DE3528061C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Teleskopverbindungsteil, dessen beide zusammenschiebbare Teile schnell, leicht, wirtschaft­ lich, effektiv und in angemessener Weise in ihrer Lage ver­ riegelt oder festgelegt werden können, um die Reparatur von Unterwasserrohrleitungen zu erleichtern, selbst wenn diese in großer Tiefe verlegt sind.

Der Arbeitszyklus, der zum Reparieren einer beschädigten Unterwasserrohrleitung ausgeführt werden muß, umfaßt in be­ kannter Weise das Abschneiden des beschädigten Stückes der Rohrleitung, das dichte Verbinden einer äußeren Hülse mit jedem abgeschnittenen Ende der Rohrleitung, und das an­ schließende Verbinden der angesetzten Enden der Rohrleitung mittels eines Zwischenrohrteiles, der über Wasser herge­ stellt wird und dicht zwischen den Hülsen festgemacht oder verriegelt wird. Um unvermeidliche Fehler in der Messung des Abstandes zwischen den abgeschnittenen Enden kompensieren zu können, muß dieser Zwischenteil notwendigerweise eine Teleskopverbindung aufweisen, die in ihrer Lage dicht festge­ legt oder verriegelt werden muß, wenn der Zwischenteil ein­ gesetzt und auf den beiden Endhülsen festgemacht ist.

Es sind verschiedene Arten von Teleskopverbindungsteilen zum Reparieren von Unterwasserrohrleitungen bereits bekannt.

Derartige bekannte Teleskopverbindungsteile, die im wesent­ lichen aus zwei zylindrischen Teilen bestehen, die ineinander schiebbar sind und dicht miteinander verriegelt werden, wenn sie in axialer Richtung richtig angeordnet sind, umfassen alle im Inneren komplizierte Dichtungs- und Antigleitelemen­ te, die hydraulisch betätigt werden. Alle diese bekannten Teleskopverbindungsteile haben daher den doppelten Nachteil, daß sie einen komplizierten Aufbau haben und somit mit hohen Kosten verbunden sind und eine unzureichende Abdichtung auf­ grund ihrer sehr geringen Länge liefern, die nur auf die speziellen Punkte beschränkt ist, an denen die Dichtungsele­ mente zur Wirkung gebracht werden.

Durch die Erfindung sollen diese Mängel beseitigt werden und soll ein wirtschaftliches Teleskopverbindungsteil geschaffen werden, dessen beide zusammenschiebbare Teleskopteile schnell, leicht und wirksam dicht miteinander verriegelt werden kön­ nen, was zur Reparatur von Unterwasserrohrleitungen, die in großer Tiefe verlegt sind, wesentlich ist.

Das Verriegeln oder Festlegen des inneren und des äußeren Teils eines Teleskopverbindungsteils unter dichten Verhält­ nissen wird im wesentlichen nach dem Verfahren bewirkt, das in der DE-PS 31 17 901 beschrieben ist.

Dieses Verfahren macht von dem Grundgedanken Gebrauch, daß es möglich ist, zwischen zwei koaxialen Rohren eine Restüber­ lagerung zu erzeugen, die zwischen diesen Rohren einen Druck erzeugt, um sowohl eine wirksame Abdichtung längs des gesam­ ten Kontaktbereiches als auch einen hohen Widerstand gegen­ über einem axialen Druck oder axialen Spannungen und somit gegenüber einem gegenseitigen Rutschen oder Gleiten zwischen den beiden Rohren sicherzustellen, indem einfach die beiden Rohre dazu gebracht werden, sich radial auszudehnen und an­ schließend die Ausdehnungskraft abgenommen wird, vorausge­ setzt, daß das äußere Rohr aus einem Material besteht, das ein Maß an elastischer Deformation zeigt, das größer als das des inneren Rohres ist, und eine Stärke hat, die ihm eine höhere Festigkeit gibt als sie der innere Mantel hat.

Dazu wird auf den inneren, gleitend verschiebbaren zylindri­ schen Teil des Teleskopverbindungsteils ein Ringmantel ge­ schweißt, der eine Ringkammer oder einen ringförmigen Zwi­ schenraum mit dem inneren Zylinder bildet, wobei der Mantel aus Stahl mit einer Streckgrenze besteht, deren Wert nicht größer als die Hälfte des Wertes der Streckgrenze der Hülse beträgt, die den äußeren Teil des Teleskopverbindungsteils bildet.

