HU209656B

HU209656B - Flexible pipeline

Info

Publication number: HU209656B
Application number: HU907229A
Authority: HU
Inventors: Patrice Jung; Bail Guy Le
Original assignee: Coflexip
Priority date: 1989-11-21
Filing date: 1990-11-21
Publication date: 1994-10-28
Also published as: ES2025039T3; HU907229D0; DE429357T1; EP0429357A1; AU6675090A; CA2030482A1; RU1831631C; FR2654795B1; JPH03186681A; AU644387B2; NO178275B; DK0429357T3; NO905022L; EP0429357B1; NO905022D0; BR9005873A; NO178275C; ES2025039A4; DE69006191T2; HUT55893A

Description

A találmány tárgya hajlékony csővezeték, amelynek legalább egy, lényegében elnyújtott S keresztmetszetű és az S-alak révén széleivel egymásba kapaszkodó alakos szalagból kis menetemelkedéssel feltekercselt csőszerű rétege van, ahol az alakos szalagnak koaxiális hengeres első és második főszakasza (5, 6) van, amelyek a csővezeték sugárirányában egymástól távközzel vannak elrendezve és a csővezeték hossztengelyéhez viszonyítva ferde központi részen (7) át vannak egymással összekapcsolva, és az első és második hen-

6 13^lZ10

HU 209 656 B

A leírás terjedelme: 10 oldal (ezen belül 2 lap ábra)

HU 209 656 Β geres főszakaszok (5, 6) közül az első főszakasz (5) egy első domború radiális részen (9) át egy első mellékszakasszal (10), a második főszakasz (6) egy második domború radiális részen (8) át egy második mellékszakasszal van összekötve, és az első mellékszakasz (10) sugárirányban akkora távközzel van az első hengeres főszakasztól (5) elválasztva, hogy a szalag végleges, feltekercselt állapotában lényegében teljes hosszában a szomszédos menetet alkotó szalag második főszakaszához (6) illeszkedik. A második mellékszakasz az első domború radiális részhez (9) kapcsolódó, előnyösen hengeres összekötőrészt (11), végrészt (12), és az összekötőrész (11) és a végrész (12) között kiképzett, közbenső hullámos szakaszt (13) foglal magába, továbbá a második mellékszakasz úgy van elrendezve, hogy összekötőrésze (11) és végrésze (12) a szalag feltekercselt állapotában a szomszédos menetet alkotó szalag első főszakaszának (5’) támaszkodik.

A találmány tárgya hajlékony csővezeték, amelynek legalább egy, lényegében elnyújtott S keresztmetszetű és az S-alak révén egymásba kapaszkodó alakos szalagból kis menetemelkedéssel feltekercselt csőszerű rétege van, ahol az alakos szalagnak koaxiális hengeres első és második főszakasza van, amelyek a csővezeték sugárirányában egymástól távközzel vannak elrendezve és a csővezeték hossztengelyéhez viszonyítva ferde központi részen át vannak egymással összekapcsolva, és az első, valamint második hengeres főszakasz első domború radiális részen át egy első mellékszakasszal, ill. második domború radiális részen át egy második mellékszakasszal van összekötve, míg az első mellékszakasz sugárirányban akkora távközzel van az első hengeres főszakasztól elválasztva, hogy a szalag végleges, feltekercselt állapotában lényegében teljes hosszában a szomszédos menetet alkotó szalag második főszakaszához illeszkedik.

Ilyen felépítésű hajlékony csővezetékeket évek óta gyártanak és forgalmaznak, és elmondható, hogy ezek a tetszőleges (általában nagy) hosszúságú, jó mechanikai tulajdonságú csővezetékek elsősorban szénhidrogének, különösen tengeralatti olajipari berendezések termékeinek szállítására használatosak.

Ezeknek a hajlékony csővezetékeknek általában olyan csőszerű rétegük van, amelyet kétszeresen összekapcsolódó szalag alkot, és ez a csőszerű réteg alkotja a hajlékony csővezeték belső testét. A csővezetéknek ezenkívül a belső nyomással szembeni nagy ellenállóképességet biztosító erősítése, közbenső tömítőrétege és szükség esetén külső védőrétege van.

Az elmondottak az úgynevezett „durva furatú” vezetékekre vonatkoznak, míg az úgynevezett „sima furatú” csővezetékeknél a közbenső tömítőréteget műanyagból vagy elasztomerből készült cső vagy egy belső réteg helyettesíti.

Az ilyen jellegű hajlékony csővezetékek gyártása során egy lapos fémszalagot, például rozsdamentes acélszalagot, képlékenyen deformálnak és így egy alakos, széleivel összeakasztható szalagot hoznak létre, amelyet kis menetemelkedéssel feltekercselnek és az egymás melletti menetek visszahajló szélük révén egymásba kapcsolódnak. Ennek a csőalakú rétegnek a hajlékonyságát a szomszédos szalagmenetek közötti kismértékű axiális játék biztosítja. A csővé hajlított alakos szalag keresztmetszetét egy első és egy második koaxiális hengeres főszakasz képezi, melyek sugárirányban távközzel vannak egymástól elválasztva, és olyan központi szakaszon keresztül állnak egymással kapcsolatban, amely a vezeték hossztengelyéhez képest ferdén húzódik. Az első és a második főszakasz első ill. második domború radiális részen át kapcsolódik egy első, valamint egy második mellékszakaszhoz, és az említett mellékszakaszoknak legalább egyike a főszakaszokhoz képest hengeresen, koaxiálisán helyezkedik el és azoktól sugárirányban távközzel el van választva.

