DE1817258B2 - Verfahren zum abdichten von lecks in einem behaelter, einer rohrleitung oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten von Lecks in einem Behälter, einer Rohrleitung od. dgl., die zur Aufnahme eines Fludes bestimmt sind, durch Einführen eines Dichtungsmittels untei Druck.

Es ist ein Verfahren dieser Art in Verbindung mil einer Vorrichtung zum Abdichten von Lecks insbesondere in unterirdischen Rohrleitungen bekannt (USA.-Patentschrift 3 267 967), bei dem zunächst die Lage eines Lecks längs der Wandung eines Rohres festgestellt werden muß, in dessen Bereich die Abdichtvorrichtung innerhalb des Rohrs gebracht werden muß. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Zylinder, der aus einer Mehrzahl voneinander überlappenden, im Querschnitt bogenförmigen

ίο Wandabschnitten besteht, die mittels einer Spreizeinrichtung radial nach außen auf die Innenwand des Rohrs zu und von diesem weg radial nach innen bewegt werden können. Der Zylinder ist somit in seinem Durchmesser über seine gesamte Länge veränderbar. An der Außenseite dieses Zylinders sind nahe seinen Enden jeweils Ringdichtungen vorgesehen.

Bewegt man nun den Zylinder durch das Rohrinnere und plaziert man ihn unmittelbar im Bereich

so eines Lecks und sorgt man ''"inn dafür. dalS die Spreizeinrichtung den Zylinder ausdehnt, bis die Ringdichtungen an dessen Innenwand zur Anlage gekommen sind, dann ergibt sich zwischen den O-Ringen und dem Zylinder einerseits und der Innen· wand des abzudichtenden Rohrs andererseits eine z> lindrische Kammer. In diese Kammer wird in visko ser Form ein härtbares Dichtungsmittel hineingepumpt, das einerseits in die Leckstellen hineingedrückt wird und andererseits eine die Kammer ausfüllende Schicht auf der Innenwand des Rohrs bildet. Nach dem Erhärten des Dichtmaterials läßt sich dci Zylinder durch die angeführte Spreizeinrichtung in seinem Durchmesser verringern, so daß er nach der einen oder der anderen Seite in dem Rohr weiterbewegt werden kann, wobei an der ehemals undichten Stelle eine abdichtende Auskleidung verbleibt.

Dieses bekannte Verfahren besitzt eine Reihe von Nachteilen. Zum einen ist es nur für Rohrleitungen verwendbar, de?sen Untei schiede bezüglich ihrer inneren Durchme sser gewisse obere und untere Grenzen nicht überschreiten, die durch die Expansionsbzw. Kontraktionsfähigkeit der zylindrischen Vorrichtung gegeben sind. Darüber hinaus ist das Verfahren selber nichts weiter als die Arbeitsweise der angeführten, zylindrischen Vorrichtung, die einen besonderen Aufwand darstellt. Ferner ist auc'u für das kleinste Leck stets die Bildung einer vollständigen Manschette erforderlich, so daß der Aufwand an viskosem, härtbarem Dichtmaterial ganz erheblich ist.

Schließlich muß über die Lage eines Lecks einer abzudichtenden Rohrleitung Klarheit bestehen, wenn man nicht von vornherein sukzessive die gesamte Innenwand einer Rohrleitung auskleiden will, was den erforderlichen Aufwand in praktisch untragbarer Weise noch weiter erhöht.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art zu schaffen, das ein Abdichten von Lecks in einem Behälter, einer Rohrleitung od. dgl. unabhängig von der Form derselben mit erheblich geringerem \ufwand ermöglicht.

Um nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Lecksteilen abzudichten, braucht man diese nicht unbedingt zu lokalisieren. Feste, abdichtende Ablagerungen bilden sich nur an Stellen, an denen sich tatsächlich Lecks befinden; der übrige Bereich der Innenwandung des Behälters bleibt vorteilhafterweise frei, so daß keine Verengung des Strömungsquerschnittes

stattfindet. Es entfällt nicht nur der eingangs geschil- 3 Kohlenstoffatomen; und η eine ganze Zahl von 0

derte Aufwand, sondern es ist auch möglich, üen zu bis 2 bedeuten. Beispiele dieser Dichtungsmittel sind

transportierenden Gassn selber das Dichtungsmittel B(OCHLj)₃ (Trimethoxyboran) und CH₃B(OC₁H