DE10009305A1 - Leitungsrohr mit Rissstopper und Verfahren zur Herstellung eines solchen Leitungsrohrs - Google Patents
Leitungsrohr mit Rissstopper und Verfahren zur Herstellung eines solchen LeitungsrohrsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Leitungsrohr aus Stahl mit einer äußeren Korrosionsschutzumhüllung (2), die eine Deckschicht aus Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff, aufweist und mit einer sich über einen Teil der Rohrlänge erstreckenden Zone (3), die als Rissstopper ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist die Rissstopperzone (3) durch eine das Leitungsrohr (1) umgebende Bandage aus einem in eine verfestigte Matrix aus thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff eingebetteten hochfesten Fasermaterial gebildet. DOLLAR A Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Leitungsrohrs mit einer Rissstopperzone.
Description
Die Erfindung betrifft ein Leitungsrohr aus Stahl mit einer äußeren
Korrosionsschutzumhüllung, die eine Deckschicht aus einem Kunststoff aufweist, und
mit einer Rissstopperzone versehen ist, die sich über einen Teil der Rohrlänge
erstreckt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Leitungsrohrs.
Bei Stahlrohren, die zum Transport von Medien vorgesehen sind, die unter einem
vergleichsweise hohen Druck stehen, besteht bei gasförmigen Medien (z. B.
Erdgastransport durch Pipelines mit großen Durchmessern) ein außerordentlich hohes
Schadenspotential, wenn der seltene Fall eintritt, dass sich in der Rohrleitung unter der
Betriebslast ein kritischer Riss bildet. Solche Risse können sich unter bestimmten
Bedingungen mit sehr hoher Geschwindigkeit über weite Strecken der Rohrleitung
ausbreiten. Um für diesen Fall die Schadenshöhe in einem vergleichsweise engen
Rahmen zu halten, ist es bekannt, in der Rohrleitung in vorgegebenen Abständen
sogenannte Rissstopper vorzusehen, die die Rissausbreitung auf den Bereich
zwischen zwei Rissstoppern beschränken können. Hinsichtlich der Ausbildung solcher
Rissstopperzonen sind vielfältige Lösungen bekannt geworden.
In der DE 31 35 966 C2 wird ein Verfahren zur Herstellung mehrlagiger, dort als
Schraubennahtrohre bezeichneter geschweißter Rohre beschrieben. Dabei werden die
einzelnen Lagen zu Rohren getrennt voneinander geschweißt und nach
Ineinanderfügen der Rohre anschließend durch mechanisches Aufweiten auf einen
vorbestimmten Außendurchmesser miteinander vereinigt. Das Schweißen der
Schraubennahtrohre erfolgt dabei mit einem für das Ineinanderfügen geeigneten
Durchmesserunterschied. Im Hinblick auf die Unterdrückung einer Rissausbreitung
wird es als vorteilhaft beschrieben, für das Ineinanderfügen Rohre einzusetzen, deren
Schraubennähte unterschiedliche Steigungswinkel aufweisen, so dass sich die
Schraubennähte der einzelnen Rohrschichten kreuzen. Die Herstellung mehrlagiger
Leitungsrohre in dieser Form ist sehr aufwendig.
