DE102017120349B3

DE102017120349B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung einer Rohrleitung

Info

Publication number: DE102017120349B3
Application number: DE102017120349.4A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schmelz
Original assignee: Dr Schmelz GmbH
Current assignee: Dr Schmelz GmbH
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2017-09-05
Publication date: 2019-02-14
Anticipated expiration: 2037-09-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung einer Rohrleitung (R), wobei der Rohrleitung (R) ein flüssiges Medium (M) zugeführt wird und dem flüssigen Medium (M) zur Durchspülung der Rohrleitung (R) zumindest ein Gas (G) zugeführt wird. Erfindungsgemäß wird ein zumindest anteilig mit Helium versetztes Gas (G) zugeführt, wobei ein Volumenstrom des flüssigen Mediums (M) zunächst gedrosselt zugeführt wird und anschließend zunehmend vergrößert wird und dass ein Volumenstrom des Gases (G) zunehmend gedrosselt wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung einer Rohrleitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Reinigung einer Rohrleitung.
Aus dem Stand der Technik ist ein Spülverfahren von beispielsweise Trinkwasseranlagen mittels Wasser und Sauerstoff bekannt.
Des Weiteren offenbart die DE 10 2010 039 385 A1 ein Verfahren und eine Einrichtung zur abschnittsweisen Reinigung, bei gleichzeitiger Desinfektion, von erdverlegten Rohrleitungen des öffentlichen Trinkwassernetzes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Reinigung einer Rohrleitung anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In dem Verfahren zur Reinigung einer Rohrleitung wird der Rohrleitung ein flüssiges Medium zugeführt, wobei dem flüssigen Medium, insbesondere Wasser, zur Durchspülung der Rohrleitung zumindest ein Gas zugeführt wird. Erfindungsgemäß wird ein zumindest anteilig mit Helium versetztes Gas zugeführt.
Mittels des Verfahrens können beispielsweise wasserführende Rohrleitungssysteme, insbesondere Trinkwasseranlagen oder andere flüssigkeitsfördernde Anlagen gereinigt werden. Insbesondere müssen Trinkwasseranlagen gemäß der Trinkwasserverordnung (TrinkwV 2001) einer Überwachungspflicht unterliegen. Dabei ist das Trinkwasser bis zum Hausanschluss in einem einwandfreien und für Lebewesen gefährdungsfreien Zustand von öffentlichen Versorgern bereitzustellen. Weiterhin kann das Verfahren indikativ, d. h. im Fall eines Nachweises von chemischen und/oder mikrobiologischen Abweichungen der Trinkwasseranlage oder präventiv, beispielsweise im Rahmen einer Wartung der Trinkwasseranlage im Fall eines ermittelten Anfalls kolloidaler Substanzen oder Korrosionsprodukten durchgeführt werden.
Beispielsweise ist das Gas vollständig aus Inertgas, insbesondere Helium und/oder aus einem anderen geeigneten Inertgas, gebildet. Dabei werden zur Durchspülung der Rohrleitung mittels des Heliums und des flüssigen Mediums Scherkräfte erzeugt. Diese Scherkräfte wirken insbesondere auf eine Innenoberfläche der Rohrleitung. Dabei werden die Scherkräfte aufgrund einer Dichtedifferenz zwischen dem flüssigen Medium, insbesondere Wasser und/oder Trinkwasser, und dem Gas, insbesondere Inertgas wie Helium und/oder einem Gasgemisch aus Helium und Stickstoff, erzeugt. Das Gasgemisch kann in einer Weiterbildung anteilig auch andere für das Verfahren geeignete Inertgase umfassen. Dabei sind das Inertgas und das Gasgemisch, beispielsweise umfassend Helium und Stickstoff, reaktionsträge Gase bzw. Gasgemische, sodass eine Verwendung solcher Gase bzw. Gasgemische ungefährlich ist.
Des Weiteren kann als flüssiges Medium alternativ oder zusätzlich eine Chlordioxid-Lösung verwendet und in die Rohrleitung eingebracht werden. Mittels der Chlordioxid-Lösung kann das Verfahren gleichzeitig zur Desinfektion der Rohrleitung in einem Arbeitsgang angewendet werden. Dabei ermöglicht das Verfahren insbesondere eine mechanische und chemische Sanierung einer Trinkwasseranlage.
Insbesondere wird das Gas pulsativ und dynamisch in die Rohrleitung eingebracht. Zum Beispiel basiert das Verfahren auf den sogenannten Bernoulli-Effekt, wodurch eine turbulente Strömung mittels Zugabe des flüssigen Mediums und des Gases erzeugt wird. Durch die pulsative und/oder dynamische Zugabe des Gases in einen Wasserstrom, insbesondere während eines Durchspülvorgangs, werden in intensiver Weise Ablagerungen, Schmutzpartikel, Korrosionsprodukte und Biofilmmaterialien, welche sich an der Innenoberfläche der Rohrleitung absetzen, beseitigt. Zudem können weitere Rückstände, welche eine Korrosion der Rohrleitung fördern und eine Hygiene der Rohrleitung beeinträchtigen, in einfacher und effektiver Weise beseitigt werden. Dazu zählen beispielsweise Beseitigungen von Spänen, Staubpartikeln, Flussmitteln, Loten, Dichtmitteln und sonstige Fremdmaterialien, beispielsweise in Neu- oder Altinstallationen. Zudem können weitere Beeinträchtigungen der Hygiene durch Biofilme, beispielsweise umfassend Bakterien, Pilze, beispielsweise Pseudomonas aeruginosa, Legionella pneumophila, beseitigt werden. Solche Biofilme entstehen beispielsweise durch einen nicht bestimmungsgemäßen Betrieb, wie zum Beispiel durch unzureichende Nutzung, saisonale Nutzung, Überdimensionierung des Rohrleitungssystems.
Mittels des Verfahrens ist eine einfache, effektive und weitestgehend schnelle Reinigung des Rohrleitungssystems ermöglicht, wodurch beispielsweise Färbungen und Trübungen und schädliche Korrosionsprodukte in Bestandsanlagen entfernt werden können. Die Bestandsanlagen sind beispielsweise aus verzinktem Stahl und/oder zum größten Teil aus Kupfer gebildet. Dabei können toxische Schwermetalle, wie Arsen und Blei aus Rotgusslegieungen und/oder Kupfer in Kupferinstallationen, im Trinkwasser auftreten. Aufgrund der Reinigung der Rohrleitungen mittels Gas, insbesondere Inertgas wie Helium oder in Form des Gasgemisches aus Helium und Stickstoff, können solche mikrobiologische Gefährdungen und toxikologisch bewertete Gefahren für Lebewesen beseitigt werden. Somit werden insbesondere eine Sicherheit zur Einnahme des Trinkwassers und Gewährleistung einer Gesundheit der Lebewesen weitestgehend ermöglicht. Darüber hinaus kann eine Anlagentechnik durch ein solches Reinigungsverfahren verbessert werden.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird zumindest ein anteilig mit Stickstoff versetztes Gas zugeführt. Beispielsweise ist das Gas ein Gasgemisch aus Helium und Stickstoff. Dabei umfasst das Gasgemisch beispielsweise einen Stickstoffanteil und/oder -konzentration von maximal 20 % (v/v). Das Gas, insbesondere das Inertgas, oder das Gasgemisch ist zum Beispiel im Wesentlichen nicht brennbar, leichter als Sauerstoff und/oder Luft, kompressibel und unter erhöhtem Druck weitestgehend wasserunlöslich. Weiterhin sind bzw. ist das Helium und/oder das Gasgemisch im Wesentlichen nicht toxisch und nicht reaktiv im Hinblick auf verwendeten Rohrleitungswerkstoffen, wie beispielsweise bestimmte Legierungen, Edelstahl, Metall und/oder Kunststoff wie Polyethylen (kurz: PE), Polyvinylchlorid (kurz: PVC/PVC-U) oder Polyamid (kurz: PA).
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird eine zumindest abschnittweise nicht horizontale Rohrleitung mit dem flüssigen Medium von oben nach unten und von dem Gas, beispielsweise seitlich oder von unten nach oben, durchströmt werden und in die Rohrleitung eingebracht werden. Insbesondere wird das Gas von unten nach oben im Gegenstromverfahren in die Rohrleitung mit einer vertikalen Steigleitung eingebracht. Zum Beispiel fördert eine retrograde Strömung von oben nach unten in vertikal ausgeführten Leitungssystemen die Reinigung, wodurch mittels der gleichzeitigen Zufuhr des flüssigen Mediums und des Gases Gasblasen entstehen und durch Abstrom des flüssigen Mediums nach unten und Aufstrom des Gases nach oben pendeln. Beispielsweise steigt das Gas, aufgrund der geringeren Dichte als die der Luft, forciert in der Anlage auf, während die Spülung beispielsweise mittels Wassers und/oder Trinkwassers nach unten, beispielsweise von einer terminalen Entnahmestelle Richtung Hausanschluss im Keller, strömt.
