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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abisolieren von mehrschichtig
isolierten Stahlrohren, insbesondere von Stahlrohren für die Erdgasleitungen.
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Bei
Erdgasleitungen wird eine Standzeit von mehreren Jahrzehnten verlangt.
Deshalb ist ein zuverlässiger
Korrosionsschutz an den Stahlrohren erforderlich.
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Als
Korrosionsschutz hat sich vor allem ein Mehrschichtenschutz bewährt, wie
er in der
DE-C-3247 512 beschrieben
ist. Dabei wird auf die gereinigte Stahlrohroberfläche zunächst eine
Epoxyharzschicht (EP-Schicht) aufgebracht. Die EP-Schicht dient
als Haftvermittler für
einen Kleber bzw. für
eine Polyäthylenschicht
(PE-Schicht). Die EP-Schicht hat in der bekannten Form eine Dicke
von 0,03 bis 0,15 mm.
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Der
Kleber ist vorzugsweise ein PE-Copolymerisat.
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PE
ist eine thermoplastischer Kunststoff.
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Die
PE-Schicht wird nach der
DE-C-3247512 als
extrudierter Doppelschlauch aufgebracht. Es gibt auch noch andere
Verfahren zum Aufbringen der PE-Schicht. Zum Beispiel durch Wicklung.
Das Wicklungsverfahren findet vor allem bei Großrohren Anwendung.
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Es
ist auch das Aufschmelzen von PE-Pulver bekannt.
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Die
Dicke der PE-Schicht beträgt
in der bekannten Form in der Regel 1,8 bis 4 mm.
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Die
Stahlrohre können
in großen
Längen
und mit bestimmten Verfahren endlos hergestellt werden.
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Die
Stahlrohre werden wahlweise auch in den großen Längen isoliert bzw. endlos isoliert.
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Die
Stahlrohre werden aber in Längen
geliefert, die aus Transportgründen
sehr begrenzt sind und an der Baustelle wieder miteinander verschweißt werden.
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Die
bisherige Bauweise ist insofern unzulänglich, als sich an bisherigen
Leitungen immer wieder und immer neue Mängel zeigen. Die Mängel beeinträchtigen
nicht nur den Betrieb der Gasleitungen. Die Mängel beinhalten eine ernste
Gefahr, nämlich die
Gefahr einer Explosion durch austretendes Gas.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gasleitungen zu verbesseren.
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Die
Erfindung setzt bei der Erkenntnis an, daß die Schweißverbindungen
die Schwachstellen der Rohrleitungen sind.
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Durch
das Ablängen
der bei der Herstellungen anfallenden langen bzw. endlosen Rohre
entstehen Rohrstücke,
die an den Enden für
die Verbindung mit anderen Rohrstücken abisoliert werden müssen. Soweit
das Abisolieren werksseitig erfolgt, können die Rohre „als werksseitig
vorbereitet" bezeichnet werden
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Die
Rohre können
aber auch nach dem Ablängen
isoliert werden. Dabei kann an den Rohrenden ein Streifen frei bleiben,
der für
das anschließende
Verschweißen
ausreicht.
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An
der Baustelle werden die Stahlrohre zu einer Leitung aneinander
gesetzt. Die Verbindung erfolgt durch Schweißen.
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Darüber hinaus
fallen in sehr großem
Umfang Paßstücke an,
die durch Ablängen
vorhandener Rohre gewonnen werden. Die Paßstücke werden an der Baustelle
gefertigt bzw. abgelängt
und an der jeweiligen Rohrleitungsstelle in die Rohrleitung eingeschweißt.
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Soweit
die Rohrenden nicht schon werksseitig für die Verbindung vorbereitet
sind, müssen
die Rohrenden zum Schweißen
wieder abisoliert werden. Dabei kommen verschiedene Verfahrensweisen in
Betracht, von denen einige üblich
sind und von denen andere neu sind:
Es fehlt naturgemäß eine Vorbereitung
der Rohrenden, wenn aus einer Rohrleitung ein Stück herausgeschnitten wird,
um für
eine Abzweigung ein T-Stück einzusetzen.
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Ebenso
fehlt es naturgemäß an einer
Vorbereitung der Rohre, wenn an einer Abzweigung das Abzweigungsrohr
unmittelbar an dem durchlaufenden Rohr angeschweißt wird
oder wenn der Abzweigungsrohr vorn einen Flansch besitzt und mit
dem Flansch an dem durchlaufenden Rohr verschweißt wird.
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In
allen diesen Fällen
müssen
Rohrenden bzw. Rohrflächen
abisoliert werden, um eine Verschweißung vorzunehmen.
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Nach
dem Schweißen
wird die Schweißstelle gereinigt.
Anschließend
wird zwischen dem Ende der Isolierung an dem einen Rohrende und
dem Ende der Isolierung an dem anderen Rohrende eine neue Isolierung
angebracht. Die nachträgliche
Isolierung wird als Nachisolierung bezeichnet. Es ist günstig, als Nachisolierung
eine Schrumpfmuffe zu verwenden, die das Ende der Isolierung an
dem einen Rohrende und das Ende der Isolierung an dem anderen Rohrende überlappend übergreift.
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Zur
Verbindung von Rohrstücken
in Längsrichtung
kann die Muffe auf eines der Rohrenden an einem Rohrstoß bzw. Schweißstoß aufgeschoben werden.
Die Muffe ist dem T-Stück
im wesentlichen nachgebildet. Sie hat einen Abgang für das Abzweigungsrohr
und zwei Abgänge
für die
Rohrenden der Rohrleitung, in die das T-Stück eingesetzt werden soll.
Die Enden der Muffe, welche die Schweißstöße der Rohrenden mit dem T-Stück überlappen
sollen, werden zur Montage eines T-Stückes so weit zurückgezogen,
daß sich
das T-Stück
in die vorher ausgeschnittene Stelle der Rohrleitung schieben läßt und daß anschließend die
Verschweißung
des T-Stückes in
der Rohrleitung ohne Beschädigung
der Muffe erfolgen kann. Nach dem Schweißen kann die Schweißstelle
gereinigt werden und die Schrumpfmuffe anschließend über die Schweißstelle
gezogen werden. Der Schrumpf der Schrumpfmuffe setzt nach entsprechender
Erwärmung
ein.
