WO2001059348A1 - Rohrstrang für die unterwasserverlegung und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Rohrstrang für die unterwasserverlegung und verfahren zu dessen herstellung Download PDF

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WO2001059348A1
WO2001059348A1 PCT/DE2001/000529 DE0100529W WO0159348A1 WO 2001059348 A1 WO2001059348 A1 WO 2001059348A1 DE 0100529 W DE0100529 W DE 0100529W WO 0159348 A1 WO0159348 A1 WO 0159348A1
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WO
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pipe string
corrosion protection
protection insulation
foam
insulation
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Application number
PCT/DE2001/000529
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French (fr)
Inventor
Günter MALLY
Peter A. Blome
Klaus Schmidt
Original Assignee
Eupec Pipe Coatings Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/14—Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups
    • F16L9/147—Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups comprising only layers of metal and plastics with or without reinforcement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12—Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/16—Laying or reclaiming pipes on or under water on the bottom
    • F16L1/163—Laying or reclaiming pipes on or under water on the bottom by varying the apparent weight of the pipe during the laying operation

Definitions

  • the invention relates to a pipe string for underwater laying according to the
  • the laying of offshore pipelines is done today mostly still in the mold, that on a laying vessel steel pipes, for example 12 m long, d i em i t a corrosion protective insulation made of plastic are provided, are welded together one after the other to a pipe string, said pipe string continuously to the bottom of the sea or inland lake is lowered.
  • a subsequent plastic coating is carried out after the welding in order to achieve continuous corrosion protection.
  • a large drum is also used to wind up the pipe string, although the drum is not transported to the installation site on board a ship, but the drum itself is floatable with the coiled pipe, so that it floats from a tractor to the installation site
  • Drums with a significantly larger diameter can be used, so that this solution can also be used for pipelines with somewhat larger diameters and significantly larger lengths of a single pipe string can be transported in one piece
  • the present invention has for its object to improve a pipe string with the features of the preamble of claim 1 in such a way that the buoyancy effect required for swimming in the simplest possible and generated in a safe manner and can be easily and quickly dismantled during installation.
  • a method for producing such a pipe string is to be specified
  • the invention is based on a pipe string for underwater laying, which consists of a large number of steel pipes welded to one another on the end face, which are provided with at least one layer of corrosion protection insulation made of plastic.
  • This pipe string is equipped on the outside with a buoyancy device which takes volume and weight into account the steel pipes are dimensioned such that the pipe string floats on the water surface.
  • the buoyancy device is not in the form of floating bodies attached loosely along the pipe string to the pipes, but in the form of a coating applied to the corrosion protection insulation of the steel pipes from a closed poison
  • Foam formed This foam surrounds the surface of the corrosion protection insulation at least in some areas, i.e. in the form of longitudinal strips running in the axial direction of the pipes or in the form of a screw or in the form of rings spaced axially from one another.
  • the surface of the corrosion protection insulation as a whole is preferably the same
  • foam coating which is expediently carried out in a uniform layer thickness, so that the buoyancy effect is the same everywhere over the length of the pipe string.
  • the foam coating must have a specific weight that is significantly below the specific weight of the sea water or the water of the inland lake
  • An essential characteristic of the present invention is that the foam coating adheres firmly to the corrosion protection insulation so that the holding forces that occur during pipe laying when the pipe string is lowered through the coatings can be transferred to the steel pipes. It must be ensured be that neither the anti-corrosion insulation nor the foam coating can move axially relative to the steel pipes
  • Buoyancy forces are less than the weight of this part of the pipe string In this way it is possible to reduce the impact of the foam coating without removing this coating, so that the pipe string laid remains on the seabed.
  • the pressure resistance of the foam is expediently chosen so that a few meters water depth due to the pressure there, the volume is reduced so much that the respective pipe weight exceeds the buoyancy. In this way, the buoyancy is automatically eliminated or reduced, as it were.
  • the essential function of the foam coating is only required during the swimming phase, so it is harmless if the static water pressure causes the
  • Pore structure is completely or partially destroyed
  • a foam coating made of a plastic, in particular a thermoplastic is preferably selected.
  • foam coatings made of thermoplastic olefins foam coatings made of hardenable plastic resins are also possible.
  • a preferred material for this is polyurethane, but foamed epoxy resin can also be used, for example
  • the corrosion protection insulation arranged on the steel pipes can basically consist of a single plastic layer or of several layers.
  • the top layer consists of Corrosion protection insulation made from a polyolefin, in particular from polyethylene or polypropylene
  • a thin layer of epoxy resin is expediently applied directly to the steel pipe and an adhesive layer for the final, for example 2 to 3 mm thick, polyolefin coating.
