NO321045B1 - Sproytestopeinnretning for omsproyting av rundsveisesommer i en rorledning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for plastomhylling av med rundsveisesømmer fremstilte forbindelser mellom stålrør i en rørledning, hvilken rørledning er forsynt med en fabrikkfremstilt plastisolering, som angitt i innledningen til patentkrav 1.

Fra WO 90/02038 er det kjent en innretning for etterisolering av stålrør, hvilke stålrør er innbyrdes forbundne ved hjelp av en rundsveisesøm og er forsynt med en fabrikkfremstilt plastisolering, eksempelvis av polyetylen eller polypropylen. For at den fabrikkfremstilte plastisolering ikke skal skades under sveisingen, er rørene utført uten belegg i endeområdene. Etter at to rør er forbundet med hverandre ved hjelp av en rundsveisesøm må de ubelagte dellengder i forbindelsesområdet etterisoleres, for å unngå eksterne korrosjonsangrep. For dette benyttes det et sprøytestøpeverktøy som legges som en mansjett rundt stålrørene i området ved rundsveisesømmen og via en tilførmgsirmrerning kan knyttes til en sprøytestøpeinnretning for et sprøytedyktig plastmateriale. Verktøyet har en slik aksial lengde at det med overlapping dekker over området med de etterisolerende dellengder, og de to verktøyender ligger an mot den for hånden værende fabrikkfremstilte plastomhylling på de to stålrør. For at sprøytestøpe-verktøyet skal kunne monteres raskt på rørledningens forbindelsesområde og etterisoleringen lett kan demonteres fra rørledningen, er verktøyet delt. Typisk består sprøytestøpeverktøyet av to eksempelvis ved hjelp av et hengsel sammenholdte halv-skåler, som legges rundt rørledningen og forbindes med hverandre ved hjelp av en låse-innretning, slik at sprøytestøpeverktøyet derved kan festes på rørstrengen. Sprøyte-støpeverktøyet er i hovedsaken hulsylindrisk utformet, og dets innerdiameter i området ved det etterisolerende sveisesømområdet tilsvarer ytterdiameteren til den plastomhyl-ning som skal tilveiebringes. Verktøyet omgir også etterisoleringsområdet med en viss avstand. Ved endene er derimot innerdiameteren til sprøytestøpeverktøyet mindre og svarer til ytterdiameteren til den fabrikkrfemstilte plastisolering.

I praktisk drift foreligger det imidlertid ofte en viss ringspalte mellom den fabrikkfremstilte plastisolering og den indre overflate i sprøyteverktøyet ved verktøyendene. Denne ringspalte byr på problemer, fordi en del av det inn i sprøytestøpeverktøyet inn-sprøytede plastmateriale vil trenge ut gjennom denne spalten, som i idelatilfellet skal være lik null. Dette medfører et trykktap i sprøytestøpeverktøyet, noe som er en ulempe med hensyn til en skikkelig gjennomføring av etterisoleringen og kan føre til kvalitets-tap (eksempelvis luftblærer i belegget). Dette problemet er desto mer alvorlig jo større stålrørdiameteren er og jo større avvikene fra den ideelle rørgeometri (eksempelvis ovalitet) er.

Fra US 3 387 075 A er det kjent at ved en fremgangsmåte for fremstilling av husholdningssikter av plast ved hjelp av sprøytestøping vil plastmaterialets flytfront på uønsket måte stoppe opp som følge av avkjøling. Dessuten er det fra DE 34 40 326.4 kjent en sprøytestøpemetode for fremstilling av husholdningssikter, hvor en i hovedsaken halvhuleformet siktfletning av tråd i et todelt sprøytestøpeverktøy innklemmes langs en smal ringformet flate i området ved en omløpende krave, før kraven omsprøytes med et plast og et håndtak sprøyteformes. Ved kjøling av verktøyet eller den innklemte siktfletning hindres at plasten på uønsket måte går ut fra innklemmings-soneområdet. Man finner imidlertid her ingen henvisninger med hensyn til en etterisolering av stålrør i området ved en rundsveisesøm.

IJP-A-4290712 er det beskrevet en forbindelsesmetode for plastrør ved hjelp av en påsprøytbar mansjett. De to rør som skal forbindes med hverandre blir skjøvet på en med tannlignende fremspring forsynt støttehylse, slik at det forblir en definert aksial avstand mellom rørene. En sprøytestøpeinnretning som omgir de to rør, er slik utformet i de to endeområdene at disse danner et respektivt tetningssted med røroverflaten. Disse endeområder kjøles sterkere enn det sentrale området i sprøytestøpeinnretningen, for derved å sikre at det i tverrsnittet tykkere mansjettområdet kan fylles uten problemer.

