NO311273B1

NO311273B1 - Fremgangsmåte til mekanisk skjöting av et komposittmaterialrör og en metallfitting, samt den oppnåddekonstruksjon

Info

Publication number: NO311273B1
Application number: NO19921528A
Authority: NO
Inventors: Marcel Auberon; Jean-Jacques Thouraud; Charles Sparks; Pierre Odru
Original assignee: Inst Francais Du Petrole
Priority date: 1991-04-22
Filing date: 1992-04-21
Publication date: 2001-11-05
Also published as: CA2066550A1; DE69203145D1; CA2066550C; FR2675563B1; JPH0719380A; US5288109A; NO921528D0; FR2675563A1; JP3416954B2; DE69203145T2; EP0511138B1; NO921528L; EP0511138A1

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til mekanisk skjøting av en metallfitting, spesielt et endekoplingselement, på et rør laget av et komposittmateriale spesielt beregnet på anvendelse ved oljeleting til havs.

I dette anvendelsesområde, må rør og deres endekoplingselementer motstå strekklaster som kan nå, ved normale utnyttel-sestilstander, omlag en million Newton.

Metallrørene med endekoplingselementer av metall som benyttes ved oljeleting motstår slike belastninger.

Ulike industrielle metoder har blitt utviklet for å frem-stille komposittrør utstyrt med endekoplingselementer av metall og som kan motstå de betydelige strekkbelastninger, idet komposittrør har vesentlige fordeler over metallrør ved kjensgjerningen om deres utmattingsstyrke, korrosjonsmotstand og lavere vekt.

I samsvar med en første metode, slik som beskrevet i fransk patentansøkning FR-A-2,509,Oll, anbringes en konisk metall-innsats i enden av et komposittrør og mellom den ytre overflate av denne enden og den indre vegg av røret påføres et elastomert lag som er adhesivmessig bundet på denne ytre overflate, slik at belastningene overføres gjennom det elastomere lag. Etter en første polymerisering av røret påføres et andre metallelement i form av en kappe på den polymeriserte kompositt, hvoretter det omhylles med en vikling, for eksempel av glassfibre. Det benyttes nok et elastomert lag, og en andre herding er da nødvendig for å tilveiebringe polymerisering av den ytre omhylling og adhesivfilmene.

I samsvar med en ytterligere metode beskrevet i EP-A-0,093,012 som muliggjør skjøting av et rør tilvirket av filamentviklinger og et annet legeme, innsettes rørformede og hule metallomhyllinger mellom fiberlagene av radielt avstandsplasserte filamentviklinger. Forbindelsen oppnås med festeinnretninger som går gjennom kompositten og metallom-hyllingene. I dette tilfelle overføres strekkbelastningene på endekoplingselementet av metall til komposittstrukturen ved "hammer" (hammering) virkning.

I samsvar med nok en annen metode beskrevet i fransk patent FR-A-2,641,841 vikles hovedsakelig langsgående fibre kontinuerlig rundt en sylinderiskk dor for å utgjøre den løpende del av komposittrøret og samtidig rundt et bi-konisk formet endekoplingselement av metall; disse langsgående fibre blir deretter bundet til endekoplingselementet av metall med omkretsmessige fibre før det tilveiebringes en endelig polymerisering av røret, idet supplerende innretninger er anordnet for å øke integreringen av nevnte endekoplingselement i røret og således begrense rørets forlengelse.

Selv.om disse metoder gir rørene såkalt "stivhet" i motset-ning til de "fleksible" eller "føyelige" metallrør, og kan motstå strekkbelastninger under utvinningstilstander ved oljeleting til sjøs, mens de gir en minimal forlengelse under indre trykk, har de alle ulempen at lengden av det ferdige rør må være kjent før man går videre med fremstilling av røret, det vil si arrangementet av filamentviklinger.

Faktisk, i de tre teknikker referert til ovenfor, utføres viklingen av filamentlagene som utgjør røret på en dor som bærer forbindelsesfittingene, eller endekoplingselementene til rørene; disse fittinger blir deretter omhyllet med fibre og dermed "festet" til komposittmaterialet.

