NO165159B - Isolert roerledning for fluidtransport. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en rørledning for fluidtransport, bestående av to koaksiale metallrør', et indre rør og et ytre, hvorved i det minste det indre rør benyttes til transport av et kaldt eller varmt fluid som skal isoleres termisk i forhold til rørledningens ytre.

Det ringformete rom mellom det indre og det ytre rør kan fylles med et isolerende materiale. Det kan også benyttes til transport av et annet fluid eller til sirkulasjon av en nøytral gass for overvåking av rørledningens fluidtetthet.

Et problem som er vanskelig å løse er vedrørende sentral forankring av det indre rør selv om rørledningen utsettes for store mekaniske påkjenninger på grunn av temperaturforskjel-ler, for å unngå utillatelige varmetap ved eksentrisitet. Spesielt når en neddykket rørledning fører et fluid ved kryo-geniske temperaturer vil partier med dårlig termisk isolasjon kunne føre til isdannelse på utsiden av rørledningen, hvilket øker dens oppdrift og kan medføre deformasjon eller brudd. Undersøkelser har vist at det ikke er mulig å sikre tilstrekkelig god forankring av det indre rør ved hjelp av isolasjonskomponenter alene, og man må derfor forankre det indre rør i det ytre, hvilket innfører termiske broer mellom rørene på steder langs rørledningen. Det er da viktig å begrense virkningen av slike lokale termiske broer ved tilleggsisolasjon av denne.

Foreliggende oppfinnelse tar således sikte på å fremskaffe en rørledning for fluidtransport, av den type som fremgår av den innledende del av det etterfølgende patentkrav 1, og hvis karakteristiske egenskaper fremgår av dette kravs karakteristikk.

Det termisk isolerende medium består fortrinnsvis av et isolasjonsskum, gjerne polyurethan eller et epoksymateriale.. I en enkel utførelse av oppfinnelsens metallkappe har denne sylindrisk form og avsluttes aksialt i begge ender med et respektive endestykke i form av en krage av metall som sveises til den ytre rørdel, henholdsvis til den ene og den andre av to tilstøtende rørseksjoner.

I det følgende vil et eksempel på en utførelse av

en rørledning for fluidtransport i henhold til oppfinnelsen bli beskrevet, uten at denne dermed skal anses begrenset. Det

vises til den tilhørende figur hvor det vises at aksialt snitt av et område på rørledningen som omgis av en forbindelsessone 1 mellom to påfølgende rørseksjoner 2 og 3.

Rørseksjon 2 omfatter en indre rørdel 4 av stål, og den tilstøtende rørseksjon 3 (vist til høyre på figuren) omfatter en tilsvarende tilstøtende indre rørdel 5. Rørseksjonen 2 har videre en ytre rørdel 6 av stål, og tilsvarende har rør-seks jonen 3 en ytre tilstøtende rørdel 7. I det viste eksempel danner det ytre rør 6, 7 .... en utvendig hylse utenpå det indre rør 4, 5...., og mellom rørledningens ytre og indre rørdeler dannes et såkalt ringrom med ringformet tverrsnitt. Dette "ringformede rom" mellom den ytre og indre rørdel i rør-ledningen inneholder i eksemplet intet fluid. For isolasjons-formål fylles i stedet ringrommet, vist som 8 i seksjonen 2 og som 9 i seksjonen 3, med innsprøytet polyurethanskum. Det innsprøytede skum når ikke helt frem til forbindelsessonen 1, men i dette område er innsatt to ringformede støpte polyurethan-skumstykker 10, 11 samtidig med innsetting av en forbindelses-ring 12 av metall. Av beskrivelsens senere del vil fremgå at ytterligere isolasjonskomponenter sørger for tilleggsisolasjon utenfor forbindelsessonen.

Forbindelsesringen 12 er utført som en dobbel hylse med henholdsvis en indre 13 og en ytre hylse 14, forbundet med en sentral ringformet del 15. Den indre hylse strekker seg lengre aksialt utover enn den ytre 14 og er ved endene 16, 17 sveiset hhv. til den indre rørdel 4 på den ene side og den tilsvarende indre rørdel 5 på den andre side. Rørledningens ytre rørdeler 6, 7 er kortere enn de tilsvarende indre rør-deler 4, 5, slik at den ytre hylse 14 får en viss aksial av-stand ut mot rørdelenes 6, 7 respektive ender 22, 23. Forbin-.delsen sikres i eksemplet med et respektive innskutt rørstykke 20 hhv. 21 av stål, sveiset til rørdelenes ender 22, 23 og endene 18 hhv. 19 på den ytre hylse 14 på forbindelsesringen 12. Denne anordning tillater at de støpte ringformede isolasjons-stykker 10, 11 kan settes inn etter at sveisingen av den indre hylses 13 ender 16 og 17 er utført, men før rørstykkene 20 og 21 er innsatt. Skumstykkene 10 og 11 er i praksis formet som to halvringer, og en sammenklebing utføres så etter at de er bragt korrekt på plass. På samme måte er hvert av rørstykkene 20 og 21 i praksis utformet ved at to halvdeler av rørstykkene sveises sammen langs en respektive generatrise, såvel som i endene, hhv. til de ytre rørdeler 6, 7 og den ytre hylse 14.

