DE2624979A1 - Vorrichtung zum reparieren einer rohrleitung o.dgl. - Google Patents
Vorrichtung zum reparieren einer rohrleitung o.dgl.Info
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Description
VON KREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREJS^fRn nn KELLER SELTING
PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler + 1973
Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln
Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln
Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln
Dipl.-Ing. G. Seifing, Köln
5 KOLN 1 2. Juni 1976 Sch-DB/Se
DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF
The British Petroleum Company Limited, Britannic House, Moor Lane, London, England
Vorrichtung zum Reparieren einer Rohrleitung od. dgl.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reparieren beschädigter Rohrleitungen, insbesondere von
Rohrleitungen mit Lecköffnungen.
Gelegentlich kann sich in einer Rohrleitung ein Loch, z.B. ein Schlitz oder eine Bruchstelle ausbilden. Dies kann während
beim
der Verlegung oder auch Betrieb der Rohrleitung geschehen. Eine solche Fehlstelle hat zur Folge, daß die Rohrleibung das von ihr geführte Produkt, z.B. Rohöl, Gas oder Chemikalien verliert und die Folgen für die Umwelt sowie wirtschaftliche Verluste können sehr ernst sein.
der Verlegung oder auch Betrieb der Rohrleitung geschehen. Eine solche Fehlstelle hat zur Folge, daß die Rohrleibung das von ihr geführte Produkt, z.B. Rohöl, Gas oder Chemikalien verliert und die Folgen für die Umwelt sowie wirtschaftliche Verluste können sehr ernst sein.
Gemäß der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Reparieren einer Lecköffnung in der Wand einer Rohrleitung od.dgl. ein
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Telefon: (02 21) 2345 41-4 · Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dompalent Köln
kompressiües Dichtungselement und eine Klemmeinrichtung
zum Zusammendrücken des kompression Dichtungselementes gegen die Außenfläche der Wand der Rohrleitung od.dgl. auf.
Die Klemmeinrichtung kann aus einem Halter bestehen, der das Dichtungselement gegen die Außenfläche der Rohrleitungswandung
angedrückt hält und aus Mitteln, die auf den Halter in bezug auf die Rohrleitung radial nach innen gerichteten
Druck ausüben, um das Dichtungselement zusammenzupressen.
Der Druck kann hydraulisch oder· mechanisch auf den Halter
zur Einwirkung kommen und es kann ein langgestrecktes flexibles Teil verwendet werden, das um die Rohrleitung
herumlegbar ist und durch Spanner spannbar ist.
Zur Spannung des langgestreckten flexiblen Teils können mehrere Bolzen oder Schrauben dienen, die nachfolgend als
Schrauben bezeichnet werden und die so angeordnet sind, daß ihre Enden sich auf der RohrIeitungswandung oder einem
anderen unbeweglichen Körper abstützen, wenn sie angezogen werden.
Vorzugsweise ist der Halter zum Aufschweißen auf die Rohrleitung od.dgl. eingerichtet.
Der Halter ist zweckmäßig mit einer konkaven Fläche ausgestattet, die die Umfangsflache der Rohrleitung od. dgl.
berührt und ihr angepaßt ist.
Vorteilhaft enthält der Halter Mittel, die ein Herausdrücken des kompressiblen Dichtungselementes verhindern. Zu diesem
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Zweck-kann ein Ring aus Stangen verwendet werden, die so
angeordnet sind, daß ihre Achsen zueinander parallel liegen und ihre inneren Enden die Rohrleitungsfläche ringsum
das Dichtungselement innerhalb des Halters berühren. Vorzugsweise berührt jede Stange einen Teil des Dichtungselementes unabhängig und ist frei, sich relativ zu den
anderen Stangen und zu de;m Halter.. so zu bewegen, daß die Stangen immer mit der Rohrleitung in Berührung stehen.
Zweckmäßig sind Mittel vorgesehen, die die Stangen zu einer gegebenen Achse senkrecht halten. Zum Beispiel kann eine
der Stangen in einer Nut in der· Innenfläche des Halters
oder eines anderen Teils gelagert werden.
