DE69802920T2

DE69802920T2 - Verfahren zum innenbeschichten von rohren

Info

Publication number: DE69802920T2
Application number: DE69802920T
Authority: DE
Inventors: Colin Burley; Nigel Wright
Original assignee: Advanced Engineering Solutions Ltd
Current assignee: Advanced Engineering Solutions Ltd
Priority date: 1997-05-03
Filing date: 1998-04-29
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2018-04-30
Also published as: DK0980490T3; NO995345L; PL187286B1; ATE210794T1; HUP0004823A3; SK149299A3; EP0980490B1; WO1998050725A1; NO995345D0; HU222485B1; BR9808710A; PL336585A1; AU741595B2; AU7222298A; CA2288670A1; EP0980490A1; DE69802920D1; PT980490E; ES2169912T3; HUP0004823A2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auskleiden von Rohren, insbesonders auf ein Verfahren zum Einbauen von Kunststoffauskleidungen in lange Rohrleitungen.
Nicht gebundene Auskleidungen (z. B. Thermoplaste, Elastomere usw.) sind schon mehrere Jahre in der Chemieindustrie benutzt worden, um Stahlrohrleitungen vor Rostung zu schützen. Diese werden häufig auf kurze Längen von geflanschtem Rohr angewandt und mit isolierten Schrauben verbunden.
Polyethylen(PE)rohr ist häufig als Auskleidung benutzt worden, um vergrabene Tiefdruckgas- und Wasserverteilungsnetze aufzuarbeiten. In dieser Anwendung wird die Auskleidung durch Rollen oder Gesenkdrücken in ihrem Durchmesser verringert, bevor sie in die Rohrleitung gezogen wird, was sicherstellt, dass Längen von bis zu 1 km in einem einzigen Betrieb ausgekleidet werden können. Die Auskleidung wirkt als Rohr in einem Rohr und kann mit den Tiefgas- und Wasserdrucken ohne Hilfe von dem ursprünglichen Trägerrohr zurechtkommen.
In letzter Zeit ist die Auskleidung von Rohren mit PE auch in küstennahen Hochdruckrohren benutzt worden. Bei dieser Anwendung wirkt das PE als eine wahre nicht gebundene Auskleidung und das Trägerrohr widersteht den Brechkräften von dem Innendruck. Zur Zeit werden die PE- Auskleidungen nur für Hochdruckwassereinspritzrohrleitungen benutzt, wegen Sorgen betreffs der Stabilität von PE, wenn man in einer heißen Kohlenwasserstoffumgebung arbeitet.
PE-Rohr ist eine ideale Auskleidung für die Aufarbeitung von alten Tiefdruckgas- und Wassernetzen. Ein PE-Rohr mit kleinerem Durchmesser wird einfach in das Netz gezogen. Aber wenn eine bedeutende Verringerung des Strömungsvermögens des Netzes nicht toleriert werden kann, dann muss eine eng anpassende PE-Auskleidung benutzt werden. Dies arbeitet gut, wenn die Bohrung des alten Netzes von Vorsprüngen frei ist, z. B. geschraubten T-Wartungsverbindungen usw., wenn aber Vorsprünge vorhanden sind, dann muss die Auskleidung sich über die Vorsprünge strecken oder sie überbrücken, was Beanspruchungskonzentrationen in dem PE verursacht, was zu einem langsamen Spaltenwuchs und Versagen der Auskleidung führt. Daher müssen zur Zeit alle Vorsprünge entfernt werden, wenn eng anliegende PE-Auskleidungen benutzt werden.
