DE3420934A1

DE3420934A1 - Verfahren zum verbinden von zwei rohrenden zum bilden einer rohrleitung, insbesondere aus metall

Info

Publication number: DE3420934A1
Application number: DE19843420934
Authority: DE
Inventors: Bengt Olofström Persson; Per Ingemar Nora Persson
Original assignee: Volvo AB; Nitro Nobel AB
Current assignee: Volvo AB; Nitro Nobel AB
Priority date: 1983-06-09
Filing date: 1984-06-05
Publication date: 1984-12-20
Also published as: SE448612B; FR2547389A1; JPH048677B2; US4555053A; CA1240128A; SE8303263L; NO160976B; NO160976C; GB8414462D0; GB2142997A; JPS6053297A; SE8303263D0; GB2142997B; NO842297L; FR2547389B1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von zwei Rohrenden zum Bilden einer Rohrleitung, insbesondere aus Metall. Die Erfindung betrifft insbesondere Rohrleitungen mit einem solch großen Durchmesser, wie er für den Transport von Öl und Gas üblich ist. Andere Rohrleitungen, für die das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist, sind Rohrleitungen für Fernheizungsanlagen. Diese Rohre sind im allgemeinen so schwer, daß es unpraktisch ist, zwei Enden bis zur Berührung aufeinander zuzubewegen, um ein Verbinden zu ermöglichen. Derartige Rohrleitungen sind allgemein als Pipeline bekannt.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, zwischen zwei Rohrleitungen eine Verbindung zu erzielen, wobei die einander gegenüberliegenden Rohrenden einen Abstand zueinander aufweisen und eine Bewegung der Rohrleitungen vermieden werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Verbindungsrohr oder Zwischenstück verwendet wird, dessen Länge im wesentlichen dem Abstand zwischen den Rohrenden entspricht und so gewählt ist, daß jedes Ende des Verbindungsrohres mit einem gegenüberliegenden Rohrende durch Explosionsschweißen verbunden werden kann, wobei ggf. bei zu kleinem Abstand der Rohrenden dieser durch Entfernung von Material von einem oder beiden Rohrenden vergrößert wird, um ein Verbindungsrohr für das Explosionsschweißen zwischen die Rohrenden einzufügen, daß das Verbindungsrohr zwischen die Rohrenden eingefügt wird und daß die Enden des Verbindungsrohres mit den gegenüberliegenden Rohrenden durch eine Explosionsschweißung unter Verwendung eines äußeren ringförmigen Körpers als Abstützung und eines inneren ringförmigen Körpers, der mit einer Explosionsladung zusammenwirkt, verbunden werden.so daß der innere ringförmige Körper ein Verbindungselement bildet.

Die Explosionsladungen werden an beiden Enden des Verbindungsrohres gleichzeitig gezündet.

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Das Verbindungsrohr muß so ausgebildet sein, daß jeweils an seinen beiden Enden zwei Explosionsschweissungen durchgeführt werden können. Wenn der Abstand zwischen den beiden Rohrenden zu kurz für die Verwendung eines Verbindungsrohres für Explosionsschweißung ist, sollte an einem oder beiden Enden der beiden zu verbindenden Rohrenden Rohrmaterial entfernt werden, um einen genügend großen Abstand zwischen den beiden Rohrenden zu schaffen.

Die Erfindung ist weiterhin insbesondere für die Reparatur von Rohrleitungen geeignet, die irgendwo zwischen ihren Enden eine Beschädigung aufweisen. Ein die Beschädigung aufweisendes Stück Rohr wird ausgeschnitten, wodurch zwei Rohrenden mit dazwischenliegendem Abstand entstehen, indem das vorstehend beschriebene Verbindungsrohr mit äußeren und inneren ringförmigen Körpern und Explosivladungen eingesetzt werden kann.

