PL58929B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 27.X.1966 Francja Opublikowano: 31.1.1970 58929 KI. 47 f1, 11/10 MKP F 16 1 Twórca wynalazku: inz. Remi Reynard Wlasciciel patentu: Institut Francais du Petrole des Carburants et Lu- brifiants, Rueil-Malmaison (Francja) Przewód gietki do przesylania plynów pod cisnieniem, zwlaszcza dwufazowych weglowodorów Przedmiotem wynalazku jest przewód gietki do przesylania plynów, zwlaszcza dwufazowych weglo¬ wodorów, posiadajacy rdzen w ksztalcie rury wy¬ konany z elastomeru lub materialu termoplastycz¬ nego, którego wewnetrzna powierzchnia styka sie bezposrednio z przesylanym plynem lub miesza¬ nina plynów. W szczególnosci wynalazek dotyczy przewodu do przesylania pod cisnieniem dwufazo¬ wych weglowodorów takich jak ropa z czynnych szybów naftowych. Ponadto dotyczy on przewodu do przesylania kolejno weglowodorów w stanie plynnym i gazowym pod cisnieniem, bez powodo¬ wania pogarszania sie jakosci elastomeru, co pro¬ wadzilo by do jego szybkiego zuzycia.Wedlug dotychczasowego stanu techniki do opi¬ sanych celów sa uzywane przewody posiadajace rdzen wykonany z elastomeru i ewentualnie uzbro¬ jenie uodporniajace na cisnienie wewnetrzne, przy czym uzbrojenie to sklada sie z plaszcza z drutów lub uzbrojen metalowych, nawinietych srubowo wokól rury z elastomeru lub tez wtopionych w elastomer. Wada tych przewodów jest ich szybkie niszczenie sie w opisanych warunkach pracy, zwlaszcza przy przesylaniu dwufazowych weglo¬ wodorów pod cisnieniem dochodzacym do wielu kg/cm2 i przy temperaturze przekraczajacej 100°C.Niszczenie znanych przewodów objawia sie po¬ wstawaniem pecherzy i pekniec w sciance rury z elastomeru oraz powstawaniem pecherzy, pekniec i wybrzuszen na wewnetrznej powierzchni rury, która styka sie z przesylanymi plynami. W na¬ stepstwie gwaltownie maleje wewnetrzny przekrój przewodu i po pewnym czasie moze nastapic pra¬ wie calkowite jego zatkanie.Zjawisko to zaobserwowano nawet przy uzyciu takich elastomerów jak kopolimery fluorovinilide- nu i heksafluoropropylenu, które normalnie sa od¬ porne na dzialanie cieklych weglowodorów. Szyb¬ kie niszczenie nastepowalo zawsze w tych przy- 10 padkach, gdy przewody byly uzywane do przesyla¬ nia mieszaniny weglowodorów cieklych i weglowo¬ dorów gazowych.Wynalazek ma na celu usuniecie tych niedogod¬ nosci i skonstruowanie przewodu, który w opisa- 15 nych warunkach eksploatacji charakteryzowal by sie duza zywotnoscia.Wedlug wynalazku cel ten osiaga sie przez zao¬ patrzenie przewodu, wykonanego z materialu giet¬ kiego, równoczesnie w uzbrojenie wewnetrzne i 20 zewnetrzne, zas uzbrojenie zewnetrzne jest tak na¬ lozone, ze sciska rdzen przewodu i utrzymuje go w stanie naprezenia miedzy uzbrojeniami, a kazde z uzbrojen styka sie ze scianka rdzenia odpowied¬ nio od wewnatrz i od zewnatrz na calej lub nie- 25 mai na calej jej powierzchni, zapewniajac rów¬ nomierne naprezenie rdzenia na wspomnianych po¬ wierzchniach.Uzbrojenie wewnetrzne jest korzystnie wykona¬ ne z tasmy odpornej na zgniatanie, na przyklad tas- ~0 my metalowej, nawinietej linia srubowa z odste- 5892958929 3 parni miedzy poszczególnymi zwojami tasmy, przy czym odstepy te sa nie wieksze niz polowa szero¬ kosci tasmy, korzystnie nie wieksze niz piata czesc tej szerokosci. Uzbrojenie