AT520174B1 - Rohrsanierungsverfahren zur Sanierung von unterirdisch oder oberirdisch verlegten, unbegehbaren oder begehbaren Rohrleitungen - Google Patents

Abstract

ln einem Rohrsanierungsverfahren zur Sanierung einer unterirdisch oder oberirdisch verlegten, unbegehbaren oder begehbaren Rohrleitung werden am Ort der zu sanierenden Rohrleitung unverformte Enden von Rohrsträngen einer Vielzahl von Rohrsträngen stoffschlüssig zur Bildung eines Gesamtrohrstranges (40) verbunden (56), ein Innenraum (22) einer Rohrheizungsvorrichtung (10) auf eine Warmumformungstemperatur des Kunststoffmaterials erwärmt (58) und ein Anfangsteil des Gesamtrohrstranges (40) in den Innenraum (22) der Rohrheizungsvorrichtung (10) eingebracht. ln kontinuierlicher Weise wird der Gesamtrohrstrang (40) innerhalb des Innenraums (22) der Rohrheizungsvorrichtung (10) befördert und erwärmt. Der erwärmte Teil des Gesamtrohrstranges (40) wird derart verformt, dass eine größte Abmessung einer Querschnittsform des Gesamtrohrstranges (40) wesentlich geringer ist als ein Durchmesser der zu sanierenden Rohrleitung. Der verformte und abgekühlte Gesamtrohrstrang (40) wird in die zu sanierende Rohrleitung eingebracht. Der Gesamtrohrstrang (40) wird mit Heißdampf für eine vorbestimmte Zeit bedruckt und unter fortwährender Bedruckung durch Gas und ohne Heißdampf abgekühlt.

Description

Beschreibung

ROHRSANIERUNGSVERFAHREN ZUR SANIERUNG VON UNTERIRDISCH ODER OBERIRDISCH VERLEGTEN, UNBEGEHBAREN ODER BEGEHBAREN ROHRLEITUNGEN [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohrsanierungsverfahren zur Sanierung von unterirdisch oder oberirdisch verlegten, unbegehbaren oder begehbaren Rohrleitungen, insbesondere zur Sanierung von Trinkwasser-, Gas-, Industrie- und Abwasserleitungen, mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

STAND DER TECHNIK [0002] Aus dem Stand der Technik sind verschiedene 'grabenlose Lösungen zur Sanierung von unterirdisch verlegten Rohrleitungen bekannt.

[0003] Bei einigen der vorgeschlagenen Lösungen wird ein Schlauchaufbau („Schlauchliner“), der einen mittels Wärme, UV- oder IR-Strahlung aushärtbaren Kunststoff umfasst, in das zu sanierende Rohr eingeführt, mit Druckluft aufgeblasen, bis der Schlauchaufbau an einer Innenwand des Rohres zur mechanischen Anlage kommt, und anschließend beispielsweise mittels Dampf oder Durchführen einer UV-Strahlungsquelle durch das Rohr ausgehärtet.

[0004] Zum Beispiel beschreibt die Offenlegungsschrift DE 10 2016 202 355 A1 einen Schlauchliner mit einem Innenfolienschlauch aus flüssigkeitsdichtem Kunststoffmaterial, einem Außenfolienschlauch aus flüssigkeitsdichtem Kunststoffmaterial und einer dazwischen vorgesehenen, sich in Schlauchumfangsrichtung ringsum erstreckenden Schlauchlage aus UV-strahlungsaushärtbarem oder lichtaushärtbarem Material. Zwischen dem Innenfolienschlauch und dem Außenfolienschlauch ist ein IR-Absorbermaterial vorhanden, das in direktem thermischem Kontakt mit dem aushärtbaren Material steht und durch IR- Strahlung im nahen IR-Bereich stärker erwärmt wird als das aushärtbare Material.

[0005] Eine Lösung zur Sanierung von unterirdisch verlegten Rohrleitungen, die als close fitVerfahren oder close fit lining-Verfahren bekannt ist, basiert auf einem Rohrstrang aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial, bei dem werkseitig in einem warmen Zustand, beispielsweise direkt nach der Fertigung, eine Verformung einer Querschnittsform des Rohres, beispielsweise in C- bzw. U-Form, derart durchgeführt wird, dass eine größte Abmessung der Querschnittsform um ca. 10-20 % geringer ist als ein Durchmesser nach Fertigung des Rohrstrangs. Am Ort der zu sanierenden Rohrleitung ist der Kunststoffrohrstrang dadurch in die Rohrleitung, beispielsweise mittels einer Seilwinde, einziehbar. Danach wird der eingezogene, verformte Kunststoffrohrstrang mit Druck und Temperatur, beispielsweise mittels Heißdampf, beaufschlagt, bis der eingezogene Kunststoffrohrstrang rückverformt ist und sich mit einer Innenwand der zu sanierenden Rohrleitung in enger mechanischer Anlage befindet, die auch nach einem Abkühlen des Kunststoffrohrstranges erhalten bleibt.

[0006] Beispielsweise beschreibt die WO 03/069211 A1 ein Verfahren zum Auskleiden einer Rohrleitung oder einer Hauptleitung mit einer Auskleidung aus einem Kunststoffmaterial. Die Auskleidung ist mit Mitteln wie Längsnuten versehen, um zu ermöglichen, dass ein zwischen der Auskleidung und der umgebenden Rohrleitung eingeschlossenes Fluid (durch entstandene Porosität der Auskleidung) entlang der Auskleidung strömt, um durch eine in der umgebenden Rohrleitung vorgesehene Entlüftung auszutreten. Die Auskleidung wird vorzugsweise vor dem Einsetzen in die Rohrleitung derart gefaltet oder verformt, dass ihre Breite geringer ist als die des Innendurchmessers der auszukleidenden Rohrleitung. Die Auskleidung ist vorzugsweise so gefaltet oder verformt, dass sie einen nicht kreisförmigen Querschnitt wie etwa einen Cförmigen Querschnitt aufweist. Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht, dass Fluid, das zwischen der Auskleidung und der Rohrleitung oder der Hauptleitung eingeschlossen ist, entlang der Auskleidung durch die Entlüftung austritt, was ein Kollabieren der Auskleidung verhindert, wenn der Fluidfluss reduziert, gestoppt oder unterbrochen wird.

