DE69003500T2

DE69003500T2 - Verfahren zur reparatur einer leitung sowie vorrichtung zur verwendung dazu.

Info

Publication number: DE69003500T2
Application number: DE90906072T
Authority: DE
Inventors: David Harrington
Original assignee: Barry Brothers Specialised Services Pty Ltd
Current assignee: Barry Brothers Specialised Services Pty Ltd
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1994-01-13
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: AU645011B2; WO1990012243A1; AU5447190A; JPH03506065A; JP2534030B2; BR9006407A; DK0420959T3; ATE94966T1; EP0420959B1; EP0550417A3; JPH07151293A; RU1835025C; DE69003500D1; EP0550417A2; EP0420959A4; JP2544839B2; CA2030791A1; KR920700377A; US5203377A; EP0420959A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reparieren beschädigter Leitungen, Pipelines und Abwasserleitungen, durch Anwendung einer verstärkten Auskleidung aufihre Innenwände mittels einer aufblasbaren Form.
Die Erneuerung von gerissenen, gebrochenen oder erodierten Pipelines oder Abwasserleitungen durch sogenannte weiche Auskleidungsverfahren, welche die Anwendung einer verstärkten Auskleidung auf die inneren Wände einschließt, ist bekannt. Zwei wesentliche Verfahren werden angewendet: Die Umkehrung eines Rohres aus einer wärmehärtbaren harzimprägnierten Verstärkungsbespannung in einen auszukleidenden Bereich aus einer externen Position mittels eines Wasserdruckes und die Anwendung einer Schicht aus wärmehärtbarem harzimprägnierten Verstärkungsmaterial auf die inneren Wände eines zu verstärkenden Bereiches mittels einer durch Luft oder Wasserdruck aufblasbaren Form. In beiden Fällen kann die Aushärtung des wärmehärtbaren Harzes durch Zirkulation von heißem Wasser, Luft oder Dampf durch die aufblasbare Form beschleunigt werden.
Das zweite beschriebene Verfahren, welches eine aufblasbare Form verwendet, weist jedoch den Nachteil auf, daß insbesondere bei wiederholtem Gebrauch das äußere Material der Form eine Affinität für den im Auskleidungsverfahren benutzten Harz entwickeln kann und somit an der neuen Auskleidung anhaften kann. Dies macht das Durchziehen und Entfernen der Form nach der Aushärtung des Harzes schwierig. Außerdem ist die Ausgestaltung einiger aufblasbarer Formen derart, daß eine gleichmäßige Verteilung heißen Wassers oder eines anderen Aufblasmediums durch die internen Zwischenräume während des Aushärtungsvorganges nicht erreicht werden kann. Das Ergebnis ist, daß einige Teile der neuen Auskleidung am Ende der normalen Verfahrens zeit unausgehärtet verbleiben. Ein weiterer Mangel bekannter Systeme ist, daß die verwendeten aufblasbaren Formen während des Auskleidungsverfahrens die Pipeline oder die Abflußleitung vollständig ausfüllen und jeden Durchfluß unterbrechen. Es ist deshalb häufig erforderlich, den zu erneuernden bzw. zu reparierenden Bereich mit einer Bypassleitung zu umgeben. Aufblasbare Formen, welche eine koaxiale Durchflußleitung zum Aufrechterhalten eines Flusses durch den Bereich der Pipeline oder Abflußleitung während des Erneuerungsvorganges aufweisen, sind bekannt. Jedoch werden feste koaxiale Durchleitungen verwendet, was die Formen vergleichsweise fest macht und somit die Einführung in einen Pipeline- oder Abflußleitungsbereich mit gewöhnlichen Zugangsmitteln erschwert.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 8 sind in dem Dokument GB-A- 2 136 912 beschrieben. Diese bekannte Vorrichtung weist einen aufblasbaren Beutel auf, der aufgeblasen und zusammengezogen werden kann. Der Beutel trägt eine Hülse aus Reparaturmaterial. Der Beutel wird innerhalb des zu reparierenden Rohres in zusammengezogenem Zustand angeordnet, wobei sich um den Beutel herum das Reparaturmaterial befindet. Danach wird der Beutel aufgeweitet, um die Hülse gegen die zu reparierende Rohrwand zu drücken. Nachfolgend wird der Beutel zusammengezogen und entfernt. In dieser Druckschrift findet sich jedoch keine Offenbarung oder keine Andeutung für eine Hülse, die an einem Ende zwischen dein Reparaturmaterial und der ausdehnbaren Einrichtung verbunden ist, was der Einrichtung erlaubt, durch Ablösen der Hülse entfernt zu werden.
