DD268824A3

DD268824A3 - Verfahren zur beschichtung von stahlrohren mit thermoplasten

Info

Publication number: DD268824A3
Application number: DD29853586A
Authority: DD
Inventors: Knut Huebner; Werner Dueresch; Wolfgang Maier; Irmgard Schumaier
Original assignee: Ind Und Kraftwerksrohrleitunge
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1986-12-24
Publication date: 1989-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Ueberzuegen auf Stahlrohren zum Zwecke des Korrosionsschutzes durch Aufsintern von Pulver auf das erwaermte Werkstueck. Sie hat die Minimierung des Ausruestungsaufwandes und die Erhoehung der Arbeitssicherheit bei der Herstellung gut haftender Ueberzuege ohne Haftvermittler zum Ziel. Aufgabe ist die Erzeugung einer arteigenen Haftschicht innerhalb eines einheitlichen Arbeitsganges mit der Deckschicht. Geloest wird die Aufgabe, indem das wendelfoermig bewegte Werkstueck induktiv partiell so erwaermt wird, dass unmittelbar vor dem Aufrieseln des Pulvers auf der Oberflaeche eine Temperatur von 5 bis 20 K oberhalb der Zersetzungstemperatur des Plastmaterials herrscht und das Werkstueck ueber die Laenge der linienfoermigen Berieselung eine Vielzahl von Umdrehungen ausfuehrt. Aufgrund der vorliegenden Temperatur wird die erste aufgerieselte Schicht nach dem Aufschmelzen thermisch zersetzt, wobei haftungsvermittelnde Produkte gebildet werden. Die bei den weiteren Umdrehungen aufgerieselten Pulverschichten werden nur aufgeschmolzen. Fig. 1

Description

Das bei dieser Temperatur auf die noch unbeschichtete Rohroberfläche rieselnde Pulver wird umgehend aufgeschmolzen und zumindest zum Teil thermisch zersetzt, wobei die die Haftung fördernden Zersetzungsprodukte entstehen. Der in seiner axialen Ausdehnung durch den Vorschub während einer Werkstückumdrehung begrenzte erstmals beschichtete Bereich der Rohroberfläche wird mit Beginn der nächsten Umdrehung erneut beschichtet, wobei die Temperatur infolge des Verbrauchs an Schmelz- und Zersetzungsenergie sowie infolge Wärmeableitung in das Werkstückinnere wesentlich geringer als beim Auftragen der ersten Schicht ist. Dadurch wird die bei der nachfolgenden Umdrehung aufgetragene Pulverschicht nur noch aufgeschmolzen und höchstens in unbedeutendem Grade thermisch zersetzt. Da die Temperatur mit fortlaufender Zeit weiter absinkt, werden trotz Erzeugung einer Haftschicht durch thermische Zersetzung die nachfolgenden Schichten vor unzulässiger Wärmeeinwirkung verschont.

Die Erfindung ist dadurch vorteilhaft ausgestaltet, daß der Temperaturbereich der Oberfläche vor der Berieselung auf 5 bis 1OK oberhalb der Zorsetzungstemperatur begrenzt ist. Damit wird erreicht, daß bei Beginn der zweiten Beschichtung die Zersetzungstompe.-atur mit Sicherheit unterschritten ist und eine thermische Schädigung der zweiten Schicht auch in geringem Maße ausbleibt.

Da die Bildung der Haftschicht nur während der ersten Umdrehung des Werkstücks erfolgt, legt die Anzahl der Umdrehungen während des gesamten axialen Vorschubs über die Länge der Berieselungsstrecke den Anteil der Haftschicht an der Gesamtschichtdicke fest.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung führt das Werkstück über diese Strecke 15 bis 150 Umdrehungen aus. Damit wird eine in Abhängigkeit von dem in der Praxis relevanten Schichtdickenbereich der Gesamtschicht hinreichende Schichtdicke der Haftschicht erzielt.

Ausführungsbeispiel Die vorstehend beschritoene Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel zur Beschichtung von Stahlrohren mit Polyäthylen

erläutert.

