EP0359988A2 - Fugenverbindung zweier gekrümmter Flächen mit Übergang zu einer geraden Fläche - Google Patents

Fugenverbindung zweier gekrümmter Flächen mit Übergang zu einer geraden Fläche Download PDF

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EP0359988A2
EP0359988A2 EP89114986A EP89114986A EP0359988A2 EP 0359988 A2 EP0359988 A2 EP 0359988A2 EP 89114986 A EP89114986 A EP 89114986A EP 89114986 A EP89114986 A EP 89114986A EP 0359988 A2 EP0359988 A2 EP 0359988A2
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sealing
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swelling
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Christian Höper
Wolfgang Noack
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Bilfinger Berger Industrial Services GmbH
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Rheinhold and Mahla AG
Rheinhold and Mahla GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
    • E21D11/385—Sealing means positioned between adjacent lining members

Definitions

  • the invention relates to sealing the joints of cover channels, in particular chemical product lines, which are composed of individual, shell-shaped channel sections abutting one another in the longitudinal direction and made of sheet metal walls filled with insulating material.
  • Such pipeline routes which often consist of several adjacent pipelines and can have a long length, must be insulated against the effects of temperature and protected against the effects of the weather, and it is often also intended to prevent leakages in these pipelines from free-flowing into the ambient air.
  • the pipeline route must therefore be surrounded by a tight insulation, which is expediently designed as a tunnel-shaped channel.
  • This channel is made up of individual, in the longitudinal direction abutting channel sections, which usually consist of semicircular, radially spaced sheet metal walls, which with insulating material, e.g. In-situ foamed polyurethane are filled.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a seal of such spatially curved joints which meets all the requirements, i.e. which offers protection against the weather and adequate thermal insulation, which reliably prevents air exchange between the inside of the duct and the ambient air, and which nevertheless enables relative movements of the duct sections with respect to one another.
  • each joint is wedge-shaped, opening outwards, that the outer sheet of each channel section has an outwardly projecting bead in the area adjacent to the joint and that at least the area of the joint and the beads on both sides adjoining it an approximately large steel band is covered under pretension, between which and the outer channel wall an elastic sealing band is clamped.
  • each joint is securely and permanently sealed, with a high level of fatigue strength being provided in particular by the steel strips which are pre-stressed over the circumference of the outer channel wall.
  • the sealing tape consists of a swelling tape that rises when exposed to heat, which is expediently made of foam soaked with bitumen.
  • the swelling tape should be compressed to at least 30% of its expanded volume and installed in a thickness that is greater than the lateral folds of the U-shaped steel tape, so that there is always a gap between the folds and the outer wall of the duct.
  • the width of the built-in swelling band is less than the width of the steel band, so that the swelling band does not emerge laterally under the steel band even with high compression.
  • the sealing tape from an elastic rubber profile which is approximately rectangular in cross section.
  • the advantage of this configuration is that the steel strip can then be integrated into the rubber profile.
  • the steel strip is divided into multiple individual sections covering the joint circumference, which are connected to one another at the joints by means of tensioning screws.
  • the steel strip sections can be pre-bent according to the peripheral contour of the joint section to be covered.
  • a sealing tape in the form of a swelling tape can be used in the outer area of each joint for better sealing.
  • FIG. 1 shows a cross section through a pipeline route (1) for, for example, five adjacent pipelines (2) for chemical products.
  • the pipeline route (1) with the pipelines (2) is surrounded by a tunnel-like cover channel (3) which - as can be seen from the partial longitudinal section according to FIG. 2 - is composed of individual, axially abutting channel sections (4).
  • Each channel section (4) has an outer sheet (5) which is curved in accordance with the channel cross section and an inner sheet (6) which is concentrically disposed therewith.
  • the cavity between the outer sheet (5) and the inner sheet (6) is filled with an insulating material (8), which insulating material (8) can consist, for example, of in-situ foamed polyurethane.
  • the end face (7) is not perpendicular to the channel walls (5) and (6), but slightly inclined to them, so that there is a wedge-shaped opening (9). This means that two adjacent channel sections (4) only meet at the edge (10) of the inner circumference.
  • each outer sheet (5) has an outwardly projecting, curved bead (11) in the area adjacent to the end face (7).
