FI108530B - Putki - Google Patents

Description

! -. 5 Π

Putki Rör 5

Keksintö koskee putkia ja säiliöitä bensiinin ja bensiinin kaltaisten hiilivetyjen kuljetusta ja varastointia varten, tyypillisesti käytettäväksi bensiiniasemalaitteissa ja muissa vastaavissa laitteissa, joissa bensiiniä tai muita hiilivetyjä, kuten keroseenia, 10 dieselöljyä, polttoöljyä, luonnonkaasua, LPG:tä tai vastaavia varastoidaan tankkeihin ja joista niitä syötetään esim. täyttöaseman pumppuihin. Näiden putkien käyttöalueiden joukossa voidaan mainita putket tuuletusta ja kaasujen palautusta varten ja muiden levitysalueita varten.

15 Edellä selostettujen tyyppisissä laitteissa on yleistä, että käytetään galvanoituja putkia, joiden pituus on 6 m, mikä tarkoittaa sitä, että putket on liitettävä yhteen. Liitos on aina vuodon uhkana. Tämä uhka korostuu sillä, että sää muuttuu vuodenaikojen mukaan, se aiheuttaa maaperän liikkeestä vaikutuksia, joita vaikutuksia ei voi kokonaan välttää. On tietenkin korostettava sitä seikkaa, että jopa silloin, kun putket muodostetaan 20 muovimateriaalista tehdyn jatkuvan letkun muotoon, joka soveltuu sovelluksia varten, *. maaperän liikkeet aiheuttavat voimat ovat olemassa, mutta materiaaliin kuuluvien voimien ansiosta nämä olemassa olevat voimat voidaan eliminoida. Jäljelle jää ; ‘ · *; kuitenkin hiilivetyjen vuotoriski diffuusion kautta.

! · * * · • · ; i · 25 Putkista tulevaa vuotoa, jota käytetään yleensä tähän tarkoitukseen, voidaan arvioida :t: : olevan suunnilleen 0,4 g/m ja kuukausi, eli 2,5 1/m vuodessa. Tämä arvio tarkoittaa tavallisen tyyppisiä polyeteeniputkia. Polyeteeniputkien lisäksi käytetään myös ' · ’ ’ · lasikuituvahvisteisia muoviputkia.

30 Keksinnön tarkoituksena ovat siten putket tai säiliöt, jotka on tarkoitettu bensiinin tai vastaavat ominaisuudet omaavien hiilivetyjen kuljetukseen ja/tai varastointiin, jotka putket on valmistettu materiaalista, joka on yhteensopiva mainittuihin hiilivetyihin nähden ja jonka materiaalin imeytyminen on alentunut koskien kuljetettavia tai I 2 varastoitavia hiilivetyjä. Sitä paitsi putket kestävät diffuusiota siinä määrin, että ne voidaan asentaa huomattavasti turvallisemmin maahan kuin nykyiset putket.

Yleisesti sanoen useimpia polyolefiineja voidaan käyttää bensiinin kuljettamiseen 5 samalla muistaen, että useimmilla polyolefiineilla on enemmän tai vähemmän vastustuskykyä bensiiniin nähden. Näiden joukossa ovat polyeteeni ja polypropeeni, jotka materiaalit ovat kemiallisesti inerttejä ja joilla on myös suotuisia ominaisuuksia hiilivetyjen kanssa käytettäessä. Tässä yhteydessä tavallisimmin käytettyjä ovat polttoainetankit asennettaviksi autoihin, joita tankkeja on yli 10 vuotta valmistettu I 10 polyeteenistä.

Polyeteenin matriisi (siis materiaalin molekulaariverkosto) ei kuitenkaan kuulu kaikkein eniten diffuusiota kestäviin muoveihin, koska tämän materiaalin läpi diffiidoituu ja materiaaliin absorboituu tiettyjä liuotinmääriä, esim. bensiiniä. Valmistettujen 15 tuotteiden paksuus on olennaisen tärkeä kuten ovat ympäröivät sääolotkin, erityisesti lämpötila, jos putki on asennettu maanpinnan yläpuolelle, ja jos putki on asennettu maahan, vaikuttavat tekijät ovat olennaisesti samoja. Se, että muovien eri tyypit I osoittavat erilaisia läpäisevyystekijöitä, on alalla tunnettua, ja tätä seikkaa käytetään eri i sovelluksissa.