  • a particularly high corrosion protection results if the steel pipe surface in front of the
  • the foam coating is used to ensure the most intimate
  • Layer bond applied to the surface of the corrosion protection insulation using an adhesive.
  • an adhesive could also be used in this case
  • Spacers can, for example, be extruded onto the pipe coating or screwed on as prefabricated components (e.g. split rings)
  • the method for producing a pipe string according to the invention is based on the known procedure, a pipe string by a continuous face
  • Water can be left and wound in a spiral
  • the pipe string thus produced is provided, at least in some areas, on the top layer of its corrosion protection insulation with a coating made of a foamed plastic. It is preferably a foamed polyolefin, the coating being materially connected to the corrosion protection insulation directly or by means of an adhesive. As already explained above, important for the necessary transmission of axial holding forces during laying.
  • the entire surface of the corrosion protection insulation is preferably provided with the foam coating. It is advisable to keep the thickness of the foam coating constant in the circumferential direction and in the axial direction of the pipe string, so that everywhere there is the same effect after the introduction of the pipe string into the water
  • thermoplastic foam coating can be produced, for example, by a separate extrusion process.This is particularly recommended if pipes pre-coated with regard to corrosion protection are already used in the factory Extrudate is wound around the pipe, it is particularly preferred in the context of the present invention to apply the foam coating by coextrusion together with the top layer of the corrosion protection insulation
  • thermoplastic foam coating in the form of an already solidified foam to the adhesive surface of the anti-corrosion insulation.
  • the adhesive properties of this surface can be ensured in various ways.This can be achieved, for example, by the cold or pre-heated foam coating being applied in good time the anti-corrosion insulation It is applied that the pasty state of the fresh anti-corrosion insulation itself is still used to weld the layers.
  • the use of a special adhesive layer that is applied to the actual anti-corrosion insulation can also be provided. Activation treatments (e.g. by ozone) can also be provided Kunststoffsfahige
  • thermoplastic material in the form of an already solidified foam for the foam coating, the melting point of which is lower than the melting point of the thermoplastic top layer of the corrosion protection insulation
  • the covering can be applied, for example, as a free-rising foam, but it can also do so
  • Fig. 2 shows the pipe string from Fig. 1 under the influence of the static
  • the pipe string according to the invention consists of steel pipes 1 welded to one another at the end. After cleaning by blasting with steel wire grain, the surface of these steel pipes 1 is first provided with a 30 to 50 ⁇ m thick epoxy resin layer, to which an approximately 200 ⁇ m layer has been applied before this epoxy resin layer has hardened thick layer of a hot glue, and a 3 mm thick layer of polyethylene was applied. These individual layers, which make up the corrosion protection insulation 2, have not been depicted in detail in FIG. 1. The thickness of the corrosion protection insulation 2 is in comparison to
  • Thickness of the steel pipe 1 is not shown to scale, but rather too large.
  • the foam coating 3 was applied in close proximity to the application of the polyethylene layer of the corrosion protection insulation 2, so that both layers are completely welded together.
  • the foam structure is provided with a low specific weight by appropriate adjustment of its cell structure and has a comparatively low mechanical compressive strength as a result of the Lowering while laying the pipe string on the foam coating 3 all-round static water pressure, which is shown in Figure 2 by the outer black arrows, the volume of the foam coating 3 is considerably compressed.This results in a collapse of a large part of the pores of the foam and one Tearing open the

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rohrstrang für die Unterwasserlegung, bestehend aus einer Vielzahl stirnseitig aneinander geschweißter Stahlrohre (1), mit einer mindestens eine Schicht umfassenden Korrosionsschutzisolierung (2) aus Kunststoff und mit einer außen am Rohrstrang angeordneten Auftriebseinrichtung, die unter Berücksichtigung von Volumen und Gewicht der Stahlrohre so bemessen ist, dass der Rohrstrang an der Wasseroberfläche schwimmt. Dabei ist die Auftriebseinrichtung in Form einer auf die Korrosionsschutzisolierung aufgetragenen Beschichtung (3) aus einem geschlossenporigen Schaumstoff gebildet und die Oberfläche der Korrosionsschutzisolierung zumindest bereichsweise umgibt und fest auf dieser haftet, so dass die bei der Rohrverlegung auftretenden axialen Haltekräfte beim Absenken des Rohrstrangs auf die Stahlrohre übertragbar sind, und wobei der Schaumstoff hinsichtlich seiner Porosität (Zellenstruktur) und der mechanischen Eigenschaften des dafür verwendeten Werkstoffs in besonderer Weise ausgewählt ist.

Description

Rohrstrang für die Unterwasserverlegung und Verfahren zu dessen Herstellung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Rohrstrang für die Unterwasserverlegung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rohrstrangs.
