DE9014295U1

DE9014295U1 - Helical or annular corrugated metal pipe

Info

Publication number: DE9014295U1
Application number: DE9014295U
Authority: DE
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1990-10-15
Filing date: 1990-10-15
Publication date: 1990-12-20
Anticipated expiration: 2000-10-16

Description

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft ein Schraubenlinien- oder ringförmig gewelltes, längsnahtgeschweißtes Metallrohr zur Fortleitung flüssiger oder gasförmiger Medien mit einer an der Rohrwandung anliegenden die Strömungsgeräusche mindernden Schicht.The invention relates to a helical or ring-shaped corrugated, longitudinally welded metal pipe for the transport of liquid or gaseous media with a layer adjacent to the pipe wall that reduces flow noise.

Wellrohre finden wegen ihrer vielen Vorteile wie Flexibilität, Quersteifigkeit, sowie die Möglichkeit, daß Wellrohre in großen Längen herstellbar und transportabel sind, in verstärktem Maße Anwendung dort, wo es darum geht, Gase und Flüssigkeiten zu transportieren. Weitere wesentliche Vorteile von Wellrohrleitungen sind, daß sie ohne großen tiefbauerischen Aufwand in großen Längen ohne eine Vielzahl von Verbindungsstellen verlegt werden können und daß Maßnahmen zur Kompensation temperaturbedingter Ausdehnungen oder Kontraktionen entbehrlich sind, da Wellrohre Längenänderungen in sich selbst ausgleichen können.Due to their many advantages such as flexibility, transverse rigidity and the possibility that corrugated pipes can be manufactured and transported in long lengths, corrugated pipes are increasingly used where gases and liquids need to be transported. Other significant advantages of corrugated pipes are that they can be laid in long lengths without a large number of connection points and without major civil engineering work, and that measures to compensate for temperature-related expansion or contraction are unnecessary, as corrugated pipes can compensate for changes in length themselves.

Wegen der genannten Vorteile werden Wellrohre bevorzugt in konzentrischen flexiblen Rohrsystemen bespielsweise als Leitungsrohr für kryogene Medien, als lecküberwachbares Leitungsrohr oder als Leitungsrohr zum Transport von Fernwärme eingesetzt.Because of the advantages mentioned, corrugated pipes are preferably used in concentric flexible pipe systems, for example as pipes for cryogenic media, as leak-monitorable pipes or as pipes for the transport of district heating.

Ein Nachteil der bekannten Wellrohre ist, daß sie ab einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit durch das strömende Medium zu Longitudinalschwingungen angeregt werden, die zu einer frühzeitigen Zerstörung des Wellrohres führen können. Die Ursache für diese Longitudinalschwingungen sind Wirbel, die sich in der Wellung ausbilden. Bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten lösen sich die Wirbel aus den Wellentälern, was mit einer unangenehmen Geräuschbildung verbunden ist. Man hat versucht, diesen Nachteil dadurch zu beheben, daß man auf das Wellrohr ein Gestricke aufbringt, welches die Longitudinalschwingungen unterbinden bzw. erschweren soll.A disadvantage of the known corrugated pipes is that, above a certain flow speed, they are stimulated by the flowing medium to produce longitudinal vibrations, which can lead to premature destruction of the corrugated pipe. The cause of these longitudinal vibrations are vortices that form in the corrugation. At high flow speeds, the vortices break away from the corrugation troughs, which is associated with unpleasant noise. Attempts have been made to remedy this disadvantage by applying a knitted fabric to the corrugated pipe, which is intended to prevent or impede the longitudinal vibrations.

Eine andere Lösung dieses Problems besteht darin, daß kurze, glatte Rohrstücke in das Wellrohr von der Strömungszutrittsseite eingeschoben und befestigt werden.Another solution to this problem is to insert and fasten short, smooth pipe pieces into the corrugated pipe from the flow inlet side.

Beide Lösungen verschlechtern die Flexibilität des Wellrohres. Die zweite Lösung hat noch den Nachteil, daß diese nur für kurze Rohrlängen sinnvoll einsetzbar ist.Both solutions reduce the flexibility of the corrugated pipe. The second solution has the disadvantage that it can only be used for short pipe lengths.

Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde eine Lösung anzugeben, mit welcher die Anregung von Wellrohren zu longutudinalen Schwingungen vermieden werden kann, ohne daß die Flexibilität des Rohres wesentlich eingeschränkt wird und die Möglichkeit der Herstellung großer Rohrlängen beeinträchtigt wird.The present invention is therefore based on the object of providing a solution with which the excitation of corrugated pipes to longitudinal vibrations can be avoided without significantly restricting the flexibility of the pipe and impairing the possibility of producing long pipe lengths.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schicht ein sich im Innern des Wellrohres befindliches sich auf den Wellenkuppen abstützendes und sich über die gesamte Rohrlänge erstreckendes flexibles rohrartiges Gebilde ist. Durch die glattwandige, die Wellrohrkontur überdeckende Schicht wird eine Wirbelbildung in der Wellung unterbunden.This task is solved by the layer being a flexible tube-like structure located inside the corrugated pipe, supported on the corrugation crests and extending over the entire length of the pipe. The smooth-walled layer covering the corrugated pipe contour prevents the formation of turbulence in the corrugation.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das rohrartige Gebilde aus einem Metallgeflecht aufgebaut. Derartige Metallgeflechte sind als Armierungslagen bei Wellrohren an sich bekannt. Sie können in Schlauchform vorliegen und in das fertige Rohr eingezogen werden. Das ist jedoch nur bei Längen bis zu 30 m möglich. Bei größeren Längen ist es sinnvoll, den Geflecht- oder Gewebeschlauch in kontinuierlicher Weise mit dem zum Rohr geformten Metallband zu umhüllen. Es kann auch ein Geflecht- oder Gewebeband gemeinsam mit dem Metallband zum Rohr geformt werden.According to a particularly advantageous development of the invention, the tube-like structure is made of a metal mesh. Such metal meshes are known as reinforcement layers in corrugated pipes. They can be in the form of a hose and pulled into the finished pipe. However, this is only possible for lengths of up to 30 m. For longer lengths, it is sensible to continuously cover the braided or fabric hose with the metal band formed into a pipe. A braided or fabric band can also be formed into a pipe together with the metal band.

Mit besonderen Vorteil besteht die innere Schicht aus einem Geflecht- oder Gewebeband, welches zum Rohr mit überlappenden Bandkanten geformt ist, wobei die Bandkanten in Längsrichtung des Wellrohres verlaufen. Diese Ausführungsform kommt der Herstellung von Wellrohren sehr entgegen. Es ist jedoch darauf zu achten, daß das Gewebe bzw. Geflecht ein glattes Rohr bildet und nicht bei dem Wellvorgang mit gewellt wird.It is particularly advantageous if the inner layer consists of a braid or fabric tape which is formed into a pipe with overlapping tape edges, whereby the tape edges run in the longitudinal direction of the corrugated pipe. This design is very suitable for the production of corrugated pipes. However, care must be taken to ensure that the fabric or braid forms a smooth pipe and is not corrugated during the corrugation process.

Bei der Auswahl des Gewebes oder Geflechtes ist dafür Sorge zu tragen, daß dieses eine mittlere freie Durchtrittsfläche von weniger als 25 % vorzugsweise weniger als 10 % aufweist. Diese Bemessung ist vorteilhaft, da zu grobmaschige Geflechte bzw. Gewebe eine Wirbelbildung nicht verhindern können. Mit besonderem Vorteil werden Geflechte bzw. Gewebe mit fast 100 %iger überdeckung verwendet, bei denen die das Geflecht bzw. Gewebe bildenden Drähte unter einem Winkel von 30 - 60° zur Längsachse des Rohres verlaufen. Eine Beeinträchtigung der Flexibilität des Wellrohres durch das Geflecht bzw. Gewebe muß in diesem Fall nicht befürchtet werden.When selecting the fabric or braid, it must be ensured that it has an average free passage area of less than 25%, preferably less than 10%. This dimensioning is advantageous because braids or fabrics with too large a mesh cannot prevent the formation of vortices. It is particularly advantageous to use braids or fabrics with almost 100% coverage, where the wires forming the braid or fabric run at an angle of 30 - 60° to the longitudinal axis of the pipe. In this case, there is no need to fear that the flexibility of the corrugated pipe will be impaired by the braid or fabric.

