NL8921048A

NL8921048A - Pijpbekleding en werkwijze voor het installeren daarvan.

Info

Publication number: NL8921048A
Application number: NL8921048A
Authority: NL
Original assignee: Insta Pipe Res
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1990-09-03
Also published as: DK128590D0; EP0394405A4; JPH02187323A; KR900701511A; EP0394405A1; AU4179089A; EP0365156A2; DK128590A; WO1990003260A1; EP0365156A3

Description

Pinpbekledina en werkwijze voor het installeren daarvan.

De onderhavige uitvinding is een "continuation-in-part" van de Amerikaanse octrooiaanvrage met serienummer 249.896 getiteld "pijpbekleding en werkwijze voor installatie daarvan" en door aanvraagster ingediend op 27 september 1988.

De uitvinding heeft betrekking op de renovatie van beschadigde ondergrondse pijpleidingen.

Het is bekend om beschadigde.pijpsecties te vervangen door middel van "slip lining", dat wil zeggen het invoeren van een tweede pijp met een kleinere diameter door een bestaande pijp. Deze techniek verlangt echter een bepaalde hoeveelheid ontgraving die kostbaar is, tijdrovend en in het bijzonder onpraktisch in dicht bebouwde stedelijke gebieden. Bovendien reduceert de bij "slip lining" gebruikte dunnere pijp de capaciteit van de pijpleiding aanzienlijk.

Het is ook bekend om pijpleidingen in situ te bekleden door het invoeren van een vouwbare kous in de pijp. Een binnenoppervlak van de kous is geïmpregneerd met een thermohardende hars. De kous wordt omgekeerd wanneer deze voortgaat door de beschadigde pijp onder invloed van hydrostatische druk. De kous wordt aldus binnenstebuiten gekeerd met zijn hars-geimpregneerde oppervlak gekeerd naar de binnenwanden van de beschadigde pijp. Water binnen de bekleding wordt dan voor enige uren verwarmd en gehercirculeerd, waardoor de thermohardende hars hardt om een nieuwe pijp binnen de oorspronkelijke pijp te vormen.

Noch de voornoemde slip lining-werkwijze noch de werkwijze met de omgekeerde thermohardende-harskous resulteert in het binden van de kous aan de pijp.

De pijpbekleding volgens de uitvinding omvat een elastomere buis met een buitendiameter die enigszins kleiner is dan de binnendiameter van de beschadigde pijp. De buis is omgeven door een paar vezelroosters, die in radiale richting op afstand van elkaar gehouden worden door een laag van schuim met open cellen. Hars wordt ingebracht in het schuim juist voorafgaande aan het invoeren van de bekleding in de pijp. Daarna worden de elastomere buis, het harsgeïmpregneerde schuim en de vezelroosters radiaal naar buiten toe gespannen onder samendrukking van het schuim en het radiaal naar binnen toe door het binnenste vezelrooster en radiaal naar buiten toe door het buitenste vezelrooster dwingen van het hars daarin naar een bindend contact met respectievelijk de elastomere buis en de binnenwand van de beschadigde pijp·

Figuur 1 is een dwarsdoorsnede van een beschadigde pijp tijdens het bekleden met de pijpbekleding volgens de onderhavige uitvinding.

Verwijzend naar de tekening waarin de voorkeursuitvoering van de uitvinding weergegeven is, is een pijpbekleding 10 waar te nemen, die opgebouwd is volgens de uitvinding en een relatief dunne, ongeperforeerde elastomere binnenbuis 12, bijvoorbeeld van polyurethaan, omvat, met een diameter die enigszins kleiner is dan de nominale diameter 13 van een te reonoveren pijpsectie 14. Een in radiale richting binnengelegen, voor wapening bestemd vezelrooster 16, bijvoorbeeld glasvezeldoek, omgeeft de elastomere buis 12 en is gevormd om enigszins uitzetbaar te zijn in radiale richting. Een schuimlaag 18 van bijvoorbeeld polyurethaanschuim met open cellen is in radiale richting buitenwaarts van het vezelrooster 16 geplaatst om te functioneren als een reservoir voor epoxyhars. Een buitengelegen vezelrooster 20 van bijvoorbeeld glasvezeldoek is geplaatst om de schuimlaag 18 heen.

Meer in het bijzonder kunnen geschikte harssamenstellingen bestaan uit ongemodificeerde epoxyhars (equivalentgewicht 190-DER-331 of gelijkwaardig} of gemodificeerde epoxyhars (82% DER-331 met 18% azepoxy 8 verdunningsmiddel), beide aangeboden door Dow Chemical. Gelijkwaardige producten van Shell, RCI en CIBA zijn verkrijgbaar.