Das Dokument EP-A-0 115 993 offenbart eine Reparaturvorrichtung mit einer festen ringförmigen Form, die an beiden Enden geschlossen ist und auf ihrer äußeren Oberfläche eine aufblasbare Einrichtung trägt. Auf der Außenseite der aufblasbaren Einrichtung ist eine Hülse aus Reparaturmaterial angeordnet. Wiederum ist keine Hülse offenbart, die nur an einem Ende verbunden ist, um zu ermöglichen, daß die Hülse von dem Reparaturmaterial beim Entfernen der Einrichtung abgelöst wird.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erneuerung von Pipelines und Abwasserleitungen durch die Anwendung einer Schicht aus einem wärmehärtbaren harzimprägnierten Verstärkungsmaterial auf die inneren Wände mittels einer aufblasbaren Form bereitzustellen, welche leicht und zuverlässig von einem erneuerten Bereich abgestreift werden kann und welche einen koaxialen Durchtrittsweg aufweist, der geeignet ist, einen Durchfluß von Wasser oder dgl. durch die Form während ihres Gebrauches zu ermöglichen. Vorzugsweise soll die Vorrichtung gemäß den jeweiligen Umständen flexibel oder mehr oder weniger fest sein.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Reparieren von Leitungen gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Das Kernelement wird aus der Leitung durch Bewegung des Kernelementes entlang der Leitung in Richtung gegen ein zu dem einen mit dem Kernelement verbundenen Ende entgegengesetztes axiales Ende des äußeren Oberflächenelementes gezogen.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 8 vorgeschlagen. Weitere Ausführungsformen der Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 9 bis 14 beschrieben. Die Ausbildung des aufblasbaren Elementes, vorzugsweise ein Rohr, ermöglicht es dein Rohr nach dem Zusammenziehen von dem Reparaturmaterial durch wenigstens bereichsweise Nachaußenkehrung abgelöst zu werden, wenn das Formelement axial aus der Pipeline zurückgezogen wird, ohne die Verbindung bzw. Dichtung zwischen dem Verstärkungsmaterial und der Pipelinewand zu beeinträchtigen.
Vorzugsweise ist der ringförmige Raum zur Bildung eines Fluiddurchtrittsweges getrennt, wobei das Fluid wenigstens teilweise entlang der äußeren Oberfläche des Rohres zirkuliert. Vorzugsweise ist der ringförmige geschlossene Raum durch ein ringförmiges oder bereichsweise ringförmiges Wandelement geteilt, welches an dem einen Ende am Formelement an einer Stelle zwischen den entgegengesetzten Enden des flexiblen Rohres gesichert ist. Aufblasmediumein- und -austrittsmittel können an jeder Seite der trennenden ringförmigen oder bereichsweise ringförmigen Wandmittel vorgesehen sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Kernelement ringförmig ausgebildet und ermöglicht die Aufrechterhaltung eines Fluidflusses durch die Pipeline während des Reparaturvorganges.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher beschrieben. Diese zeigt in
Fig. 1 einen Längsquerschnitt durch eine Seite einer aufblasbaren Form und
Fig. 2 einen Längsquerschnitt eines Teils eines koaxialen Durchtrittsweges einer Form.
Mit Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine aufblasbare Form durch bereichsweise Umkehrung eines Rohres aus einem geeigneten elastischen Material und durch Sichern der beiden Enden 2 und 3 an einem Kernelement in Form eines koaxialen Durchtrittsweges 4 gebildet, wobei das Ende 3 benachbart zu einem Ende des koaxialen Durchtrittsweges angeordnet ist. Befestigt an diesem koaxialen Durchtrittsweg zwischen diesen Enden ist ein Ende 5 einer rohrförmigen Leithülse 6, welche sich im wesentlichen axial entlang der gesamten Länge der aufblasbaren Form erstreckt und deren anderes Ende offen ist. Diese Leithülse kann aus undurchlässigem Material bestehen oder ganz oder teilweise gelöchert sein. Eintritts- und Austrittsmittel 8,11 sind auf jeder Seite der Hülse 6 vorgesehen, um ein Aufblasmedium zu führen und aus der Form 1 ableiten zu können. Koaxial am Ende 3 des Rohres oder an einer Stelle jenseits der Position des Endes 3, wenn der koaxiale Durchtrittsweg erweitert ist, ist ein Ende eines Mantels 7 befestigt, wobei das andere Ende dieses Mantels frei gegen das andere Ende des koaxialen Durchtrittsweges ist. Es ist selbstverständlich möglich, daß der äußere Mantel 7 in der gezeigten Ausführungsform fehlen könnte, in diesem Falle würde die äußere flexible Wand 20 des Rohres 1 den äußeren Oberflächenbereich des aufblasbaren Elementes bilden. Bei Verwendung eines äußeren Mantels 7 ist es auch möglich, ein einfaches aufblasbares Element zu gebrauchen, dessen axiale Enden mit dem Durchtrittsweg 4 an räumlich getrennten Enden befestigt sind. Im Gebrauch wird ein Rohr aus einem wärmehärtbaren harzimprägnierten Verstärkungsmaterial über der aufblasbaren Form angeordnet und die gesamte Anordnung wird in einen Bereich einer Pipeline oder einer Abflußleitung, welcher erneuert werden muß, mit dem Ende 3 des Rohres nach vorne eingeführt. Eine korrekte