Utenpå forbindelsessonen 1 anordnes en kappe 24 av stål, tilsvarende dannet av to halvdeler som sammensveises langs sine respektive generatriser. Kappen danner en sylinder 25 som avsluttes aksialt i et respektive endestykke 26, 27 for fastsveising til en respektive ytre rørdel 6, 7 langs sirku-lære sveisesømmer 28 hhv. 29. Inne i det lukkede ringkammer 30 som dannes mellom kappens 24 sylinder 25 på yttersiden og den ytre hylse 14, rørstykkene 20, 21 og en respektive ende av de ytre rørdeler 6, 7, anordnes så en ring av polyurethanskum, også dannet av to halvringer som limes sammen etter å være bragt på plass.

I rørledningens indre, beregnet for fluidtransport, dvs. innenfor de indre rørdeler 4, 5.... og forbindelsessonens 1 indre hylse 13, kan ledes fluid f.eks. i form av petroleums-gasser nedkjølt til flytende tilstand ved temperaturer i stør-relsesorden -50°C, slik det indikeres med en pil 31 på figuren. Rørledningen kan være neddykket i vann (ikke vist) og omsluttet av en ytre beskyttelse 32, 32 av betong, over hele rørlednings-seksjonenes lengde på hver side av kappen 24. Avstanden mellom de enkelte forbindelsessoner 1 langs en rørledning vil bl.a. være avhengig av rørledningens profil langs bunnen eller ter-renget, behovet for å sentrere dens indre rør, og hvilke termiske tap som kan tillates. Avstanden kan f.eks. være mellom 50 og 100 m. Man kan også velge avstanden slik at de totale termiske tap for rørledningssystemet som helhet ikke øker ut over en akseptabel grense, selv om vann skulle trenge inn i én rørledningsseksjon, og man kan på denne måte la være å skifte ut en enkelt defekt rørledningsseksjon.

Dimensjonene av metallkappene 24 og skumringene som fyller kamrene 30 vil være avhengig av forholdene ved hver enkelt installasjon. Som et eksempel skal anføres et prak-tisk tilfelle av en neddykket rørledning: Rørledningens indre rør hadde da 50 cm utvendig diameter og var tiltenkt transport av flytendegjort gass ved -50° C. Rørledningens ytre rør hadde 66 cm ytterdiameter, og man benyttet metallkapper med 2 m lengde, 2 cm tykkelse og 76 cm innerdiameter i forbindelsessonene. I metallkappene ble innlagt en ring av polyurethanskum med 5 cm tykkelse, den sentrale ringformede del av forbindelsesringen i forbindelsessonen hadde en aksial lengde på 4 cm på midten og 20 cm langs den indre hylse.

Når en slik rørlednings indre rør kjøles ned av fluidet utsettes forbindelsesringene 12 for skjærkrefter, i tillegg til at det indre rør strekkes, mens det ytre rør i rørledningen utsettes for aksiale trykkrefter. Formen på forbindelsesringene 12 og spesielt på deres sentrale ringformede deler 15 er ifølge oppfinnelsen slik at påkjenningene blir redusert. Forbindelsesringenes 12 funksjon er å hindre for-skyvninger som ellers vil kunne redusere levetiden for de øvrige elementer i rørledningen. Kappen 24 og kammeret 30 i denne er utformet på en slik måte at virkningen av de termiske broer som dannes av forbindelsesringene 12 reduseres i tilstrekkelig grad til å unngå risiko for isdannelse utenpå rørledningen når denne er neddykket i vann.

Dersom man vil la et fluid sirkulere i det ringrom som dannes mellom rørledningens ytre og indre rør, perforerer man den sentrale ringformede del 15 i forbindelsesringen 12 og lar fluidet passere aksialt gjennom denne, og i et slikt tilfelle fylles ikke ringrommene 8, 9 mellom de indre hhv. ytre rørdeler 4, 5...., 6, 7.... med skum.

Claims (5)

1. Dobbel rørledning for fluidtransport, omfattende to koaksiale metallrør av hvilke det indre rør er beregnet for transport av fluid som skal isoleres termisk i forhold til rør-ledningens omgivelser, hvor rørledningen og dennes metallrør i lengderetningen er oppdelt i en rekke seksjoner (2, 3...) slik at hver seksjon får en indre rørdel (4, 5...) og en ytre rørdel (6, 7...), hvilke i en forbindelsessone (1) er forbundet med de tilsvarende respektive rørdeler i de tilstøtende seksjoner ved sveising, idet det i forbindelsessonen (1) og mellom rørdelene (4, 5 hhv. 6, 7) er innskutt en dobbel for-bindelsesring (12) av metall slik at det dannes en indre hylse (13) med samme inner- og ytterdiameter som for de indre rørdeler (4, 5...), en ytre hylse (14) med samme inner- og ytterdiameter som for de ytre rørdeler (6, 7...), og en sentral ringformet del (15) som forbinder hylsene (13, 14) radi-alt, KARAKTERISERT VED at det på yttersiden av forbindelsessonen (1) og rundt rørledningen er anordnet en metallkappe (24) som er avsluttet aksialt i endestykker (26, 27) sveiset til de respektive tilstøtende seksjoners (2, 3) ytre respektive rørdel (6, 7) slik at det dannes et lukket kammer (30) som omslutter forbindelsessonen (1), og at dette kammer (30) er fylt med et termisk isolerende medium.

2. Rørledning for fluidtransport ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at metallkappen (24) er utformet som en sylinder (25) og at de fastsveisede endestykker er krager (26, 27).

3. Rørledning for fluidtransport ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at det termisk isolerende medium er et skummateriale.

4. Rørledning for fluidtransport ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at det termisk isolerende medium velges i den materialgruppe som består av polyurethan og epoksyder.

5. Rørledning for fluidtransport ifølge ett av de foregående krav, KARAKTERISERT VED at endestykkene (26, 27) er av metall.