DE69101442T2

DE69101442T2 - Verbundrohr mit einer oder mehreren um ein innenrohr gewickelten streifenmateriallagen und haspel mit einem solchen darauf gewickelten verbundrohr.

Info

Publication number: DE69101442T2
Application number: DE69101442T
Authority: DE
Inventors: Der Ploeg Frederik Van
Original assignee: Wavin BV
Current assignee: Wavin BV
Priority date: 1990-07-19
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2011-07-06
Also published as: EP0539429A1; ES2054499T3; AU8098491A; NL9001653A; DK0539429T3; JPH05508466A; WO1992001885A1; ATE103051T1; DE69101442D1; EP0539429B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verbundrohr, zumindest bestehend aus einem thermoplastischen Innenrohr und einer oder mehreren um das Innenrohr gewickelten Lagen aus Streifenmaterial.
Ein derartiges Verbundrohr ist aus der WO-A-86/07432 bekannt. Diese internationale Veröffentlichung beschreibt ein Verbundrohr, das aus einem thermoplastischen Innenrohr, auf das eine oder mehrere Lagen aus Metallstreifen gewickelt sind, und einem Außenrohr besteht. Die Windungen des Metallstreifens einer Lage können übereinanderliegende Bereiche umfassen, oder die Windungen können beabstandet sein, in welchem Fall eine zweite Lage aus Metallstreifen gewickelt wird, um den Raum zwischen den Windungen der ersten Lage zu bedecken. Die Metallstreifenwindungen der einen oder mehreren Lagen sind stets mit der Innenlage oder der Außenlage über einen Teil der Breite, jedoch über im wesentlichen die gesamte Länge des Streifenmaterials und daher über im wesentlichen die gesamte Länge des Innenrohrs verbunden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbundrohr mit einer verbesserten Flexibilität zu schaffen, wobei jedoch das Rohr in der Lage ist, einer hohen Belastung standzuhalten, d.h. sowohl einer Innendruckbelastung als auch einer Zugbelastung. Zu diesem Zweck ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder mehreren um das Innenrohr gewickelten Lagen aus Streifenmaterial miteinander und/oder mit dem Innenrohr nur über einen Teil der Lange des Innenrohrs verbunden sind. Gemäß der Erfindung ist ein Rohr, das besonders flexibel ist und mit einem verhältnismäßig kleinen Krümmungsradius aufgewickelt werden kann, geschaffen. Dies bedeutet, daß große Rohrlängen leicht transportiert werden können und somit auch große Rohrlängen ohne Verbindungsstücke verlegt werden können. Letzteres kann z.B. vorteilhaft im Falle von Anwendungen wie dem Verlegen von Rohren auf dem Meeresboden oder dgl. sein. Das Rohr nach der Erfindung kann ferner leicht um alle Arten von Hindernissen herumgebogen werden. Durch die Erfindung ist ein Rohr geschaffen, das außerordentlich flexibel ist und dennoch einer hohen Belastung, d.h. sowohl Innendruckbelastung als auch Zugbelastung, standhalten kann.
Die eine oder mehreren um das Innenrohr herumgewickelten Streifenmateriallagen sind vorzugsweise an den Enden des Innenrohrs miteinander und/oder dem Innenrohr verbunden. Dies vereinfacht die Herstellung des Rohres und erhöht die Flexibilität aufgrund der Tatsache, daß die Lagen, mit Ausnahme der Enden, vollständig freiliegen.
Um die Flexiblität des Rohres nach der Erfindung weiter zu verbessern, ist das Streifenmaterial jeder Lage vorteilhaft so gewickelt, daß ein Zwischenraum von 2 bis 20% der Breite des Streifenmaterials, und vorzugsweise von 5 bis 10% der Breite des Streifenmaterials, zwischen den Windungen des Streifenmaterials vorhanden ist. Die Flexibilität des Rohres wird dadurch verbessert, daß ein Zwischenraum zwischen den Windungen des Streifenmaterials jeder Lage vorgesehen ist. Das Wickeln mit einem Zwischenraum zwischen den Windungen ist außerdem einfacher als das Wickeln ohne einen Zwischenraum, wobei die Windungen des Streifenmaterials jeder Lage dicht aneinanderliegen müssen.
Insbesondere wird das Streifenmaterial der zweiten Lage in der Weise gewickelt, daß es den Zwischenraum zwischen den Windungen der ersten Lage abdeckt. Es kann namlich geschehen, daß, wenn das Rohr zum Fördern eines unter hohem Druck stehenden Mediums verwendet wird, das Material des Innenrohrs in den Zwischenraum zwischen den Windungen der ersten Lage gedrückt wird. Das Wickeln der zweiten Lage in der Weise, daß sie den Zwischenraum zwischen den Windungen der ersten Lage abdeckt, bedeutet, daß das Material des Innenrohrs daran gehindert ist, weiter einzudringen, und ggf. sogar das Entstehen einer Undichtigkeit verhindert wird.
Es versteht sich, daß der Wickelwinkel des gewickelten Streifenmaterials in der Weise gewählt werden muß, wie es für die jeweilige Anwendung vorteilhaft ist. Dabei ist ein kleiner Wickelwinkel im falle hoher Zugbelastungen wünschenswert und ein großer Wickelwinkel im Falle einer niedrigen Zugbelastung und einer hohen Innendruckbelastung. Kombinationen verschiedener Wickelwinkel sind ebenfalls möglich.
