DE102004055559A1

DE102004055559A1 - Isolieren von Rohrleitungen aus Stahl

Info

Publication number: DE102004055559A1
Application number: DE102004055559A
Authority: DE
Inventors: Walter Stucke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-07-03
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2006-02-09

Abstract

Nach der Erfindung werden Stahlrohre für deren Isolierung an der Oberfläche von Wasser und öligen und fettigen Verschmutzungen befreit. Im Anschluß an die erfindungsgemäße Reinigung der Rohroberfläche ist es von Vorteil, eine Sperrschicht aufzutragen, bevor eine EP-Schicht erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft das Isolieren von 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 Korrosion beginnt jedoch schon bei der Rohrherstellung und bei der Zwischenlagerung der Rohre bis zu deren Isolieren.
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

a) kann für die Zeit bis zur Isolierung und/oder
b) für nach der Isolierung an den isolierungsfreien Rohrenden bis zu deren Verbindung

Für den Einsatz im Erdreich ist es üblich, Stahlrohre mit einer permanenten Isolierung zu versehen. Die Isolierungen sind jedoch aus unterschiedlichen Gründen häufig mangelhaft.
Die temporäre Korrosion erfolgt durch wieder zu entfernende Stoffe oder durch bestimmte Methoden, die bspw. in DIN 50902 festgelegt sind. Der temporäre Schutz soll eine befristete Wirkung entfalten. Die vorgesehene Wirkungsdauer ist sehr verschieden.
Die normale Lagerfrist für Anlagenteile liegt normalerweise maximal bei ein bis zwei Jahren.
Unter Umständen kommt auch eine längere Schutzdauer in Betracht.
Für die Qualität des temporären Korrosionsschutzes ist aber nicht nur entscheidend, in welchem Umfang der temporäre Schutz gewährleistet wird, sondern auch, ob und wie der temporäre Korrosionsschutz wieder entfernt werden kann. Ein nicht oder nicht ganz entfernbarer temporärer Korrosionsschutz kann unter Umständen die Qualität des anschließend aufzubringenden permanenten Schutzes wesentlich beeinträchtigen.
Für den temporären Korrosionsschutz finden in erster Linie Öle, Fette und Wachse Anwendung. Öle, Fette und Wachse sind leicht zu handhaben. Ihre Wirkung ist aber nicht immer gesichert. Durch Diffusions- oder Unterwandungsvorgänge können leicht aggressive Bestandteile aus der Atmosphäre an die Metalloberfläche gelungen. Die aggressiven Bestandteile können sein: Wasser, Wasserdampf, Sauerstoff, gasförmige Luftverunreinigungen.
Gelegentlich wird die Wirkung der Schutzöle durch Korrosionsinbitoren und anderen Stoffen erhöht. Als Inhibitoren werden vor allem Fettsäureamine eingesetzt, die sich auf Grund des Dipolmomentes der Amingruppe zur Metalloberfläche orientieren und die oben angegebenen Wirkungen polyfunktionell erfüllen. Zusätzlich können sie emulgierende Eigenschaften besitzen und dadurch der Korrosion entgegenwirken.
Die aufgetragenen Ölmassen betragen häufig 50 bis 70 Gramm pro Quadratmeter.
Die Öle werden durch Spritzen, Streichen oder Tauchen aufgebracht.
Die Viskosität der Öle bestimmt die Ablaufmenge des Öls.
Die Öle erfahren unter der Einwirkung von Licht, Sauerstoff, Temperatur und aus anderen Gründen eine Alterung, nach der sie nur schwer wieder zu entfernen sind.
Die alternativ zu den Ölen anwenendbaren Fette kommen gleichfälls mit verschiedenen Zumischungen vor. Die Zusätze können zum Beispiel sein: Ceresin, Mirkowachs und Montanwachs, Erdalkaliseifen. Mit den Fetten lassen sich im Vergleich zu den Schutzölen höhere Schichtdicken erzielen, zum Beispiel von 200 Gramm pro Quadratmeter und mehr. Das Fett wird wahlweise verflüssigt und dann wie Öl aufgetragen. Die Auftragsarten variieren in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Fettes und der Auftragstemperatur. Die alternativ zu den Ölen und Fetten vorkommenden Wachse bestehen vorwiegend aus Estern höherer einbasischer Carbonsäuren mit höheren, meist einwertigen Alkoholen. Regelmäßig findet sich in den Wachsen ein Anteil freier Säuren, freier Alkohole und Kohlenwasserstoffe (Paraffine). Die Wachse sind schwer verseifbar.
Wachse werden zumeist als Lösemittelhaltige Produkte eingesetzt.
Die Schichtdicke der Wachse kann beträgt beträgt 0,02 bis 0,04 mm.
Öle, Fette und Wachse können zusammen mit Entfeuchtungsmitteln und/oder Dampfinhibitoren Anwendung finden.
Entfeuchungsmittel sind zum Beispiel Kieselsäuregele. Die Kieselsäuregele adsorbieren die Feuchtigkeit. Das gilt nicht nur für Wasser sondern auch für andere Korrosionspartner. Das können auch Gase wie SO₂ und H₂S sein.
Die Dampfphaseninhibitoren können verschiede Stoffe sein, z.B Nitrite, Amine, aliphatische und aromatische Säuren. Zumeist müssen die Dampfinhibitoren auf die jeweils zu schützende Materialfläche abgestimmt werden.
Die Entfeuchtungsmittel und Dampfinhibitoren sind vor allem von Vorteil, wenn zusätzlich zu dem erläuterten Korrosionsschutz noch eine Umhüllung stattfindet.
Schon bei dem temporären Korrosionsschutz wird für das Entstehen als wesentliche Voraussetzung eine sorgfältig gereinigte Metalloberfläche angesehen.
Die Reinigung soll nach DIN EN ISO 12944-4 erfolgen. Dabei wird als unschädlich angesehen, wenn geringe Reste auf der Metalloberfläche verbleiben.
Bei der Rohrherstellung erfolgt eine zusätzliche Verschmutzung der Rohroberfläche durch die Druckwasserprüfung.
Vor der Druckwasserprüfung werden die Rohrenden plan gedreht, damit das Rohr mit der Prüfpresse dichtet. Bei dem Plandrehen werden die bearbeiteten Rohrflächen und das Werkzeug üblicherweise mit einer Öl-Wasser-Emulsion bespült.
Die Wasserdruckprüfung erfolgt mit einem Druck, der das Rohr bis nahe an die Streckgrenze beansprucht und deutlich über dem spätern Betriebsdruck liegt.
Als Druckmittel wird gleichfalls eine Öl-Wasser-Emulsion verwendet.
Das Verbinden der Rohrenden erfolgt durch Schweißen.
Um den beim Schweißen störenden losen Zunder zu entfernen, werden die Oberflächen und besonders die Schweißkanten des Schlitzrohres in einer Waschanlage mit Wasser unter hohem Druck gereinigt. Der Wasserdruck kann ohne weiteres 400 bar betragen. Durch den Wasserdruck soll der Zunder abgesprengt werden.
Stand der Technik für die permante 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 UV-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 seht 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 EP 1382896 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.

