DE69104331T2

DE69104331T2 - Flexible rohrleitung mit einer gehefteten verstärkungslage.

Info

Publication number: DE69104331T2
Application number: DE69104331T
Authority: DE
Inventors: Jany Feret; Herrero Jose Mallen
Original assignee: Coflexip SA; IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN; Technip Energies France SAS
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2011-07-02
Also published as: EP0489896A1; EP0489896B1; DK0489896T3; RU2068523C1; WO1992000481A1; FR2664019A1; JP2659277B2; JPH05504818A; AU8105591A; NO920801L; DE69104331D1; CA2064837C; NO304390B1; NO920801D0; BR9105805A; FR2664019B1; CA2064837A1; AU646477B2; ES2062803T3

Description

Die Erfindung betrifft iin wesentlichen eine flexible Rohrleitung mit einer verhakten Verstärkungslage.
Die Erfindung betrifft spezieller flexible Rohrleitungen zum Transportieren von Fluiden unter Druck, wie insbesondere Kohlenwasserstofferzeugnissen bei der Ausbeutung von Unterwasserbohrungen.
COFLEXIP, eine der anmeldenden Gesellschaften, stellt derartige Leitungen mit großen Längen her und vertreibt solche, die erhöhten mechanischen Eigenschaften genügen, insbesondere hinsichtlich der Zugfestigkeit, der Eindrückfestigkeit und der Innendruckfestigkeit gegen das transportierte Fluid, und hinsichtlich Torsionswirkungen.
Es ist einerseits bekannt, flexible Rohrleitungen von einem ersten Typ zu herzustellen, der im wesentlichen ein inneres Dichtungsrohr, eine Bewehrung zur Widerstandsfähigkeit, die üblicherweise aus zwei gekreuzten Lagen besteht, von denen jede durch Drähte gebildet wird, die schraubenförmig mit demselben Bewehrungswinkel um die Leitung gelegt sind, wobei die Drähte der zwei Lagen mit entgegengesetzten Winkeln in bezug auf die Achse der Leitung aufgerollt sind, und eine Außenhülle aufweist.
Flexible Leitungen dieses Typs sind mit Verstärkungsdrähten aus Eisen hergestellt, mit vollem Querschnitt einfacher Form, z. B. rechteckig oder kreisförmig.
Typischerweise sind die Drähte der zwei Verstärkungslagen für Zugfestigkeit unter einem 55º entsprechenden Gleichgewichtswinkel in bezug auf die Achse der Leitung verlegt. Eine derartige flexible Rohrleitung wird in der angelsächsischen Terminologie als "smooth bore" bezeichnet. Die in der angelsächsischen Terminologie als "rough bore" bezeichneten Leitungen weisen außerdem ein verhaktes Bandmaterial auf, das im Innern des Rohrs verlegt ist und demgemäß eine Dichthülle bildet.
Derartige flexible Rohrleitungen haben einen relativ geringen Preis, jedoch haben sie den Nachteil, daß sie nur mittleren Drücken standhalten können, die üblicherweise auf 200 oder 250 bar beschränkt sind.
Die Beschränkung des Druckwiderstands rührt nicht nur von den Beanspruchungswerten in den Verstärkungsdrähten her, sondern auch von der Gefahr eines plastischen Fließens des Rohrs oder der Dichthülle über unvermeidliche Zwischenräume der Verstärkungslage. Tatsächlich können die die Verstärkungslage bildenden Drähte schlecht unterteilt sein oder sie können sich unter der Einwirkung von auf den flexiblen Teilen auferlegten Verformung und durch einen Kumulierungseffekt verschieben, wobei der seitliche Abstand, der zwei benachbarte Drähte trennt, örtlich über den Mittelwert des Spiels zwischen Drähten anwachsen kann und demgemäß einen ziemlich erheblichen Wert annehmen kann. Dennoch bieten auf diese Weise hergestellte Verstärkungslagen zufriedenstellend Stabilität unter mittelschweren Benutzungsbedingungen, wenn die Bewehrungswinkel der verschiedenen Verstärkungslagen Mittelwerte zwischen ungefähr 15º und 70º, typischerweise ungefähr 55º haben, was es erlaubt, flexible Leitungen herzustellen, die ziemlich erheblichen Innendrücken standhalten können.
Demgegenüber besteht unter der Wirkung erhöhten Drucks von z. B. über 250 bar die Gefahr, daß das Dichtrohr oder die Dichthülle allmählich an dieser Stelle durchdrückt, was die Dichtheit der flexiblen Rohrleitung gefährden kann.
Das unter der Nr. FR-A-2 619 193 veröffentliche französische Patent beschreibt eine flexible Rohrleitung mit zwei Paaren von Verstärkungen, die unter verschiedenen Winkeln verlegt sind, wobei der eine über 55º liegt und der andere unter 55º liegt. Die Wirkung des Innendrucks hat, abhängig von der gewählten Geometrie, eine kleine Verkürzung der flexiblen Rohrleitung oder ein Fehlen einer Änderung dieser Länge unter dem Einfluß des Drucks zur Folge. Eine derartige flexible Leitung kann aufgrund ihrer mechanischen Struktur sehr hohe Beständigkeit gegen die durch den Innendruck entwickelten Kräfte aufweisen, da sie vier Verstärkungslagen anstelle der zwei wie bei gebräuchlichen flexiblen Leitungen aufweist, jedoch bleibt der zulässige Innendruck wegen der Gefahr, daß die Kunststoffhülle in den Fugenöffnungen zwischen benachbarten Drähten durchdringt, begrenzt.
Andererseits sind flexible Rohrleitungen eines zweiten Typs bekannt, die dazu bestirnmt sind, erhöhten Drücken über 200 bar standzuhalten, die bei relativ kleinen Durchmessern 1000 bar überschreiten können. Derartige flexible Rohrleitungen weisen außerdem außerhalb des Dichtrohrs oder der Dichthülle eine Verstärkung für Druckbeständigkeit auf, die als Kalotte bezeichnet wird und einen oder mehrere Lagen von Drähten aufweist, die spiralförmig unter einem Winkel nahe 90º in bezug auf die Achse der Leitung gewickelt sind. Der Spiralwinkel der Kalotte liegt im allgemeinen über 85º oder hat diesen Wert und überschreitet immer 80º in bezug auf die Achse der flexiblen Rohrleitung, was der Kalotte maximale Beständigkeit gegen die Umfangskomponente (hoop-stress in der angelsächsischen Terminologie) der durch den Innendruck ausgeübten Kräfte verleiht, wobei diese Komponente normalerweise in bezug auf die axiale Belastung vorherrscht, wenn der Innendruck sehr hoch ist. Die widerstandsfähige Struktur der flexiblen Leitung wird, außerhalb der Kalotte, durch mindestens zwei als Zugverstärkungen bezeichnete Verstärkungslagen vervollständigt, die von Drähten gebildet werden, die einen einfachen Querschnitt aufweisen, z. B. rechteckig oder kreisförmig, wobei die Bewehrungswinkel der verschiedenen Lagen entgegengesetzten Sinn aufweisen und unter 55º liegen, typischerweise in der Größenordnung von 30º bis 45º. Die genannten Zugverstärkungslagen gewährleisten hauptsächlich Beständigkeit gegen Zugkräfte und