Die Auskleidungstechnologie hat küstennah möglicherweise eine wichtige Rolle beim Verringern der Kosten von Gasrohrleitungen. Wenn sich die Anzahl von großen Öl- und Gasfeldern verringert, dann besteht ein sich vergrößernder Bedarf, die Kapital- und Betriebskosten der neueren kleineren Felder zu verringern. Das heißt, dass einfache unbemannte Plättformen mit geringen Kosten gestaltet werden, die nicht die Möglichkeit haben, das Öl, Gas und Wasser vor dem Transport zu reinigen. Solche Gestaltungsänderungen erfordern, dass zukünftige Rohrleitungen alle hergestellten Fluide von den Quellen tragen, wie aggressive Kohlenwasserstoffe oder nasse Säuregase. Diese Fluide erfordern eine teure Rostkontrolle, wenn ungeschützte C-Mn-Stahlrohre benutzt werden, oder andererseits würden teure rostfreie Duplex- Stahlrohre erforderlich, um das rohe Fluid zur auflandigen Annahme zur Behandlung zu transportieren. Die ideale Gestaltung einer billigen Rohrleitung zum Transportieren dieser Fluide ist, eine Hochleistungsauskleidung in einem normalen C-Mn-Stahlrohr zu benutzen. Zur Zeit ist die Benutzung von PE- Auskleidung wegen der verringerten Leistung von PE in einer Kohlenwasserstoffumgebung aber auf Hochdruckwassereinspritzrohrleitungen beschränkt, und auf eine relativ geringe Betriebstemperatur. Die Betriebstemperatur für PE-Druckrohre ist wegen ihrer Verringerung in der Stärke normalerweise auf 60ºC beschränkt. Wenn sie als Auskleidung in einer Stahlrohrleitung benutzt wird, dann kann die maximale Betriebstemperatur auf 80ºC erhöht werden, da das Trägerrohr die Auskleidung stützt. PE-Auskleidungen würden bei den erwünschten Betriebstemperaturen von ungefähr 130ºC schmelzen, und können daher die zukünftigen Erforderungen der küstennahen Industrie nicht befriedigen.
PE-Auskleidungen, die in Kohlenwasserstofffluiden arbeiten, sind wegen Lösung oder Umgebungsbeanspruchungsspalten oder beider auch gegenüber Verschlechterung empfänglich. Lösung ist die Absorption einer Flüssigkeit in dem größten Teil des Materials, was Schwellen und Stärkenverlust verursacht. Methanol und Glykol, die benutzt werden, um das Gas aufzuarbeiten, um die Bildung von Methanhydrat zu verhindern, können auch Umgebungsbeanspruchungsspalten in PE verursachen.
Stabilität der Auskleidung in dem Trägerrohr ist bei dem Langzeitbetrieb der Rohrleitung wichtig, wenn sie großen Temperaturschwankungen ausgesetzt wird. Die Auskleidung wird sich bei sich erhöhender Temperatur ausdehnen, und wenn die Längsbewegung nicht eingeschränkt wird, dann könnte die Auskleidung ausbeulen und einstürzen. Es ist daher wesentlich, eine "dichte Anpassung" zwischen der Auskleidung und dem Rohr beizubehalten.
Wenn Gas in der Rohrleitung vorhanden ist, dann besteht das zusätzliche Problem der langsamen Druckverbreitung an die ringförmige Grenzfläche zwischen der Auskleidung und dem Trägerrohr. Irgendeine plötzliche Druckentlastung der Rohrleitung würde dieses ringförmige Gebiet unter Druck halten, was verursacht, dass die Auskleidung einstürzt.
Es bestehen zahlreiche Verfahren, um den Außendurchmesser der Auskleidung zeitweise zu verringern, so dass er leicht in das Trägerrohr gezogen werden kann, bevor er sich wieder auf die Bohrung des Rohrs einstellt.
Ein erstes Verfahren, das als "Gesenkdrückungsauskleidung" bekannt ist, benutzt ein PE- Rohr, das stumpfgeschweißt ist, um eine kontumpfgeschweißt ist, um eine konen, die einen Außendurchmesser hat, der ein wenig größer als die Bohrung des Rohrs ist. Die Auskleidung wird durch eine Verringerungsform gezogen, bevor sie in das Rohr eintritt, was den Durchmesser der Auskleidung zeitweise unter den der Bohrung des Rohrs verringert. Nachdem die Auskleidung in das Trägerrohr gezogen worden ist und die Spannung von dem Windendraht entfernt worden ist, versucht die Auskleidung, sich wieder auf ihren ursprünglichen Durchmesser einzustellen. Die kleinere Bohrung des Rohrs stellt sicher, dass die Auskleidung die erwünschte dichte Anpassung in dem Rohr hat.
Die Nachteile dieses Verfahrens der Auskleidungseinschiebung sind wie folgt:
- Große Belastungen werden in dem Windendraht erzeugt, was kontinuierliche Überwachung erfordert, um Überbeanspruchung der Auskleidung zu vermeiden.
- Wenn die Winde während des Betriebs anhält oder versagt, dann besteht die Gefahr, dass die Auskleidung sich in dem Rohr wider einstellt, bevor sie ganz durchgezogen ist.
