PL205768B1 - Zespół rurociągu - Google Patents

Abstract

Zespół rurociągu obejmuje przewodzący falisty rurociąg obejmujący zwoje szczytów i wgłębień i polimerowy przewodzący płaszcz umieszczony we wspomnianych wgłębieniach wzdłuż długości wspomnianego falistego rurociągu.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół rurociągu.

Rurociąg falisty lub wąż metalowy stanowi alternatywę dla giętkich układów rurowych jako przewód do przenoszenia płynów takich jak naturalny gaz. Rurociąg falisty może być łatwo zainstalowany i jest pożyteczny w wielu zastosowaniach. Falisty rurociąg umożliwia prostszą i opłacalną instalację ze względu na unikalnie giętką konstrukcję i względnie wysoką wytrzymałość. Jednakże sama giętkość niesie pewne ograniczenia. Kiedy ciśnienie wewnętrzne płynu roboczego wewnątrz rurociągu zwiększa się, struktura falistego rurociągu reaguje na ciśnienie. Typowa konstrukcja falistego rurociągu zaczyna się rozszerzać i pęcznieć wzdłuż swojej długości, kiedy ciśnienie wewnętrzne przekracza wytrzymałość tworzywa rurociągu. Wyższe ciśnienie płynu roboczego powoduje rozszerzanie się pofalowania. Rozszerzanie się pofalowania powoduje zniekształcenie oryginalnego kształtu i rozmiaru rurociągu.

W celu osiągnięcia większych zakresów ciś nienia roboczego, tradycyjne rurociągi faliste mogą być osłonięte oplotem drucianym. Oplot jest przymocowany na stałe na przeciwległych końcach falistego rurociągu. Oplot wzmacnia falistą strukturę rurową stawiając jednocześnie opór rozszerzaniu się falistości, kiedy zwiększa się ciśnienie wewnętrzne. Oplot jest skuteczny w funkcji przeciwdziałania rozszerzaniu się falistego rurociągu, zwiększając przy tym dopuszczalne ciśnienie robocze. Jednakże, oplot pokrywający zewnętrzną średnicę falistego rurociągu jest poddany przemieszczaniu względem falistego rurociągu, który pokrywa. Rurociąg i oplot przesuwają się względem siebie wzdłuż długości falistego rurociągu. W zastosowaniach, w których podłącza się falisty rurociąg do sprzętu mechanicznego, co powoduje drgania przenoszone przez rurociąg, ruch względny wywołuje ścieranie pomiędzy wnętrzem oplotu a zewnętrzną powierzchnią rurociągu. Zużycie ścierne pomiędzy zewnętrzną powierzchnią rurociągu i wewnętrzną powierzchnią oplotu stanowi defekt, który zagraża integralności konstrukcji falistego rurociągu. Oplot piłuje i ociera materiał zewnętrznej powierzchni falistego rurociągu aż do momentu kiedy ciśnienie graniczne rurociągu słabnie, a płyn roboczy wycieka.

W obecnych konstrukcjach, rurociąg jest często umieszczony w płaszczu. Zazwyczaj, płaszcz jest wykonany z materiału izolacyjnego. W przypadku, kiedy instalacja rurowa jest wystawiona na działanie ładunku elektrycznego (na przykład z bezpośredniego lub pośredniego wyładowania), ładunek gromadzi się na płaszczu i może przepalać płaszcz aż do rurociągu powodując jego przerwanie.

Zespół rurociągu, według wynalazku, zawierający przewodzący falisty rurociąg mający zwoje szczytów i wgłębień, charakteryzuje się tym, że zawiera polimerowy płaszcz przewodzący umieszczony wzdłuż długości falistego rurociągu.

Falisty rurociąg jest pierścieniowy lub spiralny.

Polimerowy płaszcz przewodzący jest polimerem termoplastycznym.

Polimer termoplastyczny jest poliuretanem na bazie polieteru lub polietylenem.

Polimer termoplastyczny ma minimalną wytrzymałość na rozciąganie wynoszącą 27,58 MPa, minimalne wydłużenie wynoszące 300%, minimalny współczynnik zginania wynoszący 172,37 MPa oraz maksymalną wartość oporu właściwego wynoszącą 7x10⁴ Ω-cm.

