NO325548B1 - Fremgangsmate og sammenstilling for tilvirking av et homogent komposittror med uspesifisert lengde - Google Patents

Fremgangsmate og sammenstilling for tilvirking av et homogent komposittror med uspesifisert lengde Download PDF

Info

Publication number
NO325548B1
NO325548B1 NO20063949A NO20063949A NO325548B1 NO 325548 B1 NO325548 B1 NO 325548B1 NO 20063949 A NO20063949 A NO 20063949A NO 20063949 A NO20063949 A NO 20063949A NO 325548 B1 NO325548 B1 NO 325548B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
mandrel
sliding layer
reinforced thermoplastic
strips
fibre
Prior art date
Application number
NO20063949A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20063949L (no
Inventor
Ola Gryta
Original Assignee
Wellstream Int Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wellstream Int Ltd filed Critical Wellstream Int Ltd
Priority to NO20063949A priority Critical patent/NO325548B1/no
Priority to EP07825056A priority patent/EP2061640B1/en
Priority to US12/439,853 priority patent/US8597451B2/en
Priority to DK07825056.0T priority patent/DK2061640T3/da
Priority to ES07825056T priority patent/ES2391661T3/es
Priority to PCT/IB2007/002550 priority patent/WO2008029252A1/en
Priority to BRPI0716158-1A2A priority patent/BRPI0716158A2/pt
Publication of NO20063949L publication Critical patent/NO20063949L/no
Publication of NO325548B1 publication Critical patent/NO325548B1/no
Priority to US14/063,382 priority patent/US8967220B2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D23/00Producing tubular articles
    • B29D23/001Pipes; Pipe joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/60Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B29C53/607Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels having driving means for advancing the wound articles, e.g. belts, rolls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/60Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B29C53/62Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/60Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B29C53/68Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels with rotatable winding feed member
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/17Surface bonding means and/or assemblymeans with work feeding or handling means
    • Y10T156/1702For plural parts or plural areas of single part
    • Y10T156/1712Indefinite or running length work
    • Y10T156/1722Means applying fluent adhesive or adhesive activator material between layers
    • Y10T156/1727Plural indefinite length or running length workpieces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

En fremgangsmåte for å danne et homogent komposittrør av uspesifisert lengde fra strimler (5) av fiberarmert termoplastmateriale, som omfatter følgende trinn: innretning av en mandrel (1) stasjonært i en prosessretning (P) til å strekke seg fritt fra en første innfestet ende (2) til en andre ende (4); påføring omkring mandrelen av et glidelag (10); vikling av de fiberarmerte termoplaststrimlene (5) rundt glidelaget (10), og konsolidering av en seksjon av de påviklede fiberarmerte termoplaststrimlene. Fremgangsmåten omfatter videre trinnene: forming av glidelaget (10) fra et strimmelmateriale som blir påført i langsgående retning på mandreloverflaten; kobling av glidelaget (10) til en trekkeinnretning innrettet nedstrøms for mandrelen i prosessretningen (P), samt avtrekking av en konsolidert komposittrørseksjon (9) fra den andre enden (4) av mandrelen (1) synkront med trinnene med vikling og konsolidering. Oppfinnelsen vedrører også en sammenstilling for å utføre fremgangsmåten.