[0007] In der DE 20 2008 000 821 U1 wird ein Kunststoffrohr zur Sanierung von Abwasserlei

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Patentamt tungen im Hausanschlussbereich vorgeschlagen, wobei das Rohr querschnittsreduzierend verformbar ist, um in eine zu sanierende Abwasserleitung eingebracht zu werden, und anschließend rückverformbar ist, um sich von innen gegen die zu sanierende Abwasserleitung zu legen. Dabei weist das Rohr an einer Rohrinnenseite Klebeabschnitte auf, die von radial benachbarten Abschnitten des Rohres chemisch verschieden sind. Dadurch ist das Kunststoffrohr kostengünstig herstellbar und an Abzweigungen wirtschaftlich abdichtbar. Das Kunststoff rohr besteht im Wesentlichen aus einem besonders kostengünstigen und dehnfähigen Kunststoffmaterial und wird nur lokal, d. h. an der gegenüber Abzweigungen abzudichtenden Innenseite behandelt, um die Klebfähigkeit zu erhöhen. Die Klebeabschnitte können auf verschiedene Wege bewerkstelligt werden, wobei im Rahmen der Erfindung eine chemische Modifizierung des Rohres von der Rohrinnenseite oder ein klebfähiges Koextrudat als Innenschicht in Betracht gezogen werden.

[0008] Die US 4,863,365 A beschreibt ein Verfahren zum Herstellen verformter Rohrauskleidungen aus kontinuierlich extrudiertem thermoplastischem Material durch Falten und Biegen von verformbaren Abschnitten des Rohrs hin zu einem Stützabschnitt desselben und ohne eine Längenänderung, um den Durchmesser und die Wanddicke beizubehalten. Eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens beinhaltet eine Stützwalze und mindestens eine Formgebungswalze, die den verformbaren Abschnitt entlang einer Symmetrielinie faltet und eine Falte des Rohrs dem Stützabschnitt gegenüberstellt. Dies alles wird bei erhöhter Temperatur durchgeführt, gefolgt von reduzierter Temperatur auf einer Schiene, die der Form des verformten Rohres entspricht.

[0009] Die EP 0 584 381 A1 schlägt ein ein Verfahren zum Installieren von Kunststoffauskleidungen in Rohrleitungen vor, das folgende Schritte beinhaltet:

[0010] - Bereitstellen einer zylindrischen ersten und zweiten rohrförmigen Auskleidung aus Kunststoffmaterial mit vorgegebenen Durchmessern und Rippen, die sich radial zwischen diesen erstrecken, [0011] - Verformen oder Einfalten der ersten und der zweiten Auskleidung, um deren Gesamtdurchmesser zu verringern, [0012] - Einführen der ersten Auskleidung in die Rohrleitung, [0013] - Einführen der zweiten Auskleidung in die erste Auskleidung, und [0014] - Wiederherstellen der zylindrischen Formen der Auskleidungen in dem Rohr.

[0015] In der EP 0 065 886 A1 wird ein Verfahren zum Innenauskleiden von Rohrleitungen mit folgenden Schritten vorgeschlagen:

[0016] - es wird ein zylindrisches Rohr aus thermoplastischem Material mit einer oberhalb der Umgebungstemperatur aktivierbaren elastischen Formrückbildungsfähigkeit hergestellt mit einem äußeren Durchmesser, der mindestens gleich dem Innendurchmesser der auszukleidenden Rohrleitung ist;

[0017] - das so erhaltene Rohr wird seitlich bei einer Temperatur verformt, die mindestens gleich der Aktivierungstemperatur der elastischen Formrückbildungsfähigkeit ist, um so den scheinbaren Querschnitt des Rohrs zu reduzieren und die größte Abmessung dieses Querschnitts auf einen Wert kleiner als den Innendurchmesser der auszukleidenden Rohrleitung zu bringen, und das Rohr wird in diesem verformten Zustand durch Abkühlen erstarrt;

[0018] - das so verformte Rohr wird in die auszukleidende Rohrleitung eingefädelt; und [0019] - das verformte Rohr wird auf eine Temperatur mindestens gleich der Aktivierungstemperatur der elastischen Formrückbildungsfähigkeit erwärmt, so dass es seine anfängliche zylindrische Form wieder annimmt und gegen die Wand der Rohrleitung drückt. Das verformte Rohr kann beispielsweise in Form eines Croissants, H-förmig, sternförmig oder U-förmig verformt werden, wobei H- und U-Form bevorzugt sind, da sie

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Patentamt sich leichter auf Spulen wickeln lassen und zudem einen kleineren Platzbedarf aufweisen. Das Verfahren bietet die Möglichkeit der Auskleidung von Rohrleitungen über große Längen, zum Beispiel 2000 m, dank des großen Unterschieds zwischen einem umschreibenden Durchmesser des gebildeten Rohres relativ zu dem Innendurchmesser der Rohrleitung.