: " 20 ;; ·; Muilla käyttöaloilla osataan päällystää putkia ulkopuolelta kaasumaisten elementtien tai ·, *, yhdisteiden ulkopuolisen diffuusion pääsyn estämiseksi putkeen, rajoittuen esim.

• · · vesiputkien ulkopuoliseen päällystykseen, jotta voitaisiin estää hapen pääsy lämmitys-. *. _ patterien piirien kiertävään kuumaan veteen.

25

On myös tunnettua tiivistää autojen polttoainetankit kiillottamalla ne pysäyttämään . · ·, bensiinikäryjen diffusoituminen. Tämäntyyppinen käsittelyä ei luonnollisista syistä voi » ’ , soveltaa jatkuviin putkiin.

i « » 30 Kaasumaisen diffuusion estotuote tunnetaan patentista EP,A2,0030091, johon kuuluu kolme kerrosta, joista yksi on siten valittu välikerros, että se on liimaa kumpaakin kerrosta varten, ja että mainittu kerros korvaa myös välikerroksen ja sen viereisten 3

‘ ^ H h 5 O

kerrosten välillä olevan lineaarisen laajentumisen suhteelliset kertoimet. Nämä putket voidaan muodostaa samanaikaisella suulakepuristuksella. Mainittu putki on tarkoitettu keskuslämmitys]äijestelmiin, ja sellaisten on kestettävä monenlaisia lämpötiloja paljon enemmän kuin keksinnön mukaisten putkien lämpötila-ala.

5

Relevanttiin alaan liittyviä tunnettuja esimerkkejä ovat seuraavat asiakirjat: JP,A,2035290, JP,A,3197034, JP,A,3224735.

i

Keksinnön tarkoitukseen päästään käyttämällä keksinnön mukaista putkea.

10

Olemme ratkaisseet em. ongelmat varustamalla polyeteeniputken sisäpuolelle, joka putki on tavanomainen tällaisessa käytössä ja joka putki on tehty MD-PD -tyyppisestä polyeteenistä (keskitiheää polyeteeniä), estokerros, joka on yhteensopiva sekä polyeteenin että hiilivetyjen kanssa, joita on tarkoitus kuljettaa tai varastoida. 15 Estokerroksena voidaan käyttää polyeteeniä tai polypropyleeniä. Tämä kerros sisältää myös toista ainetta, joka valitaan ryhmästä polyamidi, polyesteri ja butyylikumi ja jotka näyttävät sopivilta materiaaleilta tähän tarkoitukseen. Etyleenialkoholi ja vinyylialkoholi, kuten EVOM ja EVAL, käyvät myös tähän tarkoitukseen. Mainittu toinen aine on joko sekoitettu MD-PD -tyypin polyeteeniin tai se oksastetaan poly-: 20 eteeniin.

i *. *. Voidaan käyttää yhtä keksinnön mukaisen estokerroksen esimerkkiä. Valittu estokerros ‘ .* voi olla esim. butyylikumia sisältävää HD-polyeteeniä koostumuksena, jossa '!!! butyylikumikomponentin vaihtelu on 5-50 paino-%, edullisen määrän ollessa n. 30 25 paino-%, ja loppu on olennaisesti HD-polyeteeniä, joka voi olla ristiinsidottua. Tekijät ovat havainneet, että käytettäessä yli 50 % määriä ilmenee prosessointiongelmia ja . · ·. käytettäessä pieniä lisäyksiä butyylikumin vaikutukset pienenevät ja alle 5 % lisäyksellä ’ . ei saada tyydyttävää toimintaa. Nämä samat suhteet ovat osoittautuneet toimiviksi » · . muiden em. aineiden kanssa em. toisina aineina.

30

• I

’ * · Eräs tämän keksinnön tärkeä kohta on se, ettei tarvitse muodostaa minkäänmuotoista • · · 7 » · • · ylimääräistä kerrosta tai minkäänlaista liimaa mainitun kahden kerroksen välille, eli ,4 s 4 ^ 4 pääkerroksen ja estokerroksen väliin. Mainitut kaksi kerrosta voidaan yksinkertaisesti suulakepursottaa samanaikaisesti, koska ne ovat keskenään yhteensopivia.