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Es
kann auch mit anderen Schrumpfmuffen gearbeitet werden, die nach
einem älteren
Verschlag so aufgespreizt werden, daß die Schweißverbindung des
T-Stückes
mit der Rohrleitung in der Schrumpfmuffe hergestellt werden kann.
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Die
Abzweigungsleitung kann auch unmittelbar in die durchgehende Rohrleitung
geschweißt werden.
Das ist besonders für
Abzweigungsleitungen kleineren Durchmessers relevant. Dabei kommen unterschiedliche
Verfahrensweise in Betracht.
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Es
kann in die durchgehende Rohrleitung ein Loch eingearbeitet werden,
welches im wesentlichen dem Innendurchmesser der Abzweigungsleitung
entspricht, und es kann die Abzweigungsleitung so eingepaßt werden,
daß der
Mantel der Abzweigungsleitung den Lochrand trifft. An der Baustelle
werden solche Konturen durch Brennschneiden erzeugt. Im Werk bietet
sich als Alternative ein Konturfräsen an.
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Die
Abzweigungsleitung kann auch mittelbar über einen Flansch an die durchgehende
Rohrleitung angeschweißt
werden. Auch das ist besonders für Abzweigungsleitungen
kleineren Durchmessers relevant. Vorzugsweise ist der Flansch dem
Rohrdurchmesser angepaßt.
Das heißt
der Flansch ist wie die Wandung/Rohrmantel der durchgehenden Rohrleitung
gewölbt.
Besonders einfach läßt sich
die Wölbung
mit einem Blech herstellten. Infolge der Wölbung liegt der Flansch an
seinen Rändern
mehr oder weniger schließend
auf dem Mantel der durchgehenden Rohrleitung auf, wenn der Flansch
in seine Stellung zum Verschweißen
gebracht wird. Der Flansch ist an ein zusätzliches Teil. Seine Anwendung
erscheint oberflächlich
als Mehraufwand. Vorteilhafterweise kann der Flansch aber mit einem
Rohrstück der
Abzweigungsleitung werksseitig vorbereitet werden. Dort ist die
Fertigung so rationalisiert, daß sich gegenüber der
oben beschriebenen Einpassung der Abzweigungsleitung erhebliche
Vorteile ergeben können.
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Das
Abisolieren ist in der Vergangenheit von jedem Leitungsbauer und
Hersteller nach Belieben durchgeführt worden. Zum Abisolieren
ist es üblich, die
Isolierung zunächst
umlaufend einzuschneiden und danach den zu entfernenden Teil der
Isolierung in axialer Richtung zu durchschneiden, um diesen Teil
der Isolierung abziehen zu können.
Das Abziehen wird durch Erwärmung
erleichtert. Dabei ist die übliche
Wärmequelle
eine Propangasflamme. Für
die Handhabung der Propangasflamme gilt die Regel, daß die Flamme
blau-gelb sein soll.
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Bei
den herkömmlichen
Abisolierungs-Schnitten wird die Isolierung regelmäßig bis auf
den Stahl des Stahlrohres durchschnitten.
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Es
hat sich jedoch gezeigt, daß sich
an den herkömmlichen
Schnitten leicht eine Unterrostung bildet. Die Unterrostung wird
erkennbar, wenn die Rohre zunächst
auf Lager genommen und erst nach einiger Zeit verwendet werden.
Dann zeigt sich bereits nach wenigen Tagen oder Wochen eine schädliche Rostbildung.
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Erst
mit der
EP 213061 B1 ist
darauf hingewiesen worden, daß die
Ursache für
die Unterrostung in einem Einschneiden und Durchschneiden der EP-Schicht
zu suchen ist.
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Mit
dieser Druckschrift ist zur Lösung
des Schneidproblems ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem
die EP-Schicht unverletzt bleibt. Der Vorschlag geht davon aus,
daß die
EP-Schicht eine der
Rauhtiefe des Rohres angepaßte
Schichtdicke besitzt. Bezeichnet man die unter einem Mikroskop erkennbare
Rauhtiefe als Stahlgebirge, dann soll die EP-Schicht das Stahlgebirge überdecken,
aber auch nicht viel dicker sein.
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Hinter
dem Vorschlag steht die Erkenntnis, das die EP-Schicht in größeren Dicken
in Abhängigkeit
von der Temperatur und der Feuchtigkeit druckempfindlich reagieren,
dagegen in kleineren Dicken nicht. In der Regel ist eine Schichtdicke
von 0,04 bis 0,05 mm ausreichend.
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Im
weiteren wird davon ausgegangen, daß nur die erforderliche Schichtdicke
auf den Rohren vorgesehen ist. Wenn gleichwohl darüber hinausgehende
Schichtdicken vorkommen und die EP-Schicht beim Einschneiden unverletzt
bleiben soll wird davon ausgegangen, daß die erforderliche Schichtdicke
unverletzt bleibt.
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Nach
der
EP 213061 B1 kommt
eine besondere Distanzhaltung für
das Schneidwerkzeug zur Anwendung. Das Schneidwerkzeug wird so geführt, daß ein Abstand
von der Metallaußenfläche der
Rohre gewahrt wird, der gleich der Dicke oder größer als die erforderliche Dicke
der EP-Schicht ist.
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Außerdem wird
der Schnitt nicht als einfacher Trennschnitt mit einer gewöhnlichen
Messerklinge durchgeführt,
sondern als Schälvorgang,
bei dem eine ringförmig
um das Stahlrohr innerhalb der Kunststoffisolierung verlaufende
V-förmige
Nut oder eine ähnliche
Nut erzeugt wird. Die Nut ist im Nuttiefsten vorzugsweise gerundet.
Das führt
dazu, daß die
Schnittfläche
an der auf dem Stahlrohr verbleibenden Isolierung abgeschrägt ist und
im Tiefsten ausläuft.