[0020] Die WO 02/12774 A1 enthält ein Verfahren zum Sanieren von Rohren, bei dem ein Innenrohr aus wenigstens einem thermoplastischen Kunststoff in das zu sanierende Rohr eingebracht wird, wobei das Innenrohr vor dem Einbringen querschnittsreduzierend verformt und nach dem Einbringen rückgeformt wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Kunststoff des Innenrohrs wenigstens abschnittsweise vernetzbar ist, wobei die Vernetzung des vor dem Einbringen des Innenrohrs im Wesentlichen unvernetzten Kunststoffs nach dem Einbringen des Innenrohrs in das zu sanierende Rohr erfolgt. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Innenrohr in bekannter Weise extrudiert und mit Beschichtungen versehen. Anschließend wird das extrudierte Innenrohr in einen U-förmigen Querschnitt überführt. Aufgrund des verwendeten Materials findet bis dahin noch keine wesentliche Vernetzung statt. Das Innenrohr hat somit noch nicht seine endgültige Stabilität eingenommen und kann verformt werden. Das Innenrohr kann auf eine Trommel aufgewickelt werden. Zum Durchführen einer Rohrsanierung wird nunmehr das U-förmig verformte Innenrohr auf der Baustelle angeliefert, wo das Sanieren eines Rohrs erfolgen soll. Hierzu wird das Innenrohr mit U-förmigen Querschnitt in das zu sanierende Rohr in bekannter Weise eingeschoben bzw. eingezogen.

[0021] In der WO 97/25567 A1 wird eine Lösung für das Problem der Auskleidung von bestehenden unterirdischen Rohrleitungen mit einem Durchmesser > 300 mm mit einem in die Rohrleitung eingeführten, durchgehenden Auskleidungsrohr vorgeschlagen, wobei das Auskleidungsrohr eine Länge aufweist, die der zu sanierenden Länge entspricht. Das Auskleidungsrohr wird aufgebaut, indem zusammengefaltete Auskleidungsschichten in die auszukleidende Rohrleitung eingebracht, die Auskleidungsschichten unter Druck gesetzt und nacheinander miteinander verschmolzen werden. Dazu wird jede Auskleidungsschicht zur Bereitstellung der Schmelzwärme einer Wärmequelle ausgesetzt, die entlang der inneren Oberfläche der innersten Auskleidungsschicht der bis dahin aufgebauten Auskleidung befördert wird. Die nacheinander eingebrachten Auskleidungsschichten können abwechselnd opak und durchlässig für Heizenergie sein, um die Verschmelzung von mehr als zwei Schichten in einem Verschmelzungsschritt zu ermöglichen.

[0022] Die WO 00/15411 A1 beinhaltet ein Verfahren zum Auskleiden bestehender oder neuer Rohrleitungen. Das Verfahren verwendet ein thermoplastisches Auskleidungsrohr, das ein Vernetzungsmittel enthält. Das Verfahren umfasst das Verformen des runden Auskleidungsrohrs in eine geometrische Form mit einer wesentlich kleineren Gesamtabmessung, das Einsetzen des verformten Auskleidungsrohrs in die bestehende Rohrleitung und ein Zurückbilden des Auskleidungsrohrs zu einer runden Form. Das Auskleidungsrohr wird auf die innere Oberfläche des bestehenden Rohrs ausgeweitet und vernetzt, indem durch die Rohrleitung Wasser, Wasserdampf oder eine andere mit Wasser dosierte Flüssigkeit zugeleitet wird.

[0023] In der GB 2527618 A wird ein Verfahren zum Auskleiden einer rohrförmigen Struktur mit einem Kunststoffauskleidungsrohr vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst das zeitweilige Reduzieren des Außendurchmessers des Auskleidungsrohrs, indem das Auskleidungsrohr durch ein Rollensystem geführt wird. Sobald der Durchmesser des Auskleidungsrohrs reduziert worden ist, wird es abgekühlt und und mittels einer Temperaturhaltevorrichtung auf einer erniedrigten Temperatur gehalten. Das Auskleidungsrohr wird zu einem vom Rollensystem entfernten Installationsort transportiert. Dort wird die Temperaturhaltevorrichtung entfernt und das Auskleidungsrohr wird in der rohrförmigen Struktur installiert. Die rohrförmige Struktur kann eine Fluidtransportleitung sein. Das Auskleidungsrohr kann aus einem synthetischen Polymer wie einem Polyolefin, beispielsweise Polyethylen, gebildet sein. Die Temperaturhaltevorrichtung hält das Auskleidungsrohr bei einer Temperatur zwischen -20°C und +10°C. Die anfängliche Abkühlung des Auskleidungsrohrs kann durch die Temperaturhaltevorrichtung oder durch Abschrecken des Auskleidungsrohrs in einem Fluid wie gekühlter Luft oder Wasser durchgeführt werden. Es

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Patentamt kann in einem konventionellen Kühlfahrzeug in einer gewickelten oder linearen Konfiguration transportiert werden. Nach der Installation kann das Auskleidungsrohr auf eine geeignete Temperatur erwärmt und dann durch die rohrförmige Struktur geschoben oder gezogen werden, wobei geeignete Verschlussfittings an den Enden des Auskleidungsrohrs angebracht werden. Das Auskleidungsrohr wird dann radial nach außen in eine enge Passung mit der Innenfläche der rohrförmigen Struktur gedrückt. Nach Abwarten einer Wartephase wird die ausgekleidete rohrförmige Struktur mit benachbarten Abschnitten der rohrförmigen Struktur verbunden.

[0024] Ein werkseitig verformter Kunststoffrohrstrang ist üblicherweise in seiner Gesamtlänge auf eine Trommel gewickelt, die zum Ort der zu sanierenden Rohrleitung transportiert wird. Die maximal mögliche Einbaulänge ist somit durch die Nennweite und die Transportmöglichkeit der verwendeten Trommel begrenzt. Mit diesem Verfahren können bei einem Durchmesser der zu sanierenden Rohrleitung von DN 150 mm Installationslängen von etwa 850 m, bei einem Durchmesser von DN 400 mm von etwa 150 m mit einem vorgeformten Rohrstrang ausgeführt werden.

