NL1016456C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een hulpstuk alsmede een buisleiding. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het vervaardigen van een hulpstuk alsmede van een buisleiding

De uitvinding heeft betrekking op het vervaardigen van een hulpstuk uit kunststof. Traditionele thermoplastische hulpstukken worden gewoonlijk vervaardigd door 5 middel van spuitgieten. Bij het ontwerp van een hulpstuk dat gebruikt wordt als een aftakking wordt rekening gehouden met het feit dat de opening waarop het afgetakte leidingdeel wordt aangesloten, een belangrijke verzwakking van de wand van de doorgaande leiding vormt. Een dergelijke verzwakking kan bij een gespuitgiet hulpstuk worden opgevangen door de rand van het gat, alsmede de wanddikte van het hulpstuk 10 zelf te vergroten.

Vooral bij grotere leidingdiameters doet zich echter het probleem voor dat het spuitgieten van hulpstukken nauwelijks meer economisch verantwoord is. In dergelijke gevallen moet het hulpstuk worden opgebouwd uit afzonderlijke stukken. Teneinde de vereiste sterkte te bereiken en de negatieve invloed van het gat in de doorgaande wand 15 te compenseren, moeten extra verstevigingen worden aangebracht. Dat is een omslachtige en kostbare methode.

De sterkte van een dergelijk hulpstuk zou ook bereikt kunnen worden door uit te gaan van een leidingstuk met een grotere wanddikte. Juist bij leidingen met grote diameters geldt dat de stand van de extrusietechniek niet toelaat dat de wanddikte 20 onbeperkt vergroot wordt. Indien een dikkere wand zou worden geëxtrudeerd, kan het afkoelingsproces te traag verlopen. Dat brengt ongewenste oxidatieverschijnselen mee, die de kwaliteit van het eindproduct nadelig beïnvloeden

Doel van de uitvinding is daarom een werkwijze te verschaffen waarmee deze problemen omzeild kunnen worden, en op economische wijze een leidingstuk met ver-25 beterde sterkte-eigenschappen kan worden vervaardigd.

Dat doel wordt bereikt door middel van een werkwijze voor het vervaardigen van een voorgespannen leidingstuk uit kunststof, omvattende de stappen van: - het verschaffen van een eerste kunststof leidingdeel, - het verschaffen van een tweede kunststof leidingdeel met een inwendige diameter 30 die kleiner is dan de uitwendige diameter van het eerste leidingdeel, - het veranderen van de dwarsdoorsnede-afmetingen van tenminste een eind van een eerste der leidingdelen, zodanig dat het eind van het tweede leidingdeel om het eind van het eerste leidingdeel kan worden gebracht, 7 o 1 6 4 5 e 2 - het op elkaar schuiven van de leidingdelen, zodanig dat in het eerste (binnenste) leidingdeel drukspanningen, en in het tweede (buitenste) leidingdeel trekspanningen worden opgewekt.

Bij een dergelijk voorgespannen leidingstuk heerst in de buitenste laag een trek-5 voorspanning, en in de binnenste laag een drukvoorspanning. Een dergelijke voorspan-ningsverdeling is gunstig voor leidingbuizen waarin een medium onder overdruk wordt getransporteerd. De drukvoorspanning in de binnenste laag verzekert dat aldaar geen of slechts trekspanningen aldaar optreden. Daardoor kan het optreden van scheuren als gevolg van inwendige spanningen in de binnenwand (stress-cracking) verregaand 10 worden vermeden.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding kan worden uitgegaan van leidingdelen met standaard afmetingen. Daarbij wordt bij voorkeur een leidingdeel gekozen dat identiek is aan de leidingdelen die in de rest van de leiding worden toegepast, zodat de gewenste aansluiting is verzekerd.

15 De meest in het oog lopende voordelen worden verkregen indien het eerste en het tweede leidingdeel identieke dwarsdoorsnede-afmeting bezitten. Door dergelijke identieke leidingdelen op elkaar te schuiven, wordt allereerst op eenvoudige wijze de gewenste voorspanning en daarmee de gewenste verbetering van de sterkte-eigenschap-pen verkregen, terwijl verder de juiste aansluiting op de rest van de leiding gegaran-20 deerd is.

Het op elkaar schuiven van de leidingdelen kan worden vergemakkelijkt door een daarvan op te trompen. Als alternatief kunnen een of beide leidingdelen worden uitgevoerd met een conusvormige eindoppervlak. Door middel van aldus gevormde eindop-pervlakken kan het ene leidingdeel verwijd worden en het andere enigszins samenge-25 drukt worden, en wel in zodanige mate dat zij vervolgens over elkaar kunnen worden geschoven.