Ilyen felépítésű ismert hajlékony csővezeték hozható létre például az NF E-29-828 számú francia szabványban rögzített paraméterű csőszerű réteggel, amelyet olyan alakos szalagból képeznek ki, melynek mindkét mellékszakasza hengeres kialakítású. Az egyes szomszédos szakaszok között kisebb vagy nagyobb sugárirányú játék lehetséges, ezért a csővezeték radiális összenyomásával szembeni ellenállóképesség viszonylag alacsony.

Fentiektől eltérő szerkezetű hajlékony csővezetéknél az első mellékszakasz hengeres kiképzésű, míg a második mellékszakaszt homorú axiális szakasz alkotja, amelynek homorúsága a második főszakasztól az ellentétes irányba mutat és amely annak a domború radiális résznek a nyúlványaként tekinthető, amely az említett második főszakaszból nyúlik ki. Ilyen felépítésű csőszerű réteget ismertetnek az FR-A-2.569.462, FR-A-2.559.920 és FR-A-1.367139 számú szabadalmi leírások. Az utóbb említett konstrukció egy némiképp eltérő kialakításánál elsősorban rézből vagy azbesztből készült tömítés van behelyezve a szalag szomszédos meneteinek az axiális, homorú végrésze és az első főszakasz között kialakított visszahajló részbe. Ilyen jellegű csőszerű rétegeket írnak le például az NF-E-29829, /832 vagy /833 számú francia szabványok.

Homorú axiális szakasszal rendelkező rugalmas csővezeték konstrukciónál az egyik menet második mellékszakasza és a szomszédos menet első főszakasza közötti érintkezésnek kizárólag a domború sugárirányú rész és a homorú axiális végrész közötti átmeneti szakaszban szabad létrejönnie.

Fentiek alapján ezeknek a hajlékony csővezetékeknek az a gyakorlati hátránya, hogy a készrealakított csőszerű réteg valamint az ilyen réteget tartalmazó hajlékony csővezeték kis sugárban történő meghajlításánál a csővezeték ellenállása nem kielégítő, mert nem

HU 209 656 Β bírja ki a hajlítás során ébredő viszonylag nagy mechanikai igénybevételeket, különösen olyan alkalmazásoknál, ahol a csővezeték külső részére különösen nagy nyomás hat. így azoknál a hajlékony csővezetékeknél, amelyeket szénhidrogének tengeralatti szállításánál használnak, különösen nagyobb mélységekben, ahol igen nagy hidrosztatikus nyomás uralkodik, külön terhelést jelentenek a csővezeték súly miatt a csővezeték fektetése során ébredő erők is.

A hajlítással szembeni jó ellenállóképességet valamint a dinamikus erőhatások elviselését elősegítő egyik feltételként azt tartjuk, hogy a csőszerű réteget igen precíz egymásba kapcsolódással, a szomszédos menetek érintkező részei közötti radiális játék nélkül kell megvalósítani, másrészt kerülni kell például a túlméretezett hajlítási íveket. A gyakorlatban a radiális játék elkerülésére a csőszerű rétegeket viszonylag behatárolt egymásba kapcsolódással alakítják ki. Ennek az igen szűk tűrésnek a következményeképpen az ilyen hajlékony csővezetékek ipari gyártása rendkívüli odafigyelést és jelentős többletköltséget okoz.

A találmánnyal célunk olyan hajlékony csővezeték létrehozása, amely a hajlító igénybevételekkel szemben ellenálló, előállítási költségei viszonylag alacsonyak. Az egyszerűbb és gyorsabb gyártás következtében előálló költségcsökkenésen túlmenően célunk egy adott ellenállóképességű csőszerű réteg súlyának csökkentése, mégpedig egyrészt a gyártás során felhasznált nyersanyag mennyiségének és bekerülési költségének csökkentése, másrészt nagyobb mélységekben is felhasználható hajlékony csővezeték készítése.

