BE1021201B1 - Werkwijze voor het bekleden, beschermen en versterken van leidingen - Google Patents

Abstract

Werkwijze voor het bekleden, beschermen en versterken van leidingen Beschreven is een werkwijze voor het bekleden van een buis (210), welke werkwijze de stap omvat van het aanbrengen van een glasvezel-versterkt PU- laminaat rondom de buis. Het glasvezel-versterkt PU-laminaat wordt aangebracht door de stappen van: a) het op het buitenoppervlak van de buis aanbrengen van vloeibare PU- hars (220), bijvoorbeeld door sproeien, spuiten, rollen, kwasten of impregneren, of bijvoorbeeld door injecteren en/of onder vacuüm; b) het op het natte PU aanbrengen van een glasvezel gaas (240); c) het continueren van de stappen a) en b) over 360° en verder, om aldus een veelvoud van gaaswikkelingen rondom de buis te brengen, waarbij men er voor zorgt dat steeds tussen opeenvolgende wikkelingen PU-hars aanwezig is en/of wordt aangebracht.

Description

Titel: Werkwijze voor het bekleden, beschermen en versterken van leidingen

De uitvinding heeft betrekking op het bekleden, beschermen en versterken van leidingen, buizen of pijpen, van kunststof of metaal.

Het is bekend om pijpleidingen te vervaardigen van kunststof of metaal. De keuze van het materiaal zal afhangen van het te transporteren medium en de te verwachten druk in de leiding. Metalen pijpleidingen, typisch van staal, zijn in principe sterker dan kunststof, maar zijn vatbaarder voor aantasting door vocht en/of chemicaliën. Voor kunststof leidingen wordt veelal gebruik gemaakt van polyethyleen of polypropyleen als materiaal.

Polyethyleen (PE) is een in de techniek veel toegepaste thermoplastische kunststof, die in vele gradaties bekend is en op vele gebieden wordt toegepast, waaronder verpakkingsmateriaal maar ook bijvoorbeeld transportleidingen. De smelttemperatuur (of -traject) hangt af van de precieze implementatie van de polymeer, zoals molecuulgewicht en dichtheid, maar bevindt zich typisch in het traject van 105 tot 115 °C voor lage-dichtheids PE en rond ca 200 °C voor medium- en hoge-dichtheids PE. Een belangrijke reden waarom PE in veel industriële en technische gebieden wordt toegepast, is het feit dat het materiaal een hoge chemische bestendigheid heeft.

Vergelijkbare opmerkingen als hierboven gelden ook voor polypropyleen (PP). Voorts bestaan er copolymeren van PP en PE, waar eveneens vergelijkbare opmerkingen voor gelden. In het hiernavolgende zal de term PE/PP worden gebruikt in de betekenis van "PE en/of PP", oftewel "de polymeer PE of de polymeer PP of de copolymeer PE+PP".

Een bezwaar van kunststof transportleidingen is, dat de toegestane werkdruk in de leiding beperkt is in vergelijking met metalen leidingen. Bij een te hoge werkdruk kan de leiding barsten.

Daarenboven is het gewenst om transportleidingen thermisch te isoleren, afhankelijk van de temperatuur van het te transporteren medium.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te verschaffen voor het bekleden, beschermen, isoleren en versterken van leidingen, met name industriële transportleidingen.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt daartoe om de leiding een glasvezel-versterkte PU-coating aangebracht.

Polyurethaan (PU) is een verzamelnaam voor de polymeren die ontstaan door reactie van moleculen die een isocyanaat-groep hebben met moleculen die een hydroxyl-groep hebben; meer in het bijzonder mengt men een polyisocyanaat in vloeibare vorm met een polyalcohol in vloeibare vorm, onder toevoeging van een katalysator en eventuele andere additieven. Het mengsel wordt "hars" genoemd. Na het voltooien van de polymerisatiereactie heeft de resulterende hars een verschijningsvorm die afhangt van de keuze van de katalysator en additieven; die vorm kan een schuim zijn, maar ook een massieve, glas-achtige substantie.

Opgemerkt wordt, dat in het Nederlandse octrooi 1033399 een werkwijze beschreven is voor het bekleden en beschermen van een lasverbinding tussen stalen buizen, waarbij een vel PE of PP om de lasplaats wordt gewikkeld, waarna in de ringvormige ruimte tussen de buizen en het tot een koker gevormde vel een uithardende substantie wordt ingebracht in vloeibare vorm.