- Die Stahlrohrschweißperlen müssen minimiert werden, um übermässige Ziehung der Belastungen zu vermeiden.
- Die Rohrbohrung muss eng toleriert werden, um die dichte Anpassung sicherzustellen, und großes Ziehen der Belastungen zu vermeiden.
- Die großen Kraftzüge beschränken die Auskleidungsentfernungen auf ungefähr 600 m.
- Eine teure Spezialistenausrüstung ist erfordert.
Ein zweites Verfahren beginnt auch mit einer übergroßen Thermoplastauskleidung, die plastisch verformt ist, um eine Durchmesserverringerung zu liefern. Die Auskleidung wird nach der Einschiebung in das Trägerrohr hydraulisch ausgedehnt, es wird aber etwas Entspannung erfahren, wenn der hydraulische Druck entfernt wird. Dieses ergibt einen kleinen Spalt and der Grenzfläche von Auskleidung zu Rohr. Da die Auskleidung während der Wartung wieder unter Druck gesetzt wird, wird die Auskleidung wiederum gegen die Rohrwand gedrängt werden, aber, wenn das Gas sich durch die Auskleidungswand verbreitet, kann etwas Entspannung der Rohrwand erwartet werden.
Nachteile dieses Systems sind:
- Eine teure sperrige Ausrüstung ist erfordert.
- Eine schlechte Auskleidungsanpassung führt zu Stabilitätsproblemen und größeren Korrosionsaten in dem Spalt.
Vernetzte polymerische Materialien sind auch zur Benutzung der Auskleidung von Rohren vorgeschlagen worden und haben Kennzeichen, die für eine Auskleidung hoher Leistung erfordert ist, z. B. hohe Betriebstemperatur, Robustheit, und sehr guten chemischen Widerstand. Das Hauptproblem bei der Benutzung dieser Materialien war, wie die Auskleidung eingebaut werden sollte, um eine dichte Anpassung in dem Trägerrohr sicherzustellen.
Ein Versuch einer Lösung dieses Problems wird in der britischen Patentanmeldung GB 2264765A gezeigt. Diese beschreibt ein Verfahren, in dem eine vernetzte Polyethylenauskleidung benutzt wird, wobei die Auskleidung einen Durchmesser hat, der von seinem ursprünglichen Durchmesser verringert wurde, die aber eine Erinnerung an ihren ursprünglichen Durchmesser beibehält. Nach dem Einbau in die Rohrleitung wird ein Heizgerät durch die Auskleidung gebracht, und verursacht, dass die Auskleidung auf ihren ursprünglichen Durchmesser zurückkehrt.
Diese Annäherung ist aber auch zahlreichen Nachteilen ausgesetzt. Es werden zum Beispiel Probleme bei der Wiedereinstellung der Auskleidung auf die Bohrung des Trägerrohrs erfahren. Die erforderte Wärme ist über 100ºC, so dass spezielle Gasheizgeräte erfordert sind, um durch die Bohrung der Auskleidung gezogen zu werden. Eine Verzögerung der Durchquerung der Heizgeräte durch die Bohrung könnte die Auskleidung ansengen, was seinerseits vorzeitige Versagen einleiten könnte. Der maximale Durchmesser der wiedereingestellten Auskleidung kann für praktische Zwecke zu klein sein. Weiterhin zieht die Auskleidung sich zusammen und schrumpft von der Rohrwand fort, wenn die Auskleidung sich wieder auf die Bohrung des Trägerrohrs einstellt und die Wärme entfernt wird. Dieses verringert die Dichtigkeit der Anpassung, was zu Auskleidungsstabilitätsproblemen und erhöhten Korrosionsraten führt.
Zusätzlich kann eine Länge von einer vernetzten Auskleidung nicht leicht an eine andere Länge stumpfgeschweißt werden, da es gewöhnlicherweise erfordert ist, ausreichend lange Auskleidungen herzustellen. Aus demselben Grund ist es schwierig, die vernetze Auskleidung zu reparieren. Das vernetze Material ist auch relativ steif, was Aufrollen für wirtschaftlichen Transport nur für Auskleidungen mit relativ kleinem Durchmesser ermöglicht.
Es ist nun ein verbessertes Verfahren zum Auskleiden von Rohren entwickelt worden, das die oben erwähnten Nachteile überwindet oder wesentlich mindert.