Der Halter kann ein Bewegliches Glied aufweisen, das das Dichtungselement gegen die Außenfläche der Rohrleitungswandung
anpreßt, wobei Mittel vorgesehen sind, die auf das bewegliche Glied in bezug auf die Rohrleitung radial
nach innen gerichteten Druck ausüben, um das Dichtungselement gegen die Rohrleitungsaußenfläche anzudrücken.
Als Mittel zur Ausübung von Druck auf den Halter können mehrere Gewindebolzen verwendet werden, die in dem Halter
des beweglichen Gliedes so gelagert sind, daß bei ihrer Verdrehung ihre Enden das bewegliche Glied berühren und
es in bezug auf die Rohrleitung radial nach innen bewegen. Außerdem ist dafür gesorgt, daß der Halter gegen die Rückwirkung
des aufgewandten Druckes auf der Rohrleitung festgehalten wird.
Zweckmäßig ist das bewegliche Glied als Block geformt, der vorzugsweise eine konkav gewölbte Fläche zur Andruckung
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des Dichtungselementes gegen die Außenfläche der Wand der Rohrleitung aufweist. Der Block wird so gewählt, daß der
Krümmungsradius der gewölbten Fläche im wesentlichen demjenigen der Rohrleitungsaußenwandung entspricht. Alternativ
oder auch zusätzlich zu einer gewölbten Fläche des Blockes kann das Dichtungselement selbst eine gewölbte
Fläche in unzusammengepreßtem Zustand haben, mit der sie gegen die Außenfläche der Rohrleitungswandung anliegt,
wobei diese gewölbte Fläche im wesentlichen den gleichen Radius wie die Rohrleitung od.dgl. hat.
Zur Befestigung des Halters auf der Rohrleitung gegen die Rückwirkung des ausgeübten Druckes kann ein langgestrecktes
flexibles Teil dienen, das um die Rohrleitung herumlegbar und spannbar ist. Vorzugsweise ist das langgestreckte
flexible Teil eine Kette, z.B. eine Laschenkette, und es können ein oder mehrere Mittel zur Beseitigung der anfänglichen
Schlaffheit vorhanden sein, die gekrümmte Klauen aufweisen, welche durch die öffnungen in der Kette so
einsetzbar sind, daß sie die Außenfläche der Rohrleitung berühren, wobei sie die Kette von der Rohrleitungsfläche
abheben und damit den Kettendurchhang aufnehmen.
Weiterhin ist eine Anordnung zur Spannung des langgestreckten flexiblen Teils vorgesehen.
Das Dichtungselement kann als Plattenscheibe oder als O-Ring oder vorzugsweise als verhältnismäßig dicker Formling
ausgebildet sein, der so gewählt ist, daß sein Durchmesser wenigstens gleich der Größenabmessung der Rohrleitungsleckstelle
ist. Vorzugsweise hat die gegen die Rohrleitung anliege1 fläche des Dichtungselementes eine Vielzahl
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sich schneidender Rippen, die gegen die Rohrleitungsfläche
zur Anlage kommen. Die Rippen definieren mehrere gesonderte Zonen, die jeweils für sich unabhängig gegen die Rohrleitungsfläche
abdichtend wirksam sein können. Die Rippen können regelmäßig verteilt sein, z.B. mehrere Quadrate
bilden, wodurch die Oberfläche des Dichtungselementes ein waffelartiges Profil erhält. Das Dichtungselement
kann auch mehrere O-Ringe aufweisen, die unterschiedlichen Durchmesser haben und konzentrisch angeordnet sind, so daß
sie alle in gleicher Ebene liegen.
Das Dichtungselement kann aus Polytetrafluorathylen, Polychloropren, Nitril-Kautschuk (der den Vorteil hat,
ölbeständig zu sein), oder aus"Viton" hergestellt sein, das ein eingetragenes Warenzeichen für von der Firma
Du Pont verkaufte Copolymere von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen ist.
