DE69707478T2 - Montageverbindung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer Montageverbindung für isolierte Rohrleitungen zur Verwendung speziell, aber nicht ausschließlich, unter Wasser und, insbesondere, ein Verfahren zur Bildung von Montageverbindungen für isolierte Rohrleitungen, die glattes Abrollen und Legen von Rohrleitungen erleichtern.
• Rohre, die bei der Herstellung mit einer elastomeren oder Isolierschicht beschichtet werden, können nur bis ungefähr 200 mm vor dem Rohrende beschichtet werden, da ein Abschnitt des Rohrendes blank gelassen werden muß, um Rohre miteinander verbinden zu können, normalerweise durch einen Schweißprozeß.
• Die Rohre werden normalerweise als ein integraler Bestandteil des Rohrlegens miteinander verschweißt. Wo dies entfernt von der Küste durchgeführt wird, wird das Rohrverschweißen im allgemeinen auf einem Legelastkahn oder einem Abrollschiff fortlaufend durchgeführt.
• Um die Installationsrate zu minimieren, ist es notwendig, die Beschichtung an der verschweißten Montageverbindung innerhalb von zehn bis fünfzehn Minuten abzuschließen, in denen eine andere Verbindung verschweißt wird. In der Theorie sollte die Isolation an der Montageverbindung eine ähnliche Spezifikation erfüllen, wie die Mutterbeschichtung, jedoch würde durch die Verwendung des Verfahrens, das zur Aufbringung der Mutterbeschichtung auf den Körper des Rohres benutzt wird, die Produktionszeit auf ein unannehmbares Maß erhöht. Die gegenwärtig verwendete Lösung des Problems des Füllens der Montageverbindung innerhalb der Zeit, die zum Schweißprozeß notwendig ist, ist das Aufbringen einer Blechmetallform um die Mutterbeschichtung des Rohres, Injizieren eines schnell aushärtenden Isolationsmaterials, wie beispielsweise Polyurethan oder Polyolefin, Aushärtenlassen und Entfernen der Form.
• Fig. 1 der Zeichnungen erläutert eine typische Montageverbindung, hergestellt in Übereinstimmung mit diesem bekannten Verfahren zwischen zwei beschichteten Rohrabschnitten A und B. Obwohl das obige Verfahren eine zufriedenstellende Montageverbindung C zwischen den Enden von zwei Rohrabschnitten erzeugt, reduziert dies die Zuverlässigkeit der sich ergebenden Rohrleitung, da die Polyurethan-Füllung die Polypropylen-Beschichtung D an den Enden des Rohres überlappt. Das beschichtete Rohr muß über eine Rolle laufen, während es außer Bord von dem Legelastkahn oder dem Abrollschiff geht, und dies führt oft zum Anstoßen der Montageverbindung während sowohl des Abrollens wie des nachfolgenden Legens der Rohrleitung. Dies kann sowohl die Montageverbindung beschädigen, wie auch zur Beschädigung der Rollen über eine Zeitperiode aufgrund der großen Zahl von Montageverbindungen führen, die während einer Rohrlegeoperation über die Rolle laufen.
• Die EP-A-0360028 beschreibt ein Verfahren zur Bildung einer Montageverbindung um die blanke Verbindung von zwei verbundenen, mit Isolierung bedeckten Rohren herum. Die äußere Beschichtung und die Mutterbeschichtung des Rohrs werden hergestellt durch Liefern eines ersten Rückschnitts, gefolgt durch ein zweites winkelförmiges Rückschneiden, wie in Fig. 3 dargestellt. Ein Metallbügel wird über die blanken Enden des Rohres angeordnet und dann eine Form um die blanke Verbindung herum angeordnet und mit geschäumtem Polyurethan gefüllt. Die Form wird so geformt, daß dann, wenn das geschäumte Polyurethan in die Form gepumpt wird, die Montageverbindung nicht fluchtend mit der Mutterbeschichtung liegt. Ein im wesentlichen V-förmiger Kanal wird um beide Enden der Montageverbindung gebildet. Ein Zwischenglied aus dem gleichen Material wie die äußere Beschichtung wird über die Montageverbindung aufgebracht und eine Schweißung wird in den V-förmigen Kanal eingeführt, um das Zwischenglied mit der äußeren Beschichtung zu verbinden. Dies führt zu einer Montageverbindung, die nicht fluchtend zu der Mutterbeschichtung liegt, was problematisch sein kann, wenn das beschichtete Rohr gelegt oder gewickelt wird.
• Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine verbesserte Montageverbindung zu schalten, die die Nachteile der bekannten Montageverbindungen beseitigt oder zumindest mildert. Die vorliegende Erfindung hat auch zum Ziel, ein Verfahren zur Bildung einer verbesserten Montageverbindung zu schaffen.
• Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren geliefert, um eine Montagsverbindung um die nackte Verbindung von zwei miteinander verbundenen, mit Isolierung beschichteten Rohren herum zu schaffen, umfassend die Schritte des Lieferns eines ersten winkelförmigen Rückschnitts in der Mutterbeschichtung, um das Ende des Rohres freizulegen, Liefern eines zweiten Rückschnitts in der Mutterbeschichtung zur Schaffung eines ringförmigen Bandes der Mutterbeschichtung mit einem geringeren Durchmesser als die Mutterbeschichtung auf dem Rohr, Befestigen einer Form um das Band mit dem geringeren Durchmesser herum, Pumpen von Polyurethan in die Form in einer ausreichenden Menge, um eine Montageverbindung zu bilden, die sich in den zweiten Rückschnitt erstreckt und mit der Mutterbeschichtung der Rohre fluchtend liegt, um so das Rollen und Legen des Rohres ohne Anstoßen zu ermöglichen.
• Während dieses Verfahren zur Bildung einer Montageverbindung Vorteile hinsichtlich der Zuverlässigkeit der fertigen Rohrleitung aufweist, liegt ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens zur Herstellung einer Montageverbindung in der mechanischen Verbindung, die zwischen der Polyurethan-Füllung und der Mutterbeschichtung der Rohre gebildet wird. Während das Polyurethan in die Form gepumpt wird, fließt es in den Rücksprung in dem Band mit dem geringeren Durchmesser, und nach Aushärten bildet es eine Interferenzpassung mit der Mutterbeschichtung. Dies bewirkt eine stärker gesicherte Montageverbindung auf den Rohren und verhindert ein Verschieben der Montageverbindung, nachdem das Rohr gelegt worden ist.
