PL224136B1 - Rura przewodowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest rura przewodowa z tworzywa sztucznego, zwłaszcza polimerowego, z zewnętrznym wzmocnieniem mechanicznym, przeznaczona do budowy rurociągów do ciśnieniowego lub grawitacyjnego transportu cieczy lub gazów.

Rury przewodowe używanych do budowy rurociągów cieczy i gazów, niezależnie od technik budowy, montażu i sposobu transportu, narażone są na uszkodzenia mechaniczne powierzchni zewnętrznej i rdzenia rury, zwłaszcza wtedy, gdy zasypuje się je gruntem rodzimym, który uprzednio został wydobyty z wykopów pod rury, który może zawierać odłamki skalne, kamienie i innego rodzaju elementy o różnym kształcie i wielkości, często o ostrych krawędziach. Jest to szczególnie niebezpieczne dla rur przewodzących media pod wysokim ciśnieniem. Powszechnie w technikach wykopowych, aby zminimalizować wpływ gruntu na uszkodzenia mechaniczne rur, przed ułożeniem rurociągu dno wykopu wypełnia się kruszywem o określonej ziarnistości, na tej warstwie układa się rury, po czym zasypuje się je takim samym kruszywem, aż do całkowitego zakrycia rur. Wprowadzone do wykopu kruszywo tworzy warstwę ochronną rur zapobiegającą przed uszkodzeniami przy wypełnieniu pozostałej przestrzeni wykopu gruntem rodzimym. Taka technologia ochrony rur przed uszkodzeniem jest kosztowna, ze względu na konieczność pozyskania i transport kruszywa o określonej ziarnistości na miejsce budowy, oraz wywożenie nadmiaru wydobytego gruntu podczas drążenia wykopu nie zużytego do zasypania rury. W celu ograniczenia wpływu czynników zewnętrznych, zwiększenia pewności wykonywania kolektorów oraz zmniejszenia kosztów używa się do budowy rurociągów rury strukturalne z warstwami ochronnymi ze specjalnych tworzyw lub rury kształtowe o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej, które posiadają na zewnętrznej powierzchni wzmocnienia ochronne w postaci wygarbień opasujących rurę, przy czym wygarbienia te mają kształt pierścieni, rozmieszczonych obok siebie na całej długości rury albo kształt wstęgi, opasującej spiralnie całą rurę. Przekroje poprzeczne wygarbień mają kształty zbliżone zarysem, na przykład do: prostokąta, trapezu, półokręgu, okręgu itp. Wzmocnienia podnoszą sztywność obwodową i zabezpieczają rdzeń rury przed uszkodzeniami mechanicznymi. Rury z wygrabieniami poprzecznymi i warstwami ochronnymi pomimo wyższych kosztów produkcji od rur tradycyjnych stosowane są z uwagi na mniejsze wymogi wykonawcze jak dla rur gładkościennych, bez warstw ochronnych. Rury strukturalne, ze wzmocnieniami kształtowymi ze względu na konstrukcję są znacznie mniej materiałochłonne a przez to tańsze, dla tej samej sztywności obwodowej, jak rury gładkościenne. Często jednak podczas rozładunku lub gdy istnieje potrzeba przemieszczenia rury wzdłuż trasy rurociągu, krawędzie wygarbień, ustawione w poprzek osi wzdłużnej rury, utrudniają a niekiedy uniemożliwia przeciąganie rury powodując uszkodzenia tych wygarbień, co obniża ich jakość ochronną.

Rura przewodowa według wynalazku, wykonana z tworzywa sztucznego, korzystnie polimerowego, przeznaczona szczególnie do budowy rurociągów ciśnieniowego lub grawitacyjnego transportu cieczy lub gazów, posiada wykonane na powierzchni zewnętrznej, korzystnie w obrysie zewnętrznej warstwy ochronnej, stanowiącej w przypadku rur z polimerów typu PEHD w przybliżeniu ok. 10% obliczeniowej grubości ścianki rury, wzmocnienia mechaniczne w postaci naprzemiennie względem siebie usytuowanych wzdłużnych garbów ochronnych z zaokrąglonymi wierzchołkami i bruzd rozpraszających naprężenia z zaokrąglonymi dnami, które widoczne są w przekroju poprzecznym rury, przy czym wymiary i kształty, wzdłużnych garbów ochronnych oraz bruzd rozpraszających naprężenia, zależą od obliczeniowej grubości ścianki rury, a ich ilość na powierzchni zewnętrznej zależy od długości jej obwodu.

