DE3018781C2 - Thermisch isoliertes Leitungsrohr - Google Patents

Description

a) das Innenrohr(l) als Glattrohr ausgebildet ist,

b) zwischen der Mineralfaser-Gewebeschicht (2) und dem Mantelrohr (4 bzw. 7) mittels eines wendeiförmigen Abstandhalters (6) oder mehrerer einzelner ringförmiger Abstandhalter (13) ein Ringhohlraum (3) ausgebildet ist, der evakuiert oder mit einem neutralen Gas gefüllt ist, und

c) am Mantelrohr (4 bzw. 7) längslaufend hierzu wenigstens ein Lecküberwachungsdraht (18) und eine ein- oder mehradrige Leitung (19) für die Signalübertragung von Meß- oder Steuerimpulsen angeordnet sind.

2. Leitungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um die Mineralfaserschicht (2) als Abstandhalter ein in einer offenen Wendel gewickeltes Noppenband (6) angeordnet ist.

3. Leitungs; j'nr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Inn-nrohr (1) eine innere Mineralfaserschicht (M), darüber einzelne ringförmige Abstandhalter(13),darüi- ;rein Band(5)aus einer blanken Metallfolie, darüber eine äußere Mineralfaserschicht (12) und darüber schließlich das Manteliohr (7) angeordnet sind.

4. Leitungsrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandhalter (13) aus je zwei einander zur Ringform ergänzenden und mit Durchlässen (15) ausgebildeten Teilen (16, 17) aus einem mechanisch festen Werkstoff mit geringer thermischer Leitfähigkeit, z. B. einem keramischen Material, bestehen, welche mittels eines herumgelegten Federringes (14) zusammengehalten sind.

5. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1) für den Durchlaß eines elektrischen Heizstromes eingerichtet oder innerhalb der Mineralfaserschicht (2) von einer elektrischen Heizdrahtwendel umgeben ist.

6. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsdrähte (18) und die Signalübertragungsadern (19) auf das Mantelrohr (4 bzw. 7) aufgeseilt und von einer Mantelschutzhülle (9) aus Kunststoff oder Gummi umschlossen sind.

7. Leitungsrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mantelrohr (7) und der Schutzhülle (9) eine die Wellentäler des Mantelrohres ausfüllende Korrosionsschutzschicht (8) fius einem Kunststoff- oder Gummircgenerat oder/und Bitumen angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft ein thermisch isoliertes, trommelbares Leitungsrohr nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus dem DE-GM 74 11 059 ist bereits ein wärmeiso-Iiertes Leitungsrohr dieser Art bekannt.

Durch die Anordnung der Mineralfaserschicht ist dieses Leitungsrohr geeignet. Medien von wesentlich mehr als 130° C zu transportieren. Es ist jedoch nicht zum Transport tiefgekühlter Medien ausgebildet, und es hat

to ein gewelltes Innenrohr, das ungünstigere Ström jngseigenschaften als ein glattes Rohr hat. Außerdem fehlt die Möglichkeit einer Lecküberwachung bezüglich des Außenrohres und damit der Erkennung einer Beschädigung des Außenrohres, die zum Eindringen von Feuchtigkeit in die Isolierung und damit zum Herabsetzen ihres Wirkungsgrades führt. Ebenso fehlen Möglichkeiten für die Signalübertragung von Meß- oder Steuerimpulsen, die gerade bei zunehmender Leitungslänge zur Kontrolle und Steuerung notwendig sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein universell einsetzbares thermisch isoliertes Leitungsrohr zu schaffen, das auch für den Transport tiefgekühlter Medien geeignet ist, dabei bessere Strömungseigenschaften aufweist und mit Einrichtungen zur Lecküberwachung und Signalübertragung ausgerüstet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ingegebenen Merkmale gelöst.
Die Ansprüche 2 und 4 betreffen die Ausbildung der Abstandhalter als Wendel bzw. Einzelscheiben. Der Anspruch 3 betrifft die Anordnung einer weiteren, äußeren Mineralfaserschicht zwischen den Abstandhaltern und einem darüber gelegten Halteband einerseits und dem Mantelrohr andererseits. Die Ansprüche 6 und 7 betreffen die Anordnung der Signaladern am Mantelrohr und den Korrosionsschutz.

