NO177489B - Fremgangsmåte for fremstilling av en muffe av et syntaktisk materiale egnet for isolasjon av rörledninger - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av en syntaktisk muffe egnet for isolasjon av rørledninger.

Syntaktiske materialer består av et polymergrunnmassemateriale i hvilket hule glass- eller andre mikro-

sfærer med forskjellige størrelser og densiteter er innleiret. En rekke av syntaktiske materialers fysikalske egenskaper synes å være avhengig av størrelsen og fordelingen av mikrosfærene i grunnmassematerialet. For eksempel øker det syntaktiske materiales varmeisolasjonskoeffisient med økende innhold av mikrosfærer, mens den mekaniske spenning når det syntaktiske materiale svikter, avtar med økende innhold av mikrosfærer.

Syntaktiske materialer er spesielt egnede for å isolere undersjøiske rørledninger for transport av olje og gass på grunn av deres høye sigingsmotstand sammenlignet med andre varmeisolasjonsmaterialer, som skumpolymerer. De mekaniske belastinger som utøves mot isolasjonsmaterialet under legging av rørledninger, er imidlertid ekstremt høye,

og den mekaniske styrke som således er nødvendig fører til et lavt innhold av mikrosfærer hvilket igjen fører til en lav varmeisolasjonskoeffisient og behov for tykt isolasjonslag.

Nærværet av et tykt isolasjonslag er av spesiell viktighet under rørleggingsoperasjoner som vanligvis utføres med en stor trommel- eller J-leggingsinstallasjonsmetode

i løpet av hvilken røret utsettes for ekstremt høye bøynings-og strekkrefter fordi en øket tykkelse fører til en til-svarende økning av forlengelsen og sammentrykningen vied den ytre omkrets av isolasjonslaget og en øket risiko for sprekkdannelse i isolasjonsmaterialet.

Det foreligger således fremdeles behov for et for-bedret syntaktisk rørledningsisolasjonssystem som har høy varmeisolasjonskoeffisient og som samtidig har høy duktilitet, spesielt nær isolasjonslagets ytre omkrets.

Det tas derfor ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av et syntaktisk isolasjonslag rundt en rørledning og som tilfredsstiller

det ovennevnte behov.

Tysk off. skrift nr. 2109643 angår en fremgangsmåte for fremstilling av en muffe ved å påføre et plastmateriale og fibre på den innvendige overflate til en roterende trommel. Fibrene tjener til å forbedre muffens styrke og bidrar ikke til muffens varmeisolasjonsevne.

US patent nr. 3856721 redegjør for en muffe fremstilt av et syntaktisk skum som inneholder hule mikrosfærer. Britisk patentsøknad nr. 2130138 angår fremstilling av et ringformig elastomert legeme ved hjelp av sentrifugalstøping med mag-netiske partikler nær legemets ytre overflate.

Det er et mål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av en muffe som har forbedrede isolerende egenskaper. I overensstemmelse med oppfinnelsen fremstilles en syntaktisk muffe som har mikrosfærer med forholdsvis lav densitet nær den innvendige overflate, slik at muffen har tilstrekkelige varmeisolerende egenskaper spesielt i området nær veggen til den ledning som skal:isoleres, og mikrosfærer med forholdsvis høy densitet nær muffens ytter-flate slik at muffen har god mekanisk styrke.

Den foreliggende oppfinnelse angår således en fremgangsmåte for fremstilling av en muffe av et syn-

taktisk materiale egnet for isolasjon av en rørledning, omfat-tende de trinn at det tilveiebringes en trommel med en generelt sylindrisk form, komponenter som er egnede for dannelse av det syntaktiske isolasjonsmateriale og som omfatter mikrosfærer med forskjellige densiteter injiseres i trommelen, trommelen roteres rundt en sentral akse av denne, hvorved igangsettes at komponentene danner et ringformig lag av syntaktisk isolasjonsmateriale som inneholder mikrosfærer med forskjellige densiteter langs trommelens innvendige vegg, og komponentene til det ringformige lag får herde til en muffe, og fremgangsmåten er særpreget ved at det anvendes mikrosfærer med densiteter som varierer fra en densitet som er mindre enn til en densitet som er større enn densiteten til grunnmassen av det syntaktiske materiale.