Nach einem älteren Vorschlag wird eine besondere Isolierung dadurch aufgebaut, daß 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.

Soweit im weiteren allein Siliziumdoxid angesprochen ist, so schließt daß eine Mischung mit Titandioxid und das Ersetzen von Siliziumdioxid durch Titandioxid ein.

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 Physikalischen-Chemie.

Im periodischen System gehören Silikate zur Gruppe IV.

Es bestehen keine Doppelbindungen zwischen -Si-Si-

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

Siliziumdioxid zeigt bei Energiezufuhr besondere unterschiedliche Reaktionen. Es bilden sich je nach Energiezustand Kettenstrukturen, Flächenstrukturen 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, Sauerstoff und Wasser, den bedeutenden Korrosionspartnern bei herkömmlich isolierten Erdgasrohrleitungen aus Stahl.

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 Epoxidharzschicht 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 Siliziumdioxid 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.

Dabei ist wichtig, ob die Beschichtung auf Großrohren oder auf Rohre kleineren Durchmessers Anwendung findet. Die Großrohre haben zum Teil Dicken bis 30 mm. Rohre kleineren Durchmessers haben zum Teil Dicken von weniger als 5 mm.

Die dickeren Großrohre haben nach der Erwärmung einen wesentlich größeren Wärmeinhalt als die dünneren Rohre. Bei einer Beschichtung mit Materialien, die auf Wärmeeinwirkung reagieren kann das von Vorteil oder von Nachteil sein. Von Nachteil sind übermäßige Erwärmungen. Solche Erwärmung kann entstehen, wenn eine Rohrverbindung bzw. Abzweigung durch Schweißung entsteht. Dann kann die Schweißhitze die angrenzenden Isolierungsbereiche übermäßig belasten. Eine übermäßige Erwärmung kann auch entstehen, wenn solche Rohre nach der Herstellung ohne ausreichende Kühlung isoliert werden. Wie an anderer Stelle erwähnt, liegt die Herstellungstemperatur der Rohre bei über 1000 Grad Celsius. Die zulässige Temperatur der EP-Schicht beträgt je nach Beschaffenheit und Einwirkungsdauer 210 bis 250 Grad Celsius.

Durch eine Schicht aus Siliziumdioxid oder Titandioxid wird vorteilhafterweise auch eine Wärmeisolierung geschaffen. Das EP kann durch die Sperrschicht aus Siliziumdioxid oder Titandioxid auch über längere Zeit gegen übermäßige Erwärmung geschützt werden.

Wahlweise kann mit Hilfe der Sperrschicht aus Siliziumdioxid oder Titandioxid auch die Aushärtung der EP-Schicht gesteuert werden. Dabei wird die Wärmeisolierung genutzt, um den Wärmefluß zu reduzieren und mit dem Wärmeinhalt der Rohre zumindest einen wesentlichen Teil, vorzugsweise ganz die notwendige Wärme für das Aushärten der EP-Schicht bereitzustellen.

Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Sperrschicht auch genutzt werden, um bei einer von außen vorgesehenen Erwärmung der EP-Schicht einen Wärmeverlust an das Stahlrohr zu verhindern.

Schließlich kann auch mit Hilfe der Sperrschicht die Wärmeverteilung vergleichmäßigt werden.

Außerdem kann es Einfluß haben, ob es sich um eine Neuisolierung oder um eine Nachisolierung handelt. Bei der Nachisolierung mit einer Schrumpfmuffe ist eine Schrumpfmuffe von Vorteil, welche innen mit einer Kleberschicht vorbereitet ist.

Bei der Neuisolierung wie auch 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/Partikel ein.

Bein Sandstrahlen oder Stahlstrahlen wird der Sand bzw. werden die Stahlpartikel gegen die Rohroberfläche geschleudert. Das kann mit einem Trägermittel wie Druckluft erfolgen. Das kann aber auch mit umlaufenden Schleuderrädern bewirkt werden.

Durch das Strahlen wird Schmutz von der Rohroberfläche abgesprengt.

Zugleich wird die Rohroberfläche aufgerauht.

Das Maß der Strahlung wird Sa bemessen. Bei Sa 2 ½ sind mit bloßem Auge auf der Oberfläche noch feine Spuren von Zunder mit geringer Schichtdicke von zum Beispiel 0,005 mm zu entdecken. Bei Sa 3 ergibt sich mit bloßem Auge eine rein metallische Oberfläche.

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 0,01mm 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 40 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 Neuisolierung von Stahlrohren wird vorzugsweise die Wärme aus der Rohrherstellung zum Aufschmelzen und Aushärten der EP-Schicht genutzt.

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.

Wahlweise findet beim Neuisolieren eine Erwärmung des EP ohne üblichen Wärmeinhalt der verwendeten Rohre statt. Damit geht zwar der Wärmeinhalt verloren. Es eröffnet sich aber die Möglichkeit zu einer Beschleunigung der Fertigung, weil für das Aufschmelzen und Aushärten der EP-Schicht mit zunehmender Aushärtungstemperatur die Aushärtungsdauer reduziert werden kann. Damit wird der Mehraufwand an Energie leicht überkompensiert.

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 Material hat sehr vorteilhafte thixotrope Eigenschaften.

Es kommen auch andere Beschichtungsverfahren für das Aufbringen 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 min betragen. Solche Aushärtezeiten sind aus der üblichen Herstellung neuer Rohre bekannt. Wie an anderer Stelle bereits ausgeführt, kann die durch Siliziumdioxid und/oder Titandioxid gebildete Sperrschicht dabei genutzt werden, um den Wärmeausgleich zu verbessern.

