Die Verlegung von Offshore-Pipelines erfolgt heute überwiegend immer noch in der Form, dass auf einem Verlegeschiff Stahlrohre von beispielsweise 12 m Länge, die mit einer Korrosionsschutzisolierung aus Kunststoff versehen sind, nacheinander zu einem Rohrstrang zusammengeschweißt werden, wobei der Rohrstrang fortlaufend auf den Grund des Meeres oder Binnensees abgesenkt wird. Im Bereich der Verbindungsnähte der einzelnen Stahlrohre wird nach der Verschweißung zur Erzielung eines durchgehenden Korrosionsschutzes eine nachträgliche Kunststoffummantelung vorgenommen. Dieses Verfahren hat sich zwar in technischer Hinsicht bewährt, ist jedoch sehr teuer, da der Einsatz eines entsprechenden Rohrverlegeschiffes außerordentlich kostenaufwendig ist und die Produktionsgeschwindigkeit vergleichsweise niedrig ist.

Um die hohen Kosten für die Rohrverlegung zu reduzieren sind in der Vergangenheit unterschiedliche Vorschläge gemacht worden, die jeweils davon ausgehen, dass das Verschweißen der einzelnen Stahlrohre und die Aufbringung einer Korrosionsschutzisolierung jeweils an Land unter vergleichsweise kostengünstigen Bedingungen vorgenommen wird und dass der erzeugte Rohrstrang zu einem Coil aufgewickelt und auf diese Weise als sehr langer Rohrstrang in allerdings kompakter Form zur Verlegestelle transportiert und auf den Grund des Meeres oder Binnensees abgesenkt wird. Hierfür ist beispielsweise eine große Trommel von z. B. 10 oder 20 m Durchmesser einsetzbar, auf die der zusammengeschweißte Rohrstrang aufgewickelt und an der Verlegestelle wieder abgewickelt wird. Eine solche Trommel ist nur für

Rohrleitungen mit vergleichsweise kleinen Durchmessern verwendbar, da Rohre mit größeren Durchmessern nicht ohne Schaden mit derartig kleinen Biegeradien gebogen werden können. Außerdem wird die auf eine Trommel aufwickelbare Rohrlänge umso kürzer, je größer der Durchmesser der Rohrleitung ist. Dies beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens entsprechend.

Bei einer anderen vorgeschlagenen Lösung wird ebenfalls eine große Trommel zum Aufwickeln des Rohrstrangs verwendet, wobei die Trommel allerdings nicht an Bord eines Schiffes zur Verlegestelle transportiert wird, sondern die Trommel selbst mit der aufgewickelten Rohrleitung schwimmfähig ist, so dass sie von einem Schlepper schwimmend zur Verlegestelle gezogen werden kann. Dabei können Trommeln mit deutlich größeren Durchmessers verwendet werden, so dass diese Lösung auch für Rohrleitungen mit etwas größeren Durchmessern in Frage kommt und deutlich größere Längen eines einzelnen Rohrstrangs in einem Stück transportierbar sind.

In jüngster Zeit ist ein Vorschlag unterbreitet worden, der insbesondere für Rohrleitungen mit großen Durchmessern, die als Unterwasserrohrleitung verlegt werden sollen, vorteilhaft erscheint. Bei dieser Lösung wird ebenfalls ein beispielsweise 50 oder 100 Kilometer langer Rohrstrang an Land zusammengeschweißt, kontinuierlich ins Wasser gelassen und zu einer großen Spirale mit einem Innendurchmesser von z. B. 100 m und einem Außendurchmesser von z. B.

300 m aufgewickelt. Durch Anbringung von Auftriebskörpern an dem Rohrleitungsstrang wird diese Spirale, die selbstverständlich an ihren beiden Enden dicht verschlossen ist, so dass kein Wasser in den Rohrstrang eindringen kann, trotz des hohen Gewichts der Rohre schwimmfähig gehalten. Die Rohrleitungsspirale kann dann von Schleppern zum Verlegeort transportiert und unter Entfernung der Auftriebskörper kontinuierlich mit vergleichsweise sehr hoher Verlegegeschwindigkeit auf den Grund des Meeres oder Binnensees angesenkt werden. Da die Rohrleitung auf dem Meeresboden sicher liegen bleiben muss, darf die Auftriebswirkung einer lediglich mit Gas gefüllten Rohrleitung unter Wasser keinesfalls das Gewicht der Rohrleitung übersteigen, sondern muss deutlich geringer sein.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Rohrstrang mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 dahingehend zu verbessern, dass die für das Schwimmen erforderliche Auftriebswirkung auf möglichst einfache und