In beiliegender Zeichnung zeigen

Fig. 1: die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Anordnung und Fig.2: die schematische Darstellung der Beschichtungsfolge.

Das Werkstück 1 ist auf dem gleisgestützten Transportwagen 2 gelagert und erhält durch diesen seinen Axialvorschub sowie durch dessen angetriebene Auflagerollen zugleich seine Drehbewegung. In Bewegungsrichtung des Werkstücks sind in dessen oberem Bereich der an die Werkstückkontur angepaßte Induktor 3 und der Berieselungstrichter 4, in dem sich das Polyäthylenpulver befindet, hintereinander angeordnet. Vor dem Gleis für den Transportwagen 2 befindet sich die Auffangwanne 5 für das überschüssige Pulver, deren Leitblech dicht an die Werkstückoberfläche unterhalb der Drehachse herangeführt ist. Die Auffangwanne 5 ist mit dem Berieselungstrichter 4 durch eine nicht dargestellte Rückführungseinrichtung verbunden.

Das untergrundvorbehandelte Werkstück 1 durchfährt mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,5m/min bei kontinuierlicher Drehbewegung von etwa 30min"¹ den Induktor 3 und wird dabei erwärmt. Die Heizleistung des Induktors 3 wird in Abhängigkeit vom Ergebnis einer berührungslosen Temperaturmessung der Werkstückoberfläche unmittelbar in Drehrichtung vor dem Berieselungstrichter eingeregelt. Die auf diese Weise erwärmte Werkstückoberfläche gelangt unter den Berieselungstrichter 4 und wird entsprechend dessen Spaltbreite mit dem Polyäthylenpulver 6 mit einer Körnung von 100-600pm berieselt, das aufschmilzt und thermisch zersetzt wird und somit die Haftschicht 7 bildet, deren Breite b durch den auf eine Umdrehung entfallenden Vorschub von etwa 50mm bestimmt wird. Da sowohl das Polyäthylenpulver als auch die aufgeschmolzene und in thermischer Zersetzung befindliche Schicht nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen, wird nur eine dünne Schicht dieser Veränderung unterzogen. Das überschüssige Pulver fällt infolge der Drehbewegung des Werkstücks in die Auffangwanne 5 und wird wieder zur Berieselung bereitgestellt. Da jeweils mit einer weiteren Umdrehung des Werkstücks eine erneute Beschichtung erfolgt, ergibt sich über die Länge des Berieselungstrichters ein kaskadenförmiger Schichtaufbau, wobei aufgrund der Abnahme der Oberflächentemperatur die Menge des aufgeschmolzenen Pulvers und damit die Stufenhöhe ständig abnimmt. Bei einer Länge der Berieselungseinrichtung von etwa 1000 mm erfährt jeder Bereich der Werkstückoberfläche 20 Einzelbeschichtungen, die in der Summe die Gesam'ischichtdicke des Überzuges ergeben. Bei einer erzielten Gesamtschichtdicke von 2,5mm beträgt die Dicke der Haftschicht unter Berücksichtigung der abnehmenden Einzelschichtdicke etwa 0,2 mm. Durch eine geeignete, nicht dargestellte Einrichtung zum Trichterverschluß, die zu Beginn und zum Abschluß der Beschichtung eines Werkstücks mit dessen Vorschub gekoppelt ist, wird ein endenparalleler Ansatz bzw. Abschluß des Überzugs in dem gewünschten Abstand vom Rohrende erzielt.