Under rotasjon av trommelen vil mikrosfærer med forholdsvis lav densitet konsentreres i et område nær det ringformige lags innvendige overflate og mikrosfærer med forholdsvis høy densitet Konsentreres nær det ringformige lags utvendige overflate.

Muffen av syhtetaktisk materiale kan fremstilles

>direkte rundt rørledningen ved å anordne trommelen koaksialt rundt en seksjon av rørledningen og ved å rotere disse samtidig med eller efter at komponentene for å danne det syntaktiske materiale injiseres i trommelen. Muffen av syntaktisk materiale kan alternativt, efter at den er blitt

'fremstilt, slippes rundt og bindes til rørledningen som

skal isoleres.

Den foreliggende oppfinnelse er basert på den er-kjennelse at mikrosfærer med forholdsvis stor størrelse i alminnelighet har en forholdsvis liten densitet både sammen-»lignet med densiteten for grunnmassematerialet og densiteten for små mikrosfærer og at ved hjelp av en sentrifugalstøpe-metode kan vandring av mikrosfærer med stor størrelse henimot et område nær rørveggen oppnås. På denne måte blir et isolasionslag dannet som i radial retning fra rørveggen gjennom muffen har en avtagende varmeisolasjonskoeffisient og øket duktilitet. Uten at det går ut over isolasjons-egenskapene er isolasjonslaget således blitt bedre egnet til å motstå bøyningskrefter under rørleggingsoperasjoner og hydrostatiske krefter under bruk i store vanndybder.

Oppfinnelsen vil nå bli mer detaljert forklart under henvisning til den ledsagende tegning som viser grader-ingen av mikrosfærer i et syntaktisk isolasjonslag fremstilt ved hjelp av den foreliggende fremgangsmåte.

På tegningen er en syntaktisk isolasjonsmuffe 1 vist i form av et langsgående snitt. Muffen 1 er anordnet rundt en stålrørledning 2. Laget 1 består av et polymergrunnmassemateriale 5 i hvilket hule glassmikrosfærer 6A,

6B er innleiret. Det fremgår av tegningen at de mindre mikrosfærer 6A med høy densitet i alminnelighet er fortrengt henimot den ytre overflate 7 av isolasjonslaget 1, mens de større, mindre tette mikrosfærer 6B i alminnelighet er fortrengt henimot den innvendige overflate 8 av isolasjonslaget, nær rørveggen 2. Denne segregering oppnås ved å fremstille isolasjonslaget 1 ved anvendelse av sentrifugal-støpemetoden ifølge oppfinnelsen.

I et første trinn av fremgangsmåten blir en sylindrisk formet trommel (ikke vist) anordnet koaksialt rundt en seksjon av ledningen 2 slik at det dannes et ringformig rom med kontinuerlig bredde mellom disse. Derefter blir komponenter for dannelse av det syntaktiske materiale innmatet i det ringformige rom, og samtidig med eller efter denne innmatning roteres trommelen og ledningsseksjonen 2 rundt en sentral akse for ledningsseksjonen 2 for å oppnå segregering av mikrosfærene i radial retning som funksjon av deres densitet. På denne måte er de mindre,tette mikrosfærer 6A tilbøyelige til å vandre henimot isolasjonslagets 1 ytre overflate, mens de større lette mikrosfærer 6B er tilbøyelige til å vandre henimot isolasjonslagets 1 innvendige overflate 8. Endelig får de nevnte komponenter anledning til å herde til et syntaktisk materiale. I løpet av dette sluttrinn kan om ønsket rotasjonen av ledningsseksjonen 2 og trommelen fortsettes.

På den ovenfor beskrevne måte blir et syntaktisk lag dannet som har høy varmeisolasjonskoeffisient nær dets innvendige overflate og høy duktilitet nær dets ytre overflate. Dessuten blir dannelsen av hulrom i det syntaktiske materiale redusert.