5 Estomateriaali on kallista materiaalia, joka tarkoittaa sitä, että tämän materiaalin käyttö rajoitetaan määrään, joka tarvitaan asetettujen tavoitteiden saavuttamiseksi. Tekijöiden käsityksen mukaan sellaisen estokerroksen käyttö, jonka paksuus on 10-15 % materiaalin kokonaismäärästä, pienentää diffuusion kymmenenteen osaan nykyisin käytetyistä materiaaleissa tavatuista diffuusioarvoista. Tekijät ovat havainneet, että 10 käytännön syistä on vaikeaa tehdä estokerroksesta ohuempaa kuin 0,3 mm, edullinen kerrospaksuus on 1-2 mm. Jos kerroksesta tehdään paksumpi, jolloin mitään ei lisätä estokerroksen ominaisuuksiin ja näin tehden tunkeutuisi putken käytettävissä olevaan kerrokseen. Suhteellisen ohut sisäkerros ei muuta hintaa merkittävästi ja tässä yhteydessä polyeteenin käytössä saadut suotuisat kokemukset eivät ole muuttuneet 15 pitkällä aikavälillä, koska polyeteeniputken materiaalia ei olla vaihtamassa, vaan lisäämässä pienen määrän materiaalia sen sisäpuolelle. Jos sen sijaan valitaan ratkaisu, että putken ulkopuolelle asetetaan kerros, kaikki mekaaniset ominaisuudet kuten putkiston venytyslujuus olisi mm. testattava ja arvioitava uudelleen pitkän ajan kuluessa. Edettäessä edellä mainittuun tapaan pystytään ilman enempää testaamista ja • 20 kehittämistä käyttämään putkia ja siten, että ja sen lisäksi voidaan olla varmoja siitä, että kaikki polyeteenin ominaisuuksien standardiarvot puristusputkena pysyvät sellaisenaan.

I · · ! ( Nesteiden ja juoksevien aineiden kuljettaminen putkien läpi saa aikaan staattista sähköä, • · » 25 joka on aina johdettava pois. Alalla on hyvin tunnettua lisätä nokea muovimateriaaliin muovimateriaalin tekemiseksi johtavaksi. Lisättävä määrä riippuu noen laadusta ja • · .··. aiotusta käyttöalueesta, siis johtavuusasteesta, joka tarvitaan haluttujen tulosten ' . aikaansaamiseksi. Sopivana vastusarvona staattisen sähköisyyden välttämiseksi näyttää » · . olevan 5-500 ohmia/cm. Tämä komponentti voidaan lisätä pääkerrokseen.

30 i · ’* '* Jotta voitaisiin lisäksi parantaa turvallisuutta tämäntyyppisten putkiasennusten | · *· yhteydessä voidaan jäljestää vuodonilmaisin pitkittäin päin, joka mahdollistaisi ; H s 5 O 5 resistanssimäärän mittauksen nauhassa alan asiantuntijalle tunnetulla tavalla. Tämän mekanismina on se, että jos muovimateriaali absorboi liuottimia, se turpoaa ja nokihiukkasten väliset etäisyydet kasvavat ja sen seurauksena nauhan resistanssi, mikä antaa selvän ilmauksen putkesta vuotaviin liuottimiin nähden.

I 5 | Tämän nauhan pursottamiseksi rinnan putkea muodostettaessa on erittäin käytännöl listä, koska silloin asennus koostuu vain yhdestä putkesta sen sijaan, että olisi ylimääräinen putki ensimmäisen putken lähellä kuten nykyisin.

10 Vertailevia testejä on suoritettu puutyyppisillä polyeteeniputkilla, joiden halkaisija on 66 mm. Putket, jotka koostuvat SA 1-1-2305-5 -tyyppisestä vakioputkesta (1), putkesta (2), jossa on butyylioksastettua HD-polyeteeniä oleva estokerros, ja putkesta (3), jonka estokerros sisältää HD-polyeteeniä sekoitettuna termoplastiseen polyesteriin.

