Teil 4 b zeigen ein verdicktes Ende 7 a und 7 b, an welche sich die Rohre 8, 9 und 10 anschließen. Dabei nehmen die Rohre 8 und 9 das Rohr 10 zwischen

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sich auf. Zur Fixierung des Abstandes zwischen den beiden Teilen 4 a und 4 b dient ein Abstandshalter 11, der im Bereich der Verdickungen 7 a und 7 b an die Teile 4 a und 4 b angeschweißt bzw. angeheftet ist. Dieser. Abstandshalter 11 dient dazu, die errechnete Dehnungsaufnahme zu fixieren. Vorzugsweise sind drei gleichartige Abstandshalter 11 gleichmäßig am Umfang verteilt angebracht, um ein Verkanten der Teile 4 a und 4 b zu verhindern. Nach dem Einschweißen des Rohrstückes 4 in den Rohrleitungsstrang wird der Abstandshalter 11 entfernt und von einem Ende der Rohrleitung, beispielsweise Heißdampf, in das Innenrohr 1 eingeleitet. Infolge der Erwärmung durch den Heißdampf dehnt sich das Innenrohr 1 in Längsrichtung aus, was dazu führt, daß das Teil 4 b dem Teil 4 a angenähert wird, bis das freie Ende des Rohres 10 am Fußpunkt der Rohre 8 und 9 anstößt. In dieser Position werden die Teile 4 a und 4 b durch eine Rundumschweißnaht 12, die vorteilhafterweise als V-Naht ausgebildet ist, miteinander mechanisch fest verbunden (siehe untere Hälfte der Figur). Da die Rohrleitung an ihren Enden durch sogenannte Festpunkte festgelegt ist, tritt nach dem Abkühlen des Innenrohres 1 in demselben eine Zugspannung auf. Zweckrnäßi gerweise berechnet man nun die Dehnungsaufnahme im Rohrstück 4 so, daß sie die Längenausdehnung "zwischen dem Einspeisepunkt für das Temperiermedium und dem Rohrstück 4 aufnehmen kann, wenn das Innenrohr 1 auf eine Temperatur erhöht wird, die in etwa halb so groß ist wie die Temperatur, bei der die Rohrleitung betrieben werden soll. Bei Betriebstemperatur sind die Druckspannungen im Innenrohr nur halb so groß wie bei einer unvorgespannten Rohrleitung.

Nach der Herstellung der Schweißnaht 12 kann die Verbindungsstelle in an . sich bekannter Weise durch ein Muffenrohr 13 abgedeckt werden, welches durch Schrumpfschläuche 14 und 15 endseitig abgedichtet ist.

Die Figur 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Rohrstückes 4. Auch dieses besteht im wesentlichen aus zwei Teilen 4 a und 4b mit den entsprechenden Verdickungen 7 a und 7 b. Die Verdickung 7 a ist in diesem Ausführungsbeispiel, wie bei 16 dargestellt, ausgedreht bzw. ausgespart, so daß ein aus der Verdickung 7 b heraustretendes Rohrstück 10 in den Bereich der Ausnehmung 16 eingeführt werden kann.

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Zwischen der inneren Oberfläche der Ausnehmung 16 und der äußeren Oberfläche des Rohres IO kann eine Dichtung 17 vorgesehen sein, die ein Austreten des Temperiermediums verhindert sollen.. Eine ähnliche Dichtung kann auch in der Ausbildung nach Figur 1 vorgesehen sein." Die durch die Schweißnaht 12 verbundenen Teile sind im Bereich der Schweißnaht 12 so vorbereitet, daß eine einwandfreie V-Naht durchgeführt werden kann. Der für die Fixierung der Dehnungsaufnahme erforderliche Abstandshalter ist hier der Deutlichkeit der Darstellung halber fortgelassen.

In der Figur 3 sind die Endbereiche der Teile 4 a und 4 b so ausgebildet, daß sie wie dargestellt ineinandergeschoben v/erden können. Wesentlich ist, daß der an die Schweißnaht 12 angrenzende Endbereich des Teils 4 a nicht mit dem Teil 4 b in Berührung gerät, so daß sich,' wie bei 18 dargestellt, ein druckdichter Kegelsitz ergibt, der gemeinsam mit der Dichtung 17 einen Austritt des Teinperiermediums unmittelbar vor und während der Herstellung der Schweißnaht 12 verhindern soll.

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Claims

kabelmetal electro
Gesellschaft mit beschränkter Haftung

83-27/E

28. April 1983

Patentansprüche

ί l./Verfahren zum Verlegen eines aus einzelnen wärme isolierten Leitungsrohren bestehenden Rohrstranges, insbesondere einer Fernwärmeleitung im Erdboden, welche aus einem metallischen Innehrohr und einem dieses· konzentrisch und im Abstand umgebenden Außenrohr und einer zwischen den Rohren angeordneten wärmeisolierenden Schicht besteht, bei dem das Innenrohr durch Erwärmung gelängt und im gelängten Zustand fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einer Stelle des Rohrleitungsstranges, vorzugsweise an mehreren,- vor dem Erwärmen des Innenrohres an die Enden zweier benachbarter Innenrohre ein Rohrstück angeschweißt wird, daß dieses Rohrstück durch eine teleskopartige Ausbildung bei Erwärmung die Dehnung aufnimmt und daß nach Erreichen der Vorspanntemperatur die Vorspannung durch Verschweißen der teleskopartigen Ausbildung fixiert wird. ■ ·
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungslänge vor dem Einschweißen des Rohrstückes fixiert ist und daß nach dem Einschweißen die Fixierung entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohrstücke im Abstand zueinander an die Innenrohrenden angeschweißt werden, daß die Rohrleitung durch Einleiten eines temperierten Mediums in das Innenrohr erwärmt und ausgedehnt wird, daß nach Erreichen der festgelegten maximalen Dehnung in dem dem Einleitungsende nächstgelegenen Rohrstück die Dehnung fixiert wird und .daß die in Strömungsrichtung des Temperiermediums nachfolgenden Rohrstücke ebenfalls nach Erreichen der vorgegebenen Dehnung fixiert werden. ■
4. Rohrstück zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch zwei Rohre (4 a, 4 b, 8, 9, 10, 16) mit an ihrem jeweiligen Anschweißende gleichem Durchmesser und an ihrem dem Anschweißende abgekehrten Ende unterschiedlichem Durchmesser.
5. Rohrstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke des Rohrstückes von den Anschweißenden her zunimmt (7 a, 7 b) und daß aus den verdickten Teilen (7a, 7 b) Rohre (8, 9, 10) mit unterschiedlichem Durchmesser austreten, die ineinandergefügt sind.
6. Rohrstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem der verdickten Teile (7 a)' zwei Rohre (8, 9) austreten, die das aus dem anderen verdickten Teil (7 b) austretende Rohr (10) zwischen sich aufnehmen. ■
7. Rohrstück nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht (12) zur Festlegung der Dehnung als V-Naht ausgebildet ist.

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8. Rohrstück nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergefügten Rohre (8, 9, 10, 16) zwischen sich eine Dichtung (17) aufweisen.
9. Rohrstück nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsaufnahme des Rohrstückes (4) durch einen nach dem Einschweißen des Rohrstückes (4) in die Rohrleitung (1) entfernbaren Abstandshalter (11) fixiert ist.' ..