SE465230B

SE465230B - PRIOR BINDING FOR TWO ROWS WITH A FIBER MATERIAL ARMED PLASTIC

Info

Publication number: SE465230B
Application number: SE8702503A
Authority: SE
Inventors: K Olofsson
Original assignee: Asea Plast Ab
Priority date: 1987-06-16
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1991-08-12
Also published as: GB2205913A; GB2205913B; SE8702503L; SE8702503D0; IT1219375B; IT8867557A0; NO882657D0; GB8814202D0; NO882657L

Description

465 230 1 enda sammanhängande gänga med samma gängform som den på rörändarna och med konstant stigning och sträcker sig över de båda med utvändiga gängor för- sedda delarna med cylindriska mantelytor på rörändarna, att hylsans invän- diga gänga har åtminstone i huvudsak samma längd som den sammanlagda längden på de utvändiga gängorna på rörändarnas mantelytor samt att en sammanhängande limfog är anordnad att sträcka sig såväl mellan de avfasade ytorna på de mot varandra anliggande delarna på rörändarna som mellan gängan på hylsan och gängorna på delarna med cylindriska mantelytor på rörändarna. 465 230 1 single continuous thread with the same thread shape as that of the pipe ends and with constant pitch and extending over the two parts provided with external threads with cylindrical mantle surfaces at the pipe ends, that the inner thread of the sleeve has at least substantially the same length as the the total length of the external threads on the mantle surfaces of the pipe ends and that a continuous adhesive joint is arranged to extend both between the chamfered surfaces on the abutting parts on the pipe ends and between the thread on the sleeve and the threads on the parts with cylindrical mantle surfaces on the pipe ends.

Särskilt starka gängor åtadkommes på rörändarna och i hylsan genom att fibrerna i rörens yttre skikt och i hylsans inre orienteras väsentligen i tangentiell riktning.Particularly strong threads are accessed at the pipe ends and in the sleeve by the fibers in the outer layer of the pipes and in the interior of the sleeve being oriented substantially in the tangential direction.

Enligt ett särskilt fördelaktigt sätt att framställa en förbindning enligt uppfinningen anordnas ett lim åtminstone på en av de avfasade ytorna på rörändarna och på åtminstone en av de med gängor försedda ytorna på hylsan och på varje rörände, som skall förankras vid varandra, varefter hylsan roteras relativt rörändarna tills de avfasade ytorna anligger mot varandra med ett mellanliggande skikt av lim och detta skikt bildar en sammanhäng- ande enhet med skikt av lim mellan gängorna på hylsan och på rörändarna samt limmet därefter bringas att stelna samtidigt i enheten. En förbind- ning med särskilt god kvalitet uppnås om alla ytor som skall bringas att anligga mot varandra belägges med lim innan hylsan roteras samt om hylsan och rör bringas att rotera i enbart en rotationsriktning. Limmet fyller i detta fall ut alla hålrum synnerligen fullständigt. Ett sådant resultat kan bl a uppnås om ett av rören roteras i en riktning och ett av rören hålles stilla. Det första röret bringar därvid hylsan att rotera runt detta rör och runt det andra röret tills de avfasade ytorna anligger mot varandra.According to a particularly advantageous method of making a connection according to the invention, an adhesive is arranged on at least one of the chamfered surfaces on the pipe ends and on at least one of the threaded surfaces on the sleeve and on each pipe end to be anchored to each other, after which the sleeve is rotated relative the pipe ends until the chamfered surfaces abut each other with an intermediate layer of glue and this layer forms a continuous unit with layers of glue between the threads on the sleeve and on the pipe ends and the glue is then made to solidify simultaneously in the unit. A connection of particularly good quality is achieved if all surfaces to be brought against each other are coated with glue before the sleeve is rotated and if the sleeve and pipe are made to rotate in only one direction of rotation. In this case, the glue fills all the cavities extremely completely. Such a result can be achieved, among other things, if one of the pipes is rotated in one direction and one of the pipes is kept still. The first tube then causes the sleeve to rotate around this tube and around the second tube until the chamfered surfaces abut each other.

Plasten för den armerade plasten i rören och i hylsan är företrädesvis ett lösningsmedelsfritt härdbart harts, såsom t ex ett epoxiharts, ett omättat polyesterharts eller ett polyuretanharts av sådana typer som konven- tionellt användes vid framställning av fiberarmerad plast. Både värmehär- dade hartser och hartser som är härdbara vid rumstemperatur är användbara.The plastic for the reinforced plastic in the tubes and in the sleeve is preferably a solvent-free curable resin, such as, for example, an epoxy resin, an unsaturated polyester resin or a polyurethane resin of the types conventionally used in the manufacture of fiber-reinforced plastic. Both thermoset resins and resins that are curable at room temperature are useful.

