DE1450340B2

DE1450340B2 - INSULATING AND EMBEDDING A PIPE THROUGH A HEATED MEDIUM

Info

Publication number: DE1450340B2
Application number: DE19641450340
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing 4041 Delhoven Herbst
Original assignee: Quassowski Kempf geb Kempf, Inge borg, 4000 Dusseldorf
Priority date: 1964-02-04
Filing date: 1964-02-04
Publication date: 1971-06-09
Also published as: DE1450340A1; GB1023932A; FI42395B; BE659198A; DK114240B; SE314868B; AT257301B; NL141281B; NL6501181A; NO116183B; CH465347A

Description

Die Erfindung betrifft das Isolieren und Einbetten einer von einem erhitzten Medium durchströmten, im Erdgraben auf Gleitlagern geführten Rohrleitung mittels einer bitumenhaltigen Masse.The invention relates to the isolation and embedding of a heated medium flowing through it, Pipeline guided in the trench on plain bearings by means of a bituminous compound.

Es ist bekannt, unterirdisch verlegte und ein Wärmemedium führende Rohrleitungen zunächst mit einer Glas- oder Mineralwolle-Isolierschicht zu umgeben, um die dann ein Mantel aus Schwer- oder Leichtbeton gestampft wird. Derartige Beton-Einbettungen von z. B. Heißdampf führenden Fernheizleitungen können jedoch nicht befriedigen, da es durch die häufig wechselnden Wärmebeanspruchungen zu Dehnungsrissen in der Beton-Einbettung kommt, die dadurch wasserundicht wird.It is known to initially use pipelines laid underground and carrying a heat medium to surround a glass or mineral wool insulating layer, around which then a coat of heavy or Lightweight concrete is rammed. Such concrete embeddings of z. B. Superheated steam leading district heating lines However, it cannot satisfy, as it is due to the frequently changing heat loads expansion cracks occur in the concrete embedding, which makes it watertight.

Es ist auch nicht mehr neu, die im Erdgraben verlegten Rohre durch Anfüllen des Rohrgrabens mit Sand oder pulverisiertem Asphalt zu umhüllen, um auf diese Weise sowohl zu einem Wärme- als auch Korrosionsschutz der Rohrleitung zu kommen. Das ist jedoch nur sehr begrenzt der Fall, da bei dem Umfüllen der Rohrleitung Feuchtigkeitseinschlüsse in dem losen bzw. pulverigen Schüttgut nicht zu vermeiden sind, die selbst bei Verwendung von mit benetzungsfeindlichen Stoffen, wie z. B. Teerpech, überzogenen Schüttgutkörnern auch bei dem späteren Erweichen des Teerpechs in der unmittelbaren Umgebung des heißen Rohres feuchtigkeitsdurchlässige Poren bilden und damit zu entsprechenden Korrosionsschäden führen.It is also no longer new, the pipes laid in the earth trench by filling the pipe trench with Sand or powdered asphalt to encase in order to create both a warmth and a warmth Corrosion protection of the pipeline to come. However, this is only the case to a very limited extent, since with the Transferring the pipeline to avoid moisture inclusions in the loose or powdery bulk material are that even when using with wetting hostile substances such. B. tar pitch, coated Bulk grains also with the later softening of the tar pitch in the immediate vicinity of the hot pipe form moisture-permeable pores and thus to corresponding corrosion damage to lead.

Weiterhin ist es bekannt, unterirdische Rohrleitungen und ihre Gleitlager in im Erdreich gemauerten oder gegossenen Schächten zu verlegen, diese dann mit einem Isolationsmaterial auszufüllen und durch Abschlußdeckel zu verschließen. Das bedingt aber nicht nur kosten- und zeitaufwendige Schachterrichtungen, sondern birgt auch die Gefahr, daß Wasser in den Schacht eindringen kann, das die Isolierung durchfeuchtet und zu Korrosionsschäden an den Rohren führt.It is also known, underground pipelines and their sliding bearings in bricked in the ground or to lay cast manholes, then to fill them with an insulation material and to be closed with a cover. But that doesn't just mean costly and time-consuming Shaft directions, but also carries the risk that water can penetrate the shaft, which the Insulation is soaked through and leads to corrosion damage to the pipes.

