DK172586B1 - Fremgangsmåde til formstofomhylning af ståldele samt med profileringsfremspring forsynede, formstofomhyllede ståldele - Google Patents

Description

-1 - DK 172586 B1

Opfindelsen angSr en fremgangsmåde til omhylning af ståldele, på hvis kappeflade der anbringes et formstoflag, som i det mindste områdevis kan brin -ges eller står i kontakt med et indlejringsmateriale, hvorhos den af formstoflagets yderflade dannede grænseflade til indlejringsmaterialet er forsynet med s profileringsfremspring.

En sådan fremgangsmåde fremgår af DE-offentliggørelsesskrift 35 31 618.

Der forsynes et stålrør med et termoplastisk formstoflag, på hvilket der bagefter anbringes et udenforliggende lag på betonbasis. Formstoflagpåføringen sker ved skruelinieformigt, overlappende omvikling med et ekstruderet foliebånd, ίο som er forsynet med mindst én strimmelformet, over hele foliebåndets samlede længde forløbende fortykkelse. Denne fortykkelse er anbragt ved den kant på foliebåndet, der ikke overlappes af en efterfølgende anbringelse af foliebåndet.

Betonlaget tjener især til at tynge rørene for ved udlægning af offshore-rørledninger at udligne den hydrostatiske opdrift af de tomme rør med en is yderligere vægt. Ved udlægning af sådanne rør optræder der store trækbelastninger, som fra holdeindretningerne på udlægningskibene overføres via omflytningen til stålrørene. De strimmelformede, i betonlaget indlejrede fortykkelser på foliebåndet tjener til forøgelse af vedhæftningen mellem formstof -omhylningen og betonkappen.

Til grund for opfindelsen ligger den opgave at angive en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art samt en tilsvarende ståldel, som på særlig en · kel måde fører til en forøget vedhæftning mellem formstoflag og indlejrings -materiale. Navnlig skal special-ekstruderdyser ikke være nødvendige ved et termoplastisk formstoflag.

Ti Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at profileringsfremspringene dannes af sideflankerne af en på det opvarmede formstoflag ekstruderet vindel -ribbe. Drejer det sig ved stålkonstruktionsdelen om en aflang genstand, fx. et rør, danner profileringsfremspringene trin, som ligger på tværs af længderetningen af genstanden. Som følge af en sådan udformning fremkommer der jo en forskydningssikker forbindelse mellem formstofomhylningen og indlej ringsmaterialet, der fortrinsvis kan være udformet som en betonkappe. Hvis sådanne som rør udformede stålkonstruktionsdele udlægges i havet, vil de mellem kappematerialet og røret optrædende længdeforskydningskræfter opfan ges af den formtilpasning, som dannes af profileringsfremspringene. På grund is af vindelribben dannes der på tværs af længderetningen af røret liggende trin.

Størrelsen af trinene er her afhængig af diameteren af røret eller af vægten af betonkappen og af stålrøret selv. Det foreslås ifølge oprindelsen, at formsto- -2 - DK 172586 B1 flagpåføringen først påføres på ståldelen, og at vindelribben derpå ekstruderes på dette lag. Ved formstoflagpåføringen drejer det sig fortrinsvis om et termo-plastlag, således at den følgende påføring af lag og vindelribbe fører til den fordel, at der ikke skal anvendes specielle ekstruderingsdyser, således som det s kendes fra den kendte teknik (DE-offentliggørelsesskrift 35 31 618), der frem bringer lagpåføringen og ribben samtidig. Ifølge opfindelsen sker lagpåføringen uafhængig af ribbeudformningen således, at den form- eller størrelses -mæssigt rigtige ekstruderingsdyse til ribben - afhængig af anvendelsestilfæl-det - til enhver tid kan udvælges uafhængig af ekstruderingsdysen til formsto-ίο flagpåføringen. Desuden kan lagpåføringsanlægget meget hurtigt tilpasses til det til enhver tid ønskede anvendelsestilfælde ved en enkel udskiftning af vin -delribbeekstruderingsdysen.