In dieser Weise werden die beiden Teile des Teleskopverbin­ dungsteils miteinander gekoppelt und in ihrer Lage dadurch verriegelt, daß der Ringmantel dazu gebracht wird, sich ra­ dial gegen die Innenwand der starren Hülse auszudehnen, in­ dem Öl unter Druck in die Ringkammer gefördert wird, wobei anschließend diese radiale Ausdehnung solange fortgesetzt wird, bis die äußere Hülse ihre Grenze der elastischen Ver­ formung erreicht, so daß eine beträchtliche permanente Ver­ formung des Mantels bewirkt wird, der wesentlich starrer als die äußere Hülse ist. Dann wird der Öldruck verringert, wo­ bei die Differenz in der elastischen Erholung der Materialien der Hülse und des Mantels dazwischen eine Restüberlagerung erzeugt, die einen Restkontakt sicherstellt, so daß sich ein effektiver Widerstand gegenüber einem Auseinander­ ziehen und eine hermetische Dichtung ergeben, die sich über die gesamte Ringfläche des Mantels erstreckt.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Restkontaktdruck dadurch erhöht werden, daß ein gegebe­ ner Druck im Inneren der Ringkammer oder des Ringzwischen­ raumes nach den unterschiedlichsten Verfahren, beispielswei­ se durch Einspritzen von Epoxiharzen in die Kammer, aufrecht­ erhalten wird.

Um wiederum zu vermeiden, daß der innere Zylinder, auf den der Ringmantel geschweißt ist, während der Arbeitsvorgänge beim Erzeugen einer dichten Verriegelung zusammenbricht, besteht er aus einem Stahl mit einer Streckgrenze, die so hoch wie möglich innerhalb der Grenzen einer guten Schweiß­ barkeit des Materials ist, und hat er eine Stärke, die wenigstens dem aktiven Bereich des Mantels entsprechend er­ höht ist. Um schließlich sicherzustellen, daß unabhängig von der relativen Lage der beiden zusammenschiebbaren Teile des Verbindungsteils beim Abschluß der Reparatur der Rohrlei­ tung keine übermäßige Zunahme des Innendurchmessers der Rohr­ leitung auftritt, was die notwendige Verschiebung von soge­ nannten Molchen oder Wagen in der Rohrleitung verhindern würde, die zur Panoramaschweißradiographie und zum Prüfen der mechanischen Eigenschaften der Rohrleitung verwandt wer­ den, ist die Verbindungshülse innen mit einem Innenrohr ver­ sehen, das koaxial an eines ihrer Enden geschweißt ist und als Gleitführung für den Innenzylinder des Teleskopverbin­ dungsteils dient, wobei dieses Innenrohr aus dem gleichen Material wie die Rohrleitung besteht, an der die Reparatur auszuführen ist, und die gleichen Abmessungen wie diese Rohr­ leitung hat.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er­ findung ist die Hülse nicht mit einer Innenfläche mit einem konstanten glatten Abschnitt, sondern mit einer Innenfläche versehen, die in axialer Richtung durch eine Folge von Schlitzen und Zähnen profiliert ausgebildet ist.

Diese zusätzliche Bearbeitung, die keine großen Schwierig­ keiten bereitet, da sie über Wasser mit der notwendigen Ausrüstung bequem ausgeführt werden kann, führt zu dem be­ trächtlichen doppelten Vorteil einer höheren Beständigkeit gegenüber einem axialen Druck und zu niedrigeren Arbeits­ und Betriebskosten.

Der Grund dafür besteht darin, daß während der Ausdehnung die beträchtliche permanente Verformung dazu führt, daß der Man­ tel in die Schlitze eintritt, so daß er wirksam mechanisch mit einer sehr hohen Beständigkeit gegenüber einem axialen Druck festgelegt ist, die nicht mehr nur von der Reibung ab­ hängt, die vom Restkontaktdruck erzeugt wird, wie es im Fall einer Hülse mit konstantem Querschnitt der Fall ist. Es ist daher nicht mehr erforderlich, den Mantel sorgfältig auf der Drehbank zu bearbeiten, um vollständig die äußere Schweißnaht zu entfernen, die sonst die Dichtung beeinträchtigen würde, da die Schweißnaht nun an der Kante der Zähne plastifiziert wird und die vollständige Dichtung nicht beeinträchtigt. Eine sorgfältige Bearbeitung an der Drehbank, die zeitraubend und mit hohen Kosten verbunden ist, ist damit unnötig.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein beson­ ders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einer perspektivischen Schnittansicht das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Te­ leskopverbindungsteils,

Fig. 2 eine Längsschnittansicht durch das in Fig. 1 dargestellte Verbindungsteil, und

Fig. 3 eine Längsschnittansicht durch ein Ausführungs­ beispiel des erfindungsgemäßen Verbindungsteils, wobei die beiden zusammenschiebbaren Teile be­ reits hermetisch fest miteinander verriegelt sind.