Es ist auch nicht mehr- neu, für Heizleitungen doppelwandige Rohre zu verwenden, deren Zwischenräume mit Isoliermaterial gefüllt werden. Auch das erfordert eine sehr material- und zeitaufwendige Bauweise bzw. Montage.It is also no longer new to use double-walled pipes for heating cables, the spaces between them filled with insulating material. This also requires a very material and time-consuming process Construction or assembly.

Bekannt ist es ferner, auf Rohren vor ihrer Verlegung mittels einer geeignet beschaffenen Vorrichtung Bitumenmassen aufzubringen, denen gegebenenfalls auch Füllstoffe zugesetzt sein können, um die Rohrleitung gegen Korrosion zu schützen. Das Aufbringen der Bitumenmassen erfolgt dabei jeweils in dünner Schicht auf die sich um ihre Längsachse drehenden Rohre. Für unterirdisch verlegte Heizleitungen sind solche dünnen Bitumenmassen-Überzüge aber nicht zu verwenden, da das Bitumen in kürzester Zeit im Erdreich verlaufen würde.It is also known to use a suitably designed device on pipes before they are laid To apply bitumen compounds to which fillers may also be added, if necessary, to protect the pipeline against corrosion. The bitumen compounds are applied each in a thin layer on the tubes rotating around their longitudinal axis. For those laid underground Such thin bitumen coatings should not be used for heating cables because the bitumen would run in the ground in a very short time.

Weiterhin sind aus Bitumen und Faserstoffen bestehende Abdichtungsmassen bekannt, bei denen die Füllstoffe in Form von Glas- oder Asbestfasern vorliegen. Damit wird zwar eine Abdichtung gegen Wasser und Feuchtigkeit geschaffen. Da diese Masse jedoch keine hinreichend wärmedämmenden Zuschlagstoffe enthält, ist auch sie für die unmittelbare Wärmeisolierung von ein Heißmedium führenden Rohrleitungen nicht verwendbar.Furthermore, sealing compounds consisting of bitumen and fibrous materials are known in which the Fillers are in the form of glass or asbestos fibers. This is a seal against Created water and moisture. However, since this mass is not sufficiently heat-insulating aggregates it is also used for direct thermal insulation from a hot medium Pipelines cannot be used.

Schließlich ist auch eine nur gegen Korrosion schützende Umhüllung eines Rohres bekannt, bei der ein in bestimmter Weise präparierter bzw. getränkter Trägeistoff zur Anwendung gelangt, der innenseitig mit einer plastisch bleibenden, gegen Korrosion schützenden Masse und außenseitig mit einer kunststoffartigen bituminösen Masse aus hochelastischen, veredelten bituminösen Stoffen versehen ist. Hier handelt es sich um eine inhomogene, mehrschichtig ausgebildete, um das Rohr herumzuwickelnde Umhüllung, die lediglich wasserdicht bzw. riß- und stoßfest, nicht aber auch zugleich hinreichend wärmedämmend ist, um für die wärmeisolierte unterirdische Verlegung von Rohrleitungen, die von einem erhitzten Medium durchströmt werden, verwendet werden zu können.Finally, a casing of a pipe that only protects against corrosion is known in which an inert substance that has been prepared or soaked in a certain way and is used on the inside with a material that remains plastic and protects against corrosion and with a plastic-like material on the outside bituminous mass of highly elastic, refined bituminous materials is provided. here it is an inhomogeneous, multilayered covering to be wrapped around the pipe, which are only waterproof or tear and shockproof, but not also sufficiently heat-insulating at the same time is in order for the thermally insulated underground laying of pipelines by a heated medium can be flowed through to be able to be used.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Isolieren und Einbetten einer von einem erhitzten Medium durchströmten, im Erdgraben auf Gleitlagern geführten Rohrleitung unter Vermeidung der vorerwähnten Mängel bekannter Rohrleitungsverlegungen noch einfacher und betriebssicherer zu gestalten, insbesondere auch im Hinblick darauf, daß die Isolier- und Einbettungsmasse gleichwohl eine hinreichende Wasserabdichtung und mechanische Festigkeit gewährleistet, die zugleich auch eine gute Wärmeisolierung der Leitung sicherstellt.The invention is therefore based on the object of isolating and embedding one of a heated The medium flowed through the pipeline in the trench on plain bearings, avoiding it the above-mentioned shortcomings of known pipeline laying even easier and more reliable shape, especially with a view to the fact that the insulating and embedding compound nonetheless a Adequate waterproofing and mechanical strength guaranteed, which is also good Ensures thermal insulation of the line.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch unmittelbares Umgießen der Rohrleitung mit einer heißflüssig aufbereiteten Masse, die aus 20 bis 40 Gewichtsprozent eines Bitumens mit nach der Kugel-Ring-Probe bestimmbarem Erweichungspunkt von oberhalb 60° C, aus 5 bis 20 Gewichtsprozent Füllstoffen, deren Korngröße unter 0,09 mm liegt, z. B. Kalksteinmehl, und im Rest aus stark wärmedämmenden körnigen Zuschlagstoffen, insbesondere Blähtonen und/oder -schiefer, besteht.According to the invention, this object is achieved by immediately casting around the pipeline with a hot liquid prepared mass, which consists of 20 to 40 percent by weight of a bitumen with after the ball-ring sample determinable softening point of above 60 ° C, from 5 to 20 percent by weight of fillers, whose grain size is less than 0.09 mm, e.g. B. Limestone powder, and the rest of strong thermal insulation granular aggregates, in particular expanded clay and / or slate, exists.