Auch in der DE 34 37 564 C2 wird ein Stahlrohr beschrieben, das als Rissstopper für
Gasleitungen eingesetzt werden soll und aus mehreren Lagen besteht. Typischerweise
sind zwei oder drei Lagen aus Bändern oder Blechen vorgesehen. Im Fall einer
zweilagigen Ausführung ist die innere Lage deutlich dicker ausgebildet als die äußere
Lage und weist auf der dem Rohrinneren abgewandten Seite künstlich eingebrachte
Oberflächenkerben auf, die in einem Winkel von 35° bis 70° zur Rohrachse derart
angeordnet sind, dass jede gedachte Mantellinie mindestens durch eine der
Einkerbungen verläuft. Im Fall einer dreilagigen Ausführung ist die mittlere Bandlage
mit entsprechenden Kerben oder sogar durchgehenden Nuten versehen. In jedem Fall
sind diese schräg verlaufenden Kerben oder Nuten direkt weder von der
Rohrinnenseite noch von der Rohraußenseite zugänglich. Die gesamte Wanddicke
dieses mehrlagigen Rissstoppers weist die gleiche Dicke auf wie die Rohre der
entsprechenden Rohrleitung. Die einzelnen Lagen des Rissstoppers sind stirnseitig in
Umfangsrichtung miteinander verscheißt. Im Falle eines Risses in der Rohrleitung, der
üblicherweise entlang einer Mantellinie verläuft, trifft die Spitze des Risses mit
Sicherheit auf eine der schräg zur Rissausbreitung verlaufenden Kerben. Der Riss wird
hierdurch in Umfangsrichtung gelenkt und zum Stillstand gebracht.
In der DE 32 08 452 A1 wird ein Rissstopper offenbart, der in Form einer zylindrischen
Hülse ausgebildet ist, deren Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser
der jeweiligen Rohrleitung. Die Hülse weist in ihrer Mantelfläche mindestens eine
Öffnung auf und wird über ein Teilstück der Rohrleitung geschoben und bezüglich der
Rohrachse zentriert, so dass ein ringfömiger Zwischenraum zwischen der
Innenoberfläche der Hülse und der Außenoberfläche der Rohrleitung besteht.
Stirnseitig wird dieser ringförmige Zwischenraum beispielsweise durch eine äußere
Bandage abgedichtet. Anschließend wird durch die Öffnung in der Hülse ein härtbares
Füllmaterial eingebracht, das nach dem Aushärten noch eine elastische Konsistenz
aufweist. Beispielsweise handelt es sich hierbei um ein elastomeres Urethanmaterial.
Die Hülse selbst besteht typischerweise aus dem gleichen Material wie die eigentliche
Rohrleitung. Als Vorteil dieser Lösung wird in dieser Schrift angegeben, dass die
Kunststofffüllung des ringförmigen Zwischenraums eine Korrosion des Stahlrohrs im
Bereich des Rissstoppers verhindert. Die Herstellung dieses Rissstoppers ist relativ
aufwendig, da sie nicht nur ein Zentrieren der Hülse, sondern auch ein Abdichten der
stirnseitigen Öffnungen und eine ordnungsgemäße Befüllung des Zwischenraums mit
Kunststoff erfordert. Außerdem führt die dickwandige Hülse zu einer relativ großen
Zunahme des Außendurchmessers und des Gewichts.
Eine andere Form des Rissstoppers ist in der DE 30 32 176 A1 beschrieben. Dieser
Rissstopper besteht aus einem Rohrkörper, der zwei auf seiner äußeren Oberfläche
sich nach innen verjüngende kegelstumpfförmige Abschnitte und dazwischen einen
zylindrischen Abschnitt mit verringertem Durchmesser aufweist. Der zylindrische
Abschnitt ist dabei mit einer äußeren Verstärkung versehen, die aus einer
Verstärkungshülse bestehen kann, die den zylindrischen Abschnitt lose umgibt.
Weiterhin wird erwähnt, dass die Verstärkung auch aus einem um den zylindrischen
Abschnitt gewickelten Band oder Kabel bestehen kann. Nach außen wird der
Rissstopper über seine gesamte Länge von einem glattzylindrischen Blechmantel
umgeben, und der verbleibende Zwischenraum zwischen den kegelstumpfförmigen
Abschnitten und diesem Blechmantel wird durch ein Füllmaterial ausgefüllt. Auch
hierbei handelt es sich um eine vergleichsweise nur mit hohem Aufwand herstellbare
Ausführung eines Rissstoppers, die zwar nach außen hin nicht zu einer
nennenswerten Vergrößerung des Rohrleitungsdurchmessers führt, die aber den
gravierenden Nachteil hat, dass der Innendurchmesser des zylindrischen Teils des
Rissstoppers deutlich kleiner ist als der Innendurchmesser der übrigen Rohrleitung.