Fibermaterialet består företrädesvis av glasfiber men kan även bestå av fiber av olika naturliga och syntetiska material såsom bomull, poly- 'tr i3 465 230 etylenglykoltereftalat, polyakrylnitril, polyamid och kol. Fibermaterialet kan med fördel användas i form av en tråd eller sträng av fibrerna.The fibrous material preferably consists of glass fiber but may also consist of fibers of various natural and synthetic materials such as cotton, polyethylene glycol terephthalate, polyacrylonitrile, polyamide and carbon. The fibrous material can advantageously be used in the form of a thread or strand of the fibers.

Appliceringen av tråden resp strängen sker vid framställningen av rören resp hylsan företrädesvis genom att den lindas omkring en dorn med viss stigning i vissa skikt och med motsatt stigning i andra skikt, så att fibrerna i olika skikt korsar varandra. Företrädesvis anordnas fibrerna så att skikt med en stigning omväxlar med skikt med motsatt stigning. Fiber- materialet kan bl a också användas i form av ett band, såsom ett band vävt av en tråd och/eller sträng av fibrerna. Bandet appliceras genom att lindas på dornen med viss stigning, företrädesvis med viss stigning i vissa skikt och med motsatt stigning i andra skikt.The application of the wire or strand takes place in the production of the pipes or the sleeve, preferably by winding it around a mandrel with a certain pitch in certain layers and with an opposite pitch in other layers, so that the fibers in different layers cross each other. Preferably, the fibers are arranged so that layers with a pitch alternate with layers with an opposite pitch. The fibrous material can also be used in the form of a strip, such as a strip woven from a thread and / or strand of the fibers. The strip is applied by winding on the mandrel with a certain pitch, preferably with a certain pitch in certain layers and with the opposite pitch in other layers.

Fibermaterialet utgör företrädesvis 55-65 % av sammanlagda volymen av fibermaterial och plast i den armerade plasten.The fibrous material preferably constitutes 55-65% of the total volume of fibrous material and plastic in the reinforced plastic.

Limmet för förbindningen kan med fördel liksom plasten utgöra ett lös- ningsmedelsfritt harts såsom ett epoxiharts, ett omättat polyesterharts eller ett polymetanharts.The adhesive for the bond can advantageously, like the plastic, form a solvent-free resin such as an epoxy resin, an unsaturated polyester resin or a polymethane resin.

Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av ett utförings- exempel under hänvisning till bifogade ritning, i vilken fig la och b visar två rörändar som skall förbindas, delvis i ett snitt genom rörens symmetriaxel, delvis i sidovy, fig 2 en hylsa att anordnas omkring rör- ändarna, delvis i ett snitt genom hylsans symmetriaxel, delvis i sidovy och fig 3 en förbindning enligt den föreliggande uppfinningen delvis i ett snitt genom förbindningens symmetriaxel, delvis i sidovy.The invention will be explained in more detail by describing an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing, in which Figs. 1a and b show two pipe ends to be connected, partly in a section through the axis of symmetry of the pipes, partly in side view, Fig. 2 a sleeve to be arranged around pipes the ends, partly in a section through the axis of symmetry of the sleeve, partly in side view and Fig. 3 a connection according to the present invention partly in a section through the axis of symmetry of the connection, partly in side view.