In einer Weiterbildung kann das Verfahren auch bei im Wesentlichen horizontal ausgebildeten Rohrleitungen angewendet werden. Dabei werden das flüssige Medium in Durchgangsrichtung in die Rohrleitung eingebracht und das Gas insbesondere von unten nach oben oder von oben nach unten, insbesondere seitlich der Durchgangsrichtung, in die Rohrleitung eingebracht.
Des Weiteren werden das flüssige Medium insbesondere in einer oberen Stelle, wie zum Beispiel einem Zulauf und/oder einer Entnahmestelle, der Rohrleitung zugeführt und das Gas in einer unteren und/oder der Zulaufstelle des flüssigen Mediums nachgeordneten Stelle und/oder eines weiteren Zulaufs der Rohrleitung zugeführt. Dadurch können insbesondere bereits installierte und vorhandene Zulauf-, Entnahme- und/oder Ablaufstellen des Rohrleitungssystems zur Reinigung der Rohrleitung verwendet werden. Insbesondere ermöglicht diese Anwendung eine Kosten- und Zeitersparnis.
In einer Weiterbildung können zur Zuführung zumindest des Gases Wohnungsabstellerventile, Eckventile von Armaturen oder Armaturen selbst nach Montage bestimmter Übergangsstücke verwendet werden. Der Abstrom erfolgt durch eine Trennung einer Versorgungsleitung, beispielsweise nach einem Verbrauchszähler und Ableitung des Wassers mit freier Auslaufstrecke in ein Abwassersystem.
In einer möglichen Ausbildung des Verfahrens wird ein Volumenstrom des flüssigen Mediums zunächst gedrosselt zugeführt und anschließend zunehmend vergrößert. Durch die Vermischung zweier Medien mit sehr unterschiedlichen Dichten werden insbesondere unterschiedlich große Scherkräfte und turbulente Strömungen erzeugt, die auf die Innenoberfläche der Rohrleitung wirken. Auch bei langsamen Volumenstrom und/oder langsamer Strömungsgeschwindigkeit der Medien, beispielsweise kleiner als 3 m/s, ist die Erzeugung der turbulenten Strömung, insbesondere unabhängig eines Rohrdurchmessers, möglich.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass ein Volumenstrom des Gases, welches zunächst nicht gedrosselt, also beispielsweise mittels eines voll aufgedrehten Ventils in die Rohrleitung eingebracht wird, zunehmend gedrosselt wird. Zur Erhöhung der Scherkräfte werden zumindest ein Volumenstrom des flüssigen Mediums und ein Volumenstrom des Gases beeinflusst. Insbesondere führen die erzeugten Scherkräfte zu einer mechanischen Lösung, beispielsweise Mobilisierung, von ortsständigen Korrosionsprodukten und innerhalb der Rohrleitung befindlichen Biofilmbestandteilen oder anderen Verschmutzungsarten innerhalb der Rohrleitung. Insbesondere wird eine schonende Reinigung erzielt. Zum Beispiel kann ein mobilisierter Anteil einer Innenkorrosion der Rohrleitung weitestgehend entfernt werden, wobei feste Korrosionspartikel ortsständig bleiben können und als Grundlage für beispielsweise eine nachfolgende Leitungsversiegelung verwendet werden können. Des Weiteren wird ein Gleichgewicht zwischen Wasser und Korrosionsprodukten nicht verändert, insbesondere gestört. Des Weiteren bleibt das Volumen der eingebrachten Gasfraktion auch bei unterschiedlichen Wasser- und/oder Gasdruckverhältnissen während der Reinigung, insbesondere der Durchspülung der Rohrleitung, erhalten. Dies wird dadurch erreicht, dass das zugeführte Gas, insbesondere das mit Helium versetzte Gas, nicht wasserlöslich ist.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens werden die Volumenströme des flüssigen Mediums und des Gases derart eingestellt, dass zunächst größere Gasblasen erzeugt werden, wobei der Gasvolumenstrom größer ist als der Volumenstrom des flüssigen Mediums. Nach wenigen Minuten werden die unterschiedlichen Volumenströme derart eingestellt, dass anschließend kleinere Gasblasen erzeugt werden, wobei der Gasvolumenstrom kleiner ist als der Volumenstrom des flüssigen Mediums, insbesondere Wasservolumenstroms.
Im Anschluss an die Durchspülung und Reinigung der Rohrleitung mittels des oben genannten Verfahrens sollte die Anlage, insbesondere die Trinkwasseranlage, zusätzlich gründlich mit Trinkwasser entsprechend der Trinkwasserverordnung (kurz: TrinkwV) durchgespült werden. Dabei ist auf eine sorgfältige und ausreichende Entlüftung der endständigen Entnahme- und/oder Ablaufstelle zu achten. Zudem sollte vor dem Reinigungsverfahren sichergestellt werden, dass die zu reinigenden, sanierenden Anlagen bzw. Rohrleitungen dicht und druckfest sind.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Reinigung zur Vorbehandlung, insbesondere als Vorreinigung, des Rohrinnenraums der Rohrleitung durchgeführt, so dass anschließend zumindest eine weitere Behandlung, insbesondere Sanierung, des Rohrinnenraums durchführbar ist. Insbesondere wird die Innenoberfläche des Rohrinnenraums versiegelt. Dabei wird eine Versiegelungsschicht an der Innenoberfläche des Rohrinnenraums ausgebildet. Dabei wird zur Ausbildung der Versiegelungsschicht zunächst ein Belag mittels eines anorganischen Versiegelungsmittels im Rohrinnenraum gebildet wird und anschließend der Belag getrocknet und ausgehärtet wird. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sind eine in Hinblick auf eine Gesundheit unbedenkliche Behandlung, insbesondere Sanierung, der Rohrleitung ermöglicht und gleichzeitig die Verwendung von Epoxidharz und/oder beispielsweise organischen Polymeren vermieden. Durch die Verwendung des anorganischen Versiegelungsmittels und die Verwendung des mit Kohlenstoffdioxid versetzten Gases ist eine weitestgehend schnelle, effektive und unkomplizierte Behandlung möglich. Zum Beispiel wird das anorganische Versiegelungsmittel mittels einer geeigneten Zuführvorrichtung, insbesondere einer Pumpe, wie eine Kreiselpumpe, in einen zu versiegelnden Rohrabschnitt, Strang und/oder Bereich des Rohrleitungssystems eingebracht. Der Rohrinnenraum kann beispielsweise vor der Behandlung, insbesondere Sanierung, vorgereinigt werden. Weiterhin wird bei einem vertikal angeordneten, zu versiegelnden Rohrabschnitt das anorganische Versiegelungsmittel von unten nach oben gefüllt bis das Versiegelungsmittel blasenfrei, insbesondere luftblasenfrei, austritt. Das Ablassen erfolgt dabei beispielsweise über die Schwerkraft. Des Weiteren sind mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine nachhaltige Sanierung und Versiegelung von insbesondere metallenen Innenoberflächen der Rohrleitung und Rohrleitungssystemen ermöglicht. Beispielsweise ist die Innenoberfläche zumindest teilweise aus Kupfer und/oder Stahl gebildet. Des Weiteren kann eine Innenoberfläche aus verzinktem Stahl, Edelstahl und/oder anderen zumindest teilweise metallenen Leitungswerkstoffen behandelt werden. Zum Beispiel können Mischinstallationen und aus sämtlichen metallenen Leitungswerkstoffen gebildete wasserführende Rohrleitungssysteme behandelt werden. Dabei können Innenoberflächen beispielsweise eines Edelstahlrohrleitungssystems schnell und effektiv versiegelt werden, wenn bei diesen eine Chloridkonzentration ermittelt wurde, die höher ist als eine von der Trinkwasserverordnung zugelassenen Konzentration.