Deze en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen nader worden verduidelijkt door de hiernavolgende beschrijving onder verwijzing naar de tekeningen, waarin gelijke verwijzingscijfers gelijke of vergelijkbare onderdelen aanduiden, waarin aanduidingen "onder/boven", "hoger/lager", "links/rechts" etc uitsluitend betrekking hebben op de in de figuren weergegeven oriëntatie, en waarin: de figuren 1A-1B schematisch een lasgebied illustreren van een beklede stalen buis; de figuren 2A-2C schematisch een werkwijze illustreren voor het bekleden van een buis volgens de onderhavige uitvinding; de figuren 3A-3C schematisch enkele voorbeelden illustreren van beklede buisdelen.

Voor een algemene omschrijving van stalen transportleidingen, waarvan segmenten kops aan elkaar worden gelast, wordt verwezen naar de Nederlandse octrooien 1033399 en 1037432, waarvan de inhoud hier door verwijzing wordt geacht te zijn opgenomen, zodat de hiernavolgende uitleg kort kan worden gehouden. Figuur 1A is een zijaanzicht dat schematisch een gedeelte toont van een transportleiding 1. De leiding 1 bestaat uit stalen buissegmenten 2, waarvan steeds de respectieve uiteinden aan elkaar zijn gelast; de las is aangeduid met het verwijzingscijfer 4. De buissegmenten waren, met een bepaalde standaard lengte die bijvoorbeeld 6m kan zijn maar die ook wel 20m kan zijn, in een fabriek vervaardigd. In het getoonde voorbeeld waren de buissegmenten in de fabriek voorts voorzien van een kunststof mantel 3 van bijvoorbeeld een PP of PE. Het aan elkaar lassen is in situ uitgevoerd. Om het lassen mogelijk te maken, waren eindgedeelten van de buissegmenten 2 vrij gelaten van deze kunststofmantel 3, of deze mantel was verwijderd, over een lengte van ongeveer 20 cm. Om een daadwerkelijk goede bescherming van de leiding 1 te verkrijgen, is het essentieel dat ook het lasgebied 5, bestaande uit de las 4 en de blootliggende eindgedeelten van de buissegmenten 2, wordt voorzien van een goede bekleding.

Figuur 1B toont een langsdoorsnede van het lasgebied 5 op grotere schaal. De eindgedeelten van de buissegmenten 2 alsmede de las 4 kunnen desgewenst op geschikte wijze zijn voorbewerkt, typisch schoongemaakt door zandstralen. Grenzend aan het lasgebied 5 is steeds een deel van de buitenzijde van elke mantel 3 verwijderd, bijvoorbeeld door frezen of schuren, om aldus elke mantel 3 te voorzien van een verdiept liggend eindplateau 31 met kleinere buitendiameter.

De onderhavige uitvinding verschaft een werkwijze voor het bekleden, beschermen en versterken van metalen of PE/PP buizen en leidingen. De door de uitvinding voorgestelde werkwijze kan worden toegepast voor het versterken van leidingen over hun hele lengte, of specifiek in het gebied van een las.

Figuur 2A toont schematisch een dwarsdoorsnede van een buis 210 met een buitenoppervlak 211.

Volgens de onderhavige uitvinding brengt men, bijvoorbeeld door sproeien, verspuiten, rollen, kwasten, of impregneren, op het buitenoppervlak van de buis vloeibare PU-hars 220 aan, zoals getoond in figuur 2B. Hiermee wordt een hars bedoeld waarvan de polymerisatiereactie in elk geval nog niet is voltooid. Hoewel de snelheid van werken op zich niet kritisch is, heeft het de voorkeur dat de hars kort na het mengen van de vloeibare reactie-componenten wordt aangebracht. Indien het aanbrengen gebeurt door spuiten met een spuit-pistool, heeft het de voorkeur dat het mengen van de vloeibare reactie-componenten plaats vindt in het spuitpistool. De PU-hars zal na het voltooien van de polymerisatiereactie een vaste toestand hebben aangenomen, bijvoorbeeld in de vorm van een massieve laag, afhankelijk van de precieze keuze van de reactiecomponenten, katalysator en additieven.