Die innere Schicht kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch aus einen wendelförmig mit überlappenden Bandkanten gewickelten Metallband bestehen.According to a further embodiment of the invention, the inner layer can also consist of a metal strip wound in a spiral shape with overlapping strip edges.

Die Überlappung ist erforderlich, damit bei einer Biegung des Wellrohres eine geschlossene Schicht erhalten bleibt. Aus diesem Grunde sollte die Überlappung wenigstens 25 % betragen.The overlap is necessary so that a closed layer is maintained when the corrugated pipe is bent. For this reason, the overlap should be at least 25%.

Mit besonderem Vorteil besteht das Wellrohr aus einem nichtrostenden Stahl. Auch die innere Schicht, d. h. das Geflecht, Gewebe etc. bzw. das gewickelte Metallband sollte dann aus nichtrostendem Stahl bestehen. Damit die innere Schicht bei einer vertikalen Verlegung sich nicht verlagert, ist die innere Schicht kraftschlüssig mit dem Wellrohr verbunden. Das wird vorteilhafterweise dadurch gelöst, daß man bei der kontinuierlichen Fertigung des Rohres den Geflechtschlauch bzw. das Geflechtband unter Längszug in das Rohr einlaufen läßt. Das gewickelte Rohr wird vorteilhafterweise unter Vorspannung zu einem Rohr mit kleinerem Durchmesser als das Wellrohr gewickelt und die Vorspannung nach dem Wellvorgang aufgehoben, so daß sich die Metallbandwindungen an die Wellrohrinnenfläche anlegen.It is particularly advantageous if the corrugated pipe is made of stainless steel. The inner layer, i.e. the braid, fabric etc. or the wound metal band should also be made of stainless steel. To ensure that the inner layer does not shift when laid vertically, the inner layer is connected to the corrugated pipe in a force-locking manner. This is advantageously achieved by allowing the braided hose or braided band to run into the pipe under longitudinal tension during the continuous production of the pipe. The wound pipe is advantageously wound under pre-tension to form a pipe with a smaller diameter than the corrugated pipe and the pre-tension is removed after the corrugation process so that the metal band turns lie against the inner surface of the corrugated pipe.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für das Wellrohr nach der Lehre der Erfindung sind Leitungsrohre zum Transport von kryogenen Medien. Bei diesen koaxialen Rohrsystemen aus zwei gewellten Rohren, bei denen im Ringraum zwischen den Rohren eine Superisolationsschicht und ein Vakuum vorhanden ist, ist das erfindungsgemäße Wellrohr das Innenrohr.A preferred area of application for the corrugated pipe according to the teaching of the invention is line pipes for transporting cryogenic media. In these coaxial pipe systems made up of two corrugated pipes, in which a super-insulation layer and a vacuum are present in the annular space between the pipes, the corrugated pipe according to the invention is the inner pipe.

Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail using the embodiments shown schematically in Figures 1 and 2.

In Figur 1 ist ein Leitungsrohr zum Transport kryogener Medien dargestellt, welches aus einem schraubenlinienförmig gewellten Innenrohr 1 vorzugsweise aus V2A-Stahl, einer Wicklungslage 2 aus Aluminiumfolie,Figure 1 shows a pipe for transporting cryogenic media, which consists of a helically corrugated inner pipe 1, preferably made of V2A steel, a winding layer 2 made of aluminium foil,

einem wendelförmig verlaufenden Abstandshalter 3, einer Superisolationsschicht 4 zwischen den Windungen des Abstandshalters 3 sowie einem Außenrohr 5 besteht, welches ebenfalls ein schraubenlinienförmig gewelltes Metallrohr ist. Der Ringraum zwischen den Rohren 1 und 5 ist evakuiert.a spiral-shaped spacer 3, a super-insulation layer 4 between the turns of the spacer 3 and an outer tube 5, which is also a helically corrugated metal tube. The annular space between the tubes 1 and 5 is evacuated.

Bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten können unangenehme Schwingungen und Geräusche auftreten.At high flow velocities, unpleasant vibrations and noises can occur.

