DE3922515A1 - Sea water-resistant pipe assembly for special applications - has pipes of heat-resistant plastic, esp. EPDM, with special connections for installation, esp. as steam pipes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Leitungskonstruktion zum Durchlei ten eines heißen Mediums durch eine stark korrosionsfördernde Umgebung, insbesondere zum Durchleiten von Wasserdampf durch zur Befüllung mit Seewasser bestimmte Ballasttanks auf See schiffen.The invention relates to a line construction for lead-through hot medium due to a strongly corrosive Environment, especially for the passage of water vapor through Ballast tanks at sea intended for filling with sea water ships.
In vielen Anwendungsbereichen ist es notwendig, ein heißes Medium durch eine stark korrosionsfördernde Umgebung zu trans portieren. Hier ist beispielsweise an von einem Heizmedium durchflossene Leitungssysteme in der chemischen Industrie z.B. zum Erwärmen oder Verflüssigen aggressiver Substanzen gedacht. Aber auch in vielen Anwendungsbereichen der Seeschiffahrt treten im Hinblick auf die Korrosion ähnlich problematische Bereiche auf.In many areas of application it is necessary to have a hot one Trans medium through a strongly corrosive environment port. Here, for example, is from a heating medium flowed through pipe systems in the chemical industry e.g. for heating or liquefying aggressive substances thought. But also in many areas of application Maritime shipping is similar in terms of corrosion problematic areas.
Ausgangs- und Ansatzpunkt für die vorliegende Erfindung ist somit auch eine auf Seeschiffen übliche Leitungskonstruktion. Zur Befeuerung der Antriebsagregate von großen Seeschiffen wird überwiegend hochviskoses Schweröl verwendet, das in vie len Fällen bei normaler Umgebungstemperatur weder fließfähig noch pumpbar ist. Die Schweröltanks sind daher mit Heizwendeln aus Stahlrohr versehen, die von überhitztem Wasserdampf durch strömt werden.Starting point and starting point for the present invention thus also a line construction common on seagoing ships. For firing the drive units of large ocean-going vessels predominantly high-viscosity heavy oil is used, which in vie len cases at normal ambient temperature neither flowable is still pumpable. The heavy oil tanks are therefore with heating coils made of steel tube, which is caused by superheated steam be flocked.
Von der Schiffskonstruktion her ist es nun aber in vielen Fällen nicht zu vermeiden, daß diese von heißem Wasserdampf durchströmten Metallrohrleitungen auch durch besonders stark korrosionsfördernde Umgebungen verlaufen, insbesondere durch die für die Trimmung des Schiffskörpers notwendigen und norma lerweise neben den Schweröltanks angeordneten Ballasttanks, die zur Befüllung mit Seewasser geeignet und bestimmt sind. In diesen Bereichen tritt nun aufgrund des Zusammentreffens der beiden Faktoren Salzwasser und hohe Temperatur verstärkt eine Korrosion der heißen Metallrohrleitungen auf.In terms of ship construction, it is now in many Cases not to be avoided by hot steam flowed through metal pipes also through particularly strong Corrosive environments, especially through the necessary and norma for trimming the hull Ballast tanks usually arranged next to the heavy oil tanks, that are suitable and intended for filling with sea water. In these areas now occurs due to the meeting of the two factors of salt water and high temperature corrosion of the hot metal pipes.
