Verfahren zum Umhüllen von Rohrleitungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umhüllen bzw. Umwickeln von Rohrleitungen, insbesondere von langen Rohrleitungsabschnitten vor ihrem Eingraben in den Boden.
Heutzutage ist es üblich, sowohl gasförmige als auch flüssige Stoffe über Rohrleitungen von etwa 15 bis 92 cm Durchmesser viele hundert Kilometer weit zu fördern.
Naturgas, Wasser, Rohöl und raffiniertes Rohöl stellen Beispiele für einige der wichtigeren, auf diese Weise geförderten Stoffe dar.
Zum Schutz dieser Leitungen vor verschiedenen kor rodierendenStoffenwird dasRohr zunächst mit einer aus einer asphalt- oder teerartigen Masse in einem Lösungsmittel bestehenden Grundierung versehen, über welche eine Schicht eines bitumenhaltigen Lacks in einer Stärke von etwa 2,4-4 mm aufgebracht wird. Derartige Lacke sind bekannt, weshalb der in der folgenden Beschreibung verwendete Ausdruck bitumenhaltiger Lack oder einfach Lack alle als solchen Uberzujgsmat rialien mit einschliessen soll, die als für den vorgesehenen Zweck geeignet bekannt sind.
Da dieser Lack einem Kaltfluss unterliegt und während des Verlegens des Rohrs beschädigt oder durch Erdreichbeanspruchungen usw. leicht verformt werden kann, nachdem die Rohrleitung verlegt worden ist, muss er durch eine Schutzschicht verstärkt und geschützt werden. Dieses Ver stärkungsmaterial besteht für gewöhnlich aus einem biegsamen Streifen aus Glasfaser-Lagenmaterial. In einwandfrei aufgebrachtem Zustand sollte dieses Verstärkungsmaterial in den frisch aufgetragenen Lack eindringen, und zwar im aflgeoneinen bis zu einer Tiefe von etwa einem Drittel der Lackschichtstärke, gemessen von der Aussenfläche einwärts. Der Verstärkungsstreifen selbst wird vorzugsweise ebenfalls mit dem Lack imprägniert.
Eine der grössten, bei der Aufrechterhaltung einer zufriedenstellenden Beschichtung auf Rohrleitungen im Betrieb auftretenden Schwierigkeiten besteht darin, dass, wenn beispielsweise Gas durch auf Abstände von beispielsweise 55-65 km verteilte Kompressorstationen über weite Strecken durch die Leitung gefördert wird, das am Auslass des Kompressors austretende Gas ziemlich heiss ist und eine Temperatur von etwa 66-93 C besitzen kann. Darüber hinaus hat es sich gezeigt, dass das Gas in einer Entfernung von etwa 32 km stromab der Kompressorstation noch eine Temperatur von bis zu etwa 77" C besitzen kann.
Diese hohen Temperaturen trachten ersichtlicherweise danach, den Lack zu erweichen, so dass dieser um die Seiten der Rohrleitung herum von der Oberseite zur Unterseite abfliesst, während am grössten Teil-der Fläche des Rohrs nur ein dünner Lackfilm zum Schutz gegen korrodierende Stoffe zurückbleibt. In manchen Fällen kann die Lackbeschich- tung völlig abfliessen, so dass das blanke Rohr der Korrosion ausgesetzt ist.
Die zum Umhüllen der Rohrleitungen verwendeten Glasfasermatten sind für gewöhnlich etwa 0,5 mm dick und bestehen aus kurzen Glasfasern, die in einem Kunstharz dispergiert sind und durch dieses zusammengehalten werden. Infolge der willkürlichen Verteilung der Fasern im Kunstharz sowie wegen des verhältnismässig geringen Prozentsatzes der im Kunstharz enthaltenen Fasern sind diese Lagen bzw. Matten nicht sehr fest.