Die übliche Rohrisolierung erfolgt kontinuierlich. Dabei werden die genannten Aushärtezeiten von 30min aufgrund der Länge der Wärmebehandlungseinrichtungen und aufgrund des Verfahrens unproblematisch empfunden. Bei üblichem Verfahren ergeben sich genormte Eigenschaftswerte, welche einer Verfahrensänderung entgegenstehen.

Wie oben ausgeführt, hat das wärmetechnische Gründe, die unberücksichtigt bleiben können, wenn in der beschriebenen Weise die Aushärtetemperatur erhöht und die Aushärtezeit verringert werden.

Etwas anderes gilt auch für die Nachisolierung. Bei der Nachisolierung bedingt eine so lange Aushärtezeit eine entsprechende Verweildauer der Mannschaft an der Nachisolierungsstelle.

Wahlweise 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 Verringerung der Aushärtezeit ist auch unabhängig von der Frage der Nachisolierung für die Rohrisolierung von Vorteil, weil dadurch weniger Anlagevolumen für die Rohrisolierung erforderlich ist, weil auch weniger Energie für die Aushärtung eingebracht werden muß.

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 Korrosionsschutz bei. Die SiO₂-Schicht ist praktisch für Kohlendioxid, Sauerstoff und Wasser undurchlässig. Eine sonst befürchtete Korrosion Fe + O₂ + CO₂ + H₂O zu Fe₂O₃ wird verhindert. Hierdurch wird ein Korrosionsvorgang des Stahls im Eisen-Anteil vermieden und die Langzeitnutzung des Stahlrohrsystems auch unabhängig von Kathodenschutz wesentlich verlängert. Kohlendioxid, Sauerstoff und Wasser als Korrosionspartner werden ausgeschlossen.

Wie an anderer Stelle erläutert, verhindert eine zwischen der EP-Schicht und der Rohroberfläche vorgesehene Sperrschicht, dass ein an der Rohroberfläche verbliebenes FeO den Wasserstoff bindet, der für das Aushärten der EP-Schicht dort erforderlich ist. Das FeO hat wesentlich größere Bindungskräfte als das EP. Ohne die Sperrschicht würde verbliebenes FeO wesentliche Teile des für die EP-Schicht erforderlichen Wasserstoffs an sich ziehen.

Je nach Schichtdicke des FeO können ohne weiteres bis 10Gew% des für die EP-Schicht erforderlichen Wasserstoffs von dem FeO gebunden werden.

Selbst bei optisch ausreichender Reinigung der Rohroberflache kann noch ein substantieller Verlust an Wasserstoff entstehen. Das liegt daran, dass trotz sauberer Optik noch erhebliche FeO-Reste auf der Rohroberfläche sein können. Zum Teil sind die Reste gar nicht sichtbar, weil sie durch das Strahlen der Oberfläche in der Poren der Stahloberfläche eingeschlossen sind.

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

Wirtschaftlich kann die Verwendung von Siliziumdioxid in Form von Cristobalit von Vorteil sein.

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 physikalische 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 vorstehend beschriebenen Vorteile ergeben sich nicht nur bei der Nachisolierung sondern auch bei der Herstellung der Stahlrohre mit werksseitiger Isolierung der Stahlrohre, insbesondere in Ummantelungsformen.

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.

Wahlweise werden das Siliziumdioxid und das Titandioxid im Pulver-Aufschmelzverfahren aufgebracht. Dabei wird nicht das Siliziumdioxid oder Titandioxid aufgeschmolzen sondern ein Mischungsanteil, z.B. ein Schmelzkleber. Der Schmelzkleber wird durch Erwärmung aktiviert.

Wahlweise 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 weltverbreitet 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-Tridymit 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 Tridymit mit einem Umwandlungspunkt von 117 Grad Celsius und Cristobalit mit einem Umwandlungspunkt von 210 bis 250 Grad Celsius vorgesehen.

Wahlweise wird über die Schicht aus Siliziumdioxid eine Kleber-Schicht gelegt. Dann befindet sich die Siliziumdioxidschicht innenseitig der Kleber-Schicht.

Wahlweise wird die Siliziumdioxid-Schicht über die Kleberschicht gelegt.

Dann befindet sich die Siliziumdioxid-Schicht ausseitig an der Kleberschicht.

Sofern über diese letztgenannte Siliziumdioxid-Schicht eine EP-Schicht gelegt wird, befindet sich eine Siliziumdioxid-Schicht innenseitig der EP-Schicht.

Auch aussenseitig der EP-Schicht kann eine Siliziumdioxid-Schicht vorgesehen sein.

Dem Auftragen des Silizumdioxids 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 99Gew% an der gesamten Siliziumdioxid-Mischung. Die jeweils restlichen Gew% können durch das Siliziumdioxid mit dem Umwandlungspunkt von 250 Grad Celsius dargestellt werden. Dabei handelt es sich dann vorzugsweise um 5 bis 1Gew% 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 der beschriebenen Siliziumdioxidschicht 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.

Überdies bildet die Siliziumdioxidschicht eine Schutzschicht und einen Wärmeausgleich, wie an anderer Stelle erläutert.

Vorteilhafterweise ist die beschriebene 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 Volumensschrumpf. 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 210 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.

Auch der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Isolierung der Stahlrohre zu verbessern. Dabei geht die Erfindung einen anderen Weg, indem zusätzlich oder anstelle der vorbeschriebenen Maßnahmen die Rohroberfläche verbessert wird.

Die Erfindung geht davon aus, dass die bisherigen Isolierungen, insbesondere der 3-Schichtenschutz mit Epoxidharzgrundschicht zwar normgerecht sind, dass aber die Normung an den Problemen der Rohrherstellung und Rohrisolierung zum Teil vorbeigeht.

Dabei hat die Erfindung erkannt, daß nach der Bearbeitung der Rohre mit ölhaltigen Emulsionen oder anderen fetthaltigen Mitteln der auch mit Korrosionsschutzmitteln wie Magnesiumstearat erhebliche Rückstände verbleiben.

Die Erfindung hat auch erkannt, dass die Beaufschlagung mit Druckwasser zu einer erheblichen Verfestigung der Rohroberfläche führt.

Die Erfindung hat auch erkannt, dass die mechanische Belastung der Rohroberfläche beim Drucksprüfen und beim Druckwasser-Reinigen eine Veränderung der Korngrenzen verursacht. Es verändern sich die Poren in bzw. zwischen den Korngrenzen.