Die Reparatur derartig korrosionsgeschädigter Rohrleitungen gestaltet sich nun aber äußerst zeit- und kostenaufwendig. In vielen Fällen ist es aufgrund des nicht-geradlinigen Verlaufs der Rohrleitungen in den Ballasttanks und/oder des starren Rohrmaterials nicht möglich, entsprechende Ersatzrohrleitungen zwischen den nach Entfernung des korrosionsgeschädigten Rohres verbleibenden Rohrstutzen an den Wänden der Ballasttanks ein zupassen. Es ist daher oft erforderlich, das gesamte Wasser dampf-Leitungssystem auszuwechseln. Zu diesem Zweck ist es aber notwendig, die Schweröltanks zuvor zu entleeren und hin reichend zu belüften, um ein Arbeiten in ihnen überhaupt zu ermöglichen. Längere Liegezeiten des Schiffs in der Werft zur Durchführung derartiger Reparaturen sind daher meist unum gänglich.The repair of such corrosion-damaged pipes is now extremely time-consuming and costly. In in many cases it is due to the non-linear course the pipelines in the ballast tanks and / or the rigid Pipe material not possible, corresponding replacement pipes between the after removing the corrosion-damaged pipe remaining pipe sockets on the walls of the ballast tanks to fit. It is therefore often necessary to use all of the water steam pipe system to be replaced. For that purpose it is but necessary to empty the heavy oil tanks beforehand and go sufficient ventilation to allow them to work at all enable. Longer lay times of the ship in the shipyard To carry out such repairs are therefore usually not necessary common.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Leitungskonstruktionen dahingehend weiterzuentwickeln, daß die oben beschriebenen Reparaturarbeiten schnell und kosten günstig durchgeführt oder durch entsprechende Konstruktions maßnahmen von vornherein vermieden werden können.The invention is therefore based on the object, the known To further develop line constructions in such a way that the repair work described above quickly and cost carried out cheaply or by appropriate construction measures can be avoided from the outset.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine gattungsgemäße Leitungskonstruktion Leitungen aus hochtempe raturfestem Kunststoffmaterial umfaßt.According to the invention, this object is achieved in that a Generic line construction High-temperature lines raturfestes plastic material.
Vorzugsweise bestehen die Leitungen dabei aus Material, wel ches gegen das umgebende Medium resistent ist, besonders be vorzugt aus Ethylen-Propylen-Kautschuk wie z.B. EPDM.Preferably, the lines consist of material, wel ches is resistant to the surrounding medium, especially be preferably made of ethylene-propylene rubber such as EPDM.
Die Leitungen sollten dabei, insbesondere für das Durchleiten von erhitztem Wasserdampf einem dynamischen Betriebsdruck von mindestens 17 bar und einem Berstdruck von mindestens 214,5 bar standhalten.The lines should be, especially for the passage of heated steam at a dynamic operating pressure of at least 17 bar and a burst pressure of at least 214.5 bar withstand.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform vor, daß die Leitungen eine Stahleinlage auf weisen.To this end, the invention proposes in a preferred Embodiment before that the lines on a steel insert point.
Erfindungsgemäß werden die Leitungen bevorzugt von korrosions beständigen Halteschellen in Abständen zwischen 0,5 und 2 m gehalten.According to the invention, the lines are preferably of corrosion resistant clamps at intervals between 0.5 and 2 m held.
Die Halteschellen können dabei beispielsweise aus mindestens zwei Kunststoffblöcken sowie einer Deck- und einer Bodenplatte aus Gußstahl bestehen.The holding clamps can for example consist of at least two plastic blocks as well as a top and a bottom plate are made of cast steel.
Zur Verbindung mit den anderen Teilen des Leitungssystems wird in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung vorge schlagen, daß die Leitungen an oder in der Nähe der Begrenzun gen der korrosionsfördernden Umgebung, z.B. an oder in der Nähe der Wände der Ballasttanks, mit aus dieser Umgebung her ausführenden, weiterleitenden Rohren jeweils über einen mit diesem verbundenen Flansch und eine Schelle, die als integra len Bestandteil ebenfalls einen Flansch aufweist, verbunden sind.For connection to the other parts of the pipe system is featured in a particular embodiment of the invention suggest that the lines at or near the boundary against the corrosive environment, e.g. on or in the Near the walls of the ballast tanks, with this environment executing, forwarding pipes each with a this connected flange and a clamp that acts as an integra len component also has a flange connected are.
Dabei ist es sowohl möglich, den entsprechenden Flansch an einem in die korrosionsfördernde Umgebung hineinragenden Stut zen des Rohres anzuschweißen, als auch den Flansch direkt an der Begrenzung mit der Rohreintrittsöffnung fluchtend anzu bringen.It is both possible to attach the appropriate flange a mare protruding into the corrosive environment zen of the pipe, as well as the flange directly the boundary with the pipe entry opening in alignment bring.
Die Erfindung schlägt alternativ dazu vor, die Leitungen an oder in der Nähe der Begrenzungen der korrosionsfördernden Umgebung, z.B. an oder in der Nähe der Wände der Ballasttanks, mit in diese hineinragenden Rohrstutzen durch Aufschieben zu verklemmen und mit geeigneten Schellen zu sichern.The invention alternatively proposes the lines or near the limits of the corrosive Environment, e.g. on or near the walls of the ballast tanks, with pipe protruding into this by pushing on jam and secure with suitable clamps.