stanowi powierzchnie prawie ciagla przylegajaca do wewnetrznej sciany rdzenia rurowego.W innym rozwiazaniu wedlug wynalazku uzbro¬ jenie wewnetrzne stanowi tasma nawinieta linia srubowa, której kolejne sasiednie zwoje wzajem¬ nie sie pokrywaja.Uzbrojeniem wewnetrznym moze byc takze na¬ winieta tasma, zwlaszcza tasma metalowa, ufor¬ mowana w ksztalcie litery S lub Z, przystosowana do laczenia przez wzajemne zaczepianie przylega¬ jacych do siebie zwojów.Uzbrojenie zewnetrzne moze byc typu jednego z wymienionych powyzej uzbrojen wewnetrznych wzglednie moze byc tego samego typu co uzbroje¬ nie wewnetrzne lub innego. Uzbrojenie zewnetrzne moze byc równiez utworzone przez srubowe nawi¬ niecie co najmniej jednego drutu lub linki, na przyklad metalowej, z odstepem miedzy sasiedni¬ mi zwojami mniejszym od polowy srednicy drutu lub linki, korzystnie z odstepem mniejszym od piatej czesci tej srednicy.Zrozumiale jest, ze przynajmniej jedno z uzbro¬ jen powyzej opisanych bedzie moglo ewentualnie, na powierzchni przeciwleglej do powierzchni przy¬ leglej do rdzenia rurowego, opierac sie o uzbro¬ jenie wzmacniajace, pozwalajac tym samym na uzyskanie wiekszej wytrzymalosci przewodu na sily ciagnace, zginajace, skrecajace i zgniatajace lub na nadcisnienie wewnetrzne które moze po¬ wstac w przewodzie w czasie jego wytwarzania i eksploatacji, w szczególnosci umozliwiajac uzys¬ kanie dla przewodu wytrzymalosci na zgniatanie i przypadkowe spadki cisnienia wewnetrznego w czasie eksploatacji.Przedmiot wynalazku jest dokladniej opisany na przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1, 2 i 3 przedstawiaja trzy rodzaje wykonania gietkiego przewodu. Lewa strona figur przedsta¬ wia przewód gietki z samym tylko uzbrojeniem wewnetrznym przed nalozeniem nan uzbrojenia zewnetrznego. Na wszystkich figurach uzyto tych samych oznaczen dla tych samych elementów w róznych odmianach wykonania przewodu wedlug wynalazku.Jak pokazano na fig. 1 i 2, rurowy rdzen 1 z elastomeru lub materialu plastycznego posiada wewnetrzne gietkie uzbrojenie 2 wykonane z tas¬ my metalowej o profilu S nawinietej linia srubo¬ wa, przy czym sasiednie zwoje zaczepiaja sie.Uzbrojenie to posiada zewnetrzna srednice rów¬ na co najmniej srednicy wewnetrznej rurowego rdzenia 1 i tworzy powierzchnie prawie ciagla na styku z wewnetrzna scianka rdzenia. Uzbrojenie wewnetrzne Z jest na tyle wytrzymale na zgnia¬ tanie, aby wcisnac nan rurowy rdzen 1 i polaczyc przez wulkanizacje.W czasie wciskania rdzenia 1 na uzbrojenie 2 scianki tego rdzenia tworza we wglebieniach uz¬ brojenia wewnetrznego wybrzuszenia 3. Uzbroje¬ nie 2 jest przy tym wykonane w ten sposób, ze sasiednie zwoje pokrywaja sie wzajemnie, a wzgledne maksymalne przesuniecie zwojów jest ograniczone najwyzej do wartosci równej polowie 5 szerokosci tasmy, co jest zapewnione przez wlas¬ ciwy dobór profilu tej tasmy. Dzieki temu, przy dowolnym wydluzeniu uzbrojenia zachowuje ono niemal ciagla powierzchnie stykowa z rdzeniem I, a tym samym rozklad naprezen wywieranych przez. 