Auf diese Weise kommt man zu einer Rohrleitungseinbettung, die allen Anforderungen der Praxis hinsichtlich ausreichender Wärmedämmung, Festigkeit und Wasserdichtigkeit gerecht wird. So wird ein vollständiger Korrosionsschutz der Rohrleitung dadurch erreicht, daß sich dabei eine innige und feste, jedoch elastische Verbindung von Umhüllungsmasse und Rohr ergibt. Die Zusammensetzung der Masse ist dabei so gewählt, daß sie heißflüssig vergießbar, unter Belastung elastisch und nicht nur korrosionshindernd, sondern zugleich auch gut wärmeisolierend ist; Sie läßt weiterhin auch Wärmedehnungen der Rohrleitung zu, da die bitumenhaltige Masse in unmittelbarer Umgebung des Rohres bei dessen Erhitzung schmilzt.In this way you get a pipeline embedding that meets all the requirements of the Practice with regard to adequate thermal insulation, strength and water tightness. So a complete corrosion protection of the pipeline is achieved in that there is an intimate and results in a firm but elastic connection between the coating compound and the pipe. The composition the mass is chosen so that it can be poured hot liquid, elastic under load and not only prevents corrosion, but also has good thermal insulation at the same time; She continues to let too Thermal expansion of the pipeline because the bituminous mass is in the immediate vicinity of the tube melts when it is heated.

Als besonders vorteilhaft hat sich für die mit der Erfindung verfolgten Zwecke eine Isolier- und Einbettungsmasse erwiesen, die 25 bis 35 Gewichtsprozent eines Hochvakuumbitumens und außer den Füllstoffen 15 bis 30 Gewichtsprozent Blähtone von über 3 mm, 5 bis 20 Gewichtsprozent Blähtone vonAn insulating and embedding compound has proven to be particularly advantageous for the purposes pursued by the invention proven to contain 25 to 35 percent by weight of a high vacuum bitumen and, in addition to the fillers, 15 to 30 percent by weight of expanded clays over 3 mm, 5 to 20 percent by weight expanded clay of

2 bis 3 mm und 25 bis 40 Gewichtsprozent Blähtone unter 2 mm Korngröße enthält. In dem oberhalb von2 to 3 mm and 25 to 40 percent by weight of expanded clays with a grain size of less than 2 mm. In the one above

