DD255484A1

DD255484A1 - WATER GLASS MIXTURE AND METHOD FOR SURFACE COATING OF TUBE WALLS

Info

Publication number: DD255484A1
Application number: DD29568186A
Authority: DD
Inventors: Bernd Krueger; Edgar Dehler; Horst Balke; Peter Gallinger
Original assignee: Bauakademie Ddr
Priority date: 1986-10-29
Filing date: 1986-10-29
Publication date: 1988-04-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wasserglasmischung und ein Verfahren zu ihrer Aufbringung auf Rohrinnenwandungen als Korrosionsschutz des Rohres gegen fliessendes korrosives Medium. Einer bekannten Wasserglasmischung, bestehend aus fluessigem Wasserglas, einem Haertungsinitiator, Porzellanmehl und Sand in bekannten Kornfraktionen sind im Ansatz 0,2 bis 1,0 Gew.-% eines schwer- bzw. unverseifbaren Polymers, insbesondere Polyacrylat, zugemischt. Diese Wasserglasmischung wird im Schleuderverfahren aufgetragen. Die Mischung wird auf eine ruhende Rohrinnenwandung aufgebracht, das Rohr bekanntermassen stufenweise in solch eine Umdrehung versetzt, dass eine Schaumbildung durch das Polymer, anschliessend eine Entmischung der Wasserglasmischung erzeugt wird, wobei sich das Schaumgebilde selbsttragend vor der Wasserglasschicht absetzt, danach die Umdrehung bis zum Stillstand abgebremst wird. Mit der Erfindung wird ein gutes Auftragen und gleichmaessiges Verteilen der Mischung auf Rohrinnenwandungen, insbesondere Rohren mit NW200 mm und eine schnelle Fruehstandsfestigkeit des Beschichtungsmaterials erreicht.The invention relates to a waterglass mixture and a method for its application to Rohrinnenwandungen as corrosion protection of the pipe against flowing corrosive medium. A known waterglass mixture consisting of liquid waterglass, a hardening initiator, porcelain flour and sand in known grain fractions are mixed in the batch 0.2 to 1.0 wt .-% of a difficult or unsaponifiable polymer, in particular polyacrylate. This waterglass mixture is applied by spin coating. The mixture is applied to a stationary tube inner wall, the tube is known stepwise in such a revolution that foaming by the polymer, then segregation of the water glass mixture is generated, wherein the foam structure settles self-supporting before the water glass layer, then the rotation to a stop is slowed down. With the invention, a good application and uniform distribution of the mixture is achieved on pipe inner walls, in particular pipes with NW200 mm and a fast Truehstandsfestigkeit the coating material.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserglasmischung und ein Verfahren zu ihrem Aufbringen auf Rohrinnenwandungen als Schutz des Rohres gegen durchfließendes korrosives Medium.The invention relates to a waterglass mixture and a method for its application to pipe inner walls as protection of the pipe against flowing corrosive medium.

Characteristic of the known technical solutions

Es sind Beschichtungsmaterialien zum Verkleiden von Konstruktionen als Schutzbelag oder Überzug von Behältern und Rohren bekannt, die sich aus flüssigem Wasserglas als Bindemittel, aus säurebeständigen Natursteinen, wie Quarzsand, Diabaspulver, Basaltschotter als Füllstoffe und einem Härtungsinitiator zusammensetzen (DE-AS 2053482). Zur Verbesserung der Eigenschaften werden unterschiedliche Härter vorgeschlagen oder aber zur besseren technologischen Verarbeitung kommen Beschleuniger und/oder oberflächenaktive Substanzen als weitere Mischungsbestandteile hinzu.There are known coating materials for cladding constructions as a protective covering or coating of containers and pipes, which consist of liquid water glass as a binder, of acid-resistant natural stones, such as quartz sand, diabase powder, basalt gravel as fillers and a curing initiator (DE-AS 2053482). To improve the properties of different curing agents are proposed or for better technological processing accelerators and / or surface-active substances are added as further mixing components.

Auch zur Herstellung von Gießereiformen und-kernen werden solche Gemische verwendet. Nach der DE-OS 2133 585 wird zur Erhöhung ihrer Dichte ein oberflächenaktives Mittel (Natriumsalz der Sulfonsäure), das einen Schaum erzeugt, zugesetzt, dessen Lebensdauer bis zum Beginn seines Zerfalls geringer ist als die der Härtung der Gesamtmischung. Das Verschäumungsmittel dient hier der besseren Verarbeitung der Mischung.Also for the production of foundry molds and cores such mixtures are used. According to DE-OS 2133 585, a surface-active agent (sodium salt of sulfonic acid), which produces a foam, is added to increase its density, the life of which is lower until the beginning of its decomposition than that of the curing of the total mixture. The foaming agent serves here for better processing of the mixture.