Ein anderer Nachteil dieser Matten besteht darin, dass es wegen ihrer Dicke unpraktisch ist, längere Stücke dieses Materials auf Vorratsrollen aufzubringen und diese im Zusammenhang mit den die Leitung im Durchlaufbetrieb umhüllenden Maschinen zu verwenden, da derartige Rollen für eine zufriedenstellende Arbeitsweise zu sperrig und zu schwer sind. Aus diesem Grund muss der Umwicklungs- bzw. Umhüllungsvorgang speziell bei Rohren grösseren Durchmessers ständig unterbrochen werden, um eine neue Rolle bzw. Spule mit Glasfasermatte in die Umhüllungsmaschine einzusetzen.
Es ist bereits seit einiger Zeit bekannt, dass Glasfasergewebe bzw. textilähnliches Glasfasertuch im Hinblick auf seine Dauerhaftigkeit und Festigkeit einen ausgezeichneten Schutzüberzug für Rohrleitungen darstellt.
Wenn derartiges Material jedoch zum Umhüllen von Rohren verwendet wird, die mit einer verhältnismässig dicken Lackschicht versehen sind, zeigt es sich, dass das Gewebe bis zu der am nächsten am Rohr befindlichen Grundierung in den Lack ein- bzw. durch diesen hindurchdringt. Dieser Umstand ist auf die durch den Arm der Umhüllungsmaschine auf das um das Rohr gewikkelte Glasfasergewebe ausgeübte Spannung zurückzuführen. Das dicht am Rohr anliegende Glasfasertuch, auf dessen Oberfläche sich praktisch der gesamte Lack befindet, ist deshalb nicht in der Lage, dem Lack selbst eine strukturelle oder mechanische Unterstützung zu bieten.
Daher betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Umhüllen von Rohrleitungen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Rolle mit einer ersten Lage aus streifenartigem Material, das zusammen mit einem zweiten Streifen aus gleichem oder anderem Material aufgerollt ist, verwendet, die freien Enden des ersten und zweiten Streifens auf der Rohrleitung befestigt und in dem ersten, der Rohrleitung zugewandten Streifen einen Durchhang erzeugt und die Rolle so um die Rohrleitung herumwickelt, dass praktisch nur am zweiten Streifen eine Zugspannung aufrechterhalten wird, wodurch der erste Streifen praktisch ohne Druckoder Zugspannung auf die Rohrleitung geführt wird.
Dieses Verfahren ermöglicht die Schaffung eines zufriedenstellenden, verhältnismässig dünnen Umhüllungsmaterials, das in aussergewöhnlich langen Stücken auf die herkömmlichen Spulen einer Rohrleitung-Durchlauf hüllmaschine aufgerollt werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden praktisch gleich lange Stücke von Glasfasergewebe gewünschter Porosität und eines anderen herkömmlichen Materials, wie Packpapier oder Asbest-Rohrleitungsfilz, zusammen auf eine Rolle aufgerollt. Das Glasfasergewebe ist so auf der Rolle angeordnet, dass es beim Umhüllen der mit dem Lacküberzug versehenen Seite des Rohrs zugewandt ist, während das Packpapier die Oberfläche des Glasfasergewebes überlagert. Bei der Herstellung der diese beiden Materialien aufweisenden Rolle sollte das Glasfasergewebe ausserdem so aufgespult werden, dass sein freies Ende das entsprechende Ende des Packpapiers überlappt.
Beim Aufwickeln auf das Rohr werden die Enden beider Hüllmaterialien jedoch vorzugsweise miteinander in Übereinstimmung gebracht, so dass das Glasfasergewebe einen geringen Durchhang in der Grössenordnung von beispielsweise etwa 12 bis 50 mm erhält. Wahlweise können die beiden Hüllmateriallagen aber auch in gleichlangen Stücken auf die Rolle bzw. Spule aufgerollt werden. In diesem Fall kann dann das freie Ende der Papierschicht beim Umhüllen zuerst mit der Lackschicht verbunden werden, während die darunterliegende Schicht des Glasfasergewebes etwa 25 bis 50 mm hinter dem Anfang des Papiers an der Lackschicht angebracht wird. Auf diese Weise wird in der Glasfaserschicht ein so grosser Durchhang hervorgebracht, dass das Gewebe auf die erfindungsgemässe Art und Weise auf die Lackschicht aufgelegt werden kann.