Del foreslås endvidere, at vindelribben påføres under påvirkning af baneydersiden og/eller fastgørelsessiden for vindelribben med en varmekilde til u opretholdelse af overflade-smeltetemperaturen tidsmæssigt umiddelbart efter påføringen af det termoplastiske formstoflag. Stålkonstruktionsdelen, som efter påføringen af formstoflaget endnu befinder sig i en varm tilstand, forsynes således derefter omgående med ribben, hvilket energiteknisk er fornuftigt. For at sikre en fast forbindelse mellem formstoflaget og ribben, skal formstoflaget x eller fastgørelsessiden på ribben holdes på overflade-smeltetemperaturen. Det er her tilstrækkeligt, hvis kun få mikrometer af den pågældende overflade holdes i smeltet tilstand. På berøringsstedet sker der en tæt sammensmeltning.

Ifølge en videreudformning af opfindelsen foreslås det, at det påførte formstoflag indtil påføringen af vindelribben køles til forøgelse af den struk-25 tureile styrke af formstoflaget. Dette har den fordel, at det afkølede formstoflag er i stand til at optage kræfter, således at de af vindelribben i det følgende udø -vede, ved dennes afkøling forårsagede skrumpespændinger kan optages uden beskadigelse. Den ved ribbep&føringen gennemførte, fornyede smeltning af overfladen af formstoflaget forstyrrer ikke herunder, fordi smeltningen kun » sker i et dybdeomr&de på få mikrometer, hvilket ikke volder nogen skade på den ved afkølingen i det øvrige område opnåede strukturelle styrke.

Til formstoflagpåføringen anvendes fortrinsvis polyethylen og/eller ethylenkopolymer.

Ifølge en yderligere udformning af opfindelsen foreslås det, at der som % formstoflagpåføring påføres et duroplastlag, især et epoxyd harpikslag, som ved påføringen af vindelribben på grund af en endnu ikke fuldstændig udhærd-ning endnu befinder sig i den klæbrige tilstand.

-3 - DK 172586 B1

Endvidere angår opfindelsen en med formstofomhylning forsynet ståldel, som i det mindste områdevis kan bringes eller er indlejret i et indlejringsmateriale, hvor den af formstoflagets yderflade dannede grænseflade mod indlej -ringsmaterialet er forsynet med profileringsfremspring. Her foreslås det, at s profileringsfremspringene i formstoflaget dannes af vindelribbeme.

Ud over dette består en hensigtsmæssig ejendommelighed i, at der anven -des en forskellig hårdhed for profileringsfremspringene og formstoflaget, især den ekstruderede bane. Et særligt fast forbindelsesgreb til kappematerialet kan især opnås ved, at profileringsfremspringene består af hårdt materiale.

o Anbringelsen kan være indrettet således, at kappematerialet til fiksering af den især som rør udformede ståldel er anbragt stationært. Især kan kappe -materialet være udformet som en i jordsmonet fast anbragt ankerblok. Herved åbnes der mulighed for, fx. ved en hovedrørledning at fiksere de enkelte, sam -mensvejsede rør stationært i bestemte punkter. Ved fastgørelsen af den for - is trinsvis af beton bestående ankerblok i jordsmonet er stålrøret fikseret på dette sted, da der på grund af profileringsfremspringene ifølge opfindelsen består en fast forbindelse mellem stålrør og ankerblok.

Ifølge en variant foreslås det, at et med holdeankre forsynet rørafsnit til en fiksering af den med profileringsfremspring forsynede stålkonstruktionsdel » omslutter stålkonstruktionsdelen, hvor rørafsnittet på sin inderside er forsynet med en profilering, som optager aksialkræfter, og hvor det ringformede rum mellem stålkonstruktionsdelen og rørafsnittet er fyldt med en hærdet forbin -delsesmasse. Også herved kan stålkonstruktionsdelen, fx. et rør, fikseres stationært, idet holdeankeret fx. forankres i et betonfundament eller fastgøres i en 2s tilsvarende konstruktion. Med holdeankeret er rørafsnittet fikseret, og dette står atter i uforskydelig forbindelse med profileringsafsnittene via den hærde -de forbindelsesmasse. En forskydning af forbindelsesmassen er udelukket, da denne dels griber ind i profileringsfremspringene på lagpåføringen, og dels holdes af indersideprofileringen på rørafsnittet.

jo Som forbindelsesmasse kan der anvendes fx. beton, men fortrinsvis an - vendes imidlertid kunstharpiks.