In der Zeichnung ist eine äußere starre Hülse 1 des Teleskop­ verbindungsteils dargestellt, die aus einem hoch-zugfesten Stahl mit hoher Streckgrenze besteht und eine Innenfläche 2 aufweist, die in axialer Richtung mit abwechselnden Schlitzen 3 und Zähnen 4 profiliert ist. Innen ist an ein Ende 2′ der Hülse 1 koaxial ein Innenrohr 5 geschweißt, das aus dem glei­ chen Material, wie die zu reparierende Rohrleitung besteht und die gleichen Abmessungen, wie diese Rohrleitungen hat und als axiale Gleitführung für den Innenzylinder 6 dient, der teleskopartig in der Hülse 1 gleitend verschiebbar ist.

Dieser Innenzylinder 6, auf dem ein ringförmiger Mantel 8 über zwei Ringschweißungen 7 und 7′ befestigt ist, um mit dem Zylinder eine Ringkammer oder einen Ringzwischenraum 9 zu be­ grenzen, besteht aus einem Stahl mit einer Streckgrenze, die innerhalb der Grenzen einer geeigneten Erzielbarkeit der Schweißnähte 7 und 7′ so hoch wie möglich liegt, und hat eine Stärke, die entsprechend dem Teil 6′ zunimmt, der mit dem Man­ tel 8 zusammenarbeitet.

Schließlich ist der ringförmige Mantel 8, der durch eine ra­ diale Ausdehnung durch Zuführen von Öl unter Druck in die Ringkammer 9 durch die Leitung 10 dazu gebracht wird, in die Schlitze 3 der Hülse 1 einzutreten und diese Schlitze 3 zu fließen, wie es insbesondere in Fig. 3 dargestellt ist, aus einem Stahl gebildet, der eine Streckgrenze hat, deren Wert nicht größer als die Hälfte des Wertes der Streckgrenze der Hülse 1 ist, wobei der Mantel 8 eine Stärke hat, die unter Verwendung bekannter Gleichungen algebraisch so bestimmt ist, daß der durch die Restüberlagerung zwischen der Hülse 1 und dem Mantel 8 erzeugte Druck nahe am maximalen Druck liegt, der ohne Ausbeulen des Mantels ausgehalten werden kann.

Claims (4)

1. Teleskopverbindungsteil zum Reparieren einer Unterwas­ serrohrleitung, die in großer Tiefe verlegt ist, mit einem Innenzylinder, der teleskopartig in einer äußeren starren Hülse aus einem hoch-zugfesten Stahl verschieb­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Mantel aus einem Stahl mit einer Streckgrenze, deren Wert nicht mehr als die Hälfte des Wertes der Streckgrenze der äußeren Hülse beträgt, auf den Innenzylinder geschweißt ist, um mit dem Innenzylin­ der eine Ringkammer oder einen Ringzwischenraum zu er­ zeugen, der mittels eines Druckes radial ausgedehnt wer­ den kann, wobei der Innenzylinder teleskopartig durch ein Innenrohr geführt ist, das aus dem gleichen Material wie die zu reparierende Unterwasserrohrleitung besteht und die gleichen Abmessungen wie diese Rohrleitung hat und koaxial im Inneren an ein Ende der äußeren Hülse geschweißt ist.

2. Teleskopverbindungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder aus einem Stahl besteht, dessen Streckgrenze innerhalb der Grenzen einer angemessenen Schweißbarkeit an den ringförmigen Mantel so hoch wie möglich liegt und eine Stärke hat, die wesentlich größer als die des verformbaren Mantels ist, so daß der Druck dazu führt, daß der Innenzylinder nur eine vernachlässigbare Verformung erleidet.

3. Teleskopverbindungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer oder der Ringzwischenraum durch Epoxiharz unter Druck gesetzt wird, das beim anschlies­ senden Verfestigen den Druck beibehält, nachdem das Verbindungsteil eingebaut ist.

4. Teleskopverbindungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse eine Innenfläche hat, die in axialer Richtung über eine Folge von Schlitzen und Zähnen pro­ filiert ist.