FI87261C - Foerfarande foer framstaellning av ett sammansatt roer - Google Patents

Description

, 87261

Menetelmä yhdistelmäputken valmistamiseksi Tämä keksintö koskee yhdistelmäputkien, joilla syötetään tai siirretään vettä, kaasua, kemikaaleja jne., 5 valmistusmenetelmää.

Muoviputkia, kuten polyeteeniputkia, ja lyijyput kia on tähän asti käytetty veden tai kaasun syöttämiseksi tai kemikaalien ym. siirtämiseksi. Näillä putkilla on kuitenkin seuraavat huonot puolet. Lyijyputket eivät ole tar-10 peeksi lujia. Muoviputket eivät kestä tarpeeksi hyvin ke mikaaleja eivätkä radioaktiivisuutta. Lisäksi muoviputket ovat hieman vettä ja kaasua läpäiseviä ja siten niiden il-manpitävyys on huono. Johtuen lisäksi lujuuden heikkenemisestä korkeassa lämpötilassa, on vaikeaa käyttää muoviput-15 kea kuuman veden tai höyryn syöttämiseksi 80 - 100° C tai korkeammassa lämpötilassa.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi on kehitetty yhdis-telmäputki, joka on tehty yhdistämällä lyijyputki, joka kestää erinomaisesti kemikaalit, kestää radioaktiivisuu-20 den, on vettä läpäisemätön ja jonka mekaaninen lujuus on suuri korkeassa lämpötilassa, muoviputken kanssa, joka kestää hyvin paineet ja on syöpymätön. On kuitenkin vaikeaa päällystää muoviputken sisäseinää lyijyllä. Siksi tällaisten yhdistelmäputkien valmistuksessa on päällystetty 25 muovilla lyijyputken ulkopinta, jolloin lyijyputken sisä-halkaisija on suhteellisen pieni (esim. 25 mm) ja putki on paksu (esim. 2-5 mm, kun putken sisähalkaisija on 25 mm).

Tässä aikaisemmin tunnetussa menetelmässä on muo-30 villa päällystettävän lyijyputken paksuuden oltava vähintään 2 mm muodon säilyttämiseksi. (Vaikka lyijyputken paksuus olisi yli 2 mm, on vaikeaa saada aikaan lyijyputkea, joka on hyvin pyöreä ja jonka sisähalkaisija on suuri, esim. vähintään 50 mm, ilman mitään muodonmuutosta). Tämä 35 tekee lopputuotteen painavaksi ja kalliiksi. Lisäksi on , 87261 2 ollut vaikeaa valmistaa ison halkaisijan omaavia yhdistel-mäputkia, joiden pyöreys on hyvä, tällä tunnetulla menetelmällä.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on kehittää 5 tällaisen yhdistelmäputken valmistusmenetelmä.

Keksinnön kohteena on täten menetelmä yhdistelmä-putken valmistamiseksi, joka käsittää muovista valmistetun ulkoputken ja ulkoputken sisäseinämällä olevan lyijykerroksen, jolle on tunnusomaista, että sen jälkeen kuin lyi-10 jyputki on sovitettu ulkoputkeen tietyllä välyksellä, lyijyputkea laajennetaan sulkemalla painevällainetta lyijy-putkeen kunnes lyijyputki tulee läheiseen kosketukseen ulkoputken sisäseinämän kanssa mainitun lyijykerroksen muodostamiseksi siihen.

15 Keksinnön mukainen yhdistelmäputki kestää erinomai sesti kemikaalit, se kestää radioaktiivisuuden ja on il-manpitävä, taipuisa ja mekaanisesti luja korkeissa lämpötiloissa ja se on kevyt ja halpa, koska siinä on ohut lyijykerros ulkoputken sisäpuolella. Jopa korkeissa 100 - 20 200° C lämpötiloissa mekaaninen lujuus pysyy tarpeeksi suurena varsinaista käyttöä varten. Vaikka lyijykerros on ohut, kestää yhdistelmäputki myös erinomaisesti paineen ja hankauksen, se säilyttää muotonsa ja on syöpymisenkestävä lyijykerroksen ulkopuolella olevan ulomman muoviputken 25 ansiosta.