[0025] Da es gemäß ÖVGW (Österreichische Vereinigung für das Gas- und Wasserfach) und DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V. - technisch-wissenschaftlicher Verein) unzulässig ist, verformte Rohrstränge, d.h. Rohrstränge mit einer von einer Kreisfläche abweichenden Querschnittsfläche, schweißtechnisch miteinander zu verbinden, können mit den konventionellen Verfahren keine größeren Sanierungslängen zwischen zwei Erdschächten bzw. Montagegruben erreicht werden.

[0026] Obwohl die bekannten Verfahren zur Sanierung von insbesondere unterirdisch verlegten Rohrleitungen bereits Vorteile aufweisen, bietet der technische Bereich der Rohrsanierungsverfahren noch Raum für Verbesserungen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG [0027] Der vorliegenden Erfindung liegt daher insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Rohrsanierungsverfahren, insbesondere zur Sanierung von Trinkwasser-, Gas-, Industrie- und Abwasserleitungen, bereitzustellen, bei dem eine maximal mögliche Sanierungslänge zwischen zwei notwendigen Erdschächten bzw. Montagegruben oder dergleichen vergrößert und von den Transport- und Handhabungsmöglichkeiten in Bezug auf zu verwendende Kunststoffrohrstränge weitgehend unabhängig ist.

[0028] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Rohrsanierungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung offenbaren die abhängigen Unteransprüche.

[0029] Es wird darauf hingewiesen, dass die einzelnen Merkmale, die in dieser Beschreibung aufgeführt sind, auch in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar sein können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung darstellen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.

[0030] Das erfindungsgemäße Rohrsanierungsverfahren zur Sanierung einer unterirdisch oder oberirdisch verlegten, unbegehbaren oder begehbaren Rohrleitung umfasst zumindest folgende Schritte:

[0031] - Bereitstellen einer Vielzahl von Rohrsträngen mit identischen, kreisförmigen Querschnittsflächen aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial am Ort der zu sanierenden Rohrleitung, [0032] - Verbinden von unverformten Enden der Rohrstränge der Vielzahl von Rohrsträngen mit unverformten Enden anderer Rohrstränge der Vielzahl von Rohrsträngen mittels einer stoffschlüssigen Verbindung zur Bildung eines Gesamtrohrstranges am Ort der zu sanierenden Rohrleitung, wobei eine Länge des Gesamtrohrstranges zumindest einer Länge der zu sanierenden Rohrleitung entspricht,

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Patentamt [0033] - Erwärmen eines Innenraums einer Rohrheizungsvorrichtung auf eine Temperatur, die eine Warmumformung des Kunststoffmaterials gestattet, und [0034] - Einbringen eines Anfangsteils des Gesamtrohrstranges in den Innenraum der Rohrheizungsvorrichtung.

[0035] Unter dem Begriff „Vielzahl“ soll im Sinne der Erfindung insbesondere eine Anzahl von zumindest zwei verstanden werden.

[0036] Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet ferner folgende, im Wesentlichen kontinuierlich auszuführende Schritte:

[0037] - Befördern des Gesamtrohrstranges innerhalb des Innenraums der Rohrheizungsvorrichtung parallel zu einer Erstreckungsrichtung zum Erwärmen eines Teils des Gesamtrohrstranges auf die Temperatur des Innenraums der Rohrheizungsvorrichtung, und [0038] - Verformen des erwärmten Teils des Gesamtrohrstranges derart, dass eine größte Abmessung einer Querschnittsform des Gesamtrohrstranges wesentlich geringer ist als ein Durchmesserder zu sanierenden Rohrleitung.

[0039] Unter dem Begriff „Erstreckungsrichtung des Innenraums“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Richtung verstanden werden, die mit einer längsten Mittellinie des Innenraums übereinstimmt. Unter dem Begriff „wesentlich geringer“ soll im Sinne der Erfindung insbesondere eine Reduzierung um mindestens 10%, bevorzugt mindestens 15%, und, besonders bevorzugt, mindestens 20% verstanden werden.

[0040] Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte:

[0041] - Einbringen des verformten und abgekühlten Gesamtrohrstranges in die zu sanierende Rohrleitung, [0042] - Bedrucken des Gesamtrohrstranges mit Heißdampf für eine vorbestimmte Zeit, und Abkühlen des Gesamtrohrstranges unter fortwährender Bedruckung durch Gas und ohne Heißdampf.

[0043] Durch die beiden letzten Schritte kann ein effektiver Rückformprozess ausgeführt werden, nach dessen Durchführung sich der Kunststoff-Rohrstrang an einer Innenwand der zu sanierenden Rohrleitung in mechanischer Anlage befindet und von dieser gestützt wird.

[0044] Durch das vorgeschlagene Verfahren, bei dem ein verformter Gesamtrohrstrang am Ort der zu sanierenden Rohrleitung gebildet wird, ist eine maximal mögliche Sanierungslänge weitgehend unabhängig von einer Transport-und Handhabungsmöglichkeit in Bezug auf das zu verwendende Kunststoffrohr. Somit kann am Ort der zu sanierenden Rohrleitung ein verformter Gesamtrohrstrang mit einer Länge zur Verfügung gestellt werden, die eine Länge eines transportablen Rohrstrangs um ein Mehrfaches übersteigt. Auf diese Weise kann eine Anzahl von notwendigen Erdschächten bzw. Montagegruben, die für eine Sanierung der Rohrleitung erforderlich sind, verringert werden.

