DE3032176A1

DE3032176A1 - Rissstopper fuer eine rohrleitung

Info

Publication number: DE3032176A1
Application number: DE19803032176
Authority: DE
Inventors: Ronald Duane Omaha Nebr. Grose
Original assignee: Internorth Inc
Current assignee: Internorth Inc
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1980-08-26
Publication date: 1981-10-29
Also published as: IT1128692B; US4284107A; GB2075145A; MX151688A; IT8049787A0; CA1127983A; AU6147580A; AU537865B2; GB2075145B

Description

DR-RiCHARDKNElSSL

Widenrnayerstr. 46
D-8000 MÜNCHEN 22

26. August 1980 J

Internorth, Inc., Omaha, Nebraska / V.St.A.

Rißstopper für eine Rohrleitung

130044/0539

Beschreibung

Es gibt zahlreiche Vorrichtungen und Verfahren zum Stoppen der Ausbreitung von Rissen in pneumatischen Rohrleitungen. Typische US-Patente, die diesen Gegenstand betreffen, sind 3 096 105, 3 349 807, 3 698 746, 3 768 269, 3 860 039, 3 870 350, 3 990 478, 4 144 125 und 4 148 127.

Die Beherrschung von Rissen in Rohrleitungen für pneumatische Zwecke stellt ein ernsthaften Problem dar. Dies gilt auch für Rohrleitungen zum Transport von Flüssigkeiten, die beträchtliche Mengen Gase entweder als solche oder in gelöster Form mit sich führen. Die unterbrechung der Fortpflanzung eines Risses mit Hilfe von mechanischen Verstärkungen ist in mehreren der oben angegebenen üS-PSen beschrieben. Die Risse pflanzen sich in solchen Rohrleitungen aufgrund dynamischer Gaskräfte fort, welche besondere Spannungen jeweils am Kopf des sich ausbreitenden Risses hervorrufen, welche die Festigkeit des Materials an diesem Punkt überschreiten. Wenn das Material an einem bestimmten Punkt verstärkt wird, so daß die Spannungen die Festigkeit nicht überschreiten, dann kann sich der Riß nicht mehr ausbreiten. Gemäß einigen der erwähnten üS-PSen besitzt eine solche Verstärkung die Form eines oder mehrerer Bänder, die um den Umfang des Rohrs herum gewickelt sind.

Es hat sich erwiesen, daß eine vom Rohr unabhängige Verstärkung vorzuziehen ist. Das heißt also, daß eine Verstärkung, die entweder einen integralen Teil d=s Rohrs bildet (verstärkter Rohrabschnitt) oder die aufgeschweißt ist, weniger günstig ist als eine unabhängige Verstärkung, weil nämlich die Spannungskonzentrationen vom Kopf des Risses auf die Verstärkung einwirken können. Ein integrales Teil unterliegt nämlich ebenfalls einer Spannungskonzentration am Kopf des Risses, so daß der Riß in die Verstärkung sich fortsetzen kann. Wenn die Verstärkung nicht integral ausgebil-

130044/0539

det ist, dann werden die Spannungen gleichförmiger auf die gesamte Verstärkung übertragen, weshalb sie größere Kräfte aushalten kann.

Diese vorstehenden Tatsachen sind anhand der Fig. 1 und 2 erläutert, welche die Rißfortpflanzung bei einer aufgeschweißten und bei einer nichtaufgeschweißten Hülse zeigen. Gemäß Fig. 1 dient die.Schweißnaht als Durchgangsweg für die Ausbreitung des Risses in die Hülse. Die sich daraus ergebende Verstärkung der Spannungen am Kopf des Risses verringern stark die Wirksamkeit der zusätzlichen Hülse. Gemäß Fig. 2, welche eine lose aufgesetzte Hülse zeigt, verläuft der Riß unter der Hülse durch. Dabei wird die Hülse als Ganzes in der Richtung der Pfeile gedehnt, wobei die Spannung durch die Gesamtheit der Hülse aufgenommen werden können.