DER-324 bevattend een verdunningsmiddel kan gebruikt worden als een viscositeitsverlager voor het epoxymengsel Van Sherex Chemical verkregen azepoxy 8 kan gebruikt worden met DER—331.

Tot versnellers behoren polyamiden van Sherex Chemical, aangeduid als Azamide 325 en 340, Amido-Aminen van Sherex, aangeduid met 300 en 360, gemodificeerd Aliphatic Amine 1510 van Pacific-Anchor, en een Mannich base van Sherex, aangeduid als Azamine 240. DMD-30 (Rohm & Haas) en Nonyl Phenol kunnen ook gebruikt worden als versnellers.

Als gevolg van zijn vermogen om goed te binden aan natte oppervlakken wordt Azamine 240 bij voorkeur gebruikt als een hardingsmid del. Zo kan bijvoorbeeld een Azamine 240/LOC-I-8 systeem versneld worden met DMP-30. De hechteigenschappen van dit Azamine-240 systeem maakt het mogelijk water te gebruiken om de verzadigde pijpbekleding tijdens het installeren naar zijn positie te laten drijven in de pijp.

De hoeveelheid hars die gebruikt wordt voor een pijp met een diameter van ongeveer 0,2 meter bedraagt ongeveer 1,5 kg/meter. De gebruikte hoeveelheid DMP-30 versneller wordt gevarieerd afhankelijk van de temperatuur en de geschatte tijd die benodigd is voor installatie.

Bij een gerealiseerde uitvoering van de uitvinding werd bijvoorbeeld het volgende harssysteem gebruikt:

Handelsnaam Technische naam gebruik en functie en/of omschrijving hoeveel- _ _ heden 1) EPOXY HARS (Gelijkwaardige gebruikte producten)

Shell Epon 828 Digiycidyl Ether CIBA Adaldite 6010 van Bisphenol A.

DOW DER-331 Equiv. gewicht 190 100 delen

2) HARDINGSMIDDEL

Sherex Polymers Mannich

Azamine 240 Base 50-80 delen

3) VERSNELLER

Rohm & Haas DMP-30 2, 4, 6 Trisoimethyl

Amino Methyl

Phenol 2-10 delen

4) EPOXY VERDUN-NINGSMIDDEL

Azepoxy 8 Mono Epoxide

Aliphatic Glycidyl

Ether bestaande uit C12 & C14

Alkyl groepen 0-20 delen

De hoeveelheid Azepoxy 8 wordt gevarieerd om de viscositeit van het systeem aan te passen. De hoeveelheden Azamine 240 en DMP-30 worden gevarieerd om de reactiesnelheid van het harssysteem aan te passen.

Om de pijpdikte op een minimum te houden werd 1/4 inch (ongeveer 6 mn) urethaanschuim gebruikt. De dwarsdoorsnede van de pijp is als volgt: 1) Binnengelegen bekleding = 15 mil (ongeveer 0,4 mm) urethaan- film-PT 9200 Deerfield Urethane, Inc.

2) Radiaal binnengelegen glazen doekwapening =7 1/4 ounce (ongeveer 0,21 kg) geweven glasvezel-afwerkdoek BGF Industries .

3) Schuim = 1/4 inch (ongeveer 6 mm) urethaanschuim met open cellen, aangeduid als 1236 schuim.

4) Radiaal buitengelegen glasendoekwapening =9,6 ounce (ongeveer 0,27 kg) geweven glasvezel, geleverd door BGF industries.

Het 7 1/4 ounce (ongeveer 0,21 kg) en 9,6 ounce (ongeveer 0,27 kg) glasvezeldoek is gebruikelijk en gemakkelijk verkrijgbaar. Het schuim is ook een standaard handelsproduct dat gemakkelijk verkrijgbaar is. De 9200 urethaanfilm is verkrijgbaar bij Deerfield Urethane Inc.

Zoals te zien is in de tekening is een "pig" 30 geschikt om door middel van een kabel 32 door de bekleding 10 getrokken te worden, welke kabel gewoonlijk voorafgaande aan de invoering van de bekleding 10 in de pijp 14 geïnstalleerd is binnen de bekleding 10. Op alternatieve wijze kan de "pig" 30 door de bekleding 10 geblazen worden door middel van een drukverschil over de "pig" 30. In beide gevallen dwingt radiale buitenwaartse samendrukking van de schuimlaag 18 het daarin aanwezige hars tot in en door de binnengelegen en buitengelegen glasvezeldoeklagen 16 en 20 tot in contact met respectievelijk de buis 12 en de pijp 14.