Description

Oppfinnelsens område og kjent teknikk
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å tilvirke et rør satt sammen av strimler av fiberarmert termoplast som er viklet om en mandrel, hvorpå det blir tilført varme for konsolidering av den fiberarmerte termoplasten til et komposittrør. Den foreliggende oppfinnelsen vedrører også en sammenstilling for å produsere slikt kom-posittrør i uspesifiserte lengder.
Det komposittrøret dette gjelder, finner anvendelse innen ulike felter i industrien der fluider skal transporteres, og det er karakterisert ved lav vekt, høy styrke og høy kjemisk motststandsdyktighet. Komposittrørene kan med fordel, men ikke eksklusivt, brukes som fleksible stigerør, strømningslinjer, rørlinjer, navlestrengrør, trykkapslinger for prosessutstyr, containere og konstruksjonselementer innenfor olje- og gassindustrien.
Det er kjent at komposittrør av den her nevnte typen blir tilvirket ved å vikle og konsolidere en strimmel- eller båndformet, fiberarmert termoplast, kalt prepreg, omkring en rørformet base som vanligvis forblir inne i den konsoliderte termoplasten, og derfor danner en innvendig foring som er bundet til den ytre rørveggen som er laget av herdet termoplastmateriale. Blant tilgjengelig kjent teknikk kan det henvises til WO 05/108046 Al samt WO 03/037770, som hver representerer tidligere teknikk som omfatter kompo-sittrør med innvendig foring.
På lignende måte beskriver JP-1198343 en metode der lag av prepreg-materiale blir viklet på et initialt lag bestående av karbonpapir som er tidligere viklet på mandrelen. Papir-laget og prepreg-lagene er bakt sammen i en nitrogen-atmosfære, hvorpå mandrelen lett kan dras ut av det bakte legeme. Rør av en spesifisert begrenset lengde lik mandrel-lengden kan lages ved å trekke mandrelen ut fra det ferdige røret.
Betegnelsen "prepreg" henviser til en matte, tekstil, ikke-vevd materiale eller roving pre-impregnert med resin. Den fiberarmerte termoplasten som er nevnt ovenfor er en poly-merkompositt som er delvis herdet og klar for støping, og omfatter fibre innbakt i en matrise av termoplastisk poly-mermateriale som herder i den formen som blir påført når det avkjøles fra en temperatur som passer for å smelte mat-risen. Herdeprosessen kalles konsolidering. Fibrene kan være rettet hovedsaklig i en og samme retning på en ensrettet måte.
Komposittrør som har en innvendig foring bundet til utvendige strukturlag som er laget av termoplastmateriale kan være utsatt for sprekker og separering mellom den innvendi-ge foringen og det utvendige termoplastskiktet. En mulig årsak til slik separasjon og sprekkdannelse er bruk av ulike materialer med ulike materialegenskaper til å strukture-re henholdsvis foringen og det termoplastiske ytterlaget. Betingelsene som komposittrøret arbeider under i drift kan omfatte temperaturdifferanser over rørveggen i størrelse-sorden flere hundre grader celsius, rørlengder over flere kilometer, tverrgående bevegelser og bøying som fører til motrettede aksielle belastninger på rørlagene, høye trykk som forekommer på betydelige havdybder, osv.
Et mål med den foreliggende oppfinnelsen er derfor å redu-sere eller i hovedsak å eliminere mangelen som skyldes at rørene er strukturert ved en kombinasjon av en innvendig foring bundet til en utvendig rørvegg.
Dette målet uppnås i et komposittrør slik det blir tilvirket ved fremgangsmåten ifølge de vedlagte patentkravene.
Målet uppnås likedan i et komposittrør slik det blir tilvirket ved sammenstillingen for å utføre fremgangsmåten, ifølge de vedlagte patentkravene.
Sammenfatning av oppfinnelsen
I korthet fremskaffer den foreliggende oppfinnelsen en fremstillingsmetode og en sammenstilling der det brukes multiple lag med fiberarmerte plaststrimler for å tilvirke et homogent komposittrør med uspesifisert lengde fra et fiberarmert termoplastisk kompositt.
Fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen omfatter følgende trinn: - innretning av en mandrel stasjonært i en prosessretning til å strekke seg fritt fra en første infestet ende til en andre ende,
- påføring omkring mandrelen av et glidelag,
- vikling av de fiberarmerte termoplaststrimlene (5) rundt glidelaget, - konsolidering av en seksjon av de påviklede fiberarmerte termoplaststrimlene,
og er karakterisert ved følgende trinn:
- forming av glidelaget fra et strimmelmateriale som.blir påført i langsgående retning på mandreloverflaten, - kobling av glidelaget til en trekkeinnretning innrettet nedstrøms for mandrelen i prosessretningen, samt - avtrekking av en konsolidert komposittrørseksjon fra den andre enden av mandrelen synkront med trinnene med vikling og konsolidering.
Trinnene med vikling og konsolidering kan være synkronisert med en inkrementell trekking av konsoliderte seksjoner av fiberarmert termoplast fra mandrelen, eller kan som alter-nativ være synkronisert med en kontinuerlig trekking av konsoliderte seksjoner av fiberarmert termoplast fra mandrelen.