Dies stellt nicht nur einen unerwünschten Strömungswiderstand dar, sondern ist vor
allem hinderlich, wenn durch die Rohrleitung ein Rohrmolch gezogen werden soll.
Schließlich ist es auch bekannt, als Rissstopper kurze Rohrstücke in eine Rohrleitung
einzuschweißen, deren Wanddicke wesentlich dicker (z. B. doppelt so dick) als die
Wanddicke der übrigen Rohrleitung ist. Wesentlich für die Wirksamkeit solcher
Rissstopper ist aber nicht nur die rechnerische Verringerung der Zugspannungen in
der Rohrwand, sondern es kommt entscheidend darauf an, dass das dickwandige
Rohrstück auch sehr gute Zähigkeitseigenschaften aufweist. Insbesondere bei
Rohrleitungen aus hochfesten Stählen wie etwa X90 und X100 stößt man in dieser
Hinsicht sehr schnell an nicht überwindbare physikalische Grenzen. Da dickwandige
Rohre naturgemäß mit einem gegenüber dünnwandigen deutlich geringeren
Umformgrad hergestellt werden, weisen sehr dickwandige Großrohre aus
entsprechenden Stählen regelmäßig ein gröberes Gefüge und daher deutlich
schlechtere Zähigkeitseigenschaften auf als entsprechende dünnerwandige Großrohre
für die eigentliche Rohrleitung. Diese Art des Rissstoppers ist daher für hochfeste
Rohrleitungsstähle ungeeignet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Leitungsrohr mit einem neuartigen
Rissstopper vorzuschlagen, der bei voller Funktionssicherheit auch für Rohrleitungen
aus hochfesten Stählen nicht nur einfach herstellbar sein, sondern darüber hinaus
auch das Gewicht möglichst wenig erhöhen soll. Ferner soll ein Verfahren zur
Herstellung eines Leitungsrohrs mit einem solchen Rissstopper vorgeschlagen
werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Leitungsrohr mit den im Patentanspruch 1
genannten Merkmalen. Die Unteransprüche 2 bis 10 geben vorteilhafte
Weiterbildungen dieses Leitungsrohres an. Im Patentanspruch 11 sind die Merkmale
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines solchen Leitungsrohrs
niedergelegt. Dieses Verfahren ist durch die Merkmale der Untenansprüche 12 bis 17
in vorteilhafte Weise weiter ausgestaltbar.
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Leitungsrohr, das üblicherweise aus
Stahl besteht und mit einer äußeren Korrosionsschutzumhüllung versehen ist. Diese
Korrosionsschutzumhüllung besteht aus Kunststoff und weist vorzugsweise eine aus
einem thermoplastischen Kunststoff bestehende Deckschicht auf. Beispielsweise kann
die Korrosionsschutzumhüllung aus einer 0,5 mm bis 1 mm dicken ausgehärteten
Epoxyharzschicht bestehen. Im Falle einer mehrschichtigen
Korrosionsschutzumhüllung ist ein System geeignet, bei dem unmittelbar auf dem
Stahlrohr eine etwa 30 bis 50 µm dicke Epoxyharzschicht und darüber eine etwa 150
bis 250 µm dicke Schmelzkleberschicht aufgebracht wird, die von einer äußeren etwa
2 bis 3 mm dicken Deckschicht aus thermoplastischem Kunststoff abgedeckt wird. Als
thermoplastischer Kunststoff eignen sich insbesondere Polyethylen und Polypropylen.