Således er det ikke mulig å frembringe og lagre komposittrør før det tidspunkt hvor den nødvendige lengde av røret, utstyrt med forbindende endekoplingselementer, er kjent.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en teknikk for skjøting av metalliske endekoplingselementer, eller mer generelt en metallfittlng, til et komposittrør som tidligere er viklet og polymerisert eller herdet, ved å penetrere elementene innhyllet i de to elementer som skal skjøtes, for slik å oppnå en skjøt som har en maksimal strekkstyrke sammenlignet med styrken i resten av røret.

Ifølge oppfinnelsen foreslås derfor en fremgangsmåte for mekanisk skjøting av et rør satt sammen av et komposittmateriale og en rørformet metallfitting, karakterisert ved at, i et første trinn, tilveiebringes et rør med konstant snitt ved å vikle filamenter av forhåndsimpregnerte fibre som etterpå utsettes for polymerisering, deretter skjæres det således oppnådde rør i seksjoner ved rette vinkler til sin akse, til den ønskede lengde, deretter innføres en rørformet metallfitting idet minste delvis inn i hver ende av røret som således er kappet i seksjoner, og enden av røret og den penetrerende del av metallinnsatsen festes ved hjelp av penetrerende elementer anordnet i samsvar med minst ensartede omkretsmessige innrettinger, som er identiske og identisk avstandsplassert fra hverandre, hvor hver definerer et plan vinkelrett til rørets akse og samsvarer med den følgende fordelingslov:

hvor

D er avstanden mellom to påfølgende plan av omkretsmessige innrettinger av penetrerende elementer,

K er et siffer likt med 1 eller 2,

n er antallet innrettinger,

i er intervallet mellom to påfølgende penetrerende elementer av samme innretting,

a er vinkelen, med hensyn til rørets akse, av fiberlagene som skal gi strekkstyrken.

En slik fremgangsmåte gjør det mulig å balansere motstanden mot "hammer-"belastning av komposittmaterialet motsatt de hele penetrerende elementer og strekkstyrken 1 det gjen-stående snitt av komposittmaterialet på den første omkretsmessige innretting av penetrerende elementer, som integrert motstår hele strekkbelastningen, idet de følgende innrettinger (mot enden av røret) får en progressivt lavere strekkbelastning, i samsvar med deres rang eller orden.

Når dette valg er blitt foretatt, med hensyn til fordelings-kravene fremsatt ovenfor, vil penetreringselementene således bli fordelt langs heliske linjer og mer presist i samsvar med både innrettinger med høyre hånds helisk stigning og innrettinger med venstre hånds helisk stigning, alle

med den samme vinkel, lik den positive eller negative viklingsvinkel som tilsvarer de bakover og forover vik-lingsretninger for fibrene.

De ovenfor nevnte penetrerende elementer vil videre være innrettet i samsvar med generatriser på røret eller være i forskutte rader, i samsvar med om verdien antatt for koeffisienten K er 1 eller 2. Den ene eller andre av disse verdier velges, og tatt i betraktning verdien av viklingsvinkelen, vil virkningene til de to distribusjonsmåter være like.

Det er således åpenbart at hver heliske innretting av penetrerende elementer vil påvirke den samme bunt eller bunter av fibre og at således vil antallet fibre seksjonert for implantering av de penetrerende elementer bli redusert.

Antallet penetrerende elementer pr. omkretsmessige innretting bestemmes, som indikert ovenfor, for å oppnå nevnte balanse mellom motstand mot "hamrende" belastning og strekkstyrken til komposittmaterialet på den første innretting, mens det totale antall penetrerende elementer for hver ende av røret bestemmes for slik å oppnå ønsket motstand mot "hamrende" belastning, hvilke elementer fordeles i samsvar med et passende tall n av tilstøtende omkretsmessige innrettinger. Beregninger og tester har vist at 3 er en optimal verdi for tallet n.