Die Verlegung von Offshore-Pipelines erfolgt heute überwiegend immer noch in der Form, dass auf einem Verlegeschiff Stahlrohre von beispielsweise 12 m Lange, die mit einer Korrosionsschutzisolierung aus Kunststoff versehen sind, nacheinander zu einem Rohrstrang zusammengeschweißt werden, wobei der Rohrstrang fortlaufend auf den Grund des Meeres oder Binnensees abgesenkt wird. Im Bereich der Verbindungsnahte der einzelnen Stahlrohre wird nach der Verschweißuπg zur Erzielung eines durchgehenden Korrosionsschutzes eine nachtragliche Kunststoffummantelung vorgenommen. Dieses Verfahren hat sich zwar in technischer Hinsicht bewahrt, ist jedoch sehr teuer, da der Einsatz eines entsprechenden Rohrverlegeschiffes außerordentlich kostenaufwendig ist und die Produktionsgeschwindigkeit vergleichsweise niedrig ist.
Um die hohen Kosten für die Rohrverlegung zu reduzieren sind in der Vergangenheit unterschiedliche Vorschlage gemacht worden, die jeweils davon ausgehen, dass das Verschweißen der einzelnen Stahlrohre und die Aufbringung einer Korrosionsschutzisolierung jeweils an Land unter vergleichsweise kostengünstigen Bedingungen vorgenommen wird und dass der erzeugte Rohrstraπg zu einem Coil aufgewickelt und auf diese Weise als sehr langer Rohrstrang in allerdings kompakter Form zur Verlegestelle transportiert und auf den Grund des Meeres oder Binnensees abgesenkt wird Hierfür ist beispielsweise eine große Trommel von z B 10 oder 20 m Durchmesser einsetzbar, auf die der zusammengeschweißte Rohrstrang aufgewickelt und an der Verlegestelle wieder abgewickelt wird Eine solche Trommel ist nur für Rohrleitungen mit vergleichsweise kleinen Durchmessern verwendbar, da Rohre mit größeren Durchmessern nicht ohne Schaden mit derartig kleinen Biegeradien gebogen werden können. Außerdem wird die auf eine Trommel aufwickelbare Rohrlange umso kurzer, je großer der Durchmesser der Rohrleitung ist Dies beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens entsprechend
Bei einer anderen vorgeschlagenen Losung wird ebenfalls eine große Trommel zum Aufwickeln des Rohrstrangs verwendet, wobei die Trommel allerdings nicht an Bord eines Schiffes zur Verlegestelle transportiert wird, sondern die Trommel selbst mit der aufgewickelten Rohrleitung schwimmfahig ist, so dass sie von einem Schlepper schwimmend zur Verlegestelle gezogen werden kann Dabei können Trommeln mit deutlich größeren Durchmessers verwendet werden, so dass diese Losung auch für Rohrleitungen mit etwas größeren Durchmessern in Frage kommt und deutlich größere Langen eines einzelnen Rohrstraπgs in einem Stuck transportierbar sind
In jüngster Zeit ist ein Vorschlag unterbreitet worden, der insbesondere für Rohrleitungen mit großen Durchmessern, die als Unterwasserrohrleitung verlegt werden sollen, vorteilhaft erscheint Bei dieser Losung wird ebenfalls ein beispielsweise 50 oder 100 Kilometer langer Rohrstrang an Land zusammengeschweißt, kontinuierlich ins Wasser gelassen und zu einer großen Spirale mit einem Innendurchmesser von z B 100 m und einem Außendurchmesser von z B 300 m aufgewickelt Durch Anbringung von Auftriebskorpern an dem Rohrleituπgsstrang wird diese Spirale, die selbstverständlich an ihren beiden Enden dicht verschlossen ist, so dass kein Wasser in den Rohrstrang eindringen kann trotz des hohen Gewichts der Rohre schwimmfahig gehalten Die Rohrleitungssnmle kann dann von Schleppern zum Verlegeort transportiert und unter Entfernung der Auftnebskorper kontinuierlich mit vergleichsweise sehr hoher Verlegegeschwindigkeit auf den Grund des Meeres oder Binnensees angesenkt werden Da die Rohrleitung auf dem Meeresboden sicher liegen bleiben muss, darf die Auftriebswirkung einer lediglich mit Gas gefüllten Rohrleitung unter Wasser keinesfalls das Gewicht der Rohrleitung übersteigen, sondern muss deutlich geringer sein
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Rohrstrang mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 dahingehend zu verbessern dass die für das Schwimmen erforderliche Auftriebswirkung auf möglichst einfache und sichere Weise erzeugt und bei der Verlegung einfach und schnell wieder abgebaut werden kann Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rohrstrangs angegeben werden