Torsionskräfte. Die Widerstandsfähigkeit gegen die Umfangskomponente der Innendruckkräfte ist überwiegend durch die Kalotte gewährleistet und in zweiter Linie durch die Zugverstärkungen. Demgegenüber bietet die Kalotte wegen ihres hohen Spiralwinkels nur relativ schwache Widerstandsfähigkeit gegen Zug- und Torsionskräfte. Wegen der schwachen axialen Widerstandsfähigkeit der Kalotte können die sie aufbauenden Drahtwindungen bedeutende Verschiebungen in Längsrichtung der flexiblen Leitung erleiden, was eine völlige Auflösung der Struktur und eine Beschädigung der Leitung zur Folge haben kann. Um die axialen Verschiebungen der Windungen zu begrenzen, werden sogenannte verhakte Drähte verwendet, wobei die zwei Seitenränder eines Drahts jeweils eine von einer Rippe begrenzte Nut aufweisen. Es existieren verschiedene bekannte Typen verhakter Drähte, bei denen jede der zwei seitlichen Rippen eines solchen Drahtes in die Nut einer benachbarten Drahtwindung eingreift. Dieser Eingriff wird mit einem bestimmten Spiel in Breitenrichtung eines Drahts bewerkstelligt, das die mögliche Längenänderung der flexiblen Leitung entlang ihrer Längsachse festlegt, wobei das Spiel für jede auszuführende Herstellung so festgelegt ist, daß die flexible Leitung mit einem Krümmungsradius gekrümmt werden kann, der dem gewünschten Minimalwert entspricht.
Das Vorhandensein der spiralförmigen und verhakten Kalotte verleiht der flexiblen Rohrleitung ausgezeichnete Beständigkeit gegen erhöhte Drücke, insbesondere Innendrücke.
Demgegenüber erhöht das Vorliegen einer solchen zusätzlichen Schicht die Kosten des zum Herstellen der flexiblen Rohrleitung verwendeten Materials. Darüber hinaus erfolgt das Wikkeln der Kalotte mit einem Winkel nahe 90º in bezug auf die Achse der flexiblen Rohrleitung mit einer Nettogeschwindigkeit, die unter der Geschwindigkeit liegt, mit der Zugverstärkungen durch Armierungsmaschinen verlegt werden. Dies erhöht die Kosten und es verzögert die Herstellung einer flexiblen Rohrleitung, die hohen Innendrücken standhalten kann.
Um einen ausgeglichenen Schlauch zu erhalten, d. h. einen Schlauch, der eine relativ kleine Längenänderung und Torsionswirkungen relativ kleiner Amplitude aufweist, wenn er hohem Innendruck unterworfen wird, ist es erforderlich, daß mehrere Verstärkungslagen vorliegen, wobei mindestens eine der Verstärkungslagen einen Bewehrungswinkel (in bezug auf die Achse) unter oder von ungefähr 55º aufweist und mindestens eine andere Verstärkungslage einen Bewehrungswinkel über oder ungefähr gleich 55º aufweist.
Es ist bekannt, daß Bewehrungslagen zueinander komplementäre Winkel aufweisen, um eine ausgeglichene flexible Rohrleitung zu erhalten. Diese Bezeichnung zueinander komplementärer Winkel gilt einerseits für die Anordnung der Bewehrungslagen der Schläuche des ersten Typs ohne Druckkalotte, mit z. B. zwei gekreuzten, unter 55º in entgegengesetzten Richtungen verlegten Lagen, und andererseits für die Anordnung der Zugverstärkungslagen der Schläuche des zweiten Typs mit Druckkalotte, mit z. B. zwei unter 30º gekreuzten Verstärkungslagen.
Dagegen spielt die Druckkalotte bei den Schläuchen des zweiten Typs praktisch keine Rolle bei der Gleichgewichtsbildung der Struktur, und zwar weil ihr Spiralwinkel sehr erheblich ist. Daraus folgt, daß die flexiblen Leitungen dieses Typs nach der gängigen Weise mit einer einzigen Lage aus die Kalotte bildenden Drähten hergestellt werden, ohne daß das schraubenförmige Wickeln der Drähte der Kalotte durch eine andere Lage von Drähten kompensiert wird, die im entgegengesetzten Sinn mit einem Spiralwinkel gewickelt sind, der gleich groß ist oder einen benachbarten Wert aufweist.
Eine erfindungsgemäße flexible Rohrleitung weist um das interne Dichtrohr oder die interne Dichthülle herum eine erste Verstärkungslage auf, die durch schraubenförmiges Aufwickeln mehrerer verhakter Drähte gebildet wird, die mit einem Winkel unter 80º, z. B. in der Nähe von 55º, verlegt sind, so daß diese erste verhakte Lage in Kombination mit der anderen Verstärkungslage oder den anderen Verstärkungslagen zur Widerstandsfähigkeit der flexiblen Leitung gegen axiale Kräfte, gegen Torsionskräfte und gegen die Umfangskomponente der durch den Innendruck bedingten Kräfte beiträgt. Die zweite Verstärkungslage und unter Umständen andere Verstärkungslagen unter z. B. einem Winkel von -55º sind durch Drähte mit einfachem, nicht verhakbarem Querschnitt, z. B. rechteckigem, quadratischem, kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt gebildet. Die jeweiligen Bewehrungswinkel der ersten verhakten Lage und, fallabhängig, der zweiten Bewehrungslage oder der anderen Bewehrungslagen weisen komplementäre Werte auf, damit die Anordnung der ersten verhakten Lage und der anderen Verstärkungslage oder Verstärkungslagen eine widerstandsfähige, im Gleichgewicht befindliche Struktur bildet.
Die Verwendung der verhakten Drähte zum Herstellen der ersten Verstärkungslage erlaubt es, daß das Spiel zwischen zwei benachbarten Drähten auf einen festgelegten, kleinen Wert begrenzt bleibt; daraus folgt, daß die erste, verhakte Lage gegenüber dem internen Dichtrohr oder der internen Dichthülle eine Anlagefläche bildet, die nur kleine Unterbrechungen aufweist, und daß die flexible Rohrleitung auf solche Weise hergestellt werden kann, daß sie sehr hohen Innendrücken, über 250 bar, standhält. Die erste, verhakte Verstärkungslage spielt in bezug auf diesen Gesichtspunkt dieselbe Rolle wie die verhakte Druckkalotte der bekannten Schläuche (vorstehend beschriebener zweiter Typ), wobei ein Teil der Beständigkeit gegen Zug- und Torsionskräfte gewährleistet wird. Die erfindungsgemäße flexible Leitung hat gegenüber bekannten Schläuchen vom ersten Typ mit verhakter Druckkalotte den Vorteil, daß sie billiger hergestellt werden kann, da sie außer der im Gleichgewicht befindlichen Anordnung der Verstärkungslagen, die Zug und Torsion standhalten, nur die Innenlage der mit hohem Winkel von 80º bis nahe 90º gewickelten Drähte aufweist. Sie kann insbesondere auf wirtschaftliche Weise mit derselben Anzahl von Lagen wie die bekannten Leitungen des ersten Typs ohne Druckkalotte hergestellt werden, wobei sie höheren Innendrücken standhalten kann.