Nach der Erfindung weist ein Verfahren zum Auskleiden eines Rohrs folgendes auf
a) Liefern eines Auskleidungsrohrs aus thermoplastischem Werkstoff, wobei das Auskleidungsrohr mit einem Durchmesser extrudiert worden ist, der kleiner ist als der innere Durchmesser des Rohrs, das ausgekleidet werden soll, und der thermoplastische Werkstoff ein Vernetzungsmittel umfasst, das durch Kontakt mit Wassermolekülen aktiviert wird,
b) Einschieben des Auskleidungsrohrs in das Rohr, das ausgekleidet werden soll,
c) Verursachen, dass das Auskleidungsrohr sich in Kontakt mit dem auszukleidenden Rohr ausdehnt, und
d) Einführen von Wassermolekülen in das Auskleidungsrohr, dabei Verursachen, dass der thermoplastische Werkstoff vernetzt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung ist hauptsächlich daher vorteilhaft, dass das Auskleidungsrohr erst dann vernetzt wird, nachdem es in das vorhandene Rohr eingeführt worden ist. Die Auskleidung hat anfänglich einen kleineren Durchmesser als das vorhandene Rohr und lässt sich daher relativ leicht einführen, ohne Bedarf an komplizierter und teurer Ausrüstung. Die Handlung des Vernetzens in situ verursacht, dass die Auskleidung sich auf den Durchmesser des vorhanden Rohrs einstellt. Die Auskleidung kann auch an der inneren Oberfläche des vorhandenen Rohrs haften oder sich daran binden, was eine beträchtliche Erhöhung der Stabilität ergibt und Korrosion an der ringförmigen Grenzfläche verringert. Zusätzlich ist keine große und teuere Ausrüstung für die Verringerung des Auskleidungsdurchmessers vor dem Einbau der Auskleidung erfordert.
Da die Auskleidung sich anfänglich wie ein Thermoplast verhält, kann sie zum Transport zum Aufstellort gerollt werden. Da die Auskleidung bei einem relativ kleinen Durchmesser extrudiert wird, sind Spulen von Auskleidung, die zum Auskleiden eines vorhanden Rohrs geeignet sind, mit einem Durchmesser von bis zu 250 mm oder mehr möglich.
Da das Verfahren eine vernetzte Auskleidung herstellt, nutzt es von den Vorteilen von solchen Materialien. Diese schließen Hochtemperaturstabilität ein, das heißt zum Beispiel, dass eine Auskleidungsbetriebstemperatur von ungefähr 130ºC möglich ist. Die Auskleidung zeigt auch ein langes Betriebsleben, sogar wenn sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist. Das Material ist auch relativ zäh und leidet nicht an dem langsamen Spaltenwachstum und Umgebungsbeanspruchungsspaltproblemen, die mit PE erfahren werden. Das Material kann auch Kerben ohne Spaltenfortpflanzung tolerieren. Der chemische Widerstand gegenüber aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen ist auch relativ gut verglichen mit PE.
Das für das Auskleidungsrohr bevorzugte Material ist ein vernetzbares Polyolefin, bevorzugterweise vernetzbares Polyethylen.
Eine bevorzugte Gestalt von vernetzbarem Polyethylen weist ein Polyethylen oder dergleichen auf, an das Vinylsilangruppen anpolymerisiert sind. Ein Prozess zum Herstellen von solchen Materialien wird in dem britischen Patent Nr. 1286460 ("the Silane Process") genau beschrieben. Der Prozess verwickelt im wesentlichen Reagieren eines Polyolefins (z. B. Polyethylen) mit einem Silan, das wenigstens eine Vinylgruppe und wenigstens ein hydrolisierbares organisches Radikal enthält.
Materialien der bevorzugten Art können durch Aussetzung gegenüber Feuchtigkeit vernetzt werden. So kann die Auskleidung nach dem Einbau der vernetzbaren Auskleidung in das vorhandene Rohr ausgedehnt (z. B. durch Anwendung von Druck in der Auskleidung) werden, und vernetzt werden, indem Wasser die Auskleidung heruntergegeben wird, bevorzugterweise bei erhöhter Temperatur. Die Ausdehnung der Auskleidung und die Vernetzung können tatsächlich gleichzeitig durchgeführt werden, indem heißes Wasser unter Druck durch die Bohrung der Auskleidung gegeben wird. Zusätzlich könnte die Vernetzung in Rohrleitungen durchgeführt werden, die während des Normalbetriebs ein anderes Fluid als Wasser tragen, indem das Fluidprodukt (z. B. Öl) mit Wasser dosiert wird, oder Wasserdampf im Fall eines gasförmigen Produkts. Die Höhe der Dosierung und die Zeit für die Dosierung würde von dem Betrieb der Rohrleitung abhängen. Der Vorteil hiervon wäre, zu gestatten, dass der Auskleidungsbetrieb bei minimaler Störung des Arbeitens der Rohrleitung durchgeführt wird.