Des Weiteren hat die Erfindung erkannt, dass Wasser und Öl in den Poren bleiben.

Die Erfindung hat weiterhin erkannt, dass die Rückstände bei anschließendem Aufrauhen der Rohroberfläche durch Strahlen mit Strahlmittel die Rückstände stören. Zum Teil verhindern die Rückstände die gewünschte Rauhigkeit, zum Teil bleiben die Rückstände in den Materialporen, zum Teil sammeln sich die Rückstände in dem Strahlmittel, so daß die Wirksamkeit der Strahlmittel nachläßt.

Es ist üblich, die Rohroberflächen so lange zu bestrahlen, bis etwa eine Rauhigkeit von 0,1 mm entsteht. Dabei entsteht eine äußerlich saubere Rohroberfläche.

Die Erfindung hat erkannt, dass die Aufrauhung zu stark ist. Die Qualität einer anschließend auf die Rohroberfläche gebrachte EP-Schicht hängt davon ab, ob die Schicht ausreichend dünn ist. Die optimale Dicke der EP-Schicht liegt zwischen 0,01 bis 0,1 mm, vorzugsweise, bei 0,04 bis 0,06 mm, noch weiter bevorzugt bei 0,05 mm. Je größer die Rauhigkeit der Rohroberfläche ist, desto größer muß die Schichtdicke des EP werden, um eine notwendige Überdeckung an den Spitzen des Gebirges zu bewirken. Mit Spitzen des Gebirges werden die vorstehenden Materialspitzen der Rohroberfläche bezeichnet.

Außerdem reduzieren die Emulsionsreste in den Poren(Vertiefungen) der Rohroberfläche die Haftung der permanenten Isolierung auf der Rohroberfläche.

Nach der Erfindung wird eine wesentliche Verbesserung der Rohroberfläche dadurch erreicht, daß die Rückstände durch Wärmebehandlung auf der Rohroberfläche verdampft und/oder verkrackt werden. Anschließend lassen sich die so behandelten Rückstände leicht von der Rohroberfläche lösen. Das Lösen kann mechanisch erfolgen, z.B. durch Bürsten. Wahlweise verbleiben die Rückstände auch in gebundener Form auf der Rohroberfläche.

Je stärker die Wärmebehandlung ist, desto schneller und vollständiger verdampfen bzw. verkracken die Rückstände. Vorzugsweise wird die Rohroberfläche auf eine Temperatur erwärmt, bei der die eingeschlossenen Rückstände innerhalb der Behandlungszeit verdampfen. Soweit es sich allein um Wasser handelt, ist vorzugsweise eine Temperatur von 95 Grad Celsius, vorzugsweise von 100 Grad Celsius vorgesehen. Bei Rückständen aus Öl-Wasser-Emulsion findet vorzugsweise eine Erwärmung auf die Temperatur statt, bei welcher der Ölanteil vergast. Für üblicherweise verwendete Öl-Wasser-Emulsionen ist das eine Temperatur von 250 Grad Celsius. Die Erwärmung weicht von der Verdampfungstemperatur vorzugsweise nicht mehr als 10 Grad Celsius, noch weitere bevorzugt nicht mehr als 10 Grad Celsius ab.

Die Erwärmung der Rohroberfläche kann durch Strahlung und/oder Berührung der Rohroberfläche mit dem Heizmittel bewirkt werden. Als Heizmittel kommen Heizgase in Betracht, desgleichen Heizstrahler. Die Heizgase und Heizstrahler werden im Abstand von der Rohroberfläche gehalten. Als Heizmittel kommen vorzugsweise Ringbrenner oder Durchlauföfen, aber auch Heizmatten in Betracht, die auf die Rohroberfläche gelegt werden. Die Ringbrenner umgeben jedes Rohr und Beaufschlagen die Rohroberfläche am gesamten Umfang mit einem Heizgas.

Die Durchlauföfen sind besonders ökonomisch, weil dort der Wärmeverlust sehr minimiert werden kann.

Wahlweise werden die Rohre nach der Erwärmung mit einem Unterdruck beaufschlagt. Der erfindungsgemäße Druck beträgt zum Beispiel 0,3 bis 0,5 bar. Der Unterdruck wird vorzugsweise in einer Entgasungskammer aufgebracht. In der Entgasungskammer können gleichzeitig auch mehrere Rohre behandelt werden. Günstig ist es, eine Entgasungskammer mit einer Eintrittsschleuse und mit einer Austrittsschleuse zu versehen. Der Schleusenbetrieb erlaubt die dauerhafte Aufrechterhaltung des gewünschten Unterdruckes in der Schleusenkammer. In den Schleusen findet der jeweilige Druckaufbau oder Druckabbau statt.

Die Entgasung verkürzt die Verdampfungszeit und ermöglicht eine besonders starke Reinigung der Poren. Bei Anwendung der Entgasung kann auch die Temperatur abgesenkt werden, weil der Verdampfungspunkt von dem jeweiligen Druck abhängig ist.

Obwohl das Porenvolumen verhältnismäßig gering ist und das eingeschlossene Volumen an Öl-Wasser nur verhältnismäßig gering sein kann, ergibt sich eine erhebliche Dampfmenge. Die Erfindung hat erkannt, dass die Wirkung dieser Dampfmengen auf eine übliche EP-Isolierung sehr zerstörerisch ist. Dabei tritt die. Zerstörung schleichend ein. In den ersten Tagen fällt die Zerstörung nicht auf Die Beständigkeit der Isolierung wird anhand eines Ein-Tages-Wertes bestimmt. Der Ein-Tages-Wert wird hochgerechnet.

Die Isolierung erfolgt nach der Wärmebehandlung.

Wahlweise erfolgt die Isolierung auch ohne Wärmebehandlung.

In jeder dieser Varianten ist es von Vorteil, bei der Isolierung zunächst eine Schicht aufzubringen, welche den aus den Poren austretende Dampf bzw. Restdampf auffängt bzw. das Durchdringen von Dampf zur EP-Schicht verhindert.