A kitűzött feladat megoldása során olyan hajlékony csővezetékből indultunk ki, amelynek legalább egy, lényegében elnyújtott S keresztmetszetű és az S-alak révén egymásba kapaszkodó alakos szalagból kis menetemelkedéssel feltekercselt csőszerű rétege van, ahol az alakos szalagnak koaxiális hengeres első és második főszakasza van, amelyek a csővezeték sugárirányában egymástól távközzel vannak elrendezve és a csővezeték hossztengelyéhez viszonyítva ferde központi részen át vannak egymással összekapcsolva, és az első és második hengeres főszakasz első domború radiális részen át egy második mellékszakasszal van összekötve, míg az első mellékszakasz sugárirányban akkora távközzel van az első hengeres főszakasztól elválasztva, hogy a szalag végleges, feltekercselt állapotában lényegében teljes hosszában a szomszédos menetet alkotó szalag második főszakaszához illeszkedik, továbbá a második mellékszakasz az első domború radiális részhez kapcsolódó, előnyösen hengeres összekötőrészt, végrészt, és az összekötőrész és a végrész között kiképzett, közbenső hullámos szakaszt foglal magába, melynek kidomborodó része a második főszakasz felé mutat, továbbá a második mellékszakasz úgy van elrendezve, hogy összekötőrésze a szalag feltekercselt állapotában a szomszédos menetet alkotó szalag első főszakaszának támaszkodik. Ezt úgy fejlesztettük tovább, hogy a szalag feltekercselt állapotában a közbenső hullámos szakaszt követő végrésze a szalag feltekercselt állapotában a szomszédos menetet alkotó szalag első főszakaszának támaszkodik.

A második mellékszakasz végrésze előnyösen hengeresen van kiképezve, és lényegében teljes hossza mentén felfekszik a szomszédos menetet képező szalag első főszakaszának belső oldalára. Ez a végrész azonban a találmány értelmében nemcsak hengeres, hanem például enyhén kúpos kiképzésű is lehet, azaz a hajlékony csővezeték hossztengelyével 10°-nál, még előnyösebben 5°-nál kisebb szöget is bezárhat.

így ha a szalag végső, feltekercselt helyzetében van, akkor egy menet és a szomszédos menet mindegyik főszakasza között hajlítással szemben ellenálló szerkezet alakul ki a második mellékszakasz végrészének és összekötőrészének a szomszédos menetet alkotó szalag első főszakasza belső falának történő kettős nekinyomódása révén, valamint a közbenső hullámos szakasz által biztosított merevség révén. A közbenső hullámos szakasz kidomborodó részének az első mellékszakasz belső oldalához történő hozzányomódása, amely első mellékszakasz viszont érintkezésben áll a menet második főszakaszával, lehetővé teszi az alakos szalag merevségének további növelését az ívelt kitámasztóhatás létrehozásával, míg a közbenső hullámos szakasz kidomborodó része lekerekített keresztmetszetű vagy hengeres, sima felületű lehet.

A találmány értelmében a második mellékszakasz végrészének és összekötőrészének hossza a kívánt értékre választható, de szükség esetén nagyon kicsire is hagyható. Itt az egyetlen, de lényeges szempont az, hogy állandó érintkezést kell biztosítani a közbenső hullámos szakasz legalább egyik vége valamint a menet második másodlagos szakasza között valamint a szomszédos menet első elsődleges szakasza között, valamint hogy a közbenső hullámos szakasz kidomborodó része erőteljesen és lényegében érintőlegesen csatlakozzon az említett végrészhez.

Előnyös, ha a találmány szerinti hajlékony csővezeték csőszerű rétegét alkotó alakos szalag méreteinek meghatározásánál a szalag anyagának e szélességéhez képest vagy pedig a kialakítandó csőszerű réteg belső D átmérőjéhez viszonyítva az alábbi arányokat tartjuk szem előtt:

1. A második mellékszakasz végrészének b hossza: b>0,5e, és előnyösen 0,5e < b < 2e.

2. A második mellékszakasz közbenső hullámos szakaszának a hossza: 3e < a < 8e.

3. A második mellékszakasz közbenső hullámos szakaszának d magassága: 0,5e < d < 3,5e.

4. A második mellékszakasz összekötőrészének c hossza: e < c < 4e.

5. Az alakos szalag feltekercselésével kialakított csőszerű réteg h magassága, azaz a radiális távolság a csőszerű réteget alkotó spirál főszakaszának belső felülete valamint a szomszédos menetet alkotó szalagnak a csőszerű réteget alkotó külső felülete között: h > 4,5e.

6. Az alakos szalag 1 szélessége, azaz a szalag domború radiális részeinek egy-egy azonos pontja között mért axiális távolság: 50e < 1 < lOOe.

HU 209 656 B

7. A feltekercselt szalag átlagos P menetemelkedése, azaz két szomszédos menet első domború radiális részei között mért axiális távolság, más néven a szomszédos menetek közötti axiális játék: 0,05D < P < 0,5D.

A közbenső hullámos szakasznak lekerekített keresztmetszetű vagy pedig hengeres, sima felületű középső része van, melyet két ívelt szegmens fog közre. Ez a középső rész, amelynek kialakításától függően csúcsa vagy felülete célszerűen a szomszédos menet első mellékszakaszának belső oldalának feszül neki, két átmeneti vízszintes szakasz közé van beszorítva. Ez a két ívelt alakú átmeneti szakasz, melyek görbülete pont ellentétes ívű a közbenső hullámos szakasz görbületével, érintőlegesen csatlakozik a végrészhez és az összekötőrészhez. A hullámos szakasz középső része (előnyösen) inflexiós ponttal, vagy pedig egyenes vonallal 2e-nél kisebb hosszon ugyancsak érintőlegesen csatlakozik a két járulékos vízszintes részhez. Az inflexiós ponthoz húzott érintő szöge vagy pedig az egyenes vonal dőlésszöge a csőszerű réteg tengelyéhez képest előnyösen 45 és 80° között van megválasztva.