Hierbei beträgt beispielsweise ein Grenzwert der von der Trinkwasserverordnung zugelassenen Chloridkonzentration 250 mg/l. Insbesondere werden rein mineralische, insbesondere Silicat umfassende Substanzen unter sekundärer Aushärtung durch einen Einsatz von Kohlenstoffdioxid verwendet. Dabei sind Korrosionsprodukte, welche sich beispielsweise an der Innenoberfläche des Rohrinnenraums absetzen, in wirkungsvoller Weise beseitigbar. Korrosionsprodukte innerhalb der Rohrleitung führen beispielsweise zu Leckagen durch Korrosionsschäden oder haben eine toxische Auswirkung auf das Trinkwasser. Zudem führen beispielsweise Eisenkorrosionsprodukte zur Behinderung einer Wasserströmung, wodurch sich wasserständige Mikroorganismen, insbesondere in Form eines Biofilmes, bilden können. Ein solcher Biofilm ist insbesondere schädlich für Lebewesen, insbesondere Menschen, welche das Trinkwasser zu sich nehmen. Des Weiteren ist durch die Verwendung des anorganischen Versiegelungsmittels gewährleistet, dass eine Freisetzung von potentiell gesundheitsschädlichen Monomeren und/oder Migration von Weichmachern, welche zu einer Erhöhung der mikrobiologischen Aktivität führen kann, verhindert wird. Eine solche Freisetzung ist beispielsweise durch Verwendung organisch angereicherten Versiegelungsmitteln, insbesondere umfassend organische Polymere wie Kunststoff, beispielsweise Epoxidharz, Polyolefin oder Polyurethan. Mittels der Behandlung der Rohrleitung ist die Innenoberfläche des Rohrinnenraums auf zeitsparende Art in einen hygienetechnisch einwandfreien Zustand überführbar. Insbesondere entspricht das Verfahren allgemein zulässigen und anerkannten Regelungen. Zudem kann eine Standzeit einer Bestandsanlage mittels des Verfahrens, insbesondere der Sanierung, kosteneffizient erhöht werden. Dabei entfallen umfangreiche Stemmarbeiten im Bereich von Versorgungsschächten oder umfangreiche Montage- und Demontagearbeiten innerhalb angeschlossener Wohnungen und Räume sowie ein Austausch von Rohrleitungen.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass als Versiegelungsmittel eine wässrige Lösung oder Suspension verwendet wird, welche als mineralische Substanzen zumindest anteilig Silicate, Phosphate, Carbonate, Hydroxide und/oder Glasfasern umfasst. Im Gegensatz zu einer alleinigen volumenstromproportionalen Dosierung von Korrosionsinhibitoren wird durch die erfindungsgemäße Verwendung des Versiegelungsmittels eine sofortige Einbringung der weitestgehend korrosionshemmenden Versiegelungsschicht erzielt. Insbesondere wird die mittels des anorganischen Versiegelungsmittels erzeugte Versiegelungsschicht derart ausgebildet, dass diese Teil der Innenoberfläche des Rohrinnenraums wird. Zudem ist ein langwieriger Aufbauprozess einer korrosionshemmenden Aufrüstung des Rohrinnenraums vermeidbar. Bei Abschluss des Behandlungs- und Sanierungsverfahrens wird eine unverzüglich wirkende Schutzwirkung erreicht.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel einer möglichen Zusammensetzung des Versiegelungsmittels tabellarisch dargestellt.

Substanz	Stoffmengenkonzentration (m/m)
Natriumsilicat in wässriger Lösung (Natronwasserglas)	60,0 % bis 94,0 %
Gesättigte Calciumhydroxid-Lösung (Ansatzwasser)	3,0 % bis 15,0 %
Calciumcarbonat	1,5 % bis 9,0 %
Trinatriumphosphat Dodecahydrat	0,5 % bis 5,0 %
Glasfasern (0,5 mm)	0,05 % bis 3,0 %

Ergänzend ist zu erwähnen, dass

- Natriumsilicat insbesondere in einer Stoffmengenkonzentration von 70,0 % bis 90 %, vorzugsweise von 85,0 %,
- Calciumhydroxid insbesondere in einer Stoffmengenkonzentration von 5,0 % bis 10,0 %, vorzugsweise von 7,4 %,
- Calciumcarbonat insbesondere in einer Stoffmengenkonzentration von 3,0 % bis 7,0 %, vorzugsweise von 5,5 %,
- Trinatriumphosphat Dodecahydrat (auch tri-Natriumphosphat Dodecahydrat genannt) insbesondere in einer Stoffmengenkonzentration von 1,0 % bis 3,0 %, vorzugsweise von 1,98 %, und
- Glasfasern insbesondere in einer Stoffmengenkonzentration von 0,1 % bis 1,5 %, vorzugsweise von 0,12 %,

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird als Versiegelungsmittel eine wässrige Lösung oder Suspension verwendet, welche als mineralische Substanzen zumindest anteilig Natriumsilicate, Kaliumsilicate und/oder Lithiumsilicate, Phosphate, Carbonate, Hydroxide und/oder Glasfasern umfasst. Beispielsweise umfasst das Versiegelungsmittel zumindest anteilig Kaliumwasserglas, Lithiumwasserglas, Natronwasserglas und/oder zumindest anteilig andere für das Verfahren geeignete Alkalimetallwasserglase. Dabei kann als Phosphatkomponente des Versiegelungsmittels beispielsweise Trinatriumphosphat, seine Salzhydrate und/oder andere für das Verfahren geeignete Alkalimetallphosphate und deren Salzhydrate verwendet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens weist das anorganische Versiegelungsmittel einen basischen pH-Wert von 7,5 bis 11, insbesondere 8,2 bis 10,5, vorzugsweise von 8,5 bis 9,5 auf. Insbesondere weist die mineralische Versiegelungsschicht einen basischen, d. h. alkalischen pH-Wert, vorzugsweise von 8,5 bis 10,5 auf. Durch einen solchen pH-Wert ist beispielsweise die Biofilmbildung, beispielsweise mit der Folge einer Sekundäranreicherung von trinkwasserständigen Mikroorganismen, reduziert. Ein Biofilm im Rohrinnenraum ist auf Dauer gesundheitsschädlich und beeinträchtigt die Hygiene, beispielsweise aufgrund von Bakterien, Pilze, beispielsweise Pseudomonas aeruginosa, Legionella pneumophila, welche mit dem Trinkwasser mitgeführt werden können. Darüber hinaus ist die Innenoberfläche des Rohrinnenraums mittels des anorganischen und basischen Versiegelungsmittels, insbesondere dessen Versiegelungsschicht, in ihrer Stabilität und zum nachhaltigen Schutz verbesserbar. Sofern das wasserführende System und die Beschaffenheit des Wassers aufeinander abgestimmt sind, kommt es zur Arretierung einer Korrosion und dementsprechend zu einem nachhaltigen Schutz des wasserführenden Systems, insbesondere der Rohrleitungen. Zum Beispiel kann eine Sauerstoffkorrosion bei Stahlwerkstoffen durch eine leichte Alkalisierung des Wassers, umfassend einen pH-Wert von 8,5 bis 9,5, in Verbindung mit der Silicatzugabe unterbrochen werden. Die Silicatzugabe stabilisiert noch vorhandene Korrosionsprodukte innerhalb des Rohrinnenraums und erzeugt eine inerte Deckschicht. Die parallel mitgeführten Phosphate, insbesondere das Trinatriumphosphat, erzeugen eine Ausprägung einer stabilen Eisenphosphatschicht, beispielsweise als Ergänzung zur inerten Deckschicht der Silicate. Die Eisenphosphatschicht deckt die Innenoberfläche, beispielsweise eine Metalloberfläche des Rohrinnenraums ab und reduziert einen Zutritt von im Wasser gelöstem Sauerstoff zum metallenen Werkstoff der Innenoberfläche des Rohrinnenraums. Eine Säurekorrosion beispielsweise des Kupfers kann durch die Alkalisierung auf einen pH-Wert oberhalb von 7,6 unterbrochen werden. Dabei liegt ab einem pH-Wert von 7,6 Kohlensäure ausschließlich als Hydrogencarbonat-Ionen vor, welche kein korrosives Potential gegenüber Kupfer aufweisen.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens wird zur Ausbildung einer anorganischen Versiegelungsschicht der Belag im Rohrinnenraum mittels einer Beaufschlagung mit einem zumindest anteilig mit Kohlenstoffdioxid versetzten Gas mit einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur getrocknet und ausgehärtet wird. In einer Weiterbildung ist eine Trocknung und Aushärtung mittels eines anderen Gases und/oder Gasgemisches möglich.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Reinigung einer Rohrleitung umfasst zumindest einen ersten Zulauf und zumindest einen zweiten Zulauf, welche jeweils mit der Rohrleitung strömungstechnisch koppelbar oder gekoppelt sind, wobei der erste Zulauf mit zumindest einem Flüssigkeitseinspeisungselement zur Zuführung eines flüssigen Mediums in die Rohrleitung gekoppelt ist und der zweite Zulauf mit zumindest einem Gasspeicher zur Zuführung zumindest eines Gases in die Rohrleitung gekoppelt ist. Des Weiteren ist das Gas zumindest anteilig mit Helium versetzt. Insbesondere ist das der Rohrleitung zugeführte flüssige Medium und das der Rohrleitung zugeführte Gas zur Durchspülung und somit zur Reinigung der Rohrleitung vorgesehen. Beispielsweise kann als flüssiges Medium Wasser, Trinkwasser und/oder Chlordioxid-Lösungen oder andere geeignete flüssige Medien, verwendet werden. Als Gas wird beispielsweise reines Inertgas oder ein Gasgemisch verwendet, wobei insbesondere Helium zumindest anteilig ein Bestandteil des Gases ist. Insbesondere kann mittels der Vorrichtung eine Durchströmung der Rohrleitung mittels des mit dem Gas beaufschlagten flüssigen Mediums in Abhängigkeit des sogenannten Bernoulli-Effekts erzeugt werden.