10 to uzbrojenie jest równomierny.Zewnetrzne uzbrojenie 4 jest nawiniete pod na¬ prezeniem wokól rdzenia rurowego 1 dla zapew¬ nienia scisniecia tego ostatniego miedzy dwoma uzbrojeniami. W przykladzie pokazanym na fig. 1 15 uzbrojenie 4 stanowi drut metalowy nawiniety pod naprezeniem. Oznaczenie 5 pokazuje zewnetrzne wybrzuszenia rdzenia 1 miedzy zwojami drutu, powstale na skutek scisniecia tego rdzenia miedzy dwoma uzbrojeniami. W celu zepewnienia równo- 20 miernego rozkladu naprezen wywolanych przez: uzbrojenie 4 na zewnetrznej powierzchni rdzenia 1, odstep miedzy zwojami tego uzbrojenia wynosi najwyzej polowe srednicy drutu, korzystnie nie wiecej jak piata czesc tej srednicy. 25 Pojedynczy drut, którego zwoje stanowia uzbro¬ jenie 4, moze byc zastapiony przez kabel lub linke; spleciona z cienkich drutów.Przewód wedlug wynalazku pokazany na fig. 1 posiada duza gietkosc, ale w przypadku gdy cis- 30 nienie plynu przesylanego tym przewodem jest znaczne, nalezy uzbrojenie 4 otoczyc jednym lub kilkoma dodatkowymi uzbrojeniami wzmacniajacy¬ mi.W odmianie wykonania wynalazku pokazanej na 35 fig. 2 wewnetrzne uzbrojenie 3 jest takie samo jak w poprzedniej odmianie wykonania i ten sam rodzaj uzbrojenia z tasmy profilowej zostal za¬ stosowany jako uzbrojenie zewnetrzne.Opisana w zwiazku z fig. 2 odmiana wynalazku 40 zapewnia wytworzenie przewodu odpowiedniego dla umiarkowanych cisnien wewnetrznych. Jesli przewód ma wytrzymac wysokie cisnienia wew¬ netrzne oraz ewentualne obciazenia osiowe i/lub moment skrecajacy, wystarczy otoczyc uzbrojenie 45 6 jednym lub kilkoma uzbrojeniami wzmacniaja¬ cymi. Ta odmiana wynalazku uzupelniona ewen¬ tualnie co najmniej jednym uzbrojeniem wzmac¬ niajacym jest najkorzystniejsza do stosowania przy duzych cisnieniach wewnetrznych, gdyz pokrycie 50 zwojów uzbrojenia 6 skutecznie zapobiega przy¬ padkom wycisniecia rdzenia 1 na zewnatrz.W odmianie wykonania pokazanej na fig. 3,. uzbrojenia 7 i 8 sciskajace miedzy soba rdzen 1 sa wykonane z metalowej tasmy o przekroju pro- 55 stokatnym nawinietej pod naprezeniem. Przekrój1 tasmy moze byc równiez kwadratowy. Ta odmiana wykonania w porównaniu z odmiana pokazana na fig. 1 daje lepsza wytrzymalosc na cisnienie zew¬ netrzne i wewnetrzne przy równych grubosciach 60 uzwojen.Odstep miedzy zwojami tasm tworzacych uzbro¬ jenia 7 i 8 równiez wynosi mniej niz polowe sze¬ rokosci tych tasm, a korzystnie mniej niz piata 65 czesc tej szerokosci, co zapewnia równomierny roz-58929 klad nacisków na rdzen 1. Miedzy zwojami tasmy sa wytworzone wybrzuszenia 9 i 10. Powstaja one odpowiednio przy wciskaniu rdzenia 1 na uzbro¬ jenie 7 i przy nakladaniu uzbrojenia 8.We wszystkich opisanych odmianach wykonania wynalazku uzbrojenie wewnetrzne przewodu nie jest szczelne, na skutek czego przesylany plyn styka sie z gietkim rdzeniem 1. Stwierdzono jed¬ nakze droga doswiadczen, ze stosujac przewód, którego rdzen jest wykonany z elastomeru i jest scisniety miedzy dwoma uzbrojeniami, przejscie przez ten przewód weglowodorów cieklych a na¬ stepnie gazowych nie powoduje starzenia sie rdze¬ nia, nawet w warunkach eksploatacji ciezkich pod wzgledem temperatury i cisnienia. Przekrój ela¬ stomeru po próbach nie wykazuje zadnego wy¬ decia powierzchni, pekniec lub pecherzy w scian¬ kach, podczas gdy w takich samych warunkach elastomer przewodu pozbawionego dwóch uzbrojen ulega calkowitemu zniszczeniu.Stwierdzono równiez doswiadczalnie, ze prze¬ wód posiadajacy budowe wedlug wynalazku jest odporny na dzialanie dwufazowej mieszaniny we¬ glowodorów nawet wówczas, gdy rdzen