NO335574B1

NO335574B1 - Sveiseskjøt for metallrør

Info

Publication number: NO335574B1
Application number: NO20032629A
Authority: NO
Inventors: Enrique Trivelli
Original assignee: Formar Sa
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2014-12-29
Also published as: ECSP034650A; DE60325806D1; EP1371891A1; NO20032629L; US20040070199A1; NO20032629D0; PE20040059A1; MXPA03005190A; AR034477A1; CO5470282A1; CA2431459C; CA2431459A1; EP1371891B1; BR0301867B1; BR0301867A

Abstract

En sveiseskjøt for metallrør med en innvendig foring som er bestandig mot skader forårsaker av fluidene som strømmer gjennom disse rør. Rørene maskineres på innsiden i området ved endene som skal sammenføyes, hvilket danner et undersnitt i hver ende. En avstandsring føres inn i det hule ringrom som dannes av begge undersnitt. Denne avstandsrings utvendige diameter er i alt vesentlig lik diameteren av de korresponderende undersnitt, og dens aksiallengde er i alt vesentlig lik eller lo mindre enn summen av aksiallengden av undersnittene i rørene som skal sammenføyes. Avstandsringen består av et ytre ringlag av et metall med god varmeledningsevne og minst ett indre ringlag av et varmeisolerende og varmebestandig materiale. Det ytre ringlag ligger i varmeledende kontakt med metallrørene i is nevnte undersnitt, og metallrørene er sammenføyd ved hjelp av en sveisesøm.

Description

SVEISESKJØT FOR METALLRØR

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en sveiseskjøt for metallrør forsynt med en innvendig foring som er bestandig mot fluider som skal føres frem gjennom nevnte rør, men som kan påvirkes av sveisevarme.

Rørledninger som i dag brukes som fluidledninger, for eksempel i petroleumsindu-strien, kjemisk industri o.l., består vanligvis av rørseksjoner med en lengde på 6 til 13 meter, hvor disse haren fluidbestandig, innvendig fåring. Skjøting av rørseksjonene for å lage rørledninger med den nødvendige lengde, har alltid vært et problem. Dersom den innvendige foring fremstilles ved bruk av et materiale som er bestandig mot de høye temperaturer som forekommer under sveising, f.eks. et lag herdet epoksyma-ling, vil dette beskyttelseslag bestå av ett eller flere malingslag ifølge hver kompo-nent, og utgjøre et beskyttelseslag med en tykkelse på ca. 250-300 mikrometer. Etter som tykkelsen på det beskyttende lag øker, øker også skjørheten. Når rørene håndte-res ute på feltet, kan laget lett bryte i stykker og blottlegge rørmetallet for fluidpå-virkning.

Dersom den innvendige foring lages av et ekstrudert plastmateriale, som er betydelig tykkere, kan det oppnås større bestandighet mot fysisk skade. Imidlertid vil ingen av disse konstruksjoner gjøre det mulig å sveise rørseksjonene sammen, ettersom de høye temperaturer som da kreves, ville ødelegge den innvendige fåring og la fluidene skade stålrørene i området rundt sveiseskjøten.

Denne type innvendig fårede rør bør derfor sammenføyes ved hjelp av mekaniske for-bindelser som f.eks. flenser, gjengeforbindelser etc, hvilket gir høyere kostnader og økt risiko for lekkasje.

Publikasjonen US 5104152 A beskriver en sveiseskjøt for rør som er forsynt med en innvendig foret innsats som strekker seg inn i rørenes klokkeformede ender. Den innvendige foring sikrer at rørene kan frakte korrosive væsker. Videre er den innvendige foringen forsynt med et varmeskjold for å forsinke overføring av varmen til den korro-sjonsresistente foringen under sveiseoperasjonen.

Fra publikasjonen EP 0366299 A er det kjent en fremgangsmåte for å skjøte forede rør, hvor foringen er tildannet av termoplastiske materialer. Her sveises først et indre plastisk bånd til rørenes plastikkfåring. Derfor må båndet inneha egnet varmebe-skyttelse mot etterfølgende buesveising av rørendene. For å oppnå en slik egnet var-mebeskyttelse, foreslås det et bånd av keramiske innsatser.

Publikasjonen US 5348211 A beskriver en fremgangsmåte for å skjøte sammen to seksjoner av metallrør hvor hver har en termoplastisk polymerforing for å tildanne korrosjonsbestandige skjøter.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en sveiseskjøt for metall-rør, i særdeleshet stålrør, med innvendig foring som er bestandig mot fluider, men ikke høye temperaturer, hvor denne skjøt tilsiktes å kunne overvinne de nevnte ulem-per, dvs. unngå svekkelse eller ødeleggelse av den innvendige foring under butt-sveising av metallrør, for derved å sikre skjøtens tetteevne og fluidbestandighet.

