DE102004025278A1

DE102004025278A1 - Nachisolieren von Rohrleitungen aus Stahl

Info

Publication number: DE102004025278A1
Application number: DE102004025278A
Authority: DE
Inventors: Walter Stucke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-27
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-06-16

Abstract

Nach der Erfindung werden mehrschichtige Kunststoffisolierungen von Stahlrohren mit einer Siliziumdioxidschicht und/oder Titandioxidschicht hergestellt.

Description

Die Erfindung betrifft isolierte Rohrleitungen aus Stahl, insbesondere das Nachisolieren von Stahlrohrverbindung und geschweißten Abgängen, noch weiter bevorzugt kunststoffisolierten Erdgasleitungen aus Stahl. Derartige Leitungen finden aber auch für andere Medien Anwendung. Dabei kann es sich um flüssige oder gasförmige Brennstoffe, oder chemische Rohstoffe, z.B. Sauerstoff oder Wasserstoff, handeln.
Die meisten Rohrleitungen aus Stahl sind korrosionsgefährdet.

Die Erdgasleitungen sind im Erdreich wie auch oberhalb des Erdreiches feuchtigkeitsbelastet Deshalb rosten Erdgasleitungen aus Stahl. Zusätzlich kann es zu einer Elektrokorrosion kommen.

Die Erdgasleitungen sind zum allergrößten Teil im Erdreich verlegt. Dort kommt es auch zu elektrischen Spannungen und zu Stromfluß bzw. zu Streuströmen. Besonders große Belastungen aus Streuströmen ergeben sich an elektrifizierten Eisenbahnstrecken bzw. an Straßenbahnstrecken. Bei Eisenbahnen und Straßenbahnen kann der Antriebsmotor üblicherweise zugleich zur Bremsung eingesetzt werden. Die Elektromotoren werden dadurch zu Generatoren. In der Regel wird der entstehende Bremsstrom in das Erdreich geleitet. Bei den Hochgeschwindigkeitszügen ist der Bremsstrom noch in einer Entfernung von vielen Kilometern meßbar.

Zusammen mit der Feuchtigkeit im Erdreich und der Beschaffenheit des Erdreiches beinhalten die Streuströme eine große Korrosionsgefahr. Durch Korrosion kann es ohne weiteres örtlich zu einem Stahlabtrag am Stahlrohr von 9 oder 10% pro Jahr an der Rohrwandung kommen. Die Leckagen sind dann absehbar. Bei Leckagen wird weniger der Verlust an Erdgas als die Explosionsgefahr z.B. an Erdgasleitungen als nicht tolerierbar angesehen.

Zur Vermeidung von Korrosion ist es deshalb üblich, Stahlrohre mit einer Isolierung zu versehen. Die Isolierungen sind jedoch aus unterschiedlichen Gründen häufig mangelhaft.

Stand der Technik für die Isolierung sind eine Vorbehandlung der zu isolierenden Rohrflächen und ein mehrschichtiger Isolierungsaufbau. Es wird ein zweischichtiger und ein dreischichtiger Isolierungsaufbau angeboten. Die bekannten Isolierungen haben sich insbesondere als 3-Schichten-Schutz mit einer Epoxidharz(EP)-Schicht, einer Kleberschicht und einer schwarzen Polyethylen(PE)-Schicht bewährt. Die Technik für das Aufbringen von Kleberschicht und PE-Schicht ist in der Veröffentlichung „Prüfung von beschichteten Rohren" Mitteilung der Mannesmannröhren-Werke AG, 1973, VDI-Verlag Düsseldorf, beschrieben. Desgleichen ist dort ein Pulveraufschmelzverfahren beschrieben, das zum Auftragen von EP-Schichten verwendet wird.

Das PE kommt in verschiedenen Beschaffenheiten vor, als HDPE, als MDPE und als LDPE. Anstelle des PE-Schicht kommen auch Polypropylen-(PP)Schichten für die Isolierung in Betracht.

Desgleichen kommen auch andere Kunststoffe als PP für den Kunststoffmantel in Betracht. Im weiteren schließt die Bezeichnung PE sowohl die unterschiedlichen Beschaffenheiten als auch andere Kunststoffe ein, wenn nicht ausdrücklich anderes angesprochen ist.

Probleme entstehen dann, wenn mangelhaftes Material für die Isolierung verwendet wird und/oder die Isolierung der Rohre durch mangelhaften Transport, mangelhafte Lagerung und mangelhafte Rohrverlegung verletzt wird.

Dramatische Fehler entstehen beim Isolieren, wenn minderwertiges farbiges PE eingesetzt wird. Minderwertig ist das farbige PE ohne ausreichende Stabilisierung. Bei üblicher Lagerung sind die isolierten Rohren einer Belastung durch U/V-Strahlung ausgesetzt. Dadurch zersetzt sich die PE-Schicht.

Dramatische Fehler entstehen auch bei mangelhafter Vorbereitung der Rohrenden für eine Verbindung der Rohrenden mit den Rohrenden anderer Rohre.

Die Verletzung kann aus mehreren Gründen entstehen. Dann kann die Feuchtigkeit unter die Rohrisolierung wandern und beste Voraussetzungen für eine Korrosion finden.

Dramatische Fehler können auch bei mangelhafter Rohrverlegung entstehen.

Bei der Rohrverlegung müssen die Stahlrohre aneinander gesetzt werden. Üblicherweise werden die Rohrleitungen an den Stoßstellen geschweißt. Zum Schweißen werden die Rohrenden in einem ausreichenden Umfang von der Isolierung befreit. Das wird als Abisolieren bezeichnet.

Bereits beim Abisolieren kommen diverse katastrophale Fehler vor.

Dazu gehören:
ein Durchschneiden der Isolierung bis in den Stahl,
eine falsche Wärmebehandlung der Isolierung zur Erleichterung des Abziehens der Isolierung,
eine falsche Nachbehandlung der abisolierten Rohrflächen,
eine falsche Nachisolierung.

Zum Nachisolieren werden die Schweißstellen üblicherweise gesäubert und häufig mit Isolierungsbändern umwickelt. Es ist auch bekannt, Schrumpfmuffen zum Nachisolieren von Rohrstößen zu verwenden. Die Schrumpfmuffen sind vorzugsweise mehrteilig ausgebildet und werden vor dem Schweißen auf eines der zu verbindenden Rohrenden geschoben und zwar so weit, daß sie durch den Schweißvorgang nicht beschädigt werden. Nach dem Schweißen werden die Schrumpfmuffen über die Schweißstelle geschoben. Dabei wird eine ausreichende Überlappung mit der bestehenden Rohrisolierung gewahrt. Durch Erwärmung der Schrumpfmuffe mit offener Flamme tritt der Schrumpf ein. Die Schrumpfmuffe umschließt die beiden Rohre an dem Rohrstoß dicht.

Das Problem der Nachisolierung stellt sich nicht nur an den Rohrstößen bzw. Rohrverbindungen sondern auch an den sogenannten Abzweigung von Rohrleitungen bzw. Erdgasleitungen. Bei einem Hausanschluß an eine Erdgasleitung wird eine Leitung sehr viel kleineren Durchmessers mit der Erdgasleitung verbunden. Üblicherweise wird die Erdgasleitung im Anschlußbereich von der Isolierung befreit, ein ausreichendes Loch bzw. ausreichender Abgang in die Erdgasleitung eingebracht und ein Anschlußflansch bzw. Anschweißfitting als ein Teil der Anschlußleitung an die Erdgasleitung angeschweißt. Die Schweißstelle wird wiederum behandelt und danach mit den bekannten Bändern umwickelt. Die Erfindung geht davon aus, daß die bekannte Wickel- und Bänderisolierung nicht immer die optimale Isolierung ist. Aus Sicht der Erfindung ergeben sich auch Probleme mit unterschiedlichen Schichtdicken der Isolierung.

Die Erfindung hat auch erkannt, daß eine offene Flamme an der Kunststoffisolierung Probleme verursachen kann. Desgleichen kann das zum Reinigen von Stahlflächen und Rohrverbindungen eingesetzte Lösungsmittel Probleme verursachen. Das gilt auch für Voranstrich-Lack.

Zur Beseitigung obiger Probleme ist nach einem älteren Vorschlag der EP1382896 A2 vorgesehen, eine Schrumpfmuffe an der Verbindung von Leitungsrohr und Abzweigung einzusetzen. Vorzugsweise wird das mit einer Technik zum Abisolieren kombiniert, wie sie in der EP 0213061 beschrieben ist. Die bekannte Technik zum Abisolieren geht davon aus, daß bei mehrschichtiger Isolierung mit einer Epoxid-Unterschicht(EP-Schicht) nur eine Durchtrennung der Isolierung bis zur EP-Schicht erfolgt und daß die EP-Schicht in einem Überlappungsbereich mit der Nachisolierung verbleibt. Zwischen dem Überlappungsbereich und dem zu verschweißenden Rohrende ist eine vollständige Abisolierung des Stahlrohres vorgesehen, um die Schweißstellen für den Schweißvorgang frei zu machen.

Die Erfindung hat sich auch die Aufgabe gestellt, eine einwandfreie Nachisolierung der Schweißstellen nach dem Schweißen zu bewirken.

Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß die zusätzlich oder anstelle der EP-Schicht eine Siliziumdioxid-(SiO₂)-Schicht und/oder Titandioxid(TiO₂)-Schicht aufgebracht wird. Wahlweise kann auch Siliziumdioxid und/oder Titandioxid in Mischung mit dem EP oder mit dem Material des Kunststoffmantels bzw. mit dem Material der Kunststoffmuffe oder dem Kleber Einsatz finden.

Der Kunststoff gehört zur Kohlenstoff-Chemie.

Im periodischen System gehören die Kunststoffe zur Gruppe IV.

Beide Stoffe haben Doppelbindungen zwischen -C=C-

Das bestimmt die chemischen Reaktionen mit sich und anderen Stoffen.

Das bestimmt auch den Energie-Umsatz in Netzwerkpotentialen.

Daher ergeben sich Reaktionen untereinander.

Aus einer Reaktion entsteht ein neuer Werkstoff. Kunststoffe erfahren eine bedeutende Eigenschaftsnutzung.

Die Langzeitbenutzungsgröße von Kunststoffen liegt je nach Belastung zwischen wenigen Jahren und mehreren Jahrzehnten.

Danach ergibt sich ein deutlicher Eigenschaftsabfall.

Siliziumdioxid und Titandioxid gehören zur Phys.-Chemie.

Im periodischen System gehören Silikate zur Gruppe IV.

Es bestehen keine Doppelbindungen zwichen -Si-Si-

Daher sind keine reinen chemischen Reaktionen mit anderen Stoffen zu erwarten.

Siliziumdioxid zeigt bei Energiezufuhr eine besondere unterschiedliche Reaktionen. Es bilden sich je nach Energiezustand Kettenstrukturen, Flächenstruktwen und Blattstrukturen.

Es ist je nach Energiezustand mit einer Volumensvergrößerung entsprechend den physikalischen Gesetzes zu rechnen.

Zu den bedeutenden Eigenschaften gehört die Undurchlässigkeit gegen Kohlendioxid, der eine bedeutender Korrosionspartner bei herkömmlich isolierten Erdgasrohrleitungen aus Stahl ist.

Auch nach bei höherer Energiebelastung ist noch mit einer Dauerstandzeit von mehreren Jahrzehnten zu rechnen.

Zusammenfassend ergibt sich nach der Erfindung ein Kombiprodukt, dessen Bestandteile unterschiedlichen Gesetzen folgen, nämlich im einen Fall der Kohlenstoffchemie und im anderen Fall der Physikalischen Chemie. Die Silikat-Chemie verläuft nach den Regeln der Anorganischen Chemie unter Bildung von Ketten-, Flächen- und Blattstrukturen ab.