Fortrinnsvis er glidelag-materialet løselig i væske, og foretrukket en cellulosefiber i en matrise av vannbasert resin formet som en strimmel, som blir påført omkring mandrelen forut for viklingen av strimlene av fiberarmert termoplast, sett i prosessretningen.
Med fordel blir viklingen utført fra enkle eller multiple tilførsler av strimler av fiberarmert termoplast drevet gjennom en roterende bane omkring mandrelen.
De roterende tilførslene av fiberarmerte termoplaststrimler kan innrettes for en frem- og tilbakegående bevegelse i prosessretningen, eller kan alternativt og foretrukket være stasjonært innrettet i forhold til prosessretningen.
Konsolidering av den fiberarmerte termoplasten blir utført ved tilførsel av varme til de påviklede strimlene av fiberarmert termoplast på et sted oppstrøms for den andre enden av mandrelen. Et varmeelement med kapasitet til å tilføre rundt omkretsen en temperatur som er nødvendig for å smelte polymermatrisen av den fiberarmerte termoplasten, kan innrettes for frem- og tilbakegående bevegelse i prosessretningen, selv om varmeelementet alternativt og foretrukket kan være stasjonær i forhold til prosessretningen.
Å trekke det homogene komposittrøret av fra den andre enden av mandrelen omfatter å vikle dette røret av uspesifisert lengde inn på en spole med stor diameter og med rotasjons-drift.
I fremgangsmåten omfatter et avsluttende trinn rengjøring av røret innvendig for rester av glidelagmateriale. Rengjø-ringstrinnet kan innbefatte spyling av rørets indre med vann og/eller mekanisk fjerning av rester av glidelagmateriale fra innsiden av røret.
En sammenstilling der et homogent komposittrør med uspesifisert lengde blir tilvirket i henhold til den foreliggende fremgangsmåten omfatter i korte trekk en mandrel som er
stasjonært infestet i en første ende, slik at den strekker seg fritt i en prosessretning fra nevnte første ende til en
andre ende, midler for å danne et glidelag omkring mandrelen, en viklemekanisme som roterer rundt mandrelen ned-strøms av nevnte første ende, som medfører minst én forsyning av fiberarmerte termoplast-strimler, og et varmeelement som omslutter mandrelen oppstrøms for nevnte andre ende. Sammenstilling er karakterisert ved at nevnte midler for å danne glidelaget omkring mandrelen er innrettet for å påfø-re et strimmel-materiale i langsgående retning på mandreloverflaten, og ved at trekkemidler, innrettet for å trekke en konsolidert komposittrørseksjon av fra nevnte andre ende av mandrelen, er innrettet nedstrøms for mandrelen for å kunne bli koblet til glidelaget.
Driften av viklemekanismen og varmeelementet blir synkronisert med en inkrementell drift av trekkemidlene. Alternativt og foretrukket, blir driften av viklemekanismen og varmeelementet synkronisert med en kontinuerlig drift av trekkemidlene.
I en foretrukket utførelse omfatter påføringsmidlene for glidelaget minst én roterende forsyning av strimmelformet glidelagmateriale innrettet oppstrøms for viklemekanismen for å mate strimmelen langsetter mandrelen.
Midlene for å danne glidelaget omfatter med fordel en bånd-føringstrakt som styrer strimmelen, slik at den føyer seg etter formen av mandrelen.
Trekkemidlene omfatter med fordel en spole med stor diameter, drevet i rotasjon, som komposittrøret blir viklet inn på fra mandrelen.
Fremgangsmåten og sammenstillingen av den foreliggende oppfinnelsen blir med fordel iverksatt ved tilvirking av et homogent komposittrør som passer som en strømningslinje for transport av fluider, slik som olje og/eller gass. Fremgangsmåten og sammenstillingen av den foreliggende oppfinnelsen blir likedan med fordel iverksatt ved tilvirking av et homogent komposittrør som passer som en undersjøisk struktur for offshore-industrien.
Fremgangsmåten og sammenstillingen av den foreliggende oppfinnelsen blir også med fordel iverksatt ved tilvirking av et homogent komposittrør som passer som et stigerør for produksjon eller injisering av olje og/eller gass og/eller vann.
Fremgangsmåten og sammenstillingen av foreliggende oppfinnelse blir likedan med fordel iverksatt ved tilvirking av et homogent komposittrør som passer som et forsyningsrør i offshore-industrien.
Oppfinnelsen gjør det altså mulig å tilvirke uspesifiserte eller kontinuerlige lengder av homogene komposittrør, uten å kreve at en rørformet del forblir inne i det ferdige rø-ret som en innvendig foring.
Den foreliggende oppfinnelsen blir nærmere forklart nedenfor, med henvisning til vedlagte tegningsfigur 1.
Detaljert beskrivelse av foreliggende oppfinnelse og fore-trukne utførelser av denne