Korzystnie jest, gdy stosunek wysokości wzdłużnych garbów ochronnych do obliczeniowej grubości ścianki rury wynosi w przybliżeniu ok. 0,05:3,0, gdzie wysokości sąsiednich wzdłużnych garbów ochronnych mogą być różne od siebie. Jednocześnie maksymalne zagłębienie bruzd rozpraszających naprężenia nie może naruszać strefy rdzenia rury i musi się mieścić w wymiarze obliczeniowej grubości ścianki pomniejszonym o grubość warstwy zewnętrznej, która dla rur z polimerów typu PEHD wynosi w przybliżeniu ok.10% jej grubości.

Korzystne jest, gdy wysokości wzdłużnych garbów ochronnych mieszczą się w obliczeniowym obrysie rury lub gdy pole powierzchni wzdłużnych garbów ochronnych pokrywa się z polem powierzchni warstwy zewnętrznej ścianki rury, wtedy koszty produkcji rury według wynalazku są porównywalne z kosztami wykonania rury gładkościennej o takich samych parametrach technicznych i są znacznie niższe niż koszty produkcji rur z warstwami ochronnymi i rur kształtowych. Przy produkcji rury według wynalazku w jednej czynności technologicznej, na typowych maszynach, uzyskuje się

PL 224 136 B1 jednocześnie rurę z opisywanymi bruzdami rozpraszającymi i wzdłużnymi garbami ochronnymi. Rurę według wynalazku można swobodnie używać we wszystkich znanych metodach budowy rurociągów bez obawy o uszkodzenie rdzenia rury skutkujące obniżeniem jej parametrów roboczych. Zespół wzdłużnych garbów ochronnych i bruzd rozpraszających rozprasza i rozkłada równomiernie powstające naprężenia zewnętrzne wzdłuż ściany rury, chroni jej rdzeń nośny przed uszkodzeniami oraz stanowi znaczne ułatwienie przy montażu np.: przy zasypywaniu, wciąganiu, przeciąganiu, wtłaczaniu itp. bez obawy o uszkodzenie rdzenia rury grożące awarią podczas jej późniejszej eksploatacji.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładach wykonania na rysunkach, na których Fig. 1 przedstawia, w przekroju poprzecznym, rurę z wzdłużnymi garbami ochronnymi o równej wysokości, Fig. 2 przedstawia, w przekroju poprzecznym, rurę z wzdłużnymi garbami ochronnymi o zmiennej wysokości, Fig. 3 przedstawia obrazowo rurę w przekroju poprzecznym z posadowionymi na jej powierzchni wzdłużnych garbach ochronnych kamieniami 4 zalegającymi w gruncie. Rura 1 według wynalazku posiada na zewnętrznej powierzchni wzdłużne garby ochronne 2, 2' i bruzdy rozpraszające 3.

Claims (4)

1. Rura przewodowa z tworzywa sztucznego, zwłaszcza polimerowego, z zewnętrznym wzmocnieniem mechanicznym, przeznaczona do budowy rurociągów, do ciśnieniowego lub grawitacyjnego transportu cieczy lub gazów, znamienna tym, że zewnętrzne wzmocnienie mechaniczne ma postać naprzemiennie względem siebie usytuowanych wzdłuż rury 1, garbów ochronnych 2 z zaokrąglonymi wierzchołkami i bruzd rozpraszających naprężenia 3 z zaokrąglonymi dnami.

2. Rura według zastrz. 1, znamienna tym, że odległość wzdłużnych garbów ochronnych 2 i bruzd rozpraszających 3 od siebie, ich grubości, wysokości i głębokości, są zależne od obliczeniowej grubości ścianki rury.

3. Rura według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek wysokości wzdłużnych garbów ochronnych 2 do obliczeniowej grubości ścianki rury 1 wynosi w przybliżeniu ok. 0,05: 3,0.

4. Rura według zastrz. 1, znamienna tym, że może mieć stałą lub zmienną wysokość wzdłużnego garbowania ochronnego 2 i 2'.