DE4237477A1 - Tube with leak monitor, esp. for carrying conducting, corrosive liquids - contains sensor and return wires of leak detector in or on lining connecting inner and outer layers - Google Patents
Tube with leak monitor, esp. for carrying conducting, corrosive liquids - contains sensor and return wires of leak detector in or on lining connecting inner and outer layersInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein rohrförmiges Bauteil zur Förderung von elektrisch leitfähigen, insbesondere chemisch aggressiven Flüssigkeiten, bestehend aus einer flüssigkeitsdichten Innenschicht aus thermoplastischem Kunststoff und einer tragenden Außenschicht aus faserver stärktem Kunststoff, die über eine Kaschierung miteinan der verbunden sind, sowie aus einer Fühlerader und einer Rückführader einer Lecküberwachungseinrichtung sowie auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to a tubular component to promote electrically conductive, in particular chemically aggressive liquids consisting of a liquid-tight inner layer made of thermoplastic Plastic and a load-bearing outer layer made of fiber reinforced plastic, which is lined up with each other which are connected, as well as a sensor wire and one Return line of a leak monitoring device as well a process for its manufacture.
Zur Förderung von insbesondere chemisch aggressiven Flüs sigkeiten werden Rohrleitungen verwendet, die aus einzel nen rohrförmigen Bauteilen zusammengesetzt sind. Diese einzelnen rohrförmigen Bauteile können dabei entweder ge rade Rohrstücke, Rohrbogen oder Abzweigstücke sein, die entweder einstückig oder über besondere Flansche miteinan der verbunden sind. Zur Bildung derartiger Rohrleitungen werden auch rohrförmige Bauteile verwendet, die aus einer flüssigkeitsdichten Innenschicht aus thermoplastischem Kunststoff und einer tragenden Außenschicht aus faserver stärktem Kunststoff bestehen. In Abhängigkeit vom Werk stoff der rohrförmigen Innenschicht kann es erforderlich sein, außen auf derselben eine Kaschierung aus einem Gewe be oder dergleichen aufzubringen, die einen einwandfreien Verbund der Innenschicht mit der Außenschicht sicherstellt. To promote chemically aggressive rivers in particular pipelines are used, which consist of individual NEN tubular components are composed. This individual tubular components can either ge straight pipe pieces, elbows or branch pieces that either in one piece or with one another via special flanges who are connected. To form such pipelines tubular components are also used, which consist of a liquid-tight inner layer made of thermoplastic Plastic and a load-bearing outer layer made of fiber reinforced plastic. Depending on the plant It may be necessary for the tubular inner layer on the outside there is a lamination made of a fabric be or the like to bring up a flawless Ensures bond of the inner layer with the outer layer.
Dort, wo hohe Sicherheitsvorkehrungen bei der Förderung bzw. dem Transport der Flüssigkeiten erforderlich sind und die Zugänglichkeit der Rohrleitung für Kontrollen ausge schlossen, eingeschränkt oder erschwert ist, ist es erfor derlich, der Rohrleitung eine Lecküberwachungseinrichtung zuzuordnen.Wherever high security precautions are taken when funding or the transport of the liquids are necessary and the accessibility of the pipeline for controls closed, restricted or difficult, it is necessary The pipe has a leak monitoring device assign.