Allgemein ist von Metakieselsäuren (H₂SiO₃)_n und Metasilicaten (SiO₃)_n zu sprechen. In dem Zusammenhang kommen vor:

Die Titandioxid-Chemie ist eine Ergänzung in beiden Chemie-Gruppen und trägt dazu bei, den Stahl zusätzlich zu schützen durch die Kristallform „Rutil" im Epoxiharz-Bindeverfahren zum Stahl.

Gleichzeitig steigt die Temperaturbelastbarkeit der Epoxiharzschicht bedeutungsvoll an.

Siliziumdioxid und/oder Titandioxid können in verschiedenen Schichten der Isolierung eingebaut werden:

a) als Schicht unmittelbar auf der Stahloberfläche und/oder
b) in Mischung mit EP oder in Mischung mit anderem Material unterhalb der bekannten EP-Schicht oder einer vergleichbaren Schicht
c) in Mischung mit dem EP oder einem anderen Material anstelle der bekannten EP-Schicht
d) als Schicht oberhalb der bekannten EP-Schicht oder einer vergleichbaren Schicht
e) in Mischung mit dem bekannten Kleber bzw. eingebettet in den bekannten Kleber
f) in Mischung mit dem bekannten Kleber oder einem anderen Material unterhalb der bekannten Kleberschicht
g) in Mischung mit dem bekannten Kleber oder einem anderen Material anstelle der bekannten Kleberschicht
h) in Mischung mit dem bekannten Kleber oder einem anderen Material oberhalb der bekannten Kleberschicht
i) als Schicht unterhalb der Kunststoffaußenschicht (aus PE oder einem anderen Thermoplasten oder Mischungen davon)

Besonders günstig lassen sich das Siliziumdioxid und das Titandioxid in Verbindung mit dem Kleber auftragen. Der Kleber kann dabei den Haftvermittler für das Siliziumdixid und/oder das Titandioxid bilden. Besonders leicht läßt sich eine Mischung von Siliziumdioxid und/oder Titandioxid und dem Kleber aufbringen.

Es kann jedoch von Vorteil sein, das Siliziumdioxid und/oder Titandioxid so aufzubringen, daß geschlossene Schichten aus diesem Material entstehen.

Bei der Nachisolierung mit einer Schrumpfmuffe ist eine Schrumpfmuffe von Vorteil, welche innen mit einer Kleberschicht und/oder mit einer Schicht aus Siliziumdioxid und/oder Titandioxid vorbereitet ist.

Bei der Nachisolierung wird eine haftungsfreundliche Rohroberfläche angestrebt. Günstig sind gereinigte Oberflächen.

Für das Reinigen kommen diverse Verfahren in Betracht. Das schließt mechanische Verfahren wie das beschriebene Bürsten und Sandstrahlen oder Strahlen mit Stahlkugeln ein. Die gereinigte Fläche bietet eine ausreichende Haftung für die dichte Verbindung mit einer Schrumpfmuffe. Vorzugsweise ist darüber hinaus zwischen der gereinigten Stahlfläche und der Schrumpfmuffe ein Haftvermittler vorgesehen. Der Haftvermittler kann ein Kleber sein. Wahlweise ist zusätzlich eine Lackierung der gereinigten Stahlfläche für die Haftvermittlung vorgesehen. Desgleichen kann eine Beschichtung mit einem EP-Pulver zur Haftvermittlung erfolgen, das dann auf der gereinigten Stahlfläche aufgeschmolzen und ausgehärtet wird.

Die Aufbringung von pulverförmigem EP sieht vorzugsweise einen Korndurchmesser von 0,01 mm bis 0,02 mm vor. Je kleiner der Korndurchmesser des Pulvers ist und je genauer die Aufschmelzung erfolgt, desto gleichmäßiger bildet sich eine EP-Schicht auf dem vollständig abisolierten Rohrende aus.

Korngrößen kleiner oder gleich 0,005 mm werden jedoch nach Möglichkeit vermieden, wenn die beteiligten Mannschaften mit dem Pulver in Berührung kommen können. Bei solch kleinkörnigem Pulver wird eine Belastung der Lungen befürchtet.

Sofern die Aufbringung des EP-Pulvers mit geeigneter Kapselung erfolgt, ist die oben beschriebene Korngrößengrenze unbeachtlich.

Zur Gleichmäßigkeit trägt auch die Art des Pulverauftrages bei.

Günstig ist es, das Pulver aufzustreuen und/oder aufzublasen und/oder aufzuschleudern. Zum Aufschleudern wird auf die oben erwähnte Veröffentlichung Bezug genommen.

Um die Nachisolierungsstellen herum kann auch ein Wirbelbett aufgebaut werden. Auch die Kombination verschiedener Verfahren kann von Vorteil sein, z.B. das Streuen von oben und das Schleudern von unten.

Beim Aufbringen können Pulver und/oder Beschichtungsflächen vorgewärmt werden. Desgleichen kann mit einem erwärmten Trägergas zum Anblasen des EP-Pulvers gearbeitet werden. Trägergastemperaturen können zum Beispiel bis 60 Grad betragen.

Die Erwärmung kann auch in anderer Form aufgebracht werden, zum Beispiel durch Heißgas und/oder durch Strahlung und/oder auf induktivem Wege. Die Strahlungswärme beinhaltet wahlweise eine Beaufschlagung mit Infrarotlicht.

Die Wärme kann von außen und/oder von innen aufgebracht werden.

Bei der Nachisolierung kann die Wärme induktiv im Stahlrohr erzeugt werden und hinsichtlich der Wärme eine ähnliche Situation wie bei der Neuisolierung entstehen. Wahlweise ist es auch möglich, die zum Aushärten von EP erforderliche Wärme durch andere Schichten, nämlich durch PE und Kleber, hindurch zuzuführen.

Die Vorwärmtemperatur der Beschichtungsflächen kann wesentlich höher als die Vorwärmtemperatur des Pulvers sein. Die Erwärmung der Beschichtungsflächen kann verschieden erfolgen. Günstig ist eine induktive Erwärmung.

Die Erwärmung des Pulvers kann allein vom Trägergas verursacht werden. Es kann auch eine davon unabhängige Erwärmung mittels geeigneter Heizstrecken erfolgen.

Aufgrund der Erwärmung des EP-Pulvers kann das EP-Pulver unmittelbar beim Auftreffen auf der Beschichtungsfläche kleben. Das Kleben der auftreffenden Pulverpartikel erleichtert die gleichmäßige Beschichtung.

Die Erwärmung wird so gesteuert, daß die Pulverpartikel auf der Stahloberfläche aufschmelzen.

Für die Beschichtung ist ferner die geringe Dicke der EP-Schicht günstig. Die Dicke beträgt 0,01 bis 0,1 mm, vorzugsweise 0,04 bis 0,06 mm, noch weiter bevorzugt 0,05 mm.

Bei der geringen Schichtdicke ist die Kräfteverteilung günstig. Das erweichte EP verläuft zu einer Schicht, ohne abzutropfen. Nicht einmal Tropfnasen sind bei geringer Schichtdicke zu befürchten. Das gilt besonders, wenn Siliziumdioxid eingebaut wird. Dabei kann es günstig sein, das Material in Form von Flocken aufzubringen.

Das erfindungsgemäße Material hat sehr vorteilhafte thixotrope Eigenschaften.

Es kommen auch andere Beschichtungsverfahren für das Ausbringen des EP-Pulvers in Betracht. Zu den anderen Beschichtungsverfahren gehört auch eine statische Aufladung der Stahlfläche und des Pulvers, so daß das Pulver aufgrund der Ladungskräfte an der gereinigten Stahlfläche haftet. Danach kann das Pulver durch die oben beschriebene Erwärmung zu einer Schicht verschmolzen werden.

Nach dem Aufschmelzen soll die EP-Schicht aushärten.

Die Aushärtung des EP erfolgt abhängig von der Materialbeschaffenheit. Das gilt zumindest für das EP-Material. Je nach EP-Material kann eine Glasübergangstemperatur von 55 bis 90 Grad Celsius maßgebend sein Darüber hinaus kann das Material der Schrumpfmuffe Berücksichtigung finden. Je nach Material hat die Schrumpfmuffe einen Erweichungspunkt, der zum Beispiel zwischen 111 und 160 Grad Celsius liegen kann. In Abhängigkeit von den beteiligten Materialien erfolgt die Aushärtung des EP. Die Aushärtetemperatur kann auch zwischen 130 und 200 Grad Celsius liegen. Bei geringerer Aushärtetemperatur ist eine längere Aushärtezeit vorgesehen. Je nach Temperatur kann die Aushärtezeit zum Beispiel 30 oder auch nur 5 min betragen.

Bei der Nachisolierung bedingt eine lange Aushärtezeit eine entsprechende Verweildauer der Mannschaft an der Nachisolierungsstelle.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Aushärtezeit verringert, um die Nachisolierungszeit und damit auch die Kosten zu verringern. Nach dem älteren Vorschlag wird durch Auswahl von EP mit höherer Glasübergangstemperatur und mit höherer Aushärtetemperatur eine wesentliche Verringerung der Aushärtezeit erreicht. Überraschender Weise kann die Aushärtezeit auf 20min, 10 min, 5min, sogar bis auf 2 min reduziert werden.

Die notwendige Erwärmung für die Aushärtung wird in gleicher Weise wie für die Verschmelzung aufgebracht werden.

Nach dem älteren Vorschlag wird wahlweise zusätzlich die Wärme der Schrumpfmuffe für die Aushärtung genutzt. Umgekehrt kann auch die Wärme der Rohrverbindung oder Abzweigung für den Schrumpfvorgang genutzt werden.

Zur Beinflussung der Aushärtung der EP-Schicht und/oder zur Beeinflussung des Schrumpfvorganges schließt sich der Schrumpfvorgang der Schrumpfmuffe vorzugsweise zeitlich möglichst dicht an die Bildung der EP-Schicht an. Dabei muß die Schrumpfmuffe nach Bildung der EP-Schicht über die Verbindungsstelle bzw. über die Abzweigstelle gezogen werden. Je nach Handhabung der Schrumpfmuffe kann es erforderlich werden, vor der Positionierung der Schrumpfmuffe zunächst eine ausreichende Festigkeit bzw. Eigenfestigkeit der EP-Schicht durch Abkühlung sicherzustellen, damit eine Berührung der Schrumpfmuffe keine Verletzung der EP-Schicht verursacht.

Nach der Positionierung der Schrumpfmuffe wird die Schrumpfmuffe auf Schrumpftemperatur erwärmt. Dabei ist es von Vorteil, die Muffe innen und außen zu erwärmen. Die Erwärmung von innen kann wahlweise mit Heißgas und/oder durch die noch warme EP-Schicht erfolgen. Es kommen auch andere Erwärmungsvorgänge in Betracht.

Die Schrumpftemperatur ist materialabhängig.

Die höhere Glasübergangstemperatur und die höhere Aushärtetemperatur sind bei dem EP von den Bausteinen/Bestandteilen des EP abhängig. Für harte EP-Schichten finden aromatische Dicarbonsäuren Verwendung. Für flexible EP-Schichten finden aliphatische Dicarbonsäuren Verwendung.

Günstig ist regelmäßig eine Stabilisierung des Makromoleküls. Dazu eignen sich besonders sekundäre Wasserstoffbrücken.

Die Glasübergangstemperatur ergibt sich als ein relativ geringes Temperatur-Intervall zwischen energieelastischem und entropieelastischem Verhalten. Die Übergangstemperatur dieser Veränderung ist die Veränderung des E-Moduls des Produktes und wird als Glasübergangstemperatur bezeichnet. Normalerweise liegt die Glasübergangstemperatur bei EP zwischen +20 und +40 Grad Celsius. In Sonderfällen liegt die Glasübergangstemperatur bei EP zwischen –100 und +100 Grad Celsius.