I samsvar med en utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter metallfittingen, som er integrert med enden av røret, et rørformet element hvorav en del er innført i røret, og et ytre rørformet element koaksielt og integrert med det første for slik å klemme enden av røret, idet de penetrerende elementer utgjøres av tapper som går gjennom radielle boringer i de to metallelementene og enden av røret.

Fordelaktig er boringene tildannet i den indre rørformede metalldel blind og åpner ikke ut i den indre vegg av metalldelen.

Det er viktig å bemerke at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ikke-nødvendiggjør noen maskinering, hverken av utsiden eller innsiden av komposittrøret, hvilket garanterer integriteten av motstanden til røret. Ved maskinering forstås all sliping innvendig eller utvendig, med fare for avskjæring av fibrene og dermed redusert motstandskraft.

På den annen side kan det være nødvendig å utføre forut-gående "bleking" (bleaching) av enden av røret, innvendig såvel som utvendig, for å eliminere overflatedefekter på grunn av rester med resin, men en slik "bleking" vil sansynligvis ikke nå fibrene, det vil si redusere den egentlige motstandskraft i røret.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan benyttes for rør som har fibre viklet med en konstant vinkel.

Den kan også anvendes for rør som har to typer fibre viklet med ulike vinkler.

I sistnevnte tilfelle fordeles de penetrerende elementer i samsvar med den ovenfor nevnte fordel ingslov, idet man bare tar hensyn til viklingsvinkelen for de fibrene som er de mest belastede i strekk, det vil si fibrene som har den laveste vikl ingsvinkel med hensyn til rørets akse, uten å ta i betraktning fibrene viklet med den annen viklingsvinkel, men disse sistnevnte fibre vil i en viss utstrekning bli tatt i betraktning ved at de penetrerende elementer distribueres på en bestemt måte.

Denne bestemte måte består i å fordele de penetrerende elementer i samsvar, på den ene side, med to omkretsmessige innrettinger som samsvarer med fordelingsloven angitt ovenfor og der vinkelen a er viklingsvinkelen for fibrene som er mest belastet i strekk, og, på den annen side, med en tredje innretting, innsatt mellom de første to, og begrenset av krysningene mellom de heliske innrettinger, med en venstrehånds eller høyrehånds stigning for de penetrerende elementer i de ovenfor nevnte to innrettinger og en av heliksene, med en venstrehånds eller høyrehånds stigning, lik i vinkel med viklingsvinkelen for den andre fibertype, som krysser de penetrerende elementer i den første innretting.

Med fordel vil den følgende supplerende tilstand gjelde avstanden D mellom to påfølgende omkretsmessige innrettinger: D > K'd, hvor

K' er et siffer eller et blandet tall i området fra 3 til 4, d er diameteren av et penetrerende element.

Dette supplerende krav kan likeledes gjelde generelt for enhver fordeling av penetrerende elementer i samsvar med oppfinnelsen.

Andre trekk og fordeler ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av utfør-elser av oppfinnelsen, en beskrivelse kun gitt som eksempel og i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor:

Fig. 1 er et halvsnitt av enden av et komposittrør skjøtet til et endekoplingselement av metall i samsvar med oppfinnelsen; Fig. 2 er et diagram av fordelingen av tappene i utførelsen ifølge fig.. 1; Fig. 3 er et diagram over en fordeling av tappene i forskutte rader, for samme viklingsvinkel som den i fig. 2; Fig. 4 er et forstørret og mer detaljert riss av fig. 3; Fig. 5 viser en alternativ fordelingsmåte for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, i tilfelle av en lav viklingsvinkel for fibrene; Fig. ■ 6 viser en fordelingsmåte av tappene i samsvar med oppfinnelsen som tar i betraktning en andre fibertype som har en viklingsvinkel forskjellig fra den for den første fibertype; Fig. 7 representerer enden av en komposittrør som har to fibertyper med forskjellige viklingsvinkler, utstyrt med et endekoplingselement av metall hvis tapper er fordelt i samsvar med diagrammet ifølge fig. 6; og Fig. 8 er et aksielt utsnitt av et rør i samsvar med fig. 7, som viser en fordelingsmåte av lagene for de to fibertyper.