Die Verwendung nicht verhakter Drähte für die zweite Verstärkungslage erlaubt es, Drähte mit einfachem, nicht verhakbarem Querschnitt mit geringeren Gestehungskosten als bei verhakbaren Drähten zu verwenden, die einfacher anbringbar sind. Obwohl die Anordnung der Verstärkungslagen, die die im Gleichgewicht befindliche Struktur bilden, die dem Innendruck und den Zug- und Torsionskräften standhält, auf verschiedene Weisen hergestellt werden kann, mit einer ersten Lage verhakter Drähte, während die anderen Verstärkungsdrähte nicht verhakt sind, hat sich tatsächlich herausgestellt, daß eine erfindungsgemäße flexible Leitung bei der Verwendung zufriedenstellendes Verhalten zeigt.
Die Arbeiten, die von den anmeldenden Gesellschaften ausgeführt wurden, haben insbesondere die Erkenntnis ermöglicht, daß die Bedingungen, bei denen sich die Drähte der ersten Lage verformen und unter der Einwirkung der auf die Schläuche ausgeübten Beanspruchungen verschieben, u. a. im Fall einer Biegung, durch die Verhakung der Drähte beeinflußt werden, die ihre jeweiligen seitlichen Bewegungen begrenzt.
Die Drähte der ersten Lage weisen so ein anderes Verhalten als die Drähte der anderen Lagen auf, während die letzteren auf dieselbe, bereits untersuchte und bekannte Weise reagieren wie die üblichen Verstärkungsdrähte bekannter Schläuche; trotz der besonderen Eigenschaften der ersten verhakten Lage und obwohl die damit verbundenen Effekte komplex sind und es bisher nicht möglich war, eine vollständige Theorie und Berechnungsmethoden auszuarbeiten, die mit solchen vergleichbar sind, die formuliert wurden, um den Fall bekannter, nicht verhakter Verstärkungen zu behandeln, hat es sich dennoch herausgestellt, daß das Verhalten der erfindungsgemäßen Verstärkungslagen völlig zufriedenstellend ist, insbesondere zum Erzeugen flexibler Hochdruck-Leitungsanordnungen, wie sie bei Unterwasser-Ölproduktionsanlagen verwendet werden.
Die Erfindung erlaubt es, die Druckstabilität der flexiblen Rohrleitungen mit einfacher Struktur mit zwei gekreuzten Verstärkungslagen zu erhöhen. Sie erlaubt es andererseits die Struktur der flexiblen Rohrleitung zu vereinfachen, die hohen Drücken standhalten kann.
Aus FR-A-2 182 372 ist es bekannt, flexible Rohrleitungen herzustellen, die zwei gekreuzte Verstärkungslagen aufweisen, um Zug standzuhalten. Bei einem ersten in diesem Dokument beschriebenen Ausführungsbeispiel sind beide gekreuzte Lagen aus einem S- oder Z-förmigen, verhakbaren Draht hergestellt. Bei einer zweiten in diesem Patent beschriebenen Ausführungsvariante sind die zwei Lage nicht verhakt. Dieses Dokuinent, dessen Merkmale den Oberbegriff des Anspruchs 1 der vorliegenden Anmeldung bilden, zielt im wesentlichen auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verstärkung unter Realisierung einer speziellen Vorgehensweise einer Vorverformung des Drahts, aber es erwähnt nicht die Verwendung einer ersten, verhakten Verstärkungslage, um gleichzeitig der Umfangswirkung mittlerer oder hoher Drücke und axialen Zugkräften in Kombination mit mindestens einer weiteren Verstärkungslage standzuhalten, die einen komplementären Bewehrungswinkel bildet, um eine im Gleichgewicht stehende Struktur zu schaffen.
Demgegenüber hat die Erfindung eine flexible Rohrleitung zum Ziel, die eine erste Verstärkungslage aufweist, die gemeinsam mit mindestens einer zweiten Verstärkungsdrahtlage dazu bestimmt ist, gleichzeitig die Rolle einer Widerstandseinrichtung gegen in Umfangsrichtung wirkende Effekte des Innendrucks wie auch gegen Zugkräfte zu spielen. Dieses Ziel wird durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht.
Es können verschiedene bekannte Typen von Drähten mit verhakbarer Form verwendet werden, um die erste verhakte Lage herzustellen.
Bei einer ersten Ausführungsvariante erfindungsgemäßer flexibler Rohr leitungen ist die erste verhakte Lage durch mehrere Drähte gebildet, die zwei komplementäre Anordnungen bilden. Die Drähte einer ersten Anordnung sind komplementär zu den Drähten einer zweiten Anordnung, um die zur genannten ersten Anordnung gehörenden Drähte mit den zur genannten zweiten Anordnung gehörenden Drähten verhaken zu können. Die zwei Seitenränder jedes Drahts weisen jeweils eine von einer Rippe, die einen seitlichen Vorsprung bildet, begrenzte Nut auf, wobei die zwei Nuten eines Drahts in derselben Richtung ausgerichtet sind.
Die Rippen und die Nuten der Drähte der ersten Anordnung stehen den Nuten und Rippen der Drähte der zweiten Anordnung in solcher Weise gegenüber, daß das Verhaken der Lage durch das Eingreifen der Rippen der Drähte jeder der Anordnungen in die Nuten der Drähte der anderen Anordnung erfolgt. Der Querschnitt der Drähte kann z. B. T- oder U-förmig sein. Beispiele für solche Drahtanordnungen sind in den Fig. 5, 6 und 7 veranschaulicht. In vorteilhafter Weise sind die verhakbaren Drähte mit komplementären Formen in bezug auf ihre Mittelebene symmetrisch, was es erlaubt, ausgezeichnete Ergebnisse zu erzielen, ohne daß es an den Kanten der Drähte zu einem Verbiegen kommt.
Bei einer zweiten Ausführungsvariante ist die erste, verhakte Lage durch eine einzige Anordnung gebildet, die mehrere Drähte enthält, die alle denselben verhakbaren Querschnitt aufweisen. In für sich bekannter Weise kann eine solche Lage verhakter Drähte mit S- oder Z-förmigen Drähten hergestellt werden, wobei die zwei seitlichen Rippen ein und desselben Drahts in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet sind, damit jede Rippe eines Drahts in der Nut liegt, die ihr im benachbarten Draht zugewandt ist.
In allgemeiner Weise erfolgt das Eingreifen jedes der zwei seitlichen Rippen eines Drahts in die Nut des benachbarten, ihm zugewandten Drahts mit seitlichem Spiel. Im Vergleich mit den spiralförmigen Drahtlagen mit einem Winkel über 80º, die verhakte Druckkalotten bilden, kann das seitliche Spiel zwischen zwei benachbarten Drähten in der ersten, verhakten Lage einen Wert der gleichen Größenordnung oder, vorteilhafterweise, einen kleineren Wert aufweisen, was eine günstige Auswirkung im Hinblick auf die Gefahr des Eindringens des Dichtrohrs oder der Dichthülle in die Lücke zwischen zwei benachbarten Drähten hat, wobei die Größe dieser Lücke durch das seitliche Spiel zwischen den Drähten begrenzt ist.