Die Breite des Streifenmaterials der ersten beiden Lagen ist vorteilhaft kleiner als die Breite des Streifenmaterials der anderen Lagen. Der Zwischenraum zwischen den Windungen des Streifenmaterials der ersten Lage ist dann kleiner, was bedeutet, daß eine geringere Eindringung des Materials des Innenrohrs im Falle beispielsweise einer hohen Innendruckbelastung auftreten kann, etwas, was die Haltbarkeit des Rohres nach der Erfindung begünstigt.
Das Streifenmaterial kann von vielerlei Materialarten sein, es ist jedoch vorzuziehen, ein Streifenmaterial aus einem Faserstreifen zu verwenden, der mit Kunststoff getränkt sein kann oder nicht, und vorzugsweise einen polypropylengetränkten Glasfaserstreifen. Ein Faserstreifen mit oder ohne Kunststofftränkung ist außerordentlich fest und haltbar. In der Beschreibung sind Kunststoffstreifen, verstärkt mit Faserstreifen, Gewebestreifen, Metallgazestreifen, Metallgewebestreifen usw. ebenfalls eingeschlossen.
Um in der Lage zu sein, die gewickelten Lagen vor der äußeren Umgebung, wie zum Beispiel dem Erdboden, Wasser, Verschmutzungen und Beschädigungen, je nach dem Anwendungsfall, zu schützen, ist vorzugsweise ein Außenmantel um das Innenrohr vorgesehen, das mit einer oder mehreren Lagen lose gewickelten Streifenmaterials versehen ist, wobei der Außenmantel vorteilhaft um das mit einer oder mehreren Lagen lose gewickelten Streifenmaterials versehene Innenrohr herum extrudiert wird. Mittels der Extrusion wird das Außenrohr im noch nicht erhärteten Zustand um das mit einer oder mehreren Lagen lose gewickelten Streifenmaterials versehene Innenrohr gebildet, womit ein enger Paßkontakt zwischen dem Außenmantel und den Außenlagen des aufgewickelten Streifenmaterials erzeugt wird. Der Außenmantel gewährleistet ferner den Zusammenhalt der Lagen gewickelten Streifenmaterials.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verbundrohr, zumindest bestehend aus einem Innenrohr und einer oder mehreren um das Innenrohr gewickelten Streifenmateriallagen, wobei die Windungen der einen oder mehreren Lagen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr aus thermoplastischem Material besteht und daß die Windungen nur örtlich miteinander verbunden sind und die oder jede Lage in bezug auf das Innenrohr verschieblich ist. Die örtliche Verbindung kann durch zum Beispiel Techniken erreicht werden, die dem Fachmann bekannt sind, wie etwa Schweißen, Kleben usw. Das so hergestellte Rohr hat eine gute Flexibilität und kann einer außerordentlich hohen Innendruckbelastung und Zugbelastung standhalten. Der Wickelwinkel kann praktisch so gewählt werden, daß er einer maximalen Innendruckbelastung standhalten kann, während die erforderliche Zugbelastungsfestigkeit dadurch eingestellt werden kann, daß der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Verbindungen zwischen den Windungen variiert wird. Aufgrund der Tatsache, daß die oder jede Lage nicht mit dem Innenrohr verbunden ist, ist es möglich, die oder jede Lage gesondert auf einen Dorn zu wickeln, die Windungen örtlich zu verbinden und sie dann über das Innenrohr zu schieben. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß bei der örtlichen Verbindung durch Schweißen oder dgl. das Innenrohr nicht zufällig beschädigt oder das Streifenmaterial am Innenrohr befestigt wird.
Es ist vorzuziehen, einen verstärkten Polypropylenstreifen als Streifenmaterial zu verwenden, da er sehr gute Festigkeits- und Haltbarkeitseigenschaften besitzt. Außerdem verbinden sich die Windungen des oben erwähnten Materials sehr leicht durch Schweißen, Kleben oder dgl.
Aufgrund der Tatsache, daß die Windungen aneinanderliegen, ist ferner gewährleistet, daß im Falle hoher Innendruckbelastungen Material des Innenrohres nicht zwischen die Windungen gedrückt wird.
Schließlich bezieht sich die Erfindung auf eine Haspel, die mit einem darauf aufgewickelten Rohr nach der Erfindung versehen ist.
Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erlautert, in der
Fig. 1 einen Teilschnitt eines abgeschnittenen Verbundrohrs nach einer Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 2 einen Teilschnitt eines abgeschnittenen Verbundrohrs nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 ein Polyethylen-Innenrohr, das mit Lagen 2, 3, 4, 5 und 6 eines lose gewickelten Streifenmaterials 7 versehen ist. Die Zwischenräume 8 zwischen den Windungen des Streifenmaterials 7 sind in jeder Lage deutlich sichtbar. Die Lage 2 ist mit dem gleichen Wickelwinkel wie die Lage 3 gewickelt, wobei die Lage 3 die Zwischenräume 8 der Lage 2 überdeckt. Die Position der Zwischenräume 8 der Lage 2 ist durch gestrichelte Linien in der Lage 3 angegeben. Auf diese Weise ist ersichtlich, daß das Streifenmaterial 7 der Lage 3 über den Zwischenraum zwischen den Windungen des Streifenmaterials der Lage 2 gewickelt ist. Die Lagen 2 und 3 sind mit einem Wickelwinkel von 120º zur Längsachse gewickelt. Im Fall der Lage 4 ist das Streifenmaterial 8 mit einem Wickelwinkel von 60º zur Längsachse gewickelt. Schließlich sind zwei Lagen 5 und 6 mit einem kleineren und entgegengesetzten Wickelwinkel über die Lage 4 gewickelt.