Fig la och b visar två rör 10 resp 11 av glasfiberarmerad plast och fig 2 en hylsa 12 likaledes av glasfiberarmerad plast. Glasfibern består i såväl rör som hylsa av roving, som lindats i ett flertal tätlindade lager på en dorn genom att påföringsstället för rovingen förskjutits mellan dornens ändar under det att dornen roterats. Fibrerna i ett lager korsar därigenom fibrerna i angränsande lager. Stigningen hos den pålindade rovingsträngen i varje lager kan t ex vara 1 65 O. Fibermaterialet är vid pålidningen impregnerat med ett epoxiharts, innan det appliceras på dornen. Epoxi- hartset kan bestå av 100 viktdelar av ett harts uppbyggt av bisfenol A (t ex XB 3052 A från Ciba AG) och 38 viktdelar härdare av amintyp (t ex XB 3052 B från Ciba AG). Härdningen av hartset utföres lämpligen vid 80 OC under cirka 2 tim. 465 230 Röret 10 har såsom framgår av fig la en rörände 13 med en del 14 med en utåtvänd avfasad yta och en del 15 med cylindrisk mantelyta på vilken är anordnad en gänga 16. På analogt sätt har röret 11 såsom framgår av fig lb en rörände 17 med en del 18 med en inåtvänd avfasad yta och en del 19 med cylindrisk mantelyta på vilken är anordnad en gänga 20. I det illustrerade fallet är delarna 14 och 18 med avfasade ytor båda koniska och sträcker sig gängorna 16 och 20 på varje rörände till slutet på den cylindriska mantelytan åt det håll som röränden anligger mot den andra rörändan.Figs. 1a and b show two pipes 10 and 11, respectively, of fiberglass-reinforced plastic and Fig. 2 a sleeve 12 likewise of fiberglass-reinforced plastic. The glass fiber consists in both tubes and sleeves of roving, which is wound in a plurality of tightly wound layers on a mandrel by displacing the application point for the roving between the ends of the mandrel while the mandrel is rotated. The fibers in a layer thereby cross the fibers in adjacent layers. The pitch of the wound roving string in each layer may, for example, be 160 DEG C. The fibrous material is impregnated with an epoxy resin before being applied to the mandrel. The epoxy resin may consist of 100 parts by weight of a resin composed of bisphenol A (eg XB 3052 A from Ciba AG) and 38 parts by weight of amine type hardener (eg XB 3052 B from Ciba AG). The curing of the resin is conveniently carried out at 80 DEG C. for about 2 hours. As can be seen from Fig. 1a, the tube 10 has a tube end 13 with a part 14 with an outwardly facing bevelled surface and a part 15 with a cylindrical outer surface on which a thread 16 is arranged. In an analogous manner, as shown in Fig. 1b, the tube end 17 with a part 18 with an inwardly facing bevelled surface and a part 19 with a cylindrical circumferential surface on which a thread 20 is arranged. In the illustrated case, the parts 14 and 18 with bevelled surfaces are both conical and the threads 16 and 20 extend at each pipe end to the end of the cylindrical shell surface in the direction in which the pipe end abuts the other pipe end.

Hylsan 12 är i enlighet med fig 2 försedd med en gänga 21 på dess invän- digt cylindriska manteltya. Gängan 21 har en konstant stigning, t ex på omkring 2 O. Denna stigning liksom gängformen är densamma som för gängorna 16 och 20 på rörändarna 13 och 17. Gängan 21 har samma längd som sammanlagda längden på gängorna 16 och 20. Detta medför att rörändar och hylsa blir fixerade i ett förutbestämt läge. Gängorna 16, 20 och 21 är slipade ur rörändarna resp hylsan med diamantslipskivor vilket säkerstäl- ler att de erhåller en fin ytstruktur. Även de avfasade ytorna på delarna 14 och 18 är slipade på analogt sätt.The sleeve 12 is in accordance with Fig. 2 provided with a thread 21 on its internally cylindrical jacket surface. The thread 21 has a constant pitch, for example of about 20 °. This pitch as well as the thread shape is the same as for the threads 16 and 20 on the pipe ends 13 and 17. The thread 21 has the same length as the total length of the threads 16 and 20. This means that pipe ends and sleeve are fixed in a predetermined position. The threads 16, 20 and 21 are ground from the pipe ends and the sleeve, respectively, with diamond grinding wheels, which ensures that they obtain a fine surface structure. The chamfered surfaces of the parts 14 and 18 are also ground in an analogous manner.