Zwar bringt eine Hülse, wie sie in Fig..2 dargestellt ist, gewisse Vorteile mit sich, jedoch ergeben sich aus der Tatsache, daß der Spalt zwischen der Rohrleitung und der Hülse offen.zugänglich ist Korrosionsschwierigkeiten sowohl ander Rohrleitung als auch am Rißstopper. Kriechkorrosionen müssen auf jeden Fall vermieden werden. Die Kosten und die Probleme, die mit einem solchen Schutz vor Kriechkorrosion verbunden sind, schlagen erheblich zu Buche. Des weiteren ergeben sich bisher ungelöste Schwierigkeiten bei der Anwendung einer Hülse, wie sie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist, wenn ümmantelungsmaschinen zum Ummanteln der Rohrleitungen verwendet werden. Bei bestimmten Hülsen muß eine solche Ummantelungsmaschine von der Rohrleitung sogar abgenommen und wieder aufgesetzt und unter Umständen sogar neu eingestellt werden. Wenn die Rißstopper in einer nahen Folge aufeinander angeordnet sind, dann kann dieses Ummanteln übermäßig teuer kommen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Rißstopper zu schaffen, der die oben beschriebenen Nachteile vermeidet.

130Ό44/0539

Die Lösung dieser Aufgabe gemäß der Erfindung ergibt sich aus dem vorstehenden Hauptanspruch.

Der erfindungsgemäße Rißstopper besitzt einen Rohrkörper, dessen Enden mit Rohrabschnitten verbunden werden können. Der Rohrkörper besitzt Wandungen, die sich von seinen Enden nach innen bis zu einem zylindrischen Abschnitt mit verringertem Durchmesser verjüngen. Ein zylindrische Verstärkung umgibt den zylindrischen Teil mit verringertem Durchmesser zwischen den sich verjüngenden Abschnitten. Sie ist vorzugsweise lose aufgesetzt. Die Verstärkung besteht vorzugsweise aus einer Hülse, kann aber auch aus einem herumgewickelten Band oder Kabel bestehen. Vorzugsweise ist um den Rohrkörper eine zylindrische Abdeckung herumgelegt, die bis zu den Enden des Rohrkörpers reicht, so daß der Durchmesser des Rißstoppers im wesentlichen der gleiche ist wie derjenige der Rohrleitung. Der dabei sich zwischen der Abdeckung und dem Rohrkörper bildende Raum kann mit einem Füllmaterial aufgefüllt sein. Der Verjüngungswinkel im ersten Teil des Rohrkörpers ist vorzugsweise nicht größer als 20°, um den Durchgang von Reinigungs- und Beobachtungsvorrichtungen zu erleichtern. Der Erweiterungswinkel am Ende des Rohrkörpers überschreitet vorzugsweise 8° nicht, um Strömungsstörungen und damit verbundene Druckverluste zu vermeiden.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Rißstoppers;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines anderen bekannten Rißstoppers;

130OU/0539

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rißstoppers;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Rißstoppers, wobei die zylindrische Abdeckung weggelassen ist; und

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt an der Linie 5-5 von '■ . Fig. 3, gesehen in Pfeilrichtung.

Fig. 1 zeigt einen bekannten Rißstopper, wobei eine Hülse 16 auf eine Rohrleitung 18 aufgeschweißt ist. Fig. 2 zeigt einen anderen bekannten Rißstopper, wobei eine Hülse 20 um eine Rohrleitung 22 herumgelegt ist.

Der erfindungsgemäße Rißstopper ist in den Fig. 3 bis 5 gezeigt. Der erfindungsgemäße Rißstopper 10 besteht aus einem Rohrkörper 24, der aus dem gleichen Material wie die Rohrleitung selbst hergestellt ist. Der Rohrkörper 24 ist durch Schweißnähte 26 und 28 mit der Rohrleitung verbunden. Er ist so geformt, daß er einen verhältnismäßig kurzen konvergierenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 30 und einen verhältnismäßig langen divergierenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 32 aufweist. Zwischen den kegelstumpfförmigen Abschnitten 30 und 32 befindet sich ein zylindrischer Abschnitt 34 mit verringertem Durchmesser. Der zylindrische Abschnitt 34 besitzt einen äußeren Durchmesser, der kleiner ist, als der innere Durchmesser der Rohrabschnitte 12 und 14. .

Eine Verstärkungshülse 36. umgibt lose den zylindrischen Abschnitt 34, wie es am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 30 verjüngt sich stetig mit einem Winkel von 20°, um die Einführung von Reinigungsund Untersuchungsvorrichtungen zu erleichtern. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 32 erweitert sich stetig mit einem Winkel von 8°, um Störungen in der Strömung und damit ver-

1300U/0539

bundene Druckverluste zu vermeiden. Aus dem gleichen Grunde besitzen alle Ecken einen großen Radius.