I fig. 1 er det vist et rør (1) bygd opp av komposittmateriale med konstant tykkelse ved vikling av fibre, for eksempel av karbonfibre, med samme viklingsvinkel a med hensyn til rørets akse 2, med en lik andel av fibre viklet i en +a retning, for eksempel vikling til venstre eller i retning fremad og i en -a retning, vikling til høyre eller i retning bakover.

Det vil først antas at røret 1 innbefatter kun slike således viklede karbonfibre. Tykkelsen til røret er for eksempel omlag 20 mm.

Røret 1 utføres på kjent måte, ved vikling av forhåndsimpregnerte fibre på en dor, etterfulgt av en polymerisering. Etter dette trekkes røret tilbake fra doren og kappes i seksjoner til den ønskede lengde.

I utførelsen vist i fig. 1 opptar enden av røret en metallisk rørformet fitting i form av et endekoplingselement 3 med en kileformet del 3a som innføres i røret 1, hvis ende kommer til anlegg mot en skulder 4 på endekoplingselementet 3, og en separat metallisk rørdel 5 som er koaksial med endekoplingselementet. Denne del 5 ligger på utsiden av endekoplingselementet 3 for slik å gripe enden av røret i klem med den indre del 3a. Delen 5, eller den ytre del, har en inn-overrettet omløpende hake 6 som er låst mellom skulderen 4 og en mutter 7 skrudd på et gjengeparti på den ytre del 3b av endekoplingselementet.

En tapp 8 som går radielt gjennom den ytre del 5 og som trenger delvis inn i skulderen 4, muliggjør en radiell indeksering av røret 1.

Langs innføringsflåtene på de penetrerende elementer i de indre 3a og ytre 5 deler, har den sistnevnte en konstant tykkelse; utover det, det vil si mot den sentrale del av røret, reduserer tykkelsen av delene seg jevnt i samsvar med en helling ment å gjøre lokal bøying av komposittmaterialet i overgangsområdet mellom innkjøringsdelen av røret og det metalliske endekoplingselement minst mulig.

Den indre 3a og den ytre 5 del er anordnet med radielle boringer 9 og 10, som opptar tapper 11 som går radielt gjennom veggen av røret 1 og hvis ender er i anlegg i motstående boringer 9 og 10.

Fig. 2 illustrerer fordelingsmåten for tappene 11 helt rundt røret 1 og dets endekoplingselement 3.

Tappene 11 er fordelt i tre omkretsmessige innrettinger, symbolisert respektivt med 12, 13 og 14 i fig. 2, hvor hver omfatter det samme faste tall tapper regelmessig fordelt i vinkel, hvor intervallet mellom to tapper er i. Hver innretting definerer et plan vinkelrett på rørets akse, symbolisert med den pillignende akse 2, idet avstanden D mellom to påfølgende plan eller innrettinger 12, 13, 14 er identisk.

Tappene 11 er, i samsvar med oppfinnelsen, fordelt ifølge uttrykket:

hvor

D er nevnte avstand mellom to påfølgende plan av omkretsmessige innrettinger (12, 13, 14),

K er lik 1, som tilsvarer en fordeling av tappene 11 i samsvar med generatriser på røret 1,

n, antall innrettinger, er lik med 3,

i er intervallet mellom to påfølgende tapper med den samme omkretsmessige innretting (12, 13, 14),

a er viklingsvinkelen, med hensyn på aksen 2 gjennom røret 1, for rørets fibre.

Fig. 3 viser en fordelingsmåte av det samme totale antall tapper 11, også på tre omkretsmessige innrettinger 12, 13, 14, vist i fig. 2, og i samsvar med den samme fordelingslov, men hvor koeffisienten K er lik 2, hvilket tilsvarer en forskutt radfordeling av tappene 11.