[0045] Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft bei einer Sanierung von Trinkwasser-, Gas-, Industrie- und Abwasserleitungen und insbesondere bei Freispiegelleitungen anwendbar. Insbesondere ist das vorgeschlagene Verfahren vorteilhaft bei Sanierungen von unterirdisch verlegten, unbegehbaren Rohrleitungen anwendbar.

[0046] Im Falle, dass das thermoplastische Kunststoffmaterial keinen oder nur einen geringen Anteil an kristallinem Material aufweist, entspricht die Temperatur, die eine Warmumformung gestattet, zumindest und im Wesentlichen der Glasübergangstemperatur des Kunststoffmaterials. Unter „zumindest und im Wesentlichen“ soll im Sinne der Erfindung insbesondere ein Wert für die Temperatur verstanden werden, der mindestens der Glasübergangstemperatur entspricht, aber unterhalb einer maximalen Temperatur eines thermoplastischen Bereichs des Kunststoffmaterials liegt. Im thermoplastischen Bereich kann ein thermoplastischer Kunststoff in seiner Form verändert werden, behält aber seine Ursprungsform bei und kann in diese zurück

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Patentamt gebracht werden.

[0047] Im Falle, dass das thermoplastische Kunststoffmaterial einen hohen Anteil an kristallinem Material aufweist, wie dies beispielsweise für Polyethylen mit hoher Dichte (PE-HD) zutrifft, kann die Temperatur, die eine Warmumformung gestattet, zwischen der Glasübergangstemperatur und der Kristallitschmelztemperatur gewählt werden.

[0048] Bevorzugte thermoplastische Kunststoffmaterialien für die Rohrstränge der Vielzahl von Rohrsträngen sind Polyethylen mit hoher Dichte (PE-HD bzw. HDPE), Polypropylen (PP) und Polyvinylchlorid (PVC).

[0049] Bevorzugt beinhaltet das Rohrsanierungsverfahren als zusätzlichen Schritt, der nach der Verformung des Gesamtrohrstranges auszuführen ist, ein Anordnen des Gesamtrohrstranges in einer kompakten Anordnung am Ort der zu sanierenden Rohrleitung. Dadurch kann eine Größe eines erforderlichen Erdschachtes für eine gegebene Sanierungslänge klein und Kosten für einen Aushub gering gehalten werden.

[0050] Bevorzugt beinhaltet der Schritt der Verformung eines erwärmten Teils des Rohrstranges eine Verformung in ein c-förmiges Querschnittsprofil, wodurch eine ausreichende Reduzierung der größten Abmessung der Querschnittsform des Gesamtrohrstranges unter Vermeidung von engen Kurvenradien, die einen Rückformprozess erschweren, erreicht werden kann.

[0051] Bevorzugt umfassen die Rohrstränge der Vielzahl von Rohrsträngen Polyethylen mit hoher Dichte (PE-HD), und der Schritt des Erwärmens des Innenraums der Rohrheizungsvorrichtung beinhaltet ein Erwärmen auf eine Temperatur von mindestens 80°C, bevorzugt von mindestens 85°C, 90°C bzw. 95°C und höchstens 130°C bevorzugt von höchstens 125°C, 120°C bzw. 110°C. Auf diese Weise kann mit dem vorgeschlagenen Verfahren ein großer Anteil von Rohrleitungen in effektiver und kostengünstiger Weise saniert werden.

[0052] In bevorzugten Ausführungsformen beträgt eine Länge des Gesamtrohrstranges zwischen 400 m und 3000 m, bevorzugt von mindestens 500 m, 800 m, 900 m bzw. 1000m und bevorzugt von höchstens 2500 m, 2000 m, 1500 m, 1100 bzw. 1000 m. In diesem Längenbereich kann ein Gesamtaufwand, der eine Anzahl erforderlicher Erdschächte bzw. Montagegruben entlang der zu sanierenden Rohrleitung, eine Handhabbarkeit des am Ort der zu sanierenden Leitung verformten Gesamtrohrstranges und einen Aufwand zur Einbringung des verformten Gesamtrohrstranges in die zu sanierende Rohrleitung berücksichtigt, optimiert werden.

ZEICHNUNGEN [0053] Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

[0054] Es zeigt:

[0055] Fig. 1 eine mobile Warmumformungseinheit zur am Ort einer zu sanierenden Rohrleitung vorzunehmenden Warmumformung eines Gesamtrohrstranges mit einer Rohrheizungsvorrichtung, in einer schematischen Draufsicht und einer schematischen Seitenansicht, [0056] Fig. 2 eine schematische Darstellung der Rohrheizungsvorrichtung gemäß der Fig. 1 in einer Querschnittansicht, [0057] Fig. 3 eine schematische Darstellung von Details der Rohrheizungsvorrichtung gemäß der Fig. 1 in einer längsgeschnittenen Ansicht, und [0058] Fig. 4 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Rohrsanierungsverfahrens zur Sanierung einer unterirdisch oder oberirdisch verlegten, unbegehbaren oder begehbaren Rohrleitung.

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Patentamt

BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS [0059] Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht (oben) und eine schematische Seitenansicht (unten) einer mobilen Warmumformungseinheit 42 zur am Ort einer zu sanierenden Rohrleitung (nicht dargestellt) vorzunehmenden Warmumformung eines Gesamtrohrstranges 40 aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial. Der Gesamtrohrstrang 40 (DA 395) ist zur Sanierung der unterirdisch oder oberirdisch verlegten, unbegehbaren oder begehbaren, zu sanierenden Rohrleitung vorgesehen.