Bei dem einfachsten Verfahren des Ausdehnens und Vernetzens der Auskleidung wird heißes Wasser unter Druck einfach die Auskleidung heruntergepumpt. In Hinsicht auf die Länge der Rohrleitung, die in der Praxis (gewöhnlicherweise 1 km oder mehr) verwickelt sein kann, können aber das Handhaben, das Erwärmen und die Entsorgung des erforderten Wasservolumens ein Problem sein. Unter solchen Umständen wird bevorzugt, dass ein kleineres Wasservolumen zwischen einem Paar von beabstandeten Schranken gehalten wird, die fortschreitend entlang der Auskleidung durchquert werden. Die Schranken sind vorzugsweise Dichtungen, die auf einem oder mehreren Rohrmolchen versehen sind. Ein einziger Molch kann zwei derartige Dichtungen haben, wobei der Raum zwischen den Dichtungen eine Kammer für das heiße Wasser bildet. Andererseits können zwei Molche in Einklang die Auskleidung entlang bewegt werden, wobei der Raum zwischen den Molchen das heiße Wasser enthält.
Die Geschwindigkeit der Molche wird von der Ausdehnungsrate und dem Vernetzungsprozess gesteuert, was seinerseits von der Temperatur und/oder dem Druck des Wassers abhängig ist. Das Wasser zwischen den Dichtungen kann von einem elektrischen Heizelement erwärmt werden, das zwischen den Dichtungen getragen wird. Andererseits können Wasser oder gesättigter Dampf außerhalb der Rohrleitung erwärmt werden und in den Raum zwischen den Dichtungen gepumpt werden.
Wenn der Molch oder die Molche die Rohrleitung durchqueren, dann wird sich die Auskleidung in einer radialen Richtung ausdehnen, bis sie die Rohrwand wegen der Wärme und/oder dem Druck des Wassers antrifft. Es wird daher bevorzugt, dass die hintere Dichtung sich auch radial ausdehnt, um dem sich ändernden Durchmesser der Auskleidung zu folgen. Luftdruck kann auf das hintere Teil des Molchs angewandt werden, um sicherzustellen, dass die Auskleidung eng an der Rohrwand angepasst bleibt, wenn die Auskleidung abkühlt, und er kann auch benutzt werden, um den Molch fortschreitend anzutreiben. Andererseits kann ein Windendraht oder ein bewehrter Schlauch, der Wasser oder Dampf liefert oder ein elektrisches Kabel benutzt werden, um den Molch durch die Auskleidung zu ziehen. Wenn ein Ausgleichungsdruck an dem vorderen Ende des Molchs erfordert ist, dann können die Schläuche oder Kabel durch eine Soffbuchse an dem Ende der Auskleidung eingesetzt werden.
Da die Auskleidung durch Aussetzen gegenüber Wasser vernetzt wird, und wo die Auskleidung vor der Benutzung extrudiert wird, wird es im allgemeinen notwendig sein, die Auskleidung einzuwickeln, um vorzeitiges Vernetzen wegen Aussetzung gegenüber Regen oder Luftfeuchte zu verhindern.
Die Auskleidung kann von einem konventionellen einfachen Schneckenextruder extrudiert werden, was die Möglichkeit der örtlichen Extrusion auf dem Hof eines Rohrherstellers oder neben einem großen Einschubprojekt eröffnet. Dieses würde größere Größen gestatten, die nicht aufgerollt werden können, um als kontinuierliche Länge hergestellt zu werden, was Transportkosten und zahlreiche Stumpfschweißungen beseitigt.