In einer weiteren Variante ist es Aufgabe dieser Schicht, frei werdenden Wasserstoff von der EP-Schicht an einer Berührung mit der Rohroberfläche zu hindern. Dies ist wichtig, wenn nach Erfindung mit FeO-Rückständen auf der Rohroberfläche gerechnet wird. Dann nämlich kommt es zu einer ferritischen Hydrolyse, d.h. zu einer anderen Bindung des Wasserstoffs. Der anders gebundene Wasserstoff fehlt dann für die Härtung des EP. Dabei entstehen FeO + H₂ = Fe + H₂O und/oder 7FeO + 7H₂O = 2Fe₂O₃ + 3Fe + H₂O oder
weitere Mischkristalle

Die Rohrfertigung erfolgt in allen Fertigungsvarianten unter erheblicher Erwärmung des verwendeten Stahles. In der Regel liegt die Stahltemperatur über 1000 Grad Celsius. Die Abkühlung der Rohre erfolgt in der Regel durch Beaufschlagung mit Wasser bzw. Wasserdampf. Ziel der Rohrfertigung ist dabei das Erreichen eines bestimmten Gefüges. Bei der Abkühlung der Rohre bildet sich an der Rohroberfläche zunächst FeO. Dann entsteht Fe₂O₃ und danach Fe₃O₄.

Als Sperrschicht bzw. als Absorptionsschicht/Adsorptionsschicht eignen sich offenporige Molekularsiebe. Die Molekularsiebe nehmen die austretenden Dämpfe, die Wasserdämpfe wie auch Öldämpfe in den Poren auf.

Andere Schichten binden die austretenden Dämpfe chemisch.

Weitere Schichten binden den austretenden Wasserdampf dadurch, dass Wassermoleküle im Kristallgitter eingebunden werden.

Nach der Erfindung finden vorzugsweise hydrophile-kolloidale Trockenschichten in Form von Kieselgel bzw. in der Form von Dikieselsäure (H₂Si₂O₅) Anwendung.

Günstig ist die Anwendung als Feinpulver mit molekularerer Blattstruktur.

Nach der Erfindung kann eine Schichtdicke von weniger als 0,01 mm, zum Beispiel von 0,005 bis 0,008 mm für die Absorption/Adsorption der austretenden Dämpfe ausreichend sein. Wahlweise wird das Material der Sperrschicht bzw. Absorptionsschicht/Adsorptionsschicht mit einem Haftvermittler aufgetragen. Als Haftvermittler eignet sich zum Beispiel Polyisobutylen, welches nach der Erfindung auch an anderer Stelle Anwendung finden kann. Das Polyisobutylen steht in verschiedenen Qualitäten zur Verfügung. Die Qualität von Oppanol B1 und/oder B3 ist geeignet, um zunächst die Haftung zu bewirken und um dann im Wege einer Erwärmung ausgetrieben werden zu können.

Diese erfindungsgemäße Schicht kann in gleicher Weise aufgetragen werden, wie das an anderer Stelle erläuterte Siliziumdioxid und/oder Titandioxid.

Die Wärmebehandlung kann vor oder nach dem Strahlen erfolgen.

Die Wärmebehandlung kann bei der Rohrherstellung oder bei der Rohrverlegung Anwendung finden.

Alternativ oder zusätzlich zur Wärmebehandlung kann die Rohroberfläche nach dem Strahlen mit Kaliumpermanganat behandelt werden.

Mit dem Kaliumpermanganat wird das Chromatieren ersetzt. Beim Chromatieren wird eine Chromverbindung mit 6facher Bindungswirkung aufgetragen. Diese Chromverbindung ist sehr giftig. Nach der Reaktion mit Stahl bzw. FeO reduziert sich zwar die Wertigkeit der Chromverbindung auf eine 3fache Wertigkeit. Nach der Reaktion ist die Chromverbindung ungiftig. Gleichwohl bleibt die hohe Anfangsgiftigkeit, welche die Anwendung der Chromatierung in der Bundesrepublik Deutschland bisher verhindert hat.

Das Kaliumpermanganat ist ungiftig. Das Kaliumpermanganat ist sogar als pharmazeutisches Mittel in der Anwendung. Mit Kaliumpermanganat wird der Stahl bzw. FeO oxidiert.

Das Kaliumpermanganat wird vorzugsweise in wässriger Lösung eingesetzt. Der Anteil des Kaliumpermanganats im Wasser beträgt vorzugsweise 1 bis 5Gew%, bezogen auf die Gesamtmenge aus Wasser und Kaliumpermanganat.

Von Vorteil für die Reaktion des Kaliumpermanganats bzw. für die Oxidation des Stahls bzw. des FeO ist eine über der Raumtemperatur liegende Temperatur der wässrigen Lösung. Vorzugsweise liegt die Temperatur zwischen 50 und 60 Grad Celsius. Auch Temperaturen bis 85 Grad Celsius sind möglich.

Die wässrige Lösung kann aufgesprüht oder aufgespritzt werden. Je nach Druck trägt das Spritzen zur Reinigung der Oberfläche bei.

Die ablaufende wässrige Lösung wird mechanisch gereinigt. Zum Beispiel wird der anfallende Schlamm mit geeigneten Filtern aus der Lösung abgeschieden. Danach kann die wässrige Lösung wieder auf die Rohroberfläche aufgegeben werden. Der Kreislauf der wässrigen Lösung wird mit einer geeigneten Pumpe bewirkt.

Wahlweise schließt wird das Ablaufen der wässrigen Lösung noch durch Bürsten unterstützt. Die Bürsten können im oder nach dem Aufschlagbereich der wässrigen Lösung angeordnet sein. Die Bürsten können stehend angeordnet oder bewegt sein.

Durch die erfindungsgemäße Reinigung verbleiben in den Poren der Rohroberfläche keine relevanten Rückstände. Die erfindungsgemäß gereinigte Oberfläche bietet eine verbesserte Voraussetzung für die permanente Isolierung.

Unter anderem kann eine geringere Strahlungstiefe von zum 0,05mm gewählt werden. Entsprechend geringer kann auch die Dicke der EP-Schicht gewählt werden.

Vorteilhaft ist, nach der Behandlung mit Kaliumpermanganat eine Mischung aus Polyisobutylen und Siliziumdioxid in der Form von Tridymit aufzutragen. Das Tridymit hat einen Konfigurationspunkt von 118 Grad Celsius.

In der Mischung kann auch Titandioxid in Pulverform mit ebenfalls vorhandener molekularer Blattstruktur enthalten sein.