Gelost wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemaßen Rohrstrang durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteranspruchen 2 bis 8 Im Anspruch 9 sind die Merkmale eines erfindungsgemaßen Verfahrens zur Herstellung eines solchen Rohrstrangs angegeben Dieses Verfahren ist durch die Merkmale der Unteranspruche 10 bis 18 in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltbar
Die Erfindung geht aus von einem Rohrstrang für die Unterwasserverlegung, der aus einer Vielzahl von stirnseitig aneinander geschweißten Stahlrohren besteht, die mit einer mindestens eine Schicht umfassenden Korrosionsschutzisolierung aus Kunststoff versehen sind Dieser Rohrstrang ist außen mit einer Auftriebseinrichtung bestuckt, die unter Berücksichtigung von Volumen und Gewicht der Stahlrohre so bemessen ist, dass der Rohrstrang an der Wasseroberflache schwimmt Erfindungsgemaß ist die Auftriebseinrichtung nicht in Form von lose entlang dem Rohrstrang an den Rohren befestigten Auftπebskorpern, sondern in Form einer auf die Korrosionsschutzisolierung der Stahlrohre aufgetragenen Beschichtung aus einem geschlossenpoπgen
Schaumstoff gebildet Dieser Schaumstoff umgibt die Oberflache der Korrosionsschutzisolierung zumindest bereichsweise, d h beispielsweise in Form von in axialer Richtung der Rohre verlaufenden Langsstreifen oder schraubenlinigformig oder in Form axial voneinander beabstandeter Ringe Vorzugsweise ist jedoch die Oberflache der Korrosionsschutzisolierung insgesamt mit der
Schaumstoffbeschichtung versehen, die zweckmäßig in gleichmäßiger Schichtdicke ausgeführt ist, so dass die Auftriebswirkung über die Lange des Rohrstrangs überall gleich ist Selbstverständlich muss die Schaumstoffbeschichtung ein spezifisches Gewicht aufweisen, das deutlich unter dem spezifischen Gewicht des Meerwassers oder des Wassers des Binnensees liegt
Ein wesentliches Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist es dass die Schaumstoffbeschichtung fest auf der Korrosionsschutzisolierung haftet, damit die bei der Rohrverlegung auftretenden Haltekrafte beim Absenken des Rohrstrangs durch die Beschichtungen hindurch auf die Stahlrohre übertragbar sind Es muss sichergestellt sein, dass weder die Korrosionsschutzisolierung noch die Schaumstoffbeschichtung sich gegenüber den Stahlrohren in axialer Richtung verschieben kann
Ein weiteres wesentliches Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist dann zu sehen, dass der Schaumstoff hinsichtlich seiner Porosität, d h seiner Zellenstruktur
(Porengroße und Porendichte), und hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften des dafür verwendeten Werkstoffs in der Weise ausgewählt ist, dass das Volumen der Schaumstoffbeschichtung bei der Rohrverlegung durch die Einwirkung des statischen Wasserdrucks bereits oberhalb der vorgesehenen Verlegetiefe so stark komprimierbar ist, dass die auf den untergetauchten Teil des Rohrstrangs einwirkenden
Auftriebskräfte geringer sind als das Gewicht dieses Teils des Rohrstrangs Auf diese Weise ist es möglich, die Auftπebswirkuπg der Schaumstoffbeschichtung ohne eine Entfernung dieser Beschichtung zu reduzieren, damit der verlegte Rohrstrang auf dem Meeresboden liegen bleibt Zweckmaßigerweise wird die Druckfestigkeit des Schaumstoffs so gewählt, dass bereits nach wenigen Metern Wassertiefe durch den dort herrschenden Druck eine so starke Volumenreduzierung eintritt, dass das jeweilige Rohrgewicht die Auftriebskraft übersteigt. Auf diese Weise wird die Auftriebskraft gleichsam automatisch eliminiert bzw reduziert Da die wesentliche Funktion der Schaumstoffbeschichtung nur wahrend der Schwimmphase benotigt wird, ist es unschädlich, wenn durch die Einwirkung des statischen Wasserdrucks die
Porenstruktur ganz oder teilweise zerstört wird
Vorzugsweise wird eine Schaumstoffbeschichtung aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff gewählt Besonders empfehlenswert sind in dieser Hinsicht Polyolefine, vorzugsweise Polyethylen oder Polypropylen
Als Alternative zur Schaumstoffbeschichtung aus thermoplastischen Olefinen kommen auch Schaumstoffbeschichtungen aus aushartbaren Kunststoffharzen in Frage Ein hierfür bevorzugter Werkstoff ist Polyurethan Es kann aber z B auch geschäumtes Epoxyharz zur Anwendung kommen