Das Verfahren der Erfindung ermöglicht auch das Stumpfschweißen von Auskleidungsabschnitten. Nicht vernetzte Auskleidungslängen können vor dem Einschub in das vorhandene Rohr miteinander verschweißt werden. Andererseits kann ein zweiter Auskleidungsabschnitt in das vorhandene Rohr eingeschoben werden, nachdem ein erster Abschnitt eingeschoben und vernetzt worden ist. Der Durchmesser an dem Ende des zweiten Abschnitts kann dann örtlich ausgedehnt werden und die beiden Abschnitte konventionellerweise stumpfgeschweißt werden, da der zweite Abschnitt immer noch nicht vernetzt ist. Wenn das Stumpfschweißen vervollständigt ist, dann kann der zweite Abschnitt mit unter Druck gesetztem heißem Wasser vernetzt werden.
Eine Variation dieser Prozedur ist, beide Abschnitte vollständig vernetzt zu haben, aber einen Überbrückungsabschnitt aus nicht vernetzter Auskleidung zu benutzen, um die beiden Abschnitte miteinander zu verbinden. Nach dem Stumpfschweißen kann der Überbrückungsabschnitt dann vernetzt werden, um die Auskleidung zu vervollständigen. Diese Technik drängt sich der Auskleidungsreparatur auf, wo der Überbrückungsabschnitt die Reparaturhülse wird. Eine solche Hülse könnte durch manuelle Verfahren außen eingesetzt werden oder innen als Teil eines molchbaren Reparatursystems. Ein Molchreparatursystem könnte den Schaden auffinden, den beschädigten Abschnitt ausschneiden, den neuen Abschnitt einsetzen und einen neuen Abschnitt in seine Stellung stumpfschweißen. Der neue Überbrückungsabschnitt kann dann mit Benutzung von erwärmtem Wasser zwischen zwei Molchdichtungen vernetzt werden.
Die Erfindung wird nun nur beispielsweise mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen dargestellt, in denen Fig. 1 schematisch die Extrusion einer Rohrauskleidung nach der Erfindung zeigt;
Fig. 2 schematisch die Einschiebung der Rohrauskleidung von Fig. 1 in ein vorhandenes Rohr zeigt; und
Fig. 3 die Ausdehnung und Vernetzung der eingeschobenen Rohrkleidung von Fig. 2 darstellt;
Fig. 4 und 4a die Benutzung eines Rohrmolchs darstellen, um eine Auskleidung für ein längliches Rohr auszudehnen und zu vernetzen;
Fig. 5 und 5a die Benutzung eines modifizierten Molchsystems darstellen;
Fig. 6 und 6a ein anderes modifiziertes Molchsystem zeigen; und
Fig. 7 und 7a noch ein anderes modifiziertes Molchsystem zeigen.
Wenn man zunächst auf Fig. 1 Bezug nimmt, dann wird eine Auskleidung zum Einbau in eine vorhandene Rohrleitung, z. B. eine leitende Eisen-, Gußeisen- oder Stahlgaslieferungsleitung als Rohr 1 mit rundem Querschnitt von einem konventionellen einfachen Schneckenextruder 2 extrudiert. Das Auskleidungsrohr 1 ist aus vernetzbarem Polyethylen, das durch den Silanprozess hergestellt wird, d. h. durch Anpolymerisieren von Vinylsilangruppen an Polyethylen. Das Auskleidungsrohr 1 hat einen Durchmesser etwas geringer als der Durchmesser des vorhandenen Rohrs, in das es eingeschoben werden soll, und wird zur Lagerung und zum Transport in Zylinder gerollt. Die Zylinder des Auskleidungsrohrs werden eingewickelt, um vorzeitiges Vernetzen des Materials wegen Luftfeuchtigkeit zu verhindern. Andererseits kann der Extruder 2 an der Einbaustelle angeordnet werden und das extrudierte Auskleidungsrohr 1 direkt in das vorhandene Rohr gebracht werden, das ausgekleidet werden soll.
Fig. 2 zeigt das Auskleidungsrohr während es entlang der Richtung des Pfeils in eine vorhandene Stahlgaslieferungsleitung 3 eingeschoben wird. Der kleinere Durchmesser des Auskleidungsrohrs 1 ermöglicht, dass es in das Stahlrohr 3 relativ leicht ohne Bedarf an teurer und komplizierter Ausrüstung eingeführt wird.
Wenn das Auskleidungsrohr 1 in das Stahlrohr 3 eingebaut ist, dann wird heißes Wasser (oder Dampf) unter Druck entlang die innere Bohrung des Auskleidungsrohrs 1 eingegeben, was verursacht, dass das Auskleidungsrohr 1 sich in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Stahlrohrs 3 (siehe Fig. 3) ausdehnt. Das heiße Wasser leitet gleichzeitig das Vernetzen des Auskleidungsrohrs 1 ein, um eine vollständig vernetzte Auskleidung in engem Kontakt mit dem vorhandenen Stahlrohr 3 herzustellen.