jest wy¬ konany z kauczuku naturalnego (polimeru natu¬ ralnego izoprenu) albo z polichloroprenu i to w bardzo trudnych warunkach eksploatacji (cisnienie rzedu kilkuset kg/cm2, temperatura ponad 100°C).Ten interesujacy wynik jest o tyle nieoczekiwany, ze wymienione elastomery sa normalnie nieodpor¬ ne na dzialanie weglowodorów w opisanych wa¬ runkach.W praktyce elastomer stanowiacy rdzen przewo¬ du gietkiego moze byc wykonany przykladowo z nastepujacych materialów: kopolimer fluorowinili- denu i monochlorotrifluoroetylenu, kopolimer z fluorowinilidenu i heksafluoropropylenu, polisilo- ksan fluorowany, polisiloksan, polietylen chloro- sulfonowy butadien i nitryl akryliczny, polichlo- ropren, kauczuk naturalny (polimer naturalny izo¬ prenu), kopolimer izobutylenu i izoprenu, poliure¬ tan itd. Rdzen przewodu moze byc równiez wy¬ konany z materialu plastycznego o duzej gietkosci, jak na przyklad z polietylenu, chlorku poliwinylu, polipropylenu itd.Inne materialy plastyczne mniej gietkie, na przy¬ klad takie jak nylon i rilsan takze moga byc uzy¬ te, poniewaz konstrukcja przewodu wedlug wy¬ nalazku polepsza cechy dobrej odpornosci chemicz¬ nej tych materialów na przesylane plyny.Wybór elastomeru albo materialu plastycznego do wykonania przewodu wedlug wynalazku nie jest ograniczony jego odpornoscia chemiczna ale moze wynikac z innych parametrów, takich jak wlasnosci dielektryczne albo odpornosc na tempe¬ ratury wysokie i niskie.Przewód gietki wedlug wynalazku, na przyklad taki jak zostal przedstawiony na fig. 1, wykonuje sie przez wcisniecie elastomeru w stanie miekkim na zwoje metalowe, stanowiace uzbrojenie wew¬ netrzne 2, przy czym elastomer przyjmuje doklad¬ nie ksztalt zewnetrznej powierzchni tego uzbroje¬ nia w czasie procesu wulkanizacji. Nawija sie na- 15 v stepnie uzbrojenie zewnetrzne 4 wokól rdzenia z elastomeru, dociskajac rdzen do uzbrojenia wew¬ netrznego 2.Przewód gietki wedlug wynalazku ma dobra od- 5 pornosc na dzialanie mieszanin dwufazowych we¬ glowodorów, przeplywajacych zarówno wewnatrz przewodu jak i na zewnatz tego przewodu, po¬ niewaz elastomer nie starzeje sie ani na powierzch¬ ni ani w swym przekroju nawet po dlugim okre- 10 sie pracy.Jezeli temperatura przesylanych weglowodorów zmienia sie znacznie w tym lub innym miejscu przewodu abo w tym lub innym momencie, ko¬ rzystnym bedzie wykonanie dwóch uzbrojen wew¬ netrznego i zewnetrznego z tego samego metalu lub z metali o wspólczynniku rozszerzalnosci zbli¬ zonym, poniewaz zapewni to utrzymanie stanu naprezenia elastomeru lub materialu termopla¬ stycznego miedzy uzbrojeniami przy zmianach temperatury.Uzbrojenie wewnetrzne przewodu nalezy dobie¬ rac takie, aby zepewnilo minimum strat cisnienia cieczy przeplywajacej. 25 W przypadku przewodu wykonanego z odcinków laczonych kolejno z soba koncami, nalezy wyko¬ nac uzbrojenie wewnetrzne i zewnetrzne scisle przylegajace do rdzenia na calej jego dlugosci na wszystkich odcinkach przewodu w ten sposób, aby 30 nie pozostawic wolnego miejsca niezabezpieczone¬ go przed oddzialywaniem plynu albo plynów prze¬ sylanych.W miejscach zlaczen uzbrojenia wewnetrznego i uzbrojenia zewnetrznego stosuje sie znane ele¬ menty laczace jak gilzy i/lub tulejki stozkowe, które stanowia przedluzenie elementów uzbroje¬ nia.Rodzaj metalu z którego sa wykonane druty, 40 linki lub tasmy stanowiace uzbrojenie, jest do¬ bierany w zaleznosci od zadanych wlasnosci me¬ chanicznych i od przewidywanych warunków pra¬ cy, zwlaszcza z uwzglednieniem aktywnosci koro¬ zyjnej plynu przeplywajacego przez przewód. 