  • a sealing tape (12) is provided over the width of the joint (9) and the two subsequent beads (11), the outside of which is made of an approximately U-shaped steel tape (13) with the horizontal section (14) and the two lateral folds (15) is covered.
  • the sealing tape (12) preferably consists of a so-called swelling tape, which is usually made of bitumen-soaked foam.
  • a swelling belt delivered in a compressed state, is subjected to heat after assembly, i.e. even at room temperature, and expands to about six times its compression volume.
  • the width of the sealing band (12) is less than the width of the steel band (14), so that there is always sufficient space on the side to prevent the swelling band (12) from opening laterally emerges under the folds (15) to the outside.
  • the steel band (13) is divided in the circumferential direction into correspondingly preformed sections (20, 21, 22 and 23), whereby the arched sections (21 and 22) can already be delivered preformed as curved sections.
  • the individual sections (20 to 23) are then connected to one another at the joints with tabs (25) projecting outwards by means of tensioning screws (26).
  • a defined pre-tension can then be applied to the sealing tape (12) and adjusted using these tensioning screws (26).
  • the steel band (30) has a slightly concave arched cross section in order to further increase the contact pressure on the sealing band (12) in the area of the beads (11) and to prevent moisture from entering the gap (9) from the outside. prevent even more safely.
  • FIG. 4 a cross-section through a sealing band (32) is shown in a further partial longitudinal section, which consists of an approximately rectangular rubber profile (33) into which the steel band (34) can be directly integrated.
  • a corrosion-resistant rubber profile it is sufficient if only a flat steel strip (34), for example by coextrusion, is combined with the rubber profile, the corresponding contact pressure on the rubber seal (33) then being achieved by the prestressing of the steel strip (34) described above.
  • an additional sealing of the joint (9) is possible by inserting a sealing strip (35) in the outer region of the joint (9), as is shown in FIG. 2.
  • the gas-tight joint seal also makes it possible to diagnose leaks within the cover channel by blowing air through the channel and this air at the end of the channel if any chemical leaks have occurred at possible leakages. A targeted leak search can then be carried out by walking on the canal.

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Abstract

Zur Abdichtung der Fugen von Abdeckkanälen, insbesondere chemischer Produktleitungen, die aus einzelnen, in Längsrichtung aneinanderstoßenden, schalenförmigen Kanalabschnitten aus mit Isoliermaterial verfüllten Blechwandungen zusammengesetzt sind, ist zur Verhinderung eines Feuchtigkeitseintrittes und eines Luftaustausches unter Ermöglichung von Relativbewegungen einzelner Kanalabschnitte erfindungsgemäß vorgesehen, daß jede Fuge (9) sich keilförmig nach außen öffnend ausgebildet ist, daß das Außenblech (5) jedes Kanalabschnittes (4) im an die Fuge (9) angrenzenden Bereich eine nach außen ragende Sicke (11) aufweist und daß mindestens der Bereich der Fuge (9) und der beidseitig anschließenden Sicken (11) von einem angenähert U-förmigen Stahlband (13) unter Vorspannung überdeckt ist, zwischen dem und der äußeren Kanalwandung (5) ein elastisches Dichtungsband (12) eingespannt ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung der Fugen von Abdeckkanälen, insbesondere chemischer Produktleitungen, die aus einzelnen, in Längsrichtung aneinanderstoßenden, schalenför- migen Kanalabschnitten aus mit Isoliermaterial verfüllten Blech­wandungen zusammengesetzt sind.
  • Derartige Rohrleitungstrassen, die oftmals aus mehreren, neben­einanderliegenden Rohrleitungen bestehen und eine große Länge aufweisen können, müssen gegen Temperatureinflüsse isoliert und vor Witterungseinflüssen geschützt werden, wobei oftmals auch ver­hindert werden soll, daß bei auftretenden Leckagen in diesen Rohr­leitungen ein freies Ausströmen in die Umgebungsluft erfolgt. Die Rohrleitungs-Trasse muß daher von einer dichten Isolierung umgeben werden, die zweckmäßigerweise als tunnelförmiger Kanal ausgebildet ist. Dieser Kanal ist dabei aus einzelnen, in Längsrichtung anein­anderstoßenden Kanalabschnitten aufgebaut, die meist aus halb­kreisförmigen, radial voneinander beabstandeten Blechwandungen be­stehen, die mit Isoliermaterial, z.B. In-situ-geschäumten Polyure­than ausgefüllt sind.