Het eind van de bekleding 10 waarin de "pig" 30 ingebracht is wordt gesloten door middel van een plug 40 die voorzien is van een luchtafsluiter 42 daarin voor het toelaten van druklucht. Op deze wijze wordt radiale uitzetting van de bekleding 10 en samendrukking van het met hars geladen schuim achter de "pig" 30 verhoogd door luchtdruk. Bovendien wordt de bekleding 10 door de luchtdruk in de in radiale richting uitgezette toestand gehouden na de passage van de "pig" 30.

De "pig" 30 omvat een middenkern 50 met zich in radiale richting uitstrekkende borstels 52 daarop. De centrale kern 50 is aan tegenovergestelde einden daarvan voorzien van ringen 60 en 62 voor het ontvangen van de zich in voorwaartse richting uitstrekkende kabel 32 en een zich in achterwaartse richting uitstrekkende kabel 66.

Teneinde de beweging van de "pig" 30 door de pijpbekleding 10 te vergemakkelijken, is een rubber diafragma 70 aangebracht op de kern 50 ter plaatse van het achtereind daarvan om de vorming en het in stand houden van een luchtdrukverschil over de "pig" 30 te verzekeren. De buitendiameter van het rubber diafragma 70 is kleiner dan de inwendige diameter van de elastomere buis 12 van de bekleding 10, waardoor de borstels 52 van de "pig" 30 werken als een legering voor de "pig" 30, zonder dat sleepweerstand geïnduceerd wordt door het diafragma 70 als gevolg van de schuivende aangrijping van de buis 12.

Het samenstellen van de bekleding 10 in de pijp 14 wordt aangevangen door het verzadigen van de schuimlaag 18 van de bekleding 10 met hars, zoals door het invoeren van de bekleding 10 in een harsbad. Een vooreind 80 van de pijpbekleding 10 wordt door elk geschikt middel gesloten, zodat het inwendige daarvan lucht- en waterdicht is. Bij voorkeur wordt een kleine hoeveelheid lucht in de pijpbekleding 10 ingevoerd, die voldoende is om de bekleding 10 op de waterspiegel te laten drijven, welk water gewoonlijk aanwezig is of ingevoerd wordt in de te herstellen pijp. Opgemerkt wordt dat onder normale omstandigheden in dergelijke pijpen vaak gevangen poelen grondwater aanwezig zijn. In afwezigheid van grondwater kan de normale helling van de pijp 14 gebruikt worden door het afdekken van het benedeneind daarvan en het invoeren van de bekleding 10 vanaf het relatief hogere eind in het voor drijf doeleinden in de pijp ingevoerde water.

Water dat binnen de pijp 14 maar buiten de pijpbekleding 10 gevangen zit moet verwijderd worden om een juiste binding tussen de bekleding 10 en de pijp 14 te bewerkstelligen. Dit wordt bereikt door toe te laten dat het gevangen water uit de pijp 14 naar buiten kan stromen tot de mate waarin een dergelijke stroming bewerkstelligd kan worden door zwaartekracht.

Het is een kenmerk van de onderhavige uitvinding dat water, dat in de pijp 14 achterblijft, verwijderd wordt door het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding. In het bijzonder wordt dat water uit de pijp 14 gedwongen bij voortgang van de "pig" 30, eigen aan de installatie van de pijpbekleding 10.

Nadat de pijpbekleding 10 volledig ingevoerd is in de pijp 14 wordt een geregelde drukontlasting of -ontluchtingsklem 82 bevestigd aan de bekleding 10 om het inwendige van de bekleding 10 vóór de "pig" 30 te ontluchten tot enigszins boven atmosferische druk en de kabel 32 te geleiden. De "pig" 30 wordt in een tegenoverliggend eind 84 van de bekleding 10 ingevoerd, gevolgd door de eindplug 40. Daarna wordt lucht onder druk ingebracht door de luchtafsluiter 42 in de plug 40 heen achter de "pig" 30, waardoor de "pig" 30 gedwongen wordt naar links te bewegen, zoals gezien op de tekening, onder de invloed van een luchtdrukverschil over de "pig" 30 als gevolg van de ontluchte kap 82. Beweging van de "pig" 30 kan versterkt worden door de kabel 32 of beperkt worden door de kabel 66, naar wens.