Lyijymetallin (ja lyijyseosten) sulamispiste on yli 300° C, se on taipuisa ja sen venymä on erityisen suuri eli 45 - 50 %, kun alumiinin, jota yleensä käytetään taipuisissa putkissa (ja voimakaapeleiden metallivaippana), 30 on n. 33 %. Suuren venymän ansiosta alumiinia voi helpos ti laajentaa tasaisesti vetovoiman avulla suhteellisen alhaisessa lämpötilassa, normaalilämpötilasta esim. 150° C:een. Lyijy on äärimmäisen erikoinen metalli tässä suhteessa. Mutta lyijyn mekaaninen lujuus on paljon huonompi ..... . 2 35 kuin alumiinin [lyijyn vetolujuus on 17,7 - 24,5 N/m I: 87261 .

(1,8-2,5 kg/mm ) ja alumiinin on 83,4 N/m (8,5 kg/mm )]. Keksinnön tarkoituksena on kehittää erittäin käyttökelpoiset yhdistelmäputket käyttämällä hyväksi alumiinin edulli-5 siä ominaisuuksia lyijyputken laajentamiseksi ja käyttämällä muoviputkea ulkoputkena lyijyn huonon mekaanisen lujuuden vastapainoksi.

Muoviputket voivat helposti muuttaa muotoaan ja niillä on erinomainen palautuvuus ja taivutuslujuus. Mut-10 ta metalliputkille, kuten lyijyputkille, on olemassa raja seinämän paksuudelle suhteessa määrättyyn sisäpuoliseen (tai ulkopuoliseen) halkaisijaan, jotta ei tapahtuisi nurjahdusta. Seuraava L.G. Brazor'in yhtälö näyttää niiden välisen suhteen: 15 3r4 2V^2t -K3 - - = 0 2t2 9r2 20 jossa t on putken seinämän paksuus r on putken ulkohalkaisija 1/K on pienin teoreettinen taipumissäde Kuvio 10 näyttää graafisesti putken ulkohalkaisi-jan ja sen seinäpaksuuden välisen suhteen määritettynä 25 L.G. Brazor'in yhtälöllä. Yhtälö merkitsee, että mitä suurempi on seinämän paksuus sitä suurempi on pienin sallittu taipumissäde. Joten mitä ohuempi lyijyputki on sen parempi. Mutta mitä ohuemmat lyijyputket ovat ja mitä suurempi niiden halkaisija on niiden valmistuksessa, sitä helpommin 30 niiden muoto muuttuu ja sitä vaikeampi on ylläpitää niiden pyöreys.

Keksinnön keksijän on onnistunut kehittää yhdistel-mäputki, jonka halkaisija on suuri, esim. 50 - 150 mm (mikä on tähän asti ollut mahdotonta edellä kerrotusta syys-35 tä), ja jossa on sisäinen lyijyputki, joka on niinkin ohut 4 87261 kuin 1-3 mm, sijoittamalla lyijyputki ulompaan muoviputkeen, jolla on vaadittu seinämän paksuus, ja laajentamalla lyijyputki läheiseen kosketukseen ulkoputken sisäseinän kanssa. Toisin sanoen hänen onnistui pienentää metalliput-5 ken ja siten yhdistelmäputken seinämän paksuutta ja siten pienentää sallittua taipumissädettä ja näin parantaa tai-puisuutta.

Koska tällaisten putkien saamiseksi saumattomiksi ja hyvin pitkiksi eräs suurin ongelma on ollut niiden kul-10 jetus, merkitsee taipumissäteen pienentäminen (putken ke-laamiseksi rummun ympärille kuljetusta varten) n. 1/25 -1/30:een (ulkosäteen osalta) kuljetuskelpoisen putken pituuden suurentamista noin kaksinkertaisesti tai enemmän. Tämä merkittävä vaikutus on tuloksena putken seinämän pak-15 suuden pienentämisestä, mikä käy ilmi kuvion 10 graafisesta kuvannosta.

Lyhyiden putkien valmistuksessa voidaan lyijyputki asettaa etukäteen muodostettuun muoviputkeen. Pitkien putkien valmistuksessa voidaan lyijyputki syöttää jatkuvatoi-20 miseen suulakepuristimeen, jossa suulakepuristetaan muoviputki, samalla kun lyijyputki suljetaan sisälle sydämeksi.

