EP0130372A1 - Verfahren zum abschnittsweisen Trocknen von Fernrohrleitungen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
- telescopic pipes After completion, telescopic pipes are often subjected to a pressurized water test to test the resilience and tightness of the pipe. Even after repeated pigging of the line, water remains on the pipe walls, which can lead to corrosion in the long term. Even with other lines that are not subjected to a pressure water test, water can get into the interior of the pipe during transport, storage and assembly, which must be removed.
- vacuum drying has been used in the drying of telescopes.
- the use of the vacuum has the advantage of a high diffusion speed and thus relatively faster drying and a good depth effect. Moisture that has accumulated, for example, in duplications of the pipe wall, in material pores, surface grooves or micro cracks can be evaporated and removed by a vacuum.
- a closed line section is evacuated with a vacuum pump, evaporation commencing after reaching a certain negative pressure, so that water vapor increasingly takes the place of the extracted air, which is subsequently sucked off proportionally with further pressure reduction.
- a purge gas for example also dry ambient air, is let into the pipeline. If desired, the procedure is repeated.
- the object of the invention is accordingly to provide a tube drying method using vacuum, which provides high-quality drying in a manageable and clear process over the entire length of the line.
- this object is achieved with the method according to claim 1.
- This solution provides that the purging does not take place from the evacuation point, but from a remote point and at the same time also with an at least initially restricted addition speed or addition quantity. This avoids in particular that the water vapor present in the tube with a negative pressure of a few millibars is enclosed by the flushing gas as it enters and then experiences a pressure rise that goes beyond the saturation point to normal pressure, the previously evaporated water being deposited on the inner walls of the tube.
- a such an effect is inevitable if the evacuation and flushing is carried out from one end of a pipe section, the flushing gas leading to an inclusion of the water vapor even with slow input and trapping the residual water which remains in the pipe.
- a similar effect could also arise if flushing gas is added unthrottled from an end of the pipeline remote from the evacuation point, so that the water vapor experiences a pressure increase on the way to the evacuation point.
- a throttling or flow metering of the flushing gas stream must be maintained until the flushing gas stream reaches the evacuation point or whether the metering can soon be released to a greater or lesser extent depends on the flow properties of the line.
- the introduction of the purge gas can be released after an initial throttling, i.e. unthrottled and with an inlet pressure increased to or even above normal pressure.
- the flow resistance of the line acts as a sufficient throttle to maintain a pressure below the saturation limit in the boundary area to the extracted water vapor. The pressure rising further back does not reach the front of the purge gas.
- pipe drying is preferably carried out in such a way that the evacuation takes place at one end of a closed pipe section and the flushing gas is input at the other end.
- Appropriate handling at several points for example from the point of view of shorter throughput times and thus shorter working hours, is of course possible, for example, evacuation and flooding points can alternately be provided along a pipeline section.
- Dry purge air is let in at the end of the pipeline section opposite the evacuation point, a supercritical nozzle being switched on in the inlet, which limits the purge gas flow to 50 Nm 3 / h, so that the purge gas flow remains behind the suction power of the vacuum pump in terms of its molar flow rate.
- the vacuum pump on the other side of the pipe section remains switched on. After purging air emerges at the evacuation point, the vacuum pump is switched off and the nozzle is removed from the purging air inlet in order to accelerate the further flooding of the pipeline to normal pressure. Additional flooding from the evacuation point is then uncritically possible after the water vapor has been removed from the line.
- a pipe section as in Example I is emptied and evacuated after the pressure water test, as before wrote.
- the flooding of the line with dried purge air takes place in a multi-stage process, which was simulated or calculated beforehand taking into account the flow resistance of the line, the suction power of the vacuum pump and the flow properties of the enclosed gases on a digital computer using the finite element method to ensure that with a gradual release of the purge air supply even in the end part of the extracted water vapor volume, directly in front of the trailing purge air column, there is no pressure increase beyond the saturation pressure and thus recondensation.