Durch den bekannten Schnitt entsteht eine böschungsartige Schnittfläche. Dadurch
wird die Wirkung der in der Kunststoffisolierung eingefrorenen Textur
nach dem Einschneiden wesentlich gemildert.
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Günstig ist,
wenn das Schneidwerkzeug eine der Form des Nut nachgebildete Schneidkante
besitzt.
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In
dem Bereich (Schweißbereich),
welcher der Schweißwärme ausgesetzt
ist, wird vorzugsweise vor dem Schweißen auch die EP-Schicht entfernt, um
eine unkontrollierte Verbrennung der EP-Schicht und nachteilige
Verbrennungsrückstände zu vermeiden.
Der Schweißbereich
hat in Rohrlängsrichtung vorzugsweise
eine Länge
von 100 mm, wahlweise auch eine geringere Länge von z.B. 75 mm.
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An
den Schweißbereich
schließt
sich vorzugsweise ein Übergangsbereich
zur Isolierung von 50 mm. Im Übergangsbereich
bleibt die EP-Schicht in der notwendigen Dicke unverletzt. Der Übergangsbereich
kann auch in Rohrlängsrichtung
eine andere Länge
besitzen, z.B. von 75 mm.
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Die
Entfernung der Isolierung wird im folgenden als Abisolierung bezeichnet.
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Bei
werksseitiger Vorbereitung der Rohrenden kann die Abisolierung besser
kontrolliert werden.
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Bei
nachträglichem
Abisolieren an der Baustelle ist die Qualität der Abisolierung häufig zu
beanstanden.
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Nach
einem älteren,
unveröffentlichten
Vorschlag soll die EP-Schicht beim Abisolieren in einem Übergangsbereich
stehen bleiben. Nach dem Schweißen
und Reinigen der Schweißstelle
soll der Zwischenraum zwischen dem Übergangsbereich an dem einen
Rohrende und dem Übergangsbereich
an dem anderen Rohrende mit EP oder einem anderen Haftvermittler
beschichtet werden, so daß die Schrumpfmuffe
oder eine andere Isolierungsaußenschicht
eine innige Verbindung mit dem Haftvermittler eingehen kann.
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Soweit
von dem Übergangsbereich
Gebrauch gemacht wird, hat der Übergangsbereich
in axialer Richtung eine Länge
von vorzugsweise mindestens 20 mm, noch weiter bevorzugt mindestens 50
mm und höchst
bevorzugt mindestens 70 mm.
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Der Übergangsbereit
kann an allen Schweißstellen
vorkommen. Die Schweißstellen
befinden sich am Stoß zwischen
zwei Rohren und an Abzweigungen.
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Im Übergangsbereich
der EP-Schicht ist es beim Abisolieren der PE-Außenschicht von Vorteil ist, wenn
die EP-Schicht dort auch beim Axialschnitt unverletzt bleibt.
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Die
PE-Isolierung wird von der EP-Schicht bzw. dem Kleber abgezogen.
Die Trennung der PE-Schicht von der EP-Schicht bzw. der Kleberschicht
ist ohne Beschädigung
der EP-Schicht möglich,
wenn der Widerstand der EP-Schicht gegen Abziehen größer als
der Widerstand der PE-Schicht gegen Lösen von der EP-Schicht ist.
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Nach
der Erfindung wird das Abziehen durch eine Erwärmung der Isolierung unterstützt. Jedoch wird
eine Erwärmung
des PE auf mehr als 110 Grad Celsius, vorzugsweise auf mehr als
90 Grad Celsius vermieden. Vorzugsweise wird jedoch mindestens eine
Temperatur von 50 Grad Celsius und noch weiter bevorzugt eine Temperatur
von mindestens 70 Grad Celsius und höchst bevorzugt auf 80 Grad
Celsius erreicht.
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Desweiteren
hat die Erfindung erkannt, daß die übliche Erwärmung von
außen
mit einer Propangasflamme eine Flammtemperatur verursacht, bei der
eine extreme Gefahr übermäßiger Wärmebelastung
des nicht abzuisolierenden Kunststoffes besteht. Vorzugweise wird
deshalb für
die Erwärmung ein
Heizmedium ohne offene Flamme verwendet. Wahlweise wird ein Heizmedium
mit einer Temperatur verwendet, die höchstens 250 Grad Celsius oder höchstens
150 Grad Celsius beträgt
oder sogar unterhalb der Schmelztemperatur von PE liegt. Je geringer
die Temperatur ist, desto länger
dauert es, bis die für
das Abziehen der PE-Schicht gewünschte
Erwärmung
erreicht ist.
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Wahlweise
kann die Wärme
dabei
von außen
oder
von innen oder
von außen und innen
zugeführt werden.
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Die
Zuführung
von innen hat unter bestimmten Voraussetzungen den Vorteil, daß die Wärme nur eine
sehr geringe Fließstrecke
zurücklegen
muß, um die
gewünschte
Trennstelle zwischen EP-Schicht und PE-Schicht zu erreichen. Die
Fließstrecke
hängt von
der Dicke der Schichten ab. Während
die PE-Schicht-Dicke mehrere Millimeter beträgt, hat die notwendige EP-Schicht nur eine
Dicke eines Bruchteils eines Millimeters. Die EP-Schicht liegt allerdings an
der Innenseite der Isolierung, so daß die Zuführung der Wärme von innen erfolgen muß, wenn
der Vorteil der geringen Fließstrecke
genutzt werden soll.
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Bei
gleichzeitiger Zuführung
von Wärme
von außen
und von innen ergänzen
sich die beiden Wärmeflüsse und
reduziert sich die für
gewünschte
Erwärmung
erforderliche Zeit.
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Die
Erwärmung
von innen läßt sich
an Rohrenden mit diversen Heizeinrichtungen darstellen. Als Heizeinrichtungen
können
für die
Erwärmung
von innen sogar die oben erwähnten
Propangasbrenner Anwendung finden, wenn die Erwärmung von innen durch die Stahlrohre
hindurch erfolgen soll. Anstelle der Propangasbrenner können innen
ebenso andere Heizeinrichtung Anwendung finden. Das gilt sowohl für Heizstrahler
als auch für
Gasheizeinrichtungen wie Heißluftgeräte.