Die Schichtdicke beträgt vorzugsweise weniger als 0,01 mm, zum Beispiel 0,008 mm. Das Polyisobutylen wird in der Ausführung Oppanol B der BASF aufgetragen. Die Palette der Oppanol B-Produkte umfaßt den ganzen Molekulargewichtsbereich von Oligomeren mit niedrigmolekulargewichtigen Produkten bis zu hochmolekularen Produkten. Die niedermolekularen Produkte sind ölige Flüssigkeiten, die mittelmolekularen sind zähe klebrige Massen. Vorzugsweise finden die niedermolekularen und mittelmolurgewichtige Produkte Anwendung. Dabei kommen vorzugsweise Tridymit-Anteile mit mehr als 50 Gew% zur Anwendung, bezogen auf die Gesamtmenge von Tridymit und Polyisobutylen. Günstige Verhältnisse ergeben sich bei einem Tridymit-Anteil von 80 bis 90 Gew%.

In der Polyisobutylenmenge hat das niedrigmolekulargewichte Produkt vorzugsweise einen Anteil von 75 bis 95 Gew%, das höhermolekulargewichtige Polyisobutylen einen Anteil von 2,5 bis 7,5Gew%. Wahlweise ist auch in der Polyisobutylen-Menge noch ein Zusatz eines Klebers, vorzugsweise Paraffin und Kollophonium vorgesehen. Die Menge Paraffinmenge beträgt dann vorzugsweise 2,5 bis 7,5Gew%, die von Kolophonium 2,5 bis 17,5Gew%, bezogen auf die Menge aus Polyisobutylen, Paraffin und Kolophonium.

Polyisobutylen zeichnet sich aus durch Beständigkeit gegen Alterung und gegen chemische Einwirkung sowie durch ihre Klebfreudigkeit aus. In der Mischung ist eine ausreichende Haftung des Silziumdioxids auf der Rohroberfläche gewährleistet.

Nach dem Tridymitauftrag ist eine Erwärmung der Rohroberfläche vorgesehen. Vorzugsweise findet eine Erwärmung auf 105 Grad Celsius ohne mechanische Belastung des Auftrages statt. Dazu eignet sich besonders eine induktive Erwärmung.

Durch die Erwärmung verflüchtigt sich das niedrigmolekulargewichte Polyisobutylen. Es verbleibt eine geschlossene Tridymit-Schicht auf der Rohroberfläche.

Auf die so entstandene Tridymit-Schicht kann ein Kleber aufgetragen werden. Wahlweise enthält auch der Kleber einen Tridymit-Anteil.

Auf den Kleber wird wahlweise eine PE-Schicht aufgetragen und bei jeweils günstiger Temperatur ausgehärtet. Diese Temperatur liegt vorzugsweise bei 165 bis 185 Grad Celsius. Der Kleber ist wahlweise ein Copolymer-Kleber, z.B. ein Butylkautschuk-Kleber.

Günstig kann auch die Verwendung von Paraffin in Mischung mit Kolophonium sein. Überraschenderweise hat diese Mischung eine vorteilhafte Klebewirkung.

Wahlweise werden das Siliziumdioxid und das Titandioxid im Pulver-Aufschmelzverfahren aufgebracht. Dabei ist kein Schmelzen des Siliziumdioxids oder Titandioxids sondern das Schmelzen eines anderen Mischungsanteiles vorgesehen. Der Mischungsanteil wird entsprechend dem Schmelzpunkt ausgewählt. Das Pulver wird vorzugsweise mit mindestens 50 Grad Celsius vorgetrocknet und vorgewärmt aufgetragen.

Im folgenden wird eine vorteilhafte Schichtenbildung aus Siliziumdioxid und/oder Titandioxid beschrieben. Soweit dabei nur Siliziumdioxid erwähnt ist, so schließt das grundsätzlich Zumischungsanteile von Titandioxid und auch eine vollständige Ersetzung von Siliziumdioxid durch Titandioxid ein. Die nachfolgend für die alleinige Anwendung von Siliziumdioxid gemachten Mengenangaben können dabei eine Änderung erfahren, die mit wenigen vergleichen Versuchen festgelegt werden kann.

Das Siliziumdioxid und/oder Titandioxid wird in Mischung mit einem Material aufgetragen, welches eine Klebewirkung hat. Wahlweise wird das Material ganz oder teilweise nach dem Auftragen durch eine Wärmebehandlung verflüchtigt. Ein solches Material ist zum Beispiel ein Isobutylen, insbesondere Polyisobutylen.

Die Klebewirkung kann durch Einmischung zusätzlicher Kleber, z. B. von Kolophonium bzw. Balsamharz verstärkt werden.

Wahlweise wird eine Mischung aus Polyisobutylen und Siliziumdioxid in der Form von Tridymit aufzutragen. Das Polyisobutylen wird in der Ausführung Oppanol B der BASF aufgetragen. Die Palette der Oppanol B-Produkte umfaßt den ganzen Molekulargewichtsbereich von Oligomeren von niedermolekulargewichtigen bis zu hochmolekulargewichtigen Produkten. Die niedermolekulargewichtigen Produkte sind ölige Flüssigkeiten, die mittelmolekulargewichtigen sind zähe klebrige Massen. Vorzugsweise finden die niedrigmolekulargewichtigen Polyisobutylenprodukte, die sich schon unter verhältnismäßig geringer Wärmeeinwirkung verflüchtigen, und höhermolekulargewichtige Polyisobutylenprodukte, die als Kleber verbleiben, Anwendung.

Dabei kommen vorzugsweise Siliziumdioxid-Anteile mit mehr als 50 Gew% zur Anwendung, bezogen auf die Gesamtmenge von Siliziumdioxid und Polyisobutylen. Günstige Verhältnisse ergeben sich bei einem Siliziumdioxid-Anteil von 80 bis 90 Gew%.

Von dem Rest der Auftragsmenge hat zum Beispiel das niedrigmolekulargewichtige Polyisobutylen einen Anteil bis 100Gew%, vorzugsweise mindestens einen Anteil von 50Gew%, noch weiter bevorzugt mindestens 60Gew% und höchst bevorzugt mindestens 70Gew%. Die vorstehenden Gew-Anteilangaben können die Mengen klebriger Polyisobutylen-Anteile einschließen. Das sind mittelmolekulargewichtige oder hochmolekulargewichte Polyisobutylene.

Wahlweise können auch sonstige klebrige Bestandteile dazugehören.

Vorzugsweise beträgt der Anteil klebriger Bestandteile an dem genannten Rest der Auftragsmenge mindestens 10Gew%, noch weiter bevorzugt mindestens 15Gew% und höchst bevorzugt mindestens 20Gew%.