GB-A-0856040 viser likeledes en forbindelsesmetode for plastrør. For ikke å øke gjennomstrømningsmotstanden er en innvendig støttehylse anordnet i tilsvarende utsparinger i de to rørs endeområder. De to rør anordnes slik på støttehylsen at det mellom rørene vil foreligge en aksial avstand. Ved hjelp av en sprøytestøpeinnretning som strekker seg rundt de to rør, blir så en mansjett påsprøytet. Mansjetten danner en ytre klemmuffe i rørforbindelsen.

Fra JP-A-6262640 er det kjent en forbindelsesmetode for et awinklet T-stykke av plastrør. En trearmet støttehylse benyttes som innvendig avstøtting. Den ytre klemmuffe dannes ved at en mansjett sprøytes rundt skjøten. For å hindre at smelte trenger ut i endeområdene er det i endeområdene anordnet en kjølt tetningsring som tetter mot rørflaten.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å forbedre en innretning av den innlednings-vis nevnte type slik at det også ved en etterisolering av sveisesømområder på rør med store diametere og/eller større avvik fra den ideelle sirkeltverrsnittsform, oppnås en god avtetning i området ved innretningens endesider. Dette skal oppnås på enklest mulig måte.

Det er således frembrakt en innretning for plastomhylling av med rundsveisesømmer fremstilte forbindelser mellom stålrør i en rørledning, hvilken rørledning er forsynt med en fabrikk-fremstilt plastisolering og etterisoleres med sprøytestøping i området ved rundsveisesømmene, med et til en sprøytestøpeinnretning tilsluttbar, delt og i området ved rundsveisesømmene mansjettaktig rundt stålrørene på en slik måte leggbart sprøytestøpeverktøy at sprøytestøpeverktøyet dekker de respektive ender av den fabrikkfremstilte plastisolering på de to sammensveisede stålrør, idet sprøytestøpeverktøyet i det minste i det aksiale området mellom de fabrikkfremstilte plastisoleringer har en større innerdiameter enn plast-isoleringens ytterdiameter, og sprøytestøpeverktøyets endeområder har en innerdiameter som tilsvarer ytterdiameteren til de fabrikkfremstilte plasisoleringer.

Innretningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det i sprøytestøpeverktøyets endeområder er anordnet en respektiv, i ornkrets-retningen forløpende kjøleinnretning, hvilken kjøleinnretning raskt avkjøler og størkner det fra hulrommet, som skal fylles med etterisolerings-plastmateriale, gjennom en ringspalte mellom den fabrikkrfemstilte plastisolering og det anliggende sprøytestøpeverktøy utflytende etterisolerings-plastmateriale.

Den grunnleggende ide ved oppfinnelsen er således at man ikke forsøker å utforme innretningen slik at den legger seg helt tett an mot den fabrikkrfemstilte plast-isolering, men at det for etterisoleringen anvendte plastmaterialet selv benyttes for den ønskede avtetning. Det inn i ringspalten mellom innretningen og den fabrikkrfemstilte plastisolering strømmende plastmateriale blir ved hjelp av en kjøleinnretning i innretningen avkjølt raskt, slik at plastmaterialet størkner før det kan strømme ut fra innretningen i større, forstyrrende mengder. Det størknede plastmateriale som benyttes for etterisoleringen vil således gi en effektiv avtetning, som uten videre vil kunne motstå sprøytetrykket i sprøytestøpeverktøyet, hvilket sprøytetrykk eksempelvis kan være på 200 bar eller mer. Derved unngår man de hittil ofte forekommende trykksenkninger, slik at det derved muliggjøres en tilveiebringelse av en høyverdig etterisolering. For realisering av oppfinnelsen kreves det bare enkle midler.

Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i patentkravene 2 til 9.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til de i tegningsfigurene viste utførelseseksempler. På tegningene viser

fig. 1 et aksialt halvsnitt gjennom en på en rørstreng montert innretning ifølge

oppfinnelsen, og

fig. 2 viser et detaljutsnitt fra en innretning med en modifisert kjøleinnretning

ifølge oppfinnelsen.