  • Der Abdichtung der Fugen solcher aneinanderstoßender Kanalab­schnitte ist dabei besondere Aufmerksamkeit zu schenken. Zum einen muß eine derartige Abdichtung absolut dicht sein und zum anderen soll sie relative Bewegungen und Dehnungen zweier benach­barter Kanalabschnitte zulassen und ggf. geringfügige Größen­ unterschiede ausgleichen. Dabei ist eine derartige Abdichtung besonders schwierig anzubringen, wenn es sich um räumlich ge­krümmte Flächen bzw. Fugen handelt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung derartiger räumlich gekrümmter Fugen zu schaffen die allen gestellten Anforderungen genügt, d.h. die einen Schutz gegen Witterung sowie eine ausreichende Wärmedämmung bietet, die einen Luftaustausch zwischen Kanalinnenseite und Umgebungsluft sicher verhindert und die dennoch Relativbewegungen der Kanalabschnitte gegeneindander ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jede Fuge keilförmig, sich nach außen öffnend ausgebildet ist, daß das Außenblech jedes Kanalabschnittes im an die Fuge angrenzenden Bereich eine nach außen ragende Sicke aufweist und daß mindestens der Bereich der Fuge und der beidseitig anschließenden Sicken von ei-nem angenähert großen Stahlband unter Vorspannung überdeckt ist, zwischen dem und der äußeren Kanalwandung ein elastisches Dich­tungsband eingespannt ist.
  • Mit einer solchen prinzipiellen Ausbildung und Anordnung wird jede Fuge sicher und dauerhaft abgedichtet, wobei insbesondere durch die über dem Umfang der Kanalaußenwandung unter Vorspannung stehenden Stahlbänder eine hohe Dauerstandsfestigkeit gegeben ist.
  • Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Dichtungsband aus einem bei Wärme aufgehenden Quellband besteht, das zweckmäßigerweise aus mit Bitumen getränktem Schaumstoff hergestellt ist.
  • Zur optimalen Abdichtung sollte das Quellband auf mindestens 30% seines expandierten Volumens komprimiert und in einer Dicke ein­gebaut sein, die höher ist, als die seitlichen Abkantungen des U-förmigen Stahlbandes, so daß zwischen den Abkantungen und der Kanalaußenwandung stets ein Spalt verbleibt.
  • Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Breite des eingebauten Quell­bandes geringer ist, als die Breite des Stahlbandes, damit auch bei hoher Komprimierung das Quellband nicht seitlich unter dem Stahlband austritt.
  • Es ist aber auch möglich, das Dichtungsband aus einem im Quer­schnitt angenähert rechteckigen, elastischen Gummiprofil herzu­stellen. Von Vorteil bei dieser Ausgestaltung ist, daß das Stahl­band dann in das Gummiprofil integriert sein kann.
  • Zur besseren Montage ist es zweckmäßig, wenn das Stahlband in mehr­fache, den Fugenumfang überdeckende Einzelabschnitte, unterteilt ist, die an den Stoßstellen über Spannschrauben miteinander ver­bunden sind.
  • Die Stahlbandabschnitte können dabei entsprechend der Umfangskon­tur des abzudeckenden Fugenabschnittes vorgebogen sein.
  • Zusätzlich kann zur besseren Dichtung in den Außenbereich jeder Fuge ein Dichtungsband in Form eines Quellbandes eingesetzt sein.
  • Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Funktionsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläuter. Dabei zeigen
    • Figur 1 einen Querschnitt durch eine zu isolierende Rohrleitungs­trasse mit umgebendem Isolierkanal,
    • Figur 2 einen Teillängsschnitt durch die Kanalwandung im Bereich einer Fuge entsprechend der Schnittlinie II-II nach Fi­gur 1,
    • Figur 3 eine andere Gestaltung einer Fugenabdichtung und
    • Figur 4 eine Fugenabdichtung mit einem Gummiprofil.
