AT391180B

AT391180B - Einrichtung zum korrosionsschutz der innenflaeche von rohrleitungen

Info

Publication number: AT391180B
Application number: AT903285A
Authority: AT
Inventors: Viktor Vasilievich Shishkin; Yaroslav Petrovich Sushkov; Viktor Nikolaevich Oleinik
Original assignee: Trest Juzhvodoprovod
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1985-10-16
Publication date: 1990-08-27
Also published as: GB2176866A; AU5195186A; DE3590522T; DE3590522C2; FR2571823B1; WO1986002315A1; ATA903285A; FR2571823A1; GB8612726D0

Description

Nr. 391180

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Korrosionsschutz der Innenfläche von Rohrleitungen, die aus einem Gerät zur Einführung eines Kunststoffschlauches in die Rohrleitung und einem Gerät zum Einlassen des Betriebsmediums in die Rohrleitung und einem Befestigungsmittel des Schlauches an der Innenfläche der Rohrleitung besteht

Gegenwärtig stellt der Korrosionsschutz der Innenfläche von Stahlrohrleitungen bei ihrem Bau oder ihrem Betrieb ein überaus aktuelles Problem dar.

Der Schutz von Rohrleitungen mit Hilfe von Kunststoffschläuchen ist sehr kompliziert Wenn die Kunststoffschläuche undicht werden, entwickelt sich unter ihnen die Spaltkorrosion, die zum Ausfall der Rohrleitungen führt

Es sind viele Einrichtungen zum Korrosionsschutz von Rohrleitungen z. B. durch Überziehen der Innenfläche der Rohrleitungen mit einer Schicht eines Zement-Sand-Mörtels bekannt Eine bekannte Ausrüstung zum Aufträgen eines Zement-Sand-Gemisches, die von der Firma "Ameron", USA, geliefert wird, enthält eine Einrichtung zum Aufträgen des Gemisches auf die Innenfläche von Rohrleitungen und eine Einrichtung zur Förderung des Gemisches zu dieser Auftrageinrichtung. Von Nachteil sind bei dieser Ausrüstung der komplizierte Aufbau, die kleine Länge des erzeugten Überzuges in der Rohrleitung und der zur Bedienung erforderliche hohe Arbeitsaufwand.

Aus dem SU-ES 1 024 653 ist ferner eine Einrichtung zum Überziehen der Innenfläche von Rohrleitungen mit einem Kunststoffschlauch bekannt, die eine hermetisch abgedichtete Kammer mit einer Trommel und einem darauf aufgewickelten Schlauch enthält, wobei die Kammer mit einem Gerät zum Fördern des Arbeitsmediums in die Rohrleitung sowie mit der Rohrleitung selbst kommuniziert. Außerdem gehören zur Einrichtung ein Ringofen und ein System zur Synchronisierung der Schlauch- und Ringofenbewegungen.

Bei dieser bekannten Einrichtung sind das komplizierte Anschließen einer weiteren Schlauchlänge an den zum Überziehen verwendeten Schlauch bei seinem vollständigen Abwickeln von der Trommel und die komplizierte Regelung der Länge des zu überziehenden Rohrleitungsabschnittes von Nachteil, da auf die Trommel ein Schlauch mit einer bestimmten Länge aufgewickelt wird.