Um diese Nachteile zu vermeiden, befindet sich im mediumführenden Innenrohr 1 ein Metallgeflecht 6, welches die Form eines Rohres hat und sich an der Innenwandung des Rohres 1 abstützt. Das Metallgeflecht 6 kann zu einem Rohr geflochten sein oder aber ausgehend von einem Band zu einem Rohr mit überlappenden Längskanten geformt sein. Das Geflecht 6, das vorzugsweise aus Edelstahldrähten aufgebaut ist, hat eine freie Durchtrittsfläche von weniger als 10 %. Die Einzeldrähte verlaufen unter einem Winkel zur Längsachse des Rohres 1 von in etwa 45°.In order to avoid these disadvantages, a metal mesh 6 is located in the medium-carrying inner pipe 1, which has the shape of a pipe and is supported on the inner wall of the pipe 1. The metal mesh 6 can be braided into a pipe or, starting from a band, formed into a pipe with overlapping longitudinal edges. The mesh 6, which is preferably made of stainless steel wires, has a free passage area of less than 10%. The individual wires run at an angle to the longitudinal axis of the pipe 1 of approximately 45°.

Figur 2 zeigt ein Wellrohr 7, in welchem eine aus Metallband gewickelte Wendel 8 angeordnet ist. Das Metallband ist mit überlappenden Bandkanten gewickelt, so daß die geschlossene innere Schicht auch bei einer Biegung des Rohres 7 erhalten bleibt.Figure 2 shows a corrugated pipe 7 in which a coil 8 wound from metal strip is arranged. The metal strip is wound with overlapping strip edges so that the closed inner layer is retained even when the pipe 7 is bent.

Sowohl das Geflechtrohr 6 als auch das Wickelrohr 8 legen sich an die Innenwandung des Wellrohres 1 bzw. 7 an, so daß ein Längsverschieben der inneren Schicht 6 bzw. 8 innerhalb des Rohres 1 bzw. 7 kaum möglich ist.Both the braided tube 6 and the winding tube 8 are placed against the inner wall of the corrugated tube 1 or 7, so that a longitudinal displacement of the inner layer 6 or 8 within the tube 1 or 7 is hardly possible.

Eine Sicherung gegen Längsverschiebung der Schicht 6 bzw. 8 besteht noch in einer Fixierung an den Enden des Rohrsystems.A safeguard against longitudinal displacement of layer 6 or 8 is provided by fixing it at the ends of the pipe system.

Claims

Protection claims

1. Helically or annularly corrugated, longitudinally welded metal pipe for the transport of liquid or gaseous media with a layer adjacent to the pipe wall which reduces flow noise, characterized in that the layer is a flexible tubular structure (6,8) located in the interior of the corrugated pipe (1,7), supported on the corrugation caps and extending over the entire length of the pipe.

2. Metal pipe according to claim 1, characterized in that the tubular structure (6,8) is constructed from a metal mesh.

3. Metal pipe according to claim 1 or 2, characterized in that the layer consists of a band in the form of a woven fabric, braid, knit (6) or the like, which is formed into a pipe with overlapping band edges running in the longitudinal direction of the corrugated pipe (1).

4. Metal pipe according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fabric, braid, knit (6) etc. forming the inner layer has an average free passage area of less than 25%, preferably less than 10%.

5. Metal pipe according to claim 1, characterized in that the tubular structure (6,8) consists of a metal strip (8) wound helically with overlapping strip edges.

6. Metal pipe according to claim 5, characterized in that the metal strip (8) is wound with an overlap of at least 25%.

7. Metal pipe according to one of claims 1 to 6, characterized in that the metal pipe (1,7) and the inner layer (6,8) consist of stainless steel.

8. Metal pipe according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inner layer (6,8) is non-positively connected to the corrugated pipe (1,7).

9. Metal pipe according to one of claims 1 to 8, characterized in that the corrugated pipe (1) provided with the inner layer (6) is the inner pipe of a line pipe consisting of two metallic corrugated pipes (1,5) arranged concentrically to one another, in which a super insulation layer (4) is arranged in the annular space between the pipes (1,5), and the annular space is evacuated.