Fig. 1 viser området mellom to med en fabrikkfremstilt plastisolering 3a, 3b av eksempelvis polyetylen eller polypropylen forsynte stålrør 2a, 2b, som er forbundet med hverandre ved hjelp av en rundsveisesøm 1. I sveisesømmens 1 umiddelbare nærhet mangler den fabrikkfremstilte isolering, da denne så likevel ville bli ødelagt av den varme som oppstår når rundsveisesømmen 1 tilveiebringes. Hensiktsmessig er det fabrikkfremstilte belegg 3a, 3b avskrådd mot rørendene. For å hindre eksterne korrosjonsangrep på stålrørene 2a, 2b i området ved rundsveisesømmen 1, må det foretas en mest mulig høyverdig etterisolering, dvs en etterisolering som har samme kvalitet som den fabrikkfremstilte plastomhylling. Dette muliggjøres med den nye innretning ifølge oppfinnelsen, som er realisert i form av et sprøytestøpeverktøy 4 som er delt, slik at det derved lett kan monteres rundt stålrørene 2a og 2b og etter gjennomført etterisolering lett kan demonteres igjen. Sprøytestøpeverktøyet 4, som i hovedsaken har hulsylindrisk form, er derfor på ikke nærmere vist måte bygget opp av to havlskåler, som eksempelvis langs en side er innbyrdes hengselforbundne og langs den andre siden kan forbindes stivt med hverandre ved hjelp av en lett betjenbar låse-innretning. Sprøytestøpeverktøyet 4 er på sin innside dimensjonert slik at det tilveiebringes et hulrom 9 mot røroverflaten, hvilket hulrom 9 skal fylles av etterisolering-plastmaterialet. Hulrommet strekker seg i aksialretningen så langt fra rundsveisesømmen 1 at endene til de fabrikkrfemstilte plastisoleringer 3 a, 3b overlappes. Derfor er innerdiameteren i dette området større enn diameteren til den fabrikkrfemstilte plastisolering 3a, 3b. I området ved sprøytestøpeverktøyets ender 5a, 5b er derimot verktøyets innerdiameter merkbart mindre, og svarer omtrent til ytterdiameteren til den fabrikkrfemstilte plastisolering 3a, 3b. I montert tilstand vil således sprøytestøpeverktøyet 4 ligge relativt tett an mot plastisoleringen 3a, 3b. Særlig som følge av diametertoleranser for stålrørene 2a, 2b og som følge av avvik fra den ideelle sirkelrunde rørform (ovalitet) vil det imidlertid i de fleste tilfeller, i det minste i del-områder av røromkretsen, foreligge en spalte (ringspalte 7a, 7b) mellom sprøytestøpe-verktøyet 4 og den respektive fabrikkrfemstilte plastisolering 3a, 3b. I området ved sprøytestøpeverktøyets ender 5a, 5b har sprøytestøpeverktøyet en respektiv kjøleinn-retning 6a, 6b, som i det viste utførelseseksempel er utformet som parallelle, omløpende kjølekanaler 8a, 8b for et flytende kjølemedium. Kjølekanalene 8a, 8b kan eksempelvis være slik forbundne med hverandre at kjølemiddelet strømmer i en bestemt retning gjennom den ene kjølekanal og i'området ved sprøytestøpeverktøytes deling omstyres til den andre kjølekanal og så strømmer gjennom denne i motsatt retning og parallelt med den første kjølekanal. Tilknytningene for tilførsel og bortførsel av kjølemedium er ikke vist i fig. 1. Fortrinnsvis er tilknytningene for kjølemediet anordnet i nærheten av sprøytestøpeverktøyets deling. Hvorvidt det benyttes en eller flere kjølekanaler vil være avhengig av de krav som stilles til det respektive sprøytestøpeverktøy 4. Av betydning her er ikke bare tverrsnittsformen og tverrsnittsstørrelsen til kjølekanalen/kanalene, men også temperaturen til det anvendte kjølemiddel.