In einer Weiterbildung der Vorrichtung ist ein Koppelelement vorgesehen, welches den ersten Zulauf und den zweiten Zulauf miteinander verbindet und ein weiteres Anschlusselement umfasst, welches mit der Rohrleitung koppelbar ist. Insbesondere ist das Koppelelement T-förmig ausgebildet und umfasst zwei Zuläufe und ein Anschlusselement. Das T-förmige Koppelelement kann beispielsweise als ein einteilig ausgebildetes Verbindungsstück ausgebildet sein. Beispielsweise umfasst das Koppelelement eine 3-Wege Anschlussarmatur, insbesondere eine Wasseranschlussarmatur. Beispielsweise ist das Koppelelement ein Spritzgussteil oder ein aus miteinander Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig verbundenen Teilen zusammengesetztes Bauteil.
In einer Weiterbildung umfasst jede Anschlussstelle des Koppelelements zumindest ein freiströmendes Ventil, wie beispielsweise ein Kugelventil. Dabei kann das Koppelelement jeweils einen ¾" Durchgang und Abgang.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung umfassen bzw. umfasst der erste Zulauf ein Steuerungsventil zur Einstellung eines Volumenstromes des einzuspeisenden flüssigen Mediums und/oder der zweite Zulauf ein Steuerungsventil zur Einstellung eines Volumenstromes des einzuspeisenden Gases. Beispielsweise ist das Steuerungsventil ein manuell bedienbares Ventil. Durch eine lokale Verengung eines Strömungsquerschnitts kann dabei eine Volumenstromänderung, insbesondere Druckänderung, des durchfließenden Mediums erzielt werden. Zum Beispiel ist das Steuerungsventil ein Expansions- und/oder Drosselventil und/oder ein anderes zur Einstellung des Volumenstroms geeignetes Ventil, insbesondere Sperr- oder Durchgangsventil.
In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung umfassen bzw. umfasst der erste Zulauf ein Rückschlagventil und/oder der zweite Zulauf ein Rückschlagventil. Beispielsweise ist das Rückschlagventil ein Regelungsventil, Kugelrückschlagventil, Drosselrückschlagventil oder ein anderes zur Sperrung des fließenden Mediums in eine Durchgangsrichtung, insbesondere Durchflussrichtung, geeignetes Ventil.
Alternativ oder zusätzlich können die jeweiligen Zuläufe der Vorrichtung und/oder des Koppelelements funktionskombinierte Ventile umfassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:

1 schematisch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Reinigung einer Rohrleitung,
2 schematisch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Koppelelements der Vorrichtung zur Kopplung und Reinigung der Rohrleitung,
3 schematisch ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Reinigung einer Rohrleitung,
4 schematisch eine Vorrichtung zur Behandlung einer bereits vorgereinigten Rohrleitung und
5 schematisch ein Blockschaltbild zur Darstellung einer Vorrichtung zur Einstellung eines pH-Werts einer Flüssigkeit in einer bereits behandelten Rohrleitung.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Reinigung einer Rohrleitung R, beispielsweise eines Rohrleitungssystems, insbesondere einer Trinkwasseranlage.
Die Vorrichtung 1 umfasst einen ersten Zulauf 2 zur Beaufschlagung der Rohrleitung R mit einem flüssigen Medium M. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 2 einen zweiten Zulauf 3 zur Beaufschlagung der Rohrleitung R mit einem Gas G.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind der erste Zulauf 2 und der zweite Zulauf 3 jeweils mit der Rohrleitung R strömungstechnisch gekoppelt. Alternativ sind der erste Zulauf 2 und der zweite Zulauf 3 mit der Rohrleitung R koppelbar. Hierfür bilden der erste Zulauf 2 und der zweite Zulauf 3 beispielsweise ein zusätzliches in 2 dargestelltes Koppelelement K.
Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 1 zumindest einen Ablauf 4 zum Ablassen der zur Reinigung und/oder Desinfektion verwendeten Mischung, umfassend das flüssige Medium M und das Gas G. Beispielsweise ist der Ablauf 4 mit einem nicht näher dargestellten Abwassersystem gekoppelt oder koppelbar. Alternativ oder zusätzlich ist der Ablauf 4 in Richtung eines Hausanschlusses im Keller vorgesehen.
Der erste Zulauf 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel an einer oberen Stelle der Rohrleitung R angeordnet. Dabei ist der zweite Zulauf 3 seitlich der Rohrleitung R und zum ersten Zulauf 2 versetzt, d. h. von oben nach unten in einer Montagehöhe versetzt und einander nachgeordnet, angeordnet. Insbesondere verläuft die Durchflussrichtung und somit der Flüssigkeitsdurchgang nach unten, d. h. in Richtung des Ablaufes 4. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die jeweiligen Durchflussrichtungen mit Pfeilen gekennzeichnet.
Beispielsweise kann als Zulauf 2, 3 jeweils eine Entnahmestelle und/oder ein Haushaltsanschluss oder eine andere geeignete, insbesondere terminale Anschlussstelle verwendet werden. Dabei ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Rohrleitung R eine im Wesentlichen vertikal angeordnete Rohrleitung R. Dabei ist zu verstehen, dass die Vorrichtung 1 ebenfalls bei im Wesentlichen horizontal verlaufenden Rohrleitungen R anwendbar ist.
Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 1 ein Flüssigkeitseinspeisungselement 5 zur Einspeisung, d. h. Beaufschlagung, insbesondere Zuführung des flüssigen Mediums M in die Rohrleitung R. Zudem umfasst die Vorrichtung 1 einen Gasspeicher 6 zur Einspeisung, d. h. Beaufschlagung, insbesondere Zuführung des Gases G in die Rohrleitung R.
Das Flüssigkeitseinspeisungselement 5 ist beispielsweise in Form eines Flüssigkeitsbehälters ausgebildet. Zur Einspeisung des flüssigen Mediums M kann eine nicht näher dargestellte Pumpe oder ein anderes Medienbeförderungsmittel vorgesehen sein. Zum Beispiel ist das flüssige Medium M Wasser, Trinkwasser und/oder eine Chlordioxid-Lösung oder ein anderes zur Reinigung und/oder Desinfektion geeignetes flüssiges Medium M.
Der Gasspeicher 6 ist beispielsweise in Form eines Gasbehälters ausgebildet. Zur Einspeisung des Gases G kann ebenfalls eine nicht näher dargestellte Pumpe oder ein anderes Medienbeförderungsmittel vorgesehen sein. Unter Gas G wird insbesondere ein zumindest anteilig oder vollständig mit Helium versetztes Gas oder Gasgemisch verstanden. Insbesondere umfasst das Gas G zumindest anteilig ein Inertgas wie Helium oder ist ein Gasgemisch aus Helium und beispielsweise Stickstoff.
Damit sowohl das flüssige Medium M als auch das Gas G gemeinsam zur Reinigung der Rohrleitung R in diese eingebracht werden können, münden beide Zuläufe 2, 3 gemeinsam durch einen Verbindungsbereich V1 in die Rohrleitung R. Optional ist der Verbindungsbereich V1 mit der Rohrleitung R koppelbar, d. h. für einen Reinigungsprozess koppelbar und anschließend wieder entkoppelbar. Hierfür ist das in 2 gezeigte Koppelelement K vorgesehen, welches drei Anschlussstellen K1 bis K3 umfasst. Eine ausführliche Beschreibung des Koppelelements K ist in 2 zu finden.