Die Vorteile der Erfindung liegen im einzelnen darin, daß aus diesen Leitungsrohren zusammengesetzte Leitungen für einen Strömungswirbelfreien Transport beliebiger Medien mit größtmöglicher Strömungsgeschwindigkeit geeignet sind, zufolge ihrer glatten Rohrinnenwand, die auch an den Rohrverbindungen zwischen Lieferlängen, die vorzugsweise mittels Schutzgas-Stumpfschweißung hergestellt werden, keine Durchmesserverengung aufweist. Wegen der besonderen Eigenschaften des für das Innenrohr verwendeten speziellen Edelstahls kann die Rohrleitung auch für den Transport aggressiver Medien eingesetzt werden. Da zudem die Wärmeisolierung aus einer Schicht mineralischer Grundstoffe und ein»_-m Hohlraum besteht, ist diese Rohrleitung nicht nur für sehr hohe (über 130⁰C), sondern auch für sehr tiefe Betriebstemperaturen (unter — 180°C) einsetzbar. Bei dieser Leitung sind Wärmeverluste über etwaige Befestigungseinrichtungen ausgeschlossen, da diese immer am Außenmantel über der thermischen Isolierung angreifen.

Die Rohrleitung ist ferner dazu geeignet, auch hochfrequente Signale für Meß- und Steuerzwecke zu übertragen, so für eine eventuell installierte Drucküberwachung der Anlage. Die Signale werden mittels Ankopplungseinrichtungen auf die Leitung gegeben bzw. von ihr abgenommen. Dadurch erübrigt sich die parallele Verlegung eines Steuerkabels, zumal zwischen dem metallischen Mantelrohr und der äußeren Schutzhülle ne-

b5 ben Lecküberwachungsdrähten auch Signalleitungen angeordnet sind. Jene lösen bei einer Beschädigung der äußeren Schutzhülle ein Signal aus. Ferner können auf dem Innen- und dem Mantelrohr Meßdrahte aneeord-

net sein, deren Widerstandsänderung zur Summenmessung der Rohrtemperatur benutzt werden kann.

Die Herstellung des thermisch isolierten Leitungsrohres kann ohne Schwierigkeiten auf den üblichen Fabrikationseinrichtungen, etwa denen eines Kabelherstellers, erfolgen. Das Leitungsrohr ist trommelbar, in großen Längen herstellbar und leicht verlegbar. Die aus den Fertigungslängen des Leitungsrohres zusammengeschweißten Rohrleitungen können ohne Einschränkung ihres Wirkungsgrades auch in Gebieten mit extremen Außentemperaturen sowohl in Luft wie auch in Erde verlegt werden, ohne daß Spannungen an den verschweißten Verbindungsstellen auftreten und aufwendige unterirdische Bauwerke wie Fernheizkanäle erforderlich sind. Ebenso ist mit diesem Leitungsrohr, bei entsprechender Dimensionierung seiner Wärmeisolierung auch die Verlegung in Gewässern ohne nennenswerte Wärmeverluste möglich. Schließlich kann das Leitungsrohr zur Kompensation unterschiedlicher linearer Wärmedehnungen an entsprechenden Stellen in Bögen oder Schleifen verlegt werden.

Von wesentlicher Bedeutung für die Erhaltung des hohen thermischen Widerstandes der Isolierung ist die absolute Dichtheit des Mantels (Mantelrohr und Schutzhülle) gegenüber Feuchtigkeit. Um diese zu gewährleisten, ist am Mantelrohr wenigstens ein Leckmeldedraht angeordnet, der über entsprechende Schaltungen mit einer Leckmelde-Alarmeinrichtung verbunden wird. Zusätzlich kann der Ringhohlraum zwischen Mineralfaserschicht und Mantelrohr zur leichteren Ortung etwaiger Undichtigkeiten mit einem Spürgas, z. B. einem Gemisch aus Stickstoff und Helium, gefüllt sein. Bedeutsam ist hier auch der Korrosionsschutz des Mantelrohres mittels einer gut haftfähigen, feuchtigkeitsabweisenden Korrosionsschatzschicht unter einer gegen chemische und elektrische Umwelteinflüsse beständigen äußeren Hülle.

Für viele Anwendungszwecke, z. B. den Transport hochviskoser Flüssigkeiten, ist die Einrichtung des Rohres für dessen Beheizung vorteilhaft. Hierzu kann das Rohr für den Durchfluß eines Heizstromes niedriger Spannung und großer Stromstärke eingerichtet sein, indem an einem Ende der Leitung das Innen- und das Mantelrohr an mehreren Stellen ihres Umfanges für den Anschluß je eines Poles bzw. einer Phase einer Stromquelle, z. B. eines Transformators, eingerichtet sind und am anderen Lnde das innenrohr in sternförmiger Anordnung elektrisch leitend mit dem Mantelrohr verbunden ist. Wenn es sich hierbei um einen niederfrequenten Heizstrom handelt, kann über das Rohr zugleich auch die hochfrequente Signalübertragung erfolgen, über mit entsprechenden Filtern ausgestattete und zwischen je einem Impulsgeber bzw. -empfänger und dem Innenoder dem Mantelrohr zwischengeschaltete Ankopplungseinrichtungcn.