I det følgende henviser betegnelsen "fiberarmert termoplast" til en fiberarmert polymermatrise som herder til en fast tilstand gjennom en konsolideringsprosess der varme blir tilført for å øke temperaturen i polymermatrisen over dennes smeltepunkt, etterfulgt av avkjøling. Uttrykket "strimler" skal forstås å omfatte fiberarmert termoplast formet som bånd eller strenger av passende bredde og tyk-kelse. Fibrene kan være karbonfiber, Kevlar-fiber, aramid-fiber eller glassfiber, eller hvilken som helst passende type fiber. Fibrene blir innbakt i en polymer-matrise, slik som polyetylen med høy tetthet, polyetylen med kryssbind-ing, polyamid polyvinylidenfluorid f.eks., eller hvilken som helst annen polymer som passer for termoforming. Fibrene kan være innbakt i polymermatrisen i form av f.eks. vevd tekstil, roving, tau eller garn. Strimlene med fiberarmert termoplast inneholder fortrinns-vis fibre som er ensrettet innbakt i polymermatrisen. Den fiberarmerte termoplasten kan ha et fiberinnhold på 30-80 volumprosent fibre og en strimmeltykkelse på typisk om lag 0,1-0,5 mm. Bredden målt på tvers av lengderetningen av strimlene av fiberarmert termoplast er typisk om lag 1-25 mm.
Imidlertid kan andre bredder, tykkelser, fiberinnhold, fiber- og polymermaterialer som ikke er nevnt, bli brukt i en fiberarmert termoplast som virker med den fremgangsmåten og sammenstillingen som er beskrevet for den foreliggende oppfinnelsen.
Et "mandrel" slik denne termen er brukt her, henviser til en kjerne som brukes i en varmeformingsprosess som et element som et termoplastmateriale blir formet på ved tilfør-sel av varme, og som suksessivt blir frigjort fra det tilvirkede komposittrøret etter hvert som termoplastmaterialet herder i den påførte fasongen. En "foring" er et rørformet element som termoplastmaterialet blir formgitt på ved tilførsel av varme, og som forblir inkludert i veggen av det tilvirkede komposittrøret når termoplastmaterialet konsoliderer på overflaten av foringen.
Oppfinnelsens omfang inkluderer også bruk av fiberarmerte varmeherdende matrise i komposittveggstrukturen dersom dette passer.
En sammenstilling for å utføre fremgangsmåten er skjematisk illustrert på tegningsfigur 1. Med henvisning til tegningsfiguren er en mandrel 1 stasjonært infestet i en første ende 2 slik at den fritt strekker seg i en prosessretning P fra en mandrelstøtte 3 som hviler på fabrikkgulvet, til en andre ende 4. Den andre enden 4 er fortrinnsvis uten støt-te, men det kan imidlertid innrettes en rullestøtte eller liknende (ikke vist) under mandrelen og det tilvirkede kom-posittrøret i området av den andre enden, dersom dette passer. Mandrelen 1 danner kjernen under prosessen med varme-forming av et homogent kompositt-rør som ikke har noen innvendig foring. Mandrelen 1, der diameteren og tverrsnittfa-songen av denne bestemmer størrelse og form på røret, har en glatt ytterflate, og kan tilvirkes av metall, fortrinns-vis stål, eller hvilket som helst passende syntetisk materiale. Mandrelen 1 kan alternativt være tilvirket av syntetisk materiale i kombinasjon med metall, for eksempel slik at en oppstrøms del er laget av syntetisk materiale med lav friksjon, og en nedstrøms del med utmerket stabilitet over-for varme-utvidelse i konsolideringsområdet, laget av for eksempel stål. Mandrelen 1 har typisk et sirkulært tverr-snitt og kan være hult.
Minst én forsyning av termoplaststrimler 5 blir medført i en viklemekanisme 6 innrettet og drevet for roterende bevegelse omkring mandrelen 1, nedstrøms for mandrelstøtten 3 sett i prosessretningen P. Strukturen av en vikle-mekanisme 6 omfatter typisk en ringformet komponent som er rotasjons-messig lagret i en basekomponent, samt et driv-middel for å rotere ringen som medfører en eller flere forsyninger av
strimler av fiberarmert termoplast på roterende spoler.
Fortrinnsvis er minst to forsyninger av strimler av fiberarmert termoplast medført av vikle-mekanismen, som lar seg drive for å vikle strimlene 5 i spiralbane rundt mandrelen 1, og med en forspenning som strammer vindingene rundt mandrelen. Det gir seg naturlig at to eller flere vikleme-kanismer 6 kan være innrettet etter hverandre langs pro-sessbanen.
Nedstrøms for viklemekanismen 6 er det innrettet et varmeelement 7 for å tilføre varme rundt omkretsen av de påviklede strimlene av fiberarmert termoplast. Varmeelementet 7 tjener til å øke temperaturen i de påviklede strimlene 5 tilstrekkelig til å nå smeltepunktet for polymermatrisen. Hvilken som helst passende varmekilde som er kjent innen faget kan brukes som varmeelement 7, slik som elektromagne-tisk stråling, infrarød stråling, laserstråling, mikrobøl-gestråling, eller varme gasser, åpne flammer, kontaktvarme eller vibrasjon f.eks. ved bruk av ultralyd, eller elekt-risk motstand, eller med en hvilken som helst passende kombinasjon av dette.
Varmeelementet 7 er plassert oppstrøms for den andre enden 4 av mandrelen på en avstand fra denne som er tilstrekkelig til å sikre tilstrekkelig avkjøling og konsolidering av komposittrøret nedstrøms for varmeelementet før frigjøring fra mandrelen som det blir forklart nedenfor. Dersom det er aktuelt, kan det plasseres et kjøleelement (ikke vist) ned-strøms for varmeelementet 7.
I varmeelementet er det sørget for tilstrekkelig konsolide-ringstrykk ved hjelp av en forspenning som blir påført strimlene under viklingen og som blir opprettholdt i strimlene som er viklet rundt mandrelen, assistert av en ani-sotropisk termisk utvidelse av de fiberarmerte termoplaststrimlene som typisk har en termisk utvidelses-koeffisient i tykkelsesretningen som er betydelig større enn den er i lengderetningen av strimlene.