Die äußeren und inneren ringförmigen Körper können entweder an jedem Rohrende oder an einem Zwischenstück befestigt werden, welches das Verbindungselement zwischen den Rohrenden bildet. Alle ringförmigen Körper müssen jeweils innerhalb der Kanten der Rohrenden oder des Verbindungsrohres angeordnet sein, damit das Verbindungsrohr zwischen die beiden miteinanderzu-

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verbindenden Rohrenden eingesetzt werden kann.

Gemäß der Erfindung ist eine Verschiebeeinrichtung so angeordnet, daß wenigstens die inneren ringförmigen Körper in eine die beiden Verbindungsstellen bedeckende Position verschoben werden können. Hierfür werden ein oder mehrere Zugseile, Streifen oder Drähte verwendet. Es sind auch vorgespannte Federn zu verwenden, deren Federkraft bei der Verschiebung ausgeübt wird. Für die Verschiebung kann auch ein Druckmedium, wie beispielsweise Gas oder Flüssigkeit verwendet werden.

Wenigstens die inneren ringförmigen Körper sind mit Blockiermitteln versehen, die mit einem Spalt zusammenwirken, der in den beiden Verbindungsbereichen auftritt.

Gemäß der Erfindung wird bevorzugt, eine vorgefertigte Baueinheit verwendet, die aus einem Verbindungsrohr besteht, das an seinen Enden mit den beiden inneren und äußeren ringförmigen Körpern versehen ist, wobei die inneren ringförmigen Körper mit Explosivladungen und freigebbaren Verschiebeelementen versehen sind, die zwischen den inneren ringförmigen Körpern angeordnet sind.

Die Explosivladungen werden vorzugsweise elektrisch

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gezündet, wobei die Spannung von einer Spannungsquelle induktiv durch eine Rohrwand auf einen Zünder an der Explosivladung innerhalb des Verbindungsrohres übertragen wird.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind den Patentansprüchen zu entnehmen.

Ausführungsformen der Erfindung werden im Einzelnen anhand der folgenden Figuren beschrieben. Es
zeigt:

Fig. 1 eine Rohrleitung mit einer Beschädigung;

Fig. 2 die Rohrleitung mit dem herausgeschnittenen, beschädigten Stück, so daß zwei Rohrenden erzeugt sind;

Fig. 3 die Rohrenden jeweils mit einem inneren und äußeren ringförmigen Körper und mit einer Explosivladung für jeden inneren ringförmigen Körper und ein Verbindungsrohr zum Einsetzen zwischen die beiden Rohrenden;

Fig. 4 das Verbindungsrohr zwischen den beiden Rohrenden, wobei die inneren und äußeren ringförmigen

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Körper über den entstandenen Verbindungsbereichen angeordnet sind;

Fig. 5 zwei Rohrenden nach der Verbindung mittels Explosivschweißung;

Fig. 6 eine Einzelheit eines Rohrendes und ein Verbindungsrohr, bevor die inneren und äußeren ringförmigen Körper über den Verbindungsbereich geschoben worden sind;

Fig. 7 den inneren ringförmigen Körper gemäß Fig. 6 an seiner Position im Verbindungsbereich; und

Fig. 8 eine Baueinheit bestehend aus einem Verbindungsrohr mit inneren und äußeren ringförmigen Körpern und Verschiebeelementen.

Fig. 1 zeigt eine Rohrleitung 1 mit großem Durchmesser mit einem Loch oder einer Beschädigung 2. Die Rohrleitung besteht aus Metall und dient zur Verwendung in Pipelines für den Transport von Öl und Gas. Sie ist natürlich ebenso gut für Fernheizungen verwendbar. Charakteristisch für die Rohrleitung ist, daß sie Teil eines Rohrleitungssystems ist und daher nicht bewegt werden kann. Für sich allein ist sie für eine Verschiebung von Hand zu schwer. Die Rohrleitung