Weiters ist es notwendig, den Schlauch zu der Stelle, wo der Überzug aufgebracht wird, zu transportieren und ihn mehrmals - anfänglich auf Spulen und dann auf die Trommel - aufzuwickeln, wobei der Schlauch undicht werden kann. Nachteilig sind auch beim Anschweißen des Schlauches an die Rohrleitungswand entstehende Relaxationsspannungen, die das Überziehen eines Rohrleitungsabschnittes von mehr als 1 km Länge bei einmaliger Einstellung verhindern. Überdies sind beim Überziehen von verlegten Rohrleitungen aufwendige Erdarbeiten erforderlich, und eine Rohrleitungsreparatur ist äußerst zeitaufwendig. Ferner ist nur ein mechanischer Schutz der Rohrleitungswand mit dem Schlauch möglich, so daß die Bildung von Spalt- und Lochfraßkorrosion beim Undichtwerden des Schlauches ermöglicht wird. Der Rohrleitungsschutz ist nur mit Polymermaterialien möglich, und es besteht keine Möglichkeit, die Wände der Rohrleitungen mit nichtthermoplastischen Werkstoffen, z. B. mit Kunststoffen auf Basis von Kohlenstoff, zu überziehen. Schließlich ist es praktisch unmöglich lange Rohrleitungen zu schützen, da der Ringofen an der Außenseite der Rohrleitung bewegt wird, wobei seine Bewegung durch den Boden, in dem die Rohrleitung verlegt ist, oder durch die die Rohrleitung tragende Rohrbrücke behindert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs angegebenen Art vorzusehen, bei der das Gerät zur Einführung des Kunststoffschlauches in die Rohrleitung das Überziehen eines wesentlich längeren Rohrleitungsabschnittes von einer Stelle der Schlaucheinführung in die Rohrleitung ermöglicht, wobei die Technik der Überzugsaufbringung insgesamt vereinfacht werden soll.

Die erfindungsgemäße Einrichtung der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät zur Einführung des Kunststoffschlauches in die Rohrleitung durch einen Extruder gebildet ist, dessen Ausgang mit dem Inneren der Rohrleitung verbunden ist. Mit einer derartigen Ausbildung wird es möglich, den Kunststoffschlauch praktisch gleichzeitig mit der Herstellung in die Rohrleitung einzuführen, wobei größere Längen des Überzuges ermöglicht werden, da das granulierte Polymer im Extruder immer nachgefüllt werden kann, um die Länge des in die Rohrleitung eingeführten Schlauches zu vergrößern.

Außerdem werden der Umfang der Erdarbeiten und die für das Überziehen der Rohrleitung erforderliche Zeit verringert, da sich eine größere Länge des bei einer Einstellung der Einrichtung durch Überziehen der Innenfläche geschützten Rohrleitungsabschnittes ergibt und weniger Gruben im Erdreich sowie weniger Ausschnitte in der Rohrleitung zur Schlaucheinführung notwendig sind.

Infolge geringerer Relaxationsspannungen, die auf den Überzug einwirken, erhöht sich überdies die Qualität des Rohrleitungsbelages. Vorzugsweise ist im Innenraum des Extruders eine Kalibriervorrichtung eingebaut, die mit der Extruderwand eine Ringdüse bildet, wobei der Unterteil des Extruders hinter der Kalibriervorrichtung einen verbreiterten Abschnitt aufweist, der mit dem Inneren der Rohrleitung kommuniziert. Eine solche Ausbildung führt zu einem äußerst einfachen Aufbau der Einrichtung und ermöglicht die Bildung des Schlauches bei einem Druck, der dem Arbeitsdruck in der Rohrleitung entspricht. Dadurch werden die Relaxationsspannungen herabgesetzt und die Zuverlässigkeit des Rohrleitungsüberzuges erhöht.

Es ist günstig, wenn im Innenraum des Extruders über der Kalibriervorrichtung Spulen mit aufgewickeltem Draht befestigt sind, der durch die Ringdüse und die Ausgangsöffnung des Extruders hindurchgezogen wird und mit seinen freien Enden an der Innenfläche der Rohrleitung befestigt ist. Diese Maßnahme erhöht die Festigkeit -2-

Nr. 391 180 des Schlauches durch seine Bewehrung mit Draht und gibt dadurch die Möglichkeit, die Länge des Überzuges in der Rohrleitung zu vergrößern und den Druck des Betriebsmediums in der Rohrleitung zu erhöhen, um die Qualität des Überzuges zu verbessern.