A találmány szerint kialakított alakos szalag különösen nagy ellenállóképességű a hajlításokkal szemben abban az esetben, ha az ívelt szakaszok görbületi sugarának legnagyobb értéke összemérhető az érintett alakos szalag adott szakaszára jellemző méretekkel. Különösen érdekes eredményeket figyeltünk meg l,5e tartományba eső görbületi sugárral rendelkező ívelt szakaszok esetén, ahol a görbületi sugarat az adott elem felező síkjában mértük, de az elemek bármely keresztmetszetében mért görbületi sugárnak sem célszerű az említett értéket alulmúlnia. A találmány szerinti alakos szalagot hagyományos hidegalakítási technológiákkal, alakítógörgőkkel stb. állíthatjuk elő, különösen célszerű előállításuk olyan folyamatos spirál előállító eljárással, amelyet például hajlékony csővezetékek gyártására javasol az FR-A-2.555.920 számú szabadalmi leírás.

A találmányt az alábbiakban a mellékelt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt hajlékony csővezeték példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti hajlékony csővezeték egy lehetséges kiviteli alakjának oldalnézete, részben metszve, a

2. ábra egy további lehetséges kiviteli alak félnézete/félmetszete, a

3. ábrán az 1. ábra szerinti kiviteli alak csőszerű rétegének kinagyított részlete látható, és a

4-7. ábrákon a hajlékony csővezeték csőszerű rétegét alkotó különböző szalagkialakításokat tüntettünk fel.

Az 1. ábrán úgynevezett „durva furatú” találmány szerinti hajlékony csővezetéket tüntettünk fel, amelynek alacsony menetemelkedéssel szorosan egymás mellé illetve egymásra feltekercselt alakos szalagból kialakított 1 csőszerű rétege van, ahol a szalag szomszédos menetei egymásba vannak akasztva. Az 1 csőszerű réteget alkotó szalag keresztmetszetét részletesebben később, a 3. ábra kapcsán ismertetjük. Az 1.

ábrán látható 1 csőszerű réteg alkotja a hajlékony csővezeték belső testét, amely a hajlításokkal szembeni ellenállóképességet biztosítja. A hajlékony csővezetéknek az 1 csőszerű rétegen túl további, nagy szakítószilárdságú és a csővezetékben uralkodó belső nyomással szemben nagy ellenállóképességű 2 erősítő rétege van, amely például egy vagy két, egymásra keresztezve felhordott fémhuzal rétegből vagy más, nagy húzószilárdságú anyagból készülhet. Végül, de nem utolsósorban a bemutatott hajlékony csővezeték vízálló, szigetelő 3 közbenső réteget tartalmaz, amely az 1 csőszerű réteg és a 2 erősítő réteg között van elrendezve. Az említett három alkotórészt közismert módon 4 külső burkolat zárja le.

A 2. ábrán úgynevezett „sima furatú” hajlékony csővezetéket tüntettünk fel, amelynél a vízzáró, szigetelő 3’ közbenső réteg megnevezésétől eltérően nem az 1 ’ csőszerű réteg és a 2 erősítő réteg között, hanem az 1’ csőszerű rétegen belül helyezkednek el. Ebben az esetben az 1 ’ csőszerű réteg szolgál a csővezeték hajlító igénybevételekkel szembeni ellenállóképességének biztosítására és egyben a belső nyomás vagy nyomásváltozások okozta dinamikus igénybevételek felvételére is.

Áttérve a 3. ábrára, látható, hogy az 1 csőszerű réteget alakosan kiképzett szalag alkotja. A szalag anyaga bármilyen, a fenti célra megfelelő és a szalag készre alakításakor fellépő deformációt károsodás nélkül elviselő fém lehet, például ausztenites, ferrites acél vagy karbonacél vagy korrózióval szemben jó ellenállóképességű ötvözetek, például Inconel, vagy pedig alumíniumötvözetek.

A 3. ábrán az alakos szalagból képzett tekercs keresztmetszetét a szalag feltekercselt állapotában mutatja, pontosabban nem a teljes tekercs, hanem csupán két szomszédos menetet alkotó szalag keresztmetszetét.

Az 1 csőszerű réteget alkotó szalag e vastagságú és első hengeres 5 főszakasza van, amely meghajlított 7 központi részen át második 6 főszakasszal áll összeköttetésben. Az 5 és 6 főszakaszok domború 8, 9 radiális részben folytatódnak. A 8 radiális rész az 5 főszakaszszal koncentrikus első 10 mellékszakaszban folytatódik, míg a 9 radiális rész hengeres 11 összekötőrész és 12 végrész által közrefogott 13 hullámos szakaszban folytatódik. A 13 hullámos szakasz kidomborodása a második 6 főszakasz felé néz.

