NO159558B - Isolert roerledning. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en isolert rørledning ifølge kravenes innledning.

Rørledninger for overføring av olje eller gass krever isolering for å hindre termisk skade på røret og det materiale som passerer derigjennom og slik isolering er hittil på-ført som en isoleringsmantel som også tjener som fordampnings-sperre rundt røret. Det har imidlertid oppstått problemer med slike systemer når isoleringsmantelen har vært kontinuerlig da isoleringsmaterialeti utilstrekkelig grad har vært elastisk for å kunne oppta deformasjoner i selve røret, for-årsaket av eksempelvis lave temperaturer i de gasser som passerer gjennom røret.

For å løse dette problem er det i DE 2 518 940 fore-slått å anordne isoleringsmateriale i adskilte seksjoner langs røret med buffersoner av fjærende materiale mellom seksjonene for å:oppta rørdeformasjonene. Isoleringsmaterialet ligger fritt mot røret i to koaksiale ringformede lag hvor kun det ytre lag danner adskilte seksjoner. Det indre lag er sammen-satt av tilstøtende seksjoner lagt butt i butt langs røret.

En ytre mantel av beskyttende materiale strekker seg rundt det isolerende materiales ytre omkrets.

Når en rørledning skal benyttes under vann hvor hydro-statisk trykk vil oppstå, eksempelvis ved dybder på mer enn 15 m, er det nødvendig å anordne ikke bare varmeisolering,men også rustbeskyttelse og beskyttelse mot mekanisk skade. I det tyske patent gir den ytre mantel beskyttelsen, men dersom det oppstår riss i denne, eksempelvis ved mekanisk skade, vil sjøvann kun måtte passere isoleringsmaterialet og få til-gang til selve røret. Det foreligger ingen spesiell forseg-ling av det isolerende lag mot inntrenging av vann og det beskrevne system er derfor ikke egnet for bruk under vann.

Det er vanlig å beskytte og isolere undervannsrørled-ninger ved å anordne stålmantler med vannbestandige skille-vegger, men et slikt system er. komplisert og romkrevende.

Den isolerte rørledning ifølge oppfinnelsen inne-holder ikke de forannevnte mangler. Dette oppnås med de i kravenes karakteriserende deler anførte trekk.

En utførelse av den foreliggende oppfinnelse beskrives på grunnlag av tegningen hvor figur 1 viser et snitt av en isolert undervannsrørledning med sirkulært tverrsnitt i henhold til oppfinnelsen og figur 2 viser et tverrsnitt av rør-ledningen på figur 1.

Rørledningen i henhold til den på tegningen viste ut-førelse av oppfinnelsen er en oljerørledning for bruk pa havbunnen, eksempelvis i Nordsjøen, med et stålrør 1 som har en diameter på 219 mm og en veggtykkelse på 16 mm og hvor et rustbestandig belegg 2 med en tykkelse på 6 mm polykloropren gummi strekker seg rundt den. Rundt belegget 2 er anordnet delsylindriske seksjoner 3 av isolerende materiale i form av 50 mm tykk PVC-skum med en densitet på 200 kg/m^. Hver seksjon 3 har en lengde på omtrent 1 m og er adskilt fra de til-støtende seksjoner 3 ved et fyllmateriale 4 av polyuretan i forbindelsen. En ytre slitefast mantel 5 av 5 mm tykk polyuretan strekker seg rundt periferien av isoleringsseksjonene 3 og fyllmaterialet 4. Belegget 2, fyllmaterialet 4 og mantelen 5 danner sammen en kontinuerlig masse som omgir iso-leringsseks jonene 3 og isolerer således seksjonene 3 fra hverandre og seksjonene 3 og røret 1 fra det omgivende sjøvann.

De isolerende seksjoner 3 er stive mens belegget 2, fyllmassen 4 og mantelen 5 er fleksible slik at hele rørled-ningen kan bøyes i forbindelsene med fyllmasse mellom seksjonene 3.

