DD156626A5 - Verfahren und einrichtung zur kompensation von dehnungsbewegungen an einer rohrleitung - Google Patents

Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens und einer Einrichtung zur Kompensation von Dehnungsbewegungen an einer Rohrleitung liegt, so dass eine wirtschaftlichere Verlegung von Rohrleitungen im Erdreich gewaehrleistet ist, besteht die Aufgabe darin, die auftretenden Dehnungskraefte im Rohrleitungssystem so zu kompensieren, dass Abnutzungserscheinungen weder an der Ummantelung noch am Rohr auftreten koennen. Erfindungsgemaess wird nunmehr die Rohrleitung jeweils in den kritischen Dehnungszonen mit einem Mantel aus geschlossenzelligem, kompressiblem oder differenziertkompressiblem Material umhuellt, wobei das Mantelmaterial dann zur Erzeugung einer ausreichend stuetzenden aeusseren Eigenfestigkeit unter dem Kompressionsdruck des verdichteten Erdreiches komprimiert wird. DD#AP

Description

O 7 1 *J> -A- Berlin^ den 8_β 4« 1981

to 6» ' w i e ^₅ · 53791/27

Verfahren und Einrichtung zur Kompensation von Dehnimgsbewegungen an einer Rohrleitung

Anwendungsgebiet der Erfinduni

Die vorlielende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kompensation von Dehnungsbewegungen an einer zur Verlegung im Erdreich bestirmnten Rohrleitung im Bereich deren kritischen Dehnungsζonen·

Bei im Erdreich verlegten Rohrleitungen, etwa für Fernheizungen u» dgl_esbesteht bekanntermaßen das Problem der sogenannten kritischen Dehnungszonen im Bereich von Abzweigungen, Knickstellen j Reduktionsstellen u„ dgl₀ im Rohrleitungssystem, an welchen Stellen infolge Wärmedehnung Querbewegungen am betreffenden Rohrabschnitt auftreten, die bei ungeschützter Verlegung der Leitungsrohre im Erdreich zu Beschädigungen der Korrosionsschutzschicht und/oder der Isolierung der Leitungsrohre führen mit den dann altbekannten, durch Korrosion verursachten Folgeschäden*

Der bisherige Versuch, die Leitungsrohre im Bereich der kritischen Dehnungszonen zusätzlich zu ummanteln, hat das Problem lediglich temporär auf die Ummantelung verlagert, wobei zusätzliche Schwierigkeiten durch eine Einschlemmung von Erde zwischen Rohr und Ummantelung bzw«, in die Ummantelung erwachsen sind»

58 791/27 - 2 -

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist·die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Einrichtung zur Kompensation von Dehnungsbewegungen an einer Rohrleitung, so daß eine wirtschaftlichere Verlegung von Rohrleitungen im Erdreich gewährleistet ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, welche gestatten, die vorbeschriebenen Querbewegungen der betreffenden Rohrabschnitte infolge auftretender Dehnungskräfte im Rohrleitungssystem so zu kompensieren, daß Abnützungserscheinungen weder an der Ummantelung noch am Rohr auftreten können.

Dies wird nun erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Rohrleitung jeweils in diesem Bereich mit einem Mantel aus geschlossenzelligem, kompressiblem oder differenziert-kompressiblem Material umhüllt wird, welches Mantelmaterial dann zur Erzeugung einer ausreichend stützenden äußeren Eigenfestigkeit unter dem Kompressionsdruck des verdichteten Erdreiches kom~ prämiert wird.

Durch diese Maßnahmen ist es nunmehr möglich, eine Ummantelung zu schaffen, welche durch die Verdichtung unter dem Druck des Erdreiches eine derart hohe äußere Eigenfestigkeit erhält, daß diese weiteren Belastungen von außen, etwa durch den Straßenverkehr, standhält, "ohne ihre innere Flexibilität zur vollständigen Aufnahme und somit Kompensation der Dehnungsbewegungen zu verlieren*

Bevorzugt kann dabei das Verfahren so ausgestaltet werden, daß der Mantel aus geschlossenzelligem, kompressiblem

s _v 5⁸ 791/27

ι ι 8 7 1 2 . - 3 -

oder differenziert-kompressiblem Material mit einer weiteren Ummantelung aus verstärkendem Material umgeben wird.