In einer bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung wei terhin vor, sowohl die Schellen und/oder die Rohrstutzen mit aufgeschobener Leitung mit einem hochtemperaturfesten Schrumpfschlauch zu überziehen.In a preferred embodiment, the invention sees white furthermore, with both the clamps and / or the pipe socket slid on line with a high temperature resistant Cover the shrink tube.
Dabei ist der Schrumpfschlauch auf seiner Innenseite bevorzugt mit einem hochtemperaturfesten Kleber versehen, der in kor rosionsbeständiger, dichtender Verbindung mit der Schelle oder der Leitung steht.The shrink tube on the inside is preferred provided with a high temperature resistant adhesive, which is in cor corrosion-resistant, sealing connection with the clamp or the line stands.
Die Erfindung betrifft schließlich noch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Leitungskonstruktion beim Auswechseln von korrosionsgeschädigten, Wasserdampf führenden Rohren in zur Befüllung mit Seewasser bestimmten Ballasttanks auf Seeschif fen. Daneben schlägt die Erfindung aber auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Leitungskonstruktion bereits bei der Installation von Wasserdampf führenden Leitungen in stark korrosionsfördernden Umgebungen, insbesondere in zur Befüllung mit Seewasser bestimmten Ballasttanks, auf Seeschiffen vor. Die erfindungsgemäße Leitungskonstruktion ist insbesondere in ihren bevorzugten Ausführungsformen, in allen Teilen und Ab schnitten, die besonders korrosionsgefährdet sind, in dieser Hinsicht bedeutend haltbarer und damit weniger reparaturanfäl lig, als dies bei den bisher verwendeten Materialien der Fall war. So werden in den bevorzugten Ausführungsformen der Erfin dung nicht nur die Leitungen an sich in besonders korrosions beständigem Material ausgeführt, sondern auch die zur Be festigung notwendigen Halteschellen und die Übergangsbereiche zu den z.B. in die Schweröltanks weiterleitenden Rohre.Finally, the invention relates to the use of a Line construction according to the invention when replacing corrosion-damaged pipes leading to water vapor in the Filling with ballast tanks on sea-going vessels fen. The invention also suggests its use the line construction according to the invention already at Installation of water vapor pipes in strong Corrosive environments, especially in filling ballast tanks determined with seawater, on seagoing vessels. The line construction according to the invention is particularly in their preferred embodiments, in all parts and Ab cuts that are particularly at risk of corrosion in this Considerably more durable and therefore less prone to repairs lig, as is the case with the materials previously used was. So in the preferred embodiments of the invention not only the cables themselves in particularly corrosion resistant material, but also for loading necessary clamps and the transition areas to e.g. into the pipes that pass on to the heavy oil tanks.
Das bevorzugte Schlauchmaterial für die Leitungen an sich besteht aus einem mehrschichtigen Schlauch mit Stahleinlage und Ethylen-Propylen-Kautschuk-Außendecke und-Innenausklei dung. Derartige Schlauchmaterialien sind im Handel in den verschiedensten Qualitätsabstufungen erhältlich, so u.a. auch mit den erfindungsgemäß vorgesehenen Druckparametern.The preferred tubing for the lines themselves consists of a multi-layer hose with steel insert and ethylene propylene rubber outer cover and inner liner dung. Such hose materials are commercially available in the various quality levels available, including also with the printing parameters provided according to the invention.
Im folgenden wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen die Erfindung noch detaillierter dargestellt. Dabei zeigtThe following is based on an embodiment Referring to the accompanying drawings, the invention presented in even more detail. It shows
Fig. 1 eine typische Anordnung von Schweröl- und Ballasttanks auf Seeschiffen; Figure 1 shows a typical arrangement of heavy oil and ballast tanks on seagoing vessels.
Fig. 2 ausschnittsweise einen entspre chenden Ballasttank mit einer erfindungsgemäßen Leitungskon struktion; Fig. 2 sections of a corre sponding ballast tank with a line construction according to the invention;
Fig. 3 die Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäß verwen deten Halteschelle; Fig. 3 is a cross-sectional view of a holding clamp used in accordance with the invention;
Fig. 4 eine besonders bevorzugte Aus führungsform der Verbindung zwischen dem Kunststoffschlauch im Ballasttank und den weiter leitenden Rohren; Figure 4 shows a particularly preferred embodiment of the connection between the plastic hose in the ballast tank and the further conductive pipes.