Wanneer de "pig" 30 door de pijp 14 en de bekleding 10 heen beweegt initiëren de borstels 52 daarvan een geleidelijk aan toenemende, radiaal naar buiten toe gerichte druk op de bekleding 10, waardoor samendrukking van de harsgeïmpregneerde schuimlaag 18 daarvan bewerkstelligd wordt, waardoor het hars gedwongen wordt in radiale richting naar binnen en naar buiten toe te vloeien tot in innige, inkapselende verhouding met de in radiale richting binnengelegen en buitengelegen glasvezeldoeklagen 16 en 20 alsook door de in radiale richting binnen en buitengelegen glasvezellagen 16 en 20 heen tot in innig contact met respectievelijk het in radiale richting buitengelegen oppervlak van de buis 12 en de in radiale richting binnengelegen wand 13 van de pijp 14. Opgemerkt wordt dat de borstels 52 van de "pig" 30 ertoe neigen de bekleding 10 in radiale richting te spannen naar de in radiale richting samengedrukte toestand, welke werking en toestand versterkt en in stand gehouden wordt door de relatief hoge luchtdruk, bijvoorbeeld 5 psi (ongeveer 35 kPa) achter de "pig" 30. Het wordt verder opgemerkt dat zowel de lucht als het water, aanwezig tussen de bekleding 10 en de binnenwand 13 van de pijp 14, in axiale richting voor de "pig" 30 uit, maar buiten de bekleding 10, bewogen wordt. Op deze wijze wordt de door het schuim gedragen hars in feite "aangedrukt" om vermengd water en vermengde lucht te verwijderen, resulterend in een bekleding die vrij is van holle ruimtes en gebonden is aan de pijp 14 bij polymerisatie van de hars. Hiervoor is het belangrijk dat de luchtdruk vóór de "pig" 30 slechts voldoende is om de bekleding 10 gedeeltelijk op te blazen in tegenstelling tot het geheel opblazen van de bekleding 10 met resulterende samendrukking van het schuim 18 en mogelijke opsluiting van lucht en water.

Hoewel de voorkeursuitvoering volgens de uitvinding beschreven is, moet begrepen worden dat de uitvinding vatbaar is voor wijzigingen zonder buiten de strekking van de volgende conclusies te treden.

Claims

1. Een bekleding voor een pijp omvattend: een ongeperforeerde binnenbuis, een eerste, de buis omgevende vezelmatrix, een de eerste vezelmatrix omgevende laag van schuim met open cellen, een polymeriseerbare hars in het schuim, en een tweede, de laag van schuim met open cellen omgevende vezelmatrix, waarbij radiale samendrukking van het schuim het vloeien van het hars door de eerste en de tweede vezelmatrix heen tot bindend contact met respectievelijk de buis en de pijp bewerkstelligt.

1. Een bekleding voor een pijp omvattend: een ongeperforeerde binnenbuis, een eerste, de buis omgevende vezelmatrix, een laag van de eerste vezelmatrix omgevend, harsgeïmpregneerd overdrachtmedium, en een tweede, de laag overdrachtmedium omgevende vezelmatrix, waarbij radiale samendrukking van de laag overdrachtsmedium het vloeien van de hars door de eerste en de tweede vezelmatrix heen tot in bindend contact met respectievelijk de buis en de pijp bewerkstelligt.

2. Een bekleding volgens conclusie 1, waarbij het hars omvat 100 delen Digiycidyl Ether van Bisphenol A. equivalent gewicht 190, een hardingsmiddel dat 50 tot 80 delen Mannich Base omvat, een versneller die 2-10 delen 2, 4, 6 Trisoimethyl Amino Methyl Phenol omvat, en een epoxyverdunningsmiddel, dat 0-20 delen Mono Epoxide Aliphatic Glycidyl Ether bestaande uit C12 en C14 Alkylgroepen omvat.

2. Een bekleding volgens conclusie 1, waarbij het overdrachtsmedium schuim met open cellen omvat.

3. Werkwijze voor het bekleden van een pijp omvattend de stappen van het verschaffen van een ongeperforeerde flexibele buis, het omgeven van de buis met een laag van schuim met open cellen, het impregneren van de schuimlaag met een kunststof hars, het invoeren van de buis en de geïmpregneerde schuim in een te bekleden pijp, en het radiaal naar buiten toe spannen van de flexibele buis om het schuim samen te drukken teneinde het hars daarin buitenwaarts te dwingen tot in contact met de buis.

3. Een werkwijze voor het bekleden van een pijp omvattend de stappen van het verschaffen van een ongeperforeerde, flexibele buis, het omgeven van de buis met een eerste laag, het impregneren van de eerste laag met een kunststof hars, het invoeren van de buis en de geïpregneerde laag in een te bekleden pijp# en het radiaal naar buiten toe spannen van de flexibele buis om de zich daarin bevindende hars buitenwaarts te dwingen tot in contact met de buis.