Polimerowy płaszcz przewodzący wypełnia wgłębienia i pokrywa szczyty.

Falisty rurociąg jest połączony, na swym końcu, z oprawką.

Zespół rurociągu, według wynalazku, zawierający przewodzący falisty rurociąg mający zwoje szczytów i wgłębień, charakteryzuje się tym, że zawiera termoplastyczny polimerowy płaszcz przewodzący umieszczony wzdłuż długości falistego rurociągu, przy czym termoplastyczny polimer ma minimalną wytrzymałość na rozciąganie wynoszące 27,58 MPa, minimalne wydłużenie wynoszące 300%, minimalny współczynnik zginania wynoszący 172,37 MPa i maksymalną wartość oporu właściwego wynoszącą 7x10⁴ Ω-cm, oraz oprawkę sprzężoną z falistym rurociągiem na jego końcu.

Zespół rurociągu może być użyty w wielu zastosowaniach obejmujących mieszkaniowe lub handlowe, wewnętrzne lub zewnętrzne oraz naziemnie lub podziemne instalacje gdzie istnieje prawdopodobieństwo uderzeń wyładowania (pośrednie lub bezpośrednie) lub inne przyczyny nagromadzenia ładunku elektrycznego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut boczny częściowego przekroju poprzecznego zespołu rozpraszającego ładunek rurociągu.

Fig. 1 przedstawia w rzucie z boku, częściowo w przekroju poprzecznym, zespół rozpraszający ładunek zespołu 10 rurociągu. Zespół rurociągu 10 obejmuje rurociąg 12 i płaszcz przewodzący 14.

PL 205 768 B1

Rurociąg 12 może być pierścieniowym, falistym rurociągiem ze stali nierdzewnej (Corrugated Stainless Steel Tubing) (CSST) dla transportowania płynów takich jak gaz naturalny, ciecze i tym podobne. Alternatywnie, rurociąg 12 może być śrubowo uzwojonym rurociągiem.

Płaszcz przewodzący 14 jest wytłoczony na rurociągu 12. Falisty rurociąg 12 ma powierzchnię zewnętrzną i powierzchnię wewnętrzną. Powierzchnia wewnętrzna jest zazwyczaj wystawiona na działanie płynu roboczego. Falisty rurociąg 12 ma konstrukcję o różnych średnicach lub zwoje, które naprzemiennie tworzą szczyty i wgłębienia wzdłuż długości falistego rurociągu 12. Powierzchnia zewnętrzna stanowi odnośnik dla szczytu i wgłębienia, przeciwległych do powierzchni wewnętrznej. Szczyt składa się ze zwoju o większej zewnętrznej średnicy a wgłębienie składa się ze zwoju o mniejszej zewnętrznej średnicy.

Płaszcz przewodzący 14 jest umieszczony na zewnętrznej powierzchni falistego rurociągu 12. Płaszcz przewodzący 14 zasadniczo wypełnia wgłębienia i pokrywa szczyty powierzchni zewnętrznej. Płaszcz przewodzący 14 jest umieszczony wzdłuż długości falistego rurociągu 12. Skład materiału płaszcza przewodzącego 14 ma właściwości, dzięki którym stawia opór zniekształcającym go siłom, takim jak siły rozciągające i ścinające. W wyniku tego, kiedy wewnętrzne ciśnienie płynu roboczego zwiększa się i powoduje rozszerzanie falistego rurociągu 12, płaszcz przewodzący 14 umieszczony we wgłębieniach zewnętrznej powierzchni stawia opór powstałym siłom. Płaszcz przewodzący 14 hamuje rozszerzanie się i pęcznienie falistego rurociągu 12 tak, że nie następuje znaczne odkształcenie falistego rurociągu 12 ani w wymiarze liniowym ani też w średnicy. Płaszcz przewodzący 14 stanowi podporę dla każdego zwoju falistego rurociągu 12. Materiał, wchodzący w skład płaszcza przewodzącego 14 jest także sprężysty i giętki. Kiedy falisty rurociąg 12 jest zginany i zaginany wzdłuż swojej długości, płaszcz przewodzący 14 zgina się i zagina razem z falistym rurociągiem 12.

