[发明专利]用于海上建筑物的用聚酰胺包封的结构用钢管

说明书

技术领域

本发明涉及用由聚酰胺成型物料(Polyamidformmasse)制成的挤出层包封(umhüllt)的结构用钢管(Stahlkonstruktionsrohr)在海上建筑物(Offshore-Bauwerk)的基础结构(Gründungsstruktur)中的用途。

背景技术

海上建筑物为建造在海上的开放海域中的固定建筑物(Bauwerk)。这些海上建筑物的实例为风能装置(Windenergieanlage)、海上钻井平台(Bohrinsel)和灯塔。管道或管线不是用于本发明目的的海上建筑物。

海上建筑物的基础结构(Gründungsstruktur)为支承实际运作单元的区域。在风能装置的情况下，基础结构支承塔体（包括涡轮和转子）。在海上钻井平台的情况下，基础结构支承平台（包括上部结构）。在灯塔的情况下，基础结构支承塔体，如果存在，以及信号灯(Feuer)。基础结构在潮间带(Wechselwasserzone)、飞溅带（Gischtzone）以及任选的气溶胶带(Aerosolzone)中的水下。基础结构包括将其锚固在海底的基础构件(Gründungselement)。

在按计划扩大风能利用的过程中，大量海上风能装置计划在明年用于北海以及其它海域和湖泊。海上风能装置的整体机械系统由以下部件组成：涡轮、转子、塔体和基础结构。

在远离海岸直至超过100 km的位置处在水体底部建造这些装置的基础需要特殊的构造，其与陆地区域中的构造极大地不同。这些复杂构造的部分区域，例如单桩(Monopile)、导管架(Jacket)、三脚架(Tripod)、三桩(Tripile)等，暴露于高度静态的，和特别是动态的以及腐蚀性的负荷。根据在每一考虑的所在地的位置和水深的不同，要考虑所谓的50年一遇的波浪以及潮差。需考虑的其它因素是强烈的UV辐射、含盐水雾、泡沫、气溶胶、温度波动、机械负荷、贝类和其它生命体的生长和由此由动物带来的机械侵蚀，以及归因于动物和其它海洋生命体的排泄物的化学侵蚀。这些构造使用钢管，为了防腐蚀，其可以具有气密密封或可以用混凝土灌注。另外可能有电力线或其它供应管线穿过该结构用钢管。

构造所需的钢管迄今已被设计为具有比直接所需的显著更大(高达25%)的壁厚，并且使用主要基于环氧树脂或聚氨酯的常规漆用于腐蚀防护。这些漆体系通常并不提供对于机械负荷的任何特殊防护。

WO 2009/027429公开具有由聚酰胺层包封的表面的金属管道用于制造无沟槽或无沙床铺设的管道的用途。WO 2010/094528公开由聚酰胺成型物料制成的挤出层包封的金属管道用于制造铺设在水中的管道的用途。但是，在两种情况下，管道并未暴露于机械、腐蚀和UV负荷的组合，这在本发明中是典型的并且包括例如剧烈的波浪冲击。

发明内容

本发明基于提供用于海上建筑物的基础结构的结构用钢管的目的，其比迄今已知的有关管在提供机械负荷防护以及腐蚀和UV辐射防护方面更加有效。

由聚酰胺成型物料制成的挤出层包封的钢管用于结合进海上建筑物的基础结构的用途实现这些目的和可由本申请文件获知的其它目的。

海上建筑物优选为海上风能装置、海上钻井平台或灯塔。

海上风能装置的基础结构为支承塔体的结构。其锚固在海底中的基础构件伸出，并通过位于水下的结构延伸直到其中塔体开始的位置（该位置可以在静止水位上方）。

使用的基础结构的类型的实例如下：

单桩构造由一个中空圆柱桩组成。单桩在许多靠近海岸的欧洲海上风电厂中使用；其适合于水深至多约20米的基座。单桩可以容易和快速地安装；但是建造需要重型打桩设备。

导管架为类似于常规电线杆构造的钢框架构造。用多个桩将导管架的4个脚锚固在海底。导管架构造已被证明在石油工业中在较深水中是有效的。与单桩相比，框架构造可以节约40至50%的钢。这样，当在较深水中使用该构造时，项目成本仅仅相对小地增长。因为单独的结构部件较小，所以它们容易制造并且可以容易运输和安装。

三脚架的结构由钢管形成的三脚台(Dreibein)组成，中心管安置在三脚台中心。三脚台的每个腿可以安置在一个或多个桩上。为了打桩，在所得等边三角形的拐角处设置有定心套筒(Zentrierhülse)。有水平支杆将各桩彼此连接，并且各桩通过对角线斜撑(Abstrebung)连接到中心管。中心管并未直接连接进海底中。因为这里使用具有较小直径的钢管，所以三脚架可用于超过20米的水深。