Der Schmelzkleber sollte zweckmäßigerweise aus einem dem Kunststoff der
Deckschicht entsprechenden Copolymerisat bestehen, also beispielsweise aus
Ethylencopolymerisat. Über einen Teil seiner axialen Länge weist dieses Leitungsrohr
eine Zone auf, die als Rissstopper ausgebildet ist. Erfindungsgemäß wird die
Rissstopperzone gebildet durch eine das Leitungsrohr umgebende Bandage aus
einem hochfesten Fasermaterial, das in eine verfestigte Matrix aus thermoplastischem
oder auch duroplastischem Kunststoff eingebettet ist. Im Falle einer duroplastischen
Matrix muss diese ausgehärtert sein. Bei dem Fasermaterial handelt es sich nicht um
Kurzfasern, sondern um Lang- oder Endlosfasern, d. h. um zu beliebig langen Fäden
versponnene Fasern, die den gesamten Rohrumfang umgeben und sehr hohe
Zugkräfte aufnehmen können. Das Fasermaterial muss nicht unbedingt aus einem
einheitlichen Werkstoff erzeugt worden sein, sondern kann im Bedarfsfall auch aus
unterschiedlichen Einzelmaterialien, also Fasergemischen bestehen. Als besonders
geeignet sind wegen ihrer hohen Zugfestigkeit Faserverbundwerkstoffe mit z. B. Kohle-,
Aramid- und/oder Glasfasern.
Zweckmäßigerweise wird die Bandage in der Rissstopperzone aus einer Vielzahl von
einzelnen Wickellagen gebildet, die über den Matrixwerkstoff miteinander verschweißt
sind und somit fest auf dem Leitungsrohr haften. Die zweckmäßige Anzahl der
Wickellagen richtet sich nach den jeweiligen Bedingungen des Einzelfalls,
insbesondere nach der Höhe des Betriebsdrucks der Rohrleitung und deren
Durchmesser, also nach der Größe der im Schadensfall beim Bersten des
Leitungsrohrs aufzunehmenden Zugkräfte in Umfangsrichtung. Dabei ist es
zweckmäßig, dass der Rissstopper fest auf dem Rohr haftet. In manchen Fällen kann
es vorteilhaft sein, wenn die Bandage mit einer gewissen Vorspannung auf das
Leitungsrohr aufgebracht wird. Dadurch ist nämlich unabhängig von der Temperatur
und dem Betriebsdruck des Leitungsrohrs stets gewährleistet, dass die Stützwirkung
der Bandage immer in vollem Umfang zur Verfügung steht.
Als Matrixwerkstoff für das Fasermaterial der Bandage eignen sich in besonderer
Weise Polyethylen und Polypropylen. Andere thermo- und duroplastische Kunststoffe
sind jedoch nicht ausgeschlossen. Grundsätzlich ist es möglich, die Bandage der
Rissstopperzone unmittelbar auf der Stahlrohroberfläche anzuordnen. Im Hinblick auf
eine möglichst einfache Fertigung des Rissstoppers empfiehlt es sich jedoch, die
Bandage außen auf der Korrosionsschutzumhüllung anzuordnen. Vorteilhafterweise
wird der Matrixwerkstoff der Bandage im Falle einer thermoplastischen Deckschicht
der Korrosionsschutzumhüllung so ausgewählt, dass er mit dem Deckschichtmaterial
korrespondiert. Es empfiehlt sich, den Matrixwerkstoff der Bandage mit der
thermoplastischen Deckschicht der Korrosionsschutzumhüllung zu verschweißen,
damit auch bereits die erste Lage des Fasermaterials unter eine wirksame
Zugspannung gesetzt werden kann.
Im praktischen Fall sollte die Bandage aus mindestens 10 Wickellagen, vorzugsweise
mindestens 15 und insbesondere mindestens 20 Wickellagen bestehen. Die genaue
Dimensionierung hängt aber, wie bereits vorstehend angegeben wurde, von den
jeweiligen Bedingungen des Einzelfalls ab. Die Dicke der Bandage liegt in der Regel
bei mindestens 5 mm und erreicht typischerweise Werte im Bereich von etwa 10 bis 15 mm.