45 Tasmy, druty, linki moga byc pokryte ochronna warstwa elastomeru lub materialu termoplastycz¬ nego (polichloropren, silikon, rilsan, polichlorek winylu itp.). 50 W przypadku, gdy cisnienie wewnetrzne i/lub cisnienie zewnetrzne jest niskie, a temperatury niezbyt wysokie, mozna zamiast uzbrojen wew¬ netrznych i/lub zewnetrznych metalowych zasto¬ sowac uzbrojenie wykonane z drutu, linki lub tas¬ my z materialu termoplastycznego lub termoutwar¬ dzalnego albo z fibry syntetycznej (polichlorek wi¬ nylu, rilsan, nylon, wlókno szklane itp.). W tym przypadku uzbrojenie wewnetrzne musi posiadac taka odpornosc na zgniatanie, aby zapewnic do- 60 stateczne scisniecie rdzenia przewodu miedzy uzbrojeniami wewnetrznym i zewnetrznym. Ta od¬ pornosc na zgniatanie uzbrojenia wewnetrznego musi wiec byc wieksza od zewnetrznych nacis¬ ków, wystepujacych zarówno w czasie wytwa- 65 rzania jak i eksploatacji przewodu. 35 5558929 PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 2. Przewód gietki do przesylania plynów pod cis¬ nieniem, zwlaszcza dwufazowych weglowodo¬ rów, wykonany z materialu gietkiego i zao¬ patrzony w wewnetrzne uzbrojenie, znamienny tym, ze posiada jednoczesnie metalowe uzbroje¬ nie zewnetrzne sciskajace rdzen przewodu i utrzymujace ten ostatni w stanie równomierne¬ go naprezenia miedzy uzbrojeniami, a zarówno uzbrojenie wewnetrzne jak i zewnetrzne sty¬ ka sie ze scianka rdzenia w równych odstepach niemal na calej jej powierzchni.

2. Przewód gietki wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze co najmniej jedno z jego dwóch uzbro¬ jen stanowi tasma nawinieta linia srubowa, zas odstep miedzy nawinietymi zwojami wynosi ponizej 1/5 szerokosci tasmy.

3. Przewód gietki wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze co najmniej jedno z dwóch uzbrojen stanowi tasma nawinieta linia srubowa, której kolejne sasiadujace zwoje czesciowo sie po¬ krywaja.

4. Przewód gietki wedlug zastrz. 1, znamienny 10 15 20 8 tym, ze co najmniej jedno z dwóch uzbrojen stanowi tasma nawinieta linia srubowa, której kolejne zwoje wzajemnie sie zaczepiaja. Przewód gietki wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze metalowe uzbrojenie zewnetrzne jest wykonane z drutu nawinietego na rdzen, zas odstepy miedzy nawinietymi zwojami wynosza ponizej 1/5 srednicy drutu. Przewód gietki wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze metalowe uzbrojenie ^zewnetrzne jest wykonane z linki nawinietej na rdzen, zas od¬ stepy miedzy nawinietymi zwojami wynosza ponizej 1/5 srednicy linki. Przewód gietki wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uzbrojenie wewnetrzne jest równiez wykonane z metalu. Przewód gietki wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze co najmniej jedno z dwóch uzbrojen jest wykonane z metalu pokrytego warstwa ela¬ stomeru. Przewód gietki wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze co najmniej jedno z dwóch uzbrojen jest wykonane z metalu pokrytego warstwa tworzywa sztucznego.KI. 47 fi, 11/10 58929 MKP F 16 1 Fia.2 8 tO\ Fiq3 PL