3 mm liegenden Kornbereich des Blähtons kann ein um so größeres Korn verwendet werden, je dickwandiger der Einbettungskörper gewählt wird. So ist es beispielsweise möglich, bei Einbettungs-Wandstärken von über 100 mm innerhalb der vorerwähnten Gehaltsgrenzen ein Blähtongrobkorn von 10 bis 20 mm zu verwenden. Als Ersatz für Blähton kann vor allen Dingen Blähschiefer gewählt werden. Beide Zuschlagstoffe werden auf ähnliche Weise hergestellt. Der Blähton besteht in der Grundsubstanz aus Ton, der getrocknet und gebrochen sowie danach in einem Drehofen gebläht wird. Das Endprodukt sind Körner,3 mm in the grain area of the expanded clay, the larger the grain, the thicker-walled it is the embedding body is selected. So it is possible, for example, with embedding wall thicknesses of over 100 mm within the above-mentioned content limits, an expanded clay coarse grain of 10 to 20 mm to be used. Above all, expanded slate can be chosen as a substitute for expanded clay. Both Aggregates are made in a similar way. The basic substance of expanded clay is clay, which is dried and broken and then expanded in a rotary kiln. The end product is grains,

die innen zahlreiche Poren aufweisen und außen eine feste, wasserundurchlässige Haut besitzen. Daher sind diese Zuschlagstoffe für die mit der Erfindung verfolgten Zwecke besonders geeignet, da sie ihr Porenvolumen während der Aufbereitung bzw. Mischung mit dem erst bei höheren Temperaturen erweichenden Bitumen nicht verlieren, mithin ihre wärmedämmende Eigenschaft behalten. Außer den vorerwähnten Blähtonen und -schiefern können aber auch andere wärmedämmende Zuschlagstoffe, wie z. B. Lavagesteine und Kieselgur, für die Zubereitung der Einbettungsmasse verwendet werden.which have numerous pores on the inside and a firm, waterproof skin on the outside. Therefore these additives are particularly suitable for the purposes pursued with the invention, as they are her Pore volume during processing or mixing with the only at higher temperatures do not lose softening bitumen and therefore retain their heat-insulating properties. Except the The aforementioned expanded clays and slates can also use other heat-insulating aggregates, such as z. B. lava stones and diatomaceous earth can be used for the preparation of the embedding material.

Die Aufbereitung der neuen Rohrleitungs-Einbettungsmasse erfolgt zweckmäßig in Mischanlagen oder größeren Mischmaschinen bei Temperaturen über etwa 180° C, bei der die Masse sirupartig ist und nicht entmischt. In diesem Zustand kann sie unmittelbar in den die verlegte Rohrleitung enthaltenden Rohrgraben oder in eine entsprechend beschaffene Schalung aus Blech, Holz od. dgl. gegossen werden. Die Eingußtemperaturen liegen zwischen 180 und 270° C. Nach dem Auskühlen bildet die die Rohrleitungen umschließende Masse einen festen Block von hinreichender Wasserdichtigkeit. Bei einer bevorzugt verwendeten Einbettungsmasse, die aus 28 Gewichtsprozent eines Hochvakuumbitumens mit einem um 100° C liegenden, nach der Kugel-Ring-Probe ermittelten Erweichungspunkt, aus 9,6 Gewichtsprozent Kalksteinmehl unter 0,09 mm Korngröße und im übrigen aus Blähton mit 19,5 Gewichtsprozent von 3 bis 10 mm, 9,6 Gewichtsprozent von 2 bis 3 mm und 33,6 Gewichtsprozent von unter 2 mm Korngrößen-Anteilen bestand, ergab sich für den nach Auskühlen erstarrten Einbettungsblock ein Raumgewicht zwischen 0,6 und 1,4 t/m³ und eine Wärmeleitzahl bei 100° C zwischen 0,06 und 0,15 kcal m²/h.The new pipeline embedding compound is expediently prepared in mixing systems or larger mixing machines at temperatures above about 180 ° C, at which the compound is syrupy and does not separate. In this state, it can be poured directly into the pipe trench containing the laid pipeline or into a correspondingly designed formwork made of sheet metal, wood or the like. The pouring temperatures are between 180 and 270 ° C. After cooling, the mass surrounding the pipelines forms a solid block that is sufficiently watertight. In the case of an embedding compound that is preferably used, consisting of 28 percent by weight of a high vacuum bitumen with a softening point of around 100 ° C determined according to the ball-ring test, 9.6 percent by weight limestone powder with a grain size of less than 0.09 mm and the rest of expanded clay with 19, 5 percent by weight of 3 to 10 mm, 9.6 percent by weight of 2 to 3 mm and 33.6 percent by weight of less than 2 mm grain size proportions, the density of the embedding block solidified after cooling was between 0.6 and 1.4 t / m ³ and a coefficient of thermal conductivity at 100 ° C between 0.06 and 0.15 kcal m ² / h.