sichere Weise erzeugt und bei der Verlegung einfach und schnell wieder abgebaut werden kann. Außerdem oll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rohrstrangs angegeben werden.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Rohrstrang durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8. Im Anspruch 9 sind die Merkmale eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines solchen Rohrstrangs angegeben. Dieses Verfahren ist durch die Merkmale der Unteransprüche 10 bis 18 in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltbar.

Die Erfindung geht aus von einem Rohrstrang für die Unterwasservedegung, der aus einer Vielzahl von stirnseitig aneinander geschweißten Stahlrohren besteht, die mit einer mindestens eine Schicht umfassenden Korrosionsschutzisolierung aus Kunststoff versehen sind. Dieser Rohrstrang ist außen mit einer Auftriebseinrichtung bestückt, die unter Berücksichtigung von Volumen und Gewicht der Stahlrohre so bemessen ist, dass der Rohrstrang an der Wasseroberfläche schwimmt. Erfindungsgemäß ist die Auftriebseinrichtung nicht in Form von lose entlang dem Rohrstrang an den Rohren befestigten Auftriebskörpern, sondern in Form einer auf die Korrosionsschutzisolierung der Stahlrohre aufgetragenen Beschichtung aus einem geschlossenporigen Schaumstoff gebildet. Dieser Schaumstoff umgibt die Oberfläche der Korrosionsschutzisolierung zumindest bereichsweise, d. h. beispielsweise in Form von in axialer Richtung der Rohre verlaufenden Längsstreifen oder schraubenlinigformig oder in Form axial voneinander beabstandeter Ringe. Vorzugsweise ist jedoch die Oberfläche der Korrosionsschutzisolierung insgesamt mit der Schaumstoffbeschichtung versehen, die zweckmäßig in gleichmäßiger Schichtdicke ausgeführt ist, so dass die Auftriebswirkung über die Länge des Rohrstrangs überall gleich ist. Selbstverständlich muss die Schaumstoffbeschichtung ein spezifisches Gewicht aufweisen, das deutlich unter dem spezifischen Gewicht des Meerwassers oder des Wassers des Binnensees liegt.

Ein wesentliches Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist es, dass die Schaumstoffbeschichtung fest auf der Korrosionsschutzisolierung haftet, damit die bei der Rohrverlegung auftretenden Haltekräfte beim Absenken des Rohrstrangs durch die Beschichtungen hindurch auf die Stahlrohre übertragbar sind. Es muss sichergestellt

sein, dass weder die Korrosionsschutzisolierung noch die Schaumstoffbeschichtung sich gegenüber den Stahlrohren in axialer Richtung verschieben kann.

Ein weiteres wesentliches Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, dass der Schaumstoff hinsichtlich seiner Porosität, d. h. seiner Zellenstruktur (Porengröße und Porendichte), und hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften des dafür verwendeten Werkstoffs in der Weise ausgewählt ist, dass das Volumen der Schaumstoffbeschichtung bei der Rohrverlegung durch die Einwirkung des statischen Wasserdrucks bereits oberhalb der vorgesehenen Verlegetiefe so stark komprimierbar ist, dass die auf den untergetauchten Teil des Rohrstrangs einwirkenden Auftriebskräfte geringer sind als das Gewicht dieses Teils des Rohrstrangs. Auf diese Weise ist es möglich, die Auftriebswirkung der Schaumstoffbeschichtung ohne eine Entfernung dieser Beschichtung zu reduzieren, damit der verlegte Rohrstrang auf dem Meeresboden liegen bleibt. Zweckmäßigerweise wird die Druckfestigkeit des Schaumstoffs so gewählt. dass bereits nach wenigen Metern Wassertiefe durch den dort herrschenden Druck eine so starke Volumenreduzierung eintritt, dass das jeweilige Rohrgewicht die Auftriebskraft übersteigt. Auf diese Weise wird die Auftriebskraft gleichsam automatisch eliminiert bzw. reduziert. Da die wesentliche Funktion der Schaumstoffbeschichtung nur während der Schwimmphase benötigt wird, ist es unschädlich, wenn durch die Einwirkung des statischen Wasserdrucks die Porenstruktur ganz oder teilweise zerstört wird.