[0060] Die Warmumformungseinheit 42 weist eine vordere Raupenabzugsvorrichtung 44, eine Rohrheizungsvorrichtung 10 zur Erwärmung des Gesamtrohrstranges 40, eine Verformungseinheit 46 und eine hintere Raupenabzugsvorrichtung 48 auf, wobei die Begriffe „vordere“ und „hintere“ in Bezug auf eine Beförderungsrichtung 52 zu verstehen sind, die in der Fig. 1 geradlinig von rechts nach links verläuft. Die Rohrheizungsvorrichtung 10 ist zwischen der vorderen Raupenabzugsvorrichtung 44 und der Verformungseinheit 46 angeordnet, an die sich in der Beförderungsrichtung 52 die hintere Raupenabzugsvorrichtung 48 anschließt. Die vordere Raupenabzugsvorrichtung 44 und die hintere Raupenabzugsvorrichtung 48 dienen einer Beförderung des Gesamtrohrstranges 40 innerhalb der Warmumformungseinheit 42.

[0061] Die Rohrheizungsvorrichtung 10 dient zur Erwärmung des Gesamtrohrstranges 40 aus thermoplastischem Kunststoffmaterial am Ort der zu sanierenden Rohrleitung. Der Gesamtrohrstrang 40 ist zur Sanierung der unterirdisch oder oberirdisch verlegten, unbegehbaren oder begehbaren Rohrleitung vorgesehen und besteht vollständig aus Polyethylen mit hoher Dichte (PE-HD).

[0062] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Rohrheizungsvorrichtung gemäß der Fig. 1 in einer geschnittenen Ansicht. Die Rohrheizungsvorrichtung 10 umfasst ein länglich geformtes Gehäuseteil 12, das in dieser speziellen Ausführungsform aus Grobspanplatten (OSB (oriented Strand board)-Platten) gefertigt ist. Eine Erstreckungsrichtung 14 (Fig. 1) der Rohrheizungsvorrichtung 10 verläuft parallel zur Beförderungsrichtung 52 der Warmumformungseinheit 42. Die Rohrheizungsvorrichtung 10 ist mit einem beheizbaren, mit einer ca. 5 cm dicken Wärmedämmschicht 16 aus Steinwolle wärmeisolierten Innenraum 22 ausgestattet (Fig. 2), der von einem Inneren eines Stahlrohres 18 (in dieser speziellen Ausgestaltungsform: DA 610) gebildet ist. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist das Stahlrohr 18 aus mehreren Teilrohren 20 zusammengesetzt. Der Innenraum 22 (Fig. 2) weist in der Beförderungsrichtung 52 eine Länge zwischen 20 m und 50 m, und in dieser speziellen Ausführungsform von etwa 37 m, auf.

[0063] Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung von Details der Rohrheizungsvorrichtung gemäß der Fig. 1 in einer längsgeschnittenen Ansicht. Die Rohrheizungsvorrichtung 10 weist einen Eingangsflansch 24 auf, der nahe einer Stirnseite des Gehäuseteils 12 an dem Stahlrohr 18 befestigt ist. Der Eingangsflansch 24 ist mit einer zentralen Durchgangsöffnung ausgestattet, die eine Eingangsöffnung des Innenraums 22 bildet. An einer dem Eingangsflansch 24 in der Erstreckungsrichtung 14 gegenüberliegenden Stirnseite ist die Rohrheizungsvorrichtung 10 ferner mit einem Ausgangsflansch 28 ausgestattet, der nahe der betreffenden Stirnseite des Gehäuseteils 12 an dem Stahlrohr 18 befestigt ist. Der Ausgangsflansch 28 ist ebenfalls mit einer zentralen Durchgangsöffnung ausgestattet, die der Durchgangsöffnung des Eingangsflansches 24 entspricht und eine Ausgangsöffnung des Innenraums 22 bildet.

[0064] Die Rohrheizungsvorrichtung 10 weist ferner eine Trägereinheit 32 auf (Figuren 1 und 2). Das in der Erstreckungsrichtung 14 zwischen dem Eingangsflansch 24 und dem Ausgangsflansch 28 angeordnete, beheizbare Stahlrohr 18 ist von der Trägereinheit 32 gehaltert, die zwei parallel zur Erstreckungsrichtung 14 ausgerichtete und quer dazu beanstandete I-Träger 34 umfasst. Die beiden I-Träger 34 ruhen auf einer Vielzahl von quer zu den beiden I-Trägern 34 ausgerichteten und in der Erstreckungsrichtung 14 beabstandeten HEB-Trägern 36 der Trägereinheit 32. An einer Innenwand des Stahlrohres 18 sind in der Erstreckungsrichtung 14 und umfänglich beabstandete Laufrollen 38 der Trägereinheit 32 zur Führung und Halterung des Gesamtrohrstranges 40 befestigt. Auf diese Weise ist bei einer Beförderung des Gesamtrohrstranges 40 innerhalb der Rohrheizungsvorrichtung 10 ein Teil des Gesamtrohrstranges 40

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Patentamt durch die Trägereinheit 32 unterstützt.

[0065] Das Stahlrohr 18 ist mit einer Vielzahl von in der Erstreckungsrichtung 14 beabstandeten Durchgangslöchern ausgestattet, durch die von außen Düsen 50 in das Innere des Stahlrohres 18, d.h. in den Innenraum 22, ragen. Die Düsen 50 dienen zum Einbringen von Warmluft in den Innenraum 22.