- a purge air is first entered through a supercritical nozzle as in Example I. After a predetermined time interval, a bypass with a second, same supercritical nozzle is opened. After further predetermined time intervals, a third and a fourth bypass of the appropriate type are opened. It goes without saying that a single nozzle with a plurality of openings corresponding to a supercritical nozzle can also be used, which are opened one after the other.
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Abstract
Beim Trocknen von Fernrohrleitungen wird in Ausgestaltung der Vakuumtrocknung - ggf. in Verbindung mit Drucklufttrocknung, Molchung und/oder Alkoholtrocknung - eine Flutung geschaffen, die die Rückkondensation des Wassers im Restwasserdampf ausschließt. Dazu ist eine gleichsinnige Bewegung von abgesaugtem Wasserdampf und nachrückendem Spülgas sicherzustellen, wobei das Spülgas in seiner Eingabe- bzw. Wanderungsgeschwindigkeit so zu drosseln ist, daß auch im Grenzbereich zum abziehenden Wasserdampf keine Kondensation auftritt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Fernrohrleitungen werden nach der Fertigstellung häufig einer Druckwasserprüfung unterzogen, um die Belastbarkeit und Dichtheit der Leitung zu testen. Dabei verbleibt auch nach wiederholter Molchung der Leitung Wasser an den Rohrwänden, das langfristig zu Korrosion führen kann. Auch bei sonstigen, nicht einer Druckwasserprüfung unterzogenen Leitung kann bei Transport, Lagerung und Montage Wasser in das Rohrinnere gelangt sein, welches entfernt werden muß.
- Bei der Trocknung von Fernrohrleitungen hat neben der Anwendung von Trocknungsluft mit einem gewissen Überdruck, die insbesondere mit der Möglichkeit des Molchtransports auch Wasser- und Schmutzansammlungen aufzulösen vermag, eine Vakuumtrocknung Anwendung gefunden. Die Anwendung des Vakuums hat den Vorteil einer hohen Diffusionsgeschwindigkeit und damit relativ schnelleren Trocknung und einer guten Tiefenwirkung. Feuchtigkeit, die sich beispielsweise in Dopplungen der Rohrwand, in Materialporungen, Oberflächenriefen oder Mikrorissen festgesetzt hat, kann durch Vakuumwirkung verdampft und abgezogen werden.
- Die praktische Anwendung des Verfahrens sieht dabei üblicherweise vor, daß ein geschlossener Leitungsabschnitt mit einer Vakuumpumpe evakuiert wird, wobei nach Erreichen eines bestimmten Unterdrucks Verdampfung einsetzt, so daß an die Stelle der abgesaugten Luft zunehmend Wasserdampf tritt, der nachfolgend mit weiterer Druckabsenkung anteilig abgesaugt wird. Nach ausreichender Diffusionszeit und nach Erreichen eines vorgegebenen Unterdrucks wird ein Spülgas, z.B. auch trockene Umgebungsluft, in die Rohrleitung eingelassen. Gewünschtenfalls wird der Verfahrensablauf wiederholt.
- Die hier zu erwartenden guten Trockningsergebnisse-häben sich in der Praxis aber insoweit nicht bestätigt, als bei derart getrockneten Rohrleitungen jedenfalls bereichsweise Korrosion durch Restfeuchtigkeit bei langzeitiger Überwachung festzustellen war. Die herkömmliche Vakuumtrocknung hatte auch in den Fällen ungleichmäßige Ergebnisse geliefert, in denen (etwa bei langen und engen Leitungen) Druckausgleichs-und Diffusionsvorgängen Zeit gelassen worden war und das Evakuieren und Spülen wiederholt angewandt wurde.
- Aufgabe der Erfindung ist es dementsprechend, ein Rohrtrocknungsverfahren unter Verwendung von Vakuum zu schaffen, welches über die gesamte Leitungslänge eine hochwertige Trocknung in einem beherrschbaren und übersichtlichen Verfahren liefert.
- Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit dem Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst. Diese Lösung sieht vor, daß das Spülen nicht von der Evakuierungsstelle, sondern von einer abgelegenen Stelle und dabei auch mit einer zumindest zunächst gedrosselten Zugabegeschwindigkeit bzw. Zugabemenge erfolgt. Damit wird insbesondere vermieden, daß der im Rohr mit einem Unterdruck von wenigen Millibar anstehende Wasserdampf bei Eintritt des Spülgases durch dieses eingeschlossen wird und dann einen Druckanstieg erfährt, der über den Sättigungspunkt bis zum Normaldruck hinausgeht, wobei das zuvor verdampfte Wasser an den Rohrinnenwänden niederschlägt. Ein solcher Effekt ist zwangsläufig gegeben, wenn das Evakuieren und Spülen nur von einem Ende eines Rohrleitungsabschnitts aus erfolgt, wobei das Spülgas auch bei langsamer Eingabe zu einem Einschluß des Wasserdampfs führt und das Restwasser gefangen hält, welches im Rohr verbleibt. Ein ähnlicher Effekt könnte aber auch dann entstehen, wenn von einem der Evakuierungsstelle entfernten Ende der Rohrleitung Spülgas ungedrosselt zugegeben wird, so daß der Wasserdampf noch auf dem Weg zur Evakuierungsstelle eine Druckerhöhung erfährt.
- Ob eine Drosselung bzw. Durchflußdosierung des Spülgasstroms so lange aufrechterhalten bleiben muß, bis der Spülgasstrom die Evakuierungsstelle erreicht, oder ob die Dosierung schon bald mehr oder weniger stark freigegeben werden kann, hängt von den Strömungseigenschaften der Leitung ab. Bei langen und engen Leitungen und hoher Absauggeschwindigkeit an der Evakuierungsstelle kann die Einleitung des Spülgases nach einer anfänglichen Drosselung freigegeben werden, d.h.,ungedrosselt und mit einem auf oder sogar über Normaldruck erhöhten Einleitungsdruck erfolgen. Der Strömungswiderstand der Leitung wirkt äls-hinreichende Drossel, um im Grenzbereich zum abgesaugten Wasserdampf einen unterhalb der Sättigungsgrenze liegenden Druck zu erhalten. Der weiter hinten ansteigende Druck erreicht die Front des Spülgases nicht.
- Es versteht sich, daß vom gerätetechnischen Aufwand her eine Rohrtrocknung vorzugsweise so durchgeführt wird, daß an einem Ende eines abgeschlossenen Rohrabschnitts die Evakuierung und am anderen Ende die Spülgas-Eingabe erfolgt. Eine entsprechende Handhabung an mehreren Stellen, beispielsweise unter dem Gesichtspunkt kürzerer Durchlaufzeiten und damit verkürzter Arbeitszeiten ist aber selbstverständlich möglich, beispielsweise können längs eines Rohrleitungsabschnitts im Wechsel Evakuierungs- und Flutungsstellen vorgesehen sein.
- Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung näher erläutert sind.
- Ein beidendig abgesperrter Abschnitt einer Pipeline von 150 km Länge und einem Innendurchmesser von 0,36 m wird nach der Druckwasserprüfung leergepumpt und durch Molche vorgetrocknet, wobei gleichzeitig eine erste Trocknung durch trockene Luft mit einem Taupunkt von ca minus 40°C erfolgt. Danach wird der Rohrleitungsabschnitt von einem Ende mit einer Vakuumpumpe evakuiert, deren Saugvolumen 3500 m3/h beträgt. Nach einer Evakuierungszeit von 48 Stunden stellt sich ein über die gesamte Leitungslänge hinreichend ausgeglichenes Vakuum von unter 10 mbar ein.
- An dem der Evakuierungsstelle gegenüberliegenden Ende des Rohrleitungsabschnitts wird trockene Spülluft eingelässen, wobei in den Einlaß eine überkritische Düse eingeschaltet ist, die den Spülgasstrom auf 50 Nm3/h begrenzt, so daß der Spülgasstrom in seiner Molstromstärke hinter der Saugleistung der Vakuumpumpe zurückbleibt.