Vor der Einleitung des Ausdehnungs- und Vernetzungsverfahrens wird eine Hülse 4 in das offene Ende des Stahlrohrs 3 in den Raum zwischen dem Stahlrohr 3 und dem Auskleidungsrohr 1 eingeschoben. Die Hülse 4 schützt das Auskleidungsrohr 1 während es sich radial ausdehnt, was Schaden verhindert, der von den scharfen Kanten des Endes des Stahlrohrs 3 verursacht wird. Die Hülse 4 stützt und schützt auch das Auskleidungsrohr 1 während es sich axial ausdehnt und ragt von dem Stahlrohr 3 hervor. Das äußere Ende der Hülse 4 wird von einer Endinstallierung 5 mit einer zentralen Öffnung 6 abgeschlossen, durch die das heiße Wasser eingespritzt wird.
Wenn man nun auf Fig. 4 und 4a Bezug nimmt, dann wird eine Auskleidung ähnlich wie die oben beschriebene in ein Stahlrohr 22 eingeschoben. Ein Rohrmolch 23 wird in die Auskleidung 21 eingeführt, um die Auskleidung 21 auszudehnen und zu vernetzen. Der Molch 23 hat vordere und hintere radiale Dichtungen 24, 25, wobei der ringförmige Raum zwischen den Dichtungen 24, 25 mit heißem Wasser von einem Kessel 26 beliefert wird, der außerhalb der Rohrleitung angeordnet ist. Dem Molch 23 wird Wasser über einen Lieferungsschlauch 27 mit einer Pumpe 28 zugebracht, und wird über einen Rückkehrschlauch 29 zurückzirkuliert.
Wenn der Molch 23 die Rohrleitung durchquert, dann dehnt sich die Auskleidung 21 in einer radialen Richtung aus, bis sie wegen der Wärme und oder des Drucks des Wassers auf die Wand des Rohrs 22 trifft. Die hintere Dichtung 25 auf dem Molch 23 dehnt sich auch radial aus, um dem sich ändernden Durchmesser der Auskleidung 21 zu folgen (siehe Fig. 4a). Auf das hintere Ende des Molchs 23 wird Luftdruck durch eine Pumpe 30 angewandt, um sicherzustellen, dass die Auskleidung in einer dichten Anpassung mit der Rohrwand bleibt, wenn die Auskleidung sich abkühlt, und auch, um den Molch 23 die Auskleidung 21 entlangzutreiben. Eine Dichtung 31 wird an das offene Ende der Auskleidung 21 angebracht, wobei Druckluft von der Pumpe 30 durch die Dichtung geliefert wird. Andererseits könnte ein Windendraht oder ein bewehrter Schlauch benutzt werden, um den Molch durch die Auskleidung zu ziehen. Eine Stoffbuchse 32 ist an dem Ende der Auskleidung 21 vorgesehen, falls ein Ausgleichsdruck vor dem Molch 23 erfordert ist, wobei der Lieferungsschlauch 27 und der Rückkehrschlauch 29 durch die Stoffbuchse 32 gehen.
Fig. 5 und 5a zeigen eine Variation von Fig. 4 und 4a, in der das Wasser von einem Dampfkessel 34 über einen Lieferungsschlauch 35 in das hintere Teil des Molchs 33 gebracht wird und über einen Rückkehrschlauch 36 aus dem vorderen Teil des Molchs 33 zurückgebracht wird.
Fig. 6 und 6a zeigen ein System, das zwei Molche 43, 44 mit einem größeren Wasservolumen zwischen ihnen enthaltend benutzt. Wasser wird in den hinteren Molch 43 gebracht und wird von dem vorderen Molch 44 entlassen.
