DE2257001B2

DE2257001B2 - Leckschutzeinrichtung an rohrleitungsanlagen

Info

Publication number: DE2257001B2
Application number: DE19722257001
Authority: DE
Inventors: Gerard Francis Dipl.-Ing Lausanne Wittgenstein (Schweiz) (verstorben)
Original assignee: Les FiIs d'Aug. Scheuchzer S.A., Lausanne (Schweiz)
Priority date: 1971-12-10
Filing date: 1972-11-21
Publication date: 1977-07-21
Also published as: DE2257001A1; BE791413R; NL7214959A; IT1060853B; US3802456A; FR2162375A2; DE2257001C3; FR2162375B2; GB1359276A

Description

Die Erfindung betrifft eine Leckschutzeinrichtung an Rohrleitungsanlagen zum Transport von Kohlenwasserstoffen, bei der die Rohrleitung wenigstens abschnittsweise unter Bildung eines Ringraumes von einer Umhüllung umgeben ist, die aus mehreren, wenigstens einen Längsschlitz aufweisenden Mantelabschnitten besteht, welche an ihren Enden miteinander verbunden und über in Umfangsrichtung verteilte, untereinander durch in Umfangsrichtung verlaufende Kabel, Fäden, Drähte od. dgl. verbundene und sich in Längsrichtung der Rohrleitung ei-streckende Abstandshalter auf der Rohrleitung abgestützt sind und deren Längsschlitz abdichtend verschlossen ist.

Aus den CH-PSen 4 68 590 und 5 23 465 ist bekannt, daß die durch Kanäle getrennten Abstandshaltergarnituren von dem Mantel unabhängig und untereinander verbunden sein können, beispielsweise durch Drähte oder Fäden. Diese Abstandshaltergarnituren und die zugehörigen Verbindungsdrähte bilden somit eine Art Netz um die Leitung. Um dieses Netz wird der Mantel aufgebracht, der an seinen Enden auf der Rohrleitung verschlossen wird, beispielsweise mit Hülfe eines abdichtenden Endringes.

Im praktischen Stand der Technik besteht der Mantel, der beispielsweise aus synthetischem Harz mit oder ohne Glasfaserarmierung hergestellt ist, ausschließlich aus kurzen Abschnitten von wenigen Metern Länge, welche zur Bildung eines langen, starren Abschnittes ohne jede Unterbrechungsstelle zwischen den Abschnitten starr miteinander verbunden sind. Die Ausbildung der abdichtenden Verbindungsstellen auf der Baustelle stellt eine aufwendige und delikate Arbeit dar, die im Falle des Verschweißens oder Verklebens von einem hochqualifizierten Fachmann ausgeführt werden muß. Diese Verbindungsstellen werden gefährlichen mechanischen Biegebeanspruchungen in den schwachen Krümmungen oder Kurven der Rohrleitung unterworfen. Diese Beanspruchungen beruhen auf elastischen Verformungen, wobei die Abschnitte nicht geeignet sind, wesentliche Ausbiegungen ohne Bruch zu erleiden, die beim Ausbiegen bzw. Wölben der Leitung auftreten. Eine solche Ausbiegung oder Wölbung tritt aber jedesmal dann auf, wenn der Zentrumswinkel eines Rohres der Leitung von ungefähr 12 Metern den Wert von Γ übersteigt.

Weiterhin besteht eine zusätzliche Schwierigkeit darin, daß nicht alle Materialien schweißbar oder klebbar sind.

Auch ist ein Auffädeln oder Aufbringen eines Mantelrohres auf eine Rohrleitung oder auf das Netzwerk der Abstandshalter nur durchführbar, wenn man zwischen dem Mantel und der Leitung bzw. den Abstandshaltern ein ausreichendes Spiel beläßt, was zur Folge hat, daß der Mantel unter der Wirkung der Last der Erde, die den Mantel bedeckt, verformt wird. Weiterhin ist die Aufbringung darüber hinaus unmöglich bei einer gekrümmten Leitung oder bei allen bereits verlegten Leitungen, so daß deswegen im allgemeinen ein geschlossener Mantel nicht auffädelbar ist. Man hat