  • In Figur 1 ist ein Querschnitt durch eine Rohrleitungstrasse (1) für beispielsweise fünf nebeneinanderliegende Rohrleitungen (2) für chemische Produkte gezeigt. Die Rohrleitungstrasse (1) mit den Rohrleitungen (2) ist von einem tunnelartigen Abdeckkanal (3) um­geben, der - wie sich aus dem Teillängsschnitt nach Figur 2 er­gibt - aus einzelnen, axial aneinanderstoßenden Kanalabschnitten (4) zusammengesetzt ist. Jeder Kanalabschnitt (4) weist ein entspre- chend den Kanalquerschnitt gewölbtes Außenblech (5) und ein kon- zentrisch dazu liegendes Innnenblech (6) auf. Der Hohlraum zwischen Außenblech (5) und Innenblech (6) ist mit einem Isoliermaterial (8) ausgefüllt, wobei dieses Isolier- material (8) beispielsweise aus in-situ-geschäumtem Polyurethan bestehen kann.
  • Die Stirnfläche (7) ist nicht senkrecht zu den Kanalwandungen (5) und (6), sondern geringfügig geneigt zu diesen, so daß sich ein keilförmig nach außen öffnender Spalt (9) ergibt. Damit stoßen sich zwei benachbarte Kanalabschnitte (4) lediglich an der Kante (10) des Innenumfangs.
  • Darüber hinaus weist jedes Außenblech (5) im an die Stirnfläche (7) angrenzenden Bereich eine nach außen ragende, gewölbte Sicke (11) auf.
  • Zur Abdichtung der Fuge (9) ist vorgesehen, über die Breite der Fuge (9) sowie die beiden anschließenden Sicken (11) ein Dichtungsband (12) zu legen, das außen von einem angenähert U-förmigen Stahlband (13) mit dem horizontalen Abschnitt (14) und den beiden seitlichen Abkantungen (15) überdeckt wird.
  • Das Dichtungsband (12) besteht vorzugsweise aus einem sog. Quell­band, das meist aus mit Bitumen getränktem Schaumstoff hergestellt wird. Ein derartiges, im komprimierten Zustand angeliefertes Quell­band, geht nach der Montage unter Wärmeeinwirkung, d.h. auch schon bei Raumtemperatur, auf und expandiert auf das etwa sechsfache sei­nes Kompressionsvolumens.
  • Im vorliegenden Fall ist ein Quellband (12) einer solchen Stärke gewählt, daß es sich bei entsprechender Anordnung des über den Um­fang des Kanals (3) vorgespannten Stahlbandes (13) nur etwa bis auf 30% seines Maximal-Volumens ausdehnen kann und zwar soweit, daß die Innenkanten der seitlichen Abkantungen (15) des Stahlbandes (13) stets noch einen vorgegebenen Abstand zum Außenmantel (5) der Ka­nalabschnitte (4) aufweisen, um damit stets einen definierten An­preßdruck auf das Dichtungsband (12) auszuüben.
  • Dabei ist ferner darauf zu achten, daß die Breite des Dichtungs­bandes (12) geringer ist als die Breite des Stahlbandes (14), damit seitlich stets noch genügend Freiraum vorhanden ist, um zu verhindern, daß bei einem Aufgehen des Quellbandes (12) dieses seitlich unter den Abkantungen (15) nach außen hervortritt.
  • Wie man zurückkommend auf Figur 1 ersieht, ist das Stahlband (13) in Umfangsrichtung in entsprechend vorgeformte Abschnitte (20, 21, 22 und 23) unterteilt, wodurch die gewölbten Abschnitte (21 und 22) bereits vorgeformt als Bogenabschnitte angeliefert werden können. Die einzelnen Abschnitte (20 bis 23) sind dann an den Stoßstellen mit nach außen ragenden Laschen (25) über Spannschrauben (26) mit­einander verbunden. Über diese Spannschrauben (26) kann dann eine definierte Vorspannung auf das Dichtungsband (12) aufgebracht und nachgestellt werden.
  • Eine etwas andere Gestaltung ist in dem Teillängsschnitt in Figur 3 gezeigt. Dabei weist das Stahlband (30) einen leicht konkav gewölb­ten Querschnitt auf, um damit den Anpressdruck auf das Dichtungs­band (12) im Bereich der Sicken (11) noch weiter zu erhöhen und um damit ein Eindringen von Feuchtigkeit von außen in den Spalt (9) noch sicherer zu verhindern.
