DE3445381A1

DE3445381A1 - Schlauch

Info

Publication number: DE3445381A1
Application number: DE19843445381
Authority: DE
Inventors: Alan David Binbrook Lincolnshire Griffiths; Peter Thomas Sutton Coldfield West Midlands Hale
Original assignee: Dunlop Ltd
Current assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1984-12-13
Publication date: 1986-02-27
Also published as: GB8421237D0; IT8424296A1; HUT42165A; IT1181948B; FR2569461A1; IT8424296A0; JPS6155491A; GB2163513A; FR2569461B1; US4773151A; GB2163513B; GB8431781D0; NO844998L

Description

PATENTANWÄLTE
- Y-

Ryder Street, St. James's

London SW1Y 6PX/ England

Schlauch Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Schlauch und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich einen flexiblen Schlauch, welcher sich für den Transport von korrosiven Fluiden unter hohem Druck eignet.

Ein flexibler Hochdruckschlauch dient dem Transport zweiphasiger korrosiver Fluide, wie beispielsweise Schwefelwasserstoff enthaltendes Rohöl. Insbesondere wegen der Druckdifferenz über der Schlauchwand wandern die Schwefelwasserstoffe durch das Polymermaterial der Schlauchwand und korrodieren leicht die hochzugfeste Stahlverstärkung, welche üblicherweise in der Schlauchwand vorgesehen ist und welche den aufgrund des Druckes des transportierten Fluides, insbesondere Rohöls, entstehenden Kräften widersteht.

Verschiedene Vorschläge wurden gemacht, um das Maß der Korrosion der Stahlverstreckung zu verringern. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, in der Schlauchwand Wege relativ niedriger Permeabilität vorzusehen, um dem durch die Schlauchwand hindurchtretenden Schwefelwasserstoff vorzugsweise eine Richtung zu geben, so daß das Maß, in welchem dieser in Richtung auf die und in Berührung mit der Stahlverstärkung wandert, verringert wird. Es

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wurde ferner vorgeschlagen, um die Stahldrähte, -seile oder -korde, die zur Bildung der Verstärkung verwendet wurden, herum eine Schutzhülle vorzusehen, welche einen elektrochemischen Schutz für den Stahl bietet, indem sie im Endeffekt als sich verbrauchender Überzug wirkt.

Während diese Vorschläge zu einem gewissen Maß an Korrosionsschutz führen, bieten sie dennoch nicht das gewünschte Maß an Schutz, welches hohe Lebensdauer für den Schlauch sicherstellt, welcher unter vielen widrigen Bedingungen eingesetzt wird. Darüber hinaus beschränkt das Erfordernis des Vorsehens von Wegen mit relativ niedriger Permeabilität zwischen aufeinander folgenden Windungen eines üblicherweise schraubenlinienförmig aufgewundenen Stahlverstärkungsdrahtes oder eine dicke Schutzhülle für die Drahtverstärkung die Verstärkungskraft, welche bei gegebener radialer Dicke erreicht werden kann; zusätzliche Kraft oder Festigkeit könnte durch eine Vergrößerung der Dicke des Verstärkungsaufbaus erreicht werden, die Flexibilität und Gesamtstärke des Schlauches würde dadurch jedoch nachteilig beeinflußt.

Um eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit für die Stahlverstärkungseinlage eines flexiblen Hochdruckschlauches vorzusehen, schlägt die Erfindung vor, daß der Verstärkungsaufbau Stahldrähte enthält, welche einen Überzug aus Aluminium tragen, welcher dadurch gebildet ist, daß das Aluminium auf die Stahldrähte unter hohem Druck derart aufgebracht ist, daß der Stahl und das Aluminium in innigem Kontakt zueinander sind.