Vorzugsweise wird eine Schaumstoffbeschichtung aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff gewählt. Besonders empfehlenswert sind in dieser Hinsicht Polyolefine, vorzugsweise Polyethylen oder Polypropylen.

Als Alternative zur Schaumstoffbeschichtung aus thermoplastischen Olefinen kommen auch Schaumstoffbeschichtungen aus aushärtbaren Kunststoffharzen in Frage. Ein hierfür bevorzugter Werkstoff ist Polyurethan. Es kann aber z. B. auch geschäumtes Epoxyharz zur Anwendung kommen.

Die auf den Stahlrohren angeordnete Korrosionsschutzisolierung kann grundsätzlich aus einer einzigen Kunststoffschicht oder aus mehreren Schichten bestehen. Eine bevorzugte Lösung sieht eine Epoxyharz-Dickschicht vor (FBE = Fusion Bonded Epoxy). In besonders bevorzugter Weise besteht die oberste Schicht der

Korrosionsschutzisolierung aus einem Polyolefin, insbesondere aus Polyethylen oder Polypropylen. In diesem Fall wird zweckmäßigerweise unmittelbar auf dem Stahlrohr eine dünne Schicht aus Epoxyharz und darüber eine Kleberschicht für die abschließende z. B. 2 bis 3 mm dicke Polyolefin-Beschichtung aufgebracht. Ein besonders hoher Korrosionsschutz ergibt sich, wenn die Stahlrohroberfläche vor der Aufbringung der dünnen Epoxyharzschicht mit einem Chromatierungsmittel behandelt wird.

Im Falle einer Korrosionsschutzisolierung in Form einer Epoxyharzbeschichtung wird die Schaumstoffbeschichtung zur Gewährleistung eines möglichst innigen Schichtverbundes mittels eines Klebers auf die Oberfläche der Korrosionsschutzisolierung aufgetragen. Im Falle einer Korrosionsschutzisolierung mit oberster Schicht aus einem Polyolefin empfiehlt sich eine Verschweißung mit der Korrosionsschutzisolierung. Selbstverständlich könnte auch in diesem Fall die Anwendung eines Klebers vorgesehen sein.

Die einzelnen Windungen eines auf dem Wasser schwimmenden spiralförmig aufgewickelten Rohrstrangs gemäß der Erfindung reiben während des Transports infolge des unvermeidbaren Seegangs mehr oder weniger stark aneinander. Dies könnte gegebenenfalls zu starkem Abrieb und somit zu einem unzulässig hohen Verlust an Auftriebswirkung führen. Um dies sicher zu verhindern, empfiehlt es sich, in Richtung der Längsachse des Rohrstrangs in Abständen Distanzkörper, die beispielsweise ringförmig ausgebildet sein können, auf dem Rohrstrang vorzusehen, die die Reibung der Spiralwindungen jeweils auf ein vergleichsweise sehr kleines Stück der Rohroberfläche beschränken und somit in einem unkritischen Bereich halten. Diese Distanzkörper können beispielsweise auf die Rohrbeschichtung extrudiert oder auch als vorgefertigte Bauteile (z. B. geteilte Ringe) angeschraubt werden.

Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Rohrstrangs geht aus von der bekannten Vorgehensweise, einen Rohrstrang durch fortlaufendes stirnseitiges Verschweißen einer Vielzahl von Stahlrohren zu erzeugen und anschließend auf die gereinigte Oberfläche der verschweißten Stahlrohre eine aus einer oder mehreren Schichten bestehende Korrosionsschutzisolierung aufzubringen. Als gleichwertig mit dieser Vorgehensweise ist es anzusehen, für das Schweißen der Stahlrohre bereits werkseitig korrosionsbeschichtete Stahlrohre einzusetzen. In diesem Fall muss dann

nach dem Verschweißen lediglich der Bereich in der Nähe der entsprechenden Rundschweißnaht mit einer Korrosionsschutzisolierung versehen werden. Bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung jedoch, den durch sukzessives Verschweißen der Rohre entstehenden Rohrstrang kontinuierlich zu beschichten. Die Herstellung dieses Rohrstrangs findet in unmittelbarer Wassernähe statt, damit der Rohrstrang direkt ins Wasser gelassen und spiralförmig aufgewickelt werden kann.