Som profilering på indersiden af rørafsnittet tilbydes et dér fastgjort vin -deltrin, fx. et påsvejset stålvindeltrin, såfremt rørafsnittet ligeledes består af stål.

ss Tegningerne anskueliggør opfindelsen ved hjælp af flere udførelsesek sempler, og på figurerne viser.

DK 172586 B1 -4 - fig. I en med lagpåføring forsynet ståldel, fig. 2 et tværsnit gennem ståldelen langs linien Π-Π på fig. I, fig. 3 et tværsnit gennem den lagpåførte ståldel ifølge et yderligere udførelseseksempel for opfindelsen, s fig. 4 en perspektivisk gengivelse af et stålrør ifølge en yder ligere udformning, fig. 5 et længdesnit gennem et afsnit af røret, fig. 6 en skematisk gengivelse af påføringen af en ekstruderet bane ud over ribben på et stålrør, io fig. 7 en perspektivisk, skematisk gengivelse af en som rør udformet stålkonstruktionsdel, som fastholdes ved hjælp af en ankerblok, hvor profileringsfremspringene dan -nes af en vindelribbe, og fig. 8 en delvis som snitgengivelse udformet gengivelse, i is hvilken et rør er fikseret ved hjælp af et rørafsnit, hvor der som profileringsfremspring anvendes en vindelribbe.

Fig. 1 viser en ståldel 1, som er udformet som stangformigt betonstål 2.

jo Overfladen 2 har forhøjninger 4 for at få den fastest mulige vedhæftning ved indlejring i beton.

Ifølge fig. 2 er der på overfladen 3 af betonstålet 2 anbragt et formstoflag 5. Ved formstoflaget 5 drejer det sig om et polyethylenlag 6. På overfladen 7 af polyethylenlaget 6 er der anbragt et pulver 8, som danner en friktionsbelæg -u ning 9, således at de enkelte kom i pulveret 8 danner en ni overfladestruktur.

Fig. 3 viser et yderligere udførelseseksempel for opfindelsen, hvor det li geledes drejer sig om et tværsnit gennem betonstål 2. I modsætning til det tidligere beskrevne udførelseseksempel består forskellen imidlertid i. at formstoflaget S er påført et epoxyd-harpikslag 11 med en ru overflade 12. so Det som olierørledning udformede rør 101 har ifølge fig. 4 et indvendigt, overfladekonditioneret stålrør 102, som udgør en ståldel 102. Med hensyn til konditioneringen kan det fx. dreje sig om en fosfatering. En yderligere del af olierørledningsrøret 101 er en indvendig kappe 103 af formstof, som omslutter stålrøret 102. Hertil egner sig især termoplast. Derpå er der anvendt endnu en ir ydre kappe 104 af armeret beton.

For at udforme længdeforskydningsfastholdelsen mellem det omsluttede stålrør 102 og betonkappen 104 optimalt, er der ifølge udformningen på fig. 5 - 5 - DK 172586 B1 anvendt en fra den indre kappe 103 udgående, vindelformet forløbende ribbe 105. Sideflankerne 105' på vindelgængerne på den fladt udformede ribbe 105 udgør profileringsfremspring, som rager ind i betonkappen 104 og fører til en formtilpasning. Den vindelformet påførte ribbe 105 udgår fra kappefladen 103' s på den indre kappe 103 og er fast forbundet med denne. Med hensyn til ribben 105 drejer det sig ligeledes om et termoplastisk materiale, som i forhold til det i den indre kappe 103 er valgt hårdere.