15 Putket täytettiin synteettisellä bensiinillä AB Svenska Anläggningsprovnings Technical Instruction TA 14-01 mukaisesti. Bensiini koostui iso-oktaanisesta 50-prosenttisesta iso-oktaanista, 30 % tolueenista ja 20 % ortoksyleenistä, jotka kaikki ovat tilaavuusprosenttej a.

20 Putket punnittiin ja haudattiin laatikkoon, joka oli täytetty soralla lukuunottamatta > I · • ·· vakioputkea. Laatikon mitat olivat 30 x 30 200 mm. Muita putkia, siis kolmea, pidettiin _ ·' ilmassa. Kaikkia koeputkia säilytettiin huonelämmössä. 30 päivää tulosten jälkeen • · ‘ tallennettiin seuraavaa: » · » • · 25 Näyte Painohäviö 30 pv/g/metrissä . · *. sorassa putkessa ilmassa 1 -- 0.00 30 2 0.00 0.05 3 0.00 0.00 » · • ·

; : 1 B h o O

6

Putket, joissa on butyylioksastettu HD-PD estokerros, on myös testattu niiden paineenvastustuskykyyn nähden ja kemikaalien vastustuskykyyn nähden. Testattujen putkien halkaisijat olivat 66 mm ja ulkokerroksen seinämäpaksuus 5 mm ja estoker-roksen 1,2 mm.

5

Painetestissä (80 °C, 170 tuntia SS 3362.7 ja .8 mukaisesti) saatiin 400 mm pituisilla putkilla seuraavat tulokset.

Näyte Keskiulko- Kokonaispaksuus P Murtuma-aika 10 halkaisija minimi maksimi mm mm mm MPa MPa t 1 66,4 6,50 7,00 4,6 0,749 > 170 2 66,4 6,40 7,10 4,6 0,749 >170 15 3 66,4 6,40 7,10 4,6 0,749 >170 4 66,4 6,30 7,10 4,6 0,749 >170 5 66,4 6,50 7,00 4,6 0,749 >170

Koepaine (P) laskettiin 5,00 mm seinämäpaksuudesta, joka koskee putken seinämä-: 20 paksuuden sitä osaa, joka ei ole estokerros.

• · I » ‘, *, Akselin suuntainen muodonmuutos mitattiin 3 näytteestä ja saatiin seuraavat tulokset.

t * * » » · • t » * ·

Akselin suuntainen muodonmuutos : 25 ,,,,: Näyte Pituuden muutos Keskiarvo -1,1 , · · *. prosentteina vaadittu ± 3 1 -1’0 30 2 - 1,0 * > 3 -1,2 * » » 7 » » I *

: ;iHboO

7

Kolmesta näytteestä otettiin myös vetokoe.

Vetokoe + 23 °C

5 Vetonopeus 25 m m/mi n

Näyte kN

1 9.9 2 9.7 10

Sellaisilla putkimateriaalikappaleilla suoritettiin myös vetokoe, joita oli pidetty + 80 °C lämpötilassa. Kappaleet oli tehty 1 mm paksuisiksi ja putkiseinämän sisäpuoli oli vahingoittumaton. Testauskappaleet oli leikattu testitangoiksi DIN 53455 :n mukaisesti. Neljää näytettä pidettiin 14 päivän ajan +23°C lämpötilassa nesteessä, jossa oli yksi osa 15 synteettistä bensiiniä (ks. myöhemmin) ja yksi osa metanolia.

Synteettisen bensiinin koostumus: 60 osaa iso-oktaania 20 5 osaa benseeniä 20osaa tolueenia ', ’, 15 osaa oksyleeniä e » Näytteet punnittiin juuri ennen ja jälkeen em. menettelyä.