Die auf den Stahlrohren angeordnete Korrosionsschutzisolierung kann grundsätzlich aus einer einzigen Kunststoffschicht oder aus mehreren Schichten bestehen Eine bevorzugte Losung sieht eine Epoxyharz-Dickschicht vor (FBE = Fusion Bonded Epoxy) In besonders bevorzugter Weise besteht die oberste Schicht der Korrosionsschutzisolierung aus einem Polyolefin, insbesondere aus Polyethylen oder Polypropylen In diesem Fall wird zweckmaßigerweise unmittelbar auf dem Stahlrohr eine dünne Schicht aus Epoxyharz und darüber eine Kleberschicht für die abschließende z B 2 bis 3 mm dicke Polyolefin-Beschichtung aufgebracht Ein besonders hoher Korrosionsschutz ergibt sich, wenn die Stahlrohroberflache vor der
Aufbringung der dünnen Epoxyharzschicht mit einem Chromatierungsmittel behandelt
Im Falle einer Korrosionsschutzisolierung in Form einer Epoxyharzbeschichtung wird die Schaumstoffbeschichtung zur Gewährleistung eines möglichst innigen
Schichtverbuπdes mittels eines Klebers auf die Oberflache der Korrosionsschutzisolierung aufgetragen Im Falle einer Korrosionsschutzisolierung mit oberster Schicht aus einem Polyolefin empfiehlt sich eine Verschweißung mit der Korrosionsschutzisolierung Selbstverständlich konnte auch in diesem Fall die Anwendung eines Klebers vorgesehen sein
Die einzelnen Windungen eines auf dem Wasser schwimmenden spiralförmig aufgewickelten Rohrstrangs gemäß der Erfindung reiben wahrend des Transports infolge des unvermeidbaren Seegangs mehr oder weniger stark aneinander Dies konnte gegebenenfalls zu starkem Abrieb und somit zu einem unzulässig hohen
Verlust an Auftriebswirkung fuhren Um dies sicher zu verhindern, empfiehlt es sich in Richtung der Langsachse des Rohrstraπgs in Abstanden Distanzkorper, die beispielsweise ringförmig ausgebildet sein können, auf dem Rohrstrang vorzusehen die die Reibung der Spiralwindungeπ jeweils auf ein vergleichsweise sehr kleines Stuck der Rohroberflache beschranken und somit in einem unkritischen Bereich halten Diese
Distanzkorper können beispielsweise auf die Rohrbeschichtung extrudiert oder auch als vorgefertigte Bauteile (z B geteilte Ringe) angeschraubt werden
Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemaßen Rohrstrangs geht aus von der bekannten Vorgehensweise, einen Rohrstrang durch fortlaufendes stirnseitiges
Verschweißen einer Vielzahl von Stahlrohren zu erzeugen und anschließend auf die gereinigte Oberflache der verschweißten Stahlrohre eine aus einer oder mehreren Schichten bestehende Korrosionsschutzisolierung aufzubringen Als gleichwertig mit dieser Vorgeheπsweise ist es anzusehen, für das Schweißen der Stahlrohre bereits werkseitig korrosioπsbeschichtete Stahlrohre einzusetzen In diesem Fall muss dann nach dem Verschweißen lediglich der Bereich in der Nahe der entsprechenden Rundschweißnaht mit einer Korrosionsschutzisolierung versehen werden Bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung jedoch, den durch sukzessives Verschweißen der Rohre entstehenden Rohrstrang kontinuierlich zu beschichten Die Herstellung dieses Rohrstrangs findet in unmittelbarer Wassernahe statt, damit der Rohrstraπg direkt ins
Wasser gelassen und spiralförmig aufgewickelt werden kann
Erfindungsgemaß wird der so hergestellte Rohrstrang zumindest in Teilbereichen auf der obersten Schicht seiner Korrosionsschutzisolierung mit einer Beschichtung aus einem geschäumten Kunststoff versehen Vorzugsweise handelt es sich um ein geschäumtes Polyolefin, wobei die Beschichtung direkt oder mittels eines Klebers mit der Korrosionsschutzisolierung stofflich verbunden wird Diese Verbindung ist, wie vorstehend bereits erläutert wurde, wichtig für die erforderliche Übertragung axialer Haltekrafte bei der Verlegung Vorzugsweise wird die gesamte Oberflache der Korrosionsschutzisolierung mit der Schaumstoffbeschichtung versehen Dabei empfiehlt es sich, die Dicke der Schaumstoffbeschichtung in Umfangsπchtung und in axialer Richtung des Rohrstrangs konstant zu halten, damit überall die gleiche Auftπebswirkung nach der Einleitung des Rohrstrangs ins Wasser besteht
Eine thermoplastische Schaumstoffbeschichtung kann beispielsweise durch einen separaten Extrusionsvorgang erzeugt werden Dies empfiehlt sich insbesondere dann, wenn bereits werkseitig hinsichtlich Korrosionsschutz vorbeschichtete Rohre eingesetzt werden Grundsätzlich kann die Beschichtung durch das an sich bekannte Schlauchextrusionsverfahren oder durch das ebenfalls bekannte Wickelverfahren bei dem ein durch eine Breitschlitzduse erzeugtes bandförmiges Extrudat um das Rohr gewickelt wird, erzeugt werden Besonders bevorzugt wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die Schaumstoffbeschichtung durch Koextrusion zusammen mit der obersten Schicht der Korrosionsschutzisolierung aufzubringen