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan helposti valmistaa yhdistelmäputki, jossa on ohut lyijykerros muoviputken sisäseinällä.

25 Keksinnön muut edut ja tavoitteet käyvät ilmi seu- raavasta kuvauksesta, joka liittyy oheisiin piirustuksiin, joissa: kuviot 1-5 esittävät läpileikkauskuvantoja keksinnön mukaisista yhdistelmäputkista; 30 kuviot 6-9 esittävät läpileikkauskuvantoja, jotka vastaavat kuvioiden 1-4 mukaisia toteutusmuotoja, mutta joissa lyijyputkea ei ole vielä laajennettu; ja kuvio 10 esittää graafista kuvantoa putken ulko-halkaisijan ja paksuuden suhteesta.

35 l· 5 87261

Keksinnön mukainen yhdistelmäputki 1 käsittää ulko-putken 2, joka on tehty muovista, kuten polyeteenistä ja polyvinyylikloridista, ja ohuen lyijykerroksen 3, joka sijaitsee läheisessä kosketuksessa ulkoputken sisäseinän 5 kanssa ja joka on muodostettu laajentamalla lyijyputkea 4.

Kuvion 1 toteutusmuodossa putken 1 läpileikkaus on pyöreä, mutta kuvion 2 toteutusmuodossa sen läpileikkaus on neliön muotoinen. Neliömäisten putkien etuna on se, että ne voidaan asentaa rakennuksiin niin, että tilaa melo nee mahdollisimman vähän hukkaan verrattuna muuhun rakenteeseen, ja että ne voi tukea vakaasti tasaiselle seinäpinnalle .

Kuvion 3 toteutusmuodossa putki 2 on pyöreä ja ak-siaalisesti ulottuva väliseinä 8 jakaa sen kahdeksi kana-15 vaksi tai kammioksi, joiden läpileikkaus on puoliympyrän muotoinen. Kummassakin näistä kahdesta kammiosta on muodostettu lyijykerros 3 läheisessä kosketuksessa kammion sisäseinän kanssa.

Kuvion 4 toteutusmuodossa putki 2 on neliömäinen ja 20 aksiaalisesti ulottuva väliseinä 8 jakaa sen kahdeksi kammioksi tai kanavaksi, joiden läpileikkausmuoto on neliömäinen. Kumpaankin kammioon on muodostettu lyijykerros 3 läheisessä kosketuksessa kammion sisäseinän kanssa.

Kuvion 5 toteutusmuoto on samanlainen kuin kuvion 25 3, mutta siinä on lisäksi lämmöneristyskerros 5, joka on tehty lämmöneristysaineesta, kuten lasivillasta, asbestista ja vaahtomuovista ja sijoitettu putken 2 ulkopuolelle, suojakerros 6, joka on tehty alumiinista tai ruostumattomasta teräksestä ja sijoitettu kerroksen 5 ulkopuolelle, 30 ja syöpymisen estävä kerros 7, joka on tehty polyeteenistä tai polyvinyylikloridista ja sijoitettu kerroksen 6 ulkopuolelle. Suojakerros 6 voi olla aallotettu.

Keksinnön mukaiset yhdistelmäputket 1 voidaan valmistaa seuraavalla menetelmällä.

35 ^ 97261

Ensin suulakepuristetaan lyijyputki 4 jatkuvatoimisen lyijysuulakepuristimen avulla. Lyijyputki 4 syötetään sitten jatkuvatoimiseen tekohartsisuulakepuristimeen, jolla putki 2, joka tehdään muovista, kuten polyeteenistä ja 5 polyvinyylikloridistä, suulakepuristetaan jatkuvasti, samalla kun lyijyputki 4 suljetaan sisälle sydämeksi, niin että on pieni tila S putken 2 ja lyijyputken 4 välissä, kuten kuviot 6, 7, 8 ja 9 näyttävät. Lyijyputken 4 molemmat päät suljetaan sitten ja paineväliainetta, kuten kaa-10 sua tai nestettä, pakotetaan lyijyputkeen 4 sen laajentamiseksi läheiseen kosketukseen putken 2 sisäseinän kanssa. Samalla putken 2 ja lyijyputken 4 välisessä tilassa oleva ilma poistetaan alipaineella.