Das Innenrohr kann jedoch auch mit einer dieses innerhalb der Wärmeisolierung unmittelbar umgebenden elektrischen Heizdrahtwendel ausgestattet sein, welche abschnittsweise mit einer elektrischen Stromquelle zu verbinden ist. Hiermit läßt sich die Beheizung des Rohres besser steuern, z. B. wenn nur ein Teil der Rohrleitung oder in regelmäßigen Abständen wiederkehrende Abschnitte derselben beheizt zu werden brauchen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. I in Ansicht bei teilweise entferntem Schutzmantel ein thermisch isolier.es Leitungsrohr mit einem wendelformigen Abstandhalter und einem glatten Mantelrohr,

F i g. 2 einen Querschnitt durch dieses Leitungsrohr, Fig.3 in Ansicht bei teilweise entferntem Schutzmantel ein thermisch isoliertes Leitungsrohr mit einzelnen ringförmigen Abstandhaltern und einem gewellten Mantelrohr,

F i g. 4 einen Querschnitt durch dieses Leitungsrohr. Die in den Fig. I und 2 gezeigte Ausführungsform läßt sich mit geringem Aufwand herstellen, während die in den Fig.3 und 4 gezeigte Ausführungsform zwar aufwendiger ist, dafür aber höchsten Anforderungen zu entsprechen vermag.

In allen Zeichnungsfiguren ist das Innenrohr mit 1 bezeichnet, welches als Glattrohr aus einem dem Anwendungszweck entsprechend ausgewählten Metall ausgebildet ist. Hierfür wird neben Kupfer vor allem ein nichtrostender Stahl aus der Gruppe def mit Chrom und Nickel sowie gegebenenfalls Titan-, Niob-, Molybdän- und dergleichen Zusätzen legierten Edelstahlen mit einem Kohlenstoffgehalt unter 12% bevorzugt. Lichte Weiie und Wanddicke des Rohres 1 sind io aufeinander abgestimmt, daß es samt seiner thermischen Isolierung ausreichend flexibel ist, um in großen Fertigungslängen problemlos auf eine Trommel für den Transport zum Verlegeort aufgebracht zu werden.

In jeder Ausführungsform ist das Rohr 1 mit einer dessen Oberfläche unmittelbar anliegenden Schicht 2 eines Fasergewebes umschlossen, die aus we/iigstens einem längseinlaufend oder wendelförmig um das Rohr 1 herumgelegten Glasfaser- oder Asbestfaser-Gewebeband 10 besteht. Hierbei handelt es sich um einen mineralischen Werkstoff außerordentlich geringer Wärmeleitfähigkeit, der sich als Gewebeband sehr leicht auf das zu isolierende Rohr maschinell aufbringen läßt.

Um die Fasergewebeschicht 2 oder zwischen zwei solchen Schichten ist ein Ringhohlraum 3 ausgebildet, der sich über die gesamte Rohrlänge erstreckt. Dieser ist bei der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Aus'ührun.gsform durch ein um die Fasergewebeschicht 2 in offener Wendel herumgelegtes Noppenband 6 gebildet, dem ein metalhaches Mantelrohr 4 unmittelbar anliegt. Der so unter dem Mantelrohr 4 geschaffene Ringhohlraum 3 kann zur Erhöhung des thermischen Widerstandes evakuiert sein. Er kann aber auch zur Dichtigkeitskontrolle des Mantelrohres 4 und zur Leckortung ständig oder fallweise mit einem unter Überdruck stehenden neutralen Gas, z. B. einem Gemisch aus Stickstoff und Helium, gefüllt sein.

so Das Noppenband 6 kann aus einem leicht dauerplastisch verformbaren Werkstoff bestehen, z. B. aus einer Preßfolie auf Zellulose- oder Mineralfaserbasis. Es ist jedoch vorzugsweise aus einer blanken Metallfolie gebildet, "vlche durch ihre Reflexionseigenschaft die Wirksamkeit der Isolierung zu erhöhen vermag. Sie schafft als wendeiförmiger Abstandhalter den vorausgehend beschriebenen Ringhohlraum 3 und hat nur punktförmige. also minimale Berührung mit dem z. B. aus AIu minium bestehenden Mantelrohr 4.