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Besondere
Heizbedingungen ergeben sich mit einem Induktionsheizgerät. Mit dem
Induktionsheizgerät
wird in dem Stahlrohr im Wege der Induktion ein Strom erzeugt, der
zur Erwärmung
des Rohres führt.
Das Induktionsheizgeräte
hat den Vorteil besonderer Genauigkeit bei der Wärmeerzeugung. Die Wärmeerzeugung
wird über
den Strom geregelt. Der Strom ist genau einstellbar.
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Die
Wärme breitet
sich in alle Richtungen aus, auch in Richtung der EP-Schicht, so
daß die EP-Schicht
kurzfristig erwärmt.
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Das
Induktionsheizgerät
kann innen im Rohr und außen
am Rohr angeordnet sein. Die Anordnung des Gerätes außen bewirkt allerdings keine Änderung
in der Richtung des Wärmeflusses.
Die Wärme entsteht
weiter in dem Stahlrohr und fließt vom Rohrinneren her in die
EP-Schicht.
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Für die Erwärmung von
außen
kommen verschiedene Medien in Betracht: Geeignet sind besonders
gasförmige
Heizmedien.
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Es
können
auch nicht brennbare Gase verwendet werden, die an einer Wärmequelle
erwärmt werden.
Desgleichen können
brennbare Gase in gleicher Weise mittels einer anderen Wärmequelle
erwärmt
und als erfindungsgemäßes Heizmedium
zum Einsatz kommen. Nach der Erfindung wird die Temperatur des Heizmediums
dabei unterhalb der Zündtemperatur
gehalten, so daß keine
offene Flamme entstehen kann. Für
die Temperaturregelung eignet sich eine Mischung mit Umgebungsluft.
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Zur
Erzeugung von Heißluft
werden vorzugsweise Geräte
eingesetzt, die elektrisch betriebene Heizspiralen und einen Lüfter besitzen.
Der Lüfter saugt
Umgebungsluft an, die an den Heizspiralen entlang geführt wird
und sich an den Heizspiralen erwärmt.
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Die
Heißluftgeräte werden
vorzugsweise in Umfangsrichtung hin- und hergehend bewegt, um zu verhindern,
daß die
Stromzuführungskabel
sich um die Leitung wickeln.
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Wahlweise
wird die zu wärmende
Leitungsfläche
bzw. Rohrfläche
eingehaust. Die Einhausung kann durch feste Gehäuseschalen gebildet werden, die
auf die Erdgasleitung aufgesetzt und nach ausreichender Vorwärmung wieder
entfernt werden. Als Einhausung eignen sich auch flexible Einrichtungen, z.B.
warmfeste Textilien, die um die Erdgasleitung gespannt werden.
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Durch
die Einhausung reduziert sich der Energieaufwand einer Gasbeaufschlagung.
Zusätzlich ergibt
sich der wesentliche Vorteil einer gleichmäßigen Erwärmung. Die Gleichmäßigkeit
einer Erwärmung
von Hand ist vor allem bei größeren Rohren
ein zunehmendes Problem. Außerdem
kann nach einer Einhausung mit geringen Mittel eine automatische Zuführung von
Heißluft
oder eine automatische Zuführung
von anderen gasförmige
Heizmitteln erreicht werden.
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Bei
Anwendung einer Einhausung der zu erwärmenden Leitungsfläche bzw.
Rohrfläche
läßt sich auch
anstelle des gasförmigen
Heizmittels ein flüssiges
Heizmittel anwenden. Zu den einfachen flüssigen Heizmitteln gehört auch
Heißwasser.
Das Heißwasser
hat bei atmosphärischem
Druck zwar nur eine maximale Temperatur von 100 Grad Celsius. Das
kann aber durch eine längere
Heizdauer ausgeglichen werden.
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Wahlweise
kann als Heizmittel auch eine Heizmatte zur Anwendung gebracht werden,
die um die Gasleitung geschlungen wird. Vorzugsweise wird dann eine
elektrisch betriebene Heizmatte verwendet.
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Von
Vorteil ist eine Temperaturregelung bei der Erwärmung. Dabei können folgende
Temperaturen gemessen werden:
Temperatur des Heizmittels
Temperatur
der Isolierung an ausgewählter
Stelle. Bei einer Erwärmung
von außen
ist befindet sich die ausgewählte
Stelle für
die Temperaturmessung an der Isolierung z.B. an der Außenfläche.
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Die
gewählte
Temperaturmessung eröffnet zwei
Möglichkeiten.
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Erstens
kann dadurch die Einhaltung der zulässigen Grenzen für die Erwärmung der
Isolierung kontrolliert werden.
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Zweitens
kann der anhand der jeweiligen Temperatur ermittelt werden, wann
sich an der Trennstelle die erfindungsgemäße Temperatur für das Abisolieren
einstellt.
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Die
Ermittlung kann durch Rechnung oder durch Vergleich mit dem Verlauf
von Referenzkurven für
die Erwärmung
erfolgen. Jede konkrete Isolierung hat bei einer anliegenden Außentemperatur
einen bestimmten Temperaturverlauf in den weiteren Schichten. Der
Temperaturverlauf wird als Referenzkurve bezeichnet.
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Die
Referenzkurven können
als EDV-Dateien in eine EDV-Steuerung der erfindungsgemäß vorgesehenen
Heizeinrichtungen aufgenommen werden.
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Besonders
günstige
Voraussetzungen für eine
erfindungsgemäße Regelung
bieten elektrisch betriebene Heißluftgeräte. Bereits einfache Geräte sind
mit einer Temperatunegelung ausgerüstet. In die Regelkreise lassen
sich erfindungsgemäße Steuerungen
ohne weiteres integrieren.