Et trekkemiddel, vist på tegningsfiguren ved en trekkelinje 8, er fortløpende innrettet i prosessretningen P og tjener til å trekke en konsolidert seksjon 9 av komposittrøret av fra den andre enden 4 av mandrelen. Trekkemiddelet kan være utført som en spole med stor diameter som er drevet til å rotere, og som komposittrøret blir viklet inn på og vekk fra mandrelen.
I henhold til den foreliggende oppfinnelsen blir strimlene med fiberarmert termoplast viklet opp på et glidelag som er påført rundt mandrelen 1, under det/de påviklede laget/ lagene av fiberarmerte termoplaststrimler 5. Glidelaget er fortrinnsvis laget av et væskeløselig materiale formet til et bånd eller teip. Glidelagmaterialet blir valgt til å motstå smeltetemperaturen for polymermatrisen, som kan nå om lag 300 grader C f. eks. eller mer. Glidelaget kan være et bånd eller teip 10 som inneholder organiske fibre i en vannbasert matrise, slik som en papirstrimmel som inneholder cellulosefibre, hvilket er effektivt når det gjelder å hindre at det konsoliderte komposittrøret binder seg til mandrelen.
Et bånd 10 som danner et glidelag blir påført langsetter til mandreloverflaten fra en forsyning 11 som er innrettet i prosessretningen oppstrøms for viklemekanismen 6. Som illustrert blir minst to strimler av bånd 10 påført på mandreloverflaten fra diametrisk motsatte sider av mandrelen. Båndene 10 har en bredde som er tilstrekkelig til å inneslutte omkretsen av mandrelen når de påføres i kombinasjon på mandreloverflaten. Ved påføring blir båndene 10 innført i en båndføringstrakt 12 innrettet omkring mandrelen nedstrøms for båndforsyningen 11. Båndføretrakten 12 styrer båndstrimlene slik at de føyer seg etter formen på mandrelen, idet de nøye følger den typisk sirkulære overflaten på mandrelen.
Drift av sammenstillingen blir igangsatt ved påføring av glidelaget rundt mandrelen. Typisk blir to strimler av bånd 10 som danner glidelaget matet fra forsyningene 11 gjennom båndføringstrakten 12, forbi viklemekanismen 6 for termoplaststrimler, for så å bli koblet til enden av trekkelinjen 8. Tilkobling til trekkelinjen kan utføres på hvilken som helst passende måte, f.eks. ved hjelp av en til-koblingsplugg i enden av trekkelinjen som glidelaget blir mekanisk koblet eller bundet til med et klebestoff f.eks. Vikling av strimler 5 omkring det bånd-dekkede mandrelen 1 er synkronisert med driften av trekkemidlene, inkrementelt eller kontinuerlig dersom det blir fore-trukket. Ved passe-ringen gjennom varmeelementet 7 eller ved en stopp inne i
dette, blir en seksjon av den påviklede fiberarmerte termo-plaststrimmelen utsatt for den tempera-turen som er nødven-
dig for å smelte polymermatrisen. På den nedstrøms siden av varmeelementet konsoliderer den fiber-armerte termoplasten
til en homogen lengde av komposittrør, som etter hvert blir trukket av fra den andre enden av mandrelen 1, inkrementelt i seksjoner eller kontinuerlig dersom det blir foretrukket.
I et avsluttende trinn av fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen blir komposittrøret rengjort innvendig fra glidelagbåndet 10. Eventuelle rester av glidelagmateriale kan fjernes ved å spyle innsiden av røret med en væske, fortrinnsvis vann, som er virkningsfullt for fjerning av et papirbasert glidelagmateriale slik som pa-pir. Alternativt eller i tillegg til dette kan en utføre en mekanisk rengjøring ved hjelp av roterende børster som blir drevet eller matet gjennom røret innvendig f.eks.
Ved bruk av fremgangsmåten og sammenstillingen som her er beskrevet, kan en produsere uspesifiserte lengder av homogent strukturert komposittrør uten innvendig foring. Takket være styrken og den inherente elastisiteten av komposittma-terialet kan en da produsere kilometerlengder for industri-ell fluidtransport, slik som strømningslinjer, rørled-ninger, undersjøiske stigerør for olje og/eller gass, for-syningsrør osv., samt strukturelle elementer i offshore- og landbaserte anvendelser.
Den foreliggende oppfinnelsen gir en fordel fremfor de tidligere kjente komposittrørene som inkluderer en innvendig foring, idet hele rørtverrsnittet er bygget i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som et homogent materiale, og derved kan sprekkdannelse unngås på grunn av ulike materialegenskaper. I tillegg til dette er det foreslåtte kompo-sittrør og prosess kostnadsparende ved at en unngår en se-parat prosess med tilvirking av en intern foring.
Modifikasjoner av den detaljerte konstruksjonen er mulig innenfor omfanget av den foreliggende oppfinnelsen slik den er definert ved de vedlagte patentkravene. Det vil således være klart for en fagperson at hver egenskap som er beskrevet i underliggende krav vil bidra til fordelene ved den foreliggende oppfinnelsen også i andre kombinasjoner enn dem som er uttrykkelig angitt i de underliggende kravene.