A rajzon a szomszédos menetek megfelelő elemeit azonos hivatkozási számmal, de egyszeres és kétszeres felső vessző indexszel láttuk el a könnyebb azonosíthatóság kedvéért.

Az 1 csőszerű réteg h magassága, továbbá a 13 hullámos szakasz a hossza és d magassága úgy van meghatározva, hogy a rajzon látható módon a szalag feltekercselt helyzetében all összekötőrész és a 12 végrész lényegében teljes b, c hosszuk mentén érintkeznek a szomszédos menetet alkotó szalag első 5’ főszakaszának belső oldalával, és előnyösen a 13 hullámos szakasz legömbölyített külső csúcsa a szomszédos menetet alkotó szalag első 10’ mellékszakaszával érintkezik.

Ezen kívül a 3. ábrán látható módon az első hen4

HU 209 656 Β geres 10 mellékszakasz az első hengeres 5 főszakasztól sugárirányban annyira el van tolva, hogy lényegében teljes hosszában érintkezésben áll a szomszédos menetet alkotó szalag második hengeres 6 főszakaszával.

A 4. ábrán feltüntetett kiviteli alaknál a 13a hullámos szakasz középső részének teljes f hosszában a szomszédos menetet alkotó szalag első 10’ mellékszakaszának belső oldalán felfekvő hengeres 14 része van. Ez a hengeres 14 rész kétoldalt egy-egy ívelt 15 szakaszon át kapcsolódik közvetlenül vagy az ábrán nem látható egyenes szakaszokon át a 11 összekötőrészhez illetve a 12 végrészhez.

A 4. ábrán bemutatott kiviteli alak esetében a hengeres 12 végrész valamint a 11 összekötőrész b és c hossza minimumra, szemmel láthatólag nullára van csökkentve, de a 13a hullámos szakasz két szélső átmeneti részét alkotó 15 szakaszok olyan ívben vannak kialakítva, hogy érintkeznek a szomszédos menetet alkotó szalag első 5’ főszakaszának szemben lévő felületével.

Az 5. ábrán látható kiviteli alaknál a 13 hullámos szakasz középső része valamint az azt kétoldalról határoló 11 összekötőrész és 12 végrész között egyegy g hosszúságú egyenes összekötőszár van kialakítva.

A 6. ábrán látható kiviteli alaknál a második mellékszakasz 12 végrésze enyhén kúposán húzódik, míg a 7. ábrán olyan, az előzőtől eltérő kiviteli alakot figyelhetünk meg, amelynél a 12 végrész hossza rendkívül rövid, az ábra szerint megközelíti a nullát.

A hajlítással kialakított szalag leírásának értelmezésénél természetesen az „első” valamint „második” kifejezések relatív értelműek, azaz egyiket a másikhoz viszonyítva kell értelmezni. Ez azt jelenti, hogy az első és a második 5, 6 főszakasz ugyanannak a menetnek a csővezeték hossztengelyéhez viszonyítva sugárirányban eltolt részét alkotja, de az 1 csőszerű réteg a hajlítással kiképzett alakos szalagból az alábbiakban részletesebben ismertetett két különböző módon állítható össze.

(I) Az első 5 főszakasz a belső oldalon, azaz a hajlékony csővezeték tengelyéhez közelebb helyezkedik el, mint a második 6 főszakasz, és a 13 hullámos szakasz, amelyet a második mellékszakasz alkot, ilyen esetben a csővezeték belső oldalán helyezkedik el a szomszédos menet első másodlagos 10’ szakaszához viszonyítva.

(·Π)Αζ első 5 főszakasz a külső oldalon helyezkedik el és ilyenkor a 13 hullámos szakasz is a külső oldalon fekszik.

Ezen túlmenően az 1 csőszerű réteget egyetlen hajlítással kialakított szalag feltekercselésével is előállíthatjuk úgy, hogy a szalag egymást követő menetei egymásba kapcsolódnak. Lehetőség van arra is az előzőek változataként, hogy két szomszédos alakos szalag egymás melletti fel tekercselésével állítjuk elő az 1 csőszerű réteget, ahol mindegyik szalag minden egyes menete mindegyik oldalon a másik szalag két menetének egyike révén van összefogva, ez a kiviteli alak bizonyos esetekben, például olyan esetben, ahol az összefogott szalag szélessége viszonylag keskeny a hajlékony csővezeték átmérőjéhez képest, igencsak előnyös lehet.

Az alábbiakban a találmány szerinti hajlékony csővezeték két különböző kiviteli alakjára adunk meg konkrét példát, ahol az 1 csőszerű réteget a 3. ábrán közelebbről is ismertetett keresztmetszetű feltekercselt alakos szalag alkotja az 1. táblázatban feltüntetett méretekkel. Az 1 csőszerű réteget A 181 304 jelzésű ausztenites acélból készült szalag feltekercselésével kaptuk.