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Spätestens
nach dem Schweißen
wird der vollständig
abisolierte Bereich gestrahlt, vorzugsweise stahlgestrahlt. Beim
Stahlstrahlen werden vorzugsweise feinkörnige Stahlpartikel gegen die
zu reinigenden Flächen
geschleudert. Die Stahlpartikel können dabei in verschiedener
Weise in Bewegung gebracht werden. Eine vorteilhafte Mechanik wird durch
Druckluft gebildet. Die Druckluft wird durch ein Strahlrohr geführt, auf
dem oben ein Vorratsbehälter für die Stahlpartikel
sitzt. Die Druckluft beschleunigt die Stahlpartikel, die aus dem
Vorratsbehälter
in das Strahlrohr dringen, auf die gewünschte Geschwindigkeit. Zugleich
lenkt das Strahlrohr die Stahlpartikel gegen die zu reinigenden
Flächen.
Auch die Schweißnaht
wird zweckmäßigerweise
gereinigt.
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Vor
Vorteil ist, die zu reinigenden Flächen einzuhausen, so daß die Stahlpartikel
wieder eingefangen und dem Vorratsbehälter wieder zugeführt werden
können.
Die Einhausung entlastet auch die Umwelt.
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Beim
Stahlstrahlen wird eine gehobene Reinigungsqualität angestrebt.
Maximale Reinigungsqualitäten
sind in der Regel nicht erforderlich.
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Auf
die gereinigte Fläche
wird eine neue EP-Schicht aufgetragen. Wahlweise geschieht das durch
Aufschmelzen von EP-Pulver.
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Bei
der weiteren Handhabung ist zu unterscheiden zwischen der Verbindung
zweier Rohr zu einer Rohrleitung und zwischen der Abzweigung von einer
Rohrleitung.
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Bei
der Verbindung zweier Rohrenden zu einer Rohrleitung verläuft die
Schweißstelle über den vollen
Rohrumfang. Dementsprechend ist der gesamte Rohrumfang an der Schweißstelle
abzuisolieren.
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In
Anwendung des vorgeschlagenen EP-Übergangsbereiches ergeben sich
an den Rohrenden zwei Bereiche, nämlich ein Übergangsbereich und ein Bereich
vollständiger
Abisolierung. Im Übergangsbereich
wird die Rohrisolierung bis auf die EP-Schicht entfernt.
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Der
zum Abisolieren vorgesehen Axialschnitt kann übergreifend für beide
Bereiche (Übergangsbereich
und Bereich vollständiger
Abisolierung) erfolgen, ohne daß die
Schnitt-Tiefe verändert wird,
wenn die EP-Schicht zur vollständigen
Abisolierung wie oben beschrieben gehandhabt wird.
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Der
Axialschnitt wird vorzugsweise im Gegensatz zu dem Umfangsschnitt
nicht als Schälschnitt
durchgeführt
sondern ein möglichst
schmaler Einschnitt. Das erleichtert den Schnitt. Es kann ein entsprechend
schmales Messer zum Einsatz kommen
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Der
Axialschnitt wird vorzugsweise möglichst senkrecht
zur Umfangsfläche
der Rohre eingebracht. Die Richtung senkrecht zur Umfangsfläche beschreibt
die radiale Richtung. Es kommt aber auch ein Schnitt in Betracht,
der schräg
zur axialen Richtung verläuft.
Dann ergibt sich zwar eine schräg
verlaufende Schnittfläche.
Mit dem schräg
verlaufenden Schnitt ergibt sich an dem Schnitt ein Zipfel, der
das Abziehen der PE-Schicht erleichtert.
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Für die Axialschnitte
können
flache Schneidmesser verwendet werden.
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Bei
der Verbindung der Rohrleitung mit einer Abzweigung kann die Abisolierung
unterschiedliche Formen annehmen. Die Formen hängen von der Art der Abzweigungen
und von der Art der Herstellung der Abzweigungen ab.
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Bei
der oben erläuterten
Abzweigung, bei der ein T-Stück
Anwendung findet, ergeben sich Rohrenden, die wie andere Rohrenden
abisoliert werden.
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Bei
der oben erläuterten
Abzweigung, bei der ein Abzweigungsrohr in ein durchgehendes Rohr
der Erdgasleitung eingepaßt
wird, findet eine vollständige
Abisolierung oder eine Teil-Abisolierung
an der Abzweigung statt.
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Bei
vollständiger
Abisolierung sind Schälschnitte
in Umfangsrichtung über
360 Grad umlaufende Abisolierung an dem zur Rohrleitung gehörigen Rohr
gewünscht
oder zweckmäßig. Die
vollständige Abisolierung
kommt bei größeren Abzweigungen
vor. Kann aber auch für
kleinere Abzweigungen sinnvoll sein.
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Nach
einem älteren
Vorschlag erfolgt an der Abzweigung die Nachisolierung mit einer
Muffe, die zugleich die Rohrleitung an der betreffenden Stelle und
auch die abzweigende Leitung umfaßt. Dabei kann die Anwendung
eines EP-Übergangsbereiches wieder
von Vorteil sein und wird der dazwischen liegende und dem Schweißvorgang
ausgesetzte Bereich vollständig
abisoliert und nach dem Schweißen und
Reinigen vorzugsweise wieder mit EP beschichtet.
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Beim
Abisolieren an Abzweigungen ohne EP-Übergangsbereich wird aus der
Isolierung ein für den
Anschluß der
Abzweigung erforderlicher Bereich ausgeschnitten. Die Abmessungen
des Ausschnittes ergeben sich aus dem notwendigen Abstand des Kunststoffes
von den Schweißflächen des
Anschlußflansches
am Rohr der Abzweigung. Der Abstand ist abhängig von dem jeweiligen Schweißverfahren. Beim
Elektroschweißen
kann der Abstand geringer als beim Schweißen mit offener Flamme sein.
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Bei
der Abisolierung für
Abzweigungen wird vorzugsweise mit Schnitten in Umfangsrichtung
und mit Axialschnitten gearbeitet. Dann ergibt sich bei Teil-Abisolierungen
beiderseits der Abzweigung je ein Schnitt in Umfangsrichtung und
z.B. über
und unter der Abzweigung je ein Axialschnitt.
