Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung wärineisolierter Leitungsrohre, bei dem zunächst ein aufschäumbarer Kunststoff auf ein Metallrohr aufgebracht und anschliessend aufgeschäumt wird. Biegefähige Metallrohre, die mit einer biegefähigen Kunststoffumhüllung versehen sind, beispielsweise biegefähige Kupferrohre, die in einer solchen Hülle eingeschlossen sind, werden überall da benutzt, wo es darauf ankommt, das in dem Rohr geförderte Mittel vor einem Temperaturaustausch mit der Umgebung zu schützen. Rohre, die mit einer Kunststoffhülle aus einem Schaumstoff bedeckt sind, bieten besondere Vorteile vor Metallrohren, deren Hüllen kompakt ausgebildet sind.
Kompakte Umhüllungen können zwar zur Erzielung einer hohen Wärmeisolierung Längskanäle aufweisen, diese Längs- kanäle können aber erfahrungsgemäss Ursache von Korrosionserscheinungen sein, die die Aussenfläche des Metallrohres angreifen. Die Entstehung von Längskanälen ist bei einer Isolierhülle aus einem geeigneten Schaumstoff jedoch ausge schlossen
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung einer wärmeisolierenden Hülle aus einem biegefähigen Schaumstoff auf einem blanken biegefähigen Metallrohr bekannt geworden, bei dem mittels eines Extruders eine dünne Schicht aufschäumbaren Kunststoffes auf das Metallrohr gesprüht und der Kunststoff anschliessend zum Aufschäumen gebracht wird (DAS 1 504 632).
Dieses Verfahren arbeitet sehr wirtschaftlich, jedoch weisen die nach diesem Verfahren hergestellten Rohre den Nachteil auf, dass die Isolierschicht für viele Anwendungszwecke zu wenig Festigkeit und Temperaturbeständigkeit aufweist.
Weiter ist ein Verfahren zur Herstellung wärmeisolierter Leitungsrohre bekannt geworden, bei dem auf das Metallrohr ein Abstandshalter wendelförmig aufgebracht, um dieses Gebilde eine Folie längslaufend zum Schlitzohr geformt, in den offenen Schlitz ein aufschäumbarer Kunststoff eingetropft und abschliessend die Folie an ihrenBandkanten verschweisst wird (DOS 1 960 930). Der Schaumstoff beginnt nach dem Verschweissen der Folie aufzuschäumen und füllt dabei den Ring raum zwischen dem Metallrohr und der Folie aus. Auch für dieses Verfahren gilt das oben Gesagte.
Die Erfindung bezweckt ein Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, in kontinuierlicher Weise wärmeisolierte Leitungsrohre mit einer Schaumstoffisolierung herzustellen, die eine höhere Temperaturbeständigkeit und eine höhere mechanische Festigkeit des Schaumes aufweisen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff ein Thermoplast verwendet wird und vor und/oder während des Aufsehäumens eine Vernetzung eingeleitet wird. Als Thermoplaste können ausser Poly äthylen, Polyvinylchlorid, Polybuten, Polypropylen oder deren Copolymere Verwendung finden.
Während die bisher üblichen Schaumstoffe aus Weichpolyäthylen, Polyurethan usw. bis zu 900, in besonderen Fällen auch bis zu 1000 C, beständig waren, ermöglicht das beschriebene Verfahren Rohre herzustellen, die bis zu 1200 C beständig sind. Der Vernetzungsvorgang verhindert dabei ein Herabtropfen des Kunststoffes von dem zu isolierenden Rohr.
Nachfolgend werden anhand der schematischen Zeichnung Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens, und
Fig. 2 zeigt eine Einzelheit aus Fig. 1 in vergrössertem Massstab.
Von der Trommel 1 wird ein blankes Metallrohr 2, beispielsweise aus Kupfer, abgezogen und einer Heizeinrichtung 3 zugeführt. Das erwärmte Metallrohr 2 gelangt dann in eine Beschichtungseinrichtung 4, in welcher das in Pulverform oder Granulatform vorliegende Polyäthylen, 5 auf das Metallrohr 2 aufgebracht wird. Durch das Erwärmen des Metallrohres 2 haftet das Polyäthylen 5 von selbst am Metallrohr 2.
Es ist jedoch auch möglich, diesen Effekt zusätzlich durch elektrostatische Aufladung zu verbessern.
Das mit dem Polyäthylen beschichtete Metallrohr 2 gelangt anschliessend in die Düse 6, deren genauer Aufbau aus Fig. 2 hervorgeht. Diese Düse 6 hat eine sich in Bewegungsrichtung des Metalirohres 2 konisch verengende Öffnung 7, deren Austrittsöffnung so bemessen ist, dass sie genau dem Durchmesser des fertig isolierten Leitungsrohres 8 mit ungeschäumter Isolierung entspricht. Der Durchmesser dieser Öffnung ist also gleich dem Durchmesser des Metalirohres 2 plus der doppelten Wandstärke der aufgebrachten Polyäthylenschicht. Das überschüssige auf dem Metallrohr 2 aufgebrachte Polyäthylen wird durch die verengte Öffnung der Düse 6 abgestreift und ergibt in der Öffnung 7 einen Polyäthylen; wulst, der das Metallrohr 2 von allen Seiten umgibt und dadurch für die einwandfreie Beschichtung desselben rundum sorgt.