Virkningene av de to fordelingsmåter i fig. 2 og 3 er ekvivalente, som nå vil bli forklart med henvisning til fig. 4.

Romfordelingen av tappene 11, enten i samsvar med måten ifølge fig. 2 eller i samsvar med måten ifølge fig. 3, er slik at tappene 11 er i helisk innretting med en venstrehånds stigning for vinkelen +a, vist ved 15 og 16 for eksempel i fig. 2 til 4, og i helisk flukt eller innretting med en høyrehånds stigning for vinkelen -a, vist ved 17 og 18.

Disse innrettinger svarer til fiberbunter i fremad og bakover retninger, slik at den samme bunt fremover, for eksempel N (fig. 4), vil krysses fra sted til sted av alle tappene 11 med innrettingen 16, mens den samme bakre bunt, for eksempel N', vil krysses fra sted til sted av alle tapper 11 med innrettingen 18.

Med bunt menes her fibersett som er lagt på hverandre over hele tykkelsen av røret.

På denne måte vil et minimums fiberantall av viklingene bli kappet av boringene tilveiebragt for tappene 11.

Således vil for eksempel forbindelsen av fiberbuntene N-l og N'-l som forutgår buntene N og N', viklingen som legges fra venstre mot høyre når man ser på fig. 4, ta opp lengdebelast-ningene F påsatt tappen 11'. Bunten N-l vil motstå belastnin-gen F' og bunten N'-l lasten F", der resultanten av F' og F" er ekvivalent med F i absolutt verdi.

Avgrensningen av fiberbuntene N, N', N-l, N'-l er her vist rent kunstig og ment bare for å lette forståelsen av virkningene av den bestemte implantering av tappene 11, idet fibrene innrettes og fordeles på en homogen måte langs hele tykkelsen av røret 1.

Etter beregninger og forsøk, er det funnet at 3 var et optimalt tall for omkretsmessige innrettinger.

Hver omkretsmessig innretting 12, 13 eller 14 omfatter det samme antall tapper 11 og dette tall er fortrinnsvis bestemt for oppnåelse av en balanse mellom motstanden mot "hamrende" belastning- i komposittmaterialet som ligger mot alle tapper i enheten og strekkstyrken i den resterende del av komposittmaterialet på den angjeldende omkretsmessige innretting.

Beregninger er utført med hensyntagen til motstanden av komposittmaterialet, som er mindre enn det for materialet, for eksempel rustfritt stål, i endekoplingselementet (3, 5).

En slik balanse mellom motstanden mot "hamrende" belastning og strekkfasthet tilfredsstiller den følgende ligning:

hvor:

Rm er motstanden mot "hamrende" belastning i komposittmaterialet ,

d er diameteren av tappene,

N er antallet tapper pr. omkretsmessige innretting,

n er antallet omkretsmessige innrettinger,

Rt er strekkstyrken i komposittmaterialet,

D er den midlere diameter av komposittrøret,

d

d' = = minskning av motstandssnittet på grunn av til-cos a

stedeværelsen av en boring tildannet i fibrene.

Ved å betrakte fig. 2 og 3, vil man se at, med fordelingsmåten av tappene 11 i samsvar med generatriser (fig. 2), er avstanden D mellom to påfølgende omkretsmessige innrettinger (12, 13, 14) det dobbelte av den for fordelingsmåten med forskutte rader (fig. 3).

Det følger at valget av verdien 1 eller 2 for koeffisienten K kan avhenge av utformingen av det metalliske endekoplingselement 3 og av verdien for vinkelen a.

For det samme antall omkretsmessige innrettinger kunne en større konsentrasjon av tapper velges (fig. 3), som dekker en kortere lengde på et endekoplingselement.

Det kan tenkes et rør med en liten viklingsvinkel a, som illustrert i fig. 5.