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Die
Schnitte in Umfangsrichtung werden für Abzweigungen vorzugsweise
wie die oben erläuterten
und in Umfangsrichtung laufenden Schnitte als Schälschnitte
durchgeführt.
Lediglich in der Schnittlänge
ergibt sich ein Unterschied. Bei den Abzweigungen entspricht die
Schnittlänge
der Länge
der notwendigen Abisolierung in Umfangsrichtung. Die Schnitte besitzen
einen Anfahrstrecke und eine Auslaufstrecke. In der Anfahrstrecke
muß das
verwendete Messer bis auf die gewünschte Schnitt-Tiefe in die Isolierung
eindringen. In der Auslaufstrecke muß das Messer aus der Isolierung
herausfahren.
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Durch
Verbindung der beiden Umfangsschnitte mit den Axialschnitten entsteht
ein geschlossener Schnitt um die Abzweigung herum. Die Axialschnitte
haben in der Anwendung auf die erfindungsgemäße Teil-Abisolierung an Abzweigungen
vorzugsweise die gleiche Schälform
wie die Schnitte in Umfangsrichtung.
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Wie
oben erläutert
ist die Breite der Teil-Abisolierung bzw. die Länge der Teil-Abisolierung in
Umfangsrichtung durch den notwendigen Abstand der Isolierung von
der Schweißnaht
bestimmt.
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Die
Schweißnaht
liegt beim eingepaßten
Abzweigungsrohr unmittelbar an dem Rohrmantel, so daß obige
Maße zusätzlich durch
den Durchmesser des Abzweigungsrohres bestimmt werden.
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Die
Schweißnaht
liegt beim mittelbar mit einem Flansch angeschweißten Abzweigungsrohr
am Außenrand
des Flansches, so daß obige
Maße zusätzlich durch
die Flanschbreite und die Flanschlänge in Umfangsrichtung bestimmt
werden.
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Bei
der Verbindung der Rohrleitung mit einer Abzweigung unter Erzeugung
eines EP-Übergangsbereiches
findet ein gestufter Ausschnitt statt. Am Ausschnitt ergibt sich
um die Abzweigung eine äußere Ringfläche, die
den EP-Übergangsbereich
bildet. Innerhalb der äußeren Ringfläche besteht
eine vollständig
abisolierte innere Ringfläche
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Günstig für die erfindungsgemäßen Schnitte ist
eine Isolierungstemperatur von +5 Grad Celsius bis +50 Grad Celsius,
vorzugsweise 20 bis 35 Grad Celsius.
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Für die Schnitte
in Umfangsrichtung kann an Rohrenden eine Vorrichtung Anwendung
finden, wie sie in der
EP
0213061 B1 beschrieben ist. Dabei läuft auf dem abzuisolierenden
Rohrende in Umfangrichtung des Rohres ein Wagen, der sich mit Rollen
auf der Isolierung abstützt
und mit einem anstellbaren Messer versehen ist. Der Wagen wird im
bzw. am Rohr geführt,
so daß er
nicht vom Rohr herunterfallen kann. Die Führung erfolgt mittels einer
Kappe, mit der das Rohrende verschlossen ist, wobei die Kappe mittig
mit einer Öffnung
versehen ist, in der die Vorrichtung gehalten ist.
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Für die Schnitte
in Umfangsrichtung an Abzweigungen, bei denen die Rohrleitung zur
Einfügung
eines T-Stückes
unterbrochen wird, kann die gleiche Vorrichtung Anwendung finden
wie an den Rohrenden, weil durch die Unterbrechung Rohrenden entstehen,
welche wie die üblichen
Rohrenden mit einer Kappe versehen werden können.
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Bei
anderen Abisolierungen ohne Unterbrechung der Rohrleitung kann eine
Vorrichtung Anwendung finden, wie sie gleichfalls in der
EP 0213061 B1 beschrieben
ist. Dabei läuft
die Vorrichtung mit Rollen in Umfangsrichtung auf dem Rohr. Anders
als bei dem Abisolieren am Rohrende kann die Vorrichtung aber nicht
im Rohr gehalten werden. Damit die Vorrichtung bei der Bewegung
in Umfangsrichtung um das Rohr gleichwohl Halt findet, ist diametral
gegenüber
liegend zur oben beschriebenen Rollenanordnung mindestens noch eine weitere
Rolle vorgesehen. Von den beschriebenen Rollen ist mindestens eine
Rolle anstellbar. Die Anstellung hat verschiedene Vorteile. Ein
Vorteil ist die mögliche
Anpassung der Vorrichtung an verschiedene Rohrdurchmesser. Ein weiterer
Vorteil ist die Sicherung eines vorteilhaften Anpreßdruckes
der Rollen an dem Rohr. Ein dritter Vorteil ist die Sicherung eines
ausreichenden Bewegungsspieles der Rollen auf dem Rohr.
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Wie
oben beschrieben, kann das Messer eine Schneide besitzen, welche
der Kontur der einzuschneidenden Nut angepaßt ist. Wahlweise kann das Messer
auch verstellbar sein. Die Verstellbarkeit kann die Nuttiefe oder
die Nutbreite betreffen. Die Verstellbarkeit kann z.B. auch dazu
dienen, zwei Mal unter unterschiedlichen Winkeln in die Isolierung
zu schneiden, so daß eine
V-förmige
Nut entsteht. Zusammen mit einer möglichen Auswechselbarkeit ergibt
sich ein große
Variationsbreite für
den Schnitt.
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Für den Axialschnitt
wird vorzugsweise gleichfalls eine Vorrichtung mit anstellbarem
Messer und mit einem Distanzhalter bzw. Schnitt-Tiefen-Begrenzung
eingesetzt. Anders als beim Schneiden in Umfangsrichtung kann das
Messer beim Axialschneiden wegen der Schnitt-Tiefen-Begrenzung zumindest nach geringer Übung auch
allein von Hand auf dem Rohr geführt
werden.
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Anstelle
der oben beschriebenen PE-Schicht kann nach der Erfindung auch ein
anderer thermoplastischer Kunststoff wie LDPE (PE geringer Dichte) oder
MDPE (PE mittlerer Dichte) oder HDPE (PE hoher Dichte) oder PP (Polypropylen)
Anwendung finden. Anstelle von EP kann auch ein anderer Haftvermittler
Anwendung finden.