4. De werkwijze volgens conclusie 3, waarbij de stap van het spannen het inbrengen van lucht onder druk in de buis omvat.

5. De werkwijze volgens conclusie 3, omvattend de stap van het in radiale richting binnenwaarts van het schuim omgeven van de buis met een vezelmatrix.

5. De werkwijze volgens conclusie 3, omvattend de stap van het in radiale richting binnenwaarts van de eerste laag omgeven van de buis met een vezelmatrix.

6. De werkwijze volgens conclusie 3, omvattend de stap van het omgeven van de schuimlaag met een vezelmatrix.

6. De werkwijze volgens conclusie 3, omvattend de stap van het met een vezelmatrix omgeven van de eerste laag.

7. De werkwijze volgens conclusie 3, omvattend de stap van het gedeeltelijk vullen van de pijp met water, het gedeeltelijk opblazen van de buis, en het door de pijp laten drijven van de buis.

7. De werkwijze volgens conclusie 3, omvattend de stap van het gedeeltelijk vullen van de pijp met water, het gedeeltelijk opblazen van de buis, en het laten drijven van de buis door de pijp.

8. De werkwijze volgens conclusie 3, omvattend de stap van het bewegen van een "pig" door de buis om radiale samendrukking van de schuimlaag te bewerkstelligen.

8. De werkwijze volgens conclusie 3, omvattend de stap van het bewegen van een "pig" door de buis om radiale samendrukking van de eerste laag te bewerkstelligen.

9. De werkwijze volgens conclusie 8, omvattend de stap van het achter de "pig" inbrengen van lucht onder druk.

9. De werkwijze volgens conclusie 8 omvattend de stap van het invoeren van lucht onder druk achter de "pig".

10. Een "pig" voor het bewerkstelligen van radiale uitzetting van een pijpbekleding, omvattend een centrale kern en een aantal van in omtreksrichting op korte afstand van elkaar aangebrachte borstels, die zich in radiale richting uitstrekken tot een diameter, die groter is dan de inwendige diameter van de pijpbekleding.

10. Een "pig" voor het bewerkstelligen van radiale uitzetting van een pijpbekleding, omvattend: een centrale kern en een aantal van in omtreksrichting, dicht bij elkaar aangebrachte borstels, die zich in radiale richting uitstrekken tot een diameter die groter is dan de inwendige diameter van de pijpbekleding.

11. Een "pig" volgens conclusie 10, omvattend een zich in radiale richting uitstrekkend diafragma voor het handhaven van een drukverschil over de "pig".

11. Een "pig” volgens conclusie 10, omvattend een zich in radiale richting uitstrekkend diafragma voor het handhaven van een drukverschil over de "pig". GEWIJZIGDE CONCLUSIES [Op 6 maart 1990 (06.03.90) ontvangen door het Internationale Bureau; oorspronkelijke conclusies 1-11 gewijzigd; nieuwe conclusies 12-15 toegevoegd (3 bladzijden)]

12. Een werkwijze voor het bekleden van een pijp, omvattend de stappen van: het verschaffen van een ongeperforeerde, flexibele buis, het met een eerste laag omgeven van de buis, het impregneren van de eerste laag met een kunsthars, het invoeren van de buis en de geïmpregneerde eerste laag in een te bekleden pijp, omvattend het gedeeltelijk vullen van de pijp met water, het gedeeltelijk opblazen van de buis, het door de pijp laten drijven van de buis, en het radiaal naar buiten toe spannen van de flexibele buis om de eerste laag samen te drukken teneinde het hars daarin naar buiten toe te dwingen tot in contact met de buis.

13. Een werkwijze voor het bekleden van een pijp omvattend de stappen van: het verschaffen van een ongeperforeerde flexibele buis, het met een eerste laag omgeven van de buis, het impregneren van de eerste laag met een kunsthars, het invoeren van de buis en de geïmpregneerde eerste laag in een te bekleden pijp, en het radiaal naar buiten toe spannen van de flexibele buis om de eerste laag samen te drukken teneinde het hars daarin naar buiten toe te dwingen tot in contact met de buis, omvattend het bewegen van een "pig" door de buis om radiale samendrukkmg van de eerste laag te bewerkstelligen.

14. De werkwijze volgens conclusie 13, omvattend de stap van het achter de "pig" invoeren van lucht onder druk.

15. De uitvinding als omschreven in conclusie 13, en verder omvattend het ontluchten van de buis vóór de "pig" om uitzetting van de buis voor de "pig" te beperken. -o-o-o-o-o-o-o-o-o-