Die Bezugszahl 9 bezeichnet einen Außenmantel, der um die Lage 6 extrudiert ist. Dieser Außenmantel kann aus irgendeinem gewünschten Kunststoff bestehen, im vorliegenden Fall besteht er jedoch beispielsweise ebenfalls aus Polyethylen. Der Außenmantel kann selbstverständlich aus irgendeinem anderen geeigneten Material wie etwa beispielsweise gazeartigem oder Gewebematerial bestehen.
Der Außenmantel gewährleistet den Zusammenhalt des Rohres nach der Erfindung und schützt es vor Beschädigung und dem Eindringen von Substanzen aus der Umgebung, wie dem Erdreich, Wasser, Verunreinigungen und dgl.
Das Material des Innenrohrs ist bei dem vorliegenden Beispiel Polyethylen und somit thermoplastisch. Polyethylen, im allgemeinen ein thermoplastisches Material, macht es möglich, die Windungen mit dem Innenrohr durch Erwärmung an den Stellen zu verbinden, wo dies gewünscht ist. Abgesehen von Polyethylen, können viele andere thermoplastische Materialien, wie etwa Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polybuten usw., verwendet werden. Das Streifenmaterial der verwendeten Lagen kann das gleiche oder unterschiedlich sein. Es besteht vorzugsweise aus einem mit Polypropylen getränkten Glasfaserstreifen mit einer Breite von z.B. 2,75 cm. Insbesondere sind die beiden inneren Lagen mit einem Streifenmaterial einer kleineren Breite als die Außenlagen gewickelt, um den Zwischenraum zwischen den Windungen des Streifenmaterials der ersten Lage so klein wie möglich zu machen. Auf diese Weise kann, wenn eine hohe Innendruckbelastung vorliegt, weniger Material durch ihn hindurchdringen.
Es versteht sich, daß ein Rohr nach der Erfindung, das mit Lagen gewickelten Streifenmaterials mit Wickelwinkeln etwa entsprechend denjenigen der Lagen 2, 3 und 4 versehen ist, mehr für Anwendungen geeignet ist, bei denen ein hoher Innendruck im Rohr auftritt, als ein Rohr, das mit Streifenmaterial mit einem Wickelwinkel gewickelt ist, der dem der Lagen 5 und 6 entspricht. Die Lagen 5 und 6 sind, mit dem angegebenen Wickelwinkel, mehr für ein Rohr geeignet, das einer großen Zugbelastung ausgesetzt ist. Der gewünschte Wickelwinkel der Windungen der Lagen kann je nach Anwendung eingestellt werden. Das in der Fig. gezeigte Rohr ist geeignet für jede Anwendung, bei der sowohl eine Innendruckbelastung als auch eine Zugbelastung auftritt.
Das gewickelte Streifenmaterial der Lage 2 ist mit dem Innenrohr 1 an den Enden verschweißt, die Lage 3 ist mit der Lage 2 an den Enden verschweißt, die Lage 4 ist mit der Lage 3 an den Enden verschweißt usw. Es ist jedoch nicht absolut erforderlich für die Anbringung der um das Innenrohr 1 herumgewickelten und zusammengeschweißten Lagen des Streifenmaterials 7, daß sie auch mit dem Innenrohr 1 verbunden sind.
Für die Verbindung mehrerer Rohre nach der vorliegenden Ausführungsform können Standard-Verbindungsstücke verwendet werden; es ist jedoch zu berücksichtigen, daß, wenn ein Rohr nach der Erfindung durchgeschnitten wird, die Enden des Streifenmaterials der Lagen miteinander an den erwähnten Schnittenden und ggf. am Innenrohr befestigt werden, bevor es mit einem Verbindungsstück verbunden wird. Dieses dient dazu, ein Loswickeln zu verhindern.
Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der nur eine Lage um das Innenrohr 1 gewickelt ist, wobei die Windungen des Streifenmaterials 7 aneinanderliegen und örtlich miteinander durch Schweißen verbunden sind. Durch die Wahl des Wickelwinkels nahe 90º kann ein derartiges Rohr einer sehr hohen Innendruckbelastung standhalten. Der Festigkeitswert bezüglich einer Zugbelastung kann eingestellt werden, indem der Abstand zwischen zwei Verbindungspunkten 10 variiert wird. Vorzugsweise wird ein gereckter Polypropylenstreifen als Streifenmaterial verwendet.
Die Tatsache, daß die Windungen aneinanderliegen, verhindert, daß das Material des Innenrohrs zwischen die Windungen gedrückt wird, wenn eine hohe Innendruckbelastung vorliegt.
Es versteht sich, daß mehrere Lagen um das Innenrohr mit Wickelwinkeln aufgebracht werden können, die für die bestimmte Anwendung des Rohres geeignet sind. Die Lagen gemäß Fig. 1 können auch mit Lagen gemäß Fig. 2 kombiniert werden.