• Vorzugsweise mag der zweite Rückschnitt ebenfalls winkelförmig sein.
• Vorteilhafterweise werden der erste und der zweite Rückschnitt in der Mutterbeschichtung entweder durch einen Schleifprozeß oder durch ein Drehverfahren geliefert.
• Bequemerweise wird die Oberfläche der Rohre gestrahlt, um die Oberfläche zu säubern, die Oberflächen der Rohre werden dann auf eine Temperatur von zwischen 70 und 90ºC erhitzt und ein Primer aufgebracht, bevor die Form um die Montageverbindung befestigt wird.
• Vorteilhafterweise mag eine dünne Beschichtung aus Polyurethan über den ersten und den zweiten Rückschnitt aufgebracht werden.
• Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Montageverbindung geliefert und um die blanke Verbindung von zwei verbundenen isolierten Rohren herum angeordnet, wobei die Montageverbindung eine in die isolierte Mutterbeschichtung der Rohre rückgesprungene Polyurethan-Füllung umfaßt, so daß die Einfüllung fluchtend zu der Oberfläche der Mutterbeschichtung auf den Rohren liegt.
• Vorzugsweise umfaßt die Montageverbindung weiterhin Einrichtungen zur Bildung einer mechanischen Verbindung zwischen der Polyurethan-Füllung und der Mutterbeschichtung.
• Vorzugsweise wird die mechanische Verbindung durch eine Nut in der Mutterbeschichtung gebildet, in die sich die Polyurethan-Füllung erstreckt.
• Vorzugsweise wird eine Vielzahl von Nuten in der Mutterbeschichtung vorgesehen, um eine Serie von mechanischen Verbindungen zwischen der Mutterbeschichtung und der Polyurethan-Füllung zu liefern.
• Alternativ ist die mechanische Verbindung durch eine Mehrzahl von Eindrückungen in der Mutterbeschichtung gebildet, in die sich die Polyurethan-Füllung erstreckt.
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen dargestellt und beschrieben, in denen
• Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Montageverbindung gemäß dem Stand der Technik zeigt;
• Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Montageverbindung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
• Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine alternative Montageverbindung.
• Mit Bezug auf die Zeichnungen zeigt Fig. 2 zwei Rohrabschnitte 1, 2, die miteinander verbunden werden sollen, um einen Rohrleitungsabschnitt zu bilden. Die Rohrabschnitte werden bis auf eine kurze Entfernung von den Enden der Rohre 3, 4, im allgemeinen mit 200 mm Abstand von den Rohrenden, beschichtet. Diese Mutterbeschichtung 5 mag eine innere Anti-Korrosionschicht, z. B. Polyurethan oder Epoxy umfassen, eine mittlere Schicht aus geschäumtem oder festem Polypropylen, und eine externe Schutzschicht aus festem Polypropylen von ungefähr 3-5 mm Dicke, die wasserfest und gegen Abrieb widerstandsfähig ist, z. B. Polyurethan oder Epoxyharz oder Gummi. Die verschiedenen Schichten der Mutterbeschichtung sind zur Erleichterung der Illustration nicht dargestellt.
• Die Montageverbindung 8 ist anfänglich blank. Ein erster Rückschnitt wird in der Mutterbeschichtung durch einen Schleifprozeß oder durch ein Drehverfahren gebildet. Der sich ergebende Raum zwischen den Beschichtungen auf den Rohrenden besitzt eine geneigte Oberfläche 9, die sich schräg weg von der Oberfläche des Rohres 1, 2 bewegt, um eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Vertiefung 10 in der Beschichtung 5 zurückzulassen. Ein zweiter Rückschnitt wird in der Mutterbeschichtung durchgeführt, um ein rückspringendes ringförmiges Band der Mutterbeschichtung mit einem kleineren Durchmesser als die Mutterbeschichtung auf dem Rest des Rohres zu liefern. Der zweite Rückschnitt wird bis zu einer Tiefe von ungefähr 5-10 mm von der oberen Oberfläche der Mutterbeschichtung durchgeführt.
• Eine Nut 13 wird in die mit Polyurethan bedeckte rückspringende Oberfläche 11 um den Umfang des beschichteten Rohres herum eingeschnitten. Die Nut 13 ist im wesentlichen U-förmig im Querschnitt, kann aber auch V-förmig sein oder eine andere geeignete Konfiguration besitzen.
• Die abgeschrägten Oberflächen 9 und die rückspringenden Oberflächen 11 werden mit einem säuberenden Lösungsmittel wie beispielsweise Xylen gewaschen.
• Wie in Übereinstimmung mit bekannten Verfahren, wird dann der blanke Stahl gestrahlt und die winkelförmigen Enden und Nuten beispielsweise durch Verwendung eines Schleifers abradiert, um so eine saubere Oberfläche zu schaffen. Eine Induktionsheizspule wird nunmehr auf den blanken Stahl aufgebracht, um die Temperatur des Stahls auf einen Wert zwischen 70 und 90ºC zu erhöhen, um die Montageverbindung aufzunehmen und sicherzustellen, daß die Montageverbindung eine gute Bindung mit dem Stahl herstellt. Ein Primer wird nunmehr auf den vorgeheizten Stahl aufgebracht.
• Es ist möglich, den Primer auf den kalten Stahl aufzubringen und dann zu erhitzen. Jedoch wird Zeit gespart, indem die Grundierung auf die erhitzte Oberfläche aufgebracht wird.
• Die geneigten Oberflächen 9 und die zurückspringenden Oberflächen 11 werden dann flammenbehandelt und können mit einer dünnen Schicht von Polyurethan 12 beschichtet werden. Dies mag von Hand oder alternativ durch einen automatisierten Prozessor aufgebracht werden. Die Montageverbindung kann dann flammenbehandelt werden.
• Eine ringförmige Form (nicht dargestellt) wird dann um die Mutterbeschichtung der angrenzenden Rohre befestigt und eine Polyurethanfüllung in den Ringraum zwischen der Form und Oberfläche des Rohres gepumpt. Die Form wird auf eine Temperatur von etwa 70º vorerhitzt, um das Befestigen/Aushärten des Polyurethan zu unterstützen.