Positionierung kann durch eine Televisionsüberwachung gewährleistet werden. Ein Aufblasmedium mit einer geeigneten Temperatur und mit einem geeigneten Druck wird dann durch den Durchtrittsweg 8 eingeführt und läßt die Form expandieren und läßt das harzimprägnierte Verstärkungsmaterial in einen innigen Kontakt mit den inneren Wandoberflächen der Pipeline oder der Abflußleitung pressen. Der Fluß des Aufblasmediums tritt durch die ringförmigen Räume 9 und 10 zwischen die rohrförmige Leithülse und die entgegengesetzten inneren Oberflächen der Form, um durch den Durchtrittsweg 11 auszutreten, wobei diese Zirkulation eine gleichmäßige Temperaturverteilung gewährleistet. Die Zirkulationsströmung des Aufblasmediuins bei geeignetem Druck und geeigneter Temperatur wird vorzugsweise solange aufrechterhalten, bis eine vollständige Aushärtung des Harzes des harzimprägnierten Verstärkungsmaterials erreicht ist. Die Temperaturverteilung kann je nach den Erfordernissen durch die Bereitstellung einer solchen rohrförmigen Leithülse einreguliert werden, welche mit Öffnungen einer Größe und Anordnung versehen sind, um einen geeignet kurzwegigen Fluß des erhitzten Mediums zu gewährleisten. Vorzugsweise ist das Aufblasmedium Wasser, Luft oder ein anderes geeignetes Gas oder Fluid.
Nach der vollständigen Aushärtung des wärmehärtbaren Harzes, mit welchem das Verstärkungsmaterial imprägniert ist, wird die Wasserzirkulation gestoppt und das gesamte Wasser wird abgeleitet oder aus den inneren Räumen der Form abgepumpt. Die Form wird dann langsam aus dem Pipeline- oder Abflußleitungsbereich mit dem Ende 3 des Rohres nach hinten herausgezogen. Dies führt dazu, daß der flexible äußere Mantel sich nach außen kehrt und sauber von dem Verstärkungsmaterial ablöst, so daß, wenn die Form den erneuerten Bereich verlassen hat, dieser Mantel mehr oder weniger vollständig nach außen gekehrt bzw. umgestülpt ist. Es hat sich herausgestellt, daß dieser Ablösungsvorgang äußerst effizient ist, um jegliche restliche Adhäsion zwischen der flexiblen äußeren Haut und dem Harz zu überwinden, mit welchem das Verstärkungsmaterial imprägniert ist.
Mit Bezugnahme auf Fig. 2 weist der koaxiale Durchtrittsweg 4 eine aufblasbare Form mit einer Vielzahl rohrförmiger Elemente 12 in einer kolinearen Anordnung auf. Jedes der rohrförmigen Elemente ist an einer Endfläche mit einer geformten, umfänglichen, sich axial erstreckenden Kante 16 versehen und am anderen Ende mit einer komplementären Ausnehmung 17. Wenn die Enden benachbarter derartiger rohrförmiger Elemente aneinandergestoßen werden, dienen die Kanten und Ausnehmungen zur Anordnung der rohrförmigen Elemente in Kolinearität. Über der Länge jedes der rohrförmigen Elemente sind ein oder mehrere Kabelöffnungen 13 vorgesehen, durch welche ein Zugkabel 14 von einem Ende des koaxialen Durchtrittsweges zum anderen passieren kann. Das Zugkabel ist am Endelement an einem Ende des koaxialen Durchtrittsweges befestigt und am anderen Ende mit einer Schraube oder einem anderen geeigneten Mittel versehen, mittels welchen das Zugkabel gezogen werden kann. Wenn das besagte Zugkabel gezogen wird, werden die rohrförmigen Elemente in fester Ausrichtung mit ihren benachbarten komplementären umfänglichen Kanten und Ausnehmungen gehalten, derart, daß so ihre Kolinearität gewährleisten wird. Über die Länge des koaxialen Durchtrittsweges erstreckt sich eine äußere Hülse 15 aus einem geeigneten flexiblen Material, welches an jedem Ende an einem entsprechendem Element 12 befestigt und vorzugsweise abgedichtet ist. Die Hülse 12 dient zur gegenseitigen Abdichtung der rohrförmigen Elemente. Es ist selbstverständlich klar, daß die Hülse 15 notwendig ist, wenn ein einfaches aufblasbares Element verwendet wird, so daß das Aufblasmedium nicht einwärts in das Element 12 entweichen kann. Bei einem aufblasbaren Element in Übereinstimmung mit Fig. 1 ist eine Hülse 15 nicht erforderlich.
Im Betrieb wird vor der Anordnung einer aufblasbaren Form und eines harzimprägnierten Verstärkungsmaterials in einer Pipeline oder einer Abflußleitung das Zugkabel gelockert, was den einzelnen Elementen der rohrförmigen Elemente eine gegenseitige Relativbewegung ermöglicht, wodurch sowohl der koaxiale Durchtrittsweg als auch die aufblasbare Form flexibel bleiben. Nach der Anordnung der aufblasbaren Form und des Verstärkungsmaterials in der Pipeline oder der Abflußleitung wird das Zugkabel gespannt, wodurch der koaxiale Durchtrittsweg und die aufblasbare Form in der vorbeschriebenen Weise starr gehalten werden.