Es ist auch möglich, eine thermoplastische Schaumstoffbeschichtung in Form eines bereits erstarrten Schaums auf die klebefahige Oberflache der Korrosionsschutzisolierung aufzubringen Die Klebefahigkeit dieser Oberflache kann auf verschiedene Weise gewährleistet werden Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die kalte oder an der Grenzschicht vorgewärmte Schaumstoffbeschichtung so rechtzeitig auf die Korrosionsschutzisolierung aufgebracht wird, dass der teigige Zustand der frischen Korrosionsschutzisolierung selbst noch zur Verschweißung der Schichten ausgenutzt wird Es kann auch die Verwendung einer speziellen Klebeschicht vorgesehen sein, die auf die eigentliche Korrosionsschutzisolierung aufgetragen wird Dabei können auch Aktivierungsbehaπdlungen (z B durch Ozon) vorgesehen sein, die bindungsfahige
Molekulketten erzeugen Besonders empfehlenswert ist aber die erwähnte Ausnutzung der Klebefahigkeit einer frisch aufgebrachten und noch warmen thermoplastischen obersten Schicht einer Korrosionsschutzisolierung Bei einer bereits erstarrten und somit nicht mehr klebefahigen thermoplastischen obersten Schicht der Korrosionsschutzisolierung kann die Klebefahigkeit auf einfache Weise dadurch hergestellt werden, dass die Grenzschicht der Korrosionsschutzisolierung angeschmolzen wird Dies geschieht vorzugsweise in Form eines Anschmelzens mittels Infrarotbestrahlung oder mittels Heißluft Grundsätzlich konnte man das Anschmelzen auch wie bei der sogenannten Spiegelschweißung von Kunststoffteilen durch unmittelbaren körperlichen Kontakt mit einer heißen Manschette bewirken durch die der erzeugte Rohrstraπg hindurchgefuhrt wird Um möglichst wenig Warme in einer thermoplastischen Korrosionsschutzisolierung für den Vorgang des Verklebens bzw Verschweißens der Schaumstoffbeschichtung belassen oder in diese nachträglich wieder hineingeben zu müssen, ist es besonders vorteilhaft, für die Schaumstoffbeschichtung ein thermoplastisches Material in Form eines bereits erstarrten Schaums zu verwenden, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als der Schmelzpunkt der thermoplastischen obersten Schicht der Korrosionsschutzisolierung
Im Falle einer Schaumstoffbeschichtung aus Polyurethan kann die Umhüllung beispielsweise als frei steigender Schaum aufgebracht werden Es kann aber auch das
Einspritzen des Schaums in eine mit Abstand um den Rohrstrang gelegte Formhulle vorgesehen sein Bei der Verwendung von geschäumtem Epoxyharz als Schaumstoff kommen zweckmaßigerweise wegen der hohen zur Aushärtung erforderlichen Temperaturen vorgefertigte Halbschalen zur Anwendung, die um den Rohrstrang gelegt und fest angeschraubt oder angeklebt werden Durch das feste Anschrauben klemmen sich die Halbschalen unverschieblich an den Rohrstrang an Zusatzlich kann auch noch ein Verkleben vorgesehen sein
Anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausfuhrungsbeispiels wird die vorliegende Erfindung nachfolgend naher erläutert Es zeigen Fig 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemaßen Rohrstrang unmittelbar nach der Schaumstoffbeschichtung und
Fig 2 den Rohrstrang aus Fig 1 unter der Einwirkung des statischen
Wasserdrucks bei der Verlegung des Rohrstrangs
Der erfindungsgemaße Rohrstrang besteht in seinem innersten Kern aus stirnseitig aneinander geschweißten Stahlrohren 1 Die Oberflache dieser Stahlrohre 1 ist nach einer Reinigung durch Strahlen mit Stahldrahtkorn zunächst mit einer 30 bis 50 μm dicken Epoxyharzschicht versehen worden, auf die vor der Aushärtung dieser Epoxyharzschicht eine etwa 200 μm dicke Schicht eines Heißklebers, sowie eine 3 mm dicke Schicht aus Polyethylen aufgebracht wurde Diese einzelnen Schichten die die Korrosionsschutzisolierung 2 ausmachen sind in Figur 1 nicht im einzelnen bildlich dargestellt worden Die Dicke der Korrosionsschutzisolierung 2 ist im Vergleich zur