Weiter ist es zweckmäßig, wenn der Rohrmantel an seinen Enden ausreichend dicht gegen Erdeinschlemmungen mit der Rohrleitung verbunden wird«

Es ist ferner vorteilhaft, das der Rohrmantel aus einer Trapezmatte gebildet wird»

Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich durch mindestens einen, ein Leitungsrohr im Bereich der kritischen Dehnungszone umgebenden Rohrmantel aus geschlossenzelligem, kompressiblem oder differenziert-kompressiblem Material aus, dessen stützende äußere Eigenfestigkeit durch den Kompressionsdruck des Erdreiches erhöhbar ist, wobei der Rohrmantel in unbelastetem Zustand einen kreisförmigen Querschnitt auf v/eist«

Diese Einrichtung kann dabei vorteilhaft so ausgestaltet sein, daß der Rohrmantel aus geschlossenzelligem, kompressiblem Material von einer v/eiteren Ummantelung aus verstärkendem Material umgeben ist₀

Vorteilhaft ist es dann, wenn der Rohrmantel an seinen Enden durch Schrumpfmanschetten, Rohrschellen o_e dgl« dicht gegen Erdeinschlemmungen mit dem Leitungsrohr verbunden ist.

Zum Ausgleich von Durchmesseränderungen am betreffenden Rohrabschnitt ist es ferner zweckmäßig, wenn der Rohrmantel das Leitungsrohr in unbelastetem Zustand mit geringem Abstand umgibt β

58 791/27

r 4 -

Bine beispielsweise Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemäßen "Verfahrens ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert« Bs zeigen:

Pig» 1ί in schematischer Darstellung eine Knickoder Umlenkstelle einer im Erdreich verlegten Rohrleitung und

Pig. 2% im Querschnitt und in größerem Maßstab ein im Bereich einer kritischen Dehnungszone ummanteltes Leitungsrohr.

Die in Pig, 1 veranschaulichte, im Erdreich 3 verlegte Rohrleitung 1 zeigt eine 90°-Knick- oder Umlenkstelle mit den kritischen Dehnungszonen D1 und D2, in welchen Zonen Querbewegungen an den betreffenden Rohrabschnitten auftreten können, wenn Wärmedehnungskräfte auftreten*

Zur Kompensation dieser Querbewegungen sind die Rohrabschnitte in den Dehnungszonen D1 und D2 mit einem Rohrmantel 2 aus geschlossenzelligem, kompressiblem Material umhüllt j derart, daß das Mantelmaterial nach der Verlegung im Erdreich 3 unter dem Kompressionsdruck des Erdreiches 3 verdichtet wird.

Hierbei wird die 'Materialauswahl und die Anordnung so getroffen, daß der Rohrmantel 2 nach seiner Verdichtung in seinen äußeren Schichten eine ausreichend stützende Eigenfestigkeit erhält, ohne seine innere Flexibilität zu verlieren.

Ein hierfür geeignetes Material kann Polyäthylen, PVC-Weichschaum oder jedes andere veriött'ungsfeste und geschlossenzellige Material sein, soweit es die erforderliche PIe-

η ω η 1 η ^{58 791/27}

xibilität aufweist*

Der Rohrmantel 2 kann als aufschiebbare Hülse, als Halbschale, als geschlitzte Vollschale oder als wickelbare Matte oder !Trapezmatte vorfabriziert sein«

Um. hierbei auch Rohrabschnitte mit änderndem Durchmesser, etwa gemäß figur 1_S entsprechend ummanteln zu können, ist es zweckmäßig j wenn der Rohrmantel 2 die Rohrleitung 1 in unbelastetem Zustand mit. geringem Abstand umgibt« Bei der Verdichtung des Materials unter dem Kompressionsdruck des Brdreiches 3 paßt sich dann das Material der Mantelform des betreffenden Rohrabschnittes an*

Beim vorbeschriebenen Verfahren hat sich gezeigt, daß die Stützwirkung bzw» die Druckfestigkeit des Rohrmantels 2 nach der Materialverdichtung unter dein Kompressionsdruck des Erdreiches 3 noch dadurch verbessert wird, daß die innen liegenden Zellen des Rohrmantels 2 im Bereich 6 gernäß Figur 2 durch die kreisrunde Form des Mantels sehr stark verkleinert werden.

normalerweise würde man annehmen, daß dann bei der Querbewegung der innen liegenden Rohrleitung 1 hohe Druckkräfte erforderlich seien, um das anliegende Materialpolster im Bereich 6 des Rohrmantels 2 für eine Bewegungskompensation nach außen zu komprimieren; dies ist aber nicht so, da durch das sich quer verschiebende Rohr einerseits ein Mantelabschnitt zwar komprimiert5 der gegenüberliegende Mantelabschnitt aber durch auftretende Zugspannungen in Umfangsrich« tung entlastet wird, wobei sich dieser ganze Bewegungsablauf innerhalb der kreisrunden Dehnungsschicht im Bereich 6 des Rohrmantels 2 abspielt, ohne sich nach außen auf den äußeren Umfang des Rohrmantels 2 zu übertragene

58 791/27 - 6 -

Bevorzugt kann hierbei die Ausgestaltung des Rohrmantels 2 durch eine weitere Ummantelung 4 aus verstärkendem Material verbessert werden.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Rohrmantel 2 an seinen Enden durch Schrumpfmanschetten 5, Rohrschellen o· dgl. dicht mit der Rohrleitung .1 verbunden ist (Figur T), was eine Einschlemmung^;von Erdreich 3 zwischen Rohrleitung 1 und Rohrmantel 2 ausschließt.