Claims

1. Verfahren zum Reparieren einer Leitung, bei welchem ein Kernelement (4) mit einer radial ausdehnbaren Einrichtung bereitgestellt wird, welche außerhalb des Kernelementes angeordnet ist, wobei sich die radial ausdehnbare Einrichtung axial entlang des Kernelementes und wenigstens teilweise umfänglich um das Kernelement herum erstreckt, wobei die radial ausdehnbare Einrichtung einen äußeren Oberflächenbereich (20 oder 7) aufweist, wobei ein Reparaturmaterial über diesem äußeren Oberflächenbereich der radial ausdehnbaren Einrichtung angeordnet wird, das Kernelement (4) zusammen mit dem Reparaturmaterial innerhalb der zu reparierenden Leitung angeordnet wird, so daß das Reparaturmaterial eine Zone der zu reparierenden Leitung überlappt, wobei die radial ausdehnbare Einrichtung ausgedehnt wird, um das eine setzbare Substanz einschließende Reparaturmaterial gegen die Zone der zu reparierenden Leitung zu pressen, wobei der ausgedehnte Zustand der radial ausdehnbaren Einrichtung für eine ausreichend lange Zeitdauer aufrechterhalten wird, damit das Reparaturmaterial an der zu reparierenden Leitung anheftend verbleibt, und wobei die radial ausdehnbare Einrichtung dann zusammengezogen und das Kernelement (4) aus der Leitung entfernt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Oberflächenbereich (20 oder 7) mit dem Kernelement nur an einem Ende oder benachbart zu einem Ende der radial ausdehnbaren Einrichtung verbunden wird, wobei das Kernelement in einer Weise entfernt wird, bei welcher der äußere Oberflächenbereich (20 oder 7) des radial ausdehnbaren Elementes von dem Reparaturmaterial durch wenigstens bereichsweise Nachaußenkehrung abgelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Kernelement derart aus der Leitung entfernt wird,