Von besonderem Vorteil ist es hier weiters, wenn der Draht aus einer Legierung auf der Grundlage von Ni-Cr oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist und mit einer elektrischen Stomquelle verbunden ist, wobei die Einrichtung mit einem weiteren Gerät zur Einführung eines zusätzlichen Schlauches in die Rohrleitung versehen ist, welches hinter dem Gerät zur Einfühung des Kunststoffschlauches in seiner Bewegungsrichtung liegt

Bei dieser Ausführungsform dient der Draht nicht nur zur Erhöhung der Festigkeit des Schlauches, sondern auch als Mittel zur Befestigung der Schläuche an der Innenfläche der Rohrleitung. Wenn der Draht aus einer Aluminiumlegierung besteht, wird die Zuverlässigkeit des Überzuges zusätzlich erhöht da beim Undichtwerden des Kunststoffschlauches der Draht gelöst wird und zusammen mit dem Rohrleitungsmetall ein elektrisches Potential erzeugt, welches die Rohrleitung vor Korrosion schützt, weil die Drahtlösungsprodukte sich auf der Rohrleitungswand an beschädigten Schlauchstellen absetzen und eine schützende Oxidschicht bilden.

Besonders wirksam kann die Erfindung bei der Melioration, bei der kommunalen Brauchwasserversorgung, in der Erdöl-, Erdgas- und chemischen Industrie sowie in der Energieversorgung und Wärmeversorgung angewandt werden.

Die Erfindung kann sowohl beim Bau von neuen Rohrleitungen als auch zum Schutz von bereits in Betrieb befindlichen verlegten Rohrleitungen eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschema einer erfindungsgemäßen Einrichtung im Längsschnitt;

Fig. 2 eine entsprechende Darstellung einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Einrichtung; und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der erfmdungsgemäßen Einrichtung.

Die zum Korrosionsschutz von Rohrleitungen bestimmte Einrichtung enthält gemäß Fig. 1 ein Gerät (1) zum Einlassen des Betriebsmediums in die Rohrleitung (2) und einen Extruder (3) zur Herstellung eines Kunststoffschlauches (4).

Am Gehäuse des Extruders (3) ist eine Heizvorrichtung (5) befestigt. Ein Gerät (6) zur Arbeitsmediumförderung, z. B. ein Kompressor zur Druckluftzufuhr, ist mit dem Inneren des Schlauches (4) verbunden, der aus Polyäthylen hergestellt werden kann.

Im Innenraum (4') des Extruders (3) ist eine Kalibriervorrichtung (7) eingebaut, die mit der Extruderwand eine Ringdüse (9) bildet, welche über Öffnungen (10) in der Kalibriervorrichtung (7) mit dem Innenraum (4') des Extruders (3) zur Beschickung mit geschmolzenem Polymer kommuniziert

Hinter der Kalibriervorrichtung (7) weist der Unterteil des Extruders (3) einen verbreiterten Abschnitt (11) auf, in dem der Schlauch (4) bis zum Innendurchmesser der Rohrleitung (2) erweitert wird, in die der Schlauch (4) eingeführt wird. Der Abschnitt (11) des Extruders (3) ist in seinem Unterteil mit einem L-förmigen Rohr (12) versehen, welches in das Innere der Rohrleitung (2) eingeführt ist. Der verbreiterte Abschnitt (11) des Extruders (3) kommuniziert zusätzlich mit dem Inneren der Rohrleitung (2) über ein Rohr (13). Das Gerät (6) zur Arbeitsmediumförderung ist zusätzlich über ein Hauptrohr (14) mit dem Innenraum (4') des Extruders (3) und über ein Hauptrohr (15) mit dem verbreiterten Abschnitt (11) des Extruders (3) verbunden. Der Innenraum (4') des Extruders (3) ist zur Beschickung mit einem Polymer, z. B. mit granuliertem Polyäthylen, bestimmt Das Ende (16) des Schlauches (4) ist mit der nach außen gewendeten Innenseite an der Innenfläche der Rohrleitung (2) befestigt. Die Einrichtung ist dabei mit einem Befestigungsmittel zur Befestigung des Schlauches (4) an der Innenseite der Rohrleitung (2) versehen. Dieses Befestigungsmittel kann z. B. ein Klebstoff sein, der auf die Innenfläche der Rohrleitung (2) aufgetragen wird.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:

Die Aufbringung des Überzuges erfolgt während des Betriebes der Rohrleitung (2).