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform für die in Fig. 4 dargestellte Verbindung; Fig. 5 shows a further embodiment for the connection shown in Fig. 4;
Fig. 6 eine dritte Ausführungsform für die Verbindung zwischen Schlauchleitung und weiterfüh rendem Rohr; und Fig. 6 shows a third embodiment for the connection between the hose line and continu- ing pipe; and
Fig. 7 eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäß verwen deten Klemmbackenschelle mit darübergezogenem Schrumpf schlauch. Fig. 7 is a cross-sectional view of a clamp used according to the invention with clamp hose pulled over it.
Fig. 1 zeigt eine typische Anordnung von Schweröltanks 2 und Ballasttanks 4 auf Seeschiffen, alternierend und auf gleicher Höhe hinter- oder nebeneinander. Dieses Tanksystem wird dabei von dem mit überhitztem Wasserdampf durchströmten Leitungs system 6 durchzogen, das typischerweise im Bereich der Schwer öltanks für die effektive Verflüssigung desselben in Form einer Wendel 8 ausgebildet ist. Fig. 1 shows a typical arrangement of heavy oil tanks 2 and ballast tanks 4 on seagoing ships, alternately and at the same height one behind the other or next to each other. This tank system is traversed by the line system 6 through which superheated steam flows, which is typically formed in the region of the heavy oil tanks for the effective liquefaction of the same in the form of a coil 8 .
Fig. 2 zeigt ausschnittsweise einen Ballasttank 4 in ver größerter Darstellung mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Leitung 10 aus hochtemperaturfestem Kunststoffmaterial, die in regelmäßigen Abständen (im konkreten Fall auf einer Länge von 6 m in Abständen von 1 m) von den Halteschellen 20 gehal ten und an oder in der Nähe der Wände des Ballasttanks mit den weiterleitenden Rohren 32 verbunden sind. Für den hier beschriebenen konkreten Anwendungsbereich wird bevorzugt ein mehrschichtiger Schlauch mit Stahleinlage und Ethylen-Propy len-Außendecke und -Innenfutter verwendet, der bei einem In nendurchmesser von 51 mm und einem Außendurchmesser von 68 mm den erfindungsgemäß vorgesehenen Druckparametern genügt und kommerziell von verschiedenen Herstellern erhältlich ist. Fig. 2 shows a detail of a ballast tank 4 in ver enlarged view with an inventive line 10 made of high-temperature-resistant plastic material, which is held at regular intervals (in the specific case over a length of 6 m at intervals of 1 m) by the holding clamps 20 and on or are connected to the relay tubes 32 near the walls of the ballast tank. For the specific field of application described here, a multi-layer hose with a steel insert and ethylene propylene outer cover and inner lining is preferably used, which, with an inner diameter of 51 mm and an outer diameter of 68 mm, meets the printing parameters provided according to the invention and is commercially available from various manufacturers is.
Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäß verwendeten Halteschellen in vergrößerter Querschnittsdarstellung. Die Halteschelle besteht dabei aus den beiden Kunststoffblöcken 22 und 24, die zwischen einer Deckplatte 26 und einer Bodenplatte 28 aus Gußstahl von den beiden Bolzen 29 gehalten werden, die beispielsweise aus V2A-Stahl hergestellt sind. Eine derartige Konstruktion der Halteschellen ist für diesen Anwendungszweck hinreichend kor rosionsbeständig, insbesondere wenn man bedenkt, daß die Me tallteile der Halteschellen ja nicht der Temperatureinwirkung des Wasserdampfs unterliegen und damit bei weitem nicht so stark korrosionsgefährdet sind wie das Material der Schlauch leitung selbst. Fig. 3 shows the holding brackets according to the invention in an enlarged cross-sectional view. The clamp consists of the two plastic blocks 22 and 24 , which are held between a cover plate 26 and a base plate 28 made of cast steel by the two bolts 29 , which are made of V2A steel, for example. Such a construction of the clamps is sufficiently corrosion-resistant for this purpose, especially when you consider that the Me tallteile of the clamps are not subject to the temperature effect of water vapor and are thus far less at risk of corrosion than the material of the hose line itself.
Für die Verbindung zwischen Schlauchleitung und weiterführen den Metallrohren werden erfindungsgemäß drei Alternativen vorgeschlagen.For the connection between the hose line and continue The metal tubes are three alternatives according to the invention suggested.