Fig. 7 und 7a zeigen ein System, das eine Ausgestaltung eines Molchs 53 mit einer hinteren Dichtung 55 und zwei vorderen Dichtungen 56, 57 benutzt. Die hintere Dichtung 55 ist auf den größeren Durchmesser hergestellt, der an den eingebauten Durchmesser der Auskleidung 51 angepasst ist, somit eine kräftigere Wischwirkung liefert, wenn sie sich an der Auskleidung 51 herunterbewegt. Die vorderen Dichtungen 56, 57 haben auch einen festen Durchmesser, der dem ursprünglichen Durchmesser der Auskleidung 51 entspricht. Das Ende der Auskleidung 51 wird an einen ausgedehnten Abschnitt 58 von PEX-Rohr stumpfgeschweißt, der von einem Anpassungsrohr 59 getragen wird, um den Eintritt der größeren hinteren Dichtung 55 in die Auskleidung 51 zu ermöglichen. Der ausgedehnte PEX-Abschnitt 58 und das Anpassungsrohr 59 werden entfernt, wenn der Einbau vervollständigt ist.

Claims

1. Verfahren zum Auskleiden eines Rohrs, das folgendes aufweist:

a) Liefern eines Auskleidungsrohrs aus thermoplastischem Werkstoff, wobei das Auskleidungsrohr mit einem Durchmesser extrudiert worden ist, der kleiner ist als der innere Durchmesser des Rohrs, das ausgekleidet werden soll, und der thermoplastische Werkstoff ein Vernetzungsmittel umfasst,

b) Einschieben des Auskleidungsrohrs in das Rohr, das ausgekleidet werden soll,

c) Verursachen, dass das Auskleidungsrohr sich in Kontakt mit dem auszukleidenden Rohr ausdehnt, und

d) Einführen von Wassermolekülen in das Auskleidungsrohr, dabei verursachen, dass der thermoplastische Werkstoff vernetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem das Auskleidungsrohr aus vernetzbarem Polyolefin besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, in dem das Auskleidungsrohr aus vernetzbarem Polyethylen besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, in dem das vernetzbare Polyethylen ein Polyethylen oder dergleichen aufweist, an das Vinylsilangruppen anpolymerisiert sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Auskleidung ausgedehnt und vernetzt wird, indem Wasser das Auskleidungsrohr heruntergegeben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in dem die Auskleidung während Normalbetriebs des Rohrs ausgedehnt und vernetzt wird, indem ein flüssiges Produkt, das mit Wasser dosiert ist, das Auskleidungsrohr heruntergegeben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, in dem das Wasser auf einer erhöhten Temperatur ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, in dem ein Volumen von Wasser zwischen nach vorne und hinten beabstandeten Schranken gehalten wird, die fortschreitend entlang dem Auskleidungsrohr durchquert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, in dem die Schranken Dichtungen sind, die auf einem oder mehreren Rohrmolchen angeordnet sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, in dem das Volumen von Wasser zwischen zwei Dichtungen gehalten wird, die auf einem einzigen Molch angeordnet sind, wobei der Raum zwischen den Dichtungen eine Kammer für das Wasser bildet.

11. Verfahren nach Anspruch 9, in dem zwei Molche in Einklang entlang des Auskleidungsrohres bewegt werden, wobei der Raum zwischen den Molchen das Wasser enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 8, in dem das Wasser zwischen den Schranken von einem elektrischen Erwärmungselement erwärmt wird, das zwischen den Schranken getragen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 8, in dem Wasser oder gesättigter Dampf außerhalb der Rohrleitung erwärmt wird und zu dem Raum zwischen den Schranken gepumpt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, in dem die hintere Schranke sich radial ausdehnt, um dem sich ändernden Durchmesser der Auskleidung zu folgen.

15. Verfahren nach Anspruch 9, in dem Luftdruck auf das hintere Ende des Molchs angewandt wird, um sicherzustellen, dass das Auskleidungsrohr auf der Rohrwand eng angepasst bleibt, wenn das Auskleidungsrohr abkühlt.

16. Verfahren nach Anspruch 9, in dem ein Windendraht oder ein bewehrter Schlauch, der Wasser oder Dampf liefert, oder ein elektrisches Kabel benutzt wird, um den Molch durch das Auskleidungsrohr zu ziehen.

17. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, in dem nicht vernetzte Längen des Auskleidungsrohres vor dem Einschub in das Rohr zusammengeschweißt werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, in dem ein zweiter Auskleidungsabschnitt in das Rohr eingeschoben wird, nachdem ein erster Abschnitt eingeschoben und vernetzt worden ist, der Durchmesser an dem Ende des zweiten Abschnitts dann örtlich ausgedehnt wird und die beiden Abschnitte stumpfgeschweißt werden, und der zweite Abschnitt dann vernetzt wird.