Vor Beginn der Arbeit wird der Innenraum (4') des Extruders (3) mit granuliertem Polymer gefüllt Dann wird die Heizvorrichtung (5) eingeschaltet, um das Polymer zu schmelzen.

Das geschmolzene Polymer wird bei einer Temperatur von 150 °C und einem Luftdruck von 1,2 MPa durch die Ringdüse (9) in den verbreiterten Abschnitt (11) des Extruders (3) gefördert. Im verbreiterten Abschnitt (11) wird der entstehende Schlauch (4) unter Einwirkung der Druckluft bis zum Durchmesser des Abschnittes (11) aufgeblasen. Dann wird der Kunststoffschlauch (4) vom Betriebsmedium, z. B. von dem durch das Rohr (13) aus der Rohrleitung (2) zugeführten Wasser, bis auf die Temperatur von 40 °C gekühlt.

Im verbreiterten Extruderabschnitt (11) zieht sich der Kunststoffschlauch (4) bei seiner Abkühlung allseitig zusammen. Infolge der Wasserzufuhr in die Rohrleitung (2) wird der Schlauch (4) durch das L-förmige Rohr (12) in die Rohrleitung (2) eingeführt, erreicht ihre Wand und wird daran angeklebt.

Selbstverständlich kann die Aufbringung des Überzuges auch bei leerer Rohrleitung (2) erfolgen.

Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung unterscheidet sich von der Einrichtung nach Fig. 1 dadurch, daß im Innenraum (4*) des Extruders (3) über der Kalibriervorrichtung (7) Spulen (17) mit aufgewickeltem Draht (18) befestigt sind, der durch die Ringdüse (9) und das L-förmige Rohr (12) in die Rohrleitung (2) eingeführt und mit seinen Enden zusammen mit dem Schlauch (4) z. B. an einem elektrischen Ringkontakt (19) befestigt wird. -3-