Erfindungsgemäß wird der so hergestellte Rohrstrang zumindest in Teilbereichen auf der obersten Schicht seiner Korrosionsschutzisolierung mit einer Beschichtung aus einem geschäumten Kunststoff versehen. Vorzugsweise handelt es sich um ein geschäumtes Polyolefin, wobei die Beschichtung direkt oder mittels eines Klebers mit der Korrosionsschutzisolierung stofflich verbunden wird. Diese Verbindung ist, wie vorstehend bereits erläutert wurde, wichtig für die erforderliche Übertragung axialer Haltekräfte bei der Verlegung. Vorzugsweise wird die gesamte Oberfläche der Korrosionsschutzisolierung mit der Schaumstoffbeschichtung versehen. Dabei empfiehlt es sich, die Dicke der Schaumstoffbeschichtung in Umfangsrichtung und in axialer Richtung des Rohrstrangs konstant zu halten, damit überall die gleiche Auftriebswirkung nach der Einleitung des Rohrstrangs ins Wasser besteht.

Eine thermoplastische Schaumstoffbeschichtung kann beispielsweise durch einen separaten Extrusionsvorgang erzeugt werden. Dies empfiehlt sich insbesondere dann, wenn bereits werkseitig hinsichtlich Korrosionsschutz vorbeschichtete Rohre eingesetzt werden. Grundsätzlich kann die Beschichtung durch das an sich bekannte Schlauchextrusionsverfahren oder durch das ebenfalls bekannte Wickelverfahren, bei dem ein durch eine Breitschlitzdüse erzeugtes bandförmiges Extrudat um das Rohr gewickelt wird, erzeugt werden. Besonders bevorzugt wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die Schaumstoffbeschichtung durch Koextrusion zusammen mit der obersten Schicht der Korrosionsschutzisolierung aufzubringen.

Es ist auch möglich, eine thermoplastische Schaumstoffbeschichtung in Form eines bereits erstarrten Schaums auf die klebefähige Oberfläche der Korrosionsschutzisolierung aufzubringen. Die Klebefähigkeit dieser Oberfläche kann auf verschiedene Weise gewährleistet werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die kalte oder an der Grenzschicht vorgewärmte Schaumstoffbeschichtung so rechtzeitig auf die Korrosionsschutzisolierung

aufgebracht wird, dass der teigige Zustand der frischen Korrosionsschutzisolierung selbst noch zur Verschweißung der Schichten ausgenutzt wird. Es kann auch die Verwendung einer speziellen Klebeschicht vorgesehen sein, die auf die eigentliche Korrosionsschutzisolierung aufgetragen wird. Dabei können auch Aktivierungsbehandlungen (z. B. durch Ozon) vorgesehen sein, die bindungsfähige Molekülketten erzeugen. Besonders empfehienswert ist aber die erwähnte Ausnutzung der Klebefähigkeit einer frisch aufgebrachten und noch warmen thermoplastischen obersten Schicht einer Korrosionsschutzisolierung. Bei einer bereits erstarrten und somit nicht mehr klebefähigen thermoplastischen obersten Schicht der Korrosionsschutzisolierung kann die Klebefähigkeit auf einfache Weise dadurch hergestellt werden, dass die Grenzschicht der Korrosionsschutzisolierung angeschmolzen wird. Dies geschieht vorzugsweise in Form eines Anschmeizens mittels Infrarotbestrahlung oder mittels Heißluft. Grundsätzlich könnte man das Anschmelzen auch wie bei der sogenannten Spiegelschweißung von Kunststoffteilen durch unmittelbaren körperlichen Kontakt mit einer heißen Manschette bewirken, durch die der erzeugte Rohrstrang hindurchgeführt wird. Um möglichst wenig Wärme in einer thermoplastischen Korrosionsschutzisolierung für den Vorgang des Verklebens bzw.

Verschweißens der Schaumstoffbeschichtung belassen oder in diese nachträglich wieder hineingeben zu müssen, ist es besonders vorteilhaft, für die Schaumstoffbeschichtung ein thermoplastisches Material in Form eines bereits erstarrten Schaums zu verwenden, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als der Schmelzpunkt der thermoplastischen obersten Schicht der Korrosionsschutzisolierung.