Med en slik vinkel kan det forekomme at selv en tettere fordeling av forskutte rader med tapper på tre omkretsmessige innrettinger, vil strekke seg over en for stor overflate av endekoplingselementet.

Da kan, i samsvar med en alternativ utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, to omkretsmessige innrettinger 12' og 13' defineres, i samsvar med fordelingsloven ifølge oppfinnelsen, med K = 2, og mellom de to innrettinger 12' og 13', fortrinnsvis ved midtavstanden, tilføyes en tredje innretting 14', identisk med de to andre, og som utgjøres av tapper 11 plassert på heliske innrettinger 17, 18 med høyrehånds stigning som representert i fig. 5, eller på de heliske innrettinger 15, 16 med venstrehånds stigning.

Det skal imidlertid bemerkes, at dette er et kompromiss ettersom tappene 11 i innrettingen 14' nødvendigvis vil påvirke den fremadrettede (eller bakoverrettede) vikling av f ibrene.

Videre kan avstanden D' mellom to påfølgende omkretsmessige innrettinger (12', 13', 14') settes opp til en minimal verdi ved å begrense implanteringen av tapper ved å videre ta hensyn til det følgende forhold:

hvor:

K' er et siffer eller blandet tall som varierer fra 3 til 4, d er diameteren av en tapp.

I tilfelle, som tilfellet ifølge fig. 5, at den tilgjengelige eller ønskelige lengde av tappimplanteringen på det metalliske endekoplingselement i samsvar med tre omkretsmessige innrettinger skulle medføre, på grunn av verdien for vinkelen a, at avstanden D' ikke oppfyller den andre betingelse fremsatt ovenfor, vil kun de to innrettinger 12' og 13' bli antatt.

Denne andre tilstand kan tydelig overføres til avstanden D av fordelingsmåtene ifølge fig. 2 til 4.

Dersom røret utgjøres av to fibertyper, for eksempel karbonfibre ment for å bære de langsgående belastninger og glassfibre ment å bære de omkretsmessige belastninger, vil viklingsvinkelen a for karbonfibrene bli tatt i betraktning for fordelingen av tappene, og det høyere eller lavere antall glassfibre kappet for innføring av tappene vil ikke fundamen-talt påvirke oppførselen til endekoplingselementet med hensyn til de langsgående belastninger.

Monteringen av indre 3a og ytre 5 deler såvel som boring av boringene 9 og 10 nødvendiggjør ikke noen maskinering av enden av røret 1, verken innvendig eller utvendig, idet generatrisene til røret gjenstår rettlinjet. Kun en lett ikke-destruktiv "bleking" av fibrene kan eventuelt være nødvendig for å fjerne resinutkastninger og muliggjøre montasje spesielt av den indre del 3a.

Videre gjøres økningen i utvendig diameter og minskning i innvendig diameter i nivået av delene 5 og 3a minst mulig relativt resten av komposittrøret.

Det kan imidlertid være fordelaktig å ta i betraktning den andre fibertype og finne et kompromiss som ikke bare muliggjør en begrensning av kappingen av fibrene som har den høyeste strekkstyrke-koeffisient, under de samme betingelser som angitt ovenfor, men også i en viss utstrekning muliggjør den beste bruk av fibrene av den annen type som også deltar, skjønt i en lavere grad, i styrken av røret med hensyn til de langsgående belastninger.

Fig. 6 illustrerer en fordelingsmåte av tappene i et slikt tilfelle, i samsvar med en annen utførelse av metoden ifølge oppfinnelsen.

Først av alt, som i tilfelle av fig. 5, er de to omkretsmessige innrettinger 12', 13' av tappene 11 definert, tilsvar-ende fordelingsloven ifølge oppfinnelsen, med vinkelen a for den første fibertype og med K = 2.