Beispielsweise beträgt in der Menge an Polyisobutylen der niedrigmolekulargewichtige Anteil 75 bis 95Gew%, der mittelmolekulargewichtige Anteil 2,5 bis 7,5Gew%. Wahlweise ist auch irr dem Rest der Auftragsmenge noch ein Zusatz sonstiger Kleber enthalten, vorzugsweise Paraffin und Kolophonium bzw. Balsamharz. Die Menge Paraffinmenge beträgt dann vorzugsweise 2,5 bis 7,5Gew%, die von Kolophonium 2,5 bis 17,5Gew%, bezogen auf die Menge aus Polyisobutylen, Paraffin und Kolophonium.

Polyisobutylen zeichnet sich aus durch Beständigkeit gegen Alterung und gegen chemische Einwirkung sowie durch ihre Klebfreudigkeit aus. In der Mischung mit höhermolekulargewichtigem Polyisobutylen und ggfs. mit sonstigem Kleber ist eine ausreichende Haftung des Siliziumdioxids auf der Rohroberfläche gewährleistet.

Nach dem Polyisobutylenauftrag ist eine Erwärmung der Rohroberfläche vorgesehen. Vorzugsweise findet bei einem Tridymitauftrag eine Erwärmung auf 100 bis 110 Grad Celsius ohne mechanische Belastung des Auftrages statt. Dazu eignet sich besonders eine induktive Erwärmung der Rohroberfläche.

Durch die Erwärmung verflüchtigt sich das niedrigmolekulargewichtige Polyisobutylen. Es verbleibt eine geschlossene Siliziumdioxid-Schicht auf der Rohroberfläche. Diese Schicht enthält ggfs. mittelmolekulargewichtige Polyisobutylen-Bestandteile und andere Mischungsbestandteile, die sich nicht unter der Würmeeinwirkung verflüchtigen.

Auf die so entstandene Siliziumdioxid-Schicht kann ein weiterer Kleber als Schicht aufgetragen werden. Wahlweise handelt es sich um einen Kleber, wie er herkömmlich unter einer EP-Schicht verwendet wird. Es kommen auch diverse andere Kleber in Betracht. Wahlweise enthält auch der Kleber einen Zumischungsanteil aus Siliziumdioxid.

Auf den Kleber wird wahlweise eine PE-Schicht aufgetragen und bei jeweils günstiger Temperatur ausgehärtet. Diese Temperatur liegt vorzugsweise bei 165 bis l85 Grad Celsius. Der Kleber ist wahlweise ein Copolymer-Kleber, z.B. ein Butylkautschuk-Kleber.

Günstig kann auch die Verwendung von Paraffin in Mischung mit Kolophonium bzw. Balsamharz sein. Überrwaschenderweise hat diese Mischung eine vorteilhafte Klebewirkung.

Die PE-Schicht wird bei großen Rohren regelmäßig gewickelt.

Bei kleinen Rohren wird vorzugsweise nur Schlauch auf das Rohr gezogen bzw. ein das Rohr umgebender Schlauch erzeugt.

Obige Technik findet wahlweise bei der Herstellung der Rohre mit anschließender Isolierung Anwendung.

Die Technik kann aber auch beim oben beschriebenen Nachisolieren Anwendung finden. Die Nachisolierung ist notwendig, wenn Rohrenden miteinander verbunden werden oder Abzweigungen in Rohren gewünscht werden, desgleichen wenn Rohranschlüsse notwendig werden.

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.

Vorzugsweise wird die äußere Kunststoffschicht der Nachisolierung in Form einer Schrumpfmuffe aufgebracht.

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.

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 korrosionsgefährdeten Flächen des Leitungsrohres gebracht. Dadurch wird die Luft an den Flächen des Leitungsrohres verdrängt, von der die Korrosionsgefahr 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 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(Epoxidharz)-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 Aushartungszeit 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.

In der Zeichnung ist in 1 ein Stahlrohr 1 dargestellt.

Das Stahlrohr 1 dreht sich während der nachfolgend beschriebenen Behandlung und wird zugleich in axialer Richtung bewegt. Das Stahlrohr 1 ist in einer nicht dargestellten Station mit Drahtkorn gestrahlt worden. Die Strahlung dient zunächst der Entfernung des Zunders. Es bestand eine erhebliche Verzunderung, weil die Rohre aus der Fertigungshitze von mehr als 1000 Grad Celsius durch Beaufschlagung mit Wasserdampf abgekühlt worden sind. Die Reaktionen mit Sauerstoff und Wasserstoff sind im Schaubild nach 4 dargestellt.

Die entstehenden verschiedenen Zunderschichten sind in der 5 dargestellt.

Eine weitere Aufgabe der Strahlung ist die Erzeugung einer Oberflachenrauhigkeit von 0,05mm. In anderen Ausführungsbeispielen wird eine Oberflächenrauhigkeit von 0,03 bis 0,06, vorzugsweise von 0, 04 bis 0, 06 erzeugt. Die Oberflächenqalitat hat durch die Strahlung Sa 3 erreicht.

Durch die Wärmebehandlung, auch durch eine vorausgehende Beaufschlagung mit Druckwasser, hat sich die Gefügestruktur geändert. 2 zeigt die ursprüngliche Gefügestruktur. 3 zeigt die entstandene Gefügestruktur, die sich durch veränderte Korngrenzen sehr deutlich von der ursprünglichen Gefügestruktur unterscheidet. Gleichwohl bestehen zwischen den Korngrenzen noch Poren. In den Poren befinden sich Reste einer Öl-Wasseremulsion.

Das Rohr 1 bewegt sich durch eine ortsfeste Station 2, in der das Rohr 1 mit einer wässrigen Lösung von Kaliumpermanganat (KMnO₄) beaufschlagt wird. Der Anteil an Kuliumpermanganat beträgt 2,5Gew% von der Lösung. Das Rohr 2 und die Lösung sind so eingestellt, daß eine Berührungstemperatur von 50 bis 60 Grad Celsius besteht.

Dabei werden Öle und Fette, welche dem Rohr anhaften, oxidiert und mit der Lösung abgespült. Die ablaufende Lösung wird aufgefangen und im Kreis zurückgeführt. Der jeweils gewünschte Druck wird mit einer Pumpe erzeugt. Die Lösung wird bei der Rückführung gefiltert.