Aus dem Vorbeschriebenen ergibt sich somit ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kompensation von Dehnungsbewegungen an einer zur Verlegung im Erdreich 3 bestimmten Rohrleitung im Bereich deren kritischen Dehnungszonen, deren Merkmale geeignet sind, allen gestellten Anforderungen gerecht zu werden.

Natürlich sind im Rahmen der Erfindung eine Reihe von Ausführung s variant en möglich, ohne den Bereich des Erfindungsgedankens zu verlassen* So kann, wie in Fig. 2 angedeutet, der die Rohrleitung 1 umgebende Rohrmantel 2 auch eine innere Schicht 7 aus üblichen Isolationsmaterialien, z_e B. Mineralwolle aufweisen, wobei die äußere Ummantelung 4 eine ausreichend stützende Eigenfestigkeit aufweisen muß, um der Belastung durch das Erdreich 3 und den Verkehrslasten standzuhalten. Hierzu eignet sich z. B. das beschriebene geschlossenzellige Material mit höherer Rohrdichte oder andere verrottungsfeste Werkstoffe, wie PVG-Folie, PE-Folie oder auch Beton,

Zudem kann es zweckmäßig sein, wenn der Rohrmantel 2 aus geschlossenzelligem, kompressiblem oder auch differenziertkompressiblem Material aus einer Trapezmatte gebildet wird.

Claims (1)

1. 58 791/27

   fee (£;θ * W ί' Β

   PJr f indung s an s ρ ru ch

   Verfahren zur Kompensation von !Dehnungsbewegungen an einer zur Verlegung im Erdreich bestimmten Rohrleitung im Bereich deren kritischer Dehnungsζonen, gekennzeichnet dadurch, daß die Rohrleitung (1) jeweils in diesem Bereich mit einem Rohrmantel (2) aus gesehlossenzelligem, kompresßiblera oder differenziert-kompressiblem Material umhüllt wird, welches Mantelmaterial dann zur Erzeugung einer ausreichend stützenden äußeren Eig.enfestigkeit ' unter dem Kompressionsdruck des verdichteten Erdreiches komprimiert wird« '

   Verfahren nach Punkt 1,.gekennzeichnet dadurch, daß der Rohrmantel 2 aus gesehlossenzelligem, kompressiblem oder differenziert-kompressiblem Material mit einer weiteren. Ummantelung (4) aus verstärkendem Material, umgeben v/ird.

   Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch _f daß der Rohrmantel (2) an seinen Enden ausreichend dicht gegen Erde in schlemmung en mi.t der Rohrleitung (1) verbunden wird β

   Verfahren nach Punkt 1, 2 oder 3$ gekennzeichnet dadurch, daß der Rohrmantel (2) aus einer Trapezmatte gebildet wird ο

   Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangehenden Punkte 1 bis 4 _f gekennzeichnet durch mindestens einen, eine Rohrleitung (1) im Bereich der kritischen Dehnungszone (DI bzw* D2) umgebenden Rohrmantel (2) aus gesehlossenzelligem, kompressiblem oder differensiert-kompressiblem Material, dessen

   58 791/27

   stützende äußere Eigenfestigkeit durch den Kompressionsdruck des Erdreiches (3) erhöhbar ist, wobei der Rohrmantel (2) in unbelastetem Zustand einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

   6, Einrichtung nach Punkt 5» gekennzeichnet dadurch, daß der Rohrmantel (2) aus geschlossenzelligera, kompressiblem oder differenziert-kompressiblem Material von einer weiteren Ummantelung (4) aus verstärkendem Material umgeben ist.

   7· Einrichtung nach Punkt 5 oder 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Rohrmantel (2) an seinen Enden durch Schrumpfmanschetten (5), Rohrschellen o. dgl. dicht gegen Erdeinschlenffiiungen mit der Rohrleitung (1) verbunden ist·

   8. Einrichtung nach einem der Punkte 5_S 6 oder 7» gekennzeichnet dadurch, daß der Rohrmantel (2) die Rohrleitung (1) in unbelastetem Zustand mit geringem Abstand umgibt_β

   1 Ssifö Zeichnungen