Claims (28)

1. Fremgangsmåte for å danne et homogent komposittrør av uspesifisert lengde fra strimler (5) av fiberarmert termoplastmateriale, som omfatter følgende trinn: - innretning av en mandrel (1) stasjonært i en prosessretning (P) til å strekke seg fritt fra en første infestet ende (2) til en andre ende (4), - påføring omkring mandrelen av et glidelag (10), - vikling av de fiberarmerte termoplaststrimlene (5) rundt glidelaget (10), - konsolidering av en seksjon av de påviklede fiberarmerte termoplaststrimlene, karakterisert ved følgende trinn: - forming av glidelaget (10) fra et strimmelmateriale som blir påført i langsgående retning på mandreloverflaten, - kobling av glidelaget (10) til en trekkeinnretning innrettet nedstrøms for mandrelen i prosessretningen (P), samt - avtrekking av en konsolidert komposittrørseksjon (9) fra den andre enden (4) av mandrelen (1) synkront med trinnene med vikling og konsolidering.
2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at trinnene med vikling og konsolidering er synkronisert med en inkrementell trekking av konsoliderte seksjoner av fiberarmert termoplast fra mandrelen (1).
3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at trinnene med vikling og konsolidering er synkronisert med en kontinuerlig trekking av konsoliderte seksjoner av fiberarmert termoplast fra mandrelen (1).
4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at strimmelen som danner glidelaget (10) består av cellulosefiber i en matrise av vannbasert resin.
5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at vikling blir utført fra enkle eller multiple tilførsler av strimler (5) av fiberarmert termoplast, drevet gjennom en roterende bane rundt mandrelen (1).
6. Fremgangsmåte i henhold til krav 5, karakterisert ved at de roterende tilførslene av fiberarmerte termoplaststrimler er frem- og tilbakegående i prosessretningen (P).
7. Fremgangsmåte i henhold til krav 5, karakterisert ved at de roterende tilførslene av fiberarmerte termoplaststrimler er stasjonære i prosessretningen (P).
8. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at den omfatter trin-net med tilførsel av en temperatur som får de påviklede strimlene av fiberarmert termoplast til å herde ved en po-sisjon oppstrøms for den andre enden (4) av mandrelen (1).
9. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert ved at et varmeelement (7) for konsolidering av den fiberarmerte termoplasten beveger seg frem og tilbake i prosessretningen (P) .
10. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert ved at et varmeelement (7) for konsolidering av den fiberarmerte termoplasten er stasjonært i prosessretningen (P).
11. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at det homogene kom-posittrøret med uspesifisert lengde blir trukket av fra den frie enden (4) av mandrelen (1) og inn på en spole med stor diameter.
12. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at det omfatter trin-net med rengjøring av komposittrøret innvendig fra rester av glidelagmateriale.
13. Fremgangsmåte i henhold til krav 12, karakterisert ved at rengjøring innbefatter spyling av det homogene kompo-sittrøret innvendig med vann, og/eller mekanisk fjerning av rester av glidelagmateriale fra det indre av komposittrø-ret .
14. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at det homogene kom-posittrøret som er tilvirket på denne måten, er en strøm-ningslinje for transport av fluider, slik som olje og/eller gass.
15. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at det homogene kom-posittrøret som er tilvirket på denne måten, er en under-sjøisk struktur for offshore-industrien.
16. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at det homogene kom-posittrøret som er tilvirket på denne måten, er et stigerør for produksjon eller injisering av olje og/eller gass og/eller vann.
17. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av de foregående kravene, karakterisert ved at det homogene kom-posittrøret som er tilvirket på denne måten, er et forsy-ningsrør.
18. Sammenstilling der et homogent komposittrør med uspesifisert lengde blir tilvirket i henhold til fremgangsmåten for hvilket som helst av de foregående kravene, som omfatter : - et mandrel (1) stasjonært infestet i en første ende (2) slik at den fritt strekker seg i en prosessretning (P) fra nevnte første ende til en andre ende (4), - midler (11,12) for å danne et glidelag (10) omkring mandrelen, - en viklemekanisme som roterer rundt mandrelen nedstrøms av nevnte første ende (2), som medfører minst én forsyning av fiberarmerte termoplaststrimler (5), - et varmeelement (7) som omslutter mandrelen oppstrøms for nevnte andre ende (4), karakterisert ved at nevnte midler for å danne glidelaget (10) omkring mandrelen (1) er innrettet for å påføre et strimmelmateriale i langsgående retning på mandreloverflaten, og ved at trekkemidler (8), innrettet for å trekke en konsolidert komposittrørseksjon (9) av fra nevnte andre ende (4) av mandrelen, er innrettet nedstrøms for mandrelen for å kunne bli koblet til glidelaget (10).
19. Sammenstilling i henhold til krav 18, karakterisert ved at driften av viklemekanismen og varmeelementet er synkronisert med en inkrementell drift av trekkemidlene (8).
20. Sammenstilling i henhold til krav 18, karakterisert ved at driften av viklemekanismen og varmeelementet er synkronisert med en kontinuerlig drift av trekkemidlene (8).
21. Sammenstilling i henhold til hvilket som helst av kravene 18-20, karakterisert ved at påføringsmidlene for glidelaget omfatter minst én roterende forsyning (11) av strimmelformet glidelagmateriale (10) innrettet oppstrøms for viklemekanismen for å mate strimmelen langsetter mandrelen (1).
22. Sammenstilling i henhold til krav 21, karakterisert ved at de nevnte midlene for å danne glidelaget (1) omfatter en båndføringstrakt (12) som styrer strimmelen, slik at den føyer seg etter formen av mandrelen.
23. Sammenstilling i henhold til hvilket som helst av kravene 18-22, karakterisert ved at trekkemidlene (8) omfatter en spole med stor diameter, drevet i rotasjon, som kompo-sittrøret blir viklet inn på fra mandrelen (1).
24. Sammenstilling i henhold til hvilket som helst av kravene 18-23, karakterisert ved at den andre enden (4) av mandrelen (1) er fritthengende.
25. Sammenstilling i henhold til hvilket som helst av kravene 18-24, slik den blir brukt for tilvirking av en strøm-ningslinje for transport av fluider, slik som olje og/eller gass.
26. Sammenstilling i henhold til hvilket som helst av kravene 18-24, slik den blir brukt for tilvirking av en under-sjøisk struktur for offshore-industrien.
27. Sammenstilling i henhold til hvilket som helst av kravene 18-24, slik den blir brukt for tilvirking av et pro-duksjons- eller injeksjons-stigerør for olje og/eller gass og/eller vann.
28. Sammenstilling i henhold til hvilket som helst av kravene 18-24, slik den blir brukt for tilvirking av et forsy-ningsrør i offshore-industrien.
NO20063949A 2006-09-05 2006-09-05 Fremgangsmate og sammenstilling for tilvirking av et homogent komposittror med uspesifisert lengde NO325548B1 (no)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20063949A NO325548B1 (no) 2006-09-05 2006-09-05 Fremgangsmate og sammenstilling for tilvirking av et homogent komposittror med uspesifisert lengde
EP07825056A EP2061640B1 (en) 2006-09-05 2007-09-04 Method and assembly for the production of a homogenous composite pipe of unspecified length
US12/439,853 US8597451B2 (en) 2006-09-05 2007-09-04 Method and assembly for the production of a homogenous composite pipe of unspecified length
DK07825056.0T DK2061640T3 (da) 2006-09-05 2007-09-04 Fremgangsmåde og enhed til fremstilling af et homogent kompositrør af uspecificeret længde
ES07825056T ES2391661T3 (es) 2006-09-05 2007-09-04 Método y montaje para la producción de un tubo compuesto homogéneo de longitud no especificada
PCT/IB2007/002550 WO2008029252A1 (en) 2006-09-05 2007-09-04 Method and assembly for the production of a homogenous composite pipe of unspecified length
BRPI0716158-1A2A BRPI0716158A2 (pt) 2006-09-05 2007-09-04 mÉtodo e instalaÇço para produÇço de um tubo composto homogÊneo de comprimento nço especificado
US14/063,382 US8967220B2 (en) 2006-09-05 2013-10-25 Method and assembly for the production of a homogenous composite pipe of unspecified length