Claims

1. Verbundrohr, zumindest bestehend aus einem thermoplastischen Innenrohr und einer oder mehreren um das Innenrohr gewickelten Lagen aus Streifenmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder mehreren um das Innenrohr (1) gewickelten Lagen (2,3,4,5,6) aus Streifenmaterial (7) miteinander und/oder mit dem Innenrohr (1) nur über einen Teil der Länge des Innenrohrs verbunden sind.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder mehreren um das Innenrohr (1) gewickelten Lagen (2,3,4,5,6) aus Streifenmaterial (7) miteinander und/oder mit dem Innenrohr (1) an den Enden des Innenrohrs verbunden sind.

3. Rohr nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Streifenmaterial (7) jeder Lage (2,3,4,5,6) derart gewickelt ist, daß ein Zwischenraum (8) zwischen den Windungen des Streifenmaterials (7) vorhanden ist.

4. Rohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Zwischenraums (8) zwischen den Windungen des Streifenmaterials (7) einer Lage 2 bis 20% der Breite des Streifenmaterials (7) beträgt.

5. Rohr nach den Ansprüchen 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (8) 3 bis 10% der Breite des Streifenmaterials (7) beträgt.

6. Rohr nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Streifenmaterial (7) der zweiten Lage (3) derart gewickelt ist, daß es den Zwischenraum (8) zwischen den Windungen der ersten Lage (2) abdeckt.

7. Rohr nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Streifenmaterials (7) der ersten beiden Lagen (2,3) kleiner ist als die Breite des Streifenmaterials (7) der anderen Lagen (4,5,6).

8. Rohr nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Streifenmaterial (7) ein Faserstreifen ist, der mit Kunststoff getränkt sein kann oder nicht.

9. Rohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Streifenmaterial (7) ein mit Polypropylen getränkter Glasfaserstreifen ist.

10. Rohr nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außenmantel (9) um das mit einer oder mehreren Lagen (2,3,4,5,6) lose gewickelten Streifenmaterials (7) versehene Innenrohr vorgesehen ist.

11. Rohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (9) um das mit einer oder mehreren Lagen (2,3,4,5,6) lose gewickelten Streifenmaterials (7) versehene Innenrohr (1) extrudiert ist.

12. Verbundrohr, zumindest bestehend aus einem Innenrohr aus thermoplastischem Material und einer oder mehreren um das Innenrohr gewickelten Lagen aus Streifenmaterial, wobei die Windungen der einen oder mehreren Lagen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen nur örtlich miteinander verbunden und die oder jede Lage in bezug auf das Innenrohr (1) verschieblich ist.

13. Rohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Streifenmaterial (7) aus einem gereckten Polypropylenstreifen besteht.

14. Haspel, versehen mit einem auf diese aufgewickelten Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr ein Rohr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13 ist.