Dette formål oppnås ved hjelp av en buttsveiset skjøt av to metallrør forsynt med en innvendig foring som har en hvilken som helst tykkelse og/eller sammensetning ifølge anvendelseskravene, men som ikke er bestandig mot høye temperaturer, og hvor nevnte rørs innvendige flater maskineres radialt i området ved endene som skal skjø-tes sammen, i det minste til rørenes innvendige metallflate blottlegges, hvilket danner et undersnitt i hver ende av røret, idet en avstandsring settes inn i det hule ringrom som dannes av begge undersnitt. Avstandsringens utvendige diameter er i alt vesentlig lik de respektive undersnitts innvendige diameter, og dens aksiallengde er lik eller mindre enn summen av aksiallengden til undersnittene i rørene som skal sammen-føyes. Nevnte avstandsring er laget av et ytre ringformet metallag som er varmebestandig og har god varmeledningsevne, og minst ett indre ringformet lag av varmeisolerende og varmebestandig materiale, alt etter hvilke krav som stilles til anvendel-se. Det ytre ringlags utvendige flate og overflatene på nevnte undersnitt på metallrø-rene står i varmeledende kontakt, idet metallrørene er sammenføyd ved hjelp av en sveisesøm.

I det tilfelle at det indre ringlag fremviser tilstrekkelig bestandighet og tetteevne i forhold til det fluid som skal transporteres, vil skjøten være ferdig. Men siden drifts- og produksjonstoleranser ofte ikke sikrer en lekkasjebestandig kontakt mellom det indre ringlag og rørenes innvendige foring, eller nevnte indre ringlag ikke har tilstrekkelig bestandighet og/eller tetteevne i forhold til fluidet som skal transporteres, har avstå ndsri ngen ifølge en andre utførelse av oppfinnelsen et andre indre lag som er bestandig mot fluidet som skal transporteres, hvilket lag ligger tettende an mot den innvendige fåring.

Dette andre lag behøver ikke være varmebestandig eller ha varmeisolerende egenska-per som det første indre ringlag. Avstå ndsri ngens ytre ringlag, hvilket vil bli varmet opp gjennom kontakt med det varme sveisemateriale, befinner seg i varmeledende kontakt med rørets metallvegger, og danner derfor sammen med disse et kjølelege-me. Den lille varmeoverføring som vil kunne skje mot det indre av rørene, frembringer en avtagende temperaturgradient på det første indre ringlag, slik at temperaturen i dette første indre lag kun stiger litt i løpet av den tid som er nødvendig for å utføre sveisingen, men uten at det påvirker det andre indre ringlag.

I en annen utførelse av oppfinnelsen har avstandsringens andre indre ringlag en innvendig diameter som i alt vesentlig er lik undersnittenes innvendige diameter, og en lengde som i alt vesentlig er lik avstanden mellom undersnittene i rørfåringene. Følge-lig forekommer det ingen innsnevring av rørets innvendige diameter i sveiseområdet.

Ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen har det andre indre ringlag en innvendig diameter som er mindre enn den innvendige fårings innvendige diameter, og en lengde som er større enn avstanden mellom undersnittene i de innvendige fåringer, hvilket reduserer rørets innvendige diameter i sveiseområdet, men danner tettende kanter som ligger tettende an mot den innvendige fåring og sikrer større ugjennomtrenge-lighet.

Med sistnevnte konstruksjon vil det andre indre lag ikke bare dekke de to andre ringlag, men også dekke et parti av fåringens innvendige overflate. Dette gjør det også mulig å feste det andre indre lag ved hjelp av et klebemiddel, noe som gjør at man helt unngår fluidgjennomtrengning.

I de tilfeller hvor ulempen ved innsnevringen av rørets innvendige diameter som følger av ovennevnte konstruksjon, ikke er akseptabel, anordner en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse en sveiseskjøt hvor rørendene som skal sammenføyes, maskineres med et første undersnitt som lages ved å fjerne en del av lengden av den innvendige fåring og hele tykkelsen av den innvendige fåring, og lage andre tilgrensende undersnitt ved å fjerne lengden og andre tilgrensende deler av den innvendige fåring og en del av tykkelsen av den innvendige fåring; idet det ytre lag og det første indre lag av avstandsringen føres inn i ringrommet mellom de første undersnitt i rør- endene som skal sammenføyes, og det andre indre ringlag føres inn i rommet som avgrenses aksialt mellom de andre undersnitt.

Denne konstruksjon gir praktisk talt ingen innsnevring av rørkanalen gjennom den innvendige foring, og sikrer samtidig en stor klebeflate mellom den innvendige foring og det andre indre ringlag.