I » · 25

IMI I I

' ! H ^ 3 Ο 8 Näyte Painon Myötökohta Pidentymä myötö- muutos, % MPa kohdassa, % Käsittelemätön | 5 1 - 14.7 2.0 2 - 15.1 1.4 3 - 15.3 1.6 4 - 15.2 1.4 5 - 14.7 1.6 10

Keskiarvo - 15.0 1.6 Käsitelty 15 6 15.1 13.5 4.0 7 15.0 13.3 3.8 8 15.0 13.4 3.8 9 15.2 13.3 3.8 10 15.0 13.0 4.0 20 • ·: Keskiarvo 15.1 13.3 3.9 | ’ί Muutos,% +15.1 -11 +144 I · * · * ;; Painetesti 25 t _; Putkeen asetettiin putkenosat ja se sijoitettiin 20°C vesikylpyyn ja sille annettiin 25 bar , · = ·. painetta. Yhden tunnin kuluttua testi keskeytettiin eikä putki ollut haljennut.

*

; ' Β Ο ό O

9 Säiliöiden valmistamisessa varastointia varten tai sellaisten osien valmistamisessa, joiden mitat ovat suuremmat kuin tässä kuvatut putket, estokerros voidaan tietenkin ! levittää valmiisiin tuotteisiin.

i 5

Keksintöä on selostettu liittyen testinäytteisiin. On tietenkin mahdollista muunnella keksintöä oheisten vaatimusten puitteissa.

» t » tl» » ·

I I I

4 1»·» i » » » i * *

Claims (12)

1. Kerrostetusta materiaalista koostuva putki käytettäväksi hiilivetyjen, kuten bensiinin, keroseenin, dieselöljyn, polttoöljyn, luonnonkaasun, LPG:n ja muiden vastaavien 5 hiilivetyjen kuljettamisessa ja varastoimisessa, joilla hiilivedyillä on samantapaisia kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia muovimateriaalien läpi tapahtuvaan diffuusioon nähden, tunnettu siitä, että mainittu putki koostuu pääkerroksesta ja estokerroksesta, että mainittu pääkerros sisältää pääasiassa polyeteeniä tai polypropeenia ja mainittu estokerros sisältää polyeteeniä tai polypropeenia yhdessä jonkin 10 seuraavan komponentin kanssa: butyylikumi, polyamidi ja polyesteri, että pääkerros ja estokerros ovat yhteensopivia toistensa kanssa ja että pääkerros muodostaa ulkokerroksen ja estokerros muodostaa sisäkerroksen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen putki, tunnettu siitä, että estokerroksen paksuus 15 on 1-2 mm.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen putki, tunnettu siitä, että estokerros koostuu polyeteenin tai polypropeenin j a j onkin mainitun komponentin seoksesta. '* 20

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen putki, tunnettu siitä, että estokerros sisältää ·· polyeteeniä tai polypropeenia, johon on oksastettu jokin mainituista komponenteista. S I i

· » · < · » ’ ’· 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen putki, tunnettu siitä, että pääkerros ja t · # ",;estokerros on suulakepuristettu samanaikaisesti. > · * 25 .

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen putki, tunnettu siitä, että estokerros t ·. ·, sisältää polyeteenin tai polypropeenin ja yhden mainitun komponentin seoksen, jolloin • _ mainitun komponentin lisättyä määrää voidaan vaihdella 5 ja 50 paino-%:n välillä I · , suhteessa polyeteenin tai polypropeenin painoon. 30 • » * » · · » · > · · :' H b 5 Q

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen putki, tunnettu siitä, että estokerros sisältää polyeteenin tai polypropeenin ja butyylikumin seoksen, jolloin butyylikumin lisättyä määrää voidaan vaihdella 5 ja 50 paino-%:n välillä suhteessa polyeteenin tai polypropeenin painoon. 5

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen putki, tunnettu siitä, että butyylikumin lisätty määrä on noin 30 paino-%.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen putki, tunnettu siitä, että jokin määrä 10 sopivaa sähköäjohtavaa ainetta, edullisesti nokea, lisätään mainittuun pääkerrokseen.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen putki, tunnettu siitä, että estokerroksen paksuus on 10-15 % putken kokonaispaksuudesta.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen putki, tunnettu siitä, että sähköä johtava kapea muovinauha on jäljestetty pitkin putken kokonaispituutta ja muodostettu putken samanaikaisen suulakepuristamisen yhteydessä kokonaisuutena. I · » i · I * a » a i a i a i i a I · H b 50

12. U i t