Da praktisch die gesamte vom Arm der Umhüllmaschine während des Umhüllungsvorgangs ausgeübte Spannung auf das Packpapier einwirkt, wird das Glasfasergewebe praktisch ohne jede Zugspannung auf die Lackschicht aufgebracht, wobei es als Träger bzw.
Führung für das Gewebe dient. Bei dem unter diesen Bedingungen erfolgenden Umhüllen bettet sich das poröse Glasfasergewebe bis zu einer etwa einem Drittel der Stärke der Lackschicht, von der Aussenfläche einwärts gemessen, entsprechenden Tiefe in die Lackschicht ein.
Das in dieser Lage befindliche Glasfasergewebe ist auf Ober- und Unterseite vom Lack umgeben und verleiht dieser Schicht somit maximale Verstärkung und mechanische Festigkeit.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Umwik kelns bzw. Umhüllens einer Rohrleitung nach dem er fiiadungsgemässen Verfahren,
Fig. 2 einen Teilausschnitt aus Fig. 1 in dem durch den Ringpfeil 2 angedeuteten Bereich, welcher den Aufbau der auf das Rohr aufgebrachten Umhüllung in Einzelheiten veranschaulicht, in vergrössertem Massstab und
Fig. 3 einen Fig. 2 ähnelnden Teilausschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei welchem anstelle der inneren Glasfaserschicht eine thermoplastische Folie verwendet wird.
Gemäss Fig. 1 ist ein mit einer verhältnismässig dikken Lackschicht 4 überzogenes Leitungsrohr 1 in eine nur in Teilansicht dargestellte herkömmliche Rohr Durchlaufmaschine 6 eingesetzt, deren Umhüllarme 8 durch einen Hüllkopf 10 betrieben werden. Die Arme 8 tragen Rollen 12, auf welchen Streifen von Glasfasergewebe 14 und Packpapier 16 zusammen aufgerollt sind.
Die auf das Packpapier ausgeübte Zugspannung kann durch Drehen von Knöpfen 18 geregelt werden, welche zur Einstellung der auf die Spulen 20 ausgeübten Bremswirkung dienen. Obgleich die Enden des Papier- und des Glasfaserstreifens beim Aufwickeln auf das beschichtete Rohr miteinander zusammenfallen, ist der Glasfaserstreifen etwas länger, so dass in diesem der Lackschicht 4 zugewandten Streifen ein geringer Durchhang 22 hervorgebracht wird. Auf diese Weise kann das Glasfasergewebe 14 praktisch ohne Zugspannung auf die Lackschicht aufgewickelt werden.
Wie aus Fig. 2 näher ersichtlich ist, bettet sich das Glasfasergewebe geringfügig in die Lackschicht ein und wird mit dem Lack imprägniert.
Fig. 2 ist ein Teilschnitt in vergrössertem Massstab durch einen umhüllten Abschnitt des Rohrs gemäss Fig. 1, welcher die Art und Weise veranschaulicht, auf welche das Glasfasergewebe 14 und die Papierschicht 16 eine feste, eng gewickelte Rohrumhüllung bilden, die einen jahrelangen störungsfreien Betrieb gewährleistet.
Bei dem in Fig. 3 im Teilschnitt dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Glasfasergewebe 14 oder dgl. grobmaschige Gewebe durch eine thermoplastische Folie 24 ersetzt. Ersichtlicherweise liegt die Kunststoffolie in diesem Fall auf der Oberfläche der Lackschicht 4 auf, da der Lack nicht in die Folie einzudringen vermag. Obgleich die Aussenschicht 16 aus Packpapier bestehen kann, ist dies bei der erfindungsgemässen Verwendung einer auf der Lackschicht 4 aufliegenden Kunststoffolie ersichtlicherweise nicht unbedingt erforderlich, da der Lack die Folie 24 nicht zu durchdringen vermag.
Die Aussenschicht 16, deren wesentlichste Aufgabe darin besteht, als Träger für die durchhängende Folie 24 zu dienen, kann daher durchlöchert oder nicht durchlöchert sein, da die Folie selbst t ein Durchfliessen des Lacks durch die Aussenschicht bzw. -schichten verhindert.
