NO136223B

NO136223B -

Info

Publication number: NO136223B
Application number: NO73772A
Authority: NO
Inventors: R H Westergaard
Original assignee: Sentralinst For Ind Forskning
Priority date: 1973-02-27
Filing date: 1973-02-27
Publication date: 1977-04-25
Also published as: NO136223C; FR2218967A1; IT1013769B; GB1468370A; DE2408801A1; FR2218967B1; NL7402679A

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et middel til å skaffe en fast og fortrinnsvis tett forbindelse mellom et hovedsakelig sylindrisk indre legeme og et hovedsakelig sylindrisk ytre legeme som omgir det indre, ved at et låseelement anbragt mellom det ytre og det indre legeme ved eksplo--Sjonsforming deformeres til inngrep med et av legemene ved hjelp av en sprengladning..Oppfinnelsen angår spesielt skjøting av langstrakte strengformede legemer, f.eks. rør, men også skjøting av massive strenger, kabler eller lignende. Det omgivende ytre legeme har fortrinnsvis form av en muffe eller hylse. Det kan f.eks. bestå av en separat muffe som omgir to rørender som skal skjøtes, men det sier seg selv at rouffen også kan være fast for-bundet med den ene av de strenger _som skal skjøtes, idet den annen streng settes inn i -muffen. Skjønt oppfinnelsen således kan anvendes på en rekke forskjellige områder, blant annet til skjøting av peler, strenger, vaiere ug elektriske ledninger samt til plugging av rør, er den utviklet spesielt med tanke på skjøting av rør ved legging av rørledninger, særlig undersjøiske gass- og oljeledninger.

Skjøting ay undersjøiske rør "foregår som oftest ombord på rørleggingslektere før rørene legges. Dette medfører store problemer ved utlegging av de skjøtede rør foråt disse ikke skal utsettes for utillatelige bøyningspåkjenninger under utleggin-gen. Fremgangsmåten har derfor ikke kunnet anvendes ved utlegging på store dyp. Det ville derfor være en fordel om skjøtin-gen av rørene, når forholdene tilsier det, kunne foregå på havbunnen. Både ved skjøting på havbunnen og ved skjøting på lektere er det av stor betydning at skjøteoperasjonen kan ut-føres sa enkelt og raskt som mulig. Kjente løsbare koblinger med flenser, skruer, muffer og lignende tilfredsstiller ikke kravet til lekkasjefrihet og sikker adgang til inspeksjon og. reparasjon- Permanente forbindelser er derfor å foretrekke.

Permanente rørforbindelser kan oppnås ved sveising, men på dypt vann må dette skje i en gassfylt dykkerklokke. Denne metode er meget kostbar og tidskrevende. Videre er der kjent forbindelsesmetoder hvor der antennes et sprengelement som gir den ønskede forbindelse. Disse metoder er av to forskjellige typer. Ved såkalt eksplosjonssveising bringes det ene legeme i forbindelse med det annet ved en gradvis fremadskridende "valse"-bevegelse. Ved såkalt eksplosjonsforming tilsiktes ingen sammensveising av materialene, og hensikten er å deformere legemene ved dannelse av vulster og lignende for å skaffe et kraftsluttende og. fortrinnsvis formsluttende inngrep mellom rør og muffe.

Eksempler på skjøting av rør ved eksplosjonsforming er vist i US-PS 2 367 206, 3 343 248, 3 572 768 og 3 710" 434 samt DT-OS 2 0-60 880. Ifølge det førstnevnte patentskrift anvendes der sprenglunter som legges utenpå en skjøtehylse. Dette med-fører ubehagelige sjokkbølger, spesielt når skjøtingen foregår under vann. Sjokkbølgen vil kunne skade rørleggingsutstyr i nærheten og umuliggjøre nærvær av mannskap, noe som naturligvis eri vesentlige ulemper som reduserer leggekapasiteten. Ifølge DT-OS Z 060 880 anvendes der.en eksplosiv ladning som er inne-sluttet i et forbrenningsrom mellom skjøtehylsen og et omgivende hus. Et slikt ytre hus som ikke inngår i skjøten, men tas av etterat skjøten er tilveiebragt, utgjør en ekstra utrustning som må monteres og tas av og således kompliserer skjøteopera-sjonen.