Wie oben beschrieben, kommt zusätzlich oder anstelle der EP-Schicht noch eine SiO₂-Schicht auf dem Rohr in Betracht. Vor allem die zusätzliche Schicht trägt erheblichem zum Konosionsschutz bei. Die SiO₂-Schicht ist praktisch Kohlendioxid-undurchlässig. Eine sonst befürchtete Korrosion Fe + O₂ + CO₂ + H₂O zu Fe₂O₃ wird verhindert. Hierdurch wird ein Korrosionsvorgang es Stahls im Eisen-Anteil vermieden und die Langzeitnutzung des Stahlrohrsystems auch unabhängig von Kathodenschutz wesentlich verlängert. Das Kohlendioxid als Korrosionspartner wird ausgeschlossen.

Es ist von Vorteil, als SiO₂ überwiegend α-Tridymit zu verwenden, welches in reiner Form bei 117 Grad Celsius schmilzt und sich in β-Tridymit umwandelt. Verunreinigungen des Tridymits führen zu einer Temperatur-Verschiebung, zumeist zu einer Erhöhung des Schmelzpunktes.

Durch Verwendung von Siliziumdioxid findet in dieser Schicht eine durch die Erwärmung eine Volumensvergrößerung statt, die den darüber liegenden Kunststoffmantel bzw. die Schrumpfmuffe unter zusätzlicher Spannung hält, so daß Hohlräume verhindert werden.

Darüber hinaus kann eine vorteilhafte Kombination durch Reaktion mit der EP-Schicht bei einer Temperatur im Bereich von 130 bis 180 Grad Celsius erreicht werden. Das Siliziumdioxid ist für jede Aushärtetemperatur geeignet.

Die Aufbringung des Siliziumdioxids kann wie die Aufbringung der EP-Schicht erfolgen. Günstig sind dabei Körnungen des Siliziumdioxids von 0,008 bis 0,03 mm.

Vorzugsweise werden das Siliziumdioxid und das Titandioxid im Pulver-Aufschmelzverfahren aufgebracht. Das Pulver wird vorzugsweise mit mindestens 50 Grad Celsius vorgetrocknet und vorgewärmt aufgetragen.

Vorteilhafterweise können die gleichen Vorrichtungen wie beim Aufbringen der EP-Schicht für das Aufbringen von Siliziumdioxid und für das Aufbringen von Titandioxid verwendet werden. Desgleichen ist von Vorteil, eine elektrostatische Aufladung anzuwenden, um eine Haftung der Partikel zu erreichen.

Die entstandene Siliziumschicht bewirkt eine wesentliche Verbesserung des bekannten Schichtenschutzes an Stahlrohren.

Günstig ist dabei die Einhaltung einer Dünnschicht, bei der die Adhäsionskräfte der Partikel groß genug sind, um sie an der Rohroberfläche zu halten.

Für die Wirkung der Dünnschichten ist auch maßgebend, welche Rauhigkeit die Oberfläche des Stahlrohres besitzt. Die Rauhigkeit kann in weiten Grenzen durch Stahlstrahlen der Rohroberfläche bei dessen Reinigung vor der Nachisolierung eingestellt werden. Die richtige Rauhigkeit für das jeweils verwendete Material kann mit einigen Versuchen eingestellt werden.

Siliziumdioxid ist in der Natur weitverbreitet und findet sich sowohl in kristallisierter wie auch in amorpher Form. Kristallisiert kommt es in drei verschiedenen Kristallarten vor: als Quarz, als Tridymit und als Cristobalit. Es wird unterschieden zwischen α-, β-, γ-Tridymit und α-, β-, γ-Cristobalit.

Die übliche Erscheinungsform ist dabei der Quarz.

α-Tridyrriit hat eine metastabile Form. Die Zusammenhänge sind in dem nachfolgenden Zustandsdiagramm für Siliziumdioxid dargestellt. Wahlweise lassen sich die unterschiedlichen Siliziumdioxide auch künstlich herstellen.

Die unterschiedlichen Vorkommen ermöglichen in einfacher Form eine Mischung von unterschiedlichem Siliziumdioxid.

Vorzugsweise ist eine Mischung aus Tridimit mit einem Umwandlungspunkt von 117 Grad Celsius und Cristobalit mit einem Umwandlungspunkt von 250 Grad Celsius vorgesehen. Im Falle des Auftragens auf der EP-Schicht bildet das Siliziumdioxid auf der Innenseite der Kleberschicht eine eigenständige in sich geschlossene Schicht.

Dem Aufschmelzen des Siliziumdioxids ist die Eigenwärme der Kleberschicht von mindestens 150 Grad Celsius und die Eigenwärme der anschließend aufgebrachten PE-Schicht von mindestens 165 Grad Celsius förderlich.

Bei der beschriebenen Siliziumdioxid-Mischung hat der Mischungsanteil mit dem Umwandlungspunkt von 117 Grad Celsius vorzugsweise einen Anteil von 95 bis 99Vol% an der gesamten Siliziumdioxid-Mischung. Die jeweils restlichen Vol% können durch das Siliziumdioxid mit dem Umwandlungspunkt von 250 Grad Celsius dargestellt werden. Dabei handelt es sich dann vorzugsweise um 5 bis 1 Vol% Cristobalit.

Jeder Mischungsanteil kann eine andere Korngröße bzw. ein anderes Kornband besitzen. Zum Beispiel kann der eine Mischungsanteil eine Korngröße von 0,008 bis 0,015 mm und der andere Mischungsanteil eine Korngröße von 0,015 bis 0,03 mm besitzen.

Die Schichtdicke einer erfindungsgemäße Siliziumschicht beträgt wahlweise 0,005 bis 0,02 mm.

Der Zustand des Siliziumdioxids in der Schicht ändert sich bei Erwärmung.

Bei einer Zustandsänderung mit Überschreitung eines höheren Umwandlungspunktes wird Energie aufgenommen und ggfs. gespeichert. Die Energie wird der Umgebungswärme oder einer elektrischen Ladung des Umfeldes entnommen. Dies wird im folgenden als höherer Zustand bezeichnet. Im höheren Zustand verbessern sich einige gewünschten Isolierungseigenschaften des Siliziumdioxids. Das heißt, unter Wärmebelastung und Strombelastung wird die Siliziumdioxidschicht noch besser, während sich herkömmliche Beschichtungen, die nur aus Thermoplasten bestehen, verschlechtern.

Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Isolierung nicht toxisch, so daß die Handhabung problemlos ist, desgleichen die Verlegung im Erdreich.

Auch beim Schweißen sind keine nachteiligen Folgen für die Rohrverleger oder für die Umwelt oder für das Stahlrohr zu erwarten, wenn die Siliziumdioxidschicht der Schweißwärme ganz oder teilweise ausgesetzt wird.

Die Siliziumdioxid bleibt bis zum Schmelzpunkt stabil, der bei reinem Siliziumdioxid bei 1700 Grad Celsius liegt.

Weitere Vorteile ergeben sich durch die Trocknung des Siliziumdioxids. Aufgrund entsprechenden Trocknungsgrades reduziert sich ein möglicher Volumenschrumpf. Vorzugsweise wird die Trocknung so weit getrieben, daß die Volumensvergrößerung bei einer Zustandsänderung bzw. Änderung der Konfigurationsstufe den Schrumpf stets überwiegt. Die Volumensvergrößerung erfolgt bei 117 bis 119 Grad Celsius und bei 200 bis 250 Grad Celsius Durch den vernachlässigbaren Schrumpf werden Spannungen vermieden.

Ganz besondere Vorteile ergeben sich gegenüber der Belastung der Isolierung aus Bremsströmen bzw. Streuströmen. Die Siliziumdioxidschicht hat nämlich eine ähnliche Dielektrizitätsgröße wie PE. Dadurch wird in dieser Hinsicht die bisherige Isolierung wesentlich gesteigert, wobei die Standzeit der Siliziumschicht wesentlich länger als die Standzeit von PE oder anderem Kunststoff ist.

Im Vergleich zu einem Schichtenschutz gemäß dem älteren Vorschlag nach der EP138289A2 ergeben sich mit einer Siliziumdioxid/Titandioxidschicht folgende Aushärtetemperaturen und Härtezeiten.

Für die Nachisolierung ist es von Vorteil, die Rohrenden mit der Nachisolierung auf größerer Länge zu überlappen. Das gilt besonders für geringere Aushärtetemperatur. Die Überlappung kann zum Beispiel 50 bis 300 mm Länge je Rohrende besitzen.

Die Schrumpfmuffe übergreift in der Isolierstellung beide miteinander verbundene Rohrenden. Dabei erstreckt sich die Schrumpfmuffe vorzugsweise bis über den beim Abisolieren stehen gebliebenen EP-Streifen auf die vom Abisolieren unberührte Rohrisolierung.

Die Anwendung der Schrumpfmuffe beschränkt sich bisher nur auf gerade Rohrverbindungen Für Abzweigungen gibt es keine Schrumpfmuffen.

Nach der Erfindung ist für Abzweigungen eine Schrumpfmuffe vorgesehen, welche zumindest teilweise der Abzweigung angepaßt ist. Die Anpassung kann verschieden erfolgen:
Wahlweise wird dabei eine Schrumpfmuffe verwendet, die entsprechend groß ist und an der Stelle der Abzweigung mit einer Öffnung versehen ist, so daß die Schrumpfmuffe über die Abzweigung gezogen werden kann und die Abzweigung nach dem Schrumpf durch das Loch hindurch ragt. Dadurch erleichtert sich die Isolierung schon wesentlich. An der Abzweigung kann in herkömmlicher Wicklung ein Anschluß der Isolierung an die Schrumpfmuffe erfolgen.

Die montierte Abzweigung kann danach gleichfalls mit einer als Schrumpfteil ausgebildeten Kappe oder dergleichen umschlossen werden.

Wahlweise wird eine T-förmige Schrumpfmuffe verwendet, die an der Stelle der Abzweigung nicht nur das Loch sondern zusätzlich einen der Abzweigung bzw. dem Anschweißfitting nachgebildeten Rohrstutzen aufweist. Die Schrumpfmuffe wird wie die zuvor erläuterte Schrumpfmuffe gehandhabt, kann aber sowohl die Erdgasleitung als auch die Abzweigung umschließen.

Wahlweise umfaßt die Schrumpfmuffe auch nur die Abzweigung. Dann kann in herkömmlicher Wicklung mit Isolierungsbändern ein Anschluß der Isolierung an das Leitungsrohr erfolgen.

Sofern die Abzweigung beim Neubau der Erdgasleitung geplant ist, kann die Schrumpfmuffe auf das entsprechend vorbereitete Stahlrohr der Erdgasleitung gezogen werden. In anderen Ausführungsformen wird die Schrumpfmuffe aus Teilen zusammengesetzt und/oder überlappend um das Stahlrohr verlegt.

Wie oben beschrieben, erfolgt die Vorbereitung der Erdgasleitung durch Einbringen einer Öffnung in die Stahlleitung und durch Anschweißen eines Stahlflansches für die Abzweigung. Vorzugsweise erfolgt vor dem Schweißen und nach dem Schweißen eine Reinigung der Schweißflächen. Eine vorteilhafte Reinigung erfolgt mit Stahlstrahlung. Die Stahlstrahlung unterscheidet sich von der Sandstrahlung durch die Verwendung von Stahlkugeln anstelle _von Sand.

Die Schrumpfmuffe wird anschließend über die Abzweigung und über die Schweißstellen gezogen und geschrumpft. Vorteilhaft ist, wenn die Schrumpfmuffe sich mit der Kunststoffisolierung überlappt. Das Überlappungsmaß beträgt vorzugsweise mindestens 10mm und vorzugsweise höchstens 50mm. Das Überlappungsmaß wird bei schräg verlaufenden oder bogenförmig verlaufenden Schnitten in der Kunststoffisolierung vom Schnittrand am Außenmantel an gerechnet.