Durch die bei Fernheizleitungen u. dgl. auftretenden starken Temperaturunterschiede kommt es zu entsprechenden Wärmedehnungen der Leitungen. Das dadurch bedingte Schieben der Rohre kann aber von dem erfindungsgemäß beschaffenen Einbettungskörper gut aufgenommen werden, da die die Wärmedehnung hervorrufenden Temperaturerhöhungen eine entsprechende Erweichung der das Rohr unmittelbar umgebenden Einbettungsmasse zur Folge haben, so daß dadurch der Einbettungsblock in seinen übrigen, also entfernter liegenden Partien nicht nennenswert beansprucht wird oder gar aufreißen kann. Der Reibungswiderstand zwischen der Rohrleitung und einem Einbettungskörper mit nicht übermäßig hohem Erweichungspunkt seines Bitumens beträgt bei 10° C etwa 20 kg/cm². Mit steigender Temperatur fällt dieser Widerstandswert stark ab. Um durch das Schieben der Rohrleitung hervorgerufene Überbeanspruchungen des Einbettungskörpers auch für den Fall zu vermeiden, daß es sich bei den für die Einbettungsmasse verwendeten Bitumensorten um solche mit besonders hohem Erweichungspunkt handelt, könnte die Rohrleitung vor ihrem Umgießen mit der Einbettungsmasse gegebenenfalls noch mit deren Abbinden verhindernden Mitteln umgeben, beispielsweise mit einer Kalkemulsion überzogen bzw. angesprüht oder mit Papier oder Pappe umwickelt werden. Normalerweise ist das aber nicht erforderlich. The large temperature differences that occur in district heating pipes and the like result in corresponding thermal expansion of the pipes. The resulting pushing of the pipes can, however, be easily absorbed by the embedding body created according to the invention, since the temperature increases causing the thermal expansion result in a corresponding softening of the embedding compound immediately surrounding the pipe, so that the embedding block in its remaining, i.e. more distant, parts are not is stressed significantly or can even tear open. The frictional resistance between the pipeline and an embedding body with a not excessively high softening point of its bitumen is about 20 kg / cm ^{2 at 10 ° C.} This resistance value drops sharply with increasing temperature. In order to avoid overstressing of the embedding body caused by pushing the pipeline even in the event that the types of bitumen used for the embedding compound are those with a particularly high softening point, the pipeline could possibly prevent the embedding compound from setting before it is encased with the embedding compound Surrounding means, for example coated or sprayed with a lime emulsion or wrapped with paper or cardboard. Usually this is not necessary.

Claims

Patent claims:

1. Isolate and embed a heated medium flowing through it in the earth trench pipeline running on slide bearings by means of a bituminous compound by immediately pouring a hot-liquid compound around the pipeline, that of 20 to 40 percent by weight of a bitumen with determinable according to the ball-ring test Softening point above 60 ° C, from 5 to 20 percent by weight of fillers, their grain size is below 0.09 mm, e.g. B. limestone powder, and the rest of highly insulating granular aggregates, especially expanded clay and / or slate.

2. Compound for insulating and embedding pipelines according to claim 1, characterized in that that they are 25 to 35 percent by weight of a high vacuum bitumen and except for the fillers 15 to 30 percent by weight of expanded clay of over 3 mm, 5 to 20 percent by weight of expanded clay from 2 to 3 mm and 25 to 40 percent by weight of expanded clays with a grain size of less than 2 mm.