  • In Figur 4 ist in einem weiteren Teillängsschnitt ein Querschnitt durch ein Dichtungsband (32) gezeigt, das aus einem angenähert rechteckigen Gummiprofil (33) besteht, in das das Stahlband (34) unmittelbar integriert sein kann. Bei einer derartigen Gestaltung als korossionsfestes Gummiprofil ist es ausreichend, wenn lediglich ein flaches Stahlband (34), beispielsweise durch Coextrusion, mit dem Gummiprofil kombiniert wird, wobei dann der entsprechende Anpress- druck auf die Gummidichtung (33) durch die oben beschriebene Vor- spannung des Stahlbandes (34) erreicht wird.
  • Bei allen drei Ausführungsbeispielen ist eine zusätzliche Abdich­tung der Fuge (9) durch Einsetzen eines Dichtungsstreifens (35) in dem äußeren Bereich der Fuge (9) möglich, wie das in Figur 2 gezeigt ist.
  • Insgesamt ergibt sich also eine Fugenabdichtung, die einmal durch Gestaltung der Fuge selbst und durch die Sicken an der äußeren Fugenkante eine sichere Positionierung der eigentlichen Dichtung mit partiell höherem Anpressdruck gewährleistet, wobei durch die Vorspannung des übergelegten Stahlbandes und entsprechende Nach­stellmöglichkeiten für die Vorspannung stets eine sichere Abdicht­tung gewährleistet ist. Diese Abdichtung erfolgt dabei einmal ge­gen äußere Witterungseinflüsse, wie Regen, sowie gegen einen mög­lichen Luft- oder Gasaustritt vom Kanalinneren her, ermöglicht aber gleichzeitig gewisse Relativbewegungen zweier benachbarter Kanalab­schnitte sowie einem Ausgleich geringfügiger Durchmesser-Unter­schiede.
  • Durch die gasdichte Fugenabdichtung ist darüberhinaus eine Diagnos­tizierung von Leckstellen innerhalb des Abdeckkanals möglich, indem Luft durch den Kanal geb lasen und diese Luft am Ende des Kanals auf evtl. zwischenzeitlich erfolgte Beimengungen von Chemikalien­austritten an möglichen Leckstellen erfolgt. Eine gezielte Leck­stellen-Suche kann dann durch Begehen des Kanals erfolgen.

Claims (10)

1. Abdichtung der Fugen von Abdeckkanälen, insbesondere von chemischer Produktleitungen, die aus einzelnen, in Längs­richtung aneinanderstoßenden, schalenförmigen Kanalabschnit­ten aus mit Isoliermaterial verfüllten Blechwandungen zu­sammengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Fuge (9) sich keilförmig nach außen öffnend ausgebildet ist, daß das Außenblech (5) jedes Kanalabschnittes (4) im an die Fuge (9) angrenzenden Bereich eine nach außen ragende Sicke (11) auf­weist und daß mindestens der Bereich der Fuge (9) und der beidseitig anschließenden Sicken (11) von einem angenähert U-förmigen Stahlband (13) unter Vorspannung überdeckt ist, zwischen dem und der äußeren Kanalwandung (5) ein elasti­sches Dichtungsband (12; 33) eingespannt ist.
2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsband (12) aus einem bei Wärme aufgehenden Quellband besteht.
3. Abdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Quellband (12) aus mit Bitumen getränktem Schaumstoff be­steht.
4. Abdichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Quellband (12) auf mindestens 30% seines expandierten Vo­lumens komprimiert und in einer Dicke eingebaut ist, die höher als die seitlichen Abkantungen (15) des U-förmigen Stahlbandes (13) sind.
5. Abdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des eingebauten Quellbandes (12) geringer ist als die Breite des Stahlbandes (14).
6. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsband (32) aus einem im Querschnitt angenähert recht­eckigen, elastischen Gummiprofil (33) besteht.
7. Abdichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlband (34) in das Gummiprofil (33) integriert ist.
8. Abdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, da­durch gekennzeichnet, daß das Stahlband (13) in mehrere, den Fugenumfang (9) überdeckende Einzelabschnitte (20, 21, 22, 23) unterteilt sein kann, die an den Stoßstellen (25) über Spannschrauben (26) miteinander verbunden sind.
9. Abdichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlbandabschnitte (21, 22) entsprechend der Umfangskontur des abzudeckenden Fugenabschnittes (9) vorgebogen sind.
10. Abdichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Außenbereich jeder Fuge (9) ein Dichtungsband (35) in Form eines Quellbandes eingesetzt ist.
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