AT214220B

AT214220B - Verfahren zur Herstellung gasdichter Rohrverbindungen und nach dem Verfahren hergestellte gasdichte Schraubverbindungen

Info

Publication number: AT214220B
Application number: AT395559A
Authority: AT
Original assignee: Henkel & Cie Gmbh
Priority date: 1958-07-26
Filing date: 1959-05-27
Publication date: 1961-03-27

Description

Verfahren zur Herstellung gasdichter Rohrverbindungen und nach dem Verfahren hergestellte gasdichte Schraubverbindungen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine gasdichte und leicht lösbare Schraubverbindung von Rohren sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Rohrverbindung.

Normale Rohrverschraubungen sind im allgemeinen nicht gasdicht. Man hat bisher gasdichte Verschraubungen von Rohren dadurch herzustellen versucht, dass man zwischen den beiden Teilen des zu verschraubenden Gewindes eine weiche Schichte anbrachte, die beispielsweise aus einem Faserstoff bestand, der mit einer fettähnlichen Masse vermischt war. Diese Zwischenschichte musste bei der Verschraubung zwischen die zu verschraubenden Gewindeteile eingelegt werden. Dieses Verfahren war umständlich und hatte zudem den Nachteil, dass bei seiner Durchführung im Freien leicht Schmutz oder Sand in das Gewinde kam.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, Rohre und Muffen in der Weise zu verbinden, dass zwischen Rohr und Muffe ein kleiner Zwischenraum vorhanden ist, der durch eine viskose, stark klebende Substanz, z. B. ein Kunstharz, ausgefüllt wird. Hiebei können Rohre und Muffen Einkerbungen, z. B. in Form eines Netzes oder in Form von Ringen oder von Streifen aufweisen, die als Verankerung für die Klebstoffschichte dienen. Die einzelnen Teile der Rohrverbindung sind hiebei so bemessen, dass sie, solange der Zwischenraum nicht mit dem Klebstoff ausgefüllt ist, axial gegeneinander verschoben werden können, ohne dass hiezu eine Drehung notwendig ist. Dieses Verfahren ist ebenfalls umständlich, da die Klebstoffschichte erst an Ort und Stelle aufgebracht werden kann.

Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ist es nun möglich, die zu verschraubenden Gewindeteile bereits unmittelbar nach ihrer Herstellung so zu präparieren, dass eine gasdichte Verbindung zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt durch das blosse Verschrauben der Rohre ohne jede zusätzliche Massnahme erzielt werden kann. Die erfindungsgemässe Vorbehandlung der zu verschraubenden Gewinde ist dabei einfach und erfordert keine hohen Kosten.

Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass auf eine oder auch auf beide Hälften des zu verschraubenden Gewindes eine dünne Schichte eines ohne Abscheidung flüchtiger Bestandteile härtbaren Kunstharzes aufgebracht und gehärtet wird. Das auf diese'Weise vorbehandelte Gewinde kann zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt, gegebenenfalls auch nach längerem Lagern, verschraubt werden. Die Verschraubung ist gasdicht und kann zudem ohne Schwierigkeiten wieder gelöst werden. Die gehärtete Kunstharzschichte ist nicht klebrig, so dass Staubteilchen nicht an ihr haften. Gegebenenfalls können die Gewinde mit Wasser abgespült werden.

Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden solche Kunstharze verwendet. welche ohne Abscheidung flüchtiger Bestandteile härtbar sind und eine genügende Haftfestigkeit auf Metallen besitzen. Zweckmässigerweise verwendet man ein Kunstharz, welches nach der Härtung eines gemäss Normblatt DIN 57302 und unter Verwendung einer Kugel von 5 mm Durchmesser bestimmte Härte zwischen 50 - 1000 kg/cm ! aufweist. Das verwendete Harz soll nach der Härtung nicht spröde sondern elastisch sein. Aus diesem Grunde ist es zweckmässig, dem Kunstharz weichmachende Stoffe zuzusetzen, oder eine zur vollständigen Aushärtung nicht ausreichende Menge des jeweiligen Härtungsmittels zu verwenden.

Selbstverständlich kann man diese beiden Massnahmen auch gemeinsam anwenden.

Kunstharze, die ohne Abscheidung flüchtiger Bestandteile gehärtet werden können und die deshalb für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignet sind, sind beispielsweise die sogenannten Expoxydharze. Da diese Gruppe von Harzen sehr gut an der Oberfläche von Metallen und auch von Kunststoffen haftet, ist sie für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders geeignet. Derartige Harze werden z. B. in bekannter Weise durch Umsetzung mehrwertiger Phenole mit Epichlorhydrin hergestellt. Man kann auch die nach einem bekannten Verfahren durch Umsetzung von Epichlorhydrin mit Salzen mehrbasischer, aromatischer Carbonsäuren hergestellten Epoxydverbindungen verwenden.