Bei einer ersten vorteilhaften Ausführungsform weist die widerstandsfähige, im Gleichgewicht befindliche Verstärkung der flexiblen Leitung, die um das innere Dichtrohr oder die innere Dichthülle angeordnet ist, an der Außenseite der ersten, verhakten Verstärkungslage eine einzige andere Verstärkungslage auf, die aus nicht verhakten Drähten hergestellt ist, die mit einem Bewehrungswinkel angeordnet sind, der zu dem der ersten, verhakten Lage komplementär ist und umgekehrte Richtung aufweist.
In vorteilhafter Weise haben die Bewehrungswinkel der zwei Lagen einen Gleichgewichtswinkel von 55º oder in der Nähe dieses Winkels, wobei die Werte vorzugsweise zwischen 53,5º und 57,5º und, vorteilhafterweise, zwischen 54,5º und 56,5º liegen.
Alternativ ist der eine der Bewehrungswinkel A1 und A2 der ersten, verhakten Lage und der zweiten, nicht verhakten Lage größer als 55º, während der andere kleiner als 55º ist; vorzugsweise sind A1 und A2 dergestalt, daß tan (A1) x tan (A2) zwischen 1,8 und 2,3, vorzugsweise zwischen 1,9 und 2,2 liegt, um es zu erleichtern, eine im Gleichgewicht stehende Verstärkungsstruktur zu erhalten. Die Winkel A1 und A2 können als Funktion der zum Herstellen der flexiblen Leitung verwendeten Anordnungen und andererseits der Nutzungsbedingungen im Betrieb mehr oder weniger bedeutende Abweichungen von 55º aufweisen, wobei sie unter 80º bleiben.
Bei einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform ist die um das interne Dichtrohr oder die interne Dichthülle gelegte widerstandsfähige Verstärkung durch zwei Verstärkungspaare gebildet. Das erste, innen liegende Paar weist eine erste, verhakte Verstärkungslage, die mit einem Bewehrungswinkel A auf das interne Rohr oder die interne Hülle gelegt ist, und eine zweite, nicht verhakte Lage auf, die in umgekehrtem Sinn mit demselben Winkel A angeordnet ist. Zwei nicht verhakte Lagen, die das zweite, außen liegende Verstärkungspaar bilden, sind mit einem Winkel B angeordnet, mit jeweils zueinander entgegengesetztem Sinn. Einer der zwei Winkel, z. B. A, liegt unter 55º, während der andere Winkel, beim Beispiel B, über 55º liegt.
Ein Verfahren zum Herstellen einer flexiblen Rohrleitung weist folgende Schritte auf:
- Extrudieren eines Dichtrohrs oder einer Dichthülle;
- Anordnen von Verstärkungen;
dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsvorgang folgende Schritte umfaßt:
- tordiertes Vorformen und Verstärken mit einem ersten Bewehrungswinkel unter 80º von mehreren verhakbaren Drähten, die eine erste Verstärkungslage bilden, die sich auf dem internen Dichtrohr oder der internen Dichthülle abstützt;
- Verstärken mit einer zweiten Verstärkungslage, die durch mehrere nicht verhakbare Drähte gebildet wird, die in entgegengesetztem Sinn zu dem bei der ersten Lage und mit einem Bewehrungswinkel verlegt sind, der komplementär zu dem der ersten, verhakten Lage ist.
Die Erfindung wird mittels der folgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren besser zu verstehen sein, die als nicht beschränkende Beispiele gegeben sind und bei denen:
- Fig. 1 eine Abschälungsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels erfindungsgemäßer flexibler Rohrleitungen ist;
- Fig. 2 eine Abschälungsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels erfindungsgemäßer flexibler Rohrleitungen ist;
- Fig. 3 eine Abschälungsdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels erfindungsgemäßer flexibler Rohrleitungen ist;
- Fig. 4 eine Schnittansicht verhakbarer Drähte ist, die bei der Herstellung der ersten Verstärkungslage erfindungsgemäßer flexibler Rohrleitungen verwendet werden können;
- die Fig. 5, 6 und 7 Schnittansichten anderer verhakbarer Drähte sind, die zueinander komplementäre Form aufweisen und die dazu verwendet werden können, Verstärkungslagen erfindungsgemäßer flexibler Rohrleitungen herzustellen.
In den Fig. 1 bis 7 sind dieselben Bezugszeichen zum Bezeichnen derselben Elemente verwendet.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen flexiblen Rohrleitung 1 mit einer Achse 2 erkennbar.
Die Rohrleitung 1 weist ein Dichtrohr oder eine Dichthülle 3 auf, die z. B. durch Extrudieren von z. B. Polyamid 11 oder 12 oder Polyethylen oder aus einem fluorierten Kohlenstoff hergestellt ist. Bei der vorteilhaften Ausführungsvariante weist die Dichthülle 3 im Innern ein verhaktes Bandmaterial 7 auf und die flexible Rohrleitung ist vom Typ "rough-bore". Dieses Bandmaterial verstärkt insbesondere die Widerstandsfähigkeit gegen Eindrücken.
Die flexible Rohrleitung 1 weist angrenzend an das Dichtrohr oder die Dichthülle 3 eine Verstärkungslage 4 auf. Die Verstärkungslage 4 ist z. B. unter 55º in bezug auf die Achse der Rohrleitung 1 verstärkt. Die Lage 4 ist mit verhakten Drähten ausgeführt, was es erlaubt, das Spiel zwischen den aufeinanderfolgenden Schraubengängen zu begrenzen. Z. B. werden U-förmige Drähte verwendet, wie in Fig. 7 veranschaulicht, oder solche, wie sie im Patent FR-2-561-745 beschrieben sind, die S- oder Z-förmig sind und in Fig. 4 veranschaulicht sind. Vorteilhafterweise wird ein T-förmiger Draht verwendet, wie er in der Patentanmeldung PCT-WO- 91/0467 beschrieben ist, die im Namen der anmeldenden Gesellschaften mit der Priorität der Anmeldung FR 89 08854, veröffentlicht am 10. 1. 91 angemeldet wurde.
Die Verstärkungslage 4 wird von einer Verstärkungslage 5 umgeben, die aus nicht verhakbaren Drähten gebildet ist, die Windungen bilden, deren Sinn entgegengesetzt zum Winkel ist, wie er durch die Windungen der Drähte der Verstärkung 4 gebildet wird. Die Lage 5 wird von einer Außenhülle umgeben, die z. B. aus einem Kunststoffmaterial wie z. B. Polyethylen oder Polyamid 11 hergestellt ist.