daher den Mantel entweder aus zwei Halbschalen oder aber gemäß der US-PS 35 30 024 aus einem geschlitzten Rohr hergestellt, dessen Ränder man stark auseinanderspreizt, um die Leitung umfassen zu können. Den oder die Längsschlitze müssen nach dem praktischen Stand > der Technik anschließend wieder geschlossen werden und zwar durch eine abdichtende und widerstandsfähige Schweißnaht oder Klebnaht, so daß man sich bezüglich der Längsnähte mit den gleichen Problemen konfrontiert sieht, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit den Verbindungen an den Enden der starren Mantelabschnitte beschrieben sind.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles wurde vom gleichen Erfinder schon vorgesehen, den oder die Längsschlitze mit einem wulstartigen Abdeckband abzudichten (BE-PS 6 98 608). Die übrigen Schwierigkeiten wurden damit jedoch nicht behoben.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Leckschutzeinrichtiing der eingangs beschriebenen Art in der Weise auszubilden, daß ihr Aufbau auch bei bogenreicher Rohrleitungsstrecke aus einfachen Elementen rasch und einfach und ohne übermäßige Beanspruchung der Elemente oder ihrer Verbindungen erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Umhüllung aus starren Mantelabschnitten besteht, deren Enden durch auf den Abstandshaltern abgestützte Trennelemente unter Überbrückung von Lücken aneinander angeschlossen sind, daß jede Lücke durch eine auf den Enden benachbarter Mantelabschnitte aufliegende nachgiebige Manschette abdichtend abgedeckt ist, daß wenigstens ein Abstandshalter eine auf seiner Außenseite verlaufende, nutförmige, hinterschnittene Ausnehmung aufweist, in welche die den Längsschiit/ begrenzenden Längsränder der Mantelabschnitte an Ort und Stelle hakenförmig einformbar sind und welche bezüglich ihres verbleibenden Querschnittes im wesentlichen durch eine verfestigbare Masse ausfüllbar ist und daß die Abstandshalter ein Querschnittsprofil von in radialer Richtung größerer Verformbarkeit aufweisen.

Auf diese Weise können für die Umhüllung kur/:e Mantelabschnitte verwendet werden, die in den Krümmungen der Leitungen weniger stark gekrümmt sind als die Leitung selbst und eine mehr polygonale Form annehmen, so daß aus diesen starren Mantelabschnitten auch eine bogenreiche Rohrleitungsstrecke in einfacher Weise umhüllt werden kann. Dies wird vor allem durch die besondere Ausbildung der Verbindungsstellen der mit Abstand hintereinander angeordneten, starren Mantelabschnitte erreicht, sowie durch die Art der Ausbildung der Abstandshaltergarnituren und der Schließung der Längsnaht, was eine Verlagerung oder Dezentrierung der Mantelabschnitte gegenüber der Rohrleitungsachse ermöglicht.

Es ist ferner festzustellen, daß aufgrund der Tatsache, daß die Schlitzränder nicht miteinander verbunden sind, es leichter ist, die Bänder zu spreizen, um die Leitung mit einem geschlitzten Abschnitt zu umgeben. Diese Erleichterung in der Herstellung und Handhabung bildet einen zusätzlichen Vorteil. (>o

Die Elemente der Garnitur weisen vorzugsweise eine von der Länge der Abschnitte des Mantels abweichende Länge auf, damit die Unterbrechungsstellen der starren Abschnitte des Mantels nicht mit den Unterbrechungsstellen der Garnituren zusammenfallen. Auch besitzen <>s diese Garnituren zweckmäßige Merkmale, welche ihrem Querschnitt eine differenzierte Verformung in den Kurven gestattet. So können die Garnituren mit einer Längsausnehmung oder einem Längskanal versehen sein, wodurch ein rohrförmiger Querschnitt entsteht, der unter Zusammendrücken des Kanals oder der Ausnehmung verformbar ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Profil der Garnituren zwei Flügel aufweisen, die sich unter der Wirkung des Zusammenspannens des Mantels mit Hilfe eines Gurtes oder Gürtels nach Aufbringung des Abschnittes auf die Leitung spreizen.

Diese Merkmale erleichtern in den Kurven die differenzierte Verformung der verschiedenen Abschnitte der Garnitur derart, daß der nahe der Leitung liegende Bereich Kurvengestalt annimmt, während der nahe dem Mantel liegende Bereich sich wenig ausbiegt und die Beibehaltung des quasi linearen Verlaufs des Mantelabschnittes erleichtert, wobei die nicht durchgehend verlaufenden Abschnitte, wie schon erwähnt, eine polygonale Form bilden.