In den DE-AS 1508734 und DE-AS 1934371 dienen Schaumbildner zur Herstellung eines porösen Stoffes für selbsterstarrende Gußformen und Kerne.In DE-AS 1508734 and DE-AS 1934371 foam formers are used to produce a porous material for self-staring molds and cores.

In einer weiteren DE-AS 1181113 wird ein Verfahren zum Herstellen von ungebrannten säurefesten porösen Körpern beschrieben, indem sie durch Mischen pulverförmiger künstlicher oder natürlicher Silikate mit Natriumsilikofluoxid als Härter, einer Wasserglaslösung, Wasserstoffperoxid als Treibmittel und mit Mischpolymerisate auf der Basis von Natriummethacrylaten und Polymetacrylaten entstehen. Das Acrylatgemisch wirkt als Regler für eine gleichmäßige Porengröße.In a further DE-AS 1181113 a process for the production of unburned acid-resistant porous bodies is described by by mixing powdered artificial or natural silicates with sodium silicofluoxide as a curing agent, a waterglass solution, hydrogen peroxide as a blowing agent and with copolymers based on sodium methacrylates and polymethacrylates arise , The acrylate mixture acts as a regulator for a uniform pore size.

Ein spezielles Beschichtungsmaterial auf Rohrinnenwandungen, insbesondere gegen hochtemperierte Medien im sauren und neutralen Bereich, das mittels Schleuderverfahren aufgetragen wird, ist eine Mischung aus Wasserglas, Härter, Porzellanmehl und aus mittlerem und feinem Normsand (DD-WP 224236 A1). Das Beschichten erfolgt in der Weise, daß die Innenoberfläche des rotierenden Rohres mit einem Kontaktbeschleuniger benetzt und danach die intensiv vermischte Masse in das Rohr eingebracht wird. Die Geschwindigkeit des Rohres ist in der ersten Phase nur so groß, daß die vorgelegte Mischung an der Wandung haftet. Nachdem die gesamte Rohrinnenoberfläche mit der Mischung bedeckt ist, wird die Rotationsgeschwindigkeit in Stufen weiter erhöht, bis die zähelastische Massesich schichtweise auf der Wandung absetzt. Ein pulverförmiger hochreaktiver Kontaktbeschleuniger und nachfolgende Gesteinskörner werden auf die durch die Zentrifugalkraft abgesonderte Wasserglasschicht aufgebracht und, bedingt durch die Dichteunterschiede, in diese hineingetragen, wodurch sich in sehr kurzer Zeit von der Rohrinnenwand bis zur Oberfläche der Beschichtungsmasse eine sich selbsttragende feste Schale bildet.A special coating material on Rohrinnenwandungen, especially against high-temperature media in the acidic and neutral range, which is applied by spin coating, is a mixture of water glass, hardener, porcelain flour and medium and fine standard sand (DD-WP 224236 A1). The coating is carried out in such a way that the inner surface of the rotating tube is wetted with a contact accelerator and then the intensively mixed mass is introduced into the tube. The speed of the tube in the first phase is only so great that the mixture presented adheres to the wall. After the entire pipe inner surface is covered with the mixture, the rotational speed is further increased in stages until the viscoelastic mass settles in layers on the wall. A powdery highly reactive contact accelerator and subsequent rock grains are applied to the separated by the centrifugal force water glass layer and, due to the density differences, carried into this, which forms a self-supporting solid shell in a very short time from the pipe inner wall to the surface of the coating.

Diese Verfahrensschritte des Aufbringens einer Schutzschicht sind nur für Rohre großen Durchmessers, mindestens mit einer Nennweite > 200 mm ausführbar. Das Einbringen der Mischung mittels Transporteinrichtung, das gleichmäßige Aufpudern des hochreaktiven Kontaktbeschleunigers und in gleicher Weise das Aufbringen von Gesteinskörnern ist bei Rohren mit kleineren Durchmessern technologisch und schutztechnisch nicht mehr gewährleistet.These process steps of applying a protective layer can only be carried out for pipes of large diameter, at least with a nominal width> 200 mm. The introduction of the mixture by means of a transport device, the uniform powdering of the highly reactive contact accelerator and, in the same way, the application of rock grains is no longer guaranteed in the case of tubes with smaller diameters in terms of technology and protection.

Bei einer in das Rohrinnere hineingefahrenen Transportvorrichtung zum Auftragen der Mischung reicht das Rohrvolumen nicht mehr für einen qualitätsgerechten Mischungsauftrag aus.In a driving into the interior of the pipe transport device for applying the mixture, the pipe volume is no longer sufficient for a quality-appropriate mixing order.