Die Aufbockschrauben der Spannvorrichtung können in einem Unterlegstück gelagert sein, das sich zwischen
dem Halter und dem Seil oder der Kette befindet und so angeordnet ist, daß bei Anziehen der Schrauben ihre Enden
sich auf dem Halter abstützen und das Unterlegstück sich in bezug auf die Rohrleitung radial nach außen bewegt,
wodurch das Seil oder die Kette gespannt wird.
Zweckmäßig ist die Vorrichtung mit zwei Unterlegstücken ausgerüstet, von denen jedes in eine Aussparung in der
Außenfläche des Halters an gegenüberliegenden Enden desselben eingefügt ist.
In dem Halter befindet sich eine Ausnehmung zur Aufnahme geringfügiger Radialbewegungen des beweglichen Gliedes
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in bezug auf die Rohrleitung zur Verhinderung einer Beschädigung des Dichtungselementes während des Ansetzens
der Vorrichtung an die Rohrleitung über der Lecköffnung. Der Halter kann auch lösbare Mittel aufweisen, die das
bewegliche Glied und da? Dichtungselement von der Rohrleitung entfernt halten, z.B. einen Umfangs-O-Ring auf
dem beweglichen Glied, der die Innenseite des Halters berührt.
Zweckmäßig weist das Kiemmittel zum Andrücken des Dichtungselementes
gegen die Rohrleitung eine weitere Anzahl von Schrauben auf, die in Gewindebohrungen im oberen Teil
des Halters stecken und deren Enden bei Anzug an das bewegliche Glied angreifen und es relativ zum Halter in
bezug auf die Rohrleitung radial einwärts bewegen.
Halter und bewegliches Glied sind dagegen gesichert, daß letzteres sich bei Verdrehen der Schrauben drehen kann.
Hierzu kann beispielsweise ein exzentrisch angeordneter Paßstift dienen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt diese
ein Verfahren zum Reparieren einer Leckstelle in der Wand einer Rohrleitung, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß 1. über die Lecköffnung ein kompressibles Dichtungselement gelegt wird, das groß genug ist, um die die gesamte
Lecköffnung umgebende Wandfläche der Rohrleitung zu bedecken und daß 2. über da,s Dichtungselement ein Klemmorgan
gehalten und so betätigt wird, daß es das Dichtungselement gegen die Außenwand der Rohrleitung od. dgl. andrückt, um
hierbei die Lecköffung abzudichten.
Der Halter für das Dichtungselement ist mit der Rohrleitung od. dgl. verschweißbar und es wird eine Schweissung ausgeführt.
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Das Verfahren läßt sich bei unter Wasser befindlicher
Rohrleitung durchführen. Ist die Rohrleitung mit einer BaIlastummantelung versehen, ist es notwendig, diese im
Bereich der Lecköffnung vorteilhaft über den Umfang der Rohrleitung zu entfernen, bevor mit der Reparatur begonnen
wird.
Befindet sich die Lecköffnung an einer Verbindungszone,
d ie allgemein mit einer Bitumen enthaltenden Mischung umgeben ist, ist es notwendig, diese Mischung im Bereich
der Lecköffnung abzutragen, damit das Dichtungselement gegen die Wand der Rohrleitung abdichtend angelegt werden
kann.
Das Verfahren läßt sich zur Reparatur jeder Form einer Lecköffnung einsetzen. Es ist insbesondere zum Reparieren
von Löchern geeignet, deren größte Abmessung nicht größer als etwa 100 mm ist und auch für Löcher, bei denen eine
Abmessung wenigstens zehnmal größer als die zu dieser rechtwinklige ..Abmessung ist: derartige Löcher werden als
Schlitze bezeichnet. Das Verfahren läßt sich unabhängig davon anwenden, ob die Längsabmessung des Schlitzes
parallel oder irgendwie quer zur Achse der Rohrleitung liegt.