Ifølge US-PS 3 343 248. og 3 710 434 anvendes der også slike ytre mothold som tas av etter eksplosjonsformingen. Dess-uten anvendes der sprengladninger som ligger inne i røret og derfor er omstendelige å anbringe, foruten at der fås sjokk-bølger gjennom rørene og dermed også ut i det omgivende vann.

Ifølge US-PS 3 572 768 skal der anvendes en forbindelses-muffe som omgir røret med stor klaring foråt en og samme muffe skal kunne anvendes for flere rørdimensjoner. Låseelementet i denne muffe skal legge seg jevnt av mot røret over hele sin lengde, men der vil fås betydelige problemer med tilbakefjæring, bl.a. som følge av den store avstand mellom låseelementet og røret. Forbindelsen vil ikke bli tilfredsstillende ved annet enn små rør som er lite påkjent.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art som gir en pålitelig, fast forbindelse mellom store rør, mén som allikevel ikke forutsetter at det indre legeme er hult eller rørformet. Videre skal forbindelsen kunne tilveiebringes uten ekstra ut-vendige beskyttelseshylser som tas av etterat forbindelsen er tilveiebragt. Samtidig skal sjokkbølgen fra eksplosjonen redu-seres vesentlig, slik at skadelige virkninger på dykkerutstyr og undervannsarbeidere unngås.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at at der over lengden av forbindelsen benyttes én flerhet av låseelementer eller eventuelt et låseelement med en flerhet av låsepartier, som.deformeres slik at der i aksialretningen fås én rekke tett etter hverandre liggende, ringformede soner med formsluttende inngrep, og at der benyttes et eller flere låseelementer med minst mulig klaring mot det eller de legemer elementene skal deformeres til inngrep med. Dette sikrer en god forbindelse uten uønsket sterk tilbakefjæring. Selve materialet i muffe eller rør vil selv tjene som mothold ved elcsplo-sjonsformingen og beskytte omgivelsene mot sjokkbølger. For ytterligere reduksjon av sjokkbølgen fra eksplosjonen samt for å hindre for sterk deformasjon av de to legemer som skal forbindes, bør låseeleraentene resp. låsepartiene deformeres etter tur fo. r suksess-ivt å danne de i aksialretningen fordelte inngrepssoner.

Oppfinnelsen skaffer også et-middel til utførelse av fremgangsmåten. Dette er karakterisert ved at sprengladningen er anbragt i et hulrom i et som en separat innhul ring, hylse eller skruekveil utformet låseelement-, hvorved sprengladningens eksplosjonstrykk vil ekspandere den enkelte ring, hylse eller kveil til formsluttende inngrep med det indre og/eller det ytre sylindriske legeme.

Låseelementet kan være anordnet i et spor i det ene legeme og ved deformasjonen bringes i inngrep med det annet legeme. Låseelementet kan være innrettet til å deformeres både utover og innover for å komme i inngrep med både det ytre

og det indre legeme (muffen og røret) .

For oppnåelse av et formsluttende inngrep kan et eller begge legemer på forhånd være utformet med forsenkninger,

f.eks. ringspor, til mottagelse av låsepartiené eller låseelementene. Eventuelt kan det eller de legemer som låseelementene bringes i inngrep med ved deformasjonen, selv deformeres samtidig slik at et formsluttende inngrep oppnås.

Ytterligere trekk og fordeler- ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse under hen-visning til tegningen, som viser flere utførelseseksempler. Fig. 1 er et oppriss, delvis i lengdesnitt, gjennom en anordning ifølge oppfinnelsen for skjøting av to rør.

Fig. 2 viser et låseelement for anvendelse i anordningen

på fig. 1.

Fig. 3 er et snitt gjennom en anordning til forbindelse mellom spissenden av et rør og muffeenden av et tilgrensende, lignende rør. Anordningen omfatter tre låseelementer, hvorav det ene er vist i deformert tilstand etter antennélse av en inne i låseelementets gods anordnet sprengelement som innehol-der en sprengladning.