Alternativ kann die Schrumpfmuffe vor dem Verschweißen über die Abzweigung geschoben werden. Zum Verschweißen der Rohrstöße werden die Enden der Schrumpfmuffe zurückgeschoben, um eine Beschädigung durch Schweißen zu verhindern. Nach dem Verschweißen können die Schrumpfenden wieder vorgeschoben werden und kann der Schrumpf beginnen.

Wahlweise ist auch ein Schweißen der Rohrenden unter der Schrumpfmuffe möglich. Dazu sind die Schrumpfmuffen dann mit Abstandshaltern oder Spreitzern versehen. Der Abstandshalter und Spreitzer gewährleistet während der Erwärmung der Schweißflächen einen ausreichenden Abstand der Schrumpfmuffe, um eine Beschädigung durch die Schweißwärme zu vermeiden. Günstig ist dabei eine Elektroschweißung, weil die Elektroschweißung sehr viel geringe Wärmebelastungen für die Umgebung frei setzt.

Die Schrumpfmuffen können einstückig sein oder aus einem oder mehreren Teilen zusammengesetzt werden.

Wahlweise können auch mehrere Schrumpfmuffen zu einer Gesamtschrumpfmuffe zusammengesetzt werden. Dabei ist vorzugsweise eine schlauchartige Schrumpfmuffe vorgesehen, die an der Erdgasleitung in Leitungslängsrichtung den gesamten Nachisolierungsbereich überdeckt. Vorzugsweise ist zusätzlich eine Überlappung der schlauchartigen Schrumpfmuffe mit der Kunststoffisolierung auf den Rohren vorgesehen. Die Überlappung beträgt vorzugsweise mindestens 10mm und vorzugsweise höchstens 50mm.

Im Bereich der Abzweigung ist die Schrumpfmuffe in der oben beschriebenen Form gelocht. Diese Schrumpfmuffe wirkt vorzugsweise mit einer weiteren topfartig ausgebildeten Schrumpfmuffe zusammen, die über den Anschlußflansch oder Anschlußstutzen der Abzweigung gezogen werden kann und mit der anderen Schrumpfmuffe verbunden werden kann. Dabei kann die topfartige Schrumpfmuffe einen Kragen besitzen, mit dem sie unter die andere Schrumpfmuffen greifen kann oder auf der anderen Schrumpfmuffe aufliegen kann.

Vorzugsweise findet eine Klebeverbindung zwischen der Schrumpfmuffe und der Erdgasleitung bzw. mit der Abzweigung statt. Der Kunststoff der Schrumpfmuffe kann so gewählt werden, daß ohne Hilfsmittel eine Klebefähigkeit, ggfs. erst nach Erwärmung eine Klebefähigkeit entwickelt.

Vorzugsweise ist die Schrumpfmuffe innenseitig mit einer Kleberschicht versehen. Es handelt sich um einen Schmelzkleber.

Die einstückige Ausbildung ist günstig für einen Neubau von Erdgasleitungen.

Bei nachträglichem Anbringen einer Abzweigung kann die Anbringung einer Schrumpfmuffe einfacher werden, wenn die Schrumpfmuffe aus einem oder mehreren Teilen um die Abzweigung herum zusammen gesetzt wird. Die Schrumpfmuffe kann an den Nahtstellen verschweißt oder verklebt oder auch mechanisch verbunden werden. Darüber hinaus ist es von Vorteil, eine Verklebung der Schrumpfmuffen oder von Schrumpfmuffenteilen mit dem Stahlleitungsrohr bzw. mit dessen Isolierung oder eine Verklebung mit der Abzweigung bzw. mit dessen Isolierung vorzusehen. Durch die Verklebung werden die Schrumpfmuffen schließend zur Anlage an die konosionsgefährdeten Flächen des Leitungsrohres gebracht. Dadurch wird die Luft an den Flächen des Leitungsrohres verdrängt, von der die Konosionsgefahr ausgeht.

Die Schrumpfmuffenteile können Schlauchstücke und/oder Manschetten und/oder Hauben und/Kappen und/oder Stutzen oder dergleichen sein.

Wahlweise werden die Schrumpfmuffen noch zusätzlich durch bekannte Klebestreifen gesichert.

Die Schrumpfmuffe besteht vorzugsweise aus Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP) oder einer Kunststoffmischung mit wesentlichen PE- und/oder PP-Mischungsanteilen. Das Polyethylen besitzt eine vorzugsweise eine Dichte von mindestens 0,926 Gramm pro Kubikzentimeter. Das gleiche gilt für die das Polypropylen.

Polyethylen hat in der Bundesrepublik Deutschland eine vorgeschriebene Mindestdicke von 1 mm im aufgeschrumpften Zustand und ist vorzugsweise an der Berührungsfläche mit dem Stahlrohr bzw. an der Berührungsfläche mit der Abzweigung verklebbar. In anderen Ländern finden sich andere Regelungen, denen die Dicke der Schrumpfmuffe angepaßt wird.

Wo keine Regelung besteht, ist vorzugsweise eine Mindestdicke von 1 mm vorgesehen.

Die Klebefähigkeit kann sich auf Schrumpfmuffenteile beschränken. Wahlweise ist nur der mit dem Anschlußflansch bzw. Anschlußstutzen korrespondierende Schrumpfmuffenteil klebefähig.

Bei der Klebung kann ein zusätzlicher Kleber zum Einsatz kommen. Vorzugsweise ist die Schrumpfmuffe aber selbst klebend, insbesondere nach Erwärmung auf Schrumpftemperatur. Die Erwärmung erfolgt wahlweise mit Warmluft. Die Warmluft kann elektrisch oder durch Verbrennung oder mit einer anderen Heizeinreichtung erzeugt werden. Vorzugsweise wird eine offene Flamme an der Kunststoffisolierung vermieden. Die Erwärmung kann auch durch Strahlung oder durch Berührung mit anderen Heizmitteln erzeugt werden.

Die Erwärmung wird vorzugsweise mit einer Temperaturanzeige kontrolliert. Besonders günstig sind Materialien, deren Farbe bei Erreichen der gewünschten Temperatur umschlägt.

Vorzugsweise werden dabei organische Farbstoffe mit Großmolekülen verwendet. Dem liegt folgender Vorgang zugrunde:
Bei Erreichen der Temperaturgrenze in Anwesenheit von Sauerstoff wird das Großmolekül gespalten. Es entsteht ein Substitutionsprodukt mit anderen Farben. Solche Temperaturgrenzen können z.B. bei 45 Grad Celsius oder 80 Grad Celsius liegen.

Die Farbänderungen erfolgen z.B. von gelb nach rot und violett oder von violett über grün nach gelb.

Solche organischen Farben sind wegen ihrer Instabilität sonst wirtschaftlich unbedeutend. Wahlweise findet eine instabile Farbschicht aus Anwendung, deren Instabilität bei 40 bis 80 Grad Celsius liegt.

Wahlweise besteht die instabile Farbschicht aus einem Polyisobuthylen. Je nach Beschaffenheit des Polyisobuthylens ist die Instabilitätstemperatur anders. Im wesentlichen ist dabei das Molekulargewicht (Mol-Gew) maßgebend. Das Molekulargewicht (auch als Molekularmasse bezeichnet) ist die Masse eines Moleküls, bezogen auf das Kohlenstoff-Isotop ¹²C. Vorzugsweise werden Mischungen mit mindestens einem Polyisobuthylen und einem Polyisobuthylen anderen Molekulargewichts verwendet. Dabei ist der Abstand beider Gewichte mindestens 10.000 D (Einheit Dalton), vorzugsweise mindestens 30.000 D und noch weiter bevorzugt mindestens 50.000 D. Dabei kann das eine Polyisobuthylen so gewählt werden, daß seine Instabilitätstemperatur unterhalb der Schrumpftemperatur liegt, während die andere Instabilitätstemperatur so ausgewählt werden kann, das seine Instabiltätstemperatur über der Schrumpftemperatur an der Grenze der Warmfestigkeit des PE liegt. Es kann auch ein Polyisobuthylen mit einer Instabilitätstemperatur gewählt werden, die anderen Funktionen genügt. Desgleichen kann eine Buthylkautschuk-Grundsubstanz als instabiler Farbträger verwendet werden.

Wahlweise kann die Farbschicht zugleich eine Klebeschicht bilden.

Im Schadensfall kann die Muffe geöffnet und kontrolliert werden, ob die erforderlichen Temperaturen eingehalten worden sind und ob eine ausreichende Dichtwirkung entstanden ist. Bei Leckagen hat der Luftsauerstoff Zutritt zu dem Schmelzkleber. Desgleichen ist bei mangelnder Spülung ein Restsauerstoff im Bereich des Schmelzklebers vorhanden und kann in Reaktion mit dem Sauerstoff eine Farbänderung entstehen, welche die Undichtigkeit anzeigt. Hier ist die Auslegung der Instabilitätstemperatur auf die Schrumpfungstemperatur bzw. auf die Temperatur des Spülgases zweckmäßig.

Zum Beispiel entsteht eine Farbschicht, die zugleich Klebeschicht ist, durch Zumischung von Hartparaffin und Balsamharz. Eine geeignete Mischung kann sowie folgt zusammengesetzt sein:
Polyisobuthylen (50.000 Mol.Gew) mit 30 bis 70 Gew%
Polyisobuthylen (10.000 Mol.Gew) mit 30 bis 55 Gew%
Hartparaffin (mit einem Schmelzpunkt von 80 Grad Celsius) mit 10 Gew%
Balsamharz (Kolophonium mit einem Schmelzpunkt von 105 Grad Celsius) mit 5 Gew%

Die oben beschriebenen Gew% beziehen sich auf die Gesamtmischung.

In der Mischung bildet das Hartparaffin ein Gleitmittel.

Das Balsamharz erhöht die Haftwirkung des Klebers.

Mit der oben beschriebenen Mischung lassen sich Haftwerte erreichen, wie sie in DIN-EN 10285 für einen 3-Schichtenschutz gefordert werden.

Es können auch Schrumpfmuffen mit Kaltklebefähigkeit eingesetzt werden. Dann fällt die Gefahr von Schäden aus übermäßiger Erwärmung weg.

Bei Kaltklebefähigkeit werden die Schrumpfmuffen vor dem Einsatz mit einer Trennfolie/Schutzfolie an den Klebeflächen versehen, die bei dem Einsatz entfernt wird.

Im übrigen ist beim Setzen der Schrumpfmuffen von Vorteil, wenn der Innenraum zwischen Schrumpfmuffen und Stahlrohr bzw. Abzweigung vor dem Schrumpf evakuiert und/oder während des Schrumpfes mit einem Gas inertisiert wird.

Bevorzugtes Inertisierungsmittel ist trockenes Stickstoffgas. Vorzugsweise wird die Luft mit dem Inertgas bzw. Schutzgas ausgespült.

Durch Evakuieren und/oder Spülen wird verhindert, daß die Schrumpfmuffe Korrosionspartner des Stahles einschließt. Korrosionsgefahr geht dabei besonders von Luft aus.

Zur Kontrolle ausreichender Spülung kann in das austretende Spülgas eine offene Flamme gehalten werden. Bei Erlöschen der Flamme kann von einer ausreichenden Spülung ausgegangen werden.

Wahlweise wird der oben beschriebene Spülvorgang mit der Erwärmung der Schrumpfmuffe kombiniert. Dazu wird das Spülgas vor dem Eindringen auf die Schrumpftemperatur erwärmt. Das kann z.B. mit Hilfe eines geeigneten, beheizten Wärmetauschers erfolgen, durch den das Spülgas hindurchgeleitet wird. Die Beheizung des Wärmetauschen kann wie oben beschrieben erfolgen.

Wahlweise wird die Schrumpfung gesteuert, so daß z.B. zuerst an den Muffenenden eine Schrumpfung einsetzt und die Schrumpfung sich dann zur Muffenmitte hin fortsetzt. Oder es wird die Schrumpfung so gesteuert, daß die Schrumpfung erst in der Muffenmitte einsetzt und sich dann zu den Muffenenden fortsetzt.