Wenn die Lecköffnung rechteckiger ist als ein Schlitz, wird der Durchmesser des kleinsten und innersten O-Ringes
so gewählt, daß ein wenentlicher Teil d^s O-Ringes von
der Außenfläche der Rohrleitungswand abgestützt wird.
Die Spannschrauben und die anderen Schrauben in Gewindebohrungen im oberen Teil des Blocks werden auf ein
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Drehmoment von wenigstens 50 Ib ft, vorzugsweise
100 - 250 Ib ft angezogen. Es ist zweckmäßig, beide Schraubensätze mit etwa dem gleichen Drehmoment anzuziehen.
Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht der an einer Rohrleitung angebrachten Vorrichtung.
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1.■
Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht eines Organs zur Aufnahme des Durchhanges der Ketten.
Fig. h eine Seitenansicht von drei Organen, von denen
zwei zur Aufnahme des Durchhanges der Kette gedreht worden sind.
Fig. 5 einen senkrechten Schnitt zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform der auf einer Rohrleitung
angebrachten Vorrichtung.
Fig. 6 eine Draufsicht der Ausfuhrungsform nach Fig. 5.
Fig. 7 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 5,
wobei in den Fig. 6 und 7 ein Teil der Kette weggeschnitten wurde.
Die dargestellte Vorrichtung 2 weist ein Kiemmittel auf, das einen beweglichen Teil in Form eines Stahlblockes 4
enthält, der in einem Halter 26 gelagert ist und mit drei
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Gewindebolzen in Bohrungen J52, 38, 40 zusammenwirkt, von
denen nur die beiden Bolzen 44 und 46 gezeichnet sind. Außerdem ist ein kompressibles Dichtungselement vorgesehen,
das als Polychloropren-Kautschuk-Formling 10 ausgebildet ist. Um das Dichtungsprofil 10 ist innerhalb des Blockes
ein Ring aus starren Stangen 12 angeordnet, die ein Herausdrücken des Dichtungsformlings verhindern. Der
Stahlblock 4 ist mit einer gewölbten Fläche 6 ausgestattet, deren Radius im wesentlichen demjenigen der Krümmung der
Außenfläche der Wand 7 einer Rohrleitung 8 entspricht.
Der Halter 2.6 wird auf der Rohrleitung 8 mit Hilfe von
Laschenketten 28 und 30 gehalten, die um den Umfang der ·
Rohrleitung 8 herum und über Unterlegstücke 66 und 68 gelegt sind, die in Aussparungen 70 und 72 des Halters 26
eingefügt sind. In jedes Unterlegstück 66 und 68 sind zwei Aufbockschrauben 52, 54 bzw. 56, 58 eingeschraubt,
die zur Spannung der Ketten dienen.
Bei der Benutzung werden der Halter 26, der Stahlblock 4, das Dichtungselement 10 und die Stifte 12 sowie die
Unterlegstücke 66, 68 zusammengefügt und auf einer Rohrleitung
8 angeordnet, die vorher von jeglicher Ummantelung, z.B. Beton oder Bitumen, befreit worden ist und deren
Innendruck auf den Umgebungsdruck abgesenkt wurde. Sodann werden die Ketten 28 und 30 um die Rohrleitung 8 herumgelegt,
mittels nicht gezeichneter Zapfen an ihren Enden verbunden und über den Halter 26 gelegt. Mit etwas Durchhang
in den Ketten wird die Vorrichtung so angeordnet, daß das Dichtungselement 10 sich symmetrisch über dem
Loch, befindet, das bei .diesem Beispiel ein Schlitz 48
von etwa 76,2 mm Länge ist, dessen längere Abmessung in
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Urafangsrichtung verläuft.
Der anfängliche Durchhang in den Ketten wird durch Einsetzen einiger Spanner 14 beseitigt, die gebogene Klauen
zur Aufnahme des Durchhanges in den Ketten aufweisen (Pig. 4). In Pig. 4 wurden die Spanner 14' und 14" zur
Aufnahme des Kettendurchhanges gedreht, während der Spanner 14 nicht gedreht worden ist.