Eine Blechhülse 38 ist durch Schweißnähte 40 und 42 mit dem Rohrkörper 24 in einer Weise verbunden, daß der Rißstopper den gleichen Außendurchmesser wie die Rohrleitung selbst aufweist. Die Blechhülse 38 ermöglicht einen durchgehend gleichmäßigen Durchmesser und vereinfacht das Anbringen von Schutzhüllen auf der Rohrleitung/ insbesondere wenn eine automatische Vorrichtung hierfür verwendet wird. Die zwischen den Enden der Blechhülse 38 und dem Rohrkörper 24 verbleibenden Ritzen sind mit Kunststoff aufgefüllt/ um einen vollständig gleichbleibenden Durchmesser sicherzustellen. Die Blechhülse 38 und der Rohrkörper 24 schließen einen Raum 48 ein, der mit einem ausgehärteten Füllmaterial aufgefüllt ist, um die mechanische Festigkeit der Blechhülse 38 zu erhöhen. Zum Einbringen des Füllmaterials in den Raum 48 sind an der Unterseite der Anordnung verschließbare Ansätze 50 vorgesehen. Die Blechhülse 38 weist an der Oberseite öffnungen 52 auf, um beim Füllen des Raums 48 über die Ansätze 50 ein Entweichen der Luft zu ermöglichen.

Wenn beispielsweise im Rohrabschnitt 12 ein Bruch auftritt, dann setzt er sich bis zum Rohrkörper 24 fort, bis er den zylindrischen Abschnitt 34 mit verringertem Durchmesser erreicht. Die Bildung eines Risses im zylindrischen Abschnitt 34 hat eine Erweiterung dieses Abschnitts zur Folge, so daß er mit der Verstärkungshülse 36 in Anlage kommt. Die Verstärkungshülse 36 verhindert eine weitere Ausbreitung des Risses bis zum kegelstumpfförmigen Abschnitt 32 oder zum Rohrabschnitt 14. Anders als soeben beschrieben, kann der Riß auch stromaufwärts wandern. In einem solchen Fall stoppt die Verstärkungshülse 36 ebenfalls den Riß und verhindert, daß der Riß den kegelstumpfförmigen Abschnitt oder gar den Rohrabschnitt erreicht.

130044/0539

Der erfindungsgemäße Rißstopper besitzt also im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser wie die Rohrleitung selbst, was ein wirtschaftliches Ummanteln der Rohrleitung ermöglicht. Die Innenform des Rißstoppers ist derart, daß dem Durchgang herkömmlicher Reinigungs- und Untersuchungsvorrichtungen kein Widerstand entgegengesetzt wird.

130044/0539

Leerseite

Claims

3032178

Patentansprüche

1y Rißstopper für eine aus mehreren Rohrabschnitten gebildete Rohrleitung, bestehend aus einem Rohrkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (24) zwei .auf seiner äußeren Oberfläche sich nach innen verjüngende kegelstumpfförmige Abschnitte (30, 32) und dazwischen einen zylindrischen Abschnitten (34) mit verringertem Durchmesser aufweist, und daß eine Verstärkung (36) den zylindrischen Abschnitt (34) umgibt.
2. Rißstopper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Verstärkung (36) kleiner ist als der Außendurchmesser der Rohrleitung (12, 14).
3. Rißstopper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Abdeckung (38) den Rohrkörper (24) zwischen dessen Enden umgibt.
4. Rißstopper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Abdeckung (38) die gleichen Außendurchmesser wie die Rohrleitung (12, 14) aufweist.
5. Rißstopper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der zylindrischen Abdeckung (38) größer ist als der Außendurchmesser der Verstärkung (36).
6. Rißstopper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Abdeckung (38) und der Rohrkörper (24) zwischen sich einen Raum definieren, der mit einem Füllmaterial (54) gefüllt ist.
7. Rißstopper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung aus einer Verstärkungs-

1-30044/0539

hülse (36) besteht.

.a. ■-■■■·-·
8. Rißstopper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungshülse (36) den zylindrischen Abschnitt (34) lose umgibt.
9. Rißstopper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung aus einem Band besteht.
10. Rißstopper nach einem der Ansprüche 1 bis 6_# dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung aus einem um den zylindrischen Abschnitt 04)gewickelten Kabel besteht.
11. Rißstopper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der stromaufwärtige kegelstumpfförmige Abschnitt (30) des Rohrkörpers (24) mit annähernd 20° verjüngt.
12. Rißstopper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der stromabwärtige kegelstumpfförmige Abschnitt (32) «des Rohrkörpers (24) mit annähernd 8° erweitert.
13 00 44/0539