Deretter er en tredje omkretsmessig innretting (14'a eller 14'b) definert, innsatt mellom de to andre og som utgjøres av tapper implantert i krysningen av den høyrehånds stigende heliks 17' som går gjennom tappene 11 i en første innretting 12' og av vinkelen p lik med viklingsvinkelen for den andre fibertype (eller likt med venstrehånds stigende heliks med den samme vinkel) med en eller annen av de heliske innrettinger, med en venstrehånds stigning 15 eller en høyrehånds stigning 17 av tappene 11. I en av de to krysninger vil en tapp lia eller 11b være implantert eller innsatt.

Alle tapper lia, 11b tilfredsstiller videre den ovenfor angitte tilleggsbetingelsen med hensyn til minimal avstand mellom den tredje innretting 14'a eller 14'b, og den ene eller den andre av innrettingene 12' og 13' kan velges.

På denne måte vil tappene (lia eller 11b) i den tredje innretting være i fiberbuntene av den første og andre type som allerede er skåret av tappene 11 og de to første innrettinger 12' og 13'. Imidlertid vil tappene lia eller 11b påvirke den bakoverrettede (eller foroverrettede) vikling av fibrene av den andre type.

I tilfelle hvor nevnte tilleggsbetingelse ikke er tilfreds-stilt for noen av innrettingene 14'a, 14'b, for eksempel i tilfelle hvor vinklene a og p er nærmere hverandre, vil fordelingen være i samsvar med fig. 5.

Dersom de venstrehånds stigende helikser for vinklene + P 15' blir valgt, vil tappene innsettes som illustrert ved 11'a og 11'b i fig. 6, symmetrisk med tappene lia, 11b med hensyn til aksen 2 for røret 1. Fig. 7 representerer et metallisk endekoplingselement 3 festet til enden av et komposittrør 1 med en implantering av tappene 11 i samsvar med måten ifølge fig. 6 (tappene 11 og lia eller ll'b). Fig. 8 viser en illustrerende utførelse av røret 1 med to typer viklinger.

I denne fig. 8 er en viklingsdor vist ved 20, fire lag med glassfibre ved 21, hvert bestående av et visst antall fiberlag, og tre sjikt karbonfibre ved 22, som også hver består av et visst antall fiberlag.

Viklingsvinkelen for glassfibrene er for eksempel i størrel-sesorden 60° og den for karbonfibrene i størrelsesorden 20°.

De to innrettinger 12' og 13' av tappene 11 ifølge fig. 7 er bestemt med fordelingsloven i samvar med oppfinnelsen med a = 20° og K = 2, mens den midtre innretting 14' er bestemt i samsvar med måten vist i fig. 6, med heliksene 15' med vinkel + p = 60° .

0

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjelder på generell måte all skjøting av et komposittrør \inder spenninger med alternerende eller ikke strekk-trykk, som skyldes for eksempel en indre trykkpåvirkning, og til og med torsjon, med en rørformet metallfitting tilføyd endene og særlig, men ikke utelukkende, med endekoplingselementer.