• Während das Polyurethan die Form füllt, tritt es auch in die Nut 13 ein, die auf der rückspringenden Oberfläche 11 um das Rohr herum vorgesehen ist, und bildet eine mechanische Verbindung zwischen der Montageverbindung und der Mutterbeschichtung 5 des Rohres. Wie in Fig. 2 erkennbar ist, wird aufgrund der rückspringenden Oberfläche 11 der Mutterbeschichtung angrenzend zu der Montageverbindung die Montageverbindung 8 in ihre Mutterbeschichtung 5 zurückspringen, statt daß sie über die Beschichtung aufgebracht wird. Dies stellt sicher, daß die Oberfläche der Montageverbindung 8 mit der oberen Oberfläche der Mutterbeschichtung 5 auf dem Rohr auf gleicher Höhe liegt. Wenn das Polyurethan sich verfestigt hat, was im allgemeinen weniger als 10 Minuten, im allgemeinen zwischen 5 und 7 Minuten dauert, kann die Form entfernt und die Montageverbindung geprüft werden, um sicherzustellen, daß die Oberfläche der Montageverbindung mit der der Mutterbeschichtung auf gleicher Ebene liegt. Irgendwelche Abweichungen können zu dieser Zeit entfernt werden.
• Durch Aufbringen einer Montageverbindung wie oben beschrieben kann die sich ergebende Rohrleitung ohne Anstoßen der Montageverbindung auf den Rollen, die auf dem Legekahn benutzt werden, gerollt und gelegt werden.
• Es ist selbstverständlich, daß die Polyurethan-Füllung auch ein isolierendes Material, ein Gewichtsmaterial oder ein Anti-Korrosions-Material umfassen kann, um die Integrität der im Gebrauch befindlichen Montageverbindung sicherzustellen.
• Die oben beschriebene Nut liefert eine starke mechanische Verbindung zwischen der Mutterbeschichtung und der Montageverbindung und hilft, die Integrität der Montageverbindung während der Verwendung speziell unter Wasser aufrechtzuerhalten. Obwohl nur eine Nut beschrieben wurde, ist zu verstehen, daß eine Vielzahl von Nuten auf dem zurückspringenden Abschnitt vorgesehen sein kann, um eine Vielzahl von mechanischen Bindungen zwischen der Mutterbeschichtung und der Montageverbindung herzustellen. Alternativ kann die Nut oder die Nuten durch eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Eindrückungen in der Mutterbeschichtung ersetzt werden, in welche der Polyurethan während des Spritzprozesses eindringt, wodurch zahlreiche im Abstand angeordnete mechanische Verbindungen zwischen der Mutterbeschichtung und der Montageverbindung geliefert werden. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Montageverbindung in Übereinstimmung mit dieser alternativen Form, bevor die Form über die Montageverbindungsbereiche aufgesetzt wird und Polyurethan in die Form eingepumpt wird. Die im Abstand angeordneten Eindrückungen sind als halbkugelförmig dargestellt, jedoch können sie natürlich auch irgendeine andere geeignete Konfiguration aufweisen.
• Die oben beschriebene Montageverbindung und das Verfahren zur Herstellung dieser Verbindung kann auch benutzt werden, um die Zeit zu reduzieren, die zur Handhabung der Rohrleitung auf See in Anspruch nimmt. Die Schritte des Schleifens der Mutterbeschichtung, die Flammenbehandlung der Montageverbindungsbereiche und das Aufbringen der dünnen Schicht von Polyurethan auf die Montageverbindungsbereiche können an Land durchgeführt werden, entweder in der gleichem Zeit, in der die Mutterbeschichtung aufgebracht wird, oder alternativ als eine unterschiedliche Möglichkeit dort, wo die beschichteten Rohre mit der Mutterbeschichtung fertig zur Benutzung gelagert werden. Die präparierten Enden der einzelnen Rohrabschnitte können dann mit einem Folienkunststoffmaterial schrumpfumhüllt werden, unter Verwendung von einem bekannten Verfahren, um die Integrität der Montageverbindungsbereiche sicherzustellen.
• Bei Verwendung einer derartigen Technik kann ein Nylonseil 14 zunächst um die äußere Oberfläche der Mutterbeschichtung geringfügig hinter der rückspringenden Oberfläche der Beschichtung aufgebracht werden. Das Nylonseil verhindert, daß die Schrumpfumhüllung an der Mutterbeschichtung anhaftet und ermöglicht es, die Schrumpfumhüllung von der Montageverbindungsfläche abzuspulen, wenn der Rohrabschnitt zur Verwendung auf See transportiert werden muß. Das Nylonseil verhindert auch, daß die Schrumpfumwicklung um das Rohrende an der Schrumpfumwicklung des anderen Rohrendes anhaftet, sollten sie in Kontakt miteinander kommen.
• Einmal auf See, kann die Schrumpfumwicklung entfernt werden, um so eine saubere, vorbehandelte Montageverbindungsfläche zu liefern, das Nylonseil wird von den Rohren entfernt, danach kann der Stahl der Rohre gestrahlt werden, Primer aufgebracht werden, Induktionshitze auf die Rohre aufgebracht werden, die Form befestigt werden und das Polyurethan in die Form gepumpt werden, um die Montageverbindung wie oben beschrieben herzustellen.
• Die Anwendung des obigen Verfahrens reduziert wesentlich die Gesamtzeit zur Behandlung der Rohrleitung auf See und macht somit den Rohrlegeprozeß kosteneffektiver. Weiterhin wird die Menge an Maschinerie, die der Legekahn transportieren muß, ebenfalls reduziert, wodurch mehr Platz auf dem Kahn für eine größere Anzahl von Rohrabschnitten für jede einzelne Zeit verbleibt. Es wird auch deutlich, daß jeder der Rohrabschnitte, die zu dem Kahn geliefert werden, eine saubere Montageverbindungsfläche aufweist, die leicht vor der Abgabe überprüft werden kann, was die Außer-Betrieb-Zeit, die aufgrund von Problemen, die mit dem Herstellen der Montageverbindungsfläche vor der Benutzung der Montageverbindung auf dem Kahn verknüpft ist, reduzieren wird.