På fig. 1 er der vist to rørender 20a, 20b og en skjøte-muffe 21. Mellom skjøtemuffen 21 og ytterflaten av rørendene 20a, 20b ér der anordnet seks ringformede låseelementer 22\ Låseelementene består fortrinnsvis av. mykere materiale enn muffen 21 og rørene 20a, 20b, f.eks. av relativt mykt stål. I en kanal inne i godset av hvert av låseelementene 22 er der anordnet et sprengelement 23. Yttérflaten av rørendene 20a, 20b og en del av innerflaten av muffen 21 er utformet med grunne om-kretsspor 24 som låseelementene 22 kan ekspandere inn i- ved antennelse av sprengelementene 23. I muffen 21 kan der være tildannet hull 25 for en indikeringsinnretning til angivelse av at alle låseelementene 22 er deformert. Indikeringsinnret-ningen kan f.eks. utgjøres av en stift som skyves litt ut under deformasjonen av låseelementet. Alternativt kan indikasjonen skje elektrisk ved hjelp av kontakter som sluttes ved ekspansjon av låseelementet. Eventuelt kan strekklapper, trykkfølere eller lignende bygges inn og tilkobles ledninger for automatisk registrering av eksplosjonsforløpet i' kanalene i de forskjellige låseelementer.

Korrosjon mellom rørendene 20a og 20b og mellom rør og muffe 21 og/eller låseelement 22, både før og etter montasje, kan hindres ved anodisk beskyttelse på kjent måte med zink/ kadmium, aluminium eller et annet metall som forholder seg anodisk til materialet i rør og muffe. På tegningen er der vist innlegg 26 av et slikt metall. Forkromming eller annen plet-• tering kan også anvendes.

Muffen 21 har en innragende endeflens bare ved den ene ende (til høyre på tegningen), mens den annen ende er åpen. Låseelementene 22 kan være satt inn i muffen 21 og fastholdt i denne på en hvilken som helst egnet måte. Véd montasjen blir rørendene 20a og 20b stukket inn i muffen 21 med låseelementene 22. Et låseelement 22 er vist fra enden på fig. 2. Elementet kan være fremstilt fra en rett streng, hvis kanaler plugges i

enden, hvoretter strengen bøyes sammen til ringform som vist på fig. 2 og buttsveises. En tennanordning kan anordnes diametralt motsatt sveisen eller ved den ene ende av sprengelémentet på den ene side av sveisen.. Hvis tennanordningen anordnes diametralt motsatt sveisen, vil eksplosjonssjokket forplante seg i begge retninger og ved sveisen gi en forsterket virkning som helt eller delvis kompenserer for at der ved sveisen foreligger en sone uten sprengstoff. Dét kan være gunstig å anordne sveiseskjøten på de forskjellige låseringer 22 vinkelforskutt i forhold til hverandre.

Foråt deformasjonsevnen av låseringene 22 skal bli så god som mulig, foretrekkes det å gi kanalen for sprengelémentet et tverrsnitt som er langstrakt i aksialretningen. Tverrsnittet vil da få en lignende form som et flatklemt rør, og en utvidelse av tverrsnittet til omtrent sirkelform er lettere å oppnå uten at der oppstår for store spenninger i låseringen som kan gi brudd i denne.

Istedenfor å være buttsveiset til en lukket ring, kan låseringen eventuelt være åpen og f.eks. skråttskåret ved endene. Derved blir det mulig å klemme ringen noe sammen ved innsetning i en muffe. På denne måte kan det endog bli mulig å føre en.. låsering forbi en endeflens, men hvis der kreves en flens på muffen i begge ender, foretrekkes det vanligvis å feste en av flensene til muffen etterat låseringene er satt inn i muffen. To endeflenser vil mellom seg danne et "spor" i muffen som låseelementene er anordnet i. Derved vil låseelementene være i inngrep med muffen, og det vil være tilstrekkelig å deformere låseelementene til inngrep med røret.

Som nevnt vil låseringer 22 med en innvendig kanal med flatt tverrsnitt som vist på fig. 1, hovedsakelig deformeres i radialretningen, og det kan derfor være unødvendig med en av-sluttende endeflens ved den ende som ligger til venstre på fig. 1. Sprengelementene 23 kan antennes etter tur i en bestemt ønsket rekkefølge. F.eks. kan det ytre element (lengst til ventre på fig. 1) antennes først og gi en låsevirkning som hindrer aksial ekspansjon av de innenforliggende låseelementer. Kanalen i låseringen 22 bør ha relativt stort tverrsnitt, idet en trang kanal og et stort materialtverrsnitt vil gi liten eller ingen deformasjon før materialet i ringen revner. Som nevnt foretrekkes langstrakte kanaltverrsnitt som etter antennelsen blir mer sirkelformede. Imidlertid kan også runde kanaltverrsnitt anvendes under visse forhold.