Zur Verbesserung der Reinigung der Rohrleitung R ist das Gas G zumindest anteilig mit Helium versetzt. Helium weist eine geeignete Kompressibilität, Nichtbrennbarkeit auf und ist insbesondere im Wesentlichen wasserunlöslich. Dadurch kann insbesondere eine turbulente Strömung erzeugt werden, wenn das flüssige Medium M, insbesondere Wasser, und das mit Helium versetzte Gas G in die Rohrleitung R geführt werden. Aufgrund einer Dichtedifferenz zwischen Wasser und dem mit Helium versetzte Gas G können hohe Scherkräfte, die auf eine Innenoberfläche R1, d. h. Rohrinnenwandung der Rohrleitung R wirken, innerhalb der Rohrleitung R erzeugt werden. Somit kann die Rohrleitung R bzw. ein zu reinigender Rohrabschnitt RA, welcher insbesondere im dargestellten Ausführungsbeispiel mit Strichlinien gekennzeichnet ist, in einfacher und effektiver Weise durchspült werden. Dabei werden Ablagerungen innerhalb der Rohrleitung R, insbesondere auf der Innenoberfläche R1 befindliche Ablagerungen, wie Verschmutzungen, Biofilme und/oder Korrosionsprodukte, mobilisiert und anschließend abgelassen.
Zur Einstellung, insbesondere Verminderung oder Erhöhung, der Scherkräfte und der turbulenten Strömung umfasst die Vorrichtung 1 im Bereich des ersten Zulaufs 2 ein Steuerungsventil 2.1. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 im Bereich des zweiten Zulaufs 3 ein weiteres Steuerungsventil 3.1.
Der im Bereich des ersten Zulaufs 2 angeordnete Steuerungsventil 2.1 ist zur Steuerung eines Volumenstroms des einzuspeisenden flüssigen Mediums M vorgesehen. Der im Bereich des zweiten Zulaufs 3 angeordnete Steuerungsventil 3.1 ist zur Steuerung eines Volumenstroms des einzuspeisenden Gases G vorgesehen. Insbesondere umfasst der erste Zulauf 2 ein Steuerungsventil 2.1, welcher in einem Verbindungsbereich V2 des Flüssigkeitseinspeisungselements 5 mit dem ersten Zulauf 2 angeordnet ist. Des Weiteren umfasst der zweite Zulauf 3 ein Steuerungsventil 3.1, welcher in einem Verbindungsbereich V3 des Gasspeichers 6 mit dem zweiten Zulauf 3 angeordnet ist.
Beispielsweise ist das jeweilige Steuerungsventil 2.1, 3.1 zur Regelung eines Strömungsquerschnitts vorgesehen. Dabei können die Steuerungsventile 2.1, 3.1 in Form von Drosselventilen oder anderen Sperr- und/oder Regelungsventilen ausgebildet sein.
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 1 ein dem ersten Zulauf 2 zugeordnetes Rückschlagventil 2.2. Zudem umfasst die Vorrichtung 1 ein dem zweiten Zulauf 3 zugeordnetes Rückschlagventil 3.2. Insbesondere umfasst der erste Zulauf 2 ein im Verbindungsbereich V2 des Flüssigkeitseinspeisungselements 5 mit dem ersten Zulauf 2 das Rückschlagventil 2.2. In dem Verbindungsbereich V3 des Gasspeichers 6 mit dem zweiten Zulauf 3ist das Rückschlagventil 3.2 vorgesehen. Dabei sind die jeweiligen Rückschlagventile 2.2, 3.2 zur Sperrung einer Fließrichtung des flüssigen Mediums M und des Gases G in eine bestimmte Richtung ausgebildet. Beispielsweise sind die jeweiligen Rückschlagventile 2.2, 3.2 als Kugelrückschlagventile ausgebildet.
Durch pulsative und dynamische Zugabe des Gases G in einen Wasserstrom oder Chlordioxid-Fluidstrom, beispielsweise während eines gewünschten Durchspülvorgangs, werden in intensiver Weise Ablagerungen, Schmutzpartikel, Korrosionsprodukte und Biofilmmaterialien, welche sich an der Innenoberfläche der Rohrleitung absetzen, beseitigt. Dafür wird zunächst das flüssige Medium M mittels des ersten Zulaufs 2 und einer ersten Einstellung des Steuerungsventils 2.1 gedrosselt zugeführt. Gleichzeitig wird das zumindest anteilig mit Helium versetzte Gas G mit hohem Volumenstrom, insbesondere mit einem weitestgehend nicht gedrosselten Volumenstrom, zugeführt. Anschließend kann der Volumenstrom des flüssigen Mediums M zunehmend vergrößert werden, wobei der Volumenstrom des Gases G zunehmend gedrosselt wird. Eine andere Abfolge einer Einstellung der jeweiligen Volumenströme ist, beispielsweise in Abhängigkeit eines Korrosions- und/oder Verschmutzungsgrades und/oder Rohrleitungsabmessungen, variierbar. Mittels der Einstellung, insbesondere Regulierung, eines Verhältnisses des zuströmenden flüssigen Mediums M und des zuströmenden Gases G wird beispielsweise aufgrund des Bernoulli-Effekts ein periodischer Strömungsabriss des Gasvolumenstroms erreicht. Dabei gilt beispielsweise: Je geringer der Gasvolumenstrom im Verhältnis zum flüssigen Medienvolumenstrom, insbesondere Wasserstrom, ist, desto feinblasiger ist das austretende Gas-Medien-Gemisch, insbesondere das Gas-Wasser-Gemisch. Umgekehrt werden größere Gasblasen im Gas-Wasser-Gemisch erzeugt. Dadurch sind eine turbulente Strömung und Scherkräfte erzeugbar.
Nach der Reinigung der Rohrleitung R weist die Rohrleitung R optimale Voraussetzungen zur weiteren Behandlung, insbesondere zur nachhaltigen Sanierung und Versiegelung, auf.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Koppelelements K der Vorrichtung 1. Das Koppelelement K ist insbesondere zur einfachen Kopplung des Flüssigkeitseinspeisungselements 5 und des Gasspeichers 6 mit der Rohrleitung R bzw. mit einem zu reinigenden Rohrabschnitt RA der Rohrleitung R.
Das Koppelelement K ist im dargestellten Ausführungsbeispiel T-förmig ausgebildet. Alternativ kann das Koppelelement K auch eine andere Form mit einer Mehrzahl von Anschlussstellen K1 bis K3 aufweisen. In einer Weiterbildung ist das Koppelelement K beispielsweise in Form eines Strömungsteilers ausgebildet. Des Weiteren weist das Koppelelement K beispielsweise jeweils einen ¾" Durchgang und Abgang auf. Gemäß einer Ausführungsform sind alle Anschlussstellen K1 bis K3 mit zumindest einem freiströmenden Ventil, beispielsweise einem Kugelventil, versehen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zur Einstellung des jeweiligen Volumenstroms des flüssigen Mediums M und des Gases G die im Koppelelement K ausgebildete Steuerungsventile 2.1, 3.1 vorgesehen. Des Weiteren umfasst das Koppelelement K die mit jeweils einem der Zuläufe 2, 3 korrespondierenden Rückschlagventile 2.2, 3.2. Die Rückschlagventile 2.2, 3.2 sind insbesondere in Strömungsrichtung, d. h. in Durchflussrichtung ausgebildet. Auch in diesem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Durchflussrichtungen mit Pfeilen gekennzeichnet.
Weiterhin ist eine der beiden Anschlussstellen K1 zur Kopplung des Koppelelements K mit dem Flüssigkeitseinspeisungselement 5 ausgebildet. Die weitere Anschlussstelle K2 ist zur Kopplung des Koppelelements K mit dem Gasspeicher 6 ausgebildet. Eine dritte Anschlussstelle K3 ist zur Kopplung des Koppelelements K mit der Rohrleitung R, insbesondere im Verbindungsbereich V1 der Rohrleitung R, vorgesehen. Beispielsweise kann die Anschlussstelle K3 mit einem nicht näher dargestellten Dichtungsring abgedichtet werden.
Das Koppelelement K umfasst einen ersten Zulauf 2 zur Einspeisung des flüssigen Mediums M, insbesondere von Wasser oder einer Chlordioxid-Lösung, aus dem Flüssigkeitseinspeisungselement 5 in die Rohrleitung R. Weiterhin umfasst das Koppelelement K einen zweiten Zulauf 3 zur Einspeisung des Gases G, insbesondere des mit Helium versetzten Gases G, in die Rohrleitung R.
Des Weiteren umfasst das Koppelelement K einen Aufbereitungsbereich 7, welcher einen Körper des Koppelelements K darstellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel durchströmt das flüssige Medium M den Aufbereitungsbereich 7 von links nach rechts. Beispielsweise ist das Koppelelement K mit einer im Wesentlichen horizontal angeordneten Rohrleitung R gekoppelt. Im Fall einer retrograden, insbesondere einer vertikal verlaufenden Rohrleitung R, würde das Koppelelement K im Uhrzeigersinn um ca. 90° gedreht werden.