Zur Lecküberwachung derartiger Rohrleitungen, die mit elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten beaufschlagt werden, findet häufig das Prinzip der "Detektion von Flüssigkei ten" statt. Dabei werden punktuelle oder längsgestreckte Detektoren, häufig in der Form von metallischen, elek trisch leitenden Binden oder Kabeln, benutzt, bei den die Lecküberwachung auf der Änderung der elektrischen Eigen schaften basiert, die bei einer Benetzung mit der austre tenden Flüssigkeit bzw. dem Leckmedium feststellbar ist. Die als Detektoren dienenden Leitungen, nämlich eine Fühler ader und eine Rückführader werden als zusätzliche, äußere Leitungen auf dem rohrförmigen Bauteil bzw. in einer das selbe umgebenden Isolierung an- bzw. untergebracht. Die Fühlerleitung kann entweder unisoliert oder mit einer per forierten Isolierung versehen sein, so daß die austretende Flüssigkeit zumindest an die Fühlerader gelangt. Die Füh lerader ist dabei aus einem Werkstoff mit verhältnismäßig hohem elektrischen Widerstand, beispielsweise einer Chrom- Nickel-Legierung, gebildet, während die Rückführader einen nahe "Null" liegenden Widerstand besitzt und beispielsweise aus Kupfer besteht. Sowohl die Fühlerader als auch die Rückführader sind an ein Meßgerät der Lecküberwachungsein richtung angeschlossen. Für die eigentliche Überwachung wird nun an die Fühlerader und die elektrisch leitende Flüssigkeit eine definierte Spannung angelegt. Verringert sich der Isolationswiderstand aufgrund ausgetretener Flüs sigkeit, wird im Meßgerät eine Spannungserhöhung festge stellt und eine Meldung ausgelöst. Über eine an die Füh lerader angeschlossene Ortungsspannung läßt sich die Ent fernung des Fehlers vom Meßgerät und damit dessen Lage am Rohr ermitteln.For leak monitoring of such pipelines with electrically conductive liquids are applied, often finds the principle of "detection of liquids ten "instead. Punctual or elongated Detectors, often in the form of metallic, elec tric conductive bandages or cables, in which the Leakage monitoring on the change of electrical own based on wetting with the austre tendency liquid or the leak medium is detectable. The lines serving as detectors, namely a sensor wire and a return wire are used as additional, outer Lines on the tubular component or in a same surrounding insulation attached or housed. The Sensor line can either be uninsulated or with a Formed insulation be provided so that the emerging Liquid at least reaches the sensor wire. The lead lerader is made of a material with proportionate high electrical resistance, for example a chrome Nickel alloy, formed while the return wire is one has resistance close to "zero" and, for example is made of copper. Both the sensor wire and the Return wires are connected to a leak monitoring device direction connected. For the actual surveillance is now connected to the sensor wire and the electrically conductive Liquid applied a defined voltage. Reduced insulation resistance due to leaked rivers liquid, a voltage increase is fixed in the measuring device provides and triggered a message. Over one to the feet The connected localization voltage allows the Ent removal of the error from the measuring device and thus its location on Determine pipe.
Bei einer derartigen Anordnung spricht die Lecküber wachungseinrichtung jedoch erst dann an, wenn eine ge wisse Menge der zu transportierenden Flüssigkeit das Rohr bereits verlassen hat. Befindet sich die Fühlerader nahe der Leckagestelle, wird das Leck in der Rohrleitung bzw. dem rohrartigen Bauteil sehr rasch festgestellt. Nimmt die Fühlerader aber einen größeren Abstand von der Leck stelle ein, dauert es verhältnismäßig lange, bis das Leck überhaupt angezeigt wird. Dies kann zur Folge haben, daß bereits zu transportierende Flüssigkeit ausgetreten ist bevor überhaupt ein Leck angezeigt wird. Darüber hinaus hat die bekannte Anordnung aber auch den Nachteil, daß eine Überwachung der rohrförmigen Bauteile im Bereich von Anschlußflanschen, Bundbuchsen oder dgl. ohne zusätzlichen Aufwand nicht möglich ist.With such an arrangement, the leak speaks monitoring device, however, only when a ge know the amount of liquid to be transported the pipe has already left. The sensor wire is close the leakage point, the leak in the pipeline or the pipe-like component very quickly found. Takes the sensor wire but a greater distance from the leak set, it takes a relatively long time for the leak is displayed at all. This can result in liquid to be transported has leaked before a leak is even shown. Furthermore the known arrangement also has the disadvantage that monitoring of the tubular components in the area of Connection flanges, flange bushings or the like. Without additional Effort is not possible.