Um sicherzustellen, dass das Polyäthylen in der Öffnung 7 stets im geschmolzenen Zustand bleibt, ist es zweckmässig, die Düse 6 zusätzlich zu beheizen. Die Beschichtungseinrich- tung 4 und die Düse 6 liegen möglichst eng beieinander und werden vorteilhaft in einem durch die strichpunktierte Linie angedeuteten gemeinsamen Gehäuse untergebracht.
Nach dem Verlassen der Düse 6 wird das beschichtete Metallrohr 8 in der Heizeinrichtung 9 auf die Zersetzungstemperatur des Peroxyds beheizt, und zwar je nach Fertigungsbedingungen bis etwa auf 2300 C, wodurch das Poly äthylen zu vernetzen beginnt. In der Schäumeinrichtung 10 wird das vernetzende Polyäthylen anschliessend aufgeschäumt und dann in einer Kühirinne gekühlt. Das fertig isolierte Metallrohr 12 kann dann auf eine Trommel 13 aufgewickelt oder, wenn gerade Längen gefertigt werden sollen, einer Ab längvorrichtung zugeführt werden. Die Schäumeinrichtung 10 zum Aufschäumen des Polyäthylens kann beispielsweise als Heizeinrichtung ausgeführt sein, in weicher das beschichtete Metallrohr 8 auf eine Temperatur bis 2800 C erwärmt wird.
In einer anderen Ausführungsform kann die Schäumeinrichtung 10 auch als Strahlungsquelle für energiereiche Strahlen ausgebildet sein, durch welche zunächst eine Vernetzung und anschliessend durch den abgespaltenen Wasserstoff eine Aufschäumung erreicht wird. In diesem Falle kann möglicherweise auf den Zusatz eines Treibmittels verzichtet werden. Diese Ausführungsform lässt sich mit besonderem Vorteil bei Polyvinylchlorid anwenden.
Ein mit dem Verfahren nach der Erfindung zu verarbeitendes Polyäthylen besteht vorteilhafterweise aus 100 Teilen Hartpolyäthylen, dem 2 Teile Peroxyd als Vernetzungsmittel, 0,5 Teile eines Alterungsschutzmitteis und 2 Teile einesTreib- mittels zur Schaumbildung, wie beispielsweise Azodicarbonamid hinzugegeben sind.
Das Alterungsschutzmittel soll die Lebensdauer des Schaumes erhöhen und ihn gegen Kupfer stabilisieren. Die erziel; baren Raumgewichte des Schaumes liegen je nach Treibmittelmenge und Typ zwischen 50 kg und 400 kg per m3.
Der Aufschäumvorgang sollte wenig oberhalb der Zersetzungstemperatur des Vernetzungsmittels vorgenommen werden. Es hat sich nämlich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Schäumung nicht nach dem Vernetzen, sondern während der Zersetzung des Vernetzers vorgenommen wird. Dies ist notwendig, damit die Viskosität der vernetzenden Polyäthy leuschmelze möglichst tief liegt und das Treibmittel gut wirksam werden kann.
Vor dem Aufbringen der Kunststoffschicht 8 auf das Metallrohr 2 kann auf das Metallrohr 2 eine nicht dargestellte längseiniaufende sich überlappende Papier- oder Kunststoff folie aufgebracht werden, die bewirken soll, dass einerseits eine Haftung zwischen der Folie und dem Polyäthylen erreicht wird, damit die Schäumung nur in zwei Richtungen, nämlich radial und tangential, erfolgen kann und anderseits eine spätere Montage des Rohres günstiger wird. Ein Ablösen der an der Folie haftenden Polyäthylenschicht 8 von dem Kupferrohr 2 wird wesentlich vereinfacht.
The present invention relates to a process for the continuous production of heat-insulated line pipes, in which a foamable plastic is first applied to a metal pipe and then foamed. Flexible metal pipes that are provided with a flexible plastic casing, for example flexible copper pipes that are enclosed in such a casing, are used wherever it is important to protect the medium conveyed in the pipe from temperature exchange with the environment. Pipes which are covered with a plastic sleeve made of a foam material offer particular advantages over metal pipes whose sleeves are compact.
Compact casings can indeed have longitudinal channels to achieve a high level of thermal insulation, but experience has shown that these longitudinal channels can be the cause of corrosion phenomena which attack the outer surface of the metal pipe. The emergence of longitudinal channels is excluded with an insulating sleeve made of a suitable foam
A process for the production of a heat-insulating cover made of flexible foam on a bare, flexible metal pipe is already known, in which a thin layer of foamable plastic is sprayed onto the metal pipe using an extruder and the plastic is then made to foam (DAS 1 504 632) .
This method works very economically, but the pipes produced by this method have the disadvantage that the insulating layer has too little strength and temperature resistance for many purposes.
A method for producing heat-insulated conduit pipes has also become known in which a spacer is applied helically to the metal pipe, a film is formed longitudinally around this structure to form a slit ear, a foamable plastic is dripped into the open slot and then the film is welded to its strip edges (DOS 1 960 930). After the film has been welded together, the foam begins to foam up, filling the annular space between the metal tube and the film. What has been said above also applies to this method.
The aim of the invention is to create a method with which it is possible to continuously produce heat-insulated line pipes with a foam insulation, which have a higher temperature resistance and a higher mechanical strength of the foam.
The method according to the invention is characterized in that a thermoplastic is used as the plastic and crosslinking is initiated before and / or during the edging. As thermoplastics, in addition to poly ethylene, polyvinyl chloride, polybutene, polypropylene or their copolymers can be used.
While the previously customary foams made of soft polyethylene, polyurethane etc. were resistant up to 900, in special cases even up to 1000 C, the method described enables pipes to be produced that are resistant up to 1200 C. The cross-linking process prevents the plastic from dripping off the pipe to be insulated.
In the following, exemplary embodiments of the method according to the invention are described with reference to the schematic drawing.
1 shows an apparatus for carrying out the method according to the invention, and
FIG. 2 shows a detail from FIG. 1 on an enlarged scale.
A bare metal tube 2, for example made of copper, is drawn off from the drum 1 and fed to a heating device 3. The heated metal pipe 2 then passes into a coating device 4 in which the polyethylene 5, which is in powder or granular form, is applied to the metal pipe 2. As the metal pipe 2 is heated, the polyethylene 5 adheres to the metal pipe 2 by itself.
However, it is also possible to additionally improve this effect by means of electrostatic charging.
The metal tube 2 coated with the polyethylene then passes into the nozzle 6, the exact structure of which is shown in FIG. This nozzle 6 has an opening 7 which narrows conically in the direction of movement of the metal pipe 2, the outlet opening of which is dimensioned so that it corresponds exactly to the diameter of the completely insulated conduit pipe 8 with unfoamed insulation. The diameter of this opening is therefore equal to the diameter of the metal pipe 2 plus twice the wall thickness of the applied polyethylene layer. The excess polyethylene applied to the metal tube 2 is stripped off through the narrowed opening of the nozzle 6 and results in a polyethylene in the opening 7; bead that surrounds the metal tube 2 on all sides and thereby ensures that it is properly coated all around.
In order to ensure that the polyethylene in the opening 7 always remains in the molten state, it is advisable to additionally heat the nozzle 6. The coating device 4 and the nozzle 6 are as close together as possible and are advantageously accommodated in a common housing indicated by the dash-dotted line.
After leaving the nozzle 6, the coated metal tube 8 is heated in the heating device 9 to the decomposition temperature of the peroxide, depending on the manufacturing conditions up to about 2300 C, whereby the polyethylene begins to crosslink. In the foaming device 10, the crosslinking polyethylene is then foamed and then cooled in a cooling trough. The finished insulated metal pipe 12 can then be wound onto a drum 13 or, if straight lengths are to be manufactured, a longitudinal device can be supplied. The foaming device 10 for foaming the polyethylene can for example be designed as a heating device in which the coated metal tube 8 is heated to a temperature of up to 2800.degree.
In another embodiment, the foaming device 10 can also be designed as a radiation source for high-energy rays, by means of which crosslinking is first achieved and then foaming is achieved by the split off hydrogen. In this case, it may be possible to dispense with the addition of a propellant. This embodiment can be used with particular advantage in the case of polyvinyl chloride.
A polyethylene to be processed with the method according to the invention advantageously consists of 100 parts of rigid polyethylene to which 2 parts of peroxide as a crosslinking agent, 0.5 parts of an anti-aging agent and 2 parts of a blowing agent for foam formation, such as azodicarbonamide, are added.
The anti-aging agent should increase the life of the foam and stabilize it against copper. The Achievement; The density of the foam is between 50 kg and 400 kg per m3, depending on the amount of propellant and the type.
The foaming process should be carried out a little above the decomposition temperature of the crosslinking agent. It has been found to be advantageous that the foaming is not carried out after the crosslinking, but rather during the decomposition of the crosslinker. This is necessary so that the viscosity of the crosslinking Polyäthy leuschmelze is as low as possible and the blowing agent can be effective.
Before the plastic layer 8 is applied to the metal pipe 2, a longitudinally overlapping paper or plastic film (not shown) can be applied to the metal pipe 2, which is intended to achieve adhesion between the film and the polyethylene, so that the foaming only occurs can take place in two directions, namely radially and tangentially, and, on the other hand, later assembly of the pipe is more favorable. Detachment of the polyethylene layer 8 adhering to the film from the copper pipe 2 is considerably simplified.