Statt dessen ist der Ringhohlraum 3 bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform des Leitungsrohres zwischen einer Anzahl Mineralfaser-Gev.ebebänder 10 angeordnet, welche jeweils eine innere und eine äußere Polsterschicht 11 bzw. 12 bilden, wobei der

b5 Ringhohlraum 3 unterhalb der äußeren Polsterschicht 12 mit einer blanken Metallfolie 5 umschlossen ist. Diese liegt der Unifangsfläche einer Anzahl konzentrisch um die innere Polsterschicht 11 angeordneter ringförmiger

Abstandhalter 13 an. Auf diese Weise wird ein berührungsärmerer und größerer evakuierbarer Ringhohlraum 3 mit einer entsprechend größeren thermischen Isolierfähigkeit als bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform des Leitungsrohres gebildet. >

Für einen einfachen Ablauf der Fertigung bestehen die Abstandhalter 13 aus wenigstens zwei einander zur Ringform ergänzenden und mit Durchlassen 15 ausgebildeten Teilen 16 und 17 aus einem mechanisch festen Werkstoff mit geringer thermischer Leitfähigkeit, z. EJ. u> eiviem keramischen Material, und diese sind mittels eines herumgelegten Federringes 14 zusammengehalten. Für eine genaue Zentrierung des Rohres 1 innerhalb der Metallfolie 5 mit dem Außenpolster 12 und dem Mantelrohr 7 darüber sowie zur genauen gegenseitigen Anpas- ti sung können die beiden Teile 16 und 17 der Abstandhalter an ihren einander zugewandten Flächen mit einer formschlüssigen Einrichtung wie Nut und Feder ausgebildet sein.

|e nach den Abmessungen der lichten Weite und der thermischen Isolierung des Leitungsrohres 1 kann das metallische Mantelrohr entweder als Glattrohr 4 oder als Wellrohr 7 ausgebildet sein. In jedem Fall ist über dem Mantelrohr eine Korrosionsschutzschicht 8 aus einem Kunststoff- oder Gummiregenerat oder aus einer Masse auf Bitumenbasis bzw. einem Gemisch dieser Stoffe angeordnet, die bei dem Wellmantel 7 dessen Täler ausfüllt. Die Korrosionsschutzschicht 8 ist von einer darüber extrudierten Hülle 9 aus einem umweltbeständigen Werkstoff, z. B. Kunststoff oder Gummi, umschlossen.

Oberhalb oder unterhalb des Mantelrohres 4 bzw. 7 sind Lecküberwachungsdrähte 18 und/oder Signalübertrag'jr.gsadern 19 umfänglich verteilt angeordnet, vorzugsweise auf das Mantelrohr aufgeseilt und von der äußeren Schutzhülle 9 umschlossen, wobei sie zumindest teilweise in die Korrosionsschutzschicht 8 eingebettet sind. Dies bririgi fertigungstechnische Vorteile mit sich, aber auch den funktionellen Vorteil, daß die Leckanzeigeeinrichtung bereits bei einer Beschädigung der äußeren Schutzhülle 9 bzw. der Korrosionsschutzschicht 8 anspricht.

Daourch wird — was bei solchen langzeitig im Boden und gegebenenfalls in Wasser verlegten Leitungen am meisten zu befürchten ist — eine Korrosion des feuchligkeiisdichten metallischen Mantelrohres ausgeschlossen, da jede feuchte Stelle in der Schutzhülle sogleich angezeigt wird, so daß sie rechtzeitig geortet und repariert werden kann, ehe arn Mantelrohr korrosionsbedingte Schaden oder gar Leckstellen entstehen. Überdies können für den Fall einer mechanischen Beschädigung des Mantelrohres 4 bzw. 7 auch unterhalb desselben zwischen dessen Innenfläche und der äußeren Polsterschicht 12, ebenfalls Lecküberwachungsdrähte 18 oder Signalübertragungsadern 19 angeordnet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Thermisch isoliertes, trommelbares Leitungsrohr für den Transport flüssiger oder gasförmiger Medien, bestehend aus einem Iängsnahtverschweißten Innenrohr (1) aus rostfreiem Stahl, das von einer wärmeisolierenden Schicht (2) aus einem längseinlaufend oder wendelförmig aufgebrachten Mineralfaser-Gewebeband (10) umgeben ist, und aus einem koaxial zum Innenrohr angeordneten, gewellten, metallischen Mantelrohr(4bzw.7), dadurch gekennzeichnet, daß