[0066] Wie in Fig. 3 gezeigt weist der Eingangsflansch 24 eine flexible Lippendichtung 26 aus Silikonkautschuk auf, die in Form eines Kreisringes ausgebildet ist. Ein innerer Durchmesser des Kreisringes ist geringer als ein äußerer Durchmesser des Gesamtrohrstranges 40. Eine identische flexible Lippendichtung 30 ist auch am Ausgangsflansch 28 lösbar fest befestigt. Während einer Beförderung des Gesamtrohrstranges 40 durch den Innenraum 22 befindet sich zumindest eine der Lippendichtungen 26, 30, zum größten Teil der Zeit beide Lippendichtungen 26, 30, in dauernder mechanischer Anlage mit dem Gesamtrohrstrang 40, wodurch der Innenraum 22 gegen einen äußeren Umgebungsraum abgedichtet ist.

[0067] Die vordere Raupenabzugsvorrichtung 44 ist vor dem Eingangsflansch 24 angeordnet (Fig. 1) und mit einer Abdeckung 51 aus OSB-Platten abgedeckt. Die Verformungseinheit 46 ist in der Beförderungsrichtung 52 hinter dem Ausgangsflansch 28 angeordnet. Die hintere Raupenabzugsvorrichtung 48 ist in der Beförderungsrichtung 52 an die Verformungseinheit 46 anschließend angeordnet. Die Verformungseinheit 46 und die hintere Raupenabzugsvorrichtung 48 sind durch eine weitere, gemeinsame Abdeckung 51 aus OSB- Platten abgedeckt, um ein Abkühlen des Gesamtrohrstranges 40 vor der Verformung zu verhindern.

[0068] Nachfolgend wird eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Sanierung einer unterirdisch oder oberirdisch verlegten, unbegehbaren oder begehbaren Rohrleitung anhand der Figuren 1, 3 und 4 beschrieben. In Fig. 4 ist ein Flussdiagramm des Verfahrens dargestellt.

[0069] In Vorbereitung einer Durchführung des Verfahrens wird unterstellt, dass alle beteiligten Vorrichtungen und Komponenten sich in einem betriebsbereiten Zustand befinden und wie in der Fig. 1 dargestellt angeordnet sind.

[0070] In einem ersten Schritt 54 des Verfahrens wird eine Vielzahl von fünf Rohrsträngen DA 395 mit einer Länge von jeweils 300 m mit identischen, kreisförmigen Querschnittsflächen am Ort der zu sanierenden Rohrleitung bereitgestellt. Die Rohrstränge bestehen in diesem Ausführungsbeispiel vollständig aus Polyethylen mit hoher Dichte (PE-HD), können aber in alternativen Ausführungsbeispiel auch ein anderes thermoplastisches Kunststoffmaterial umfassen.

[0071] In einem weiteren Schritt 56 des Verfahrens werden die unverformten Enden der Rohrstränge der Vielzahl von Rohrsträngen mit unverformten Enden anderer Rohrstränge mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, nämlich durch Stumpfschweißen, zur Bildung eines Gesamtrohrstranges 40 am Ort der zu sanierenden Rohrleitung verbunden. Eine Länge des Gesamtrohrstranges 40 von 1500 m übersteigt die Länge der zu sanierenden Rohrleitung geringfügig.

[0072] Der Innenraum 22 der Rohrheizungsvorrichtung 10 wird mittels der Düsen 50 durch Einleiten von Warmluft in einem Schritt 58 des Verfahrens auf eine Temperatur von 80°C erwärmt, die eine Warmumformung des erwärmten Teils des Gesamtrohrstranges 40 aus PE-HD gestattet. Wenn die Temperatur des Innenraums 22 80°C beträgt, wird in einem weiteren Schritt 60 ein Anfangsteil des Gesamtrohrstranges 40 in den Innenraum 22 der Rohrheizungsvorrichtung 10 eingebracht. Dies kann beispielsweise mittels durch Betreiben der vorderen Raupenabzugsvorrichtung 44 erfolgen.

[0073] In einem weiteren Schritt 62 wird der Gesamtrohrstrang 40 kontinuierlich und mit gleichbleibender Geschwindigkeit innerhalb des Innenraums 22 der Rohrheizungsvorrichtung 10 in der Beförderungsrichtung 52 befördert, um einen Teil des Gesamtrohrstranges 40 auf die Temperatur des Innenraumes 22 zu erwärmen. Die Beförderung des Gesamtrohrstranges 40 erfolgt innerhalb des Stahlrohres 18, so dass der im Innenraum 22 befindliche Teil des Gesamtrohrstranges 40 sehr gleichmäßig auf die Temperatur des Innenraumes 22 gebracht wird.

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Patentamt [0074] Der erwärmte Teil des Gesamtrohrstranges 40 tritt nach Austritt aus der Ausgangsöffnung im Ausgangsflansch 28 in die Verformungseinheit 46 ein und wird durch die Verformungseinheit 46 in einem Schritt 64 des Verfahrens derart verformt, dass der Gesamtrohrstrang 40 ein c-förmiges Querschnittsprofil mit einer größten Abmessung aufweist, die um 25 bis 30% geringer ist als ein Durchmesser der zu sanierenden Rohrleitung. In einem anschließenden Schritt 66 wird der verformte und noch immer warme Gesamtrohrstrang 40 durch Binden in eine kompakte Anordnung gebracht.

[0075] Nachdem der verformte Gesamtrohrstrang 40 wieder auf eine Temperatur nahe der Umgebungstemperatur abgekühlt ist, wird er in einem nächsten Schritt 68 mittels einer Seilwinde in ausreichender Länge in die zu sanierende Rohrleitung eingebracht. Anschließend wird ein Ende des Gesamtrohrstranges 40 an einer Heißdampfleitung angeschlossen und in einem nächsten Schritt 70 des Verfahrens mit Heißdampf für eine vorbestimmte Zeit bedruckt. Durch Anwendung von Temperatur und Druck wird eine Rückformung des Gesamtrohrstranges 40 bewirkt, so dass sich der Gesamtrohrstrang 40 mit einer Innenwand der zu sanierenden Rohrleitung in enger mechanischer Anlage befindet.