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein rohrförmiges Bauteil zur Förderung von elektrisch leit fähigen, insbesondere chemisch aggressiven Flüssigkeiten zu schaffen, welches bereits zu einem sehr frühen Zeit punkt, nämlich dann, wenn die zu fördernde Flüssigkeit durch eine Schadstelle der Innenschicht durch dieselbe hindurchgedrungen ist und sich aber noch innerhalb der tragenden Außenschicht befindet, die Feststellung einer Leckage ermöglicht. Zusätzlich soll auch eine Lecküber wachung von Anschluß- bzw. Verbindungsflanschen erreicht werden. The invention is therefore based on the object tubular component for conveying electrically conductive capable, especially chemically aggressive liquids to create one at a very early stage point, namely when the liquid to be pumped due to a damaged area of the inner layer has penetrated and is still within the bearing outer layer, the finding of a Leakage allows. In addition, there is also a leak monitoring of connecting or connecting flanges achieved become.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem rohrförmigen Bauteil der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß zumindest die Fühlerader an nähernd über die gesamte Länge des rohrförmigen Bauteiles im Bereich der Kaschierung angeordnet und an den Anschluß enden des rohrförmigen Bauteiles nach außen geführt ist. Die Fühlerader besteht dabei aus einer Chrom-Nickel-Le gierung mit hohem elektrischen Widerstand, während die Rückführader aus Kupfer gebildet ist. Die Fühlerader kann im eingeschlossenen Bereich entweder unisoliert oder mit einer perforierten Isolierung versehen sein.To solve this problem, according to the invention a tubular component of the initially described Genus suggested that at least the sensor wire on approximately over the entire length of the tubular component arranged in the area of the lamination and to the connection ends of the tubular component is guided to the outside. The sensor wire consists of a chrome-nickel le with high electrical resistance, while the Return wire is formed from copper. The sensor wire can in the enclosed area either uninsulated or with perforated insulation.
Durch eine derartige Ausbildung des rohrförmigen Bautei les befindet sich zumindest die Fühlerader der Lecküber wachungseinrichtung in einem Bereich, der sehr früh von der Feuchtigkeit der durch eine Schadstelle der Innen schicht austretenden Flüssigkeit beaufschlagt wird, so daß die Schadstelle angezeigt werden kann bevor die Flüssig keit durch die Außenschicht nach außen gelangt ist und dort gegebenenfalls Schaden anrichten kann. Dabei können die Fühlerader und die Rückführader auch im Bereich des Flansches angeordnet sein. Die Fühlerader und die Rück führader benachbarter rohrförmiger Bauteile sind in ein facher, an sich bekannter Weise miteinander zu verbinden.By such a design of the tubular component les is at least the leakage sensor wire security device in an area very early by the moisture from a damaged area inside exiting liquid is applied so that the damaged area can be displayed before the liquid has escaped through the outer layer and may cause damage there. You can the sensor wire and the feedback wire also in the area of the Be arranged flange. The sensor wire and the back Leading wire of adjacent tubular components are in one easier to connect with each other in a known manner.
Weitere Merkmale bzw. Ausgestaltungen eines rohrförmigen Bauteiles gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-9 offenbart.Further features or configurations of a tubular Component according to the invention are in claims 2-9 disclosed.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is based on a in a drawing voltage illustrated embodiment explained in more detail.
In der einzigen Darstellung einer Zeichnung ist das eine Ende eines rohrförmigen Bauteiles 1 im Schnitt gezeigt, welches als gerades Rohr ausgebildet ist und später den Bestandteil einer Rohrleitung bildet, die zur Förderung von elektrisch leitfähigen, insbesondere chemisch aggres siven Flüssigkeiten, eingesetzt wird.In the only representation of a drawing, one end of a tubular component 1 is shown in section, which is designed as a straight tube and later forms part of a pipeline that is used to convey electrically conductive, in particular chemically aggressive liquids.