Ved hjelp av en ikke vist tilførselsinnretning kan det strømningsdyktige plastmaterialet som anvendes i etterisoleringen, sprøytes inn i hulrommet 9 rundt rørledningsstrengen. Når det anvendes polyetylen vil det innsprøytede plast-etterisoleringsmaterialet eksempelvis ha en temperatur på ca 200 til 220°C. Denne temperatur er tilstrekkelig til å smelte overflaten på den fabrikkfremstilte plastisolering, slik at det oppnås en sammensveisning med materialet i etterisoleringen. Den innsprøytede materialmengde vil etter hvert fylle hulrommet 9 og trenge ut i området ved verktøyendene 5a, 5b, dvs inn i ringspaltene 7a, 7b, fordi sprøytestøpeverktøyet 4 ikke ligger fullstendig tett an mot den fabrikkfremstilte plastisolering 3a, 3b. Da veggen i sprøytestøpeverktøyet 4 på disse steder som følge av kjøleinnretningene 6a, 6b vil ha en temperatur som ligger betydelig under temperaturen til det innsprøytede plastmateriale, vil plastmaterialet som trenger inn i ringspaltene 7a, 7b meget raskt avkjøles slik at det størkner, hvorved det dannes en meget effektiv, ringformet avtetning utad mellom sprøytestøpeverktøy og rørisolering, slik at materialet ikke kan trenge ut, i det minste ikke i vesentlige mengder.

Fig. 2 viser en modifisert utførelse av innretningen ifølge oppfinnelsen, som vist i fig. 1. Modifiseringen vedrører bare endeområdet 5a, dvs den der anordnede kjøleinnretning 6a. Man har her ikke en væskekjøling, men en gasskjøling, med ringformet anordnet utstrømningsdyse 10. Gassutstrømningsdysen 10 utstrørnningsretning er rettet innover mot ringspalten 7a. Det i hulrommet 9 innsprøytede etterisoleringsmateriale kan derfor til å begynne med uten videre trenge inn i ringspalten 7a. Til slutt vil materialet komme inn i virkningsområdet til gasskjølingen. Den av gasskjølingen tilveiebragte avkjøling vil også i dette tilfellet gi en meget rask størkning av det utstrømmende plastmaterialet, slik at det oppnås en effektiv avtetning av sprøytestøpeverktøyet 4 før nevneverdige mengder plastmateriale kan trenge ut fra hulrommet 9.

Det anbefales å gi overgansområdet mellom den del av sprøytestøpeverktøyet 4 hvis innerdiameter tilsvarer diameteren til etterisoleringssjiktet, og det området ved endene 5a, 5b hvor innerdiameteren svarer til den fabrikkfremstilte plastisolering 2a, 2b, en konisk form. Dette overgangsområdet er i fig. 2 betegnet med henvisningstallet 11. Derved tilveiebringes det et etterisoleringssjikt med en forholdsmessig myk overgang mot den for hånden værende fabrikkfremstilte plastisolering 3a, 3b.

Som flytende kjølemiddel anvendes i utgangspunktet kjølevann, særlig når dette har en merkbart under omgivelsestemperaturen liggende temperatur. En meget effektiv kjøling oppnås ved anvendelsen av flytende nitrogen. I en gasskjøling kan eksempelvis benyttes trykkluft eller en annen trykkgass. Man kan i denne forbindelse utnytte den fordel som ligger i at gasstemperaturen reduseres merkbart når gassen ekspanderer ut fra den ringformede, rundt rørstrengen anordnede utløpsdyse.

Kjøleinnretningen kan også være i form av kjøleribber, anordnet rundt verktøyendene. Ved hjelp av slike kjøleribber kan varme avgis til omgivelsene ved hjelp av konveksjon. Denne form for kjøling vil imindlretid som regel være mindre effektiv enn de i fig. 1 og 2 viste løsninger.

I mange tilfeller, særlig når takttidene for de enkelte etterisoleringer er relativt lange, kan det være tilstrekkelig å realisere kjøleinnretningen ved hjelp av en materialopphopning (dvs større veggtykkelser) i området ved verktøyendene. En slik materialopphopning må dimensjoneres under hensyntagen til materialets spesifikke varmekapasitet, slik at massen vil være tilstrekkelig til i hvert fall å kunne oppta den varmemengde som må bortføres ved en viss etterisolering, i området ved verktøyendene, uten at temperaturen i materialopphopningen stiger til i nærheten av smeltetemperaturen til det for etterisoleringen anvendte materialet. Oppvarmingstemperaturen til de med materialopphopninger utførte ender må også ligge merkbart under denne smelte-temperatur, slik at man er sikret en tilstrekkelig rask avkjøling av smeiten i området ved sprøytestøpeverktøyets ringformede avtetning. For at innretningen ved de taktvise etterisoleringer ikke skal oppvarmes til stadig høyere temperaturer, må man sikre at det mellom to på hverandre følgende etterisoleringer foreligger tid nok til at tilstrekkelig varme kan avgis utad som følge av den "normale" avkjøling ved hjelp av omgivnings-luften eller ved anvendelse av en separat, ekstern kjøling (eksempelvis fukting av innretningen med kjølevann).