Oder es wird die Schrumpfung so gesteuert, daß sie an einem anderen Punkt einsetzt und sich in andere Richtungen fortsetzt.

Die Steuerung kann dadurch erleichtert werden, daß an der Schrumpfmuffe mehrere Zuleitungen und/oder mehrere Ableitungen für das erwärmte Spülgas vorgesehen sind, so daß das erwärmte Spülgas zunächst an den Stellen eingetragen werden kann, an denen der Schrumpfvorgang beginnen soll, und daß das erwärmte Spülmittel anschließend an den Stellen zugeleitet werden kann, an denen der Schrumpfvorgang mit Verzögerung einsetzen soll.

Günstig ist, wenn zu den verschiedenen Zuleitungen und/oder Ableitungen verschiedene Leitungen führen, in den Schieber angeordnet sind, mit denen eine schnelle und einfache Umleitung des erwärmten Spülgases stattfinden kann.

Die Steuerung des Schrumpfvorganges kann auch ganz oder teilweise durch unterschiedliche Erwärmung bzw. unterschiedlich warmes Spülgas bewirkt werden.

Bei einer Temperaturregelung an dem für die Erwärmung des Spülgases vorgesehenen Wärmetauscher kann die oben beschriebene Anwendung eines Temperaturanzeigers an der Schrumpfmuffe entbehrlich machen. Unabhängig davon behält das Farbmaterial als Dokumentation richtigen Schrumpfens eine wesentliche Bedeutung, wenn ein Farbmaterial verwendet wird, das nach Überschreiten der Instabilitätsgrenze nicht mehr die ursprüngliche Farbe annimmt, wenn es sich wieder abkühlt.

Zum Spülen sind entsprechende Eintrittsöffnung und Austrittsöffnungen an den Schrumpfmuffen vorgesehen. Die Öffnungen zum Spülen können an entfernten Stellen angeordnet sein. Die Öffnungen können auch in geringer Entfernung angeordnet werden. Vorzugsweise finden sich Eintrittsöffnung am untersten Umkehrpunkt bzw. an der Unterseite der Schrumpfmuffe und die Austrittsöffnungen am höchsten Einbaupunkt bzw. am Scheitel der Schrumpfmuffe. Soweit die Abzweigung den höchsten Punkt oder untersten Punkt bildet, ist dort eine Austrittsöffnung bzw. eine Eintrittsöffnung an der Schrumpfmuffe vorgesehen.

Bei liegender Abzweigung sind die Öffnungen wahlweise an dem zur Abzweigung gehörigen Schrumpfmuffenteil und/oder an dem zur Erdgasleitung gehörigen Schrumpfmuffenteil vorgesehen.

Günstig ist, wenn durch den Schrumpf der Schrumpfmuffe und wahlweise durch zusätzliches Andrücken der Schrumpfmuffen bzw. Schrumpfmuffenteile das eingeschlossene Gas ausgetrieben wird. Durch Evakuieren der Schrumpfmuffe bzw. durch Evakuieren des Zwischenraumes zwischen der Schrumpfmuffe und dem Leitungsrohr bzw. des Zwischenraumes zwischen der Schrumpfmuffe und der Abzweigung kann der aus anstehende Luftdruck zum Andrücken genutzt werden. Ein durch Unterdruck von 0,7 bis 0,9 bar entstehender äußerer Druck bewirkt eine sichere Anlage der Schrumpfmuffe an der Abzweigung.

Vorteilhafterweise kann die Dichtwirkung der Schrumpfmuffe, insbesondere die Dichtwirkung an den Manschetten/Stutzen-Enden der Schrumpfmuffe durch fortdauerndes Anliegen eines Unterdruckes kontrolliert werden. Dabei kann von einer ausreichenden Dichtwirkung ausgegangen werden, wenn der angeliegende Unterdruck sich ohne fortschreitende Saugung nicht mehr als ein zulässiges Maß verändert. Das zulässige Maß läßt sich mit wenigen Versuchen bestimmen.

Der Anschluß für die Spülgasleitung und/oder für das Evakuieren kann durch geeignete Rohrstutzen gebildet werden. Günstig sind Rohrstutzen an der Schrumpfmuffe, die eine Klemmverbindung oder auch eine Schraubverbindung erlauben. Solchermaßen vorbereitete Anschlüsse verkürzen die Arbeitszeit für die Schrumpfverbindung erheblich, so daß ihr baulicher Aufwand weit überkompensiert wird.

Für den Anschluß der Spülgasleitung können auch einfache Öffnungen an den Schrumpfmuffen vorgesehen sein. In die Öffnungen können die Spülgasleitungen gesteckt werden.

Desgleichen können die Evakuierungsleitungen mit geeigneten Öffnungen in den Schrumpfmuffen zusammen wirken.

Wahlweise handelt es sich bei den Öffnungen auch um Schlitze.

Nach dem Spülen und/oder Evakuieren werden die Stutzen, Öffnungen und dergleichen geschlossen, um ein Eindringen von Korrosionspartnern zu verhindern.

Bei den beschriebenen Stutzen läßt sich ein Verschluß ebenso leicht und schnell bewirken wie beim Anschluß der Leitungen.

Bei den Öffnungen, auch bei den Schlitzen, sind vorzugsweise geeignete Lappen an den Schrumpfmuffen vorgesehen, mit denen sich die Öffnungen abdecken lassen. Die Lappen werden dann auf den Öffnungen verklebt oder verschweißt.

Mit den Lappen und Schlitzen entsteht an den Schrumpfmuffen eine Bauweise, die einem Briefverschluß ähnlich ist.

Vorzugsweise werden die Stutzen und die Schlitze vor dem Schließen mit einem Dichtmittel gefüllt. Besonders geeignete Dichtmittel sind dabei Kleber.

Die Qualität und Wirtschaftlichkeit bestimmen die Nachisolierung. In dem Rahmen sind Dichte und Erweichungspunkt des gewählten PE- oder PP der Stahlrohrisolierung maßgebend. Das gleiche gilt für die Aushärtungstemperatur und Aushärtungszeit des ausgewählten EP(Epoxyharz)-Pulvers in der Anwendung. Die Qualität des EP-Pulvers in der Glasübergangstemperatur ist für den vorgesehenen Einsatz entscheidend bzw. bestimmt den Unterrostungsweg an Schnitt- oder Verletzungskanten im EP und den damit verbundenen Widerstand gegen Streuströme und den Boden-Chemie-Angriff.

Die Qualität der Nachisolierung bestimmt die Nutzungszeit des gesamten Rohrsystems.

Über der EP-Schicht liegen die weiteren Schichten PE-Kleber und PE/PP bzw. anderen Thermoplasten. Als andere Thermoplaste kommen z.B. LDPE (PE geringer Dichte), MDPE und HDPE (PE hoher Dichte) in Betracht.

Aus dem Gesamtsystem ergibt sich die Dichtungswirkung der Isolierung gegen Wasser, Sauerstoff und Kohlendioxid sowie gegen Mechanische Belastungen aus Erdbewegungen, Grundwasser und Verkehrslasten und Bemerkenswert ist der hohe Widerstand gegen Streuströme im Erdreich.

Die vorgeschlagenen Siliziumdioxidschichten und Titandioxidschichten bewirken ein hohes Dielektrikum.

Als besonders günstig haben sich EP-Pulver mit einem Aushärtungsbereich von 130 bis 200 Grad Celsius, vorzugsweise 160 bis 180 Grad Celsius, erwiesen. Die Aushärtungszeit verringert sich mit zunehmender Aushärtungstemperatur. Während bei 130 Grad Celsius noch mit 30 min Aushärtungszeit gerechnet werden kann, verringert sich die Aushärtungszeit bei 150 Grad Celsius Aushärtungstemperatur auf 10 min. Bei 160 Grad Celsius kann eine Aushärtungszeit von 5 min ausreichend sein, bei 180 Grad Celsius eine Aushärtungszeit von 2 min.

Die Nachisolierungslänge der Rohrverbindung beträgt bei obigen Beispielen vorzugsweise 100 mm bis 300 mm in axialer Richtung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
5 zeigt im Ausschnitt eine Erdgasleitung 200 aus Stahlrohr mit einer Kunststoffisolierung. Die Einzelheiten sind in 6 dargestellt. Dort ist das Stahlrohr mit 1 bezeichnet, die Kunststoffisolierung mit 3. Die Kunststoffisolierung 3 besteht aus einer Schicht 3a aus PE und aus einer Schicht 3b aus Epoxyharz (EP) innen am Stahl und einer Hartkleberschicht 3c.
7 zeigt eine Rohrstelle A für eine Abzweigung. Vor dem Abzweigen ist an dem Rohr an der Abzweigstelle A umlaufend auf einer Länge von 300m, beiderseits der Abzweigstelle 150mm, die Kunststoffisolierung mit einem Schrägschnitt unter einem Winkel von 30 Grad bis auf die EP-Schicht durchtrennt worden und abgeschält worden. Die Verfahrensweise entspricht der Verfahrensweise, wie sie in der EP 213061 beschrieben ist.
Anschließend ist die dadurch frei liegende EP-Schicht an jedem Rohrende auf einer Rohrlänge von jeweils 150mm entfernt worden.
Für eine Abzweigung wird auf die frei gelegten Rohrmantelflächen ein Rohrstutzen aufgeschweißt. Der Rohrstutzen hat einen Innendurchmesser nach DIN im Ausführungsbeispiel von 150 mm. In anderen Ausführungsbeispielen ist der Durchmesser kleiner als der Leitungsrohrdurchmesser.
Die dargestellten Schnittflächen des Rohrstutzens sind mit 5 und 6 bezeichnet. Die Schweißnähte besitzen dabei ausreichenden Abstand zur Kunststoffisolierung, um eine Beschädigung der Kunststoffisolierung zu verhindern. Die Situation ist im 8 dargestellt. Zugleich ist in 8 dargestellt, daß für die Abzweigung ein Loch bzw. Abgang zum Anschlußstutzen in das Leitungsrohr eingebrannt worden ist.
9 zeigt, daß beiderseits des Rohrstutzens Stulpen 7 und 8 aus schrumpffähigem PE auf die Rohr aufgeschoben worden sind. Das Aufschieben ist vor dem Verschweißen des Rohrstutzens und beim Verlegen des Rohres erfolgt. Vor dem Einschneiden und Abschälen der Kunststoffisolierung sind die Stulpen 7 und 8 in die Position beiderseits der Abzweigstelle gebracht worden. Nach dem Verschweißen des Rohrstutzens können die Stulpen 7 und 8 bis an die Wände 5 und 6 zurückgeschoben werden.
In der Stellung nach 9 werden die Stulpen 7 und 8 geschrumpft, so daß der Rohrstutzen von den Stulpen 7 und 8 eingeschlossen sind. Der Rohrstutzen ist mit einem Deckel versehen. Der Deckel ist mit einer Schrumpfhaube überzogen.
Der Deckel und der Rohrstutzen symbolisieren im Ausführungsbeispiel ein Abzweigung mit einem Ventil, wie es in 1 an einer Leitung 100 dargestellt ist.
Die Abzweigung besitzt einen Sattelflansch. Mit dem Sattelflansch ist die Abzweigung mit der Leitung 100 verschweißt.
2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel:
Nach 2 ist eine gelochter Schrumpfmuffe 3.1 für die Nachisolierung der Abzweigstelle eines Hausanschlusses an einer Erdgasleitung vorgesehen. Die Schrumpfmuffe 3.1 besitzt mechanische Abstandhalter 4.0 zum Stahlrohr hin. Die Abstandshalter erlauben ein Einschweißen eines Anschlußflansches 2.0 der Abzweigung ohne Beschädigung der Schrumpfmuffe 3.1.
Die Schrumpfmuffe 3.1 besitzt ein geschnittes Loch 1.1–1.2. Das geschnittene Loch 1.1–1.2 nimmt den Flansch 2.0 der Abzweigung für den Hausanschluß an der Erdgasleitung auf. Die Schrumpfmuffe 3.1 wird von den Abstandhaltern/Spreitzern von dem Stahlrohr im Abstand gehalten. Die Gesamtlänge der Nachisolierung beträgt im Ausführungsbeispiel 400 mm. Dabei findet im Ausführungsbeispiel eine Überlappung mit der Rohrisolierung statt. Die Überlappung beträgt im Ausführungsbeispiel 50 mm (1.1 bis 3.1). Die Überlappung bewirkt, daß die nach Patent Nr. EP 213061 entstandenen Schnittflächen der Rohrisolierung bei 15 und 15.1 überdeckte werden.
Der Flansch 2 wird mit einer weiteren Schrumpfmuffe 8 umgeben.
10 zeigt den Aufbau einer Kunststoffisolierung mit verschiedenen Schichten, woebie Siliziumdioxid und/oder Titandioxid optional an verschiedenen Stellen vorgesehen sind. Dabei ist mit 109 eine Wandung des Stahlrohres bezeichnet, mit 108 eine unmittelbare Schicht aus Siliziumdioxid auf dem Stahlrohr, mit 7 eine Schicht aus einer Mischung von Siliziumdioxid und EP, mit 6 die übliche Kleberschicht, mit 6 eine Siliziumschicht, mit 4 eine Schicht aus einer Mischung von Kleber und Siliziumdioxid, mit 3 eine herkömmliche Kleberschicht, mit 2 eine Schicht aus Siliziumdioxid und mit 1 eine herkömmliche PE-Schicht.
Bei der Nachisolierung wird wie folgt verfahren:

1. Das Stahlrohr 1.0 wird von der Korrosionsschutzisolierung aus Polyäthylen, aus Kleber und Epoxidgrundschicht 3.0 über ca. 300 mm Rohrlänge wegen auftretender Schweißwärme beim anschließenden Einschweißen eines Flansches für die Abzweigung entmantelt und mit Drahtbürsten gesäubert. Dabei wird im Ausführungsbeispieldas werkseitig erstellte Oberflächen-Strahlgebirge von ca. 0,05 mm mittlerer Rauhtiefe erhalten, d.h. die bei der Rohrherstellung entstandene Oberflächenrauhigkeit wird erhalten. Soweit die Rauhigkeit ganz oder teilweise verloren gegangen ist, ist ein Nachstrahlen zur Wiederherstellung der Rauhigkeit vorgesehen. Entstprechendes gilt, wenn die ursprüngliche Oberflächenrauhigkeit unzureichend hergestellt worden ist.
2. Der Entmantelungsvorgang beginnt an den Linien 1.1 und 1.2 bzw. 15 und 15.1 mit einem umlaufenden Schnitt, wie er im Patent EP 213061 beschrieben ist. Dabei darf die Epoxidharzgrundschicht nicht durchschnitten werden. Der Schnitt verläuft unter einem Winkel zur Rohrlängsachse, der kleiner oder gleich 30 Grad ist. Dabei handelt es sich um einen geometisch geformten, umlaufenden Schnitt oder aber um einen flach-auslaufenden Korbbogenschnitt unter einem gleichen Winkel. Der axiale Längsschnitt in der Abmantelungsfläche wird ebenso durchgeführt, ohne die Stahlrohroberfläche im gestrahlten Stahloberflächen-Gebirge des Rohres zu verändern.
3. Danach erfolgt die Durchtrennung des Leitungsrohres für den Hausanschlußrohr-Abgang, die Abzweigung.
4. Vor dem Verlegen des Stahlrohres wird die gelochte Schrumpfmanschette 3.1 auf das Rohr gestülpt/geschoben. Die Schrumpfmanschette dient dem Nachisolieren der Freifläche von den Linien 1.1 bis 1.2 bzw. 15 bis 15.1. Dort wird die Manschette 3.1 in Position gebracht und mit einem Spreitzwerkzeug 4.0 einseitig im Scheitel des Stahlrohres vor dem Anschweißen des Flansches 2.0 an dem Rohr 1.0 ein Abstand der Manschette zum Rohr gesichert. Dadurch wird verhindert, daß die Manschette beim Anschweißen des Flansches 2.0 an dem Rohr 1.0 verklebt oder verbrennt. Zusätzlich kann eine wärmedämmende Isolierkordel in dem Hohlraum zwischen der Manschette und dem Rohr um das Rohr gewickelt werden. Das schützt bei dem Verschweißen vor der Wärmebelastung und vor Funkenflug. Nach dem Verschweißen wird die Isolierkordel wieder entfernt.
5. Das Verschweißen erfolgt durch elektrische Rundschweißung des Flansches über dem Loch bzw. Abgang für die Abzweigung des Hausanschlusses. Beim Schweißen halten die Abstandshalter die Schrumpfmuffe in ausreichendem Abstand von den Schweißflächen, so daß dort keine unzulässige Wärmebelastung auftritt.
6. Nach dem Schweißen folgt die Abkühlung der Schweißnaht an der Luft und die Entgratung der Schweißnaht. Gleichzeitig wird die angrenzende Stahlrohroberfläche durch Bearbeitung mit einer Drahtbürste wieder aufgerauht, um den Schrumpfmuffen-Verklebungsvorgang in den Positionen 7.0 und 8.0 zwischen den Positionen 1.1 bis 9.0 und 1.2 bis 7.0 zu begünstigen. Ebenso wird die Verklebung des schrumpffähigen Formteile 8.0 durch Aufrauhung in der Endposition begünstigt.
7. Nach der Bearbeitung der zugänglichen Stahlrohroberfläche werden die Abstandshalter 4.0 zwischen den Positionen 3.1 und 5.0 sowie 3.1 und 4 entfernt, bevor die Verklebung der Flächen 1.1 bis 3.1 bzw. 1.2 bis 3.1 beginnt.
8. Die Verklebungen beginnen im Ausführungsbeispiel mit dem schrumpffähigen Formteil 8.0 als Schrumpftopf für den Flansch der Abzweigung in der Position 7.0. Erst dann wird die gelochte Schrumpfmuffe für das Stahlrohr positioniert.
9. wie oben beschrieben, ist der Formteil 8.0 auf den Flansch 2.0 der Abzweigung gestülpt und an den Flächen 7.0 und 9.0 auf der Schweißnaht und dem Stahlrohr durch Warmluftbeaufschlagung von außen aufgeschrumpft und aufgeklebt worden. Dabei ist das Formteil 8.0 selbst aktiv im Schrumpf und im Kleben. Alternativ wird die Wärme anders aufgebracht. Vorzugsweise wird die Wärme dabei elektrisch erzeugt. Dabei kann auf herkömmliche Erwärmung mittels Induktionsstrom zurückgegriffen werden. Vorzugsweise wird die Wärme mittels elektrisch betriebener Heizmatten und Heizmanschetten erzeugt.
10. Dann wird die Nachisolierung mit der weiteren Schrumpfmuffe am Stahlrohr fortgesetzt.
11. Die Übergänge der Schrumpfmuffe 3.1 auf dem Stahlrohr besitzen 50 mm Länge beidseitig von 1.1 bis 3.1 Ende. In dem Bereich sind die Stahlrohrflächen aufgebauht. Zum Aufrauhen reicht ein Schmirgelleinen. Das Aufrauhen begünstigt die Verklebung der Schrumpfmuffe 3.1.
12. Der Schrumpf wird nach Entfernen der Abstandshalter und nach Entfernen der Isolierkordel durch Erwärmung in Gang gesetzt. Die Erwärmung erfolgt im Bereich 1.1 bis 3.1 und auch im Bereich 1.2 bis 3.1 auf Schrumpftemperatur bis zum dicht schließenden Sitz auf diesen Flächen.
13. In der Position 9.0 wird durch mehrere Löcher in der Schrumpfmuffe der Abzweigung oberhalb der Verklebungsflächen am Umfang auf Stahlrohr trockenes Stickstoffgas zur Luftverdrängung eingespült. Das Stickstoffgas soll die Luft in dem Hohlraum zwischen dem Flansch 2.0 der Abzweigung und der Schrumpfmuffe 8.0 ersetzen. Die Luft soll dabei nach oben durch Ausgänge 10 an der Abzweigung entweichen. Stickstoffgas neigt weniger dazu durch die Abdichtung, insbesondere durch das Polyäthylen zu diffundieren als die anderen Bestandteile der Luft, nämlich als Kohlendioxid, Sauerstoff und Wasserdampf. Dadurch ist gewährleistet, daß das Stickstoffgas nicht ausdiffundiert und Luft eindiffundiert. Zugleich bildet das Stickstoffgas ein Inertmittel. Es schützt die Flächen des Stahlrohres vor der Korrosion.
14. Während des Spülvorganges/Luflverdrängungsvorganges wird an den Positionen 7.0 und 9.0 der Schrumpftopf von unten nach oben mittels Warmluft zum Schrumpfen und Andrücken von Hand und Verkleben gegeben, bis die letzte Luft in den oberen Ausgängen 10 entwichen ist. Alternativ kann die Wärme auch hier in gleicher Weise erzeugt werden, wie dies unter Ziff. 9 dargelegt ist.
15. Dann werden die oberen Luftausgänge 10 mit Bitumen-Oppannol Mischungen geschlossen.
16. Die Nachisolierung mit der gelochten Schrumpfmuffe setzt sich in der Befestigung in den beschriebenen Positionen auf dem Stahlrohr wie folgt fort:
17. Die Schrumpfmuffe auf dem Stahlrohr wird durch die Löcher 15.0 und 15.1 mit Stickstoffgas beaufschlagt. Dadurch wird im Raum 1.1 bis 9.0 und 1.3 bis 7.0 die Luft ausgespült, bis ein inertes Gasgemisch entstanden ist. Das inerte Gasgemisch ist dadurch gekennzeichnet, daß eine offene Flamme in dem Gasgemisch erlischt.
18. Nach der Inertisierung wird der Verklebungsvorgang der gelochten Schrumpfmuffe von Position 7.0 und 9.0 gleichzeitig von den Randzonen des Flansches aus eingeleitet und gleichzeitig die Räume zwischen 1.1 und 9.0 und 1.2 und 7.0 weiter durchspült und die zugehörigen Schrumpfmuffenaußenflächen durch Warmluft zum Schrumpfen und Verkleben gebracht, Position 14.
19. Bei Erreichen der Positionen 7.0 und 9.0 sowie den Positionen 15 und 15.1 wird durch Andrücken von Hand die letzte Spulgasmenge bzw. Inertgasmenge ggfs. auch die letzten wesentlichen Luftreste ausgedrückt und alle Positionen 7.0 und 9.0 und 15 und 15.1 verschlossen, wie in Position 13 auch die Position 17.
20. Beidseitig im Nachisolierungsbereich ist mit der bestehenden Isolierung am Stahlrohr eine Überlappung vorgesehen. Das betrifft die Bereiche zwischen den Isolierpunkten 3.1 zu 3.1 am Stahlrohr 1.0, ebenso dort zwischen 15.0 und 15.1 sowie zwischen den Punkten 7.0 und 9.0 bis zu den Punkten 10.0 beidseitig am aufgesetzten Flansch 2. Dort ist eine 50%ig überlappende, selbstklebende PE-Folie mit einer Breite von 40 mm gewickelt. Die Foliendicke beträgt 0,25 mm Vorab darunter ist im Kreuzverband mit demselben Material schräg liegend über die Punkte 7.0 und 9.0 bis zu den Punkten 15.0 und 15.1 dieselbe Klebetechnik angewendet worden.
21. Die Wickeltechnik dient dem nochmaligen Verteilen von noch möglichen Gasresten unter der Isolierung. Das verringert die Konosionsmöglichkeiten. Durch die geschilderten Gesamtmaßnahmen werden im Übergang von Schrumpfmuffe/Kleber und Stahloberfläche überall gleichmäßige Verklebungsverhältnisse geschaffen, wobei die Schrumpfmuffe/Kleber entweder schließend auf dem Stahlrohr bzw. schließend auf der Abzweigung aufliegen, so daß dort keine Gasreste oder nur unschädliche Reste von Stickstoffgas verblieben sind. Wahlweise werden auch andere Schrumpfmuffen aus Kunststoff verwendet. In jedem Fall ist die Kunststoffschicht der Schrumpfmuffe mindestens 1 mm oder größer. Wie oben erläutert, ist als Kunststoff PE mit einer Dichte von mindestens 0,926 Gramm pro Kubikzentimeter vorgesehen. Anstelle von EP kommen auch PP und andere Thermoplaste in Betracht. Um dieser Kunststoffschicht einen bleibenden Halt zu geben ist ein Schmelzkleber als Haftkleber vorgesehen. Die Haftkleber sind an sich bekannt. Nachstehend wird eine Schrumpfmuffe beschrieben, die aus einem 2-Schichtenkörper und 3 Eingängen zum Eingeben von Stickstoffgas, zum Durchspülen vor dem Verkleben, besteht bzw. 3 Ausgänge im oberen Bereich zum Luft-Abgang oder zum Abgang von Luft/Stickstoff-Gasgemisch besitzt.
22. Die Funktion der 2 aufeinander liegenden Schmelzkleberschichten mit und ohne organischen Farbstoffen, die bei 2 verschiedenen Tempraturen mit Luftsauerstoff Reaktionen zeigen, etwa bei plus 40 Grad Celsius und/oder plus 80 Grad Celsius. Die 2 verschiedenen Farbänderungen zeigen bleibend bei Ausfall der Isolierung nach dem Aufschneiden der Schrumpfmuffe den Ablauf und das Entstehen des Fehlers an. So wird der Isolierungsfehler zuordnungsbar, ob Verfahrensfehler oder Nutzungsfehler.
23. Das zusätzliche Anwenden eines Vakuums zwischen Stahlfläche und Muffe dient dazu, die Luft abzusaugen und das Spülen des Innenraumes mit Stickstoffgas zu erleichtern. Zusätzlich wird beim Schrumpfen der Haftschutz erhöht. Hierbei werden erstmalig Haftwerte erreicht, die in der werkseitigen Isolierproduktion des 3-Schichtenschutzes nach DIN-EN 10285 gefordert werden.
24. Der oben beschriebene Haftkleber besteht vorzugsweise aus Polyisobuthylen mittleren Molekulargewichtes von etwa 50.000 D oder etwa 10.000 D oder aus Mischungen von Materialien dieser Molekulargewichte. Ferner besteht der Haftkleber aus Hartparafin zum besseren Gleiten (Verteilen) während der Herstellung der Schrumpfmuffe und während der Nutzung. Darüber hinaus ist Balsamharz ein Bestandteil des Haftklebers. Der Balsamharz dient der Erhöhung der Haftwirkung. Die Mischung kann die oben beschriebenen unterschiedlichen Anteile aufweisen. Im Ergebnis ist die erfindungsgemäße Schrumpfmuffe im Temperaturbereich von minus 30 Grad Celsius bis plus 50 Grad Celsius voll einsetzbar. Bei sorgfältiger Verarbeitung ist keine Kantenunterrostung der 3-Schichtenschutz-Enden auf dem Leitungsrohr zu fürchten. Die Kleberschicht hat vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,15 bis 0,25 mm und wird auf die Innenseite der Schrumpfmuffe aufgetragen und durch Wärmezuführung aktiviert. Die Wärmezuführung kann von außen und/oder von innen erfolgen, bevorzugt mit Warmluft bzw. erwärmtem Inertgas oder durch elektrische Beheizung. Durch die Erwärmung wird der Schmelzkleber plastifiziert und entwickelt der Schmelzkleber seine Haftwirkung.