Unmittelbar nach Verlassen der Station 2 wird das Rohr 1 gebürstet.

In der Station 3 wird das Rohr mit einer Mischung aus Oppanol und Siliziumidioxid in der Farm von Tridymit beschichtet. Der Tridymit-Anteil in der Mischung beträgt 85Geb%.

In einer Station 4 findet eine induktive Erwärmung der Rohroberfläche auf 105 Grad Celsius statt, in anderen Ausführungsbeispielen auf 100 bis 110 Grad Celsius..

Dadurch verflüchtig sich der Polyisobutylen-Anteil und verbleibt eine geschlossene Siliziumdioxidschicht, im Ausführungsbeispiel mit einer Schichtdicke von 0,008 mm.

In der Station 5 wird ein herkömmlicher Kleber aus einem Copolymer aufgetragen. Danach findet eine Beschichtung mit PE statt. Die Beschichtung härtet bei einer Temperatur von 165 bis 185 Grad Celsius statt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zwischen den Stationen 4 und 5 eine weitere Station vorgesehen, in der ein Epoxidharz-Vorkondensat bei 210 Grad Celsius unter Abgang der Haftvermittler Oppanol B1 und B3 aufgetragen. Die Schichtdicke beträgt 0,05 bis 0,1 mm.

In einem dritten Ausführungsbeispiel ist noch dem EP-Auftrag und vor der Station 5 noch eine Station. vorgesehen, in der Cristobalt bei einer Temperatur von 210 Grad Celsius aufgetragen wird. Das Cristobalit hat einen Konfigurationspunkt bei 200 bis 250 Grad Celsius. Die Schichtdicke beträgt 0,016 mm. Der Auftrag erfolgt unter Druckausübung auf die EP-Vorkondensatschicht.

In einem vierten Ausführungsbeispiel wird das zu behandelnde Rohr zunächst mit einer Temperatur von mehr als 200 Grad Celsius mit einem stationär angeordneten Ringbrenner abgeflämmt. Das Rohr bewegt sich durch den Brenner.

Danach folgt ein Stahlstrahlen bei einer Temperatur zwischen 50 und 60 Grad Celsius.

An das Strahlen schließt sich der Auftrag von Kaliumpermanganat mit einer Temperatur von mehr als 150 Grad Celsius an. Der Auftrag erfolgt mit einer Ziehdüse; in anderen Ausführungsbeispielen mit einer schräg angestellten Walze. Bei drehendem und zugleich axial bewegtem Rohr ist eine Walze ausreichend. In anderen Ausführungsbeispielen sind zusätzliche Walzen vorgesehen.

An das Auftragen von Kaliumpermanganat schließt sich das Auftragen einer Schicht aus Siliziumdioxid und Polyisobutylen bei einer Temperatur von weniger als 120 Grad Celsius an.

Es folgt das Auftragen einer ersten Schicht aus EP und Siliziumdioxid und Polyisobutylen bei einer Temperatur von 210 Grad Celsius.

Dann folgt eine zweite Schicht aus EP und einem Copolimerisat-Kleber bei einer Temperatur von 210 Grad Celsius.

Schließlich wird noch eine Kleberschicht mit einer Temperatur von 165 Grad Celsius aufgetragen, bevor ein abschließender PE-Auftrag erfolgt.

Claims

Außenisolierung von Stahlrohren und Stahlrohrverbindungen mit Kunststoff, insbesondere für Erdgasleitungen, wobei thermoplastischer Kunststoff, bevorzugt Polyäthylen oder Polypropylen als Isolierung Verwendung findet, wobei zwischen dem Kunststoffmantel und dem Stahlrohr eine EP-Schicht und/oder eine Schicht aus Siliziumdioxid und/oder Titandioxid und/oder eine Kleberschicht vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß Öle und Fette und andere flüchtige Verschmutzungsbestandteile an der Rohroberfläche durch eine Wärmebehandlung verdampft und/oder mit einem Unterdruck beaufschlagt wird und/oder verkrackt werden und/oder eine Reinigung der Rohroberfläche auf mehr als Sa 2 ½ erfolgt und/oder die Rohroberfläche mit Kaliumpermanganat beaufschlagt werden und/oder auf die Rohroberfläche eine Sperrschicht oder Adsorptionsschicht oder Absorptionsschicht für austretende Dämpfe aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohroberfläche auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der Öl- und/oder Fettanteile verdampfen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erwärmung auf 250 Grad Celsius plus oder minius 20 Grad Celsius, vorzugsweise plus oder minus 10 Grad Celsius erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erwärmung der Rohroberfläche mit einer offenen Flamme oder in einem Durchlaufofen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung eines die Rohre umgebenden Ringbrenners.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Beaufschlagung der erwärmten Rohre mit einem Unterdruck in einer Entgasungskammer.
Verfahren Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Druck von 0,3 bis 0,5 bar.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Entgasungskammer mit einer Eingangsschleuse und einer Ausgangsschleuse.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Entgasung mehrerer Rohre.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaliumpermanganat in wässriger Lösung aufgetragen wird.
Verfachren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Lösung verwendet wir, bei der das Kaliumpermanganat in der Lösung einen Anteil von 1 bis 5Gew% und/oder eine Temperatur bis 85 Grad Celsius hat.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaliumpermanganat unter Druck gegen die Rohroberfläche gesprüht oder mit einer oder mehreren Walzen oder mit einer Ziehdüse aufgetragen wird oder aufgestrichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Pumpe mit einstellbaren Pumpendruck zur Förderung der Lösung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung im Kreislauf geführt wird und anfallende Schlämme aus dem Kreislauf herausgefiltert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohroberfläche nach der Wärmebehandlung und/oder Behandlung mit Kaliumpermanganat gebürstet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch eine Trocknung nach dem Auftrag von Kuliumpermanganat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf die vorbehandelte Rohroberfläche ein Absorptionsmittel oder Absorptionsmittel als Sperrschicht aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht aus einem Kieselgel oder aus Dikieselsäure aufgebracht wird oder eine Schicht aufgebracht wird, die ein Molekularsieb bildet..
Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch die Auftragung der Sperrschicht mit einem Haftvermittler.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftvermittler ein Polyisobutylen verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht mit einer Ziehdüse oder mit Walzen aufgebracht wird oder aufgesprüht wird oder aufgestrichen wird.