Die maximale Breite der Zwischenräume 13 zwischen den Drähten 10 der Lage e ist dank der Verhakung beschränkt. So ist die Wahrscheinlichkeit beschränkt, daß das Dichtrohr oder die Dichthülle 3 sich plastisch in die Zwischenräume 13 zwischen den Drähten der Lage 4 hinein verformt. Diese Probleme durch plastisches Verformen sind z. B. im französischen Patent 85 17497, veröffentlicht unter der Nr. FR-A-2 590 646, beschrieben. Die maximale Breite der Zwischenräume 13 ist durch die Breitenabmessungen festgelegt, die die Abschnitte benachbarter Drähte jeweils bilden, und insbesondere durch die Breiten der seitlichen Teile, die Nuten und Rippen bilden. So entspricht im Fall der in den Fig. 4 und 5 veranschaulichten Beispiele der maximale Wert des Abstands 13 oder das seitliche Spiel zwischen Drähten der Differenz (b - a) der Breite b einer Nut und der Breite a einer Rippe. Wenn der Fall eines gestreckten Schlauchs betrachtet wird, dessen Längsachse eine gerade Linie bildet, ist erkennbar, daß sich die axiale Länge des Schlauchs zwischen einem Minimum und einem Maximum ändern kann, entsprechend dem Minimalund dem Maximalwert des Achsabstands l, parallel zur Achse des Schlauchs, zwischen benachbarten Windungen; demgemäß ist es möglich, das seitliche Spiel durch die Beziehung (l maxi - l mini)/l maxi zu kennzeichnen, wobei l maxi der Maximalwert ist, den l einnehmen kann, und l mini der Minimalwert ist, den l einnehmen kann. Im Fall von Druckkalotten von bekanntenm Typ, die durch Wickeln eines verhakten Drahtes mit erhöhtem Winkel über 80º hergestellt sind, hat die genannte Beziehung, die der Krümmung D/2R der flexiblen Leitung entspricht, wobei D der mittlere Durchmesser der Kalotte ist und R der Krümmungsradius des Schlauchs gemessen in der Mitte der Dicke der Kalotte, ist, aktuell einen Wert in der Größenordnung von 15 bis 20 %. Im Fall der ersten, verhakten Verstärkungslagen, gemäß der Erfindung, kann die Beziehung einen ähnlichen Wert aufweisen, jedoch ist sie vorteilhafterweise kleiner, in der Größenordnung von 10 %.
Das Dichtrohr oder die Dichthülle 3 liegt unter der Drahtverstärkungslage 4, insoweit keine Verstärkungslage zwischen der Lage 4 und dem Dichtrohr oder der Dichthülle 3 liegt. Jedoch kann eine Zwischenschicht zwischen der Lage 4 und dem Rohr oder der Hülle 3 liegen, z. B. ein Kunststoffband oder eine Gewebeschicht.
Die Verstärkungslage 5 weist Zwischenräume 14 bildende Drähte 10A auf. Ohne Verhakung ist keine Breite der Zwischenräume 14 der Verstärkungslage 5 gewährleistbar, die so regelmäßig ist wie die der Zwischenräume 13 der darunter liegenden Verstärkungslage 4. Dies ist durch Zwischenräume 14' gekennzeichnet, die das Spiel zwischen den Verstärkungsdrähten 10A der Lage 5 aufsummieren. Ein derartiger Zwischenraum, der nicht maßstabsgetreu dargestellt ist, kann, wenn er in direktem Kontakt mit dem Dichtrohr oder der Dichthülle 3 liegt, unter großen Drücken eine plastische Verformung des Materials hervorrufen, das das Dichtrohr oder die Dichthülle 3 bildet.
Das Dichtrohr oder die Dichthülle 3 liegt an der Verstärkungslage 4 an. Die Verstärkungslage weist mehrere Drähte 10 auf. Das Verhaken der verwendeten Drähte 10 erlaubt es, die maximale Abmessung der Zwischenräume 3 zwischen den Drähten 10 zu begrenzen, um zu verhindern, daß das Material des Dichtrohrs oder der Dichthülle 3 in die Zwischenräume eindringt. Unter der Einwirkung der durch den Innendruck hervorgerufenen Beanspruchungen, einschließlich Drücken über 200 bar, derzeit in der Größenordnung von 350 bar, wobei 700 bar erreicht oder überschritten werden können, erlaubt es die Anordnung der durch die Lagen 4 und 5 gebildeten Verstärkung, daß die flexible Rohrleitung bedeutenden Zugkräften standhalten kann, die mehrere Tonnen erreichen können, d. h. mehrere Millionen Newton wie auch Drehmomenten. Die Lagen 4 und 5 sind in entgegengesetztem Sinn mit komplementären Winkeln verlegt, wobei sich die so gebildete Verstärkungsanordnung wie eine im Gleichgewicht stehende Struktur verhält, in dem Sinn, daß z. B. axiale Längenänderungen der Leitung und Torsionseffekte auf relativ kleine Werte begrenzt sind, wenn die flexible Leitung einem erhöhten Innendruck unterworfen wird. Durch die Verstärkungslage 4, an die sich das Dichtrohr oder die Dichthülle 3 anlegen kann, ist es möglich, Zwischenräume 14 mit größeren Abmessungen in der Lage 5 hinzunehmen. Insbesondere ist es möglich, Zwischenräume 14' mit größeren Abmessungen hinzunehmen, die in zufälliger Weise über die Oberfläche der Lage 5 verteilt sind.
Der Verstärkungsdraht besteht z. B. aus Metall, z. B. aus Stahl, insbesondere aus Kohlenstoffstahl oder rostfreiem Stahl oder aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung. Bei einer Ausführungsvariante bestehen die die Lage 4 und/oder 5 bildenden Drähte aus einem Verbundmaterial mit Fasern, z. B. Glasfasern oder Kohlenstoffasern, die in eine duroplastische oder thermoplastische Matrix eingeschlossen sind.
Der von den Drähten der Lage 4 gebildete Winkel A1 und der von den Drähten der Lage 5 gebildete Winkel A2, jeweils in bezug auf die Achse 2, können einander gleich sein oder ungefähr einander gleich sein, wie in Fig. 1 veranschaulicht. In diesem Fall haben die Winkel A1 und A2 typischerweise einen Wert von ungefähr 55º. Auf allgemeine Weise lassen sich, zum Herstellen einer im Gleichgewicht befindlichen Struktur, die Winkel A1 und A2 vorteilhafterweise so festlegen, daß das Produkt tan (A1) tan (A2) ungefähr 2 entspricht. Von 55º leicht verschiedene Winkel erlauben es z. B. Drähte mit Standardabmessungen zu verwenden, wobei die Beschränkung zu beachten ist, daß eine ganzzahlige Anzahl von Drähten vorliegt (unter Umständen eine geradzahlige Anzahl, wenn Drähte vorliegen, wie sie in den Fig. 5, 6 und 7) dargestellt sind, die regelmäßig über die flexible Rohrleitung mit kleinem seitlichem Spiel zwischen den Drähten verteilt sind, wobei der vorab festgelegte Wert für den Aufrollradius der Drähte berücksichtigt ist. Z. B. werden Winkel zwischen 53,5º und 57,5º, vorteilhafterweise zwischen 54,5º und 56,5º verwendet.
Darüber hinaus ist es im Fall bestimmter spezieller Anwendungen möglich, die Lage 4 und die Lage 5 in entgegengesetztem Sinn mit demselben Winkel unter 55º zu verlegen, oder mit demselben Winkel über 55º, wobei der Unterschied zu 55º 2º oder unter Umständen 3º erreichen kann, ohne daß der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.
Als Beispiel werden nachfolgend die Haupteigenschaften einer erfindungsgemäßen flexiblen Rohrleitung vom Typ "rough-bore" angegeben:
- Innendurchmesser 101,6 mm
- Innenkarkasse mit verhaktem Bandmaterial aus rostfreiem Stahl des Typs A 151 304; Dicke: 4 mm
- Innendichthülle aus Polyamid; Dicke: 5 mm
- erste Verstärkungslage; Dicke 5,5 mm
- zweite Verstärkungslage; Dicke 5 mm
- Band; Dicke: 0,5 mm
- Außenhülle aus Polyamid 11; Dicke: 5 mm
- Außendurchmesser 151,6 mm.
Im Fall dieser flexiblen Struktur, die so festgelegt ist, daß sie mit H&sub2;S enthaltendem Rohöl verträglich ist, was es erfordert, die Maximalbeanspruchung im Stahl auf einen relativ kleinen Wert zu beschränken, beträgt der maximale Betriebsdruck 534 bar.