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20063949A NO325548B1 (no) 2006-09-05 2006-09-05 Fremgangsmate og sammenstilling for tilvirking av et homogent komposittror med uspesifisert lengde

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20063949L NO20063949L (no) 2008-03-06
NO325548B1 true NO325548B1 (no) 2008-06-16

Family

ID=39156872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20063949A NO325548B1 (no) 2006-09-05 2006-09-05 Fremgangsmate og sammenstilling for tilvirking av et homogent komposittror med uspesifisert lengde

Country Status (7)

Country Link
US (2) US8597451B2 (no)
EP (1) EP2061640B1 (no)
BR (1) BRPI0716158A2 (no)
DK (1) DK2061640T3 (no)
ES (1) ES2391661T3 (no)
NO (1) NO325548B1 (no)
WO (1) WO2008029252A1 (no)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10036488B2 (en) * 2012-04-19 2018-07-31 Composite Fluid Transfer LLC Method for manufacturing a reinforced composite pipe
CN104827650B (zh) * 2015-04-30 2016-10-05 王庆昭 一种全结合型增强热塑性塑料管的复合带缠绕机及其缠绕方法
EP3348379A1 (en) 2017-01-11 2018-07-18 OCV Intellectual Capital, LLC Dry liners for pipe repair and methods for manufacturing dry liners
FR3079162B1 (fr) 2018-03-20 2020-04-24 Technip France Dispositif de compactage d'une structure tubulaire, installation et procede associes
US12005630B2 (en) 2021-09-30 2024-06-11 Composite Fluid Transfer LLC Method for manufacturing a reinforced composite pipe using compression techniques