Claims

1. Verfahren zur Beschichtung von Stahlrohren mit Thermoplasten mit partieller ir duktiver Erwärmung des sich kontinuierlich wendelförmig bewegenden Werkstücks und anschließender achsparalleler linienförmiger Berieselung mit pulvrigem Plastmaterial, da Jurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Werkstückoberfläche unmittelbar vor der Berieselung zwischen 5 und 20 K oberhalb der Zersetzungstemperatur des Plastmaterials liegt und das Werkstück bei einem Vorschub über die Länge der Berieselung einer Vielzahl von Umdrehungen ausführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Werkstückoberfläche unmittelbar vor der Berieselung zwischen 5 und 1OK oberhalb der Zersetzungstemperatur des Plastmaterials liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück bei einem Vorschub über die Länge der Berieselung 15 bis 50 Umdrehungen ausführt.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von thermoplastischen Überzügen auf Stahlrohren zum Zwecke eines äußeren Korrosionsschutzes durch Fließenlassen von Pulver auf die erwärmte Rohroberfläche. Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Beschichtung von Stahlrohren mit Polyäthylen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß Überzüge von Thermoplasten, insbesondere von Polyäthylen, auf Stahlobei flächen nur eine geringe Haftfestigkeit aufweisen. Das führt dazu, daß sich diese Überzüge bei mechanischer Beanspruchung leicht vom Untergrund lösen und damit selbst bei äußerlicher Intaktheit eher als ein festhaftender Überzug zerstört werden können. Für die Korrosionsschutzwirkung von entscheidender Bedeutung ist jedoch die Tatsache, daß die ungenügende Haftung keinen hinreichenden Widerstand gegen die Unterwanderung des Überzuges durch korrosive Medien, die an Stoßstellen oder Beschädigungen des Überzugs zwischen diesen und die Stahloberfläche eindringen können, bietet. Zur Verbesserung der Haftung von thermoplastischen Überzügen ist es bekannt, dem zu verarbeitenden Plastmaterial Zusätze beizugeben, die eine Haftvermittlung zwischen Stahloberfläche und aufzutragender Plastschicht bewirken. Diese Haftvermittler sind sehr kostenaufwendig und werden daher nur im begrenzten Umfang eingesetzt.

Nach der DD-PS 82658 ist eine Lösung bekannt, nach der eine artgleiche Haftschicht durch elektrostatische Beschichtung und anschließende induktive Erwärmung der Rohreberfläche auf eine Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des Plastmaterials erzeugt wird. Die sich bei dieser Temperatur in Anwesenheit der Stahloberfläche bildenden Zersetzungsprodukte des Plastmaterials haften fest auf dem Untergrund und bilden zugleich einen guten Haftgrund für die nachfolgend in der Restwärme des Werkstücks aufgesinterte artgleiche Deckschicht.

Die Beg enzung der Schichtdicke der thermisch geschädigten Haftschicht auf ein erforderliches Minimum wird durch das elektrostatische Beschichten, bei dem eine gleichmäßige Bedeckung ohne Pulverüberschuß auf der Werkstoffoberfläche erfolgt, gesichert. Die zur elektrostatischen Beschichtung benötigte Kornfeinheit des Pulvers erfordert zusätzliche Maßnahmen zur Verhinderung von möglichen Staubexplosionen. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens besteht darin, daß die Verarbeitung von zwei unterschiedlichen Pulverfraktionen für die Haft- und Deckschicht sowie die separate Anordnung der dafür benötigten Einrichtungen einen erhöhten Ausrüstungsaufwand erfordern.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Minimierung des Ausrüstungsaufwandes und in der Erhöhung der Arbeitssicherheit bei der Herstellung von thermoplastischen Überzügen mit hinreichender Haftfestigkeit ohne Einsatz von speziellen Haftvermittlorn.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrund j, die Ausbildung einer arteigenen Haftschicht in einem einheitlichen Beschichtungsvorgang mit der Deckschicht zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die äußere Oberfläche des sich drehenden und axial verschiebenden Werkstücks partiell durch induktive Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des Plastmaterials gebracht wird und anschließend eine achsparallele linienförmige Berieselung mit demselben erfolgt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung führt das Werkstück über die Länge der linienföriviigen Berieselung eine Vielzahl von Umdrehungen aus. Die Erwärmung ist dabei so eingestellt, daß die Temperatur bei Beginn der Berieselung in einem Bereich zwischen 5 und 20K über der Zersetzungstemperatur des Plastmaterials liegt.