Claims (10)

1. Ein Verfahren zur Bildung einer Montageverbindung um die blanke Verbindung von zwei miteinander verbundenen, durch eine Isolierung beschichteten Rohren herum, umfassend die Verfahrensschritte des Lieferns eines ersten winkelförmigen Rückschnitts in der Mutterbeschichtung zur Freilegung des Endes des Rohres, Liefern eines zweiten Rückschnitts in der Mutterbeschichtung zur Lieferung eines ringförmigen Bandes der Mutterbeschichtung mit einem geringeren Durchmesser als die Mutterbeschichtung auf dem Rohr, Befestigen einer Form um das Band mit dem geringeren Durchmesser, Einpumpen von Polyurethan in die Form in einer ausreichenden Menge, um eine Montageverbindung zu schaffen, die sich in den zweiten Rückschnitt erstreckt und fluchtend zu der Mutterbeschichtung der Rohre liegt, um ein Abrollen und Legen des Rohres ohne Behinderung zu ermöglichen.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Rückschnitt winkelförmig ist.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste und der zweite Rückschnitt in der Mutterbeschichtung entweder durch einen Schleifprozeß oder durch ein Drehverfahren erfolgt.

4. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine dünne Beschichtung aus Polyurethan über den ersten und zweiten Rückschnitt aufgebracht wird.

5. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oberfläche der Rohre gestrahlt wird, um die Oberfläche zu säubern, wobei dann die Oberfläche auf eine Temperatur zwischen 70 und 90ºC erhitzt und ein Primer aufgebracht wird, bevor die Form um die Montageverbindung befestigt wird.

6. Eine Montageverbindung zur Verwendung mit dem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Montageverbindung um die blanke Verbindung von zwei verbundenen isolierten Rohren herum angeordnet ist, wobei die Montageverbindung eine Polyurethan-Füllung umfaßt, die in die isolierende Mutterbeschichtung der Rohre zurückspringt, so daß die Füllung fluchtend zu der Oberfläche der Mutterbeschichtung auf den Rohren liegt.

7. Montageverbindung nach Anspruch 6, wobei die Montageverbindung weiterhin Einrichtungen umfaßt, um eine mechanische Verbindung zwischen der Polyurethan- Füllung und der Mutterbeschichtung zu bewirken.

8. Montageverbindung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die mechanische Verbindung durch eine Nut in der Mutterbeschichtung gebildet wird, in die sich die Polyurethan-Füllung erstreckt.

9. Montageverbindung nach Anspruch 6, wobei eine Mehrzahl von Nuten in der Mutterbeschichtung vorgesehen ist, um eine Serie von mechanischen Verbindungen zwischen der Mutterbeschichtung und der Polyurethan-Füllung zu liefern.

10. Montageverbindung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die mechanische Verbindung durch eine Vielzahl von Eindrückungen in der Mutterbeschichtung gebildet wird, in die sich die Polyurethan-Füllung erstreckt.