Dicke des Stahlrohrs 1 nicht maßstäblich, sondern wesentlich zu groß dargestellt Außen um die Korrosionsschutzisolierung 2 ist eine Schicht aus einem geschäumten Polyolefin, vorzugsweise ebenfalls aus Polyethylen gelegt, die im praktischen Fall typischerweise mehrere Zentimeter dick ist und das Stahlrohr 1 bzw dessen Korrosionsschutzbeschichtung in gleichmäßiger Schichtdicke vollständig bedeckt Die
Aufbringung der Schaumstoffbeschichtung 3 erfolgte in unmittelbarer zeitlicher Nahe zur Aufbringung der Polyethylenschicht der Korrosionsschutzisolierung 2, so dass beide Schichten vollständig miteinander verscheißt sind Die Schaumstoffbeschichtung ist durch entsprechende Einstellung ihrer Zellstruktur mit einem geringen spezifischen Gewicht versehen und weist eine vergleichsweise geπnge mechanische Druckfestigkeit auf Infolge des beim Absenken wahrend der Verlegung des Rohrstrangs auf die Schaumstoffbeschichtung 3 allseitig einwirkenden statischen Wasserdrucks, der in Figur 2 durch die äußeren schwarzen Pfeile dargestellt ist, wird das Volumen der Schaumstoffbeschichtung 3 erheblich zusammengedruckt Dabei kommt es zu einem Kollabieren eines Großteils der Poren des Schaumstoffs und zu einem Aufreißen der
Zellstrukturen Durch die so stattfindende Verπngerung des Volumens des Rohrstrangs reduziert sich die Auftπebswirkuπg, die durch die Schaumstoffbeschichtung anfanglich erreicht wurde Bei der erfindungsgemaßen Ausbildung eines Stahlrohrsstrangs mit einer Ummantelung aus einem vergleichsweise leicht komprimierbaren Schaumstoff, der eine sichere Verankerung in der Korrosionsschutzisolierung des Rohrstrangs aufweist, wird auf einfache Weise die Schwimmfähigkeit des spiralförmig aufgewickelten Rohrstrangs gewahrleistet und darüber hinaus gleichzeitig auch eine einfache Verlegbarkeit sichergestellt, ohne die Schaumstoffschicht bei der Verlegung entfernen zu müssen, da die Schaumstoffschicht durch den statischen Wasserdruck stark komprimierbar ist und somit die in der Nahe des Wasserspiegels noch erforderliche Auftriebswirkung automatisch beim Absenken des Rohrstrangs abgebaut wird

Claims

Patentansprüche
1 Rohrstraπg für die Unterwasserlegung, bestehend aus einer Vielzahl stirnseitig aneinander geschweißter Stahlrohre (1 ), mit einer mindestens eine Schicht umfassenden Korrosionsschutzisolierung (2) aus Kunststoff und mit einer außen am Rohrstrang angeordneten Auftriebseinrichtung, die unter Berücksichtigung von Volumen und Gewicht der Stahlrohre (1 ) so bemessen ist, dass der Rohrstrang an der Wasseroberflache schwimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebseinrichtung in Form einer auf die Korrosionsschutzisolierung
(2) aufgetragenen Beschichtung (3) aus einem geschlossenpoπgen Schaumstoff gebildet ist und die Oberflache der Korrosionsschutzisolierung (2) zumindest bereichsweise umgibt und fest auf dieser haftet, so dass die bei der Rohrverlegung auftretenden axialen Haltekrafte beim Absenken des Rohrstrangs auf die Stahlrohre (1 ) übertragbar sind, und wobei der Schaumstoff hinsichtlich seiner Porosität (Zellenstruktur) und der mechanischen Eigenschaften des dafür verwendeten Werkstoffs in der Weise ausgewählt ist, dass das Volumen der Auftriebseinrichtung bei der Rohrverlegung durch die Einwirkung des statischen Wasserdrucks bereits oberhalb der vorgesehenen Verlegetiefe so stark komprimierbar ist, dass die auf den untergetauchten Teil des Rohrstrangs einwirkenden Auftriebskräfte geringer sind als dessen Gewicht
Rohrstraπg nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung (3) aus einem Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff gebildet ist
Rohrstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kunststoff der Schaumstoffbeschichtung (3) ein
Polyolefin, insbesondere Polyethylen oder Polyproplyen ist
Rohrstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung aus einem geschäumten ausgeharteten Kunststoffharz, insbesondere aus Polyurethan oder Epoxyharz gebildet ist
Rohrstraπg nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung (3) sich in gleichmäßiger Schichtdicke über die gesamte Oberflache der Korrosionsschutzisolierung (2) erstreckt
Rohrstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Schicht der Korrosionsschutzisolierung (2) aus einem Polyolefin, insbesondere aus Polyethylen oder Polypropylen besteht
Rohrstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Schicht der Korrosionsschutzisolierung (2) aus Epoxyharz besteht.