De leidingdelen kunnen uit allerlei kunststoffen worden vervaardigd, bijvoorbeeld semi-kristallijne kunststoffen zoals polyethyleen of polypropyleen.

Het op elkaar schuiven kan verder worden bevorderd door de over elkaar schui-30 vende oppervlakken te verwarmen. In het geval van polyethyleen kan daarvoor een temperatuur tot 60°C worden gekozen. Enerzijds blijft bij een dergelijke temperatuur de samenhang van het polyethyleen materiaal behouden, en daarmee de voorspanning 70 1 6 456 3 in het leidingstuk, terwijl anderzijds toch een belangrijke verlaging van de wrijvingsco-efficiënt en daarmee van de schuifkrachten wordt verkregen.

Ter verlaging van de schuifkrachten kan ook een fluïdum tussen de leidingdelen worden geperst.

5 De leidingstukken kunnen op verschillende manieren worden toegepast. Aller eerst kunnen dergelijke leidingstukken worden gebruikt voor het vervaardigen van hulpstukken, bijvoorbeeld T-vormige aftakkingen of bochtstukken. Ten tweede kunnen dergelijke leidingstukken worden toegepast als complete voorgespannen buizen.

Bij het vervaardigen van een hulpstuk, zoals het vervaardigen van een versterkt 10 aftakstuk of een bochtstuk, voor een buisleiding, omvat de werkwijze volgens de uitvinding de volgende stappen: - het verschaffen van tenminste een eerste en een tweede versterkt leidingstuk, zoals hiervoor beschreven, - het aanbrengen van een schuin ten opzichte van zijn hartlijn gericht eindoppervlak 15 aan tenminste een eind van beide leidingstukken, - het verhitten van die schuin afgekorte eindoppervlakken van beide leidingstukken, en - het aan elkaar lassen van beide leidingstukken door het op elkaar drukken van de verhitte eindoppervlakken daarvan.

20 Verder heeft de uitvinding betrekking op een voorgespannen leidingstuk vervaardigd volgens de werkwijze zoals hiervoor beschreven, waarbij beide leidingdelen een gelijke lengte bezitten en elkaar volledige overlappen.

Tevens heeft de uitvinding betrekking op een hulpstuk vervaardigd volgens de hiervoor beschreven werkwijze, waarbij elk leidingstuk met een loodrecht op de hart-25 lijn daarvan gericht eindoppervlak, over het gedeelte grenzend aan dat eindoppervlak, slechts een leidingdeel omvat, en dat het andere leidingdeel eindigt op afstand van dat eindoppervlak.

Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van enkele in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden.

30 Fig. 1 toont een buisvormig stuk uitgangsmateriaal voor een voorgespannen lei dingstuk volgens de uitvinding;

Fig. 2 toont in twee delen verdeelde stuk uitgangsmateriaal, juist voor het op elkaar schuiven; *0^ 6 456 4

Fig. 3 toont een dwarsdoorsnede door het gerede voorgespannen leidingstuk;

Fig. 4 tot 6 tonen de stappen van het vervaardigen van een T-vormig hulpstuk:

Fig. 7 toont het gerede T-vormige hulpstuk;

Fig. 8 toont een bochtstuk; 5 Fig. 9 toont een variant.

De in fig. 1 weergegeven leiding 1 met cirkelvormige dwarsdoorsnede vormt het uitgangsmateriaal voor het vervaardigen van een voorgespannen leidingstuk volgens de uitvinding. Deze leiding 1 wordt door middel van een snede 2 verdeeld in twee leiding-delen 3,4, die op elkaar geschoven moeten worden.

10 Zoals afgebeeld in fig. 2 wordt daartoe het ene leidingdeel 3 aan zijn eind 5 op getrompt. Het naar dat opgetrompte eind 5 gekeerde eind 6 van het andere leidingdeel kan de oorspronkelijke afmetingen bezitten. Zoals weergegeven in fig. 2 worden deze leidingdelen 2, 3 vervolgens naar elkaar toe bewogen, waarbij het eind 6 van het leidingdeel 2 dringt in het opgetrompte eind 5 van het leidingdeel 3. De leidingdelen 2, 3 15 kunnen aldus volkomen over elkaar worden geschoven, waarna een leidingstuk 7 is verkregen met de in fig. 3 weergegeven dwarsdoorsnede.