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2748831A (en) * 1952-05-19 1956-06-05 American Fixture Inc Machine for forming high-pressure nonmetallic tubing
US2748830A (en) * 1953-01-14 1956-06-05 American Fixture Inc Method and apparatus for making spiral wound synthetic piping and tubing
US3202560A (en) * 1961-01-23 1965-08-24 Rock Island Oil & Refining Co Process and apparatus for forming glass-reinforced plastic pipe
US4010054A (en) * 1971-05-03 1977-03-01 Albert L. Jeffers Thermoplastic filament winding process
BE772303A (en) * 1971-09-07 1972-01-17 Owens Corning Fiberglass Corp Spiral wound tubes - of resin impregnated glass fibres
US3874970A (en) * 1972-02-03 1975-04-01 Owens Corning Fiberglass Corp Method and apparatus for producing flattened flexible tube stock
JPS54111583A (en) * 1978-02-21 1979-08-31 Sekisui Chem Co Ltd Method and apparatus for manufacturing composite pipe
DE3421364A1 (de) * 1984-06-08 1985-12-12 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen von laenglichen hohlkoerpern, insbesondere von schlaeuchen, rohren oder innenlinern fuer solche, aus einem fluessigen material, wie reaktionsgemisch oder schmelze
ES2009805B3 (es) * 1986-02-07 1989-10-16 Arundo Tech Ag Procedimiento y dispositivo para la fabricacion continua de perfiles huecos de plastico reforzados con fibras y perfiles huecos de plastico.
JPH01198343A (ja) 1988-02-02 1989-08-09 Toray Ind Inc 筒状炭素・炭素複合材料の製造方法
JPH01299171A (ja) * 1988-05-26 1989-12-01 Mitsuya Tekko Kk 紙管製造機及び紙管回転引出し装置
AU4820090A (en) 1988-12-09 1990-06-26 Lothar Elsner Process and device for continuous manufacture of fibre-reinforced plastic pipes
JPH04122631A (ja) * 1990-09-13 1992-04-23 Petoca:Kk 炭素繊維強化プラスチックの管状物及びその製造方法
JPH0731336A (ja) 1993-07-15 1995-02-03 Ryobi Ltd 湾曲した積層管の製造方法
JP3675476B2 (ja) * 1993-08-06 2005-07-27 ブランデンブルガー パテントフェルヴェルトゥングスゲゼルシャフト デス ビュールゲルリッヒェン レヒツ 管状ライニングホース並びにその製造方法及び装置
DE19702460C2 (de) 1997-01-24 1999-08-05 Scheiff Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundschlauches
US6773773B2 (en) 1999-06-14 2004-08-10 Adc Acquisition Company Reinforced thermoplastic pipe manufacture
US6539999B2 (en) * 2001-02-19 2003-04-01 Newell Operating Company Apparatus and method for making variable paint roller covers
US6889716B2 (en) * 2003-01-27 2005-05-10 Flexpipe Systems Inc. Fiber reinforced pipe
NO324568B1 (no) * 2004-05-07 2007-11-26 Wellstream Int Ltd Fremgangsmate for a tilvirke en hovedsakelig sylinderformet objekt

Also Published As

Publication number Publication date
ES2391661T3 (es) 2012-11-28
EP2061640B1 (en) 2012-09-26
WO2008029252A1 (en) 2008-03-13
US20140060744A1 (en) 2014-03-06
US8597451B2 (en) 2013-12-03
US8967220B2 (en) 2015-03-03
NO20063949L (no) 2008-03-06
EP2061640A1 (en) 2009-05-27
BRPI0716158A2 (pt) 2013-09-17
DK2061640T3 (da) 2012-11-19
EP2061640A4 (en) 2010-03-17
US20100024843A1 (en) 2010-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3721125B1 (en) High-pressure pipe with pultruded elements and method for producing the same
US8322382B2 (en) Composite pipe having non-bonded internal liner, method and assembly for the production thereof
RU2592595C2 (ru) Способ изготовления непрерывной композитной трубы, устройство для изготовления непрерывной композитной трубы
US10030793B2 (en) Flexible pipe body and method of producing same
US7781040B2 (en) Flexible composite tubular assembly with high insulation properties and method for making same
US6596121B1 (en) Method of making composite liner for oilfield tubular goods
US10221971B2 (en) Flexible pipe body and method of manufacture
US8967220B2 (en) Method and assembly for the production of a homogenous composite pipe of unspecified length
NO20130379A1 (no) Flerlagsrør i polymermateriale, apparat for framstilling av flerlagsrøret og framgangsmåte for samme
US10018175B2 (en) Induction consolidation for wind blade fabrication
NO336498B1 (no) Fremgangsmåte for fremstilling av et forsterkende element for en fleksibel rørledning
RU2726422C1 (ru) Труба гибридная
CA2090622C (en) Insertable pressure tube

Legal Events

Date Code Title Description
CREP Change of representative

Representative=s name: TANDBERGS PATENTKONTOR AS, POSTBOKS

CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: GE OIL & GAS UK LIMITED, GB

MM1K Lapsed by not paying the annual fees