Lagpåføringen af det overfladekonditionerede rør 102 med den indre kappe 103 fremgår af fig. 6. På det med et tyndt klæbelag 106 forsynede stålrør 102 io påvikles en fra en ekstruderdyse 107 kommende bane 108. Stålrøret 102 udfører herunder en overlejret bevægelse. Foruden en drejning i pilretningen x bevæ -ges det i pileretningen y forbi ekstruderdysen 107. På denne måde vikles den ekstruderede bane 108 på stålrøret 102 og danner den indre kappe 103. Røret opvarmes under denne påføring til den nødvendige temperatur, o Ekstruderdysen 107 er anbragt ved siden af en ekstra ekstruderdyse 109.

Med denne formes ribben 105, som vikles vindelformet på kappen 103. Denne påføring af ribben 105 sker ved smeltetemperatur således, at der ikke opstår gennemsmeltningseffekt. Da påføringen af ribben 105 sker bagefter, installeres der til opnåelsen af en tilstrækkelig smeltetemperatur en infrarød stråle-» lampe 110 modsat den yderligere ekstruderdyse 109.

Lagpåføringen af det med den indre kappe 103 og ribben 105 forsynede rør kan derpå ske i en efterfølgende arbejdsgang på den gængse måde, hvor betonen træder ind i mellemrummene mellem vindelgængerne. Sidstnævnte danner på tværs af rørets længderetning liggende trin, som i akseretningen 2s fører til en stor positionsstabilitet for betonkappen på stålrøret 102.

Ifølge opfindelsen foreslås det at fæstne en med formstoflag og profileringsfremspring forsynet ståldel ved hjælp af indlejringsmaterialet. Dette er vist på fig. 7, hvor det ved ståldelen drejer sig om et formstofomhyllet rør med som en vindelrippe 105 udformede profileringsfremspring. Til dette skal yder-3o ligere nævnes, at formstoflaget ikke behøver at være frembragt ved ekstruder -vikkel, men det er også alternativt muligt at ekstrudere en slange, som påføres på stålrøret. Ifølge fig. 7 er indlejringsmaterialet ikke - som tidligere beskrevet - udformet som rør, som omslutter, og som fortrinsvis består af beton, men dan - ner en kubusformet blok 130. Denne blok 130 kan fortrinsvis bestå af beton og is strække sig over en dellængde af røret. Det omhyllede rør 102 har mindst i om rådet ved blokken 130 på sit formstoflag profileringsfremspring 105, således at der opstår en tæt forbindelse mellem blokken 130 og formstoflaget. Det rør 102, -6- DK 172586 B1 som strækker sig gennem blokken 130, er for så vidt uforskydeligt i forhold til blokken 130. Blokken 130 kan danne en ankerblok, hvis denne fx. er gravet ned i jordsmonet eller fastholdes på anden måde. Fx. kan man ved olierørledninger på denne måde tilvejebringe fikspunkter, som fastholder røret, som udvider sig s ved varme og trækker sig sammen ved kulde.

En yderligere udformningsvariant til fastholdelse af røret fremgår af ifølge fig. 8. Røret 101 omsluttes koaksialt områdevis af et rørafsnit 131, hvor der mellem røret 101 og rørafsnittet 131 tilvejebringes et ringformet rum 132.

På indersiden af rørafsnittet 131 er der udformet en profilering 133, som kan ίο være udformet som vindeltrin 134, som er forbundet med indersiden af rørafsnittet 131. Vindeltrinet 134 danner trin i rørafsnittets aksialretning. Røret 101 er overtrukket med formstof og har mindst i området ud for rørafsnittet 131 profileringsfremspring, som ifølge fig. 8 er udformet som en vindelribbe 105.

På ydersiden af rørafsnittet 131 er der fastgjort et holdeanker 135, som er ind-i3 lejret i et fikseringsmateriale 136. Ved fikseringsmaterialet 136 kan det fx. dreje sig om en betonkonstruktionsdel, som atter er fastholdt i jordsmonet eller lig nende. Ud over dette er det også muligt at indlejre holdeankeret 135 i tilsvaren -de andre konstruktioner. Det ringformede rum 132 er udfyldt med en udhærdet forbindelsesmasse 137. På denne måde fremkommer der en tæt forbindelse » mellem røret 101 og rørstudsen 131, da forbindelsesmassen 137 før hærdningen er trådt ind mellem profileringsfremspringene 105 og profileringen 133 og for så vidt forhindrer en aksialforskydning mellem rørafsnittet 133 og røret 101.