1.táblázat

	1. példa	2, példa
A felhasznált szalag
- e vastagsága [mm]	0,7	1,5
- L szélessége [mm]	40	113
Feltekercselt szalag
- d [mm]	1,4	4,6
- a [mm]	4,0	10,4
- b [mm]	0,7	1,5
- c [mm]	0,9	2,3
-1 [mm]	23,0	60,2
Elkészített 1 csőszerű réteg
- h magassága [mm]	4,2	10,6
- D átmérője [mm]	101,6	304,8
- Menetemelkedése P [mm]	13,3	33,4
- Súlya kg/m	5,5	37,7
- Hajlítási ellenállása [bar]	79	51

A táblázatban megadott egységnyi súly közepes menetemelkedésű, az elkészített csővezeték tengelye mentén mért egy méter hosszúságú 1 csőszerű réteg súlyára értendő.

A megadott hajlítási ellenállás az elkészült 1 csőszerű réteg egységnyi külső nyomás hatására bekövetkező permanens deformációjára értendő. Ez az érték közvetlenül a hajlékony csővezetéknek a hozzátartozó hidrosztatikus nyomásnak megfelelő vízmélységben történő használatára vonatkozik, a csővezeték belső nyomását figyelmen kívül hagyva valamint elhagyva a hajlékony szerkezetnek más, erősítő rétegek által biztosított járulékos mechanikai szilárdítását.

A találmány szerinti alakos szalagból 1 csőszerű réteg előnyeit az 1. és 2. példának az alábbi 2. táblázatban felsorolt la és 2a példákkal történő összehasonlítása révén figyelhetjük meg, ahol az la és 2a példák a jelenlegi műszaki gyakorlatban alkalmazott, tekercselt szalagból készült hajlékony csővezetékre vonatkoznak, amelynél a második mellékszakasznak csupán egyetlen homorú axiális szakasza van, mint amilyen például az FR-A-2.555.970 számú szabadalmi leírásban látható.

HU 209 656 B

2.táblázat

	1. példa	2. példa
A felhasznált szalag
- e vastagsága [mm]	0,7	2
- L szélessége [mm]	28	80
Feltekercselt szalag
-1 szélessége [mm]	16,0	42,8
Elkészített 1 csőszerű réteg
- h magassága [mm]	3,5	10,0
- D átmérője [mm]	101,6	304,8
- Menetemelkedése P [mm]	9,7	27,6
- Súlya kg/m	5,3	45,3
- Hajlítási ellenállása [bar]	60,8	52

Az la. példában az L = 28 mm széles, 0,7 mm vastag szalagból, amelynek súlya így megközelíti az 1. példában szereplő 5,3 kg/m súlyú, 101,6 mm átmérőjű szalag súlyát, végső formára alakított szalag szélessége 16 mm, az 1 csőszerű réteg vastagsága 3,5 mm, vagy pedig a szalag e vastagságának ötszöröse, az 1. példában olvasható 4,2 mm helyett.

Megfigyelhető, hogy az la. példa szerinti hajlékony csővezeték hajlítási ellenállása csupán 60,8 bar, szemben az 1. példában leírt 79 bar értékkel. A találmány szerint kialakított szalagot tartalmazó hajlékony csővezeték ezért jelen esetben hozzávetőlegesen 30%-kal nagyobb vízmélységekben alkalmazható a csővezeték készítéséhez felhasznált anyag mennyiségének növekedése nélkül.

Ezen túlmenően az la. példában a menetemelkedés csupán 9,7 mm, szemben az 1. példában leírt 13,3 mmrel. Az a sebesség, amellyel az általánosan használt tekercselő berendezéseken a hajlékony csővezeték készül, általában arányos a kapcsolódó szalagmenetek hossztengely mentén mérhető menetemelkedésével, ezért a találmány szerinti hajlékony csővezeték adott hosszúságához felhasznált idő a példák tanúsága szerint 27%-kal rövidebb, mint a technika állásához tartozó hajlékony csővezeték ugyanolyan hosszának előállítására fordított idő. Ez a gyártási költségek nagymérvű csökkenését is maga után vonja.

A 2a. példa esetében annak érdekében, hogy a 2. példához hasonlóan, lényegében azonos értékű 52 baros hajlítási ellenállást kapjunk, a szalag vastagságát

1,5 mm-ről 2 mm-re kell emelnünk úgy, hogy a szalag szélességét L = 80 mm-re választjuk meg.

Az 1 csőszerű réteg h magassága 10 mm, viszonylag megközelíti az 1. példa értékét, ám csupán ötszöröse az alakra hajlított szalag e vastagságának, az 1. példában szereplő hétszeres értékkel szemben. A kész csővezeték súlya 37,7-ről 45,3 kg/m-re nőtt, ez a 20%os növekedés észlelhető költségnövekedést okoz a viszonylag nagy átmérőjű csövek gyártásánál, azaz a 2. és 2a. példa esetében, amelynél a csővezeték gyártásához felhasznált anyag költsége a gyártás összköltségében jelentősebb tételt jelent.