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benötigt eine Ausbesserung und dies erfolgt durch Herausschneiden eines, das Loch 2 enthaltenden Stückes, wodurch zwei 'Rohrenden 3 und 4 gebildet werden, die einander gegenüberliegen,wie dies in der Fig. 2 zu ersehen ist. Die Situation kann auch so sein, daß anstatt einer Reparatur der Rohrleitung 1 gemäß Fig. 1 es die Aufgabe ist zwei Rohrenden 3 und 4 einer nicht bewegbaren Rohrleitung miteinander zu verbinden. Die beiden Rohrenden 3 und 4 werden mit Hilfe eines Zwischen-Stückes oder Verbindungsrohres 5 mit einer dem Abstand zwischen den beiden Rohrenden 3 und 4 entsprechenden Länge, verbunden. Der Spalt ,der an den Verbindungsstellen auftreten kann,kann jeweils bis zu 20mm betragen, Bevor das Verbindungsrohr5 positioniert wird, muß in jedes Rohrende ein innerer, ringförmiger Körper 11 aus Metall eingesetzt werden. Der ringförmige Körper 11 ist an seinem Umfang mit einer Anzahl von Bohrungen 14 versehen, die eine Feder 15 und einen zylindrischen Körper oder Stift 16 aufnehmen.

Innerhalb des ringförmigen Körpers 11 ist ein zylindrischer Körper 10, der eine Explosivladung bildet, die aus Dynamit, Dynamex, Trinitrotoluen oder anderen geeigneten explosiven Materialien bestehen kann. Am Mittelpunkt der Explosivladung 10 befindet sich eine Scheibe 12, die einen Knallaufsatz bildet, der aus Pentyl oder irgendeinem anderen entsprechen-

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den explosiven Material bestehen kann. Im Mittelpunkt der Scheibe 12 befindet sich ein elektrischer Zünder 13. An der Außenfläche des Rohrendes 3 ist ein äußerer ringförmiger Körper 7 aus Metall angeordnet, um als Halter zu dienen. Das Rohrende 4 ist ebenfalls mit einem äußeren ringförmigen Körper 6 und einem inneren ringförmigen Körper entsprechend dem ringförmigen Körper 11, der ebenfalls mit Explosivladung, Knallaufsatz und Zünder versehen ist. Wenn beide Rohrenden 3 und 4 wie vorstehend beschrieben ausgestattet sind, wird das Verbindungsrohr 5 zwischen den beiden Rohrenden 3 und 4 positioniert. Danach werden die beiden inneren, ringförmigen Körper verschoben, so daß einer der Körper 11 sichtbar am Verbindungsrohr 5 anliegt, so daß die zylindrischen Körper oder Stifte in die, zwischen den Rohrenden 3 und 4 und dem Verbindungsrohr 5 gebildeten Spalte einschnappen. Danach werden die äußeren ringförmigen Körper 6 und 7 ebenfalls verschoben um den Spalt zwischen den Rohrenden 3 und 4 und dem Verbindungsrohr 5 zu bedecken. Wenn die Zünder in dieser Position gezündet werden, tritt eine doppelte Explosion auf, die beiden inneren,ringförmigen Körper erzeugen Explosionsschweißungen, während die äußeren ringförmigen Körper 6 und 7 deformiert werden und mechanische Verbindungen bilden. Fig. 4 zeigt die über den Spalten liegenden äußeren,ringförmigen Körper vor der Explosivschweißung und Fig. 5 zeigt die äußeren

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ringförmigen Körper 6 und 7 nach der Explosivschweißung,

Die Figuren 6 und 7 zeigen als Einzelheit, wie der innere ringförmige Körper 11 in den Verbindungsbereich verschoben wird, nachdem das Verbindungsrohr 5 positioniert worden ist. Eine Anzahl von Zugseilen oder Streifen 17, die an dem inneren ringförmigen Körper befestigt sind und durch den Spalt 18 zwischen dem Rohrende 3 und dem Verbindungsrohr 5 hindurchgehen, werden für die Verschiebung verwendet. Wenn der Streifen 17 angezogen wird, wird der ringförmige Körper in Richtung auf die Verbindungsstelle verschoben und der zylindrische Körper 16 schnappt in den Spalt 18. Der ringförmige Körper 11 ist somit symetrisch zum Rohrende 3 und zum Ende des Verbindungsrohres 5 angeordnet. Diese symetrische Position ist aus der Fig. klar zu ersehen.