Dies rohrförmige Bauteil 1 besteht aus einer Innen schicht 2, die zunächst als getrenntes, dünnwandiges Rohr aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise Polypro pylen, Polyethylen, Polyvinylchlorid oder dergleichen ge fertigt ist. Der für die Innenschicht 2 verwendete thermo plastische Kunststoff wird so gewählt, daß tatsächlich eine flüssigkeitsdichte Innenschicht 2 entsteht, die auch von der zu fördernden bzw. zu transportierenden Flüssig keit nicht angegriffen wird. Auf der Außenfläche der In nenschicht 2 ist eine nicht näher dargestellte Kaschie rung 3 aus einem Gewebe oder dergleichen aufgebracht.This tubular component 1 consists of an inner layer 2 , which is initially ge as a separate, thin-walled tube made of thermoplastic, such as polypro, polyethylene, polyvinyl chloride or the like. The thermoplastic used for the inner layer 2 is chosen so that a liquid-tight inner layer 2 is actually created, which is also not attacked by the liquid to be conveyed or transported. On the outer surface of the inner layer 2 , a liner 3, not shown, is applied from a fabric or the like.
Auf dieser, in der Zeichnung nicht schraffierten Kaschie rung 3, die zusätzlich auch eine gut flüssigkeitsleitende Schicht bildet, werden eine Fühlerader 4 und eine Rück führader 5 angeordnet, wobei die Fühlerader 4 aus einer Chrom-Nickel-Legierung mit hohem und die Rückführader 5 aus Kupfer mit niedrigem elektrischem Widerstand besteht. Dabei kann die Anordnung der Fühlerader 4 und der Rück führader 5 wendelförmig, wie dargestellt, erfolgen, wobei die Fühlerader 4 zumindest in ihrem eingeschlossenen Be reich nicht isoliert ist. Wenn die Fühlerader 4 und die Rückführader 5 ihre vorgegebene Lage auf der Innenschicht 2 einnehmen, wird über diesen eine tragende Außenschicht 6 aus faserverstärktem Kunststoff aufgebracht, die über die Kaschierung 3 einen festen Verbund mit der Innenschicht 2 eingeht. Die Faserverstärkung besteht beispielsweise aus Glasfasern, die, mit dem Kunststoff durchtränkt, im soge nannten Wickelverfahren aufgebracht wird. Als Kunststoffe für die Außenschicht eignen sich ungesättigte Polyester harze, Vinylesterharze und Epoxidharze.On this, in the drawing hatched Kaschie tion 3 , which also forms a good liquid-conducting layer, a sensor wire 4 and a return wire 5 are arranged, the sensor wire 4 made of a chrome-nickel alloy with high and the return wire 5 from Copper with low electrical resistance is made. The arrangement of the sensor wire 4 and the return guide wire 5 can be helical, as shown, wherein the sensor wire 4 is not isolated at least in its enclosed area. When the sensor wire 4 and the return wire 5 assume their predetermined position on the inner layer 2 , a load-bearing outer layer 6 made of fiber-reinforced plastic is applied over it, which forms a firm bond with the inner layer 2 via the lamination 3 . The fiber reinforcement consists, for example, of glass fibers which, impregnated with the plastic, are applied in the so-called winding process. Unsaturated polyester resins, vinyl ester resins and epoxy resins are suitable as plastics for the outer layer.