Als gevolg van het in elkaar persen van de leidingdelen 2 en 3 is in het binnenste leidingdeel 2 een drukspanning ontstaan, terwijl in het buitenste leidingdeel 3 een trek-spanning is ontstaan. Een dergelijke voorspanningsverdeling is gunstig voor het trans-20 porteren van onder een overdruk staand medium. Dat medium zal, bij niet voorgespannen leidingstukken, een trekspanning opwekken over de gehele dikte van de wand van het leidingstuk. De trekspanningen zijn geconcentreerd in de binnenwand van de buis. Bij leidingstuk 7 volgens de uitvinding treden, tot aan zekere overdrukken van het medium, geen trekspanningen op in het binnenste leidingdeel 2, aangezien eerst de 25 drukspanning daarin tot nul zou moeten worden teruggebracht. Als gevolg daarvan zullen in het leidingstuk volgens de uitvinding minder snel scheuren en breuken ontstaan die zouden kunnen voortvloeien uit trekspanningen.

Het leidingstuk 7 volgens de uitvinding kan voor verschillende toepassingen worden gebruikt. Allereerst kan een dergelijk leidingstuk worden toegepast als een 30 complete voorgespannen leiding, in welk geval de leidingdelen 2, 3 een gelijke lengte hebben en volledig op elkaar zijn geschoven. Aan de kopkanten kunnen dergelijke leidingstukken vervolgens aan elkaar worden gelast tot de gewenste lengte.

10H456 5

Volgens een tweede mogelijkheid kan met een dergelijk leidingstuk 7 volgens de uitvinding een hulpstuk worden vervaardigd, bijvoorbeeld het in fig. 7 weergegeven T-vormige hulpstuk 8. Voor dit T-vormige hulpstuk 8 is een drietal leidingstukken 7 nodig die volgens de lasnaden 9,10 (zie fig. 8) aan elkaar zijn bevestigd.

5 Een dergelijk T-vormig hulpstuk wordt vervaardigd volgens de in de fig. 4 tot 6 weergegeven stappen. Allereerst wordt daartoe een drietal leidingstukken 7 vervaardigd. Van deze leidingstukken wordt het gearceerde gedeelte 12, 13 verwijderd volgens onder 45° ten opzichte van hun hartlijn lopende sneden. Zoals weergegeven in fig. 6 worden deze leidingstukken 7 vervolgens met hun door deze sneden bepaalde eind-10 oppervlakken 14, 15 aan elkaar bevestigd, waardoor een L-vormige verbinding 12 wordt verkregen. Tenslotte kan door middel van het derde leidingstuk 7 een T-vormig hulpstuk worden verkregen, door de gearceerde delen 16, 17 van respectievelijk de L-vormige verbinding en het derde leidingstuk 7 te verwijderen. De L-vormige verbinding 11 en het derde leidingstuk 7 worden daarna volgens hun onder 45° ten opzichte 15 van de betreffende hartlijnen verlopende eindoppervlakken 18,19 aan elkaar bevestigd, waarbij het K-vormige hulpstuk volgens fig. 7 wordt verkregen.

De variant van fig. 9 betreft een bochtstuk dat is opgebouwd uit een viertal leidingstukken 7, die door middel van eindoppervlakken (21) met een geschikt gekozen hoek t.a.v. de bijbehorende hartlijnen aan elkaar zijn gelast.

20 Bij de zich aan de uiteinden van dat bochtstuk bevindende leidingstukken 7 ein digt het buitenste leidingdeel 3 op enige afstand van het eindoppervlak 20. Aan dat eindoppervlak 20 kan de normale leiding worden gelast.

Bij de variant van fig. 9 heeft het eerste (binnenste) leidingdeel 2 een naar buiten gericht conusvormig eindoppervlak 22, en het tweede (buitenste) leidingdeel 3 een naar 25 binnen gericht conusvormig eindoppervlak 23. Door deze leidingdelen 2, 3 met deze eindoppervlakken 22,23 tegen elkaar te persen, wordt het tweede leidingdeel 3 over het eerste leidingdeel 2 geschoven. In dit geval is het niet nodig om het tweede leidingdeel 3 eerst op te trompen.

10 1 6 456

Claims (18)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een voorgespannen leidingstuk (7) uit kunststof, omvattende de stappen van: 5 - het verschaffen van een eerste kunststof leidingdeel (2); - het verschaffen van een tweede kunststof leidingdeel (3) met een inwendige diameter die kleiner is dan de uitwendige diameter van het eerste leidingdeel (2); - het veranderen van de dwarsdoorsnede-afmetingen van tenminste een eind (5) der 10 leidingdelen, zodanig dat het eind (5) van het tweede leidingdeel (3) om het eind (6) van het eerste leidingdeel (2) kan worden gebracht; - het op elkaar schuiven van de leidingdelen (2, 3), zodanig dat in het eerste (binnenste) leidingdeel (2) drukspanningen, en in het tweede (buitenste) leidingdeel (3) trekspanningen worden opgewekt. 15

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de dwarsdoorsnede-afmeting der leidingdelen (2, 3) identiek is.

