DE4237477C2 - Rohrförmiges Bauteil mit einer Lecküberwachungseinrichtung und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein rohrförmiges Bauteil zur Förde­ rung von elektrisch leitfähigen, insbesondere chemisch aggressiven Flüssigkeiten, bestehend aus einer flüssigkeitsdichten Innen­ schicht aus thermoplastischem Kunststoff und einer tragenden Au­ ßenschicht aus faserverstärktem Kunststoff, die über eine Kaschie­ rung miteinander verbunden sind, sowie aus einer Fühlerader und einer Rückführader einer Lecküberwachungseinrichtung sowie auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Zur Förderung von insbesondere chemisch aggressiven Flüssigkeiten werden Rohrleitungen verwendet, die aus einzelnen rohrförmigen Bauteilen zusammengesetzt sind. Diese einzelnen rohrförmigen Bau­ teile können dabei entweder gerade Rohrstücke, Rohrbogen oder Ab­ zweigstücke sein, die entweder einstückig oder über besondere Flansche miteinander verbunden sind. Zur Bildung derartiger Rohr­ leitungen werden auch rohrförmige Bauteile verwendet, die aus ei­ ner flüssigkeitsdichten Innenschicht aus thermoplastischem Kunst­ stoff und einer tragenden Außenschicht aus faserverstärktem Kunst­ stoff bestehen. In Abhängigkeit vom Werkstoff der rohrförmigen In­ nenschicht kann es erforderlich sein, außen auf derselben eine Ka­ schierung aus einem Gewebe oder dergleichen aufzubringen, die ei­ nen einwandfreien Verbund der Innenschicht mit der Außenschicht sicherstellt.

Dort, wo hohe Sicherheitsvorkehrungen bei der Förderung bzw. dem Transport der Flüssigkeiten erforderlich sind und die Zugänglich­ keit der Rohrleitung für Kontrollen ausgeschlossen, eingeschränkt oder erschwert ist, ist es erforderlich, der Rohrleitung eine Lecküberwachungseinrichtung zuzuordnen.

Zur Lecküberwachung derartiger Rohrleitungen, die mit elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten beaufschlagt werden, findet häufig das Prinzip der "Detektion von Flüssigkeiten" statt. Dabei werden punktuelle oder längsgestreckte Detektoren, häufig in der Form von metallischen, elektrisch leitenden Binden oder Kabeln, benutzt, bei den die Lecküberwachung auf der Änderung der elektrischen Ei­ genschaften basiert, die bei einer Benetzung mit der austretenden Flüssigkeit bzw. dem Leckmedium feststellbar ist. Die als Detekto­ ren dienenden Leitungen, nämlich eine Fühlerader und eine Rück­ führader werden als zusätzliche, äußere Leitungen auf dem rohrför­ migen Bauteil bzw. in einer dasselbe umgebenden Isolierung an- bzw. untergebracht. Die Fühlerleitung kann entweder unisoliert oder mit einer perforierten Isolierung versehen sein, so daß die austretende Flüssigkeit zumindest an die Fühlerader gelangt. Die Fühlerader 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 be­ steht. Sowohl die Fühlerader als auch die Rückführader sind an ein Meßgerät der Lecküberwachungseinrichtung angeschlossen. Für die eigentliche Überwachung wird nun an die Fühlerader und die elek­ trisch leitende Flüssigkeit eine definierte Spannung angelegt. Verringert sich der Isolationswiderstand aufgrund ausgetretener Flüssigkeit, wird im Meßgerät eine Spannungserhöhung festgestellt und eine Meldung ausgelöst. Über eine an die Fühlerader ange­ schlossene Ortungsspannung läßt sich die Entfernung des Fehlers vom Meßgerät und damit dessen Lage am Rohr ermitteln.

In der DE 39 30 530 C2 wird beispielsweise eine Lecküberwachungs­ einrichtung für Rohrleitungen beschrieben, bei der zwischen der Rohrleitung und einer diese Rohrleitung umgebenden Ummantelung ein Überwachungsleiter verläuft. Des weiteren wird in der DE 69 47 519 U ein Verbundrohr aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit einer korrosionsbeständigen Innenschicht beschrieben. Zur Überprüfung der Dichtigkeit des Rohres ist eine elektrisch leitfähige Schicht aus Füll- oder Verstärkungsstoff zwischen der Schutz- und der Trä­ gerschicht des Rohres vorgesehen. Die Prüfung erfolgt dabei durch Abrastern der Oberfläche mit einer Hochspannungselektrode, wobei im Bereich von Leckagen ein sichtbarer Lichtbogen auf die leitfä­ hige Schicht überspringt. Die EP 0 185 650 B1 schließlich be­ schreibt einen Hydraulikschlauch, in dessen Wandung eine Armierung und ein elektrischer Messdraht eingebettet sind.

Bei derartigen Anordnungen sprechen die Lecküberwachungseinrich­ tungen jedoch erst dann an, wenn eine gewisse Menge der zu trans­ portierenden 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 Leckstel­ le ein, dauert es verhältnismäßig lange, bis das Leck überhaupt angezeigt wird. Dies kann zur Folge haben, daß bereits zu trans­ portierende Flüssigkeit ausgetreten ist bevor überhaupt ein Leck angezeigt wird. Darüber hinaus haben die bekannten Anordnungen aber auch den Nachteil, daß eine Überwachung der rohrförmigen Bau­ teile im Bereich von Anschlußflanschen, Bundbuchsen oder dgl. ohne zusätzlichen Aufwand nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein rohrförmiges Bauteil zur Förderung von elektrisch leitfähigen, insbesondere chemisch aggressiven Flüssigkeiten zu schaffen, welches bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt, 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 Lecküberwachung von Anschluß- bzw. Ver­ bindungsflanschen erreicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem rohr­ förmigen Bauteil der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß zumindest die Fühlerader annähernd über die gesamte Länge des rohrförmigen Bauteiles im Bereich der Kaschierung angeordnet und dass sich sowohl Fühlerader als auch Rückführader über eine ange­ formte Buchse ebenfalls zwischen Innenschicht und Außenschicht er­ strecken. Die Fühlerader besteht dabei aus einer Chrom-Nickel- Legierung mit hohem elektrischen Widerstand, während die Rück­ führader aus Kupfer gebildet ist. Die Fühlerader kann im einge­ schlossenen Bereich entweder unisoliert oder mit einer perforier­ ten Isolierung versehen sein.

Durch eine derartige Ausbildung des rohrförmigen Bauteiles befin­ det sich zumindest die Fühlerader der Lecküberwachungseinrichtung in einem Bereich, der sehr früh von der Feuchtigkeit der durch ei­ ne Schadstelle der Innenschicht austretenden Flüssigkeit beauf­ schlagt wird, so daß die Schadstelle angezeigt werden kann bevor die Flüssigkeit durch die Außenschicht nach außen gelangt ist und dort gegebenenfalls Schaden anrichten kann. Dabei können die Füh­ lerader und die Rückführader auch im Bereich des Flansches ange­ ordnet sein. Die Fühlerader und die Rückführader benachbarter rohrförmiger Bauteile sind in einfacher, an sich bekannter Weise miteinander zu verbinden.

Weitere Merkmale bzw. Ausgestaltungen eines rohrförmigen Bauteiles gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-7 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der einzigen Darstellung einer Zeichnung ist das eine Ende ei­ nes rohrförmigen Bauteiles 1 im Schnitt gezeigt, welches als gera­ des Rohr ausgebildet ist und später den Bestandteil einer Rohrlei­ tung bildet, die zur Förderung von elektrisch leitfähigen, insbe­ sondere chemisch aggressiven Flüssigkeiten, eingesetzt wird.

Dies rohrförmige Bauteil 1 besteht aus einer Innenschicht 2, die zunächst als getrenntes, dünnwandiges Rohr aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise Polypropylen, Polyethylen, Po­ lyvinylchlorid oder dergleichen gefertigt ist. Der für die Innen­ schicht 2 verwendete thermoplastische 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 Innenschicht 2 ist eine nicht näher dargestellte Kaschierung 3 aus einem Gewebe oder dergleichen aufgebracht.

Auf dieser, in der Zeichnung nicht schraffierten Kaschierung 3, die zusätzlich auch eine gut flüssigkeitsleitende Schicht bildet, werden eine Fühlerader 4 und eine Rückführader 5 angeordnet, wobei die Fühlerader 4 aus einer Chrom-Nickel-Legierung mit hohem und die Rückführader 5 aus Kupfer mit niedrigem elektrischem Wider­ stand besteht. Dabei kann die Anordnung der Fühlerader 4 und der Rückführader 5 wendelförmig, wie dargestellt, erfolgen, wobei die Fühlerader 4 zumindest in ihrem eingeschlossenen Bereich nicht isoliert ist. Wenn die Fühlerader 4 und die Rückführader 5 ihre vorgegebene Lage auf der Innenschicht 2 einnehmen, wird über die­ sen eine tragende Außenschicht 6 aus faserverstärktem Kunststoff aufgebracht, die über die Kaschierung 3 einen festen Verbund mit der Innenschicht 2 eingeht. Die Faserverstärkung besteht bespiels­ weise aus Glasfasern, die, mit dem Kunststoff durchtränkt, im so­ genannten Wickelverfahren aufgebracht wird. Als Kunststoffe für die Außenschicht eignen sich ungesättigte Polyesterharze, Vinyle­ sterharze und Epoxidharze.

Sobald die Außenschicht 6 ausgehärtet und angetrocknet ist, wird am Ende der Innenschicht 2 eine Bordscheibe 7 durch Schweißung be­ festigt, die aus dem gleichen Werkstoff wie die Innenschicht 2 be­ steht. Die Fühlerader 4 und die Rückführader 5 werden nun an die­ sen Flanschen, vorzugsweise radial, entlanggeführt, so daß sie über die äußere Kante der Bordscheibe 7 hinausragen und bedarfs­ weise mit der Fühlerader 4 und der Rückführader 5 eines weiteren rohrförmigen Bauteiles 1 oder direkt mit dem Meßgerät einer Leck­ überwachungseinrichtung verbindbar sind. Zur Sicherung der Bord­ scheibe 7 wird nun zwischen 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 faser­ verstärktem Kunststoff besteht. Als Kunststoff können hier die gleichen Werkstoffe wie für die Außenschicht 6 verwendet werden.

Bei dem Auftreten einer Schadstelle in der Innenschicht 2 gelangt nun die austretende Flüssigkeit - es ist meist nur eine sehr ge­ ringe Menge - zur Kaschierung 3 und führt dort zu einer Benetzung, die sich bis zur Fühlerader 4 fortpflanzt. 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 Trop­ fen der ausgetretenen Flüssigkeit durch die Außenschicht 6 gelangt ist.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es mög­ lich, die Fühlerader 4 und die Rückführader 5 direkt auf der In­ nenschicht 2 ganz oder zumindest teilweise in der Kaschierung 3 anzuordnen. Dabei ist es grundsätzlich auch möglich, die Fühlera­ der 4 und die Rückführader 5 bereits in die als Gewebeband vorge­ fertigte Kaschierung 3 einzuarbeiten. Für die Fühlerader 4 kann auch im gewendelten Bereich isolierter Draht verwendet werden, wo­ bei 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 Rück­ führader 5 kann auch an anders ausgebildeten, rohförmigen Bautei­ len, beispielsweise Bogen, T-Stücken und dergleichen eingesetzt werden. Ferner ist es möglich, die Rückführader 5 an einer ande­ ren, beispielsweise äußeren Stelle des rohrförmigen Bauteiles 1 anzuordnen.

Claims (7)

1. Rohrförmiges Bauteil zur Förderung von elektrisch leitfähigen, insbesondere chemisch aggressiven Flüssigkeiten, bestehend aus einer flüssigkeitsdichten Innenschicht aus thermoplastischem Kunststoff und einer tragenden Außenschicht aus faserverstärktem Kunststoff, die über eine Kaschierung miteinander verbunden sind, sowie aus einer Fühlerader und einer Rückführader einer Lecküberwachungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest die Fühlerader (4) annähernd über die gesamte Länge des rohrförmigen Bauteiles (1) im Bereich der Kaschierung (3) angeordnet ist und
dass sich sowohl Fühlerader (4) als auch Rückführader (5) über eine angeformte Bundbuchse (7, 8) ebenfalls zwischen Innenschicht (2) und Außenschicht (8) erstrecken.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Fühlerader (4) mindestens teilweise in der Kaschierung (3) angeordnet ist.

3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Fühlerader (4) auf der Kaschierung (3) angeordnet ist.

4. Bauteil nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fühlerader (4) und die Rückführader (5) gewendelt und parallel zueinander angeordnet sind.

5. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fühlerader (4) und die Rückführader (5) gegenläufig gewendelt angeordnet sind.

6. Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fühlerader (4) und die Rückführader (5) radial zwischen Innen- und Außenschicht am Flansch (7, 8) verlaufen.

7. Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Bauteiles nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, mit den Schritten

• - Herstellung eines dünnwandigen Rohres aus thermoplastischem Kunststoff
• - Aufbringen der Kaschierung auf die Außenfläche des Rohres
• - Aufbringen einer tragenden Schicht aus faserverstärktem Kunststoff über die Kaschierung, dadurch gekennzeichnet,

dass die Kaschierung in Form eines Gewebes mit eingearbeiteter Fühlerader (4) und Rückführader (5) vorliegt.