Det ligger innenfor oppfinnelsens ramme også å kombinere de ulike kjøleinnretnings-typer med hverandre i en og samme innretning. Særlig fordelaktig er en samtidig anvendelse av et gasskjølesystem som vist i fig. 2 og eksterne kjøleribber og/eller større materialopphopninger i området ved verktøyendene.

Claims (9)

1. Innretning for plastomhylling av med rundsveisesømmer (1) fremstilte forbindelser mellom stålrør (2a, 2b) i en rørledning, hvilken rørledning er forsynt med en fabrikk-fremstilt plastisolering (3 a, 3b) og etterisoleres med sprøytestøping i området ved rundsveisesømmene, med et til en sprøytestøpeinnretning tilsluttbar, delt og i området ved rundsveisesømmene (1) mansjettaktig rundt stålrørene (2a, 2b) på en slik måte leggbart sprøytestøpeverktøy (4) at sprøytestøpeverktøyet (4) dekker de respektive ender av den fabrikkfremstilte plastisolering (3a, 3b) på de to sammensveisede stålrør (2a, 2b), idet sprøytestøpeverktøyet (4) i det minste i det aksiale området mellom de fabrikkfremstilte plastisoleringer (3 a, 3b) har en større innerdiameter enn plast-isoleringens (3a, 3b) ytterdiameter, og sprøytestøpeverktøyets (4) endeområder (5a, 5b) har en innerdiameter som tilsvarer ytterdiameteren til de fabrikkfremstilte plasisoleringer (2a, 2b), karakterisert ved at det i sprøytestøpeverktøyets (4) endeområder (5a, 5b) er anordnet en respektiv, i omkretsretningen forløpende kjøleinnretning (6a, 6b), hvilken kjøleinnretning raskt avkjøler og størkner det fra hulrommet (9), som skal fylles med etterisolerings-plastmateriale, gjennom en ringspalte (7a, 7b) mellom den fabrikkfremstilte plastisolering (3a, 3b) og det anliggende sprøytestøpeverktøy (4) utflytende etterisolerings-plastmateriale.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at kjøle-innretningen (6a, 6b) er utformet som en eller flere i sprøytestøpeverktøyet (4) anordnede, omløpende kjølekanaler (8a, 8b) for et flytende kjølemiddel.

3. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at kjølekanalene (8a, 8b) i området ved sprøytestøpeverktøyets (4) deling omstyres til en motsatt gjennomstrømmet, parallelt forløpende kjølekanal.

4. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at tilknytningene for tilførsel og bortførsel av kjølemedium er anordnet i nærheten av sprøytestøpeverktøyets (4) deling.

5. Irmretning ifølge krav 1, karakterisert ved at kjøle-innretningen er utformet som en gasskjøling med ringformet anordnet utstramnings-dyse (10), idet utstrømningsretningene fra utstrøinningsdysen (10) er rettet mot ringspalten (7a, 7b).

6. Innretning ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at overgangsområdet mellom det området hvor innerdiameteren tilsvarer diameteren til den plastomhylling som skal tilveiebringes, og området ved verktøy-endene (5a, 5b) hvor innerdiameteren svarer til den fabrikkfremstilte plastisolering (2a, 2b), er konisk utformet.

7. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at kjøle-innretningen (6a, 6b) er utformet som eksterne kjøleribber.

8. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at kjøle-innretningen (6a, 6b) er utformet som en respektiv materialopphopning i området ved verktøyendene (5a, 5b), idet materialopphopningsmassen er dimensjonert slik under hensyntagen til materialets spesifikke varmekapasitet at i det minste den varmemengde som må bortføres ved en etterisolering, kan opptas uten at temperaturen i materialopphopningen stiger til i nærheten av smeltetemperaturen til det for etterisoleringen anvendte plastmateriale.

9. Innretning ifølge krav 5 og i det minste ett av kravene 7 og 8, karakterisert ved at kjøleinnretningen er utformet som en kombinasjon av en gasskjøling og en varmeopptagende materialopphopning og/eller eksterne kjøle-ribber.