Mit der Rotationsbewegung wird ein leichtes Flattern des Rohres erzeugt, das zu Kontakten" zwischen Wandung und Transportvorrichtung führt und damit zu einem Beschädigen der Schutzschicht.With the rotational movement a slight fluttering of the tube is generated, which leads to contacts' between the wall and the transport device and thus to a damage of the protective layer.

Object of the invention

Unter Verwendung von Beschichtungsmaterialien auf Wasserglasbasis, die auf billigen, einheimischen Rohstoffen basieren und der Beibehaltung der Technologie des Verdichtens dieser Materialien mittels Schleuderverfahren, soll auf Rohrinnenwandungen ein gleichmäßiger Schutz gegen durchfließende korrosive Medien gewährleistet werden.Using waterglass-based coating materials based on cheap, domestic raw materials and maintaining the technology of compacting these materials by means of a centrifugal process, a uniform protection against corrosive media flowing through is to be guaranteed on the inside of the pipe.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wasserglasmischung, bestehend aus flüssigem Wasserglas, einem Härtungsinitiator, Porzellanmehl und Sand in bekannten Kornfraktionen, im Ansatz so zu verändern, daß ein gleichmäßiges Beschichten von Rohrinnenwandungen, insbesondere von Nennweiten < 200 mm ermöglicht wird, indem sie sowohl ein gutes Auftragen und Verteilen als auch eine schnelle Frühstandsfestigkeit des Beschichtungsmaterials ermöglicht, wobei die Qualität des Beschichtungsmaterials gegen hochtemperierte Medien im sauren und neutralen Bereich unbeeinträchtigt bleibt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der bekannten Beschichtungsmasse 0,2 bis 1,0Gew.-% eines schwer bzw. unverseifbaren Polymers mit thixotropen Eigenschaften, insbesondere eines Polyacrylates zugemischt sind. Verfahren der Oberflächenbeschichtung durch Schleuderverfahren mit der neuen Wasserglasmischung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Mischung auf eine ruhende Rohrinnenwandung gebracht wird, das Rohr bekannt stufenweise in Umdrehungen versetzt wird, daß sich die Mischung zunächst auf der gesamten Rohrinnenoberfläche gleichmäßig verteilt und mit Umdrehungserhöhung bekanntermaßen die Dichteunterschiede der verwendeten Mischungskomponenten eine Schichtentrennung herbeiführen, wobei das Polymer sich als Schaumschicht im Rohrinneren vor der abgeschiedenen Wasserglasschicht absetzt. Die Umdrehung wird erhöht bis zum Entstehen eines selbststehenden großzelligen Schaumgebildes. Der sofort einsetzende Verfestigungsprozeß bezieht die Wasserglashaut ein. Es folgt Umdrehungsstillstand. Das Schaumgebilde wird unter Nutzungsbedingungen herausgewaschen.The invention has the object of providing a water glass mixture, consisting of liquid water glass, a curing initiator, porcelain flour and sand in known grain fractions, in the approach to change so that a uniform coating of pipe inner walls, in particular of nominal width <200 mm is made possible by both a good application and distribution as well as a fast breaking strength of the coating material allows, while the quality of the coating material against high-temperature media in the acidic and neutral range unimpaired. According to the invention the object is achieved in that the known coating composition 0.2 to 1.0Gew .-% of a difficult or unsaponifiable polymer having thixotropic properties, in particular a polyacrylate are mixed. Process of surface coating by spin coating with the new water glass mixture is carried out according to the invention in that the mixture is placed on a stationary inner pipe wall, the tube is known stepwise in revolutions, that the mixture is distributed evenly on the entire pipe inner surface and known with increasing rotation, the density differences used mixing components cause a layer separation, wherein the polymer is deposited as a foam layer in the tube interior in front of the deposited water glass layer. The revolution is increased until the formation of a self-standing large-cell foam structure. The immediately onset solidification process involves the water glass skin. It follows turnstile. The foam is washed out under conditions of use.

Die Polyacrylatdispersion ist aufgrund der hohen Grenzflächen-Energien, die aus der feinen Verteilung der Polymerteilchen resultiert, ein thermodynamisch instabiles System, sie hat das Bestreben, durch Zusammenlagerung der Teilchen ihre Grenzfläche zu verkleinern und dadurch in den thermodynamisch stabilen Zustand überzugehen.The polyacrylate dispersion is a thermodynamically unstable system because of the high interfacial energies resulting from the fine distribution of the polymer particles, it tends to reduce its interface by coalescing the particles and thereby entering the thermodynamically stable state.