Sodann werden die Aufbockschrauben 52, 54 und 56, 58
m ittels eines Drehmomentschlüssels auf I50 Ib ft angezogen.
Anschließend werden die drei Gewindebolzen in dem Halter, von denen nur zwei 44 und 46 gezeigt sind, ebenfalls auf
150 Ib ft angezogen.
Die Rohrleitung kann dann in bekannter Weise bei 3000 lbs/sq. Druckversuchen mit Wasser ausgesetzt werden
und es wird kein Leck festgestellt.
Die Vorrichtung 70 gemäß Fig. 5-7 besteht aus einem
Halter 7I und einem Dichtungselement 76 in Form eines
kompressiblen Polychloropren-Formlings 76, der in unzusammengepreßtem
Zustand eine gewölbte Fläche 75 mit waffelartiger Profilierung aufweist, die sich durch Rippen
ergibt, die gesonderte Bereiche eingrenzen und die gegen eine Rohrleitung 69 abdichtend anlegbar sind. In unzusammengepreßtem
Zustand setzt der Formling J6 die gewölbte Fläche 8l des Halters 71 fort, so daß bei Druckanwendung
die Fläche 8l die Rohrleitung 69 berührt und in der Zone 82 verschweißt werden kann. Der Halter 71 enthält zxvei
RohrleitungsstUcke 74 und 78, die der Rohrleitung 69 ähneln und an der Schweißstelle 80 miteinander verbunden
sind.
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Die Vorrichtung enthält zwei Verstärkungsteile eier
Versteifungen 84 und 86, die mit dem Halter 71 bei 90 und
91 verschweißt sind. Außerdem sind zwei Stifte 88 zur Halterung der Kette 72a angebracht.
Zur Verhinderung einer Verschiebung des Dichtungselementes 76 dient ein Ring von Stangen 82a. Eine Laschenkette 72a,
die mit Hilfe eines Blockes, eines Unterlegstückes und von Gewindebolzen, die nicht gezeichnet sind, jedoch den
Teilen auf der rechten Seite der vertikalen Ebene durch die Linie B-B in Fig. 1 etwa entsprechen, gespannt wird, dient
dazu, den Halter auf der Rohrleitung'69 festzulegen. Die. Vorrichtung
wird ähnlich benutzt wie vorher unter bezug auf Fig. 1-4 beschrieben, d.h. die Kette 72a wird zur
Zusammendrückung des Dichtungselementes J6 und zur Anpressung
der gewölbten Fläche 8l des Halters gegen die Oberfläche der Rohrleitung 69 gespannt. In diesem Zustand
wird dann die Rohrleitung wenigstens vorläufig repariert. Eine haltbarere Reparatur läßt sich durchführen, indem
der Halter 7I an der Zone 82 mit der Rohrleitung und die
Verstärkungen 84, 86 an den Zonen 94,96,97 und 98 mit der Rohrleitung 69 verschweißt werden.
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Claims (3)
1. Vorrichtung zur Reparatur einer Lecköffnung in der Wand einer Rohrleitung od.dgl., gekennzeichnet durch
ein kompressibles Dichtungselement (10;7β) und einen Halter (26; 71), der das Dichtungselement (10; 76)
gegen die Außenfläche einer Rohrleitung (8; 69) angedrückt hält, durch einen langgestreckten flexiblen
Teil (28; 3O; 72a), der um die Rohrleitung (8; 69)
herumlegbar und spannbar ist", um auf den Halter (26,71) und das Dichtungselement (10,76) in Bezug auf die
Rohrleitung radial nach innen gerichteten Druck auszuüben und durch Mittel (52,52I-J 56,58. 66,68) zur
Spannung des langgestreckten flexiblen Teils (28. 30; 72a)
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (26j 71) Mittel (12; 82a) aufweist, die
ein Herauspressen des kompressiblen Dichtungselementes (lOj 76) verhindern.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Halter (26; 7I) eine konkave Fläche (6; 8l) aufweist, die die Rohrleitung (8; 69) berührt und mit
ihrer Umfangsflache verschweißbar ist.
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