Lyijyputken 4 laajentamiseksi se olisi etukäteen 15 kuumennettava enintään 150° C lämpötilaan. Jos se kuumennettaisiin korkeampaan lämpötilaan, voisi lyijyputken lujuus huonontua ja sisältä kohdistettu paine voisi vaurioittaa sen paikallisesti heikkoja kohtia. Tällainen korkea lämpötila voisi myös vaurioittaa muovista ulkoputkea 20 2.

Lyijyputken 4 laajentamiseksi käytettävä, sisäinen . . . . . . 2 2 paine ei saisi olla suurempi kuin 4,9 N/m (50 kg/cm ), jotta ulkoputken 2 muoto ei muutu vaikka sen halkaisija olisi iso. Suurin sallittu paine olisi valittava tunnetun 25 yhtälön avulla γ (P --1 r', jossa P on sisäinen paine, 2 kg/cm ; t on seinän paksuus, cm; r' on sisäsäde, cm; 7 on . 2 sallittu rasitus, kg/cm ), niin että se on murtovetolu-30 juutta pienempi.

Mitä tulee sisäpaineen kohdistamistapaan, koska lopullisen paineen kohdistaminen heti voisi vaurioittaa lyijyputken paikallisesti heikkoja kohtia, pidetään parempana, että sisäpainetta suurennetaan vaiheittain suurim- . . 2 35 paan sallittuun paineeseen asti, esim. 0,49 N/m 7 87261 (5 kg/cm2) tunnin ajan, sitten 0,98 N/in2 (10 kg/cm2) toisen tunnin ajan ja sitten 1,47 N/m2 (15kg/cm2) vielä tunnin ajan.

5 Jos yhdistelmäputki 1 on suhteellisen lyhyt, se voidaan valmistaa muodostamalla ulkoputki 2 ja lyijyputki 4 erikseen etukäteen, asettamalla lyijyputki ulkoputkeen ja laajentamalla lyijyputkea.

On ollut hyvin vaikeaa valmistaa yhdistelmäputkia, 10 joiden poikkileikkaus on neliömäinen tai käsittää kaksi kanavaa kuvioiden 2, 3 ja 4 mukaisesti. Keksinnön mukaisesti tällaiset yhdysputket voidaan valmistaa helposti halutulla pituudella muodostamalla ensin lyijyputki tai -putket 4, joiden poikkileikkaus on pyöreä, suulakepurista-15 maila muoviputki 2 suulakepuristimen avulla, samalla kun siihen suljetaan lyijyputki 4, joka asetetaan sisään sydämeksi, kuten kuviot 7, 8 ja 9 näyttävät, ja täyttämällä lyijyputki 4 paineväliaineella sen laajentamiseksi läheiseen kosketukseen ulkoputken 2 sisäseinän kanssa.

20 Edellä kuvatulla menetelmällä voidaan esim. lyijy- putki 4, jonka paksuus on 2 mm, laajentaa ohuen lyijykerroksen muodostamiseksi, jonka paksuus on 1 mm tai pienempi, kosketukseen ulkoputken 2 sisäseinän kanssa.

Ulkoputken materiaalia ei ole tarkoitettu rajoit-25 taa polyeteeniin ja polyvinyylikloridiin. Se voi olla po-lybuteeni, silloitettu polyeteeni, hyvin tiheä polyeteeni, polypropyreeni, lämmön kestävä polyvinyylikloridi, polyme-tyylipenteeni jne. Näitä muoveja voidaan käyttää sovellutuksesta riippuen. Muovisen ulkoputken aineen valinnassa 30 olisi otettava huomioon kustannukset, työlämpötila, ulkoisen paineen, kuten maan paineen, kestävyys, ja lämpöeristys. Mitä tulee työlämpötilaan, pidetään polyeteeniä, po-lyvinyylikloridia ja hyvin tiheää polyeteeniä parhaina alhaisia ja keskilämpötiloja, esim. -50 - 80° C, varten ja 35 polybuteenia, silloitettua polyeteeniä, polypropyreeniä, lämmön kestävää polyvinyylikloridia ja polymetyylipentee- 8 87261 niä pidetään parhaina korkeiden lämpötilojen, kuten 80 -120° C, kanssa. Mitä tulee lämpöeristykseen on polybuteeni n. kaksi kertaa parempi kuin polyeteenit. Polyeteeni ja polyvinyylikloridi ovat lähes yhtä hyvät, mutta jälkimmäi-5 nen on hieman parempi.