- Gleichzeitig bleibt die Vakuumpumpe auf der anderen Seite des Rohrleitungsabschnittseingeschaltet. Nachdem an der Evakuierungsstelle Spülluft austritt, wird die Vakuumpumpe abgeschaltet und die Düse aus dem Spüllufteinlaß entfernt, um das weitere Fluten der Rohrleitung bis auf Normaldruck zu beschleunigen. Ein zusätzliches Fluten von der Evakuierungsstelle aus ist dann, nach Entfernung des Wasserdampfs aus der Leitung, unkritisch möglich.
- Ein Rohrleitungsabschnitt wie in Beispiel I wird nach der Druckwasserprüfung entleert und evakuiert, wie zuvor beschrieben.
- Das Fluten der Leitung mit getrockneter Spülluft erfolgt in einem mehrstufigen Arbeitsgang, der zuvor urter Berücksichtigung des Strömungswiderstandes der-Leitung, der Saugleistung der Vakuumpumpe und der Strömungseigenschaften der eingeschlossenen Gase an einem Digitalrechner nach der Methode der finiten Elemente simuliert bzw. berechnet wurde, um sicherzustellen, daß bei einer stufenweisen Freigabe der Spülluftzufuhr auch im Endteil des abgesaugten Wasserdampfvolumens, direkt vor der nachlaufenden Spülluftsäule, keine über den Sättigungsdruck hinausgehende Druckerhöhung und damit Rekondensation erfolgt.
- Unter Berücksichtigung dieser Simulation erfolgt zunächst eine Spüllufteingabe durch eine überkritische Düse wie im Beispiel I. Nach einem vorgegebenen Zeitabstand wird ein Bypass mit einer zweiten, gleichen überkritischen Düse geöffnet. Nach weiteren vorgegebenen Zeitabständen wird ein dritter und ein vierter Bypass entsprechender Art geöffnet. Es versteht sich, daß auch eine einzige Düse mit mehreren, einer überkritischen Düse entsprechenden öffnungen verwandt werden kann, die nacheinander freigegeben werden.
- Damit wird die Eingabe des Spülgases forciert bzw. trotz des sich im Rohrleitungsabschnitt am Eingabeende aufbauenden Drucks beibehalten. Nach etwa 10 Stunden ist der Wasserdampf aus dem Rohrleitungsabschnitt abgesaugt, ohne daß irgendwo, insbesondere im Grenzbereich zum Spülgas, eine Rückkondensation eingetreten wäre. Die Leitung wird dann noch sicherheitshalber über weitere 14 Stunden mit 100 Nm3/h Spülgas nachgespült.
Claims (8)
1. Verfahren zum abschnittsweisen Trocknen von Fernrohrleitungen für den Transport von Flüssigkeiten und/ oder Gasen, bei dem an zumindest einem Punkt des Leitungsabschnitts mittels einer Vakuumpumpe eine Evakuierung erfolgt und der Leitungsabschnitt nachfolgend mit Spülgas gespült bzw. geflutet wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen eines vorgegebenen Unterdrucks bei weiterem Absaugen der Vakuumpumpe ein Spülen von dem der Evakuierungsstelle abgelegenen Ende bzw. den Enden aus mit einem zumindest zunächst auf im Durchsatz etwa gleiche oder geringere Molstromstärke des Spülgasstroms gegenüber dem Evakuierungsstrom erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Molstromstärke des Spülgasstroms bis zu dem Zeitpunkt eingehalten wird, in dem das Spülgas die Evakuierungsstelle erreicht.
3.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas mit einer nennenwerte Strömungsverluste in der-Leitung erzeugenden Geschwindigkeit in den Leitungsabschnitt eintritt und die Molstromstärke des Spülgasstroms vor dem Zeitpunkt erhöht wird, zu dem das Spülgas die Evakuierungsstelle erreicht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Evakuieren eine Molchung mit hochvorgetrockneter Luft vorausgeschickt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Evakuieren eine Alkoholspülung des Leitungsabschnitts durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Spülgas Stickstoff verwandt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,dadurch gekennzeichnet, daß als Spülgas ein Edelgas bzw. Edelgasgemisch verwandt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Spülgas getrocknete Umgebungsluft verwandt wird.
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