Die Verschiebung des inneren ringförmigen Körpers kann auch auf andere Art, beispielsweise durch Beigeben einer innerhalb des Rohrendes 3 angeordneten Feder ausgeführt werden. Andere Möglichkeiten sind, ein Druckmedium zu verwenden, welches ebenfalls innerhalb des Rohrendes 3 angeordnet ist. Das Druckmedium kann durch Auslösen einer schwachen Detonation erzeugt werden. Der ringförmige Körper· an der linken Seite des Verbindungsrohres wird entsprechend dem rechtsliegenden

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inneren ringförmigen Körper auf die gleich Weise wie vorstehend beschrieben gebracht. Die beiden Explosivladungen, von denen eine mit 10 bezeichnet ist, werden durch elektrisches triggern des Zünders, von denen einer mit 13 bezeichnet ist, ausgelöst. Zu diesem Zweck wird eine Spannungsquelle oder ein Impulsgenerator 19 verwendet, der über Leiter 20 auf eine Spule 22 in einem Eisenkern 21 Impulse gibt. Die in der Spule 22 erzeugte Spannung wird induktiv durch die Wand des Verbindungsrohres 5 auf eine Spule 23 mit einem Eisenkern 24 übertragen, die innerhalb des Verbindungsrohres angeordnet ist. Die Spule 23 ist mit dem elektrischen Zünder 13 über einen Leiter 25 verbunden. Die Spule 23 ist ebenfalls mit dem zweiten Zünder verbunden. Die Explosivladungen werden gleichzeitig gezündet.

Im vorstehenden wurde beschrieben, wie die inneren und äußeren ringförmigen Körper um die Rohrenden 3 und 4 angeordnet sind. Es ist jedoch zu ersehen, daß auch eine Baueinheit,bestehend aus dem Verbindungsrohr 5 mit zwei Einheiten 8 und 9, die jeweils aus einem inneren ringförmigen Körper mit Explosivladung bestehen, hergestellt werden kann. Zwischen den Einheiten 8 und 9 ist eine Einrichtung 26 zum Verschieben der Einheiten 8 und 9 nach Triggerung vorgesehen.Die vorgefertigte Baueinheit ist ebenfalls mit den notwendigen äußeren ring-

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förmigen Körpern 6 und 7 versehen. Eine vorgefertigte Baueinheit erleichtert die Rohrverbindung, da die Baueinheit nur positioniert und die Einheiten 8 und 9 nach Triggern verschoben werden müssen, gefolgt von der Ver-Schiebung der ringförmigen Körper 6 und 7, worauf eine Explosivschweißung durchgeführt wird. Das letztgenannte Verfahren ist wahrscheinlich der schnellste Weg zur Erzielung einer Verbindung zwischen zwei Rohrenden. Diese Enden können entweder die Enden zweier zu verbindender,nicht bewegbarer Rohrleitungen sein, oder sie können nach dem Entfernen eines beschädigten Stückes aus einer Rohrleitung entstanden sein.

Eine Bedingung bei der vorliegenden Erfindung ist, daß das Verbindungsrohr 5 lang genug sein muß, um die doppelte Explosivschweißung zu ermöglichen. Sollte der Abstand zwischen den beiden Rohrenden 3 und 4 kürzer als die erforderliche Länge für das Verbindungsrohr sein, muß an einem oder beiden Rohrenden Rohrmaterial entfernt werden, um einen Abstand entsprechend der notwendigen Länge für das Verbindungsrohr 5 zu schaffen,

Claims

Verfahren zum Verbinden von zwei Rohrenden zum Bilden einer Rohrleitung, insbesondere aus Metall Patentansprüche