Ezen túlmenően, mivel a 2a. példában a menetemelkedés értéke 27,6 mm a 2. példában szereplő 33,4 mm helyett, ugyanolyan hosszúságú csővezeték gyártásához szükséges idő 21%-kal nagyobb. Mindezt összegezve megállapíthatjuk, hogy azonos szilárdságú hajlékony csővezeték a 2a. példában szereplő alakos szalagból kialakítva hozzávetőlegesen 20%-kal drágább, mint a 2. ábra szerinti szalagból kialakítva. Ezen túlmenően a 20%-os súlynövekedés óhatatlanul a legnagyobb felhasználási vízmélység csökkenését vonja maga után, mert a vízmélység a vízfelszíntől leengedett hajlékony csővezeték teljes súlyától függ, legnagyobb megengedett nyújtási szilárdságához képest.

Más előnyök mellett a találmány szerinti, alakos szalaggal kiképzett hajlékony csővezeték a mindenkori felhasználási helyzethez számos módon optimalizálható. Bizonyos esetekben az alakos szalagot lényegesen nagyobb menetemelkedéssel tekerhetjük fel, mint az ismert keresztmetszetű szalagoknál használt menetemelkedés értékek, módosítva a felhasznált szalag kiindulási valamint alakítás utáni szélességi méreteit anélkül, hogy a csővezeték szerkezetét nehezebbé vagy a csővezetéket általában gyengébbé tennénk. Ez a lehetőség különösen kis, 25-50 mm átmérőjű csővezetékek esetén előnyös.

Egy másik lehetséges kialakítás szerint a csővezeték súlya egy adott hajlítási ellenállóképesség biztosítására minimalizálható az 1 csőszerű réteg h magasságának megváltoztatásával, ez a lehetőség a találmány szerint kialakított alakos szalagnak köszönhető. Az ismert termékekkel összehasonlítva a gyártási költségek csökkentése érdekében különösen ajánlatos elsősorban a viszonylag nagy átmérők, pl. 250500 mm-es átmérők esetén vagy olyan esetekben, ahol rendkívül drága anyagot kell felhasználni, például Inconel ötvözetet a korrózióval szembeni ellenállás növelésére. A hajlítási ellenállóképesség és a súly közötti optimális arány különösen fontos a nagy víz alatti mélységekre tervezett hajlékony csővezetékek esetében.

A nagyszámú elméleti tanulmány valamint kísérlet eredményei alapján kitűnt, hogy a megfigyelt, a találmány szerinti hajlékony csővezeték lényegét alkotó alakos szalag használatának köszönhető minőségi változások szoros összefüggésben állnak a szalag különleges alakjának szilárdsági és merevségi növekedésével. A javasolt kialakítással elért csőmerevség lényegében mind az 1/e, azaz a készrehajlított szalag szélességének és vastagságának arányát, mind pedig a h/e, azaz a készrehajlított szalag magasságának és vastagságának arányát lényegesen megnövelheti. A h/e arány nagyobb értéke a készrehajlított szalag hajlékony merevségének lényeges megnövekedését vonja maga után, ami viszont az 1 csőszerű réteg hajlítási ellenállóképességének növekedésével jár együtt, mint azt a korábbiakban bebizonyítottuk. Mivel különösen érdekes eredményeket nyertünk ötnél nagyobb h/e arány alkalmazásával, meg kell jegyeznünk, hogy legalábbis tudomásunk szerint nem létezik olyan hajlékony csővezeték, amelyet alakos szalag feltekercselésével hoztak létre úgy, hogy az alakos szalag h/e aránya nagyobb lenne Ötnél.

HU 209 656 B

Ezeken túl a kísérleteknél felhasznált prototípus gyártása meglepő módon kimutatta, hogy a találmány szerinti hajlékony csővezeték a hagyományos ipari gyártóberendezéseken elkészítve jobb minőségű alakkal gyártható, mint az ismert hajlékony csővezetékek anélkül, hogy a gyártási költségeket speciális elővigyázatossági vagy gyártási intézkedésekkel meg kellene növelni.

így a találmány szerinti hajlékony csővezeték alakos szalagból feltekercselt 1 csőszerű rétegét vagy rétegeit a hajlékony csővezeték megerősítésére szolgáló egyik eszközként használhatjuk, míg a vízzáró, tömített kivitelt egy műanyagból vagy elasztomer anyagból készült belső csővel vagy réteggel biztosíthatjuk. Ez az anyag elsősorban az úgynevezett „durva furatú” hajlékony csővezetékek belső testének kiképzésére alkalmas. Ez a réteg a hajlékony csővezeték külső felére is kerülhet, ahol mechanikus védőrétegként szolgál, azonban a „sima furatú” hajlékony csővezetékben fellépő belső nyomások kerületi erőhatásainak ellenálló belső rétegként is tekinthető.

A hajlékony csővezeték 1 csőszerű rétege ezenkívül a hajlékony fémcsövek kizárólagos anyagát is alkothatja, amilyent például a már korábban hivatkozott francia szabványelőírások is részletesen leírnak, amelyet szükség esetén a 13 hullámos szakasz belső üregébe ugyancsak feltekercselten behelyezett tömítéssel egészíthetünk ki.