Zwischen die starren Abschnitte, die jeweils durch ein Schlitzrohr gebildet sind, können starre Abschnitte eingefügt werden, die aus zwei Teilen geformt sind. Solche geformten Abschnitte werden vorteilhaft an Orten vorgesehen, wo der Mantel mit einem schachtar tigen Teil ausgerüstet ist. Dieser Schacht dient einerseits dazu, die austretende Flüssigkeit in einem Sammelbehälter zu leiten und zum anderen zur Aufnahme von Geräten od. dgl.

Die Trennbänder oder Trennelemente der Mantelstücke sind vorzugsweise Metallbänder oder Kabel, die mit Kunststoff umhüllt sind, wobei sie vollständig die Unterbrechungsstellen zwischen aufeinanderfolgenden Abschnitten ausfüllen können.

Sollte trotz der Ausfüllung der Unterbrechungsstellen und trotz der äußeren Bandage die Unterbrechungsstelle im Falle eines Leckes der Pipeline einige Tropfen der Flüssigkeit oder gar einen dünnen Flüssigkeitsfaden heraussickern lassen, bleibt die Austrittsmenge, bezogen auf die Menge, die die Zisterne oder der Sammelbehälter durch die zwischen den Garnituren verlaufenden Trennkanäle aufnehmen kann, sehr gering.

In die Nuten oder Ausnehmungen an den Enden der Garnituren kann man profilierte Stücke einsetzen, z. B. in Form eines sehr kurzen U-Elementes, das dazu dient, die Füllmasse im Bereich der kurzen Unterbrechungsstellen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Garnituren einzuschließen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung findet eine vorteilhafte Anwendung sowohl bei inneren Leitungen einer Raffinerie wie auch bei langen Pipelines für rohes oder raffiniertes öl. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß beispielsweise in den Vereinigten Staaten von Amerika 1971 offiziell Tausende von Rissen in Pipelines festgestellt worden sind, von denen 1446 jeweils mehr als 50 Barrel Rohöl haben austreten lassen. Diese Mengen sind imstande 10 Milliarden Tonnen Wasser so zu verunreinigen, daß der Verbraucher dieses Wassers diese Verunreinigung garnicht bemerkt. Hieraus folgt die enorme Bedeutung der Probleme, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung gelöst werden können, sowie auch der technische und soziale Fortschritt, der hierdurch erzielt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Teilansicht der Anordnung gemäß der Erfindung, wobei die Garnitur im rechten Teil der Zeichnung in Längsrichtung geschnitten ist;

Fig.2 einen Querschnitt im größeren Maßstabe und um 180° gedreht entlang der Schnittlinie X-X der F i g. 1;

F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein eingesetztes Formstück, das zwischen zwei geschlitzte Mantelabschnitte eingefügt ist;

Fig.4 eine Teilansicht im Längsschnitt durch einen Abschnitt der Einrichtung, wobei die Schnittdarstellung ähnlich der nach F i g. 1 ist, jedoch der polygonale Verlauf des Mantels und die Verformung der Garnituren in der schematisierten Zeichnung nach Fig.4 übertrieben dargestellt sind;

F i g. 5 einen Querschnitt durch eine Verbindungszone oberhalb eines Ausschnittes der Garnitur, sowie durch die beiden Randbereiche eines geschlitzten Mantelabschnittes;

F i g. 6 die gleiche Zone wie F i g. 5 im Stadium der Verformung der Randbeieiche, die sich im Eingriff mit der Ausnehmung der Garnitur befinden und

F i g. 7 die gleiche Zone wie F i g. 5 und 6 im endgültigen Stadium der Fertigstellung.

In den F i g. 1 bis 4 sind mit 1 die Leitung, mit 2,2', 2" die starren Abschnitte des Mantels und mit 3 die Innenfläche der Abschnitte bezeichnet, an der sich die Garnituren anlegen, ferner mit 4 Abstandshalter, die ihre Fortsetzung in den Abstandshaltern 4' finden und von diesen durch einen kurzen Zwischenraum 13 getrennt sind, mit 13' und 13" die Zwischenräume, welche die als Garnituren ausgebildeten Abstandshalter 4 und 4' von den nachfolgenden Garnituren trennen, mit 27 und 27' zwei Garnituren, die in Umfangsrichtung den Abstandshaltern 4 benachbart sind, und mit 5 und 5' in Längsrichtung verlaufende Kanäle, .we-tehe die in Umfangsrichtung benachbarten Garnituren voneinander trennen.