Die axiale Länge der Rissstopperzone liegt zweckmäßigerweise bei mindestens
etwa der Hälfte des Rohrleitungsdurchmessers (D). Vorzugsweise beträgt die Länge
der Rissstopperzone das Ein- bis Dreifache des Rohrleitungsdurchmessers.
Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Leitungsrohrs mit einer
Rissstopperzone weist folgende Schritte auf:
- a) Es wird zunächst eine Korrosionsschutzisolierung aus Kunststoff auf die gereinigte Stahlrohroberfläche aufgebracht. Wie bereits vorstehend erwähnt, kann diese Korrosionsschutzisolierung beispielsweise aus einer Epoxyharzschicht bestehen oder auch mehrschichtig mit einer thermoplastischen Deckschicht ausgebildet sein.
- b) Anschließend wird das Leitungsrohr in mehreren Lagen mit einem Bandmaterial umwickelt, das aus einem in eine Matrix aus thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff eingebetteten hochfesten Fasermaterial aus praktisch endlosen Fasern (d. h. im Regelfall versponnene Fäden) besteht. Dabei wird im Falle eines thermoplastischen Matrixwerkstoffs dieser unmittelbar vor dem Aufwickeln durch Wärmezufuhr zur Erzielung einer Verschweißung der einzelnen Lagen miteinander zumindest teilweise aufgeschmolzen, wohingegen im Falle eines duroplastischen Matrixwerkstoffs während und/oder unmittelbar nach dem Umwickeln des Leitungsrohrs eine Aushärtung durch Erwärmung des Matrixwerkstoffs erfolgt.
- c) Schließlich wird die Bandage auf Umgebungstemperatur abgekühlt.
Für manche Anwendungen kann es vorteilhaft sein, das Fasermaterial während des
Umwickelns stets, unter einer Zugvorspannung zu halten. In diesem Fall sollte die
Korrosionsschutzisolierung bei thermoplastischer Deckschicht zweckmäßigerweise
bereits erkaltet und somit erstarrt sein, damit sich das Fasermaterial nicht in die
Deckschicht der Korrosionsschutzisolierung einschneidet. Es empfiehlt sich allerdings,
die thermoplastische Deckschicht der Korrosionsschutzisolierung unmittelbar vor oder
während der Aufbringung der ersten Wickellage zur Erzielung einer Verschweißung mit
dem Matrixwerkstoff der Bandage oberflächlich, also nur über einen kleinen Teil ihrer
Dicke anzuschmelzen, damit eine Verschweißung zwischen dem Matrixmaterial der
Bandage und der Deckschicht erfolgen kann. Die für das Aufschmelzen bzw.
Anschmelzen des Matrixwerkstoffs oder der Deckschicht erforderliche Wärme kann
zweckmäßig mittels eines Gasbrenners, Heißluft oder auch mittels Infrarotstrahler
aufgebracht werden.
Ein nachträgliches Aufschmelzen der Deckschicht kann unterbleiben, wenn das
Umwickeln mit dem Fasermaterial bereits erfolgt, wenn die Deckschicht noch heiß und
somit klebefähig ist. Dann sollte aber zweckmäßig ohne Vorspannung des
Fasermaterials gearbeitet werden.
Im Falle eines duroplastischen Matrixwerkstoffs ist es ebenfalls zweckmäßig, ohne
eine solche Zugvorspannung zu arbeiten.
Bei der Verwendung von Glasfasern sollte darauf geachtet werden, dass keine Fasern
nach außen offen in der Bandage liegen, damit kein Feuchtigkeitsangriff entlang der
Faseroberfläche in die Bandage hinein erfolgen kann. Die äußere Oberfläche der
Bandage sollte also mit Kunststoff vollständig abgedeckt sein.