Rohrstraπg nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung (3) mittels eines Klebers auf der Korrosionsschutzisolierung (2) haftet
Rohrstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung (3) mit der Korrosionsschutzisolierung (2) verschweißt ist
Verfahren zur Herstellung eines Rohrstraπges nach Anspruch 1 durch fortlaufendes stirnseitiges Verschweißen einer Vielzahl von Stahlrohren und anschließendes Aufbringen einer aus mindestens einer Schicht bestehenden Korrosionsschutzisolierung auf die gereinigte Oberflache der verschweißten Stahlrohre, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in Teilbereichen auf die oberste Schicht der Korrosionsschutzisolierung eine Beschichtung aus einem geschäumten Kunststoff aufgebracht und in der Weise mit der Korrosionsschutzisolierung fest verbunden wird, dass die bei der Verlegung des Rohrstrangs auftretenden Haltekrafte von außen über die Schaumstoffbeschichtung und die Korrosionsschutzisolierung auf die Stahlrohre übertragbar sind.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtung aus einem geschäumten Polyolefin aufgebracht und direkt oder mittels eines Klebers mit der Korrosionsschutzisolierung stofflich verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung über die gesamte Oberflache der
Korrosionsschutzisolierung aufgetragen wird
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung in konstanter Dicke aufgetragen wird
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung durch Koextrusion mit der obersten Schicht der Korrosionsschutzisolierung aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung auf die separat erzeugte Korrosionsschutzisolierung extrudiert wird
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung in Form eines bereits erstarrten Schaums auf die klebefahige Oberflache der Korrosionsschutzisolierung aufgebracht wird Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung auf die frisch aufgebrachte, noch warme thermoplastische oberste Schicht der Korrosionsschutzisolierung aufgebracht wird
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung unmittelbar nach Anschmelzen der
Grenzschicht der thermoplastischen obersten Schicht der Korrosionsschutzisolierung aufgebracht wird
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschmelzen der Grenzschicht mittels Infrarotbestrahlung oder mittels Heißluft erfolgt
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass für die Schaumstoffbeschichtung ein thermoplastischer Kunststoff verwendet wird, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als der Schmelzpunkt der thermoplastischen obersten Schicht der Korrosionsschutzisolierung
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung aus Polyurethan frei steigend oder in einer um den Rohrstrang gelegten Form auf die Korrosionsschutzisolierung aufgespritzt wird
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffbeschichtung in Form von vorgefertigten Halbschalen aus ausgehärtetem Epoxyharzschaum um den Rohrstrang gelegt wird, wobei die Halbschalen fest miteinander verschraubt und an den Rohrstrang angeklemmt und/oder mit diesem verklebt wird.
Die Erfindung betπift einen Rohrstrang für die Unterwasserlegung, bestehend aus einer Vielzahl stiirtseitig aneinander geschweißter Stahlrohre, mit einer mindestens eine Schicht umfassenden Korrosionsschutzisolierung aus Kunststoff und mit einer außen am Rohrstrang angeordneten
Auftπebsemπchtung, die unter Berücksichtigung von Volumen und Gewicht der Stahlrohre so bemessen ist, dass der Rohrstraπg an der Wasseroberflache schwimmt. Dabei ist die Auftnebseinnchtung in Form einer auf die Korrosionsschutzisolierung aufgetragenen Beschichtung aus einem geschlossenpoπgen Schaumstoff gebildet und die Oberflache der
Korrosionsschutzisolierung zumindest bereichsweise umgibt und fest auf dieser haftet, so dass die bei der Rohrverlegung auftretenden axialen Haltekrafte beim Absenken des Rohrstrangs auf die Stahlrohre übertragbar sind, und wobei der Schaumstoff hinsichtlich seiner Porosität (Zellenstruktur) und der mechanischen Eigenschaften des dafür verwendeten Werkstoffs in besonderer Weise ausgewählt ist
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