Grubość przewodzącego płaszcza 14 może ulegać zmianom, w celu zwiększenia odporności na rozszerzanie rurociągu lub w celu zapewnienia większej lub mniejszej giętkości falistego rurociągu 12. Różnorodności wartości stosowanego ciśnienia mogą odpowiadać różne grubości płaszcza przewodzącego 14. Istnieje bezpośrednia zależność pomiędzy grubością płaszcza przewodzącego 14 i wartością znamionową ciśnienia w falistym rurociągu 12. Zastosowanie płaszcza przewodzącego 14 w falistym rurociągu 12 zwiększa wartość znamionową ciśnienia falistego rurociągu 12 ponad wartością znamionową ciśnienia falistego rurociągu 12 bez płaszcza przewodzącego 14. Płaszcz przewodzący 14 zwiększa także liczbę cykli gięcia powodujących powstawanie pęknięcia zmęczeniowego metalu w falistym rurociągu 12 i tłumi drgania dla zmniejszenia uszkodzenia falistego rurociągu 12, spowodowanego zmęczeniem wibracyjnym.

Płaszcz przewodzący 14 może być wytłoczony w falistości falistego rurociągu 12. Inne sposoby wytwarzania także mogą być stosowane, w celu umieszczenia płaszcza przewodzącego 14 na powierzchni zewnętrznej falistego rurociągu 12. W jednym przykładzie wykonania, płaszcz przewodzący 14 jest wprowadzony do wgłębień aby zasadniczo wypełnić wgłębienia i pokryć szczyty. Ponieważ płaszcz przewodzący 14 jest wytłaczany, jest on zasadniczo roztopiony i wpływa w kierunku do dołu w falistości falistego rurociągu 12. Roztopiony płaszcz przewodzący 14 stygnie na falistym rurociągu 12. Roztopiony surowiec zasadniczo wypełnia wgłębienia i pokrywa szczyty. W innym przykładzie wykonania, polimerowy płaszcz przewodzący 14 jest wtłaczany do dołu do falistości, a następnie zakrzywiany, na przykład przez nagrzewanie.

Płaszcz przewodzący 14 może być zastosowany tak, że wiąże się on wyraźnie z całą zewnętrzną powierzchnią falistego rurociągu. Optymalne wiązanie płaszcza przewodzącego 14 z powierzchnią zewnętrzną może być wiązaniem mechanicznym lub chemicznym tak, że płaszcz przewodzący 14 wyraźnie przylega do powierzchni zewnętrznej falistego rurociągu 12. Również, dzięki umieszczeniu we wgłębieniach, płaszcz przewodzący 14 mechanicznie zapobiega odkształceniom falistego rurociągu 12 dzięki właściwości materiału płaszcza przewodzącego 14. W przypadku nakładania płaszcza przewodzącego 14 tak, że występuje przyleganie pomiędzy płaszczem przewodzącym 14 powierzchnią falistego rurociągu 12, nie występuje względny ruch pomiędzy płaszczem przewodzącym 14 i powierzchnią falistego rurociągu 12. Przy wyeliminowanym względnym ruchu pomiędzy płaszczem przewodzącym 14 i powierzchnią zewnętrzną, zużycie przez ścieranie jest wyraźnie wyeliminowane przy jednoczesnym zapewnieniu wzmocnienia ciśnieniu.

W alternatywnym przykładzie wykonania, płaszcz przewodzący 14 jest wytłaczany na falistym rurociągu 12, ale nie jest wprowadzany do wgłębień falistego rurociągu 12. Płaszcz przewodzący 14 pokrywa szczyty falistego rurociągu 12, ale nie jest wprowadzony do wgłębień.