Vorzugsweise werden die Aluminium beschichteten Drähte durch einen Extrusionsprozeß gebildet, bei welchem das Aluminium um eine Stahlseele unter einem Extrusionsdruck aufgebracht wird, welcher größer als 1 MPa, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 350

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-Jg-

MPa. Der genannte Extrusionsdruck ist derjenige Druck, welcher von dem extrudierten Aluminium auf die Stahlseele während des Extrusionsprozesses ausgeübt wird. Dieser Druck führt zu einem Druckverschweißen des Aluminiums mit dem Stahl.

Bei einem anderen Vorschlag kann die Verstärkung aus Aluminium-beschichteten Stahldrähten bestehen, wobei das Aluminium bei einem Druck, welcher auch niedriger als der oben genannte sein kann, um eine Stahlseele von größerem Durchmeser aufgebracht wird, als diese für die Konstruktion des Schlauches an sich erforderlich ist. Der beschichtete Stahldraht wird dann einem Ziehvorgang unterworfen, welcher den Gesamtdurchmesser des Drahtes auf das erforderliche Maß verringert und wobei sich ein genügender Druck ergibt, d.h. ein Druck wie oben erwähnt, um eine hinreichend innige Bindung zwischen Stahlseele und Überzug zu bewirken.

Vorzugsweise hat der Überzug aus Aluminium eine radiale Dicke im Bereich von 0,01 bis 0,6 mm, und noch weiter vorzugsweise im Bereich von 0,04 bis 0,10 mm, um ein angemessenes Maß an Korrosionsschutz ohne die Dicke der Verstärkungsschicht übermäßig zu vergrößern, auch wenn Stahldrähte mit einem Außendurchmesser im Bereich von 0,5 bis 6,0 mm verwendet werden.

Die Erfindung bezieht sich also ersichtlich auf spezielle Eigenschaften des flexiblen Schlauches, gleichzeitig jedoch auch auf die sich aus den Ansprüchen ergebenden Verfahrensmerkmale, auch wenn die Ansprüche auf den Schlauch selbst gerichtet sind.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich ferner aus der nachfolgenden

- Kejl&Schaafhausen

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Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Es zeigen schematisch:

Fig. 1 einen Längsschanitt eines Teils eines Schlauches nach
der Erfindung, und

Fig. 2 eine Schnittansicht einer der Verstärkungskorde des Schlauches gemäß Fig. 1.

Ein Schlauch nach der Erfindung hat einen Körper 10 aus Elastomermaterial, in welchem zwei Lagen 11, 12 einer Drahtverstärkung eingebettet sind.

Jede Verstärkungslage 11, 12 hat etwa 20 Korde, jeweils bestehend aus sieben Drahtfilamenten, wobei sechs Drähte um eine zentrale Drahtseele gewunden sind. Die Korde erstrecken sich schraubenlinienförmig zur Längsrichtung des Schlauches. Korde 13 bilden die radial äußere Verstärkungslage 11 und sind rechtsherum relativ zur Längsrichtung des Schlauches gewickelt, während Korde 14 die radial innere Verstärkungslage 12 bilden und sich in dem Schlauchkörper 10 linksherum gewickelt erstrecken.

Die Verstärkungskorde 13, 14 haben jeweils sieben Drahtfilamente von identischem Durchmesser; jedes Drahtfilament hat eine Stahlseele 15 von 1,4 mm Durchmesser umgeben mit einer Umhüllung oder Beschichtung 16 aus Aluminium mit einer Dicke von 0,22 mm. Die beschichteten Drähte 15, 16 sind durch Kaltextrusion von Aluminium um die Stahldrahtseele 15 unter einem hohen Druck gebil-

KEIL& SCHAAFHAUSEN

PATENTANWÄLTE

det, so daß während des Extrusionsprozesses das Aluminium in Berührung mit dem Stahl bei einem maximalem Druck während des Extrusionsprozesses von nicht geringer als 20 MPa gebracht wird.