Claims

Nr. 391180 Vor dem Schlauch (4) kann in die Rohrleitung (2) ein Kolben (20) eingesetzt werden, wobei der Hohlraum in der Rohrleitung (2) zwischen dem Schlauch (4) und dem Kolben (20) mit Klebstoff gefüllt werden kann. Als Klebstoff kann ein beliebiger bekannter Leim verwendet werden, der sich zum Ankleben des Kunststoffschlauches (4) an die Innenfläche der Rohrleitung (2) eignet Der Draht (18) kann aus einer Protektorlegierung, z. B. aus einer Aluminium-Gallium-Legierung hergestellt werden. Diese Legierung hat gegenüber einer Stahlrohrleitung ein negatives elektrochemisches Potential, welches die Rohrleitung (2) bei Undichtwerden des Schlauches (4) in der Rohrleitung (2) vor Korrosion schützt Die in Fig. 2 gezeigte Einrichtung arbeitet ähnlich wie die Einrichtung nach Fig. 1. Bei der Bildung des Schlauches (4) in der Ringdüse (9) wird der Schlauch (4) mit dem Draht (18) gleichmäßig bewehrt. Die Einrichtung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung dadurch, daß der Draht (18) aus einer Legierung mit einem großen ohm'schen Widerstand, z. B. aus einer Legierung auf der Basis von Ni-Cr, hergestellt ist und als Mittel zur Befestigung des Schlauches (4) an der Innenfläche der Rohrleitung (2) dient Bei dieser Einrichtung ist der Ringkontakt (19) an eine elektrische Stromquelle (21) angeschlossen. In der Rohrleitung (2) ist hinter dem Gerät zur Einführung des Kunststoffschlauches (4) und dem Gerät (1) zum Einlassen des Betriebsmediums ein hermetischer Behälter (22) mit einer Trommel (23) eingebaut, auf der ein zusätzlicher Schlauch (24), z. B. aus einem Kunststoff auf Basis von Kohlenstoff oder aus glasfaserverstärktem Kunststoff aufgewickelt ist. Der Behälter (22) und die Trommel (23) mit dem aufgewickelten Schlauch (24) bilden ein weiteres Gerät zur Einführung des Schlauches (24) in die Rohrleitung (2). Der hermetische Behälter (22) kommuniziert über ein Rohrstück (25) mit einem z. B. als Kompressor ausgeführten Gerät (26) zum Einlassen des Betriebsmediums in die Rohrleitung (2). Die in Fig. 3 gezeigte Einrichtung arbeitet folgenderweise. Der Schlauch (4) wird mit dem Draht (18) bewehrt und ähnlich wie bei den Einrichtungen nach Fig. 1,2 geformt. Wenn der Schlauch (4) die Länge der Rohrleitung (2) zur Hälfte bedeckt, ist der Draht (18) von den Spulen (17) ganz abgewickelt. Die Heizvorrichtung (5) wird abgeschaltet, und das Polymer beginnt sich im Extruder (3) abzukühlen. Der Schlauch (4) reißt in der Ringdüse (9) infolge seiner Spannung ab. Nun wird das Gerät (1) abgeschaltet, und das weitere Gerät (26) wird eingeschaltet, so daß es über das Rohrstück (25) Druckluft mit einem Druck von 0,2 MPa in die Rohrleitung (2) einzublasen beginnt. Der Schlauch (24) beginnt sich in der Rohrleitung (2) zu bewegen, und er wird an den Schlauch (4) gedrückt. Sobald die ganze Rohrleitung (2) mit dem Schlauch (24) überzogen ist, wird die elektrische Stromquelle (21) an den Ringkontakten (19) angeschaltet, um den Draht (18) zu erwärmen. Somit werden die Innenfläche der Rohrleitung (2) und der Schlauch (24) erwärmt, und der Schlauch (4) beginnt bei der Temperatur von 140 °C zu schmelzen. Wenn die Wand der Rohrleitung (2) und der Schlauch (24) bis zur Temperatur von 150 °C erwärmt wurden, wird die Stromquelle (21) wieder abgeschaltet. Die Rohrleitung (2) mit den Schläuchen (4) und (24) beginnt sich abzukühlen. Zu dieser Zeit wird in der Rohrleitung (2) ein Druck von 0,3 MPa aufrechterhalten. Beim Abkühlen der Schläuche (4, 24) auf die Temperatur von 20 °C werden diese miteinander und mit der Wand der Rohrleitung (2) verschweißt. Der Druck in der Rohrleitung (2) wird aufgehoben, worauf die Rohrleitung (2) in Betrieb gesetzt werden kann. PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zum Korrosionsschutz der Innenfläche von Rohrleitungen, die aus einem Gerät zur Einführung eines Kunststoffschlauches in die Rohrleitung und einem Gerät zum Einlassen des Betriebsmediums in die Rohrleitung und einem Befestigungsmittel des Schlauches an der Innenfläche der Rohrleitung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät zur Einführung des Kunststoffschlauches (4) in die Rohrleitung (2) durch einen Extruder (3) gebildet ist, dessen Ausgang mit dem Inneren der Rohrleitung (2) verbunden ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum (4') des Extruders (3) eine Kalibriervorrichtung (7) eingebaut ist, die mit der Wand des Extruders (3) eine Ringdüse (9) bildet, wobei der Unterteil des Extruders (3) hinter der Kalibriervorrichtung (7) einen verbreiterten Abschnitt (11) aufweist, der mit dem Inneren der Rohrleitung (2) kommuniziert. -4- Nr. 391 180
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum (4*) des Extruders (3) über der Kalibriervorrichtung (7) Spulen (17) mit aufgewickeltem Draht (18) befestigt sind, der durch die Ringdüse (9) und die Ausgangsöffnung des Extruders (3) hindurchgezogen ist und mit seinen freien Enden an der Innenfläche der Rohrleitung (2) befestigt ist. 5
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (18) aus einer Legierung auf der Grundlage von Ni-Cr oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist und mit einer elektrischen Stromquelle (21) verbunden ist, wobei die Einrichtung mit einem weiteren Gerät zur Einführung eines zusätzlichen Schlauches (24) in die Rohrleitung (2) versehen ist, welches hinter dem Gerät zur Einführung des Kunststoffschlauches (4) 10 in seiner Bewegungsrichtung liegt. 15 Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -5-