[0076] Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit wird der Gesamtrohrstrang 40 in einem weiteren Schritt 72 des Verfahrens auf eine Temperatur in der Nähe der Umgebungstemperatur abgekühlt und währenddessen durch Gas und ohne Heißdampf mit Druck beaufschlagt. Die Rückformung des Gesamtrohrstranges 40 bleibt nach dem Abkühlen des Kunststoffrohrstranges erhalten, so dass die Innenwand des zu sanierenden Rohres und die Außenwand des Gesamtrohrstranges 40 sich in gegenseitiger mechanischer Anlage befinden, wodurch der Gesamtrohrstrang 40 durch das zu sanierende Rohr mechanisch gestützt ist.

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Patentamt

LISTE DER BEZUGSZEICHEN

10	Rohrheizungsvorrichtung	52	Beförderungsrichtung
12	Gehäuseteil		Verfahrensschritte:
14	Erstreckungsrichtung	54	Bereitstellen von Rohrsträngen
16	Wärmedämmschicht	56	Verbinden der Rohrstränge zu Gesamtrohrstrang
18	Stahlrohr	58	Erwärmen des Innenraums auf
			Temperatur zur Warmumformung
20	Teilrohr	60	Einbringen des Gesamtrohrstranges
			in den Innenraum
22	Innenraum	62	kontinuierliches Befördern des
			Gesamtrohrstranges
24	Eingangsflansch	64	Verformen des erwärmten Teils des
			Gesamtrohrstranges
26	Lippendichtung	66	Binden des Gesamtrohrstranges
28	Ausgangsflansch	68	Einbringen des Gesamtrohrstranges in die zu sanierende Rohrleitung
30	Lippendichtung	70	Bedrucken des Gesamtrohrstranges mit Heißdampf
32	Trägereinheit	72	Abkühlen des Gesamtrohrstranges unter Bedruckung mit Gas
34	I-Träger
36	HEB-Träger
38	Laufrolle
40	Gesamtrohrstrang
42	Warmumformungseinheit
44	vordere
	Raupenabzugsvorrichtung
46	Verformungseinheit
48	hintere
	Raupenabzugsvorrichtung
50	Düse
51	Abdeckung

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   1. Rohrsanierungsverfahren zur Sanierung einer unterirdisch oder oberirdisch verlegten, unbegehbaren oder begehbaren Rohrleitung, gekennzeichnet durch zumindest folgende Schritte

   - Bereitstellen (54) einer Vielzahl von Rohrsträngen mit identischen, kreisförmigen Querschnittsflächen aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial am Ort der zu sanierenden Rohrleitung,

   - Verbinden (56) von unverformten Enden der Rohrstränge der Vielzahl von Rohrsträngen mit unverformten Enden anderer Rohrstränge der Vielzahl von Rohrsträngen mittels einer stoffschlüssigen Verbindung zur Bildung eines Gesamtrohrstranges (40) am Ort der zu sanierenden Rohrleitung, wobei eine Länge des Gesamtrohrstranges (40) zumindest einer Länge der zu sanierenden Rohrleitung entspricht,

   - Erwärmen (58) eines Innenraums (22) einer Rohrheizungsvorrichtung (10) auf eine Temperatur, die eine Warmumformung des Kunststoffmaterials gestattet,

   - Einbringen (60) eines Anfangsteils des Gesamtrohrstranges (40) in den Innenraum (22) der Rohrheizungsvorrichtung (10), sowie durch folgende, im Wesentlichen kontinuierlich auszuführende Schritte

   - Befördern (62) des Gesamtrohrstranges (40) innerhalb des Innenraums (22) der Rohrheizungsvorrichtung (10) parallel zu einer Erstreckungsrichtung (14) zum Erwärmen eines Teils des Gesamtrohrstranges (40) auf die Temperatur des Innenraums (22) der Rohrheizungsvorrichtung (10),

   - Verformen (64) des erwärmten Teils des Gesamtrohrstranges (40) derart, dass eine größte Abmessung einer Querschnittsform des Gesamtrohrstranges (40) wesentlich geringer ist als ein Durchmesser der zu sanierenden Rohrleitung, und folgende Schritte:

   - Einbringen (68) des verformten und abgekühlten Gesamtrohrstranges (40) in die zu sanierende Rohrleitung,

   - Bedrucken (70) des Gesamtrohrstranges (40) mit Heißdampf für eine vorbestimmte Zeit, und

   - Abkühlen (72) des Gesamtrohrstranges (40) unter fortwährender Bedruckung durch Gas und ohne Heißdampf.
2. 2. Rohrsanierungsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest folgenden, zusätzlichen Schritt, der nach dem Schritt des Verformens (64) des Gesamtrohrstranges (40) auszuführen ist:

   - Anordnen (66) des Gesamtrohrstranges (40) in einer kompakten Anordnung am Ort der zu sanierenden Rohrleitung.
3. 3. Rohrsanierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Verformens (64) eines erwärmten Teils des Gesamtrohrstranges (40) eine Verformung in ein c-förmiges Querschnittsprofil beinhaltet.
4. 4. Rohrsanierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrstränge der Vielzahl von Rohrsträngen Polyethylen mit hoher Dichte umfassen und der Schritt des Erwärmens (58) des Innenraums (22) der Rohrheizungsvorrichtung (10) ein Erwärmen auf eine Temperatur von mindestens 80°C beinhaltet.
5. 5. Rohrsanierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des Gesamtrohrstranges (40) zwischen 300 m und 1000 m beträgt.