1. Verfahren zum Verbinden von zwei Rohrenden zum Bilden einer Rohrleitung, insbesondere aus Metall, insbesondere für Rohrleitungen zum Transport von Gas oder Öl, wobei sich die beiden Rohrenden in einem Abstand gegenüberstehen, der direktes Zusammenschweißen unmöglich macht, dadurch geken nzeichnet, daß ein Verbindungsrohr oder Zwischenstück (5) verwendet wird, dessen Länge im wesentlichen dem Abstand zwischen den Rohrenden (3) und (4) entspricht und so gewählt ist, daß jedes Ende des Verbindungsrohres (5) mit einem gegenüberliegenden Rohrende (3) oder (4) durch Explosionsschweißen verbunden werden kann, wobei ggf. bei zu kleinem Abstand der Rohrenden dieser durch Entfernung von Material von einem oder beiden Rohrenden (3) oder (4) ver-

größert wird, urn ein Verbindungsrohr (5) für das Explosionsschweißen zwischen die Rohrenden (3) und (4) einzufügen, daß das Verbindungsrohr (5) zwischen die Rohrenden eingefügt wird und daß die Enden des Verbindungsrohres (5) mit den gegenüberliegenden Rohrenden (3) und (4) durch eine Explosionsschweißung unter Verwendung eines äußeren ringförmigen Körpers (7) als Abstützung und eines inneren ringförmigen Körpers (11), der mit einer Explosivladung (10) zusammenwirkt, verbunden werden, so daß der innere ringförmige Körper (11) ein Verbindungselement bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Explosionsladungen (10) an beiden Enden des Verbindungsrohres (5) gleichzeitig gezündet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeic hnet, daß das Verbindungsrohr (5) auf den Abstand zwischen den beiden Rohrenden, der durch Entfernen von Rohrmaterial zwischen den Enden erhalten wurde, angepaßt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden äußeren Abstützkörper (6) und (7) und die beiden inneren ringförmigen Körper (11) mit zugehörigen inneren Explosivladungen (10) zuerst an den beiden Rohrenden (3, 4) oder an den Enden des Verbindungsrohres (5) angebracht werden, so daß sie innerhalb der Kan-

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ten dieser Enden liegen, und daß sie anschließend verschoben werden,um die beiden Stoßfugen innen und außen zu überdecken.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine derartige Verschiebung mechanisch mittels eines oder mehrerer Streifen, Drähte (17) od. dgl. durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine Verschiebung durch Freigeben einer oder mehrerer vorgespannter Federn durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine solche Verschiebung direkt oder indirekt mittels eines gasförmigen oder flüssigen Druckmittels durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß mindestens eine Verschiebung hinsichtlich ihrer Verschiebungsstrecke begrenzt ist durch das Vorhandensein von Blockiermitteln (16), wie z.B. Klemmkörpern, die mit einem Zwischenraum (18) zwischen zwei sich gegenüberstehenden Rohrenden zusammenwirken .

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9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jede Explosivladung mittels eines Zünders (13), wie z.B. einem Detonator, elektrisch gezündet wird, dadurch gekennzeichnet , daß elektrische Spannung induktiv zu dem Zünder übertragen wird.

10. Einheit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Verbindungsrohr (5) besteht, auf welches an jedem Ende ein äußerer ringförmiger Körper (6 und 7) aufgeschraubt ist, so daß er innerhalb der Stirnflächen des Verbindungsrohres liegt, und in welches ein innerer ringförmiger Körper (11) an jedem Ende eingesetzt ist, der so orientiert ist, daß er innerhalb der Stirnflächen des Verbindungsrohres (5) liegt, wobei der ringförmige innere Körper (11) mit einer Explosivladung (10) versehen ist, und wobei ferner das Verbindungsrohr (5) Verschiebemittel (17) mindestens für die inneren ringförmigen Körper aufweist.

11. Einheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die inneren ringförmigen Körper (11) mit Blockiermitteln (16) versehen sind, insbesondere in Form von Klemmkörpern zum Zusammenwirken mit einem Zwischenraum (18) zwischen zwei sich gegenüberstehnden Rohrenden.

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