Die Basis der Abstandshalter ·ί, die sich gegen die Wand 3 der Mantelabschnitte legt, ist in Umfangsrichtung gesehen, breiter als die Fläche, die !.ich gegen die Leitung legt (vgl. Fig. 2). Diese Bemessung stellt eine wirkungsvolle statische Abstützung der Leitung dar und bewirkt weiterhin, daß durch einen Riß der Leitung ausspritzender Kohlenwasserstoff im wesentlichen auf das Profil der Abstandshalter trifft, und zwar entweder auf deren äußeres Profil oder das Profil ihrer Ausnehmung 14.

Bei 11 und it' sind Verbindungsstellen zwischen zwei in Längsrichtung aufeinanderfolgenden starren Mantelabschnitten bezeichnet (F i g. 4). Diese Verbindungsstellen enthalten Trennelemerie 12 bzw. 12' und sind außen durch nachgiebige Manschetten 6 bzw. 6' aus Gewebe oder anderem nachgiebigen Material abgedeckt.

Ein Schachtteil Ϊ7 ist an einem Zwischenstück 26 vorgesehen, das aus zwei Teilen besteht und zwischen zwei in Längsrichtung aufeinanderfolgenden, starren Mantelabschnitten 2 und 2' mit Hilfe nachgiebiger Dichtungen eingesetzt ist. Dieser durch einen Deckel 18 verschlossene Schacht enthält beispielsweise Wickel 19 für Lagebestimmungskabel, wobei deren Sonden nicht dargestellt sind.

Die Abslandshalter 4 besitzen selbst einen Längshohlraum 9 sowie flügelartige Abschnitte 10 und 10', die durch die Ausnehmung 14 voneinander getrennt sind. Diese Ausnehmung 14 ist im Gegensatz zum Längshohl-

s raum 9 nicht kanal- oder rohrförmig ausgebildet. Ein Profilstück 20 (Fig. 1 und 4) kann in die Längshohlräume von aufeinanderfolgenden Abstandshaltern eingesetzt werden. Wenn das Profilstück dabei aus Metall besteht, kann es zugleich als kathodischer Schutz

,ο dienen.

Die schematische Darstellung nach Fig.4 zeigt insbesondere, daß dann, wenn der Mantelabschnitt 2 zusammengezogen wird, der Längshohlraum 9 bzw. 9' in Abhängigkeit von der Rohrkrümmung verformt oder

is zusammengedrückt wird, jedoch mit Ausnahme der Stellen mit Profilstücken 20. Durch diese Verformung wird die Anlage der Abstandshalter an der Leitung beim Zusammenziehen des starren Abschnittes bewirkt, während der Mantelabschnitt trotz der Krümmung der

ίο Leitung weniger verformt wird.

Um dieses Merkmal noch deutlicher hervorzuheben, ist in Fig.4 bei 25 die Lage der äußeren Wand des Mantelabschnittes vor dem Zusammenziehen strichpunktiert eingezeichnet. Beim Zusammenziehen wird der Mantelabschnitt offensichtlich nur wenig verformt. Die Lage der äußeren Wand nach dem Zusammenspannen ist in Fig.4 bei 25' mit ausgezogenen Linien wiedergegeben.

In den F i g. 5,6 und 7 ist mit 1 wiederum die ..eitung,

y, mit 2 ein starrer Mantelabschnitl, mit 4 ein Abstandshalter, mit 6 die nachgiebige Manschette, welche die Verbindungsstelle einschließt, und mit 9 der Längshohlraum des Abstandshalters 4 bezeichnet. 7 und T sind die Kantenbereiche eines in Längsrichtung geschlitzten Mantelabschnittes. 8 ist ein Heizwerkzeug, um die Randbereiche in die Ausnehmung 30 des Abstandshalters 4 umzubiegen, worauf der Zwischenraum anschließend durch eine Abdichtungsmasse 35 ausgefüllt wird. 15 ist ein Gurt oder ein Riemen, mit dessen Hilfe der Mantel um die Abstandshalter 4 herum gespannt werden kann, wobei die Kantenbereiche 7 und T sich einander nähern.