Op het natte PU brengt men een glasvezel gaas 240 aan. Dit doet men 360° in omtreksrichting. Op de aangebrachte laag gaas brengt men weer PU-hars aan, en men gaat door met het wikkelen van het gaas, zoals getoond in figuur 2C. Op deze wijze brengt men een veelvoud van gaaswikkelingen aan rondom de buis, waarbij men er voor zorgt dat steeds tussen opeenvolgende wikkelingen PU-hars aanwezig is en/of wordt aangebracht. Na uitharden van de PU-hars is de buis omgeven met een glasvezel-versterkte PU-coating die bijzonder sterk is en zeer goed hecht aan de buis. Hierdoor is de buis in staat om zeer hoge inwendige drukken te doorstaan zonder te breken of te scheuren.

Opgemerkt wordt, dat in het voorgaande het aanbrengen van het glasvezel-laminaat alleen is beschreven en geïllustreerd voor de omtreksrichting. Het lamineren kan lokaal worden uitgevoerd rondom een lasverbinding. Het lamineren kan echter ook worden uitgevoerd over de volledige lengte van de buis. Dat kan dan een PE/PP buis zijn, die over zijn volledige lengte wordt versterkt, of een metalen buis, die over zijn volledige lengte wordt bekleed en beschermd.

Thans wordt weer verwezen naar de figuren 1A-B, en de bijbehorende beschrijving, waarin is uitgelegd dat een met een PE/PP mantel 3 beklede stalen buis wordt vervaardigd door het aan elkaar lassen van stalen buissegmenten 2, waarbij een mantelvrij lasgebied 5 ontstaat, bestaande uit de las 4 en de eindgedeelten van die buissegmenten 2. Voor het beschermen van het staal in het lasgebied 5 wordt daaromheen volgens de uitvinding een glasvezel-versterkte PU-coating aangebracht door rondom de eindgedeelten van de stalen buissegmenten 2 glasvezelgaas in natte PU te wikkelen op dezelfde wijze zoals in het hierboven-staande beschreven met verwijzing naar de figuren 2B-2C. Het PU heeft een goede hechting op het staal, en biedt het staal een goede bescherming, terwijl de uitvoering als een glasvezel-laminaat een bijzonder goede mechanische sterkte heeft, die goed bestand is tegen de mechanische belastingen die worden veroorzaakt bij het aanbrengen van een dergelijke transportleiding in de grond.

Transportleidingen bestaan niet alleen uit rechte pijpen, maar kunnen ook bijvoorbeeld bochten, verdeelstukken en dergelijke bevatten. Dergelijke delen zullen worden aangeduid als "kunststukken". Die kunststukken kunnen zijn voorzien van koppelflenzen voor koppeling met buisdelen of andere kunststukken. Net als de rechte buisdelen kunnen de kunststukken zijn vervaardigd van metaal of van PE/PP, en net als bij de rechte buisdelen bestaat voor de kunststukken de wens om ze te versterken, te beschermen en/of te isoleren. Het is in de stand der techniek wel gebruikelijk om een isolatiemantel aan te brengen rond kunststukken, maar alleen om de rechte pijpsegmenten van dergelijke kunststukken. Met name de koppelflenzen worden vrijgelaten. Na het maken van een koppeling met andere buisdelen of kunststukken wordt dan de gehele koppeling ingegoten in een isolerend materiaal. Volgens de onderhavige uitvinding daarentegen wordt een kunststuk over zijn volledige buitenoppervlak, inclusief de eventuele koppelflenzen, voorzien van een glasvezel-versterkte PU-coating.

De figuren 3A-3C tonen enkele voorbeelden van dergelijke kunststukken.

Figuur 3A toont een 90°-bochtstuk 310, bestaande uit een bochtdeel 311 met koppelflenzen 312 en 313 bij zijn uiteinden. Over het gehele buitenoppervlak is een met glasvezel-laminaat versterkte PU-coating 316 aangebracht. De coating 316 strekt zich ook uit over de buitenoppervlakken van de koppelflenzen 312 en 313.

Figuur 3B toont een T-verloopstuk 320, bestaande uit een hoofdpijpdeel 321 met koppelflenzen 322 en 323 bij zijn vrije uiteinden, en een daaraan vast gelast aftakpijpdeel 324 met een koppelflens 325 bij zijn vrije uiteinde. Over het gehele buitenoppervlak is een met glasvezel-laminaat versterkte PU-coating 326 aangebracht. De coating 326 strekt zich ook uit over de buitenoppervlakken van de koppelflenzen 322 en 323 en 325.