Das erfindungsgemäße Leitungsrohr mit Rissstopperzone lässt sich auf
vergleichsweise einfache Weise herstellen und führt zu relativ geringfügigen
Verdickungen im Außenbereich des Leitungsrohrs. Die Gewichtszunahme des
Leitungsrohrs ist vernachlässigbar klein. Der Innendurchmesser des Leitungsrohrs
wird in keiner Weise verändert. Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, dass der
Rissstopper nicht als Sonderbauteil mit zusätzlichen Rundschweißgeräten in eine zur
Verlegung anstehende Rohrleitung eingebaut werden muss, sondern auf einem
regulären werkseitig hergestellten Leitungsrohr üblicher Länge aufgebracht wird.
Dieses Leitungsrohr kann in vorteilhafter Weise mit einer werkseitigen
Korrosionsschutzisolierung versehen sein, die durch das Aufbringen des Rissstoppers
nicht beschädigt wird, so dass keinerlei Beeinträchtigungen im Hinblick auf den
Korrosionsschutz der Rohrleitung zu befürchten sind. Da die
Korrosionsschutzisolierung vorzugsweise bereits vor der Aufbringung des Stoppers
aufgetragen wird, ist der Prozess der Korrosionsschutzisolierung selbst durch die
Geometrie des Rissstoppers in keiner Weise beeinflusst oder gestört. Lediglich im
Falle einer nachträglichen Korrosionsschutzisolierung müsste insoweit eine
Sonderbehandlung erfolgen.
Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung
nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Leitungsrohr
mit Rissstopperzone und
Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Linie A-A in Fig. 1.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schnittbilder eines Abschnitts aus einem
erfindungsgemäßen Leitungsrohr sind lediglich schematischer Natur und geben die
Größenverhältnisse nicht realistisch wieder. Das dargestellte Leitungsrohr 1 besteht
aus Stahl und ist mit einer äußeren Korrosionsschutzumhüllung 2 versehen. Diese
Korrosionsschutzumhüllung 2 kann in nicht näher dargestellter Weise beispielsweise
aus einer 50 µm dicken Grundierungsschicht aus Epoxyharz, einer 200 µm dicken
Kleberschicht aus Ethylencopolymerisat und einer 3 mm dicken Deckschicht aus
Polyethylen bestehen. Über eine axiale Länge, die etwa in der Größenordnung des
Durchmesser des Leitungsrohrs 1 liegt, ist die Korrosionsschutzisolierung 2 mit einer
aus einer Vielzahl miteinander verschweißter Einzellagen bestehenden Bandage
umhüllt, die als Rissstopperzone 3 bezeichnet ist. Die Bandage ist durch straffes
Umwickeln mit einem weniger als 1 mm dicken Bandmaterial entstanden, das aus zu
Fäden versponnenen Kohlefasern hergestellt wurde und in eine thermoplastische
Matrix aus Polyethylen eingebettet ist. Während des Umwickelns wurde dieses
Bandmaterial und bei der ersten Wickellage auch die Oberfläche der
Korrosionsschutzumhüllung mittels eines Gasbrenners angeschmolzen, so dass die
erste Wickellage mit der Deckschicht der Korrosionsschutzumhüllung und die
einzelnen weiteren Wickellagen miteinander verschweißt wurden. Bei insgesamt zum
Beispiel 12 Wickellagen ergab sich für die Bandage der Rissstopperzone 3 eine
Gesamtdicke in einer Größenordnung von etwa 7 bis 8 mm. Diese Dicke reichte aus,
um die im Falle eines Risses im Leitungsrohr entstehenden Kräfte durch die Bandage
aufzunehmen und eine weitere Ausbreitung des Risses jenseits des Rissstoppers zu
verhindern.