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In
der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
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1 zeigt die Verbindung schematischer Verbindung
zweier Rohrenden für
eine Erdgasleitung.
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2 zeigt eine Abzweigung
großen
Durchmessers von einer Erdgasleitung
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3 zeigt eine Abzweigung
kleinen Durchmessers von einer Erdgasleitung
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4 zeigt eine Vorrichtung
für Umfangsschnitte
an Abzweigungen.
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5 und 6 zeigen eine Vorrichtung für Axialschnitte
an Rohrenden und Abzweigungen
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Nach 1 sind zwei Rohrenden 1 und 2 durch
eine umlaufende Schweißnaht 3 miteinander verbunden.
Von beiden Rohrenden 1 und 2 ist im Ausführungsbeispiel
das Rohrende 2 werksseitig am Ende abisoliert. Das Rohrende 2 gehört zu Standardrohren,
die mit gleicher Länge
angeliefert worden sind. Dagegen gehört das Rohrende 1 zu
einem Paßstück, das
an der Baustelle von einem Standardrohr aus Stahl abgelängt worden
ist. Beide Rohrenden 1 und 2 sind mit der gleichen
Isolierung versehen. Die Isolierung ist dreischichtig aufgebaut.
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Die
eigentliche Isolierung wird durch eine außen liegende PE-Schicht 6 bzw. 11 gebildet.
Die Haftung der PE-Schichten auf dem Stahl wird durch EP-Schichten 4 und 9 und
Kleberschichten 5 und 10 bewirkt.
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Die
Isolierung beider Rohrenden ist bei 12 und 13 zunächst mit
einem Schälschnitt
bis unmittelbar an die EP-Schichten durchtrennt worden. Anschließend werden
die abzuisolierenden PE-Schichten mit einem Axialschnitt in Rohrlängsrichtung durchtrennt
und mit einer Heizeinrichtung auf 85 Grad Celsius erwärmt. Die
Erwärmung
erfolgt von außen
mit einer Induktionsheizung.
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Die
erwärmte
PE-Schicht läßt sich
danach gut anziehen.
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Die
in Umfangsrichtung verlaufenden Schälschnitte haben eine schräg verlaufende Schnittkante
verursacht, die im Tiefsten vor der EP-Schicht 4 bzw. 9 rund
auslaufen, so daß die EP-Schichten
unversehrt sind.
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Der
Abstand der Schnittkante 12 bzw. 13 zum Rohrende
beträgt
im Ausführungsbeispiel
150 mm. Die EP-Schichten erstrecken sich im Übergangsbereich über 1/3
dieser Länge,
also bis auf 50 mm an die Rohrenden. Im Schweißbereich sind die Rohrenden
vollständig
abisoliert. Der Schweißbereich
erstreckt sich über
100 mm.
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Das
heißt
die Abisolierung erfolgt auf einem Drittel der Länge teilweise und beiderseits
der Schweißnaht
und über
zwei Drittel beiderseits der Schweißnaht vollständig.
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Nach
dem Schweißen
sind die Schweißnaht und
die vorher vollständig
abisolierten Bereiche gereinigt und mit EP-Pulver erneut beschichtet
worden. Die neue Schicht ist mit 8 bezeichnet.
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Über die
so vorbereitete Verbindung der Rohrenden wird eine Schrumpfmuffe
gezogen und anschließend
wärmebehandelt,
so daß es
zum Schrumpf kommt und Muffe die strichpunktiert dargestellte Kontur 7 einnimmt.
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2 zeigt ein Abzweigungs-Rohr 16 an
der Erdgaleitung 15. Das Abzweigungs-Rohr 16 wird
im Ausführungsbeispiel
nach Verlegen der Erdgasleitung 15 verlegt und mit der
Erdgasleitung 15 verbunden. Dabei ist die Erdgasleitung 15 zunächst abisoliert
worden. Die Isolierung ist wie bei der Rohrleitung nach 1 aufgebaut. Die Abisolierung
hat Schnittkanten 17 und 18 verursacht, welche
umlaufend an der Leitung 15 verlaufen. Die beiden Isolierungsenden
sind mit 20 und 21 bezeichnet.
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Im
Ausführungsbeispiel
befinden sich die Schnittkanten 17 und 18 in einem
Abstand von 150 mm vom Rohr 16. Von der Isolierung 20 und 21 ragen die
EP-Schichten über
die Schneidkanten 17 und 18 über 50 mm bis auf 100 mm an
das Abzweigungsrohr 16 heran. In dem restlichen Bereich
von 100 mm hat eine vollständige
Abisolierung stattgefunden. Das Abzweigungs-Rohr 16 ist
an der Schweißstelle
mit der Erdgasleitung 15 deren Außenform angepaßt. Dadurch
ergibt sich ein kurvenförmiger
Verlauf der Schweißnaht
auf dem Mantel der Ergasleitung 15.
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Nach
dem Schweißen
sind der vorher vollständig
abisolierte Bereich und die Schweißnaht gereinigt und mit einer
neuen EP-Schicht versehen worden.
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Die
Abzweigung wird anschließend
von einer strich-punktiert dargestellten Schrumpfmuffe eingeschlossen.
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Die
Handhabung der Schrumpfmuffe erfolgt, wie in der älteren deutschen
Anmeldung 10318474 beschrieben.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 3 unterscheidet
sich von dem Ausführungsbeispiel
nach 2 durch ein Abzweigungs-Rohr 31 geringeren Durchmessers.
Für das
Abzweigungs-Rohr 31 sind in die Isolierung 34 der
Erdgasleitung 30 nur auf einem Teilumfang Umfangsschnitte 32 und 33 eingebracht
worden. Die Umfangsschnitte 32 und 33 werden an
beiden Enden durch Axialschnitte 35 miteinander verbunden.