Figuur 3C toont een verdeelstuk of "header" 330, bestaande uit een hoofdpijpdeel 331 met koppelflenzen 332 en 333 bij zijn vrije uiteinden, en enkele daaraan vast gelaste aftakpijpdelen 334 met respectieve koppelflenzen 335 bij hun respectieve vrije uiteinden. Over het gehele buitenoppervlak is een met glasvezel-laminaat versterkte PU-coating 336 aangebracht. De coating 336 strekt zich ook uit over de buitenoppervlakken van de koppelflenzen 332 en 333 en 335.

Kunststukken kunnen nog complexer zijn. In plaats van rechte pijpdelen kunnen de pijpdelen één of meerdere bochtstukken omvatten. De pijpdelen kunnen zelf ook weer vertakt zijn. Bijzonder is, dat alle buitenoppervlakken zijn voorzien van een met glasvezel-laminaat versterkte PU-coating, ook de bochtdelen (figuur 3A), en ook de lasgebieden (figuur 3B en 3C), zodat zij volledig beschermd zijn. Voorts is bijzonder dat de eventuele lasflenzen zijn voorzien van een met glasvezel-laminaat versterkte PU-coating. Aldus is, na het aankoppelen van deze kunststukken, een ongebroken isolatie gewaarborgd, en is het niet nodig om de koppeling in te gieten. Eventuele koppelbouten of aandrukringen zullen aangrijpen op de coating, hetgeen toegestaan is door het feit dat de met glasvezel-laminaat versterkte PU-coating bijzonder sterk is. Indien een kunststuk moet worden gelast aan een pijpdeel en daarom bij een koppeluiteinde geen koppelflens heeft, wordt dat koppeluiteinde over een bepaalde lengte vrij gelaten van de coating, en wordt de koppeling na het lassen beschermd door het in het voorgaande beschreven wikkelproces.

Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de in het voorgaande besproken uitvoeringsvoorbeelden, maar dat diverse varianten en modificaties mogelijk zijn binnen de beschermingsomvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de aangehechte conclusies. Bij voorbeeld is het mogelijk dat een kunststuk een afsluiter omvat.

Voorts is het aanbrengen van het laminaat niet beperkt tot sproeien, verspuiten, rollen, kwasten, of impregneren, maar is het ook mogelijk om met glasvezel versterkte PU-coating aan te brengen door injecteren en/of onder vacuüm.

Kenmerken die alleen zijn beschreven voor een bepaalde uitvoeringsvorm, zijn ook toepasbaar bij andere beschreven uitvoeringsvormen. Kenmerken van verschillende uitvoeringsvormen kunnen gecombineerd worden om een andere uitvoeringsvorm te bereiken. Kenmerken die niet uitdrukkelijk zijn beschreven als zijnde essentieel, mogen ook worden weggelaten.

De in de conclusies gebruikte verwijzingscijfers dienen uitsluitend ter verduidelijking bij het begrijpen van de conclusies in het licht van de beschreven uitvoeringsvoorbeelden, en dienen op geen enkele wijze beperkend te worden geïnterpreteerd.

Claims (5)

1. CONCLUSIES

   1. Kunststuk (310; 320; 330) voor een transportleiding, welk kunststuk over zijn gehele buitenoppervlak is voorzien van een met glasvezel-laminaat versterkte PU-coating (316; 326; 336).
2. 2. Kunststuk volgens conclusie 1, vervaardigd van metaal of PE/PP.
3. 3. Kunststuk volgens conclusie 1 of 2, waarbij het kunststuk ten minste één bochtdeel (311 ) omvat.
4. 4. Kunststuk volgens conclusie 1 of 2 of 3, waarbij het kunststuk een hoofdpijpdeel (321; 331) en ten minste één, een hoek met dat hoofdpijpdeel makend aftakpijpdeel (324; 334) omvat.
5. 5. Kunststuk volgens een willekeurige der conclusies 1-4, voorzien van ten minste één koppelflens (312, 313; 322, 323, 325; 332, 333, 335), waarbij de met glasvezel-laminaat versterkte PU-coating zich ook uitstrekt over de buitenoppervlakken van elke koppelflens.