Røret 1 kan ha en lengde på 12 m eller mer og kan ha en hvilken som helst ytre diameter, eksempelvis 152, 203 eller 356 mm. Røret strekker seg fra et brønnhode (ikke vist) hvor oljens temperatur er omtrent 48°C og oljen som strømmer i røret må holdes over 23°C for å hindre voksdannelse. Strøm-ningshastigheten for oljen i røret 1 er fra 6-000 BBPD i 152 mm og 203 mm rør, til 30.000 BBPD i 356 mm rør.

Belegget 2 av polykloropren, et produkt som selges av Webco Industrial Rubber Limited, er en fleksibel elastomer som vulkaniseres og festes til røret 1 for således å danne et robust belegg som er sterkt resistent mot kjemiske påvirkninger og temperatur og upåvirkelig mot fuktighet og sjøvann. Det er også slitefast og har stor strekkstyrke og stor motstand mot opprivning, er sterkt motstandsdyktig mot ozonpåvirkning og riss på grunn av bøyning samt har fleksibilitet ved lave temperaturer ned til -30°C. Det er motstandsdyktig mot oljer, voks og gasser og de fleste alifa-tiske hydrokarboner.

PVC-skummet i seksjonene 3 av isolerende materiale har en oppbygning med lukkede celler slik at vann som kommer i kontakt med overflaten på en seksjon 3, ikke kan trenge inn i seksjonen uten brudd i de enkelte cellevegger. Skummets fysiske egenskaper ved denne bruk i forbindelse med oppfinnelsen er anført nedenfor, men andre skum kan benyttes avhengig av de egenskaper som. kreves for det sted rørledningen skal benyttes.

Rørledningens ytterste lag 5 er basert på et polyure-tansystem i to deler med stor slitestyrke og motstand mot rissdannelse samt høy resistens mot sjøvann. Materialets fysiske egenskaper er som følger. Volumsvelling i sjøvann i %

For å fremstille den isolerte rørledning ifølge denne utførelse av oppfinnelsen rotasjonsekstruderes først ét polykloroprenbelegg 2 på strålerørets 1 på forhånd preparerte ytre flate. Denne flatepreparering består av sandblåsning til minimum SA 2,5 og påføring av en primer ved kontrollert temperatur og fuktighet. Etter vulkanisering av polykloro-prengummi i dampautoklav ved 153°C og 414 kPa oppnås et 100% gummifeste (dvs. styrken i den kjemiske forbindelse er større enn gummiens strekkstyrke).

PVC-skummet er på forhånd støpt i 1 m lange seksjoner

3 og pålegges det gummibelagte rør 1 ved klebing ved bruk av en strekkmaskin innstilt på 12 00 Newton-strekk for å sikre mot kontakt mellom skummet og gummibelegget 2. Seksjonene 3 pålegges med 12 mm brede forbinldelser 4.

Det slitefaste lag 5 av polyuretan pålegges ved hjelp av en blandemaskin for topart polyuretan for å danne et kontinuerlig lag i fullkommen kontakt med PVC-skumseksjonene og for å trenge inn i forbindelsene 4 for således å danne en lukket omhylling rundt hver enkelt seksjon 3. Dette begren-ser alvorlige fysiske skader som kan resultere i gjennomtreng-ing av polyuretanbelegget.

De langsgående og radiale forbindelser 4 i skummet virker etter gjenfylling med polyuretan som trykk og strekk-buffere ved bøying av rørledningen, eksempelvis når rørled-ningen rulles ut for legging.

Når de kombineres for å danne rørledningen ifølge denne utførelse av oppfinnelsen vil bindingene mellom de enkelte komponenter ha følgende skjærstyrker:

Avskalingsstyrke uretan til 360 kg/m 3 skum.

Kombinasjonen av et seksjonsdelt stivt isoleringsmateriale med en fleksibel masse tillater rørledningen ifølge denne utførelse å bli lagt ved hjelp av ulike metoder, eksempelvis med spolelekter, "J-legging" (J-lay), leggelekter og ved sleping i vannet (mid-depth tow).