På fig. 3 er,der vist en utførelse hvor en muffe 121 er sveiset fast til et rør 120b og således utgjør en muffeende av dette rør. Muffen 121 er lukket ved enden ved hjelp av et flensparti 121' som er sveiset fast til resten av muffen. En av låseringene 22 (til.høyre på fig. 3) er vist etter detonasjon av' sprengelémentet 23 og viser at forbindelsen i denne utførel-sesform er basert på en deformasjon av røret 120a, idet der fås_en svak innbulning i røret.

I mange tilfeller foretrekkes det å anvende et låseelement av mykere, mere plastisk materiale (dvs. med lavere flytegrense) enn i de legemer som skal forbindes, idet et lite plastisk materiale i låseelementet gir en tilbakefjæring som kan gl en mindre fast forbindelse.

Muffen 21 på fig. 1 kan være utstyrt med i og for seg kjente komponenter for tidsstyring av fyringssekvensen, anbragt i et beskyttet hus (ikke vist) på muffen og slik innrettet at bare én elektrisk .puls trenges for å sette ekspansjonsprosessen i gang. Tennsystemet kan gjøres resistent mot sjøvann ved de aktuelle trykk ved innstøpning i plastmasse eller lignende.

Rørskjøting som her beskrevet kan anvendes ved rørlegging over eller under vann. Undervanns kan skjøtestedet være i kon-takt med vann eller holdes tørt ved hjelp av egnede plugger som tetter for rørendene. Låseelementene kan være sammensatt av forskjellige materialer eller utstyrt med spesielle skikt av legeringer i eller på overflaten, og kanalene kan ha varierende sprengstoffmengde. Optimalisering innbefattende tilpasning av sprengstoffets detonasjonshastighet, dets sammensetning, sprengstoffkanalenes geometri og plasering, fyringssekvens etc. anses som tilhørende konvensjonell teknikk og vil ikke bli nærmere omtalt her.

Ved sveising er det vanlig å røngtenfotografere sveisen. Ved rørutlegging undervanns ifølge oppfinnelsen, vil tetningen mellom låseorgan, rør og muffe lettere kunne kontrolleres ved hjelp av ultralyd.

Claims

1. Fremgangsmåte til å skaffe en fast og fortrinnsvis tett forbindelse mellom et hovedsakelig sylindrisk indre legeme og et hovedsakelig sylindrisk ytre legeme som omgir det indre, ved at et låseelement anbragt mellom det ytre og det indre legeme ved eksplosjonsforming deformeres til inngrep med et av legemene ved hjelp av en sprengladning, karakterisert ved at der aver lengden av forbindelsen benyttes en flerhet av låseelementer eller eventuelt et låseelement med en flerhet av låsepartier, som deformeres slik at der i aksialretningen fås en rekke tett etter hverandre liggende, ringformede soner med formsluttende inngrep, og at der' benyttes et eller flere låseelementer mod minst mulig klaring mot det eller de legemer elementene skal deformeres til inngrep med.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at låseelementene resp. låsepartiene deformeres etter tur for suksessivt å danne de i aksialretningen fordelte inngrepssoner.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at låseelementene samtidig deformeres til inngrep med det ytre og det indre sylindriske legeme.

4. Middel til a skaffe en fast og fortrinnsvis tett forbindelse mellom et hovedsakelig sylindrisk indre legeme (20a, 20b) og et hovedsakelig sylindrisk ytre legeme (21) som omgir det indre, ved at et låseelement anbragt mellom de to sylindriske legemer ved. eksplosjonsforming deformeres til inngrep med et av legemene ved hjelp av en sprengladning, til utførelse av en fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at sprengladningen er anbragt i et hulrom i et som en separat innhul ring, hylse eller skruekveil utformet låseelement, hvorved sprengladningens eksplosjonstrykk vil ekspandere den innhule ring, hylse eller kveil til formsluttende inngrep med det indre og/eller det ytre sylindriske legeme.