daß das Kernelement entlang der Leitung in eine Richtung gegen ein zu dem einen, mit dem Kernelement verbundenen Ende (3) entgegengesetztes axiales Ende der äußeren Oberfläche bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das radial ausdehnbare Element ein aufblasbares Element (1) aufweist, welches einen ringförmigen oder bereichsweise ringförmigen geschlossenen Raum (9,10) begrenzt, welcher sich axial entlang des Kernelementes erstreckt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aufblasbare Element innere und äußere flexible Schichten (20,21) aufweist, welche mit dem Kernelement (4) an benachbarten axialen Positionen (2,3) verbunden ist, wobei der ringförmige oder bereichsweise ringförmige geschlossene Raum (9,10) zwischen den inneren und äußeren flexiblen Schichten angeordnet ist, wobei die äußere Schicht (20) den äußeren Oberflächenbereich bildet.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aufblasbare Element innere und äußere flexible Schichten (20,21) aufweist, die mit dem Kernelement an benachbarten axialen Positionen verbunden sind, wobei der ringförmige oder bereichsweise ringförmige geschlossene Raum zwischen den inneren und äußeren flexiblen Schichten angeordnet ist, wobei der äußere Oberflächenbereich von einem flexiblen Mantelelement (7) gebildet ist, welches außerhalb der Schichten (20,21) angeordnet ist und den geschlossenen Raum bildet, wobei das flexible Mantelelement (7) am Kernelement oder an der äußeren flexiblen Schicht nur an oder axial außerhalb der Verbindung (3) der äußeren flexiblen Schicht am Kernelement gesichert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibles Mantelelement (7) an nur einem axialen Ende am Kernelement oder dem aufblasbaren Element am oder axial außerhalb eines axialen Endes des aufblasbaren Elementes gesichert ist.

7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fluid in den geschlossenen Raum zur radialen Ausdehnung des aufblasbaren Elementes geleitet wird.

8. Vorrichtung zur in situ-Anwendung eines Reparaturmaterials auf eine Reparaturzone einer inneren Wand einer Leitung, wobei die Vorrichtung ein Kernelement (4) und eine radial ausdehnbare Einrichtung aufweist, die außerhalb des Kernelementes angeordnet ist und sich axial entlang des Kernelementes und wenigstens bereichsweise umfänglich um das Kernelement herum erstreckt, wobei die radial ausdehnbare Einrichtung einen äußeren Oberflächenbereich (20 oder 7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Oberflächenbereich mit dem Kernelement nur an oder benachbart zu einem axialen Ende des äußeren Oberflächenbereiches der radial ausdehnbaren Einrichtung verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die radial ausdehnbare Einrichtung ein aufblasbares Element aufweist, welches einen ringförmigen oder bereichsweise ringförmigen geschlossenen Raum (9,10) begrenzt, der sich axial entlang des Kernelementes erstreckt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das aufblasbare Element innere und äußere flexible Schichten (20,21) aufweist, welche an benachbarten axialen Positionen (5,3) mit dem Kernelement verbunden sind, wobei der ringförmige oder bereichsweise ringförmige geschlossene Raum (9,10) zwischen den inneren und äußeren flexiblen Schichten angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennwand (6) mit dem Kernelement an der Position (5) zwischen den benachbarten axialen Positionen verbunden ist, wobei die Trennwand den geschlossenen Raum in sich axial erstreckende Fließdurchtrittswege trennt, wobei Fluidverbindungsmittel (8,11) zu dem geschlossenen Raum zwischen den benachbarten axialen Positionen an jeder Seite der Trennwand (6) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibles Mantelelement (7) über dem aufblasbaren Element und außerhalb desselben angeordnet ist, wobei das flexible Mantelelement den äußeren Oberflächenbereich bildet.

13. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement (4) einen sich axial erstreckenden Durchtrittsweg begrenzt, derart, daß ein Fluß durch die Leitung möglich ist, während die Vorrichtung in Benutzung ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement (4) mit einer Mehrzahl von ringförmigen Bereichen (12), wobei jeder ringförmige Bereich Endformen (14) aufweist, die zum Eingreifen in Endformen (17) eines benachbarten derartigen Bereiches ausgebildet sind, wenn diese axial zusammengepreßt werden, um eine feste ringförmige Form des Kernelementes aufrechtzuerhalten, und mit Mitteln (14) zum selektiven Pressen der Endformen in Eingriff oder außer Eingriff ausgerüstet ist.