Claims

1. Fremgangsmåte for mekanisk skjøting av et rør satt sammen av et komposittmateriale (1) og en rørformet metallfitting (3), karakterisert ved at først fremstilles et rør (1) av konstant tverrsnitt ved filamentvikling av forhåndsimpregnerte fibre som deretter utsettes for polymerisering, deretter kappes det således oppnådde rør i seksjoner med rette vinkler på aksen til ønsket lengde, deretter innføres en rørformet metallfitting (3) minst delvis inn i hver ende av røret som således er kappet i seksjoner og enden av røret og den penetrerende del av metallinnsatsen festes ved hjelp av penetrerende elementer (11) anordnet i samsvar med jevne omkretsmessige innrettinger (12, 13, 14) som er identiske og likt avstandsplassert fra hverandre, hvor hver definerer et plan vinkelrett på rørets akse (1) og i samsvar med den følgende fordelingslov: hvor D er avstanden mellom to påfølgende plan av omkretsmessige innrettinger (12, 13, 14) av penetrerende elementer (11), K er et siffer likt med 1 eller 2, n er antallet innrettinger (12, 13, 14), i er intervallet mellom to påfølgende penetrerende elementer (11) i samme innretting (12, 13, 14), og a er vinkelen, med hensyn til aksen gjennom røret (1), til fiberlagene som skal tilveiebringe strekkstyrken.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at hver omkretsmessige innretting (12, 13, 14) innbefatter det samme antall penetrerende elementer (11) bestemt slik at det oppnås en balanse mellom motstanden mot "hamrende" belastning av komposittmaterialet som ligger mot alle de penetrerende elementer (11) i enheten og strekkstyrken i det gjenværende parti av komposittmateriale på den relevante omkretsmessige innretting, hvilken balanse korresponderer med den følgende ligning: hvor: Rm er motstanden mot "hamrende" belastning i komposittmaterialet , d er diameteren til de penetrerende elementer (11), N er antallet penetrerende elementer (11) pr. omkretsmessige innretting (12, 13, 14), n er antallet omkretsmessige innrettinger (12, 13, 14), Rt er strekkstyrken i komposittmaterialet, D er den midlere diameter i komposittrøret (1), og = minskning av motstandssnittet på grunn av til-stedeværelsen av en boring tildannet i fibrene.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at tallet n av innrettinger (12', 13') er likt med 2, at K velges likt med 2 og at en tredje innretting (14') av penetrerende elementer (11) settes inn mellom de første to, parallelt med den siste og fortrinnsvis med en lik avstand (D') fra den siste, hvilke penetrerende elementer (11) er plassert på venstrehånds-stigende (15) eller høyrehånds-stigende (17) heliske innrettinger av de penetrerende elementer med de første to innrettinger (12', 13').

4 . Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at komposittrøret (1) utgjøres av to fibertyper med viklinger med ulike vinkler, der vinklen a valgt for fordelingen av penetrerende elementer (11) er viklingsvinkelen for fibertypene som har den høyeste strekkstyrke.

5 . Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at antallet n av omkretsmessige innrettinger (12', 13') er lik med 2, K velges lik 2 og at en tredje omkretsmessig innretting (14'a, 14'b) settes inn mellom de første to, parallelt med den siste, idet de nevnte penetrerende elementer (Ila, 11'a; 11b, 11'b) fordeles ved krysningen av det ene eller det annet av de heliske innrettinger (15, 17) av penetrerende elementer (11) med de to første omkretsmessige innrettinger (12', 13') med den ene eller annen av heliksene (15', 17') som krysser de penetrerende elementer (11) for den første omkretsmessige innretting (12') og lik i vinkel med viklingsvinkelen (<p>) for den andre fibertype.

6. Fremgangsmåte ifølge et eller f ler av kravene 1 til 5, karakterisert ved at avstanden (D eller D') mellom to påfølgende omkretsmessige innrettinger av penetrerende elementer (lia, 11'a; 11b, 11'b) tilfredsstiller i tillegg det følgende forhold: hvor: K' er et siffer eller blandet tall som varierer fra 3 til 4, og d er diameteren av et penetrerende element (11).

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1, 2 eller 4, karakterisert ved at antallet n av omkretsmessige innrettinger (12, 13, 14) av penetrerende elementer (11) velges lik 3.

8. Skjøting av et rør oppbygd av komposittmateriale og av en rørformet metallfitting oppnådd i samsvar med fremgangsmåten ifølge et eller flere av kravene 1 til 7.

9. Skjøt ifølge krav 8, karakterisert ved at metallfittingen er et endekoplingselement (3) omfattende en del (3a) delvis i inngrep med innsiden av røret (1), en rørformet ytre del (5) tilføyd endekoplingselementet (3) for slik å klemme enden av røret (1), og at de penetrerende elementer -er radielle tapper (11, lia, ll'a, 11b, ll'b) hvis ender er i inngrep i boringer (9, 10) tilvirket i den indre (3a) og ytre (5) del av endekoplingselementet (3).

10. Skjøt ifølge krav 9, karakterisert ved at boringene (9) tilvirket i den indre del (3a) ikke åpner mot den indre flate av delen (3a).