PL 205 768 B1

Płaszcz przewodzący 14 może być wykonany z przewodzącego, termoplastycznego polimeru takiego jak termoplastyczny poliuretan na bazie polieteru. Inne przewodzące tworzywa termoplastyczne także mogą być zastosowane dla płaszcza przewodzącego 14, a wynalazek nie jest ograniczony do poliuretanu. Polimer korzystnie ma następujące właściwości:

T a b e l a A

Właściwości	Sposób	Wartość
Wytrzymałość na rozciąganie	ASTM D638	Minimum około 27,58 MPa
Wydłużenie	ASTM D638	Minimum około 300%
Współczynnik zginania	ASTM D790	Minimum około 172,37 MPa
Wartość oporu właściwego	ASTM D257	Maksimum około 7x104 Ω-cm

W alternatywnym przykładzie wykonania, płaszcz przewodzący 14 jest wykonany z termoplastycznego polietylenu mającego właściwości określone w Tabeli A. Płaszcz polietylenowy może wiązać się z falistym rurociągiem 12 jak opisano powyżej.

Na jednym lub obydwu końcach zespołu rurociągu umieszczone są oprawki 16. Oprawki 16 mogą być istniejącymi oprawkami CSST znanymi ze stanu techniki. Korzystnie oprawki końcowe są wykonane z metalu (na przykład mosiądzu).

Ponieważ płaszcz przewodzący 14 jest wykonany z przewodzącego tworzywa termoplastycznego, ładunek nagromadzony na płaszczu przewodzącym 14 (na przykład, ze względu na pośrednie lub bezpośrednie uderzenie wyładowania) jest prowadzony poprzez płaszcz przewodzący 14 do rurociągu 12, a następnie do końcowych oprawek 16 i poprzez części składowe połączone z oprawkami 16. Tak więc, rurociąg 12 nie ulega uszkodzeniu poprzez nadmierne nagromadzenie się ładunku na nieprzewodzącym płaszczu.

Claims (13)

Zastrzeżenia patentowe

1. Zespół rurociągu zawierający przewodzący falisty rurociąg mający zwoje szczytów i wgłębień, znamienny tym, że zawiera polimerowy płaszcz przewodzący (14) umieszczony wzdłuż długości falistego rurociągu (12).

2. Zespół rurociągu według zastrz. 1, znamienny tym, że falisty rurociąg (12) jest pierścieniowy.

3. Zespół rurociągu według zastrz. 1, znamienny tym, że falisty rurociąg (12) jest spiralny.

4. Zespół rurociągu według zastrz. 1, znamienny tym, że polimerowy płaszcz przewodzący jest polimerem termoplastycznym.

5. Zespół rurociągu według zastrz. 4, znamienny tym, że polimer termoplastyczny jest poliuretanem na bazie polieteru.

6. Zespół rurociągu według zastrz. 4, znamienny tym, że termoplastyczny polimer jest polietylenem.

7. Zespół rurociągu według zastrz. 4, znamienny tym, że polimer termoplastyczny ma minimalną wytrzymałość na rozciąganie wynoszącą 27,58 MPa.

8. Zespół rurociągu według zastrz. 4, znamienny tym, że polimer termoplastyczny ma minimalne wydłużenie wynoszące 300%.

9. Zespół rurociągu według zastrz. 4, znamienny tym, że polimer termoplastyczny ma minimalny współczynnik zginania wynoszący 172,37 MPa.

10. Zespół rurociągu według zastrz. 4, znamienny tym, że polimer termoplastyczny ma maksymalną wartość oporu właściwego wynoszącą 7x10⁴ Ω-cm.

11. Zespół rurociągu według zastrz. 1, znamienny tym, że polimerowy płaszcz przewodzący (14) wypełnia wgłębienia i pokrywa szczyty.

12. Zespół rurociągu według zastrz. 1, znamienny tym, że z falistym rurociągiem (12) jest połączona oprawka (16) usytuowana na jego końcu.

13. Zespół rurociągu zawierający przewodzący falisty rurociąg mający zwoje szczytów i wgłębień, znamienny tym, że zawiera termoplastyczny polimerowy płaszcz przewodzący (14) umieszczony wzdłuż długości falistego rurociągu (12), przy czym termoplastyczny polimer ma minimalną

PL 205 768 B1 wytrzymałość na rozciąganie wynoszące 27,58 MPa, minimalne wydłużenie wynoszące 300%, minimalny współczynnik zginania wynoszący 172,37 MPa i maksymalną wartość oporu właściwego wynoszącą 7x10⁴ Ω-cm, oraz oprawkę (16) sprzężoną z falistym rurociągiem (12) na jego końcu.