Claims (17)
1. Leitungsrohr aus Stahl mit einer äußeren Korrosionsschutzumhüllung (2), die
eine Deckschicht aus Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen
Kunststoff aufweist, und mit einer sich über einen Teil der Rohrlänge
erstreckenden Zone (3), die als Rissstopper ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rissstopperzone (3) gebildet ist durch eine das Leitungsrohr (1)
umgebende Bandage aus einem in eine verfestigte Matrix aus
thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff eingebetteten hochfesten
Fasermaterial.
2. Leitungsrohr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bandage aus einer Vielzahl von Wickellagen besteht, die über den
Matrixwerkstoff miteinander verschweißt oder verklebt sind.
3. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Fasermaterial aus versponnenen Kohlefasern, Aramidfasern oder
Glasfasern besteht.
4. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Matrixwerkstoff aus Polyethylen oder Polypropylen besteht.
5. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bandage außen auf der Korrosionsschutzumhüllung (2) angeordnet
ist.
6. Leitungsrohr nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Matrixwerkstoff der Bandage mit der thermoplastischen Deckschicht
der Korrosionsschutzumhüllung (2) verschweißt ist.
7. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Fasermaterial unter Zugvorspannung steht.
8. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die axiale Länge der Rissstopperzone (3) mindestens 0,5 × D beträgt und
insbesondere im Bereich von 1 × D bis 3 × D liegt, wobei D der Durchmesser
des Leitungsrohrs (1) ist.
9. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bandage aus mindestens 10 Wickellagen, vorzugsweise mindestens
15 Wickellagen, insbesondere aus mindestens 20 Wickellagen besteht.
10. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bandage eine Dicke von mindestens 5 mm, vorzugsweise von 10 bis
15 mm aufweist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Leitungsrohrs mit einer Rissstopperzone nach
Anspruch 1 mit folgenden Schritten:
- a) Aufbringung einer Korrosionsschutzisolierung aus Kunststoff auf die gereinigte Stahlrohroberfläche,
- b) Umwickeln des Leitungsrohrs in mehreren Lagen mit einem Bandmaterial, das aus einem in eine Matrix aus thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff eingebetteten hochfesten Fasermaterial (Endlosfasern) besteht, wobei im Falle eines thermoplastischen Matrixwerkstoffs dieser unmittelbar vor dem Aufwickeln durch Wärmezufuhr zur Erzielung einer Verschweißung der einzelnen Wickellagen miteinander zumindest teilweise aufgeschmolzen wird, wohingegen im Falle eines duroplastischen Matrixwerkstoffs während und/oder unmittelbar nach dem Umwickeln des Leitungsrohrs eine Aushärtung durch Erwärmung des Matrixwerkstoffs erfolgt, und wobei die Anzahl der Lagen so bemessen wird, dass die bei einem Reißen des Leitungsrohrs unter den beim Betrieb des Leitungsrohrs maximal auftretenden Zugspannungen von dem Bandmaterial sicher beherrscht werden,
- c) Abkühlung der Bandage auf Umgebungstemperatur.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die eine thermoplastische Deckschicht aufweisende
Korrosionsschutzisolierung unmittelbar vor und/oder während der Aufbringung
der ersten Wickellage zur Erzielung einer Verschweißung mit dem
Matrixwerkstoff der Bandage angeschmolzen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die thermoplastische Deckschicht lediglich oberflächlich, also nur über
einen kleinen Teil ihrer Dicke angeschmolzen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Fasermaterial unter Aufrechterhaltung einer Zugvorspannung um das
Leitungsrohr gewickelt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärme zum Aufschmelzen des Matrixwerkstoffs der Bandage durch
Gasbrenner, Heißluft oder Infrarotstrahler aufgebracht wird.
16. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einen duroplastischen Matrixwerkstoff aufweisende Bandage auf eine
noch warme, frisch aufgebrachte thermoplastische Deckschicht der
Korrosionsschutzumhüllung appliziert wird.
17. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Korrosionsschutzisolierung aus Kunststoff erst nach dem
Verfahrensschritt b) aufgebracht wird.
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