Rørafsnittet 133 holdes af holdeankeret 135 i fikseringsmaterialet 136. På denne måde er der således - lige som ved fig. 7 - til vejebragt en fikseringsmulighed 2s for røret 101.

Som forbindelsesmasse 137 kan der fortrinsvis anvendes kunstharpiks. Det er imidlertid også muligt at anvende beton.

Til slut skal der henvises til, at der ved påføringen af ringribben 105 på formstofbelægningen på røret kan anvendes trykvalser, som presser vindel-3o ribben fast mod formstofoverfladen og på denne måde understøtter fastgørel sen af vindelribben.

Alle i beskrivelsen nævnte og på tegningen viste ejendommeligheder er væsentlige for opfindelsen, også for så vidt de ikke er udtrykkeligt nævnt i kravene.

33

Claims (11)

1. Fremgangsmåde til omhylning af ståldele, især rør, på hvis kappe flade der anbringes et formstoflag, som i det mindste områdevis kan bringes eller står j i kontakt med et indlejringsmateriale, hvor den af formstoflagets yderflade dannede grænseflade til indlejringsmaterialet er forsynet med profilerings -fremspring, kendetegnet ved, at profileringsfremspringene dannes af sideflankerne (105’) af en på det opvarmede formstoflag (banen 108) ekstruderet vindelribbe (105). io

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at vindelribben (105) påføres under påvirkning af belægningsydersiden og/eller fastgørelsessiden for vindelribben med en varmekilde (110, 113) til opretholdelse af overflade-smeltetemperaturen tidsmæssigt umiddelbart efter påføringen af det termopla-stiske formstoflag. η

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det påførte formsto flag (5, 103) indtil påføringen af vindelribben (105) køles til forøgelse af den strukturelle styrke af formstoflaget (5, 103).

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at der som formstoflag (5, 103) påføres et termoplastlag, især et polyethylenlag ao (6), som ved påføringen af profileringsfremspringene (105) som følge af varmebehandlingen befinder sig i en geleret til stand.

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at der som formstoflagpåføring (5) påføres et duroplastlag, især et epoxydhar -pikslag (11), som ved påføringen af profileringsfremspringene (105) på grund as af en endnu ikke fuldstændig udhærdning endnu befinder sig i den klæbrige tilstand.

6. Med formstofomhylning (ruhedsbelægning 9) forsynet ståldel, som i det mindste område vi s kan bringes eller er indlejret i et indlejring materiale, hvor den af formstoflagets yderflade dannede grænseflade mod indlejringsmaterialet » er forsynet med profileringsfremspring, kendetegnet ved, at profilerings- fremspringene i formstoflaget (5, 103) dannes af sideflankeme (105') af en på det opvarmede formstoflag (banen 108) ekstruderet vindelribbe (105).

7. Ståldel ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at kappematerialet (130, 137) til fiksering af det især som rør (101, 102) udformede is materiale er anbragt stationært.

8. Ståldei ifølge krav 7, kendetegnet ved, at kappematerialet er udformet som en i jordsmonet fast anbragt ankerblok (130). -8 - DK 172586 B1

9. St&ldel ifølge krav 7, kendetegnet ved, at et med holdeankre (135) forsynet rørafsnit (131) til en fiksering af den med profileringsfremspring forsy nede stålkonstruktionsdel omslutter stålkonstruktionsdelen, hvor rørafsnittet (131) på sin inderside er forsynet med en profilering (133), som optager aksial- j kræfter, og at det ringformede rum (132) mellem stålkonstruktionsdelen og rørafsnittet (131) er fyldt med en hærdet forbindelsesmasse (137).

10. Ståldel ifølge krav krav 9, kendetegnet ved, at forbindelsesmassen (137) er kunstharpiks.

11 Ståldel ifølge krav 9 og/eller 10, kendetegnet ved, at profileringen io (133) dannes af et med indersiden af rørafsnittet (131) forbundet vindeltrin (134).