Dadurch ergibt sich um das Abzweigungsrohr 31 herum eine
ringförmige
Abisolierung. Im übrigen
ist die Abisolierung entsprechend der Abisolierung nach 2 mit einem verbliebenen Streifen
aus EP, einem Streifen vollständiger
Abisolierung erfolgt. Die Ringform der Abisolierung ist außen eckig,
innen rund.
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Das
Abzweigungs-Rohr 31 wird wie das Rohr 16 angeschweißt.
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Es
erfolgt eine Reinigung und Neubeschichtung mit EP sowie eine Muffenschrumpfung
wie nach 2.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 7 unterscheidet
sich von dem Ausführungsbeispiel
nach 3 dadurch, daß das Abzweigungsrohr 81 nicht unmittelbar
an der Abgasleitung sondern mittelbar über ein Blech 80 mit
der Abgasleitung verschweißt ist.
Das Blech 80 bildet einen Flansch. Obwohl das Blech 80 einen
größeren Materialaufwand
nach sich zieht, ergibt sich durch das Blech 80 bzw. durch
den Flansch als mittelbare Verbindung eine wesentliche Vereinfachung
der Fertigung, weil die werksseitige Vorbereitung des Abzweigungsrohres
mit dem Blech 80 vergleichsweise geringen Aufwand verursacht.
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Die
Umfangsschnitte an Rohrenden erfolgen wahlweise mit Vorrichtungen,
wie Sie in der
EP 213061
B1 oder in dem deutschen Gebrauchsmuster 20304143 beschrieben
sind.
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Für Umfangsschnitte
an Abzweigung kann gemäß
4 ein Gerät aus der
EP 213061 B1 in
modifizierter Form Anwendung finden.
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Die
Scheidvorrichtung stützt
sich über
drei Laufräder 49 auf
der Rohroberfläche
ab. Die Laufräder 49 sind
so angeordnet, daß die
Schneidvorrichtung das Rohr umschließt. Zwei der Laufräder 49 sind
an einem Vorrichtungsrahmen 48 befestigt. Das dritte Laufrad 48 läßt sich
mit einer Verstellmechanik 48' gegen das Rohr anstellen und wieder
von dem Rohr 41 lösen.
Die Losstellung ist in 4 gestrichelt dargestellt.
Die Betätigung
der Verstellmechanik 48' erfolgt
durch Kniehebel 54. Die Kniehebel 54 bilden zugleich
eine Sicherung der Schneidvorrichtung gegen unbeabsichtigtes Lösen.
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Zu
der Schneidvorrichtung gehört
noch ein Messer 47, daß in
einer Führung 51 anstellbar
gehalten ist und mit einer Drehkappe 52 verstellt wird.
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Die
Schneidvorrichtung weist noch einen Anschlag 55 auf, der
eine genaue Schneidbewegung quer zur Rohrlängsachse sicherstellen soll.
Der Anschlag 55 wirkt mit einer gestrichelt dargestellten Führung 56 zusammen,
die auf dem Rohr 41 seitlich der Bewegungsbahn der Vorrichtung
befestigt wird. Günstig
für die
Führung
ist ein U-förmiges
Querschnittsprofil, so daß der
Anschlag 55 der Vorrichtung zwischen die beiden Schenkel
der Führung
greifen kann. Die Führung
wird vor jedem Schnitt auf dem Rohr 41 positioniert.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
erfolgt die Führung
dadurch, daß die
Schneidvorrichtung in dem abzuisolierenden Bereich zugleich mit
einem geraden bzw. scheibenförmigen
Messer in die Isolierung dringt und dadurch gegen unerwünschte seitliche
Verschiebung gesichert ist.
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In
einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung
für Umfangsschnitte
vorgesehen, mit der gleichzeitig zwei Schälschnitte ausgeführt werden
können.
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Nach 5 und 6 findet für die Axialschnitte eine Schneidvorrichtung
Verwendung, die auch von Hand ohne Zwangsführung frei bewegt werden kann, so
daß gerade
Axialschnitte entstehen.
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Die
Schneidvorrichtung besitzt ein Schneidgehäuse 63, das während des
Schneidvorganges mit Berührungsflächen 64 auf
der Isolierung des Rohres 60 gleitet. In dem Gehäuse 63 ist
ein Distanzstück 69 verstellbar
angeordnet. Das Distanzstück
soll während
des Schneidvorganges mit einer Gleitfläche 70 auf der Isolierung
des Rohres 60 gleiten. Bei unterschiedlichen Rohrdurchmessern
wird die Verstellung des Distanzstückes 69 erforderlich,
um dessen Gleitfunktion zu sichern.
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Die
Verstellung des Distanzstückes 69 erfolgt
in der Weise, daß die
Schneidvorrichtung auf dem Rohr aufgesetzt und das Distanzstück 69 mit
der Isolierung in Berührung
gebracht wird. Anschließend wird
das Distanzstück
arretiert.
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Ferner
gehört
zur der Schneidvorrichtung ein verstellbares Messer 66.
Das Messer ist an einem verschiebbaren Kulissenstein 72 mit
einer Schraube 68 befestigt. Die Verstellung des Kulissensteins 72 erfolgt
mit einer Verstellschraube 67. Außerdem sind an der Schneidvorrichtung
zusätzlich
nicht dargestellte Arretierungsschrauben vorgesehen, mit denen die
verstellten Teile in der jeweiligen Stellung arretiert werden. Eine
der Schrauben wird durch eine Griffstange 65 gebildet,
die mit einem Gewindekopf in die Schneidvorrichtung greift. Durch
Drehung der Griffstange wird das Messer und/oder das Distanzstück verspannt
oder gelöst.
Als Widerlager für
die Verspannung dient ein Bund 71 auf der Zugstange.
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Zum
Ingangsetzen der Schneidvorrichtung wird diese in der in 5 dargestellten Form so
auf das Rohr aufgesetzt, daß das
Messer 66 in eine Nut 61 greift, die durch einen
oben beschrieben Umfangsschnitt entstanden ist. Wenn danach an der Griffstange 65 gezogen
wird, gräbt
sich das Messer entlang den gestrichelten Linien durch die Isolierung.