Dersom det er fare for at det klebemiddel som benyttes for å feste det innvendige fo-ringsrør til det andre indre ringlag, ikke kan motstå skade forårsaket av de ulike fluider som skal transporteres, ser man ifølge oppfinnelsen for seg at det andre indre ringlag på sin ytre omkretsflate, samt på de partier som korresponderer med de andre undersnitt, har rundtløpende spor for mottak av tettende O-ringer.

Nevnte O-ringer, som normalt lages av syntetisk gummi, kan sikre tettingen mellom den innvendige foring og det andre indre ringlag, selv om disse komponenter vil kunne utsettes for ulik dilatasjon som en følge av trykk eller temperatur.

Den foreliggende oppfinnelse vil nedenfor bli beskrevet nærmere under henvisning til eksemplene som anskueliggjøres på de vedlagte tegninger, hvor: Figur 1 er et aksialsnitt gjennom to metallrør med en innvendig foring, hvor disse vender mot hverandre, og andre deler av sveiseskjøten før sammenstilling og sveising, spesielt med en detalj A, som er et zoomet utsnitt av rørets avfasede forkant; Figur 2 er en tegning av sveiseskjøten etter at de ulike deler er blitt satt sammen og

metallrørene er sveiset; og

Figur 3 er en tegning av en annen utførelse av sveiseskjøten.

Som vist på figurer 1 og 2, består rør 1 og 1' som skal sammenføyes gjennom sveising, av et ytre metallrør, spesielt av stål 2, 2', som på sin innside er forsynt med en foring 3, 3' av et materiale som er i stand til å motstå virkningen av fluider som skal transporteres gjennom nevnte rør.

For å gjennomføre sammenføyningen mellom rørene maskineres et undersnitt 5, 5' på innsiden av røret i begge ender, som vist i detalj A på figur 1, hvor en bestemt aksiallengde av den innvendige foring fjernes og metalloverflaten blottlegges. Eventuelt kan man maskinere et lite undersnitt på innsiden av metallrøret. På dette stadium kan fasen på metallrørets forkant også skjæres ut på tradisjonelt vis for å sveise sømmen. For å påføre sveisesømmen og beskytte den innvendige fåring, som for eksempel er laget av plast, mot sveisevarme, foreskriver oppfinnelsen innsetting av en avstandsring 10 formet som en rørhylse, med en utvendig diameter som i det vesentlige er lik den innvendige diameter av undersnittet 5, 5' som er maskinert i begge de innvendige endepartier av rørene som skal sammenføyes, idet dens aksiallengde er tilnærmet lik eller mindre enn summen av aksiallengdene av undersnittene 5, 5' i de respektive ender av rørene 1, 1' som skal sammenføyes.

Avstå ndsri ngen 10 ifølge oppfinnelsen består av et ytre ringlag 11 laget av metall med god varmeledningsevne, og minst ett indre ringlag 12 laget av et varmeisolerende og varmebestandig materiale, som for eksempel asbest, glassfiber e.l.

I en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse har avstandsringen 10 et andre indre ringlag 20 laget av et materiale som kan motstå fluider, men som ikke er varmebestandig. Dette andre indre ringlag 20 sikrer kontinuiteten i den innvendige fåring i sveiseskjøtområdet.

For å sikre det andre indre ringlags 20 fluidtetteevne påføres kontaktflatene et klebemiddel som er bestandig mot fluidene som strømmer gjennom rørene.

Til slutt påføres, for eksempel gjennom elektrosveising, en sveisesøm 8 om omkretsen av den avfasede forkant av metallrørene 1, 1' som skal sammenføyes.

Elektrosveisingen utføres på tradisjonelt vis for å skjøte sammen de avfasede forkan-ter på metallrørene. Varmen som utvikles gjennom sveisingen, ledes av det ytre ring-metallag 11 på avstandsringen 10 mot de innvendige flater i undersnittene 5, 5' i me-tallrørene som skal sammenføyes, idet varmen spres til utsiden gjennom rørenes 1, 1' utvendige flater.

Figur 3 viser en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse, hvor det ikke forekommer noen innsnevring av rørets innvendige diameter i skjøtområdet.

I dette tilfelle befinner det seg et andre indre ringlag 20, i form av en rørhylse, i respektive andre undersnitt 6, 6' som maskineres inn i den innvendige fåring 3, 3' ved å fjerne kun en del av hele tykkelsen.

Nevnte andre indre ringlags 20 innvendige diameter er i det vesentlige lik fåringens frie innvendige diameter, dets utvendige diameter er mindre enn fåringens 3, 3' utvendige diameter, nærmere bestemt lik diameteren av de andre undersnitt 6, 6', idet dets aksiallengde i det vesentlige er lik to ganger summen av aksiallengden av det første undersnitt 5, 5' og det andre undersnitt 6, 6'.

I dette tilfelle kan det andre indre ringlags 20 omkretsflate ligge på avstandsringens 10 isolerende indre lag 12.