Denne oppbygningsmetode gir også en stor sikkerhet da hver seksjon 3 av isoleringsmateriale er isolert og holdes innenfor den fleksible elastomere masse.

En fordel ved rørledningen ifølge denne utførelse av oppfinnelsen er at isoleringen holdes tett mot røret og hin-drer således at den glir langs røret. Dette er især viktig under leggingen på grunn av det store strekk som oppstår i rørledningen når denne passerer ut fra leggelekteren til havbunnen .

Ved modifikasjoner kan laget 5 forsterkes for å gi også høyere motstand mot fysisk skade og i ekstreme tilfeller kan betong eller annen stiv kledning pålegges rundt rørled-ningen, noe som også gir tilleggsvekt for å holde rørlednin-gen på plass på havbunnen.

Ved en ytterligere modifikasjon benyttes det samme isoleringsmateriale i forbindelsene mellom isoleringsseksjonene 3 som gir de samme termiske egenskaper over et forbin-delsesområde. Dette sikrer at det ikke foreligger øket varme-tap ved forbindelsene og tillater en ensartet temperaturtor-deling over rørlengden.

Den prinsipielle teknikk omfatter å avslipe sveiseom-rådet med en stålbørste, å fjerne løse partikler og å rue opp den fremkomne uretan- eller gummiflate, å montere de på forhånd oppskårne skumseksjoner, å presse dem i stilling ved bruk av en klemanordning (steel bandit) idet alle overflater på forhånd er primet, å plassere en støpekrave og innsprøyte polyuretan i støpekragen for etter herding å fjerne kragen og trimme overflaten.

Typisk tid for denne operasjon er 10 - 15 minutter.

Ulike betraktninger foreligger ved valg av de beste materiale for bruk i forbindelse med oppfinnelsen, prinsipi-elt fleksibilitet, robusthet, antikorrosive egenskaper, klebe-evne til stål og andre deler på rørledningen, vannbestandig-het, temperaturbestandighet, strekkstyrke, isoleringsegenska-per, hydraulisk styrke og hydraulisk og kompresjonskrypemot-stand.

Slike egeneskaper kan varieres avhengig av omgivelsen og fremgangsmåten for legging av rørledningen, eksempelvis kan strekket i skummet under avrullingen reduseres ved bruk av en ettergivende omsluttende masse grunnet størrelsen av Young's moduler for sammensatte materialer og lengdene av

de enkelte seksjoner. Rørledningen bør være i stand til å overføre strekket fra hjulstrekkanordningen gjennom isoler-ingssystemet til røret uten å beskade noen av systemet komponenter .

Claims (3)

1. Isolert rørledning med et rør (1), varmeisolerende materiale (3) rundt røret (1) og anordnet i seksjoner langs røret (1), hvor seksjonene med varmeisolerende materiale (3) gjensidig er anordnet i avstand fra hverandre ved hjelp av fjærende materiale (4) anordnet mellom dem og med en mantel av beskyttende materiale (5) anordnet rundt det varmeisolerende materiale (3) for beskyttelse mot mekanisk skade, KARAKTERISERT VED at det varmeisolerende materiale (3) er isolert fra røret (1) med et kontinuerlig belegg av korrosjonsfast materiale (2) på røret (1), og at det korrosjonsfaste materiale (2), det fjærende materiale (4) og det beskyttende materiale (5) er forbundet med hverandre for å danne en kontinuerlig enhet rundt røret (1) og omslutter hver seksjon med varmeisolerende materiale (3).

2. Rørledning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det fjærende materiale (4) er det samme som det beskyttende materiale (5).

3. Rørledning ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED at det korros jonsf aste materiale (2) er festet over hele rørets (1) lengde. it. Rørledning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at det korrosjonsfaste materiale (2) og det beskyttende materiale (5) er en elastomer.