Auch andere Methoden zur Herstellung von Epoxydharzen, worunter ganz allgemein härtbare Stoffe verstanden werden sollen, die mehr als eine Epoxydgruppe im Molekül enthalten, sind geeignet, um die für das Verfahren der vorliegenden Erfindung benötigten Kunstharze zu gewinnen.

Die Härtung. der Epoxydharze, welche nach dem Aufbringen des Harzes auf das Gewinde erfolgt, kann mit Hilfe beliebiger Härter vorgenommen werden. Die Härter werden hiebei dem Harz zweckmässig
EMI2.1
Auch andere bekannte Härter, wie z. B. gewisse Säureamide, sind geeignet. Die Härtung kann je nach dem angewendeten Härter mit oder ohne Erwärmung durchgeführt werden. Bevorzugt werden solche Härter verwendet, die im Molekül Aminogruppen enthalten, da sich mit Hilfe dieser Stoffe die Härtung bereits bei Zimmertemperatur durchführen lässt.

Um dem verwendeten Epoxydharz die gewünschte Elastizität nach der Härtung zu verleihen, ist es zweckmässig, dem Harz weichmachende Stoffe zuzusetzen. Zu diesem Zweck können beliebige bekannte Weichmachungsmittel angewendet werden,z.B.Estermehrbasischer Carbonsäuren, mehrwertige Alkohole, Kautschukabbauprodukte, Umsetzungsprodukte von Chlorkohlenwasserstoffen mit Alkalisulfiden und viele andere.

Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfáhrens kommen weiterhin solche Kunstharze in Frage, welche sich aufgrund ihres Gehaltes an Doppelbindungen mit Hilfe eines Polymerisationsprozesses härten lassen. Derartige Stoffe sind z. B. ungesättigte Polyester oder andere höhermolekulare ungesättigte Verbindungen. Die Härtung dieser Verbindungen erfolgt in bekannter Weise durch Zusatz von geeigneten Polymerisationskatalysatoren, z. B. mit Hilfe organischer Peroxyde. Da es für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erforderlich ist, dass das Kunstharz bereits vor der Härtung eine gewisse Viscosität besitzt, verwendet man vorteilhaft solche ungesättigten Verbindungen, deren mittleres Molgewicht grösser als 1000 ist.

Man kann aber auch niedermolekulare, dünnflüssige Produkte verwenden und diese durch geeignete Füllstoffe verdicken.

Weiterhin sind solche Kunstharze für die Durchführung des neuen Verfahrens geeignet, die durch Reaktion von Di-oder Polyisocyanaten mit solchen Verbindungen hergestellt werden, welche mehrere aktive Wasserstoffatome enthalten, also z. B. mit Alkoholen oder Aminen. Derartige Kunststoffe sind unter dem Namen Polyurethane oder Polyharnstoffe bekannt.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht auf die vorstehend aufgezählten Kunstharze beschränkt. Es kann vielmehr jedes Kunstharz verwendet werden, welches ohne Abscheidung flüchtiger Bestandteile härtbar ist, eine genügende Haftfestigkeit auf Metallen besitzt und nach der Härtung eine ausreichende Härte und Elastizität aufweist.

Zur Verbesserung der Verschraubbarkeit und Lösbarkeit der Gewinde setzt man den verwendeten Kunstharzen vorteilhaft feste Füllstoffe zu, welche eine gewisse Schmierwirkung besitzen. Derartige Füllstoffe sind z. B. Graphit, Bleipulver, Zinkstaub. Kupferflocken, Molybdänsulfid u. dgl. In diesen Füllstoffen sollen keine groben Anteile vorhanden sein. Die Menge des zugesetzten Füllstoffes beträgt im allgemeinen bis zu 50 %, in Ausnahmefällen bis zu 80 % des Gemisches.

Das Aufbringen des Kunstharzes auf das Gewinde kann in beliebiger Weise erfolgen, z. B. durch Tauchen, Aufstreichen mit einem Pinsel, Aufspritzen oder Aufspachteln. Falls das Harz für diesen Zweck eine zu grosse Viscosität besitzt, kann man es mit einem Lösungsmittel verdünnen. Als Lösungsmittel sind vor allem leicht flüchtige, organische Flüssigkeiten geeignet, in denen das betreffende Kunstharz löslich ist, z. B. Ketone, wie Aceton, ferner Chlorkohlenwasserstoffe und andere Lösungsmittel. Vor dem Verschrauben der Gewinde muss das Lösungsmittel wieder entfernt werden.