Koska ulkoputki on tehty muovista, voidaan keksinnön mukainen yhdistelmäputki valmistaa suulakepuristamalla saumattoman, pitkänomaisen putken muodossa. Koko yhdistelmäputki on erinomaisesti taipuva, koska se on saumaton ja 10 ohut. Siksi se voidaan kuljettaa kelattuna rummun ympärille suurempina pituuksina ja se voidaan laskea pienemmällä kaarevuussäteellä taivutettuna.

Täten keksinnön mukaista yhdistelmäputkea voidaan käyttää monissa eri sovellutuksissa, kuten öljyä tuotta-15 vissa laitoksissa, vesi- tai höyryputkina, pitkien lämpö-putkien säiliöinä, jäätymisen estävinä putkina, laivoissa, ydinvoimalaitoksissa, tehtaissa jne.

Koska lyijykerros muodostetaan laajentamalla lyijyputki, voidaan keksinnön mukaisessa menetelmässä muodos-20 taa ohut lyijykerros vakaasti ja saumattomasti ulkoputken muotoon. Koska ulkoputki ja lyijyputki voidaan muodostaa suulakepuristuksella, voidaan valmistaa yhdistelmäputkia, joilla on suuri halkaisija ja hyvä pyöreys. Lisäksi voidaan valmistaa yhdistelmäputkia, joiden poikkileikkausmuo-25 to on neliömäinen tai joissa on kaksi aksiaalisesti ulottuvaa kammiota.

Keksinnön menetelmässä hyödynnetään hyvin lyijyn edullisia ominaisuuksia: hyvä venymä, tasaisesti laajentuva suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa ja suhteelli-30 sen pienellä sisäpaineella ja luontaisesti taipuisa.

Keksinnön menetelmässä voidaan yhdistelmäputken seinän paksuutta pienentää laajentamalla ulkoputkeen sijoitettua lyijyputkea. Näin on mahdollista pienentää tai-pumissädettä ja siten pienentää sen rummun halkaisijaa, 35 jolle putki kelataan, suurentaa kuljetuskelpoisen putken pituutta ja kuljettaa hyvin pitkä putki. Lisäksi taipumis-säteen pienentämisellä on suuri vaikutus putken laskuun.

li

Claims (7)

9 87201

1. Menetelmä yhdistelmäputken valmistamiseksi, joka käsittää muovista valmistetun ulkoputken (2) ja ulkoputken 5 sisäseinämällä olevan lyijykerroksen (3), tunnettu siitä, että sen jälkeen kuin lyijyputki (4) on sovitettu ulkoputkeen (2) tietyllä välyksellä, lyijyputkea laajennetaan sulkemalla painevällainetta lyijyputkeen kunnes lyijyputki tulee läheiseen kosketukseen ulkoputken sisäseinä-10 män kanssa mainitun lyijykerroksen muodostamiseksi siihen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lyijyputki (4) sovitetaan ulkoputkeen (2) muodostamalla lyijyputki ja ulkoputki erikseen ja sovittamalla lyijyputki ulkoputkeen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että lyijyputki (4) sovitetaan ulkoputkeen (2) muodostamalla lyijyputki, syöttämällä lyijyputki jatkuvatoimiseen suulakepuristimeen, ja suulakepuristamal-la ulkoputki lyijyputken sulkeutuessa ulkoputken sisään 20 sydämeksi.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ulkoputki (2) ja lyijyputki (4) muodostetaan jatkuvalla suulakepuristuksella.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetel- . 25 mä, tunnettu siitä, että lyijyputken (4) paksuus ennen laajentamista on vähintään 2 mm.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä,tunnettu siitä, että lyijykerroksen (3) paksuus on enintään 1 mm.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että lyijyputki (4) kuumennetaan korkeintaan 150° C lämpötilaan ennen sen laajentamista. ίο 8 7 2 61