3. Werkwijze volgens 1 of 2, waarbij het eind (5) van een der leidingdelen (3) wordt 20 verwijd door optrompen.

4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het eind van een der leidingdelen (2) een conusvormige snede (22) heeft.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij een eind van het andere leidingdeel (3) een overeenkomstige conusvormige snede (23) heeft, zodanig dat indien de leidingdelen (2, 3)met hun conusvormige sneden (22, 23) naar elkaar zijn gericht, die denkbeeldige toppen van die sneden (22,23) in dezelfde richting wijzen.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de leidingdelen (2,3) uit semi-kristallijne kunststof bestaan. *0 1 6 456

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij de leidingdelen (2,3) uit een polyolefine, zoals polyethyleen of polypropyleen bestaan.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de leidingdelen (2, 3) 5 uit een amorfe kunststof bestaan.

9. Werkwijze volgens conclusie 6, 7 of 8, waarbij althans een van de leidingdelen (2,3) worden verwarmd tot ten hoogste 60° alvorens zij op elkaar worden geschoven.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij tenminste een van de op elkaar te schuiven oppervlakken van de leidingdelen (2,3) wordt verwarmd.

11. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij tijdens het op elkaar schuiven van de leidingdelen (2, 3) daartussen een fluïdum wordt geperst. 15

12. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij leidingdelen (2, 3)op elkaar geschoven worden over een overlappingslengte die tenminste gelijk is aan de uitwendige diameter van het leidingstuk (7).

13. Werkwijze voor het vervaardigen van een versterkt hulpstuk, zoals een aftakstuk (8) of een bochtstuk (21) voor een buisleiding, omvattende: - het verschaffen van tenminste een eerste en een tweede versterkte leidingstuk (7); het aanbrengen van een schuin ten opzichte van zijn hartlijn gericht eindoppervlak 25 aan tenminste een eind van beide leidingstukken (7); - het verhitten van die schuin afgekorte eindoppervlakken van beide leidingstukken (7); - het aan elkaar lassen van beide leidingstukken door het op elkaar drukken van de verhitte eindoppervlakken daarvan. 30

14. Werkwijze volgens conclusie 13 voor het vervaardigen van een aftakstuk (8) voor een buisleiding, omvattende: U0 1 β4 5 6 - het verschaffen van drie leidingstukken (7) met elk een schuin ten aanzien van de hartlijn daarvan gericht eindoppervlak; - het aanbrengen aan een leidingstuk van een vlak eindoppervlak (19) dat onder 45° met betrekking tot de hartlijn daarvan gericht is; 5. het aanbrengen aan de andere twee leidingstukken van twee elk een spits vormende eindoppervlakken (14, 18; 15, 18) die elk onder 45° met betrekking tot de hartlijn daarvan gericht zijn en onderling een hoek van 90° insluiten; - het aan elkaar lassen van de drie leidingstukken, zodanig dat het vlakke, schuin gerichte eindoppervlak (19) van het leidingstuk is gelast aan een der eindopper- 10 vlakken (18) van de spitse leidingstukken en de andere eindoppervlakken (14, 15) van die spitse leidingstukken aan elkaar zijn gelast.

15. Werkwijze volgens conclusie 13 voor het vervaardigen van een bochtstuk, omvattende het verschaffen van tenminste drie leidingstukken waarvan twee een schuin 15 ten aanzien van de hartlijn daarvan gericht vlak eindoppervlak (21), en een loodrecht op die hartlijn gericht eindoppervlak (20) bezitten en waarvan elk overig leidingstuk twee schuin gerichte vlakke eindoppervlakken (21) heeft, waarbij de schuin gerichte eindoppervlakken (21) aan elkaar worden gelast.

16. Werkwijze volgens een van de conclusies 13, 14 of 15, waarbij elk leidingstuk met een loodrecht op de hartlijn daarvan gericht eindoppervlak (20) over het gedeelte grenzend aan dat eindoppervlak slechts een enkel leidingdeel omvat, en dat het andere leidingdeel eindigt op afstand van dat eindoppervlak (20).

17. Voorgespannen hulpstuk vervaardigd volgens de werkwijze van een der conclusies 1-16 is, waarbij elk leidingstuk (7) met een loodrecht op de hartlijn daarvan gericht eindoppervlak (20) over het gedeelte grenzend aan dat eindoppervlak slechts een leidingdeel (2) omvat, en dat het andere leidingdeel (3) eindigt op afstand van dat eindoppervlak (20). 30

18. Voorgespannen leidingstuk vervaardigd volgens de werkwijze van een der conclusies 1-12, waarbij beide leidingdelen (2, 3) een gelijke lengte bezitten en elkaar volledige overlappen. 10 1 6 456