In anderen Ausführungsbeispielen ist eine Schrumpfmuffe aus PP oder aus einem anderen Thermoplasten wie LDPE oder MDPE oder HDPE vorgesehen. Je nach Die Betriebsdaten sind in der nachfolgenden Aufstellung zusammengetragen.
Alle angegebenen Temperaturen können in den Ausführungsbeispielen um plus oder minus 5 Grad Celsius von den angegebenen Werten abweichen.
Die Glasübergangstemperatur ist in der 3 anhand von Thermoplasten und Duromeren dargestellt. Die Temperaturabhängigkeit ist anhand der Änderungen des E-Moduls mit zunehmender bzw. abnehmender Temperatur dargestellt.
Die 3 zeigt die Temperaturabhängigkeit für Thermoplaste und Duromere. Der Glasübergangsbereich bildet sich im Bereich b aus.
Die Glasübergangstemperatur Tg liegt dort, wo die beiden Kurven sich im Bereich b am nächsten kommen.
Im übrigen ist es günstig, wenn Rohre mit einer PE-Außenschicht mit oxidationshemmenden Stabilisatoren und mit einem Rußanteil verwendet werden. Die Isolierung dieser Rohre ist in sehr viel größerem Umfang UV-beständig, so daß übliche längere Lagerungen der Rohre der Isolierung wesentlich weniger schaden.