Egnede harpikser for anvendelse som en komponent

for å danne det syntaktiske materiale er polyester- og epoxyharpikser. Egnede mikrosfærer er glassmikrosfærer av type B 37/2000 produsert av 3M Company.

Som omtalt ovenfor kan harpiksen og mikrosfærene forhåndsblandes og derefter innmates i det ringformige rom. Det foretrekkes imidlertid å innmate harpiksen og mikrosfærene separat i det ringformige rom og å la disse bli blandet med hverandre in situ. Bortsett fra at det elimineres et trinn ved produksjonsprosessen byr dette på den fordel at det er mulig å anvende mikrosfærer med lav styrke fordi kreftene som utøves på disse under blandingen med grunnmassematerialet, er langt lavere enn ved vanlige blandeprosesser.

Det vil forstås at istedenfor sentrifugalstøping av den syntaktiske muffe direkte rundt rørledningen, som omtalt ovenfor, kan muffen også sentrifugalstøpes adskilt fra den rørledning som skal isoleres.

Det vil videre forstås at en beskyttende hud av poly-mert materiale kan fremstilles rundt rørledningen som skal isoleres. Dette vil kunne utføres ved først å injisere en harpiks for å danne huden, for derefter i den roterende trommel å injisere komponentene for å danne den syntaktiske muffe.

Den beskyttende hud lages fortrinnsvis av det samme materiale som grunnmassematerialet for den syntaktiske muffe. Om ønsket kan den beskyttende hud forsterkes med glass- eller andre fibre som er tangensialt eller spiralformig viklet,

for å danne en hud med høy periferistyrke og høy aksial duktilitet. Den beskyttende hud vil også kunne lages adskilt fra den syntaktiske muffe, hvorefter den syntaktiske muffe sentrifugalstøpes inne i den beskyttende hud. I dette til-felle vil den prefabrikerte beskyttende hud kunne utgjøre trommelen i hvilken den syntaktiske muffe fremstilles.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes for

å fremstille et isolasjonslag rundt en hvilken som helst rørledningstype. Fremgangsmåten er spesielt egnet for fremstilling av et isolasjonslag rundt undersjøiske rørledninger fordi disse utsettes for høye bøyningskrefter under rør-ledningsoperasjoner, og høye trykkrefter utøves mot isolasjonslaget på grunn av hydrostatiske krefter, hvilket krever et isolasjonslag som spesielt nær dets ytre overflate har høy duktilitet og mekanisk styrke. Den foreliggende fremgangsmåte kan utføres for på land å lage et isolasjonslag rundt individuelle ledningsseksjoner som senere transporteres til et ledningsleggingsskip hvor ledningsseksjoner sveises sammen under dannelse av en langstrakt rørledning. På sveisestedene kan spalten mellom syntaktiske lag for tilgrensende lednings-seks joner fylles av halvskall laget av syntaktisk materiale, idet disse skall holdes sammen av et omslag.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en muffe av et syntaktisk materiale egnet for isolasjon av en rørledning, omfat-tende de trinn at det tilveiebringes en trommel med en generelt sylindrisk form, komponenter som er egnede for dannelse av det syntaktiske isolasjonsmateriale og som omfatter mikrosfærer med forskjellige densiteter injiseres i trommelen, trommelen roteres rundt en sentral akse av denne, hvorved igangsettes at komponentene danner et ringformig lag av syntaktisk isolasjonsmateriale som inneholder mikrosfærer med forskjellige densiteter langs trommelens innvendige vegg, og komponentene til det ringformige lag får herde til en muffe, karakterisert ved at det anvendes mikrosfærer med densiteter som varierer fra en densitet som er mindre enn til en densitet som er større enn densiteten til grunnmassen av det syntaktiske materiale.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 hvor foruten mikrosfærer komponentene for dannelse av det syntaktiske materiale omfatter en harpiks for dannelse av et polymergrunnmassemateriale, karakterisert ved at det som de nevnte mikrosfærer anvendes hule glassmikrosfærer.