Der hvor rørene skal transportere ulike typer fluider som til slutt kan skade klebemid-delet som er påført under det andre indre ringlag, anordner oppfinnelsen rundtløpende spor 24 på det andre indre ringlags 20 utvendige omkretsflate i områder som korresponderer med de respektive andre undersnitt 6, 6', for å gi plass til tettende O-ringer 25.

An vendelseseksem pel

En 1800 meter lang rørledning ble laget ved å bruke 12 meter lange rør. Dette innebar sammenføyning av 150 rørseksjoner, hvilket ved bruk av en tradisjonell skjøteprose-dyre ved hjelp av flenser medførte store ekstra kostnader. Disse kostnader kan unng-ås ved å bruke oppfinnelsens sveisekjøter og avstandsringer. Rørledningen var bereg-net for transport av en blanding av petroleum og formasjonsvann ved en høyde på ca. 100 meter over nivået til en pumpestasjon.

Rørene var laget av stål og hadde en diameter på 30 cm og en veggtykkelse på 6,35 mm. Før oppstart ble det benyttet en rørskrape for å fjerne steiner og steinblokker.

Etter fire måneders drift ble rørledningen kuttet på enkelte steder for å skille sveise-skjøtene, som så ble undersøkt for å finne tegn på svekkelse. Det kunne bekreftes at ingen av de undersøkte skjøter viste noen skade på den innvendige foring, og heller ikke korrosjon i skjøtområdet. I tillegg kunne de atskilte deler av rørledningen enkelt repareres ved å sette inn nye rørseksjoner og sveise skjøtene ved bruk av oppfinnelsens teknikk.

Claims

1. Sveiseskjøt for metallrør (1, 1') med en innvendig foring (3, 3') som er bestandig mot skader forårsaket av fluidene som skal transporteres, hvor rørene (1, 1') maskineres på innsiden ved endene som skal sammenføyes, radialt og i en viss lengdeutstrekning, i det minste til rørenes (1, 1') innvendige metall-overflate blottlegges, hvilket lager et undersnitt (5, 5') i hver ende av røret (1, 1'); idet sveiseskjøten omfatter metallrørene (1, 1') og en avstandsring (10); hvor nevnte avstandsring (10) er anbrakt i det hule ringrom som dannes av begge undersnitt (5, 5'), hvor ringens utvendige diameter i alt vesentlig er lik de respektive undersnitts diameter og aksiallengden i alt vesentlig er lik summen av undersnittenes (5, 5') aksiallengder; og en sveisesøm (8) sammenføyer metallrørenes (1, 1') ender; idet nevnte avstandsring (10) omfatter et ytre ringformet metallag (11) med god varmeledningsevne som befinner seg i varmeledende kontakt med metallrørene (1, 1') i de nevnte undersnitt (5, 5'), minst et indre ringformet lag (12) av varmeisolerende og varmebestandig materiale, og et andre indre ringlag (20) som er elastisk og bestandig mot fluider,karakterisert vedat nevnte andre ringlag (20) ligger tettende an mot de innvendige fåringer (3, 3'), hvor nevnte andre indre ringlag (20) har en innvendig diameter som er mindre enn de innvendige foringers (3, 3') innvendige diameter, og en lengde som er større enn avstanden mellom undersnittene (5, 5') i de innvendige foringer (3, 3')/hvilket danner tettende kanter som ligger tettende an mot de innvendige overflatene til de innvendige foringer (3, 3').

2. Sveiseskjøt som angitt i krav 1,karakterisert vedat rø-rene (1, 1') som skal sammenføyes, maskineres i endene, hvilket lager et første undersnitt (5, 5') gjennom å fjerne en del av lengden av de innvendige foringer (3, 3') og de innvendige foringers (3, 3') fulle tykkelse, og lager andre undersnitt (6, 6') gjennom å fjerne andre tilgrensende deler av lengden av de innvendige foringer (3, 3') og en del av tykkelsen av de innvendige foringer (3, 3'); idet det ytre ringlag av avstandsringen (10) settes inn i ringrommet som avgrenses mellom de første undersnitt (5, 5') i de mot hverandre vendende rørender, og det andre indre ringlag (20) føres inn i rommet som avgrenses aksialt mellom de andre undersnitt (6, 6').

3. Sveiseskjøt som angitt i krav 2,karakterisert vedat det andre indre ringlag (20) er festet i de respektive andre undersnitt (6, 6') ved hjelp av et klebemiddel.

4. Sveiseskjøt som angitt i krav 2,karakterisert vedat det andre indre ringlag (20) på sin ytre omkretsflate og på de partier som korresponderer med de andre undersnitt (6, 6'), fremviser periferiske spor (24) hvori tettende O-ringer (25) er anbrakt.