Szakember számára világos, hogy a találmány szerinti hajlékony csővezeték számos más, a találmány oltalmi körén belül eső, azonban itt részletesen nem ismertetett módon is kialakítható és kiegészíthető, így például az 1 csőszerű réteg külső műanyag vagy elasztomer réteggel vehető körül, vagy külső védőcsőbe húzható.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Hajlékony csővezeték, amelynek legalább egy, lényegében elnyújtott S keresztmetszetű és az S-alak révén egymásba kapaszkodó alakos szalagból kis menetemelkedéssel feltekercselt csőszerű rétege van, ahol az alakos szalagnak koaxiális hengeres első és második főszakasza van, amelyek a csővezeték sugárirányában egymástól távközzel vannak elrendezve és a csővezeték hossztengelyéhez viszonyítva ferde központi részen át vannak egymással összekapcsolva, és az első és második hengeres főszakaszok közül az első főszakasz egy első domború radiális részen át egy első mellékszakasszal, a második főszakasz egy második domború radiális részen át egy második mellékszakasszal van összekötve, és az első mellékszakasz sugárirányban akkora távközzel van az első hengeres főszakasztól elválasztva, hogy a szalag végleges, feltekercselt állapotában lényegében teljes hosszában a szomszédos menetet alkotó szalag második főszakaszához illeszkedik, és a második mellékszakasz az első domború radiális részhez kapcsolódó, előnyösen hengeres összekötőrészt, végrészt, és az összekötőrész és a végrész között kiképzett, közbenső hullámos szakaszt foglal magába, melynek kidomborodó része a második főszakasz felé mutat, továbbá a második mellékszakasz úgy van elrendezve, hogy összekötőrésze (11) a szalag feltekercselt állapotában a szomszédos menetet alkotó szalag első főszakaszának (5’) támaszkodik, azzal jellemezve, hogy a szalag feltekercselt állapotában a közbenső hullámos szakaszt (13) követő végrésze (12) a szalag feltekercselt állapotában a szomszédos menetet alkotó szalag első főszakaszának (5’) támaszkodik.
2. Az 1. igénypont szerinti hajlékony csővezeték azzal jellemezve, hogy a végrész (12) hengeres, és teljes hosszában a szomszédos menetet alkotó szalag első főszakaszának (5’) támaszkodik.
3. Az 1. igénypont szerinti hajlékony csővezeték azzal jellemezve, hogy a végrész (12) hegyes vége a szomszédos menetet alkotó szalag első főszakaszának (5’) támaszkodik.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti hajlékony csővezeték azzal jellemezve, hogy a közbenső hullámos szakasz (13) kidomborodó része a szomszédos menetet alkotó szalag első mellékszakaszával (10’) érintkezik.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti hajlékony csővezeték azzal jellemezve, hogy a közbenső hullámos szakasz (13) kidomborodó része lekerekített keresztmetszetű, és érintőlegesen két átmeneti szakasszal (15) kapcsolódik, amelyek a kidomborodó résszel ellentétes irányban íveltek.
6. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti hajlékony csővezeték azzal jellemezve, hogy a közbenső hullámos szakasz (13a) előnyösen teljes hossza (f) mentén a szomszédos menetet alkotó szalag első mellékszakaszával (10’) érintkező hengeres központi részt (14) tartalmaz, és érintőlegesen két átmeneti szakasszal (15) kapcsolódik, amelyek a hengeres központi résszel (14) ellentétes irányban íveltek.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti hajlékony csővezeték azzal jellemezve, hogy a második mellékszakasz végrészének (12) hossza (b) a szalag anyagának szélességéhez (e) képest: b > 0,5e, és előnyösen 0,5e < b < 2e.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti hajlékony csővezeték azzal jellemezve, hogy a második mellékszakasz közbenső hullámos szakaszának (13) hossza (a) a szalag anyagának szélességéhez (e) képest: 3e < a < 8e.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti hajlékony csővezeték azzal jellemezve, hogy a második mellékszakasz közbenső hullámos szakaszának (13) magassága (d) a szalag anyagának szélességéhez (e) képest: 0,5e < d < 3,5e.
10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti hajlékony csővezeték azzal jellemezve, hogy a szalag feltekercselésével kialakított csőszerű réteg magassága (h) a szalag anyagának szélességéhez (e) képest: h > 4,5e.
11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti hajlékony csővezeték azzal jellemezve, hogy a második

HU 209 656 Β mellékszakasz összekötőrészének (11) hossza (c) a szalag anyagának szélességéhez (e) képest: c < 4e.
12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti hajlékony csővezeték azzal jellemezve, hogy a szalag szélessége (1), azaz a szalag domború radiális részei (8, 9) 5 között mért axiális távolság a szalag anyagának szélességéhez (e) képest: 50e < 1< lOOe.
13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti hajlékony csővezeték azzal jellemezve, hogy a feltekercselt szalag átlagos menetemelkedése (P), azaz két szomszédos menet első domború radiális részei (8, 8’) között mért axiális távolság a kialakított csőszerű réteg belső átmérőjéhez (D) képest: 0,05D < P < 0,5D.

HU 209 656 B Int.Cl.⁵: F 16L 11/16