Im Falle einer Schaumstoffbeschichtung aus Polyurethan kann die Umhüllung beispielsweise als frei steigender Schaum aufgebracht werden. Es kann aber auch das Einspritzen des Schaums in eine mit Abstand um den Rohrstrang gelegte Formhülle vorgesehen sein. Bei der Verwendung von geschäumtem Epoxyharz als Schaumstoff kommen zweckmäßigerweise wegen der hohen zur Aushärtung erforderlichen Temperaturen vorgefertigte Halbschalen zur Anwendung, die um den Rohrstrang gelegt und fest angeschraubt oder angeklebt werden. Durch das feste Anschrauben klemmen sich die Halbschalen unverschieblich an den Rohrstrang an. Zusätzlich kann auch noch ein Verkleben vorgesehen sein.

Anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels wird die vorliegende Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Rohrstrang unmittelbar nach der Schaumstoffbeschichtung und Fig. 2 den Rohrstrang aus Fig. 1 unter der Einwirkung des statischen Wasserdrucks bei der Verlegung des Rohrstrangs.

Der erfindungsgemäße Rohrstrang besteht in seinem innersten Kern aus stirnseitig aneinander geschweißten Stahlrohren 1. Die Oberfläche dieser Stahlrohre 1 ist nach einer Reinigung durch Strahlen mit Stah ! drahtkorn zunächst mit einer 30 bis 50 pm dicken Epoxyharzschicht versehen worden, auf die vor der Aushärtung dieser Epoxyharzschicht eine etwa 200 lm dicke Schicht eines Heißklebers, sowie eine 3 mm dicke Schicht aus Polyethylen aufgebracht wurde. Diese einzelnen Schichten, die die Korrosionsschutzisolierung 2 ausmachen, sind in Figur 1 nicht im einzelnen bildlich dargestellt worden. Die Dicke der Korrosionsschutzisolierung 2 ist im Vergleich zur Dicke des Stahlrohrs 1 nicht maßstäblich, sondern wesentlich zu groß dargestellt.

Außen um die Korrosionsschutzisolierung 2 ist eine Schicht aus einem geschäumten Polyolefin, vorzugsweise ebenfalls aus Polyethylen gelegt, die im praktischen Fall typischerweise mehrere Zentimeter dick ist und das Stahlrohr 1 bzw. dessen Korrosionsschutzbeschichtung in gleichmäßiger Schichtdicke vollständig bedeckt. Die Aufbringung der Schaumstoffbeschichtung 3 erfolgte in unmittelbarer zeitlicher Nähe zur Aufbringung der Polyethylenschicht der Korrosionsschutzisolierung 2, so dass beide Schichten vollständig miteinander verscheißt sind. Die Schaumstoffbeschichtung ist durch entsprechende Einstellung ihrer Zellstruktur mit einem geringen spezifischen Gewicht versehen und weist eine vergleichsweise geringe mechanische Druckfestigkeit auf. Infolge des beim Absenken während der Verlegung des Rohrstrangs auf die Schaumstoffbeschichtung 3 allseitig einwirkenden statischen Wasserdrucks, der in Figur 2 durch die äußeren schwarzen Pfeile dargestellt ist, wird das Volumen der Schaumstoffbeschichtung 3 erheblich zusammengedrückt. Dabei kommt es zu einem Kollabieren eines Großteils der Poren des Schaumstoffs und zu einem Aufreißen der Zellstrukturen. Durch die so stattfindende Verringerung des Volumens des Rohrstrangs reduziert sich die Auftriebswirkung, die durch die Schaumstoffbeschichtung anfänglich erreicht wurde.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Stahirohrsstrangs mit einer Ummantelung aus einem vergleichsweise leicht komprimierbaren Schaumstoff, der eine sichere Verankerung in der Korrosionsschutzisolierung des Rohrstrangs aufweist, wird auf einfache Weise die Schwimmfähigkeit des spiralförmig aufgewickelten Rohrstrangs gewährleistet und darüber hinaus gleichzeitig auch eine einfache Verlegbarkeit sichergestellt, ohne die Schaumstoffschicht bei der Verlegung entfernen zu müssen, da die Schaumstoffschicht durch den statischen Wasserdruck stark komprimierbar ist und somit die in der Nähe des Wasserspiegels noch erforderliche Auftriebswirkung automatisch beim Absenken des Rohrstrangs abgebaut wird.