Die erste Lage besteht aus T-förmigen Drähten mit einer Breite von 13,9 mm und einer Dicke von 5,5 mm, unter 55º verlegt. Die zweite Lage besteht aus ebenen Drähten mit einem Querschnitt von 12 mm x 5 mm, die in entgegengesetztem Sinn mit 57º verlegt sind. Die Drähte der zwei Lagen bestehen aus Kohlenstoffstahl, der eine Bruchgrenze von mindestens 850 MPa aufweist.
Dank der Verhakung der die erste Verstärkungslage bildenden Drähte ist der maximale Betriebsdruck nicht mehr durch die mechanische Widerstandsfestigkeit der Verstärkungsanordnung begrenzt und auch nicht durch die Gefahr eines Eindringens der Innendichthülle zwischen die Drähte der ersten Lage. So lassen sich Schläuche realisieren, die einen sich auf 700 bar oder sogar 1000 bar belaufenden Innendruck abstützen können, indem sie metallische Materialien mit hoher Festigkeit verwenden, indem die Dicke der Drähte erhöht wird oder indem die Anzahl der Verstärkungslagen erhöht wird.
Fig. 2 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel, das verschiedene Winkel A1 und A2 aufweist. Es läßt sich auch eine erste, verhakte Lage mit einem Winkel von z. B. 75º herstellen, wobei die zweite Lage einen Winkel von 28º in entgegengesetztem Sinn aufweist.
In Fig. 3 ist eine flexible Rohrleitung 1 erkennbar, die zwei Paare (4, 5), (8, 9) sich überkreuzender Verstärkungslagen aufweist. Das erste Verstärkungspaar weist einen Winkel A in bezug auf die Achse 2 der flexiblen Rohrleitung 1 auf. Das zweite Paar (8, 9) weist einen Winkel B in bezug auf die Achse 2 der flexiblen Rohrleitung 1 auf. Einer der Winkel, z. B. der Winkel A, liegt unter 55º. Der andere Winkel, beim Beispiel der Winkel B, liegt über 55º. Die Wahl der Winkel, z. B. die Wahl, wie sie gemäß dem unter der Nummer 2 619 193 veröffentlichten vorstehend genannten Patent 87 10997 ausgeführt wird, erlaubt es, ein Gleichgewicht in der flexiblen Rohrleitung 1 zu erhalten, indem eine mögliche Verlängerung unter Einwirkung des Innendrucks kontrolliert wird. Die in Fig. 3 dargestellte flexible Rohrleitung 1 ist vom Typ "rough bore" mit einem verhakten Bandmaterial 7 innerhalb der Dichthülle 3. Es ist zu beachten, daß der Aufbau einer flexiblen Rohrleitung vom Typ "smooth-bore" ohne verhaktes Bandmaterial im Innern des Dichtrohrs 3 den Schutzbereich der Erfindung nicht verläßt.
In der erfindungsgemäßen flexiblen Rohrleitung 1 besteht mindestens eine an die Dichthülle oder das Dichtrohr 3 angrenzende Verstärkungslage 4 aus einem verhakten Draht. So wird ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen erhöhte Innendrücke genutzt, wobei im Fall des in Fig. 3 veranschaulichten Beispiels eine unerwünschte Verlängerung der flexiblen Rohrleitung 1 unter der Einwirkung des Innendrucks vermieden ist.
Darüber hinaus erlaubt es die Tatsache des Anordnens von vier Verstärkungslagen, wie in Fig. 3 dargestellt, die mechanische Widerstandsfähigkeit der Leitung unter der Einwirkung von Innendruck deutlich zu erhöhen, was um so interessanter ist, je größer der Innendurchmesser der Leitung ist.
Der S- oder Z-förmige Draht in Fig. 4 ist in bezug auf seine Mittelebene 15 nicht symmetrisch. So ist es von Vorteil, wie in dem unter der Nr. FR-A-2 182 372 veröffentlichten französischen Patent Nr. 7 215 295 erläutert, einen Draht, der in bezug auf seine Mittelebene 15 keine Symmetrie aufweist, einer Vorverformung durch Schmalseitenbiegung, genannt Säbelblattzentrierung, in einer die Achse des Drahts 10 enthaltenden Ebene, rechtwinklig zur Mittelebene 15 zu unterziehen. Außerdem wird eine tordierende Vorverformung des Drahts um seine Hauptachse ausgeführt, um eine Windung auszubilden.
In den Fig. 5, 6 und 7 sind drei Beispiele für Drahtverstärkungslagen 4 erkennbar, die aus zwei Drahtanordnungen mit komplementären Formen bestehen, wobei jeder Draht zu einer ersten Anordnung gehört, die mit zwei Drähten der zweiten Anordnung zusammenwirkt, die ihn so einrahmen, daß Verhakungswirkung hervorgerufen wird. In einem solchen Fall ist es möglich und von Vorteil, Drähte 10 mit symmetrischer Form in bezug auf die Mittelebene 15 anzuordnen. In einem solchen Fall ist es nicht mehr erforderlich, eine Vorverformung durch Schmalseitenbiegung auszuführen, was den Herstellprozeß vereinfacht. In diesem Fall reicht es aus, eine tordierende Vorverformung des Drahts um seine Hauptachse vorzunehmen, um eine Windung auszubilden.
In Fig. 4 ist im Schnitt ein Ausführungsbeispiel einer Verstärkungslage 4 erkennbar. Das Ausführungsbeispiel der Lage 4 in Fig. 4 weist schraubenförmige Windungen S- oder Z-förmiger verhakbarer Drähte 10 auf. Jeder Draht 10 weist an jedem seiner Enden, die mit benachbarten Drähten verhakt werden sollen, eine Kehle 12 auf, die eine Nut der Breite b bildet, gefolgt von einem Vorsprung oder einem Steg 11, der eine Rippe der Breite a bildet. Beim Verlegen der Verstärkungslage 4 wird dafür gesorgt, daß die Stege 11 in die Kehlen 12 der benachbarten Drähte eindringen.
Wenn die flexible Rohrleitung einmal hergestellt ist und wenn benachbarte Drähte 10 versuchen, sich voneinander zu entfernen, z. B. wegen einer Krümmung der flexiblen Leitung oder unter dem Einfluß axialen Zugs, verhalten sich die Stege 11 als Anschläge, die die Relativbewegung der Drähte begrenzen. So gelingt es, die Zwischenräume 13 zwischen benachbarten Drähten 10 auf eine bekannte Maximalbreite zu begrenzen. Dies ist insbesondere am Auflageort der Außenfläche des Dichtrohrs oder der Dichthülle, die in Fig. 4 nicht dargestellt ist, wichtig. Tatsächlich erlaubt es diese Begrenzung der Abmessung der Zwischenräume 13 zwischen den Drähten 10 der Verstärkungslage 4, Verformungen und plastisches Fließen der genannten Hülle oder des genannten Rohrs zu verhindern. An allen Punkten der von der Verstärkungslage 4 gebildeten im wesentlichen zylindrischen Oberfläche findet das Dichtrohr oder die Dichthülle eine Anlagefläche, die es erlaubt, den Innendruck einzudämmen.
In Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der verhakten Verstärkungslage 4 erkennbar. Im Beispiel von Fig. 5 sind T-förmige, verhakbare Drähte 10 verwendet. Jeder Schenkel des T weist eine Kehle 12 mit der Breite b auf, gefolgt von einem Steg 11 mit der Breite a. Beim in Fig. 5 veranschaulichten Beispiel sind benachbarte Drähte 10 in solcher Weise invertiert, daß die Stege 11 der vorigen Drähte in die Kehle des folgenden Drahts eingreifen. So wird die Maximalabmessung der Zwischenräume 13 zwischen benachbarten Drähten 10 der Verstärkungslage 4 begrenzt. Die Verstärkungslage 4 weist so eine erste Anordnung T-förmiger Drähte 10, die so angeordnet sind, daß der Fuß des T in der Richtung der Leitungsachse ausgerichtet ist, und eine zweite Anordnung T-förmiger Drähte 10 auf, die in so angeordnet sind, daß der Fuß des T nach innen in bezug auf die Leitungsachse ausgerichtet ist; bevorzugt weisen die Drähte 10 der ersten Anordnung alle gleichen Querschnitt auf, und die Drähte 10 der zweiten Anordnung weisen ebenfalls alle gleichen Querschnitt auf, wobei die Querschnitte der Drähte, die jede der zwei Anordnungen bilden, jeweils voneinander verschieden oder gleich sein können, wie in Fig. 5 dargestellt.
In Fig. 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Verstärkungslage 4 erfindungsgemäßer flexibler Rohrleitungen erkennbar. Beim Beispiel von Fig. 6 sind zwei T-förmige Drähte 10, die den Drähten 10 von Fig. 5 ähnlich sind, über einen U-förmigen Draht 10' miteinander verbunden, ebenso wie zwei U-förmige Drähte 10' über einen T-förmigen Draht 10 miteinander verbunden sind. Die U-förmigen Drähte 10' weisen zwei Stege 11', die in die Kehlen 12 der T-förmigen Drähte 10 eingreifen, und eine Kehle 12' auf, die zwei Stege 11 der Drähte 10 aufnehmen kann. Beim in Fig. 6 dargestellten Beispiel befinden sich die Drähte 10' an der Innenseite der flexiblen Rohrleitung.
Die Verwendung der T-förmigen Drähte 10 zeigt sich als besonders vorteilhaft beim Erstellen der Verstärkungslage 4.
In Fig. 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Verstärkungslage 4 zu sehen, die von mehreren Drähten 10 mit komplementärer Form gebildet wird. Beim Beispiel von Fig. 7 sind zwei Anordnungen U-förmiger Drähte 10 verwendet, die entgegengesetzt liegend angebracht sind, d. h. so, daß die Stege 11 zweier benachbarter Drähte 10 einer ersten Anordnung 10 in das Innere einer Kehle eines Drahts 10 eingreifen, der zu einer zweiten Anordnung von Drähten 10 gehört.
Nachfolgend wird eine vorteilhafte Herstellweise für erfindungsgemäße flexible Rohrleitungen beschrieben.
Für flexible Rohrleitungen vom Typ "rough bore" wird mit dem Herstellen einer Innenkarkasse aus einem verhakten Bandmaterial begonnen.
Um das verhakte Bandmaterial wird eine Dichthülle 3 extrudiert.
Um flexible Rohrleitungen vom Typ "smooth bore" herzustellen, wird der Schritt der Herstellung des verhakten Bandmaterials weggelassen. Es ist zu beachten, daß das Vorhandensein eines solchen verhakten Bandmaterials immer dann vorteilhaft ist, wenn es wichtig ist, daß die flexible Rohrleitung Eindrückkräften standhält, oder wenn die flexible Leitung zweiphasiges Rohöl transportieren soll.
Dann werden die zur Lage 4 gehörigen verhakten Drähte 10 verlegt. Während der Verlegung wird darauf geachtet, daß es zu einer wirksamen Verhakung der Drähte ineinander kommt.
Dann werden die zur Lage 5 gehörenden nicht verhakten Drähte verlegt. Im Fall flexibler Rohrleitungen 1, die mehr als zwei Verstärkungslagen aufweisen, wie z. B. bei Leitungen mit drei Lagen, was nicht dargestellt ist, bei Leitungen mit vier Lagen, was in Fig. 3 dargestellt ist, oder mit einer größeren Anzahl von Lagen, was nicht dargestellt ist, wird mit dem Verlegen aufeinanderfolgender Lagen fortgefahren. Nach dem Verlegen der letzten Lage wird vorteilhafterweise eine Außenhülle aufextrudiert.
Es ist möglich, mehrere Lagen wie Bebänderungen oder Schutzhüllen oder unter Umständen Wärmeisolierungen zwischen den Verstärkungslagen oder zwischen der Innendichthülle und der inneren Verstärkungslage oder auch zwischen der äußeren Verstärkungslage und der Außenhülle einzufügen, ohne daß der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.
Es ist zu beachten, daß auch die gleichzeitige und kontinuierliche Ausführung mindestens zweier aufeinanderfolgender Herstellschritte für die flexible Rohrleitung möglich ist. So können gleichzeitig zwei oder mehr Schritte linear versetzt entlang der Länge der flexiblen Rohrleitung während der Herstellung vorgenommen werden, wobei der Schlauch entlang der verschiedenen Maschinen vorwärts bewegt wird, die zum Ausführen der aufeinanderfolgenden Herstellschritte verwendet werden. Beim üblichen Beispiel, wie es von der anmeldenden Gesellschaft realisiert wird, wird eine Armierungsmaschine verwendet, die zwei Armierungsgestelle aufweist, was es erlaubt, gleichzeitig folgendes auszuführen:
- das Verlegen einer ersten, verhakten Verstärkungslage 4 und
- das Verlegen einer zweiten, nicht verhakten Verstärkungslage 5, wie auch unter Umständen das Anordnen von Zwischenschichten durch z. B. Bebänderung, was auf dieselbe Weise erfolgt.
Andere Herstellverfahren sind als Funktion der Eigenschaften der verschiedenen die Verstärkung der flexiblen Leitung bildenden Lagen möglich. So kann z. B. im Fall einer flexiblen Leitung des durch Fig. 2 veranschaulichten Typs, bei der die Bewehrung durch eine erste, verhakte Lage, die mit einem hohen Winkel verlegt ist, der z. B. 70º überschreiten kann, aber unter 80º bleibt, und eine zweite, nicht verhakte Lage gebildet ist, die mit einem relativ kleinen Winkel, z. B. zwischen 15º und 35º verlegt ist, zum Herstellen der ersten, verhakten Lage keine Armierungsmaschine, sondern eine Maschine wie eine Windungsherstellmaschine von demjenigen Typ verwendet werden, wie sie normalerweise zum Herstellen von Druckkalotten mit einem sehr großen Schraubwinkel von z. B. 85º verwendet wird. So kann auch die vorstehend beispielhaft beschriebene flexible Leitung, die eine erste, verhakte, unter 75º verlegte Lage und eine zweite, nicht verhakte, unter 28º verlegte Lage aufweist, auf wirtschaftliche Weise dadurch hergestellt werden, daß Verstärkungen in zwei aufeinanderfolgenden, voneinander verschiedenen Schritten angebracht werden:
- einem ersten Schritt, in dem die verhakte Verstärkungslage mit einer Windungsherstellmaschine angeordnet wird. Es können alle verhakbaren Drähte verwendet werden, z. B. Z-, T- oder U-förmige.
- einem zweiten Schritt, in dem die zweite, nicht verhakte Verstärkungslage mit einer Armierungsmaschine mit einem einzigen Gestell hergestellt wird.

Claims

1. Flexible Hohlleitung, die von innen nach außen umfaßt:

eine schlauchförmige Dichthülle, und

eine Bewehrung aus einer Vielzahl von gekreuzten Bewehrungsmänteln, die jeweils aus einer Vielzahl von Fasern bestehen, die mit einem kleineren Winkel als 80º bezüglich der Achse der flexiblen Hohlleitung versehen sind,

wobei die Bewehrungswinkel der Fasern der genannten Bewehrungmäntel so festgelegt sind, daß eine drehungsfreie flexible Hohlleitung erhalten wird, und wobei der erste Bewehrungsmantel (4), auf dem sich die schlauchförmige Dichthülle (3) abstützt, auf einer Vielzahl von verhakten Fasern (10) besteht,

dadurch gekennzeichnet, daß der oder die anderen Bewehrungsmantel (5, 8, 9), die außerhalb des genannten ersten Bewehrungsmantels (4) angeordnet sind, aus Fasern (10A) aufgebaut sind, die nicht verhakt sind.

2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bewehrungsmantel (4) aus einer Vielzahl von S- oder Z- förmigen verhakten Fasern (10) besteht.

3. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bewehrungsmantel (4) eine Vielzahl von T-förmigen verhakten Fasern aufweist.

4. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bewehrungsmantel eine Vielzahl von U-förmigen verhakten Fasern (10, 10') aufweist.

5. Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Bewehrungsmäntel (4, 5) aufweist, und daß die verhakten Fasern des ersten Bewehrungsmantels (4) bezüglich der Achse (2) der flexiblen Hohlleitung (1) mit einem Winkel A1 und die nicht verhakten Fasern des außerhalb des genannten ersten Bewehrungsmantels angeordneten zweiten Bewehrungsmantels (5) bezüglich der Achse der flexiblen Hohlleitung mit einem Winkel A2 versehen sind, für die gilt:

1,9 > tan (A1) tan (A2) < 2,2

6. Leitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel A1 und A2 im wesentlichen gleich sind.

7. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie vier Bewehrungsmäntel (4, 5, 8, 9) aufweist, wobei die zwei ersten Mäntel (4, 5), die entgegengesetzt gerichtet geschlagen sind, im Betrag einen gleichen, ersten Bewehrungswinkel (A) und der dritte und der vierte Mantel (8, 9), die entgegengesetzt gerichtet geschlagen sind, im Betrag einen gleichen, zweiten Bewehrungswinkel (B) aufweisen.