Vid iordningställandet av förbindningen mellan rören 10 och 11 appliceras lim, t ex i form av ett epoxiharts av samma slag som användes som plast- material i rören 10 och 11 och i hylsan 12, på de avfasade ytor på delarna 14 och 18 som skall anligga mot varandra, liksom på gängorna 16 och 20 på delarna 15 och 19 med cylindriska mantelytor på rörändarna samt på den invändiga gängan 21 på hylsan 12. Hylsan anbringas lämpligen på rörändarna 13 och 17 genom att den först skruvas på varje rörände ett par varv. Där- efter bringas lämpligen röret 11 att rotera runt sin symmetriaxel medan röret 10 hålles stilla. Denna rotation medför att röret 11 gängas in i hylsan och att hylsan roteras runt röret 10 i samma rotationsriktning tills de koniska ytorna på delarna 14 och 18 anligger mot varandra med mellanliggande lim. Utrymmena mellan gängorna 21 och 16 liksom mellan gängorna 21 och 20 blir därvid fullständigt utfyllda. Efter härdning av limmet samtidigt i hela förbindningen erhålls en limfog 22 mellan de koniska ytorna på delarna 14 och 18, liksom en limfog 23 mellan gängorna 21 och 16 och en limfog 24 mellan gängorna 21 och 20. Limfogarna 22, 23 och 24 som har en tjocklek av högst 0,5 mm bildar en enda sammanhängande enhet som fyller ut alla utrymmen mellan ytor på rörändarna 13 och 17 och mellan ytor på hylsan 12 och rörändarna 13 och 17 som är vända mot var- andra. 5 465 230 En förbindning enligt den föreliggande uppfinningen lämpar sig utmärkt att användas inom offshore-tekniken, t ex som pipelines på havsbøttnen, för transport av gas under högt tryck.When preparing the connection between the pipes 10 and 11, glue is applied, for example in the form of an epoxy resin of the same kind used as plastic material in the pipes 10 and 11, in the sleeve 12, on the chamfered surfaces of the parts 14 and 18 which are to abut. against each other, as well as on the threads 16 and 20 on the parts 15 and 19 with cylindrical jacket surfaces on the pipe ends and on the internal thread 21 on the sleeve 12. The sleeve is suitably applied to the pipe ends 13 and 17 by first screwing on each pipe end a couple of turns. Thereafter, the tube 11 is suitably caused to rotate about its axis of symmetry while the tube 10 is kept still. This rotation causes the tube 11 to be threaded into the sleeve and the sleeve to be rotated around the tube 10 in the same direction of rotation until the conical surfaces of the parts 14 and 18 abut each other with intermediate glue. The spaces between the threads 21 and 16 as well as between the threads 21 and 20 are then completely filled. After curing the adhesive simultaneously throughout the joint, an adhesive joint 22 is obtained between the conical surfaces of the parts 14 and 18, as well as an adhesive joint 23 between the threads 21 and 16 and an adhesive joint 24 between the threads 21 and 20. The adhesive joints 22, 23 and 24 having a thickness of not more than 0.5 mm forms a single continuous unit which fills all the spaces between surfaces of the pipe ends 13 and 17 and between surfaces of the sleeve 12 and the pipe ends 13 and 17 facing each other. A connection according to the present invention is excellently suitable for use in offshore technology, for example as pipelines on the sea bucket, for transporting gas under high pressure.

Claims

465 230 ß CLAIMS Coupling for two pipes (10, 11) of plastic reinforced with a fibrous material comprising a pipe end (13) on one pipe with a part (lä) abutting against a part (18) on a pipe end ( 17) on the second tube and a sleeve (12) arranged around the tube ends and provided with an internal thread (21) of plastic reinforced with a fibrous material, which with the thread is anchored to the * tube ends by means of external threads (16, 20) arranged on parts (15, 19) of the pipe ends with cylindrical jacket surfaces and by means of an adhesive joint arranged between the sleeve and the pipe ends, characterized in that the threads (16, 20) in the pipe ends (13, 17) are cut out of the pipe ends and have the same thread shape and constant pitch. that of the parts (14, 18) on the pipe ends which abut against each other, the part (lay) on one pipe end (13) has an outwardly facing bevelled surface and the part (18) on the other pipe end (17) has an inwardly facing bevelled surface, that the thread ( 16, 20) on the part (15, 19) with cylindrical circumferential surface on each pipe end (13, 17) extends to the end of the cylindrical jacket surface in the direction in which the pipe end abuts the other pipe end, that the internal thread (21) of the sleeve (12) forms a continuous thread with the same thread shape as that of the pipe ends and with a constant pitch, and extends over the two external threads (16, 20) provided with cylindrical circumferential surfaces on the pipe ends, that the inner thread (21) of the sleeve (12) has at least substantially the same length as the total length of the outer threads ( 16, 20) on the parts (15, 19) with cylindrical jacket surfaces on the pipe ends (13, 17) and that a continuous adhesive joint (22, 23, Zü) is arranged to extend both between the chamfered surfaces on the opposite sides. other abutting parts on the pipe ends as between the thread on the sleeve and the threads on the parts with cylindrical jacket surfaces on the pipe ends.