Die Dicke der auf das Gewinde aufzubringenden Kunstharzschichte kann in weiten Grenzen schwanken. Sie richtet sich unter anderem nach dem Durchmesser der zu verschraubenden Rohre und nach der Art des Gewindes. Im allgemeinen wird eine dünne Schichte aufgebracht, die auch bei den grössten Rohren eine Dicke von 1 mm nicht überschreitet.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann zur Verbindung von Rohren aller Art angewendet werden, ins-

besondere von Metallrohren, z. B. von Rohren aus Stahl, Leicht- oder Buntmetall. Es können ferner auch Rohre aus Kunststoff oder Verbundrohr mit Hilfe des neuen Verfahrens gasdicht verschraubt werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich in der gleichen Weise für gasdichte Rohrverbindungen von dünnen Rohren, wie sie als Gasleitungen in Laboratorien oder in Haushaltungen verwendet werden, es ist aber auch geeignet zur Verbindung von Gasrohren mit grösserem Durchmesser in Stadtgas- oder Überlandleitungen. Mit besonderem Vorteil wird das neue Verfahren für die gasdichte Verbindung von Futterrohren in der Erdölindustrie verwendet, da die erfindungsgemässen Rohrverbindungen auch bei starker mechanischer Beanspruchung gasdicht bleiben.

Beispiel : 200 g eines in bekannter Weise hergestellten Umsetzungsproduktes aus Natriumphthalat und Epichlorhydrin wurden mit 100 g Adipinsäure-Triglykolester vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 20 g Diäthylentriamin, 175 g Graphit und 25 g Molybdänsulfid vermischt und in 400 g Methylenchlorid gelöst. Die Lösung wurde auf ein Gewinde eines Stahlrohres von 7 Zoll Durchmesser und 9, 2 mm Wandstärke aufgesprüht, so dass ein Überzug von 0, 2 mm Schichtdicke auf den Gängen des Gewindes zurückblieb. Anschliessend wurde das Rohr 24 Stunden bei Zimmertemperatur gelagert, wobei das Lösungsmittel verdampfte und die Härtung des Epoxydharzes eintrat. Das so behandelte Gewinde konnte leicht verschraubt und wieder entschraubt werden. Die Schraubverbindung war gasdicht.

Eine Probe des in vorstehendem Beispiel verwendeten Kunstharzgemisches wurde ohne Zusatz eines Lösungsmittels 24 Stunden bei Zimmertemperatur zur Härtung sich selbst überlassen. Anschliessend wurde die Härte nach Normblatt DIN 57302 mit Hilfe einer Kugel von 5 mm Durchmesser bestimmt. Es wurde eine Härtezahl von 300 kg/cm2 erhalten.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung gasdichter und leicht lösbarer Schraubverbindungen von Rohren, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verschraubung auf eine oder beide Hälften des zu verschraubenden Gewindes eine dünne Schichte eines ohne Abscheidung flüchtiger Bestandteile härtenden Kunstharzes aufgebracht und gehärtet wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Harz vor dem Aufbringen mit einem Lösungsmittel verdünnt und das Lösungsmittel vor der Härtung verdampft.

3. Gasdichte Schraubverbindung von Rohren hergestellt gemäss den Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Kunstharz nach der Härtung eine Härte gemäss Normblatt DIN 57302 zwischen 50 und 1000 kg/cm2 aufweist.

4. Gasdichte Schraubverbindung von Rohren, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz weichmachende Zusätze enthält.

5. Gasdichte Schraubverbindung von Rohren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz eine kleinere als zur völligen Aushärtung nötige Menge eines Härtungsmittels enthält, so dass das gehärtete Harz elastische Eigenschaften aufweist.

6. Gasdichte Schraubverbindung von Rohren nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunstharziiberzug aus einem Epoxydharz besteht.

7. Gasdichte Schraubverbindung von Rohren nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunstharzüberzug aus einem mit einer Aminogruppen enthaltenden Verbindung gehärteten Epoxyd- harz besteht.

8. Gasdichte Schraubverbindung von Rohren nach den Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunstharzüberzug aus einem Polymerisatharz besteht.

9. Gasdichte Schraubverbindung von Rohren nach den Ansprüchen 3 bis 5 und 8, dadurch'gekel1l1- zeichnet, dass der Kunstharzüberzug aus einem ungesättigten Polyesterharz besteht.

10. Gasdichte Schraubverbindung von Rohren nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug aus einem Kunstharz besteht, welches durch Reaktion eines Di-oderPolyisocyanats mit einer Verbindung entsteht,. welche aktive Wasserstoffatome enthält.

11., Gasdichte Schraubverbindung von Rohren nach den Ansprüchen 3 bis 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunstharzüberzug aus einem Polyurethan- oder Polyharnstoff-Harz besteht.

12. Gasdichte Schraubverbindung von Rohren nach den Ansprüchen 3 bis 11,dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz feste Füllstoffe mit Schmierwirkung enthält.