33 ist ein Verbindungsdrahl oder -faden für die Abstandshalter^ welcher durch Klemmen oder Knoten 34 festgelegt ist, die nach dem Durchführen durch eine Bohrung 33' des Abstandshalters angebracht werden.

Mittels einer Schraube 32 in einer Gewindebohrung 31 sind die beiden Teile des Heizwerkzeuges 8 mehr oder weniger zu spreizen. Deren Profil ist so ausgebildet, daß sich die Mantelkantenbereichc 7, T unter der Wirkung des Werkzeuges verformen und an den profilierten Teilen einrasten (Fig.6), Diese Verformung der Kantenbereiche kann entweder an der Baustelle oder schon in der Fabrik durchgeführt werden.

ss Auch das aus den Abstandshaltern und den Verbindungsdrähten bestehende Netzwerk kann ebenfalls schon in der Fabrik gefertigt werden, wobei die Abstandshalter durch Strangpressen eines Kunstharzes hergestellt werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

i. I

Claims

Patentansprüche:

1. Leckschutzeinrichtung an Rohrleitungsanlagen zum Transport von Kohlenwasserstoffen, bei der die Rohrleitung wenigstens abschnittsweise unter BiI- ^s dung eines Ringraumes von einer Umhüllung umgeben ist, die aus mehreren, wenigstens einen Längsschlitz aufweisenden Mantelabschnitten besteht, welche an ihren Enden miteinander verbunden und über in Umfangsrichtung verteilte, untereinan- '" der durch in Umfangsrichtung verlaufende Kabel, Fäden, Drähte od. dgl. verbundene und sich in Längsrichtung der Rohrleitung erstreckende Abstandshalter auf der Rohrleitung abgestützt sind und deren Längsschlitz abdichtend verschlossen ist, '5 dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus starren Mantelabschnitten (2) besteht, deren Enden durch auf den Abstandshaltern (4) abgestützte Trennelemente (12) unter Überbrükkung von Lücken aneinander angeschlossen sind. daß jede Lücke durch eine auf den Enden benachbarter Mantelabschnitte (2, 2') aufliegende nachgiebige Manschette (6) abdichtend abgedeckt ist. daß wenigstens ein Abstandshalter eine auf seiner Außenseite verlaufende, nutförmige. hinterschnittene Ausnehmung (30) aufweist, in welche die den Längsschlitz begrenzenden Längsränder (7, 7') der Mantelabschnitte (2) an Ort und Stelle hakenförmig einformbar sind und welche bezüglich ihres verbleibenden Querschnittes im wesentlichen durch eine verfestigbare Masse (35) ausfüllbar ist und daß die Abstandshalter ein Querschnittsprofil von in radialer Richtung größerer Verformbarkeit aufweisen.

2. Leckschutzeinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen

(11) der starren Mantelabschnitte gegenüber den Unterbrechungsstellen (13) von in Längsrichtung aufeinander folgenden Abstandshaltern (4) in Richtung der Rohrleitung (1) gegeneinander versetzt sind.

3. Leckschu.zeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (4) einen Längshohlraum (9) von veränderbarem Querschnitt aufweisen.

4. Leckschutzeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (4) auf der Rohrleitung (1) mittels zweier in Umfangsrichtung spreizbarer Flügelabschnitte (10, 10') abstützbar sind.

5. Leckschutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (4) im Querschnitt einen breiten Fußabschnitt geringerer Formänderbarkeit aufweisen, der an der Innenfläche

(3) der Mantelabschnitte (2) und der Trennelemente ^

(12) anliegt.

6. Leckschutzeinrichtung nach Anspruch t bis 5 mit einen in den Ringraum mündenden Schachtteil zur Aufnahme von Leckerkennungsgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtteil (17) mit einem ^ft0 mantelartigen, starren Zwischenstück (26) zweiteilig hergestellt und über Trennelemente (12) und Manschetten (6) nachgiebig zwischen zwei starren Mantelabschnitten einsetzbar ist.

7. Leckschutzeinrichtung nach Anspruch 3 bis 6, '¹^ dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Rohrleitung (1) aufeinanderfolgende Abstandshalter

(4) durch in die Längshohlräume (9) eingeschobene

kurze Profilstücke (20) miteinander verbunden sind. 8. Leckschutzeinrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Längshohlräume (9) der Abstandshalter (4) kathodische Schutzelemente in Form von Metallstücken eingelegt sind.