Sobald die Außenschicht 6 ausgehärtet und angetrocknet ist, wird am Ende der Innenschicht 2 eine Bordscheibe 7 durch Schweißung befestigt, die aus dem gleichen Werk stoff wie die Innenschicht 2 besteht. Die Fühlerader 4 und die Rückführader 5 werden nun an diesen Flanschen, vorzugsweise radial, entlanggeführt, so daß sie über die äußere Kante der Bordscheibe 7 hinausragen und be darfsweise mit der Fühlerader 4 und der Rückführader 5 eines weiteren rohrförmigen Bauteiles 1 oder direkt mit dem Meßgerät einer Lecküberwachungseinrichtung verbind bar sind. Zur Sicherung der Bordscheibe 7 wird nun zwi schen der Bordscheibe 7 und der Außenschicht 6 bzw. noch einem kleinen Bereich der Innenschicht 2 ein im Quer schnitt etwa L-förmiger Bund 8 angeformt, der ebenfalls aus faserverstärktem Kunststoff besteht. Als Kunststoff können hier die gleichen Werkstoffe wie für die Außen schicht 6 verwendet werden.As soon as the outer layer 6 has hardened and dried, a flanged disk 7 is fastened by welding at the end of the inner layer 2 , which is made of the same material as the inner layer 2 . The sensor wire 4 and the return wire 5 are now guided along these flanges, preferably radially, so that they protrude beyond the outer edge of the flanged wheel 7 and, if necessary, with the sensor wire 4 and the return wire 5 of another tubular component 1 or directly with the measuring device a leak monitoring device can be connected. To secure the flanged 7 is now between the flanged 7's and the outer layer 6 or a small area of the inner layer 2, a cross-section approximately L-shaped collar 8 is formed, which is also made of fiber-reinforced plastic. As plastic, the same materials can be used here as for the outer layer 6 .
Bei dem Auftreten einer Schadstelle in der Innenschicht 2 gelangt nun die austretende Flüssigkeit - es ist meist nur eine sehr geringe Menge - zur Kaschierung 3 und führt dort zu einer Benetzung, die sich bis zur Fühlerader 4 fort pflanzt. Über das angeschlossene Meßgerät wird nun in an sich bekannter Weise zunächst die Leckage angezeigt und anschließend geortet. Dabei erfolgt die Feststellung der Leckage bereits zu einem Zeitpunkt, bevor überhaupt ein Tropfen der ausgetretenen Flüssigkeit durch die Außen schicht 6 gelangt ist. When a damaged area in the inner layer 2 occurs , the escaping liquid - it is usually only a very small amount - reaches the lamination 3 and there leads to a wetting, which propagates to the sensor wire 4 . Via the connected measuring device, the leakage is first displayed in a manner known per se and then located. The leakage is determined at a point in time before a drop of the leaked liquid has reached the outer layer 6 .
In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es möglich, die Fühlerader 4 und die Rückführader 5 direkt auf der Innenschicht 2 ganz oder zumindest teilweise in der Kaschierung 3 anzuordnen. Dabei ist es grundsätzlich auch möglich, die Fühlerader 4 und die Rückführader 5 be reits in die als Gewebeband vorgefertigte Kaschierung 3 einzuarbeiten. Für die Fühlerader 4 kann auch im gewen delten Bereich isolierter Draht verwendet werden, wobei die Isolierung jedoch mit einer Perforation versehen sein muß. Auch eine andere Anordnung der Fühlerader 4 und der Rückführader 5 ist möglich. Die beschriebene Anordnung von Fühlerader 4 und Rückführader 5 kann auch an anders ausge bildeten, rohförmigen Bauteilen, beispielsweise Bogen, T- Stücken und dergleichen eingesetzt werden. Ferner ist es möglich, die Rückführader 5 an einer anderen, beispiels weise äußeren Stelle des rohrförmigen Bauteiles 1 anzuord nen.In a modification of the exemplary embodiment explained, it is possible to arrange the sensor wire 4 and the return wire 5 directly or completely on the inner layer 2 in the lamination 3 . In principle, it is also possible to incorporate the sensor wire 4 and the return wire 5 into the lamination 3 which is prefabricated as a fabric tape. For the sensor wire 4 , insulated wire can also be used in the changed area, but the insulation must be provided with a perforation. Another arrangement of the sensor wire 4 and the return wire 5 is possible. The arrangement of the sensor wire 4 and return wire 5 described can also be used on differently formed, raw components, for example elbows, T-pieces and the like. Furthermore, it is possible to arrange the return wire 5 at another, for example, outer location of the tubular component 1 .
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