Das mit Helium versetzte Gas G durchströmt den Aufbereitungsbereich 7 von unten nach oben. Insbesondere ist mittels des Koppelelements K und insbesondere des steuerbaren zweiten Zulaufs 3 eine pulsativ ausführbare Zuführung des Gases G möglich.
Dem flüssigen Medium M wird im Aufbereitungsbereich 7 das mit Helium versetzte Gas G, insbesondere seitlich der Durchflussrichtung, zugeführt. Insbesondere wird das flüssige Medium M derart mit dem Gas G beaufschlagt, dass sich Gasblasen bilden, welche sich in Durchflussrichtung, insbesondere in Strömungsrichtung des flüssigen Mediums M bewegen. Des Weiteren werden eine turbulente Strömung und erste Scherkräfte der Fluidmischung im Aufbereitungsbereich 7 erzeugt, wobei die Fluidmischung, insbesondere ein Gas-Wasser-Volumenstrom, die Anschlussstelle K3 passiert, anschließend den Verbindungsbereich V1 und die Rohrleitung R durchströmt.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 zur Reinigung einer Rohrleitung R.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rohrleitung R vertikal ausgebildet. Zum Beispiel ist kann eine bereits im Hausanschluss befindliche Entnahmestelle 8 zur Einspeisung des flüssigen Mediums M verwendet werden. Hierfür ist in einem oberen Bereich der Rohrleitung R ein erster Zulauf 2 gekoppelt oder koppelbar. Der erste Zulauf 2 ist zur Zuführung des flüssigen Mediums M, insbesondere des Wassers, von oben nach unten in die Rohrleitung R vorgesehen. Zur Einstellung und Regelung der Durchflussrichtung des flüssigen Mediums M sind ein Steuerungsventil 2.1 und ein Rückschlagventil 2.2 im oberen Bereich angeordnet. In einem unteren Bereich der Rohrleitung R kann beispielsweise eine weitere Entnahmestelle 9 als zweiter Zulauf 3 verwendet werden. Der zweite Zulauf 3 ist zur Zuführung des mit Helium versetzten Gases G von rechts nach links, also seitlich, in die Rohrleitung R vorgesehen. Zur Einstellung und Regelung umfasst der zweite Zulauf 3 einen Steuerungsventil 3.1 und ein Rückschlagventil 3.2. Aufgrund der Eigenschaften des Heliums, leichter als Luft, steigt das Helium in der Rohrleitung R auf. D. h., dass das mit Helium versetzte Gas G nach oben strebt gegen die Strömungsrichtung des flüssigen Mediums M. Dabei werden insbesondere unterschiedliche Gasblasen und Scherkräfte erzeugt, welche zur Abreibung und Reinigung von Verschmutzungen innerhalb der Rohrleitung R in dieser auf und ab pendeln.
4 zeigt schematisch eine Vorrichtung 10 zur Behandlung einer mit dem in den 1 bis 3 beschriebenen Reinigungsverfahren vorgereinigten Rohrleitung R. Insbesondere ist die Vorrichtung 10 zur nachhaltigen Sanierung und Versiegelung einer Innenoberfläche R1 eines Rohrinnenraums R2. Beispielsweise ist die Innenoberfläche R2 zumindest teilweise aus Kupfer und/oder Stahl gebildet.
Dabei ist der Rohrinnenraum R2 beispielsweise mit der in den 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung 1 und dem in diesen beschriebenen Verfahren gereinigt worden. Dadurch sind insbesondere mobilisierbare Korrosionsprodukte für die nachfolgende Behandlung beseitigt. Alternativ kann der Rohrinnenraum R2 mittels eines anderen Verfahrens, beispielsweise Durchspülens mit Wasser, einem Wasser-Luft-Gemisch und/oder einer Sandstrahlbehandlung gereinigt werden. Nach einer solchen Reinigung wird der Rohrinnenraum R2 beispielsweise mit Druckluft getrocknet. Anschließend kann eine Inspektion des gereinigten Rohrinnenraums R2 in einem Endoskop-Verfahren durchgeführt werden.
Wenn der Rohrinnenraum R2 ausreichend gereinigt und getrocknet worden ist, wird die Behandlung, insbesondere Sanierung, des Rohrinnenraums R2 eingeleitet. Hierfür werden beispielsweise nicht näher dargestellte Armaturen und Apparate zum Betrieb eines Rohrleitungssystems, insbesondere der zu reinigenden Rohrleitung R, vorher rückgebaut. Gegebenenfalls kann eine Anzahl von im dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigten Verbindungsteilen 11, wie in Form von Passstücken, zur Vorbereitung des zu behandelnden vorgereinigten Rohrabschnitts RA eingesetzt werden. Insbesondere werden endständige Armaturen und/oder Entnahmeventile für eine Dauer der Behandlung rückgebaut.
Die Vorrichtung 10 umfasst den zu behandelnden, insbesondere zu sanierenden und zu versiegelnden, Rohrabschnitt RA und zumindest eine mit dem Verbindungsteil 11 gekoppelte Zuführvorrichtung 12 zur Einspeisung eines anorganischen Versiegelungsmittels S. Die Zuführvorrichtung 12 ist insbesondere mit der Rohrleitung R derart gekoppelt, dass das anorganische Versiegelungsmittel S bei einem vertikal angeordneten zu behandelnden Rohrabschnitt RA von unten nach oben in diesen zugeführt wird. Die Zuführvorrichtung 12 umfasst beispielsweise ein nicht näher dargestelltes Versiegelungsmittelbehältnis und eine mit diesem gekoppelte Pumpe zur Einspeisung des anorganischen Versiegelungsmittels S.
Als Versiegelungsmittel S wird dabei eine wässrige Lösung oder Suspension verwendet, welche als mineralische Substanzen zumindest anteilig Silicate, Phosphate, Carbonate, Hydroxide und/oder Glasfasern umfasst. Insbesondere wird eine Verwendung des anorganischen Versiegelungsmittels S eine Einbringung einer weitestgehend korrosionshemmenden Versiegelungsschicht S1 erzielt. Insbesondere wird die mittels des anorganischen Versiegelungsmittels S erzeugte Versiegelungsschicht S1 derart ausgebildet, dass diese Teil der Innenoberfläche R1 des Rohrinnenraums R2 wird. Zudem ist ein langwieriger Aufbauprozess einer korrosionshemmenden Aufrüstung des Rohrinnenraums R2 vermeidbar. Bei Abschluss des Behandlungs- und Sanierungsverfahrens wird eine unverzüglich wirkende Schutzwirkung erreicht.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel einer möglichen Zusammensetzung des Versiegelungsmittels S tabellarisch dargestellt.

Weiterhin kann beispielsweise neben Natriumsilicat auch Kaliumsilicat und/oder Lithiumsilicat verwendet werden. Dabei wird das Versiegelungsmittel S beispielsweise aus Kaliumwasserglas, Lithiumwasserglas, Natronwasserglas und/oder aus anderen Alkalimetallwasserglase zusammengesetzt. Darüber hinaus können weitere Phosphatkomponenten verwendet werden, wie beispielsweise Trinatriumphosphat und seine Salzhydrate und/oder andere zur Behandlung der Innenoberfläche R1 geeignete Alkalimetallphosphate und deren Salzhydrate.
Insbesondere weist das anorganische Versiegelungsmittel S einen basischen pH-Wert von 7,5 bis 11, insbesondere 8,2 bis 10,5, vorzugsweise von 8,5 bis 9,5 auf.
Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 10 einen Druckgasspeicher 13 zur Zuführung eines Gases GK, welches als Druckgas GK für die Beschreibung weiterführt ist. Insbesondere wird das Druckgas GK, wie beispielsweise Druckluft, zur Trocknung des Rohrinnenraums R2 zugeführt. Beispielsweise kann der Druckgasspeicher 13 im unteren Bereich des zu behandelnden Rohrabschnitts RA angeordnet sein, so dass die Druckgaszuführung von unten nach oben erfolgt. Weiterhin ist der Druckgasspeicher 13 beispielsweise ebenfalls über ein Verbindungsteil 11 mit dem Rohrabschnitt RA gekoppelt. Alternativ kann der Druckgasspeicher 13 zur Beaufschlagung des Rohrabschnitts RA mit Druckgas GK in einem oberen Bereich angeordnet sein, so dass die Druckgaszuführung von oben nach unten erfolgt. Insbesondere ist das Druckgas GK zumindest anteilig mit Kohlenstoffdioxid versetzt. Das Druckgas GK umfasst dabei zumindest 10 % bis 50 % Kohlenstoffdioxid, insbesondere 20 % bis 35 % Kohlenstoffdioxid. Beispielsweise wird als Druckgas GK Druckluft zugeführt. Beispielsweise ist das Druckgas GK ein Gasgemisch, in welchem vorzugsweise 20 % bis 35 % Kohlenstoffdioxidanteil und/oder -konzentration angereichert ist. Zudem umfasst das Druckgas GK, insbesondere das Gasgemisch, beispielsweise anteilig Sauerstoff und/oder Luft mit einer Konzentration bzw. einem Anteil von 65 % bis 80 %. Dadurch ist zumindest eine der mineralischen Substanzen durch die nachträgliche Trocknung und Aushärtung mit dem mit Kohlenstoffdioxid versetzten Druckgas GK eine Umsetzung der zumindest einen mineralischen Substanz zumindest zu einer amorphen Kieselsäure ermöglicht. Insbesondere reagiert die Silicatkomponente, d. h. beispielsweise von Natriumsilicat zu Natriumwasserglas. Das Natriumwasserglas und/oder die amorphe Kieselsäure sind bzw. ist schwer wasserlöslich und ermöglicht deshalb eine fest anordbare Belagsbildung an der Innenoberfläche R1. Gleichzeitig ermöglicht das Natriumwasserglas und/oder die amorphe Kieselsäure eine Ausprägung des Belags und somit der Versiegelungsschicht S1 in Form einer Patina. Beispielsweise wird die Ausprägung des Belags durch Fällung von Härtebildnern, wie Calciumionen und Magnesiumionen, im Wasser erzielt. Die Patina inhibiert insbesondere korrosive auf die Innenoberfläche R1 des Rohrinnenraums R2 wirkende Effekte.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung 10 eine Ablaufverbindung 14 zum Ablassen eines nach einer bestimmten Einwirkzeit abzulassenden Versiegelungsmittels S_t . Zum Beispiel ist die Ablaufverbindung 14 mit einem nicht näher dargestellten Ablaufsystem gekoppelt. Das Ablassen erfolgt dabei beispielsweise über die Schwerkraft. Des Weiteren kann beispielsweise ein von oben nach unten zugeführtes Druckgas GK, insbesondere zur Ausbildung der Versiegelungsschicht S1, mit der Ablaufverbindung 14 abgeführt werden.
Im Nachfolgenden wird insbesondere ein Verfahren zur Behandlung des Rohrinnenraums R2 der Rohrleitung R beschrieben.
In dem Verfahren zur Behandlung des Rohrinnenraums R2 der Rohrleitung R, welche zumindest teilweise aus Metall gebildet ist, wird in einem ersten Verfahrensschritt das anorganische Versiegelungsmittel S in den Rohrinnenraum R2 aufgegeben. Das anorganische Versiegelungsmittel S wird bei dem vertikal angeordneten, zu behandelnden Rohrabschnitt RA von unten nach oben gefüllt bis das Versiegelungsmittel S blasenfrei, insbesondere luftblasenfrei, austritt.
Insbesondere werden rein mineralische, insbesondere Silicat umfassende Substanzen unter sekundärer Aushärtung durch einen Einsatz von Kohlenstoffdioxid verwendet. Dabei sind Korrosionsprodukte, welche sich beispielsweise an der Innenoberfläche R1 des Rohrinnenraums R2 absetzen, in wirkungsvoller Weise beseitigbar.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Versiegelungsmittel S für eine vorgegebene Einwirkzeit in dem Rohrinnenraum R2 belassen, so dass sich ein Belag des Versiegelungsmittels S an der Innenoberfläche R1 bildet. Der Belag ist insbesondere eine Vorausbildung der Versiegelungsschicht S1. Insbesondere wird das Versiegelungsmittel S für eine Einwirkzeit von 10 Minuten bis 40 Minuten, vorzugsweise von 15 Minuten bis 20 Minuten, in dem Rohrinnenraum R2 belassen. Dadurch ist ausreichend Zeit gegeben, dass sich der Belag vollständig an der Innenoberfläche R1 ausbilden kann.
Nach Einhaltung der vorgegebenen Einwirkzeit wird das Versiegelungsmittel S_t abgelassen. Der Belag bleibt an der Innenoberfläche R1 haften.
Anschließend wird in einem nächsten Verfahrensschritt zur Ausbildung der anorganischen Versiegelungsschicht S1 der Belag im Rohrinnenraum R2 mittels einer Beaufschlagung mit dem zumindest anteilig mit Kohlenstoffdioxid versetzten Druckgas GK getrocknet und ausgehärtet. Insbesondere wird das Druckgas GK mit einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur zugeführt.
Das Druckgas GK wird beispielsweise mit einer Temperatur von 20°C bis 60°C zugeführt. Insbesondere wird das Druckgas GK mit einer Temperatur von 25°C bis 50°C, vorzugsweise 30°C bis 45°C, zugeführt.
Des Weiteren weist das Druckgas GK zunächst eine Strömungsgeschwindigkeit zwischen 1 m/s bis 3 m/s auf und wird nach einer bestimmten Zeitdauer reduziert. Beispielsweise wird die Strömungsgeschwindigkeit nach 2 Minuten bis 10 Minuten, insbesondere nach 4 Minuten bis 6 Minuten, von einer Strömungsgeschwindigkeit beispielsweise zwischen 1 m/s und 3 m/s auf zum Beispiel 0,2 m/s bis 1,0 m/s reduziert. Vorzugsweise beträgt die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der ersten 5 Minuten 2 m/s. Anschließend wird die Strömungsgeschwindigkeit von 2 m/s auf zum Beispiel 0,5 m/s reduziert. Dabei wird das Druckgas GK für eine gesamte Zeitdauer von 20 Minuten bis 60 Minuten, insbesondere von 40 Minuten zugeführt. Diese Einstellung und Regelung der Strömungsgeschwindigkeit des Druckgases GK verhindert beispielsweise die Bildung von Spannungs- und Trocknungsrissen.
Nach Abschluss der Beaufschlagung des Druckgases GK ist der Belag getrocknet und ausgehärtet und liegt als anorganische Versiegelungsschicht S1 vor.
5 zeigt schematisch ein Blockschaltbild zur Darstellung einer Vorrichtung 15 zur Einstellung eines pH-Werts einer Flüssigkeit F in einer bereits behandelten Rohrleitung R.
Die Vorrichtung 15 umfasst zumindest eine Flüssigkeitsaufbereitungsanlage 16 zur Aufbereitung der Flüssigkeit F, insbesondere Wasser und/oder Trinkwasser, für ein Rohrleitungssystem. Insbesondere ist die Flüssigkeitsaufbereitungsanlage 16 zur Aufbereitung von Wasser und/oder Trinkwasser für ein nicht näher dargestelltes wasserführendes System vorgesehen. Das wasserführende System ist beispielsweise eine Trinkwasseranlage, ein Heizkreislaufsystem und/oder ein Kühlkreislaufsystem.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung 15 eine Rohrleitung R, welches nach einem in den 1 bis 4 beschriebenen Verfahren vorgereinigt und anschließend behandelt worden ist.
Mittels der Vorrichtung 15 wird insbesondere der pH-Wert der Flüssigkeit F im fortlaufenden Betrieb derart eingestellt, dass ein Substanzabtrag, insbesondere der schwer wasserlöslichen Silicatschicht, der Versiegelungsschicht S1 ausgeglichen wird. Gleichzeitig wird die Versiegelungsschicht S1, welche insbesondere in Form einer Patina an der Innenoberfläche R1 angeordnet ist, weiterführend aufgebaut und nachhaltig.
Zur Einstellung des pH-Werts umfasst die Vorrichtung 15 eine Dosiereinrichtung 17, welche Zusatzstoffe Z, zum Beispiel die mineralischen Substanzen der Versiegelungsschicht S1, wie beispielsweise Silicate, Phosphate, Carbonate und Hydroxide, aufbereitet. Insbesondere ist die Dosiereinrichtung 17 mit der Rohrleitung R gekoppelt und zur volumenstromproportionalen Dosierung vorgesehen. Dabei werden die Zusatzstoffe Z der Flüssigkeit F zugeführt. Zudem kann zumindest anteilig Chlorbleichlauge zugeführt werden. Dadurch kann beispielsweise eine Algenbildung im Rohrinnenraum vermieden werden, insbesondere bei Rohrleitungssystemen, die Sonnenstrahlungen ausgesetzt sind.