Bei der in Fig. 4 dargestellten ersten Alternative wird zu nächst an dem nach Entfernen des korrosionsgeschädigten Rohres stehenbleibenden Rohrstutzen 33, der in den Ballasttank hineinragt und das Endstück des aus dem Ballasttank heraus führenden weiterleitenden Rohres 32 darstellt, ein Flansch 34 angeschweißt. Über einen weiteren Flansch 42 wird dann eine Klemmbackenschelle 40 befestigt, die das Schlauchende der Leitung 10 festklemmt.In the first alternative shown in FIG. 4, a flange 34 is welded next to the pipe socket 33 which remains after removal of the corrosion-damaged pipe and which projects into the ballast tank and represents the end piece of the forwarding pipe 32 leading out of the ballast tank. A clamping jaw clamp 40 is then fastened via a further flange 42 and clamps the hose end of the line 10 .
Alternativ dazu kann, wie in Fig. 5 dargestellt, der Flansch 34 auch direkt an der Wand 30 des Ballasttanks mit der Rohr eintrittsöffnung 31 des weiterleitenden Rohres 32 fluchtend angebracht (z.B. angeschweißt) sein.As an alternative, as shown in FIG. 5, the flange 34 can also be fitted flush (for example welded) directly on the wall 30 of the ballast tank with the tube inlet opening 31 of the forwarding tube 32 .
Schließlich ist es auch noch möglich, wie in Fig. 6 darge stellt, das Schlauchende der Leitung 10 durch Aufschieben auf den in den Ballasttank hineinragenden Rohrstutzen 50 dieses darauf zu verklemmen und mit Hilfe z.B. der Klemmbackenschelle 40 zu sichern.Finally, it is also possible, as shown in Fig. 6 Darge, the hose end of the line 10 by pushing onto the pipe socket 50 projecting into the ballast tank to clamp it thereon and secure it with the help of, for example, the clamp 40 .
In allen drei Fällen sieht die Erfindung vor, daß die Verbin dungsstelle mit einem hochtemperaturfestem Schrumpfschlauch 60 überzogen wird. Wie in Fig. 7 am Beispiel einer Klemmbacken schellen-Verbindung beispielhaft dargestellt, kann der Schrumpfschlauch 60 auf seiner Innenseite 62 noch mit einem hochtemperaturfestem Kleber 64 versehen sein, der in einer korrosionsbeständigen, dichtenden Verbindung mit der Schelle steht. In Zusammenwirken mit dem gezahnten Profil der Klemm backe 44 der Klemmbackenschelle wird so wirkungsvoll verhin dert, daß Seewasser in diesem Bereich eindringen kann und eine entsprechende Korrosion in Gang setzt.In all three cases, the invention provides that the connec tion point is covered with a high-temperature shrink tube 60 . As shown in FIG. 7 using the example of a clamp clamp connection, the shrink tube 60 can also be provided on its inside 62 with a high-temperature-resistant adhesive 64 which is in a corrosion-resistant, sealing connection with the clamp. In cooperation with the toothed profile of the clamping jaw 44 of the jaw clamp is so effectively prevented that sea water can penetrate into this area and set a corresponding corrosion in motion.
Wie bereits ausgeführt, kann die erfindungsgemäße Leitungskon struktion bei der Reparatur bereits korrosionsgeschädigter Rohre in Ballasttanks oder in anderen Anwendungsfällen, wo es um den Ersatz von korrodierten Rohrverbindungen geht, mit deutlichen Zeit- und Kostenvorteilen gegenüber den bisher praktizierten Verfahren eingesetzt werden. Wenn die erfin dungsgemäße Leitungskonstruktion bereits bei der Installation der entsprechenden Leitungen während des Neubaus von Schiffen oder Anlagen verwendet wird, können zusätzlich von vornherein die oben beschriebenen Korrosionsschäden weitgehend vermieden werden, so daß eventuelle Reparaturen erst nach sehr viel längeren Zeiträumen als bisher notwendig würden.As already stated, the line con structure when repairing already corrosion-damaged Pipes in ballast tanks or in other applications where there is about the replacement of corroded pipe connections significant time and cost advantages compared to the previous ones practices are used. If the invent proper line construction already during installation the corresponding lines during the construction of new ships or equipment used can also be used from the outset the corrosion damage described above largely avoided be, so that possible repairs only after a lot longer periods than previously would be necessary.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausfüh rungsformen wesentlich sein.The in the above description, in the drawings as well features of the invention disclosed in the claims both individually and in any combination for the Realization of the invention in its various embodiments forms are essential.
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