Claims

Nachisolierung von Stahlrohren und Stahlrohrverbindungen mit Kunststoff, insbesondere für Ergasleitungen, wobei thermoplastischer Kunststoff, bevorzugt Polyäthylen oder Polypropylen Verwendung findet, und zwischen dem Kunststoffmantel und dem Stahlrohr mindestens eine Schicht vorgesehen ist, die ganz oder teilweise aus Siliziumdioxid und/oder Titandioxid besteht.
Isolierung nach Anspruch 1, wobei vorzugsweise zwischen dem thermoplastischen Kunststoff und dem Stahlrohr mindestens noch eine EP-Schicht vorgesehen ist und vorzugsweise zwischen der EP-Schicht und dem thermoplastischen Kunststoff eine Kleberschicht vorgesehen ist, wobei die Isolierung sich ganz oder teilweise über die Länge der Rohre erstreckt, insbesondere die Rohrenden frei von Isolierung sind, vorzugsweise mit einem EP-Pulver mit a) einer Aushärtungstemperatur von 130 bis 200 Grad Celsius, vorzugsweise 160 bis 180 Grad Celsius, beträgt, wobei die Temperatur um plus oder minus 10%, vorzugsweise um plus oder minus 5%, von der angegebenen Temperatur abweichen kann und/oder b) einer Aushärtezeit von 2 bis 30 min, vorzugsweise 2 bis 5 min beträgt, wobei die Aushärtezeit um plus oder minus 10%, vorzugsweise um plus oder minus 5%, von der angegebenen Zeit abweichen kann und/oder c) einer Glasübergangstemperatur 55 bis 90 Grad Celsius, wobei die Temperatur um plus oder minus 10%, vorzugsweise um plus oder minus 5%, von der angegebenen Temperatur abweichen kann und/oder wobei die EP-Schicht und/oder die Kleberschicht und/oder das Material der Kunststoffmuffe einen Anteil an Siliziumdioxid und/oder Titandioxid besitzt und/oder unterhalb und/ober halb der EP-Schicht eine geschlossene Schicht aus Siliziumdixoxid und/oder Titandioxid vorgesehen ist und/oder unterhalb und/oder oberhalb der Kleberschicht eine geschlossene Schicht aus Siliziumdioxid und/oder Titandioxid vorgesehen ist.
Isolierung nach Anspruch 1, insbesondere für Rohrverbindungen, auch für Abzweigungen wobei vorzugsweise zwischen dem thermoplastischen Kunststoff und dem Stahlrohr mindestens noch eine EP-Schicht vorgesehen ist und vorzugsweise zwischen der EP-Schicht und dem thermoplastischen Kunststoff eine Kleberschicht vorgesehen ist, wobei die Isolierung sich ganz oder teilweise über die Länge der Rohre erstreckt, wobei Kunststoff isolierte Stahlrohre miteinander oder mit einem Abzweigungsstück verschweißt werden, wobei die Stahlrohre und/oder die Abzweigungsstücke an den Stoßstellen frei von der Isolierung sind oder die Isolierung dort entfernt wird wobei die Schweißstellen nach dem Schweißen gereinigt werden und eine Nachisolierung an den Schweißstellen erfolgt, wobei die Nachisolierung vorzugsweise durch Aufbringen einer EP-Schicht und durch Anwendung einer Schrumpfmuffe erfolgt, die durch Wärmeeinwirkung schrumpft und dabei die Rohrenden an der Außenseite der Kunststoffisolierung dicht umschließen, insbesondere mit einem EP-Pulver, d) mit einer Aushärtungstemperatur von 130 bis 200 Grad Celsius, vorzugsweise 160 bis 180 Grad Celsius, wobei die Temperatur um plus oder minus 10%, vorzugsweise um plus oder minus 5%, von der angegebenen Temperatur abweichen kann und/oder e) mit einer Aushärtezeit von 2 bis 30 min, vorzugsweise 2 bis 5 min, wobei die Aushärtezeit um plus oder minus 10%, vorzugsweise um plus oder minus 5%, von der angegebenen Zeit abweichen kann und/oder f) mi einer Glasübergangstemperatur von 55 bis 90 Grad Celsius beträgt, wobei die Temperatur um plus oder minus 10%, vorzugsweise um plus oder minus 5%, von der angegebenen Temperatur abweichen kann und/oder wobei vorzugsweise g) als Muffenmaterial LDPE mit einem Erweichungspunkt von 111 Grad Celsius verwendet wird, wobei die Temperatur um plus oder minus 10%, vorzugsweise um plus oder minus 5%, von der angegebenen Temperatur abweichen kann oder als Muffenmaterial MDPE mit einem Erweichungspunkt von 126 Grad Celsius verwendet wird, wobei die Temperatur um plus oder minus 10%, vorzugsweise um plus oder minus 5% von der angegebenen Temperatur abweichen kann oder als Muffenmaterial HDPE mit einem Erweichungspunkt von 130 Grad Celsius verwendet wird, wobei die Temperatur um plus oder minus 10%, vorzugsweise um plus oder minus 5% von der angegebenen Temperatur abweichen kann oder als Muffenmaterial PP mit einem Erweichungspunkt von 160 Grad Celsius verwendet wird, wobei die Temperatur um plus oder minus 10%, vorzugsweise um plus oder minus 5% von der angegebenen Temperatur abweichen kann oder als Muffenmaterial PE verwendet wird. und/oder die EP-Schicht und/oder die Kunststoffummantelung bzw. die Kunststoffmuffe einen Anteil an Siliziumdioxid und/oder Titandioxid besitzt.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumdioxid nach dem Auftragen unterschiedliche Zuständen aufweist.
Isolierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumdioxid in unterschiedlichen Zuständen aufgetragen wird oder nach dem Auftragen zu unterschiedlichen Reaktionen gebracht wird.
Isolierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Reaktionen durch Erwärmung erzwungen werden.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Siliziumdioxidmischung Tridymit und/oder Cristobalit vorkommt.
Isolierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliches Siliziumdioxid verwendet wird, wobei im Falle einer Erwärmung aus einem Tridymit-Bestandteil ab einer Umwandlungstemperatur von 117 Grad Celsius β-Tridymit und ab einer Umwandlungstemperatur von von 163 Grad Celsius γ-Tridymit entsteht und aus einem Cristobalit-Bestandteil ab einer Umwandlungstemperatur von 200 bis 250 Grad Celsius β-Cristobalit entsteht oder wobei im Falle einer Abkühlung eine Umwandlung in umgekehrter Richtung erfolgt und/oder daß Titandioxid in der Kristallform Rutil verwendet wird.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumdioxid mindestens zu 10%, vorzugsweise mindestens zu 30% und noch weiter bevorzugt zu mindestens 50% und höchst bevorzugt mindestens zu 70% aus α-Tridymit besteht.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Tridymit einen Anteil von 95Vol% bis 99Vol% und das Cristobalit einen von 5Vol% bis 1Vol%, bezogen auf die gesamte Siliziumdioxidmenge hat.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht mit Siliziumdioxid mit einer Dicke von 0,005 bis 0,02 mm.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge aus Siliziumdioxid und Titandioxid bis 20Vol% beträgt, vorzugsweise bis 15Vol% und noch weiter bevorzugt bis 12,5Vol% beträgt, bezogen auf die Menge aus EP und Siliziumdioxid und Titandioxid.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge aus Siliziumdioxid und Titandioxid mindestens 1Vol%, vorzugsweise mindestens 5Vol% und noch weiter bevozugt mindestens 7,5Vol% beträgt, bezogen auf die Menge aus EP und Siliziumdioxid.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Titandioxid höchstens 50Vol%, vorzugsweise höchstens 35Vol% beträgt, bezogen auf die Menge aus Siliziumdioxid und Titandioxid.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Titandioxid mindestens 10Vol%, vorzugsweise mindestens 20Vol% beträgt, bezogen auf die Menge aus Siliziumdioxid und Titandioxid.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumdioxid als Pulver mit einer Korngröße von 0,005 bis 0,03 mm verwendet wird, vorzugsweise in Mischungen mit unterschiedlichen Kornbändern verwendet wird, wobei der eine Mischungsanteil Korngrößen von 0,005 bis 0,015 mm und der andere Mischungsanteil Korngrößen von 0,015 bis 0,03 mm besitzt.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumdioxid-Schicht oder Titandioxidschicht zwischen der EP-Schicht und der Stahlrohroberfläche und/oder zwischen der Kunststoffummantelung und der Kleberschicht und/oder zwischen der Kleberschicht und der EP-Schicht vorgesehen ist oder daß anstelle der EP-Schicht eine Siliziumdioxid-Schicht und/oder eine Titandioxidschicht vorgesehen ist.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumdioxid nach dem Aushärten der EP-Schicht den Zustand durch Wärmeaufnahme ändert.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch eine Siliziumschicht und/oder Titandioxidschicht zur Verringerung der Elektrokorrision des Stahles im Erdreich durch Aufnahme der elektrischen Ladungen im Erdreich.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das EP und/oder das Siliziumdioxid pulverförmig auf die Beschichtungsfläche aufgebracht und aufgeschmolzen wird.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das EP und/oder das Siliziumdioxid aufgeblasen und/oder aufgestreut und/oder gegen das Rohr geschleudert wird und an der Stahlrohroberfläche verklebt wird
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß a) das Stahlrohr und das EP und/oder das Siliziumdioxid mit unterschiedlichen elektrischen Ladungen versehen werden, so daß das EP und/oder das Siliziumdioxid aufgrund der Ladungskräfte an der Stahlrohroberfläche haften und/oder b) die EP-Schicht und das Siliziumdioxid mit unterschiedlichen elektrischen Ladungen versehen werden, so daß das Siliziumdioxid aufgrund der Ladungskräfte an der EP-Schicht haftet oder umgekehrt und/oder c) die Kleberschicht und das Siliziumdioxid mit unterschiedlichen elektrischen Ladungen versehen werden, so daß das Siliziumdioxid aufgrund der Ladungskräfte an der Kleberschicht haftet oder umgekehrt
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die EP-Schicht und/oder die Siliziumdioxidschicht als Dünnschicht ausgeführt werden.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlrohroberfläche durch Stahlstrahlen auf eine Rauhigkeitstiefe gebracht wird, daß pulverförmiges EP oder pulverförmiges Siliziumdioxid an der Oberfläche haften.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsfläche erwärmt wird und/oder erwärmtes Pulver aufgetragen wird und/oder daß das Pulver mit einem erwärmten Trägermittel aufgetragen wird.
Isolierung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver mindestens eine Temperatur von 50 Grad Celsius besitzt.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß getrocknetes Siliziumdioxid und/oder Titandioxid verwendet wird.
Isolierung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumdioxid und/oder Titandioxid so weit getrocknet wird, daß der Schrumpf der Schicht aus Siliziumdioxid und Titandioxid durch dessen Volumensvergrößerung kompensiert wird, wobei die Trocknung vorzugsweise durch Erwärmung auf mindestens 117 Grad Celsius unmittelbar vor und bei dem Auftragen der Schicht erfolgt.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet durch einen mechanischen Auftrag der Beschichtungsmittel, insbesondere durch Verwendung von Trägergas zum Aufblasen von Beschichtungsmittel oder durch Verwendung von Schleudenädern pulverförmiger Beschichtungsmittel.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberschicht mit einer Eigentemperatur von mindestens 150 Grad Celsius und/oder die PE-Schicht mit mindestens einer Eigentemperatur von 165 Grad Celsius aufgetragen wird.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, gekennzeichnet durch eine Aushärtetemperatur von mindestens 130 Grad Celsius bei einer Härtezeit von höchstens 15min, vorzugsweise durch eine Aushärtetemperatur von mindestens 150 Grad Celsius bei einer Härtezeit von höchstens 10min und noch weiter bevorzugt durch eine Aushärtetemperatur von mindestens 180 Grad Celsius bei einer Härtezeit von höchstens 5min für die Nachisolierung.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, gekennzeichnet durch EP-Pulver mit einer Korngröße kleiner 0,3 mm, vorzugsweise einer Korngröße kleiner 0,1 mm und noch weiter bevorzugt einer minimalen Korngröße von 0,05 mm.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, gekennzeichnet durch Siliziumdioxidpulver mit einer Korngröße kleiner 0,02 mm, vorzugsweise einer Korngröße bis 0,01mm, noch weiter bevorzugt einer minimalen Korngröße von 0,005mm.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme der Schrumpfmuffen für die Aushärtung der EP-Schicht genutzt wird.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrumpfmuffen die Kunststoffisolierung überlappen, wobei das Überlappungsmaß vorzugsweise mindestens 10 mm und vorzugsweise höchstens 50mm beträgt und/oder die Schrumpfmuffen mit einer Kunststoffisolierung aus Polyäthylen kombiniert sind, deren Dichte mindestens 0,926 Gramm pro Kubikzentimeter und deren Dicke mindestens gleich 1 mm ist.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrumpfmuffen ganz oder teilweise unmittelbar oder mittelbar mit dem Stahlrohr und/oder der Abzweigung verklebt sind.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß a) Stahlrohre mit einem mehrschichtigen Isolierungsaufbau verwendet werden, wobei unmittelbar auf dem Stahlrohr eine EP-Schicht vorgesehen ist, und wobei die Isolierung an der Rohrverbindung und/oder der Abzweigung nur bis auf die EP-Schicht durchtrennt und abgeschält wird und daß die EP-Schicht in einem Überlappungsbereich der bisherigen Isolierung und der Schrumpfmuffe verbleibt, und b) eine an der Berührungsfläche selbst klebefähige Schrumpfmuffe oder an der Berührungsfläche selbst klebefähige Schrumpfmuffenteile verwendet werden.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 37, gekennzeichnet durch Schrumpfmuffen oder Schrumpfmuffenteile, die an den Berührungsflächen mit dem Rohr und/oder der Abzweigung bei Schrumpftemperatur klebefähig sind oder kalt klebefähig sind, wobei die kalt klebefähigen Berührungsflächen bis zur Schrumpfmuffenmontage mit einer Trennfolie oder Schutzfolie abgedeckt sind.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrumpfmuffe mit einer Temperaturanzeige versehen ist.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrumpfmuffen zur Temperaturanzeige zumindest teilweise mit einem chemischen oder organischen und temperaturinstabilen Farbstoff beschichtet ist, wobei der Temperaturinstabilitätspunkt unterhalb der Grenze der Warmfestigkeit der Schrumpfmuffen liegt und wobei der Farbstoff bei weitergehender Erwärmung seine Farbe ändert.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 40, gekennzeichnet durch einen Farbstoff an den Schrummpfmuffen, der unter Anwesenheit von Sauerstoff bei Erreichen des Temperaturinstabilitätspunktes seine Farbe ändert.
Isolierung nach Anspruch 39 oder 41, dadurch gekennzeichnet, daß die instabile Farbschicht an den Schrumpfmuffen nach der Farbänderung bei anschließender Abkühlung die Farbänderung behält
Isolierung nach einem der Ansprüche 39 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die instabile Farbschicht an den Schrumpfmuffen ein Polyisobuthylen ist.
Isolierung nach einem der Ansprüche 39 bis 43, gekennzeichnet durch mindestens zwei Polyisobuthylenmaterialien als instabile Farbschicht an den Schrumpfmuffen, die sich in ihrem Mol.Gew. voneinander unterscheiden, wobei der Unterschied mindestens 10.000 D, vorzugsweise mindestens 30.000 D und noch weiter bevorzugt mindestens 50.000 D beträgt.
Isolierung nach einem der Ansprüche 39 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Instabilitätstemperatur der Farbschicht an den Schrumpfmuffen auf die Grenze der Warmfestigkeit der vorzugsweise thermoplastischen Kunststoffisolierung und/oder auf die Schrumpftemperatur und/oder auf die Spülgastemperatur ausgelegt ist, wobei im Falle der Auslegung auf die Schrumpftemperatur oder auf die Spülgastemperatur eine Farbänderung bei vorhandenem Sauerstoff, insbesondere Luftsauerstoff vorgesehen ist.
Isolierung nach einem der Ansprüche 39 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht an den Schrumpfmuffen zugleich eine Kleberschicht an den Schrumpfmuffen bildet und/oder vorzugsweise eine Dicke von 0,15 mm bis 0,25 mm hat.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume zwischen Schrumpfmuffen und Stahlrohr vor dem Schrumpfen und/oder bei dem Schrumpfen evakuiert werden und/oder mit einem Inertgas, vorzugsweise mit getrocknetem Stickstoffgas, gefüllt oder gespült werden.
Isolierung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß durch Evakuierung der Schrumpfmuffen in dem Zwischenraum zwischen Leitungsrohr bzw. Abzweigung und Schrumpfmuffen vorzugsweise mindestens ein Unterdruck von 0,3 bar, noch weiter bevorzugt ein Unterdruck von mindestens 0,5 bar und höchst bevorzugt ein Unterdruck von mindestens 0,7bar erzeugt wird.
Isolierung nach einem der Ansprüche 39 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Schrumpfmuffen auf Schrumpftemperatur zusammen mit der Beaufschlagung der Schrumpfmuffen mit Spülgas erfolgt.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 49, gekennzeichnet durch Schrumpfmuffen aus PE oder PP oder einem anderen Thermoplasten wie LDPE oder MDPE oder HDPE.
Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappung an einem Rohrende bzw. an einer Abzweigung a) bei Verwendung von LDPE für die Schrumpfmuffe eine Länge von 300 mm besitzt, wobei die Länge um 40%, vorzugsweise um 20%, noch weiter bevorzugt um 10% von der angegebenen Länge abweichen kann b) bei Verwendung von MDPE für die Schrumpfmuffe eine Länge von 260 mm besitzt, wobei die Länge um 40%, vorzugsweise um 20%, noch weiter bevorzugt um 10% von der angegebenen Länge abweichen kann c) bei Verwendung von HDPE für die Schrumpfmuffe eine Länge von 220 mm besitzt, wobei die Länge um 40%, vorzugsweise um 20%, noch weiter bevorzugt um 10% von der angegebenen Länge abweichen kann d) bei Verwendung von PP für die Schrumpfmuffe eine Länge von 200 mm besitzt, wobei die Länge um 40%, vorzugsweise um 20%, noch weiter bevorzugt um 10% von der angegebenen Länge abweichen kann e) bei Verwendung von PE für die Schrumpfmuffe eine Länge von 100 mm besitzt, wobei die Länge um 40%, vorzugsweise um 20%, noch weiter bevorzugt um 10% von der angegebenen Länge abweichen kann