Beim Zusammentreffen mit der hochalkalischen Wasserglaslösung wird die Stabilität der Dispersion überschritten, und es kommt zur irreversiblen Zusammenlagerung der Polymerteile, zur Koagulation.When they encounter the highly alkaline water glass solution, the stability of the dispersion is exceeded and irreversible agglomeration of the polymer parts occurs, for coagulation.

Dieser Vorgang beginnt sofort beim Mischvorgang und wird durch das Schleudern verstärkt. Es ist ein zeitlicher Prozeß, wo zuerst kleine Teile gebildet werden, die zu Riesenmolekülen zusammenwachsen, mit denen eine sofortige Stabilisierung erzeugt wird.This process starts immediately during the mixing process and is intensified by the spin. It is a temporal process, where small parts are first formed, which grow together to giant molecules, with which an immediate stabilization is produced.

embodiment

Stahlrohre mit der Nennweite 200mm, die für den Transport von Kaliendlauge zum Einsatz kommen, werden mit einem wasserglasgebundenen anorganischen Mörtel mit der Zusammensetzung200mm diameter steel tubes used to transport caustic soda are treated with a water-glass bonded inorganic mortar of the composition

Na-Wasserglas Sorte I oder III 14,3Ma.-%Na water glass grade I or III 14.3Ma .-%

Na-Hexa-Silicofluorid 3,7Ma.-%Na-hexa-silicofluoride 3.7Ma .-%

Porzellanmehl 8,4Ma.-%Porcelain flour 8,4Ma .-%

0,0-1,0 mm Sand 48,7Ma.-%0,0-1,0 mm sand 48,7Ma .-%

2,0-8,0mm Kiessand 13,6Ma.-%2.0-8.0mm gravel sand 13.6Ma .-%

Glassand 10,2Ma.-%Glassand 10.2Ma .-%

Polyacrylat—D340 1,1 Ma.-%Polyacrylate D340 1.1% by weight

beschichtet.coated.

Die Mischungsbestandteile werden 3 min intensiv vermischt. Durch die Eigenschaften des Polyacrylats entsteht eine gut verarbeitbare thixotrope Masse, die mittels eines Förderbandes oder einer Mulde auf die Rohrinnenfläche des ruhenden Rohres aufgetragen wird. Das Rohr wird in Umdrehung versetzt und auf eine Anfangsgeschwindigkeit von 200 bis 300 min"¹ gebracht, wodurch die Mischung sich selbst auf der Rohrinnenfläche gleichmäßig verteilt. Durch Erhöhen der Umdrehungsgeschwindigkeit auf 800 bis 900 min"¹ tritt nach einer Schleuderzeit von etwa bis 10 min eine schichtweise Sedimentation der Feststoffteilchen ein. Über dieser setzt sich die zähelastische Wasserglasschicht ab, auf der zum Rohrinnenraum hin die aufgeschäumte Polyacrylatschicht, an der Grenzfläche zwischen beiden fest miteinander verankert, sich zu einem stabilen Gebilde verfestigt.The mixture components are intensively mixed for 3 min. Due to the properties of the polyacrylate, a readily processable thixotropic mass is formed, which is applied by means of a conveyor belt or a depression on the tube inner surface of the stationary tube. The tube is rotated and brought to an initial speed of 200 to 300 min " ¹ , whereby the mixture evenly distributes itself on the tube inner surface By increasing the rotational speed to 800 to 900 min" ¹ occurs after a spin time of about to 10 min a layered sedimentation of the solid particles. Over this the viscoelastic water glass layer settles, on the inside of the tube the foamed polyacrylate layer, firmly anchored at the interface between the two, solidifies into a stable structure.

Nach diesem Verfestigungsprozeß wird das Rohr in Ruhezustand gebracht. Unter Nutzungsbedingungen wird das Schaumgebilde, wenn es nicht schon vorher aus dem Rohr herausgerutscht ist, herausgewaschen.After this solidification process, the tube is brought to rest. Under conditions of use, the foam is washed out if it has not previously slipped out of the pipe.

Claims

1. Waterglass mixture consisting of liquid water glass, a curing initiator, porcelain flour and sand in known grain fractions, characterized in that the known mixture 0.2 to 1.0Gew .-% of a difficult or unsaponifiable polymer mitthixotropic properties, especially a polyacrylate are mixed ,

2. A method for surface coating of pipe inner walls by spin coating with a waterglass mixture according to claim 1, characterized in that the mixture is placed on a stationary inner pipe wall, the tube is known stepwise in turns and causes a segregation of the waterglass mixture, wherein the heavy or Unsaponifiable polymer settles as a foam in front of the known deposited water glass layer, the rotation is increased to the emergence of a self-standing large-cell foam structure and then brought to a standstill and the foam structure is preferably washed out during use.