Die verbesserte Korrosionsbeständigkeit der Stahlverstärkung des Schlauches als Ergebnis der Verwendung von Stahldrähten 15 mit einem Überzug 16 aus Aluminium, das unter einem hohen Druck aufgebracht worden ist, ergibt sich aus den Untersuchungsergebnissen , die in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben sind.

Bei den Untersuchungen wurden Drahtproben statisch auf 30 % ihrer ursprünglichen Reißfestigkeit belastet; während dieser Beanspruchung erstreckte sich ein Stück des Drahtes vertikal durch ein Glasrohr, welches fluiddicht gegenüber dem Draht an den Enden des Rohres derart abgeschlossen war, daß dieses Stück Draht in eine Lösung von 3,5 g Natriumchlorid gelöst in 96,5 cm³ destilliertem Wasser eingetaucht gehalten werden konnte.

Eine Heizeinrichtung wurde vorgesehen, so daß die Untersuchungen bei Umgebungstemperatur (20° +· 5 ⁰C) oder bei 60⁰C ausgeführt werden konnten. Darüber hinaus wurden Mittel vorgesehen, um Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff durch die Salzlösung hindurch zu zirkulieren, wodurch diese an den Gasen gesättigt gehalten wurde .

Zeit bis zum Ausfall (Stunden)
bei 20^eC bei 60⁰C

Vermessingter Stahldraht (2 Proben)

Galvanisierter Stahldraht (4 Proben)

Aluminium-beschichteter Stahldraht (2 Proben)

13,37

682, 971 ,
251, 309

>2000 >2000

2.5. 8

272,	1048
914,	348
>2000
>2000

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-ν» -

Jede Probe wurde der Salzlösung so lange ausgesetzt, bis sie gerissen war oder bis 2000 Stunden vergangen waren; dabei wurde davon ausgegangen, daß jeder Draht, der die Versuchsumgebung für einen solchen Zeitraum von 2000 Stunden überstehen würde, befriedigende Ergebnisse in einem Schlauch liefern würde. Aus der vorstehenden Tabelle ergibt sich, daß nur Aluminium-beschichteter Stahldraht das gewünschte befriedigende Ergebnis brachte.

Claims

Ryder Street, St. James's London SWIY 6PX/ England Schlauch Patentansprüche:

1. Schlauch, mit einem Verstärkungsaufbau (11, 13) aus Stahldrähten (15) dadurch gekennzeichnet, daß die Stahldrähte (15) einen Überzug (16) aus Aluminium haben, welcher auf die Stahldrähte unter hohem Druck derart aufgebracht ist, daß der Stahl und das Aluminium in innigem Kontakt miteinander stehen.

2. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der überzug (16) aus Aluminium mittels eines Extrusionsprozesses auf die Stahldrähte aufgebracht ist.

3. Schlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der überzug (16) aus Aluminium auf die Stahldrähte (15) unter einem Druck aufgebracht worden ist, der größer als 1 MPa ist.

4. Schlauch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (16) aus Aluminium auf die Stahldrähte (15) unter einem Druck im Bereich von 10 bis 350 MPa aufgebracht worden ist.

5. Schlauch nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (16) aus Aluminium auf die Stahldrähte (15) unter einem Druck großer als 20 MPa aufgebracht worden ist.

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6. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminium-beschichteten Drähte (15, 16) einem Ziehprozeß ausgesetzt worden sind, welcher den Durchmesser der beschichteten Drähte (15, 16) nach der Beschichtung der Stahldrähte (15) mit dem Überzug (16) aus Aluminium verringert.

7. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (16) aus Aluminium eine Dicke im Bereich von 0,01 bis 0,6 mm hat.

8. Schlauch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (16) aus Aluminium eine Dicke im Bereich von 0,04 bis 0,10 mm hat.

9. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahldraht (15) einen Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 6,0 mm hat.

10. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsaufbau Korde (13, 14) aufweist, die jeweils aus einer Vielzahl der Aluminium-beschichteten Stahldrähte (15, 16) aufweist.