Das bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendete Glasfasertuch bzw. Gewebe sollte so grob gewebt sein, dass es verhältnismässig schnell vom Lack imprägniert wird. Im allgemeinen sollte ein Glasfasergewebe mit nicht mehr als etwa 13 bis 15 Fäden pro cm verwendet werden. Bevorzugt wird , ein Glasfasergewebe mit etwa 4 X 8 bis 10X13 Fäden pro cm. Die verwendeten Ausldrücke Glasfasergewebe bzw. Glasfasertuch bzw. textilartiges Glasfasergewebe sollen für Hüllmaterial mit den erwähnten Eigenschaften Gültigkeit besitzen.
Anstelle des verwendeten Glasfasergewebes kann eine entsprechende thermoplastische Folie verwendet werden, was zahlreiche Vorteile mit sich bringt. Soweit bekannt, steht jedoch bisher noch kein Verfahren zur Verfügung, mit dessen Hilfe eine Kunststoffolie auf eine heisse Lackfläche aufgebracht werden kann. Die Hauptschwierigkeit in dieser Beziehung beruht in erster Linie auf der Tatsache, dass die Auftragtemperatur von Kohlenteer oder dgl. Lacken bis zu etwa 2600 C betragen kann. Bei derart hohen Temperaturen besitzt eine thermoplastische Folie, wenn überhaupt, nur geringe Reissfestigkeit. Aus diesem Grund ist es bei derartig hohen Temperaturen unmöglich, die mit Lacküberzug versehene Fläche nach herkömmlichen Umhüllungsverfahren mit einer solchen Folie zu versehen.
Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens können jedoch thermoplastische Folien, beispielsweise aus Polypropylen oder Polyäthylen hoher oder niedriger Dichte, mit einer Stärke von etwa 0,025-0,18 mm auf eine mit heissem Lack überzogene Rohrleitung aufgebracht werden. Anderseits dürfen jedoch während des Umhüllens auf die mit dem heissen Lack in Berührung stehende Folie keine Zugkräfte ausgeübt werden. Ob weich die Folie bei Temperaturen im Bereich von etwa 150-260 C praktisch keine Zugfestigkeit mehr besitzt, wird sie durch eine Aussenschicht bzw. -streifen aus Packpapier, Glasfasergewebe oder dgl. Hüllmaterial, mit welchem zusammen sie auf die Abrollspule aufgewikkelt ist, ausreichend abgestützt.
Auf diese Weise dient die Aussenschicht zur Untersitützung, der dünnen Kunsit- stoffolie sowie des heiss aufgetragenen Lacks, der bei den während des Umhüllens herrschenden Temperaturen zum Abfliessen neigt. Diese Aussenschicht braucht selbstverständlich nicht undurchdringlich zu sein, da die aus der Kansltstolfolie bestehende Innenschicht das Heraustreten des Lacks an die Oberfläche verhindert.
Die Aussenschicht dient daher in diesen Fällen lediglich als Träger für die Folie und kann gewünschtenfalls ein grobmaschiges Glasfasergewebe oder dgl. sein. Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird daher eine durch Packpapier oder grobmaschiges Glasfaserlgewebe unterstützte bzw. getragene Umhüllung aus thermoplastischer Folie um die Rohrleitung herumgewickelt, ohne dass während des Umhüllens Spannung an die Folie angelegt wird. Nach dem Abkühlen der auf diese Weise umhüllten Rohrleitung erhält die Kunststoffolie wieder ihre ursprüngliche Zugfestigkeit und bildet somit eine höchst zuverlässige Abschirmung für die Bitumenbeschichtung.
Folien der genannten Art können, selbst dann verwendet werden, wenn die Rohrleitung verhältnismässig hohen Temperaturen von beispielsweise etwa 71" C ausgesetzt ist, wie dies an der Auslassseite einer Kompressorstation der Fall ist. Für diese Verwendungszwecke eignet sich besonders gut Polyäthylen hoher Dichte, das bei Temperaturen von bis zu etwa 82 C gute Zugfe Festigkeit und Härte beibehält.
Dem Fachmann auf diesem Gebiet dürften zahlreiche Abwandlungen des vorbeschriebenen Verfahrens ersichtlich sein, die über den Rahmen der Erfindung nicht hinausgehen.