Beispielsweise wird zur Ausbildung der Patina bzw. einer Patinierung nach Ausbildung der Versieglungsschicht S1 der Rohrinnenraum R2 für einen vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise 2 bis 10 Jahre mit der zum Verbrauch bestimmten Flüssigkeit F beaufschlagt. Die Flüssigkeit F wird dabei beispielsweise mit den Zusatzstoffen Z in einer bestimmten ersten Konzentration zur zumindest teilweisen Alkalisierung der Versieglungsschicht S1 versetzt.
Zur Ermittlung des pH-Werts der Flüssigkeit F im Ausgangszustand umfasst die Vorrichtung 15 eine erste Ermittlungseinheit 18. Beispielsweise ist die Ermittlungseinheit 18 eine pH-Wert-Messeinheit oder eine zur Bestimmung einer Reaktion von Indikatorfarbstoffen vorgesehene Einheit. Bei einem kleiner als 7,3 ermittelten pH-Wert des Wassers und/oder Trinkwassers wird dem Wasser und/oder Trinkwasser eine wässrige Lösung beispielsweise mit Natronlauge zugegeben. Die Dosierung der Zusatzstoffe Z wird derart eingestellt, dass ein pH-Wert von 8,2 bis 8,8 des Wassers und/oder Trinkwassers bei einer aus Kupferwerkstoffen gebildeten Rohrleitung R erreicht wird. Bei einer aus Stahlwerkstoffen gebildeten Rohrleitung R wird das Wasser und/oder Trinkwasser auf einen pH-Wert zwischen 8,5 bis 9,5 eingestellt. Bei einer Mischinstallation wird das Wasser und/oder Trinkwasser auf einen pH-Wert zwischen 8,5 bis 9,0 eingestellt. Insbesondere wird eine Anhebung eines pH-Werts des Trinkwassers zwischen 8,2 bis 9,5 erzielt. Darüber hinaus wird bei Trinkwasseranlagen darauf geachtet, dass Grenzwerte der Zusatzstoffdosierung, insbesondere von Silicat und Phosphat, nicht überschritten werden. Zum Beispiel wird Silicat bis maximal 15 mg/l und Phosphat bis maximal 6 mg/l zugegeben. Bei umlaufenden Rohrleitungssystemen, wie Heizkreislaufsystemen und/oder Kühlkreislaufsystemen, ist eine Einstellung des pH-Werts der verwendeten Füllflüssigkeit, beispielsweise Füllwassers, bei Befüllung dieses Rohrleitungssystems ausreichend. D. h., dass eine Zugabe eines Dosiermittels, insbesondere der Zusatzstoffe Z, vor oder während der Befüllung des Rohrleitungssystems mit Füllwasser erfolgt.
Anschließend wird in regelmäßigen Abständen eine Beschaffenheit des zirkulierenden Flüssigkeit F, insbesondere des Wassers und/oder Trinkwassers, geprüft. Hierfür wird nach einem vorgegebenen Zeitraum eine zweite Konzentration an einer Entnahmestelle 19 der Rohrleitung R ermittelt und mit der ersten Konzentration an der ersten Ermittlungseinheit 18 verglichen. Hierfür umfasst die Vorrichtung 15 eine zweite im Bereich der Entnahmestelle 19 angeordnete zweite Ermittlungseinheit 20.
Bei einer Über- oder Unterschreitung einer maximal zulässigen Differenz wird die erste Konzentration geändert. Zur regelmäßigen Kontrolle, beispielsweise Sichtkontrolle sind die Ermittlungseinheiten 18, 20 demontierbar und können im Rahmen einer regelmäßigen Wartung der Anlage zur Dokumentation inspiziert werden.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2,3: Zulauf
2.1, 3.1: Steuerungsventil
2.2, 3.2: Rückschlagventil
4: Ablauf
5: Flüssigkeitseinspeisungselement
6: Gasspeicher
7: Aufbereitungsbereich
8, 9: Entnahmestelle
10: Vorrichtung
11: Verbindungsteil
12: Zuführvorrichtung
13: Druckgasspeicher
14: Ablaufverbindung
15: Vorrichtung
16: Flüssigkeitsaufbereitungsanlage
17: Dosiereinrichtung
18: Ermittlungseinheit
19: Entnahmestelle
20: Ermittlungseinheit
F: Flüssigkeit
G: Gas
GK: Gas, Druckgas
K: Koppelelement
K1 bis K3: Anschlussstelle
M: Medium
R: Rohrleitung
R1: Innenoberfläche
R2: Rohrinnenraum
RA: Rohrabschnitt
S, S_t: Versiegelungsmittel
S1: Versiegelungsschicht
V1 bis V3: Verbindungsbereich
Z: Zusatzstoff

Claims

Verfahren zur Reinigung einer Rohrleitung (R), wobei der Rohrleitung (R) ein flüssiges Medium (M) zugeführt wird und dem flüssigen Medium (M) zur Durchspülung der Rohrleitung (R) zumindest ein Gas (G) zugeführt wird, wobei ein zumindest anteilig mit Helium versetztes Gas (G) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumenstrom des flüssigen Mediums (M) zunächst gedrosselt zugeführt wird und anschließend zunehmend vergrößert wird und dass ein Volumenstrom des Gases (G) zunehmend gedrosselt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest anteilig mit Stickstoff versetztes Gas (G) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest abschnittweise nicht horizontale Rohrleitung (R) mit dem flüssigen Medium (M) von oben nach unten und von dem Gas (G) von unten nach oben durchströmt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium (M) in einer oberen Stelle der Rohrleitung (R) zugeführt wird und dass das Gas in einer unteren Stelle der Rohrleitung (R) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest abschnittsweise im Wesentlichen horizontal ausgebildete Rohrleitung (R) und/oder eine zumindest abschnittsweise im Wesentlichen vertikal ausgebildeten Rohrleitung (R) mit dem flüssigen Medium (M) in Durchgangsrichtung durchströmt wird und das Gas (G) seitlich der Rohrleitung (R) und der Durchgangsrichtung eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als flüssiges Medium (M) Wasser und/oder eine Chlordioxid-Lösung zugeführt werden bzw. wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung der Rohrleitung (R) als Vorreinigung zumindest eines Rohrinnenraums (R2) der Rohrleitung (R) durchgeführt wird, und dass anschließend die Innenoberfläche (R1) des Rohrinnenraums (R2) versiegelt wird, wobei - zur Ausbildung einer Versiegelungsschicht (S1) zumindest ein anorganisches Versiegelungsmittel (S) in den Rohrinnenraum (R2) aufgegeben wird, - anschließend das Versiegelungsmittel (S) für eine vorgegebene Einwirkzeit in dem Rohrinnenraum (R2) belassen wird, so dass sich ein Belag des Versiegelungsmittels (S) an einer Innenoberfläche (R1) des Rohrinnenraums (R2) bildet, - anschließend das Versiegelungsmittel (S_t) nach der vorgegebenen Einwirkzeit abgelassen wird und - anschließend zur Ausbildung einer anorganischen Versiegelungsschicht (S1) der Belag im Rohrinnenraum getrocknet und ausgehärtet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Versiegelungsmittel (S) eine wässrige Lösung oder Suspension verwendet wird, welche als mineralische Substanzen zumindest anteilig Silicate, Phosphate, Carbonate, Hydroxide und/oder Glasfasern umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der anorganischen Versiegelungsschicht (S1) der Belag im Rohrinnenraum (R2) mittels einer Beaufschlagung mit einem zumindest anteilig mit Kohlenstoffdioxid versetzten Gas (GK) mit einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur getrocknet und ausgehärtet wird.
Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens zur Reinigung von Rohrleitungen (R) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch - zumindest einen ersten Zulauf (2) und zumindest einen zweiten Zulauf (3), welche jeweils mit der Rohrleitung (R) strömungstechnisch koppelbar oder gekoppelt sind, wobei - der erste Zulauf (2) mit zumindest einem Flüssigkeitseinspeisungselement (5) zur Zuführung eines flüssigen Mediums (M) in die Rohrleitung (R) gekoppelt ist und - der zweite Zulauf (3) mit zumindest einem Gasspeicher (6) zur Zuführung zumindest eines Gases (G) in die Rohrleitung (R) gekoppelt ist, - das Gas (G) zumindest anteilig mit Helium versetzt ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Zulauf (2) ein Steuerungsventil (2.1) zur Einstellung eines Volumenstromes des einzuspeisenden flüssigen Mediums (M) umfasst und/oder - der zweite Zulauf (3) ein Steuerungsventil (3.1) zur Einstellung eines Volumenstromes des einzuspeisenden Gases (G) umfasst.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Zulauf (2) ein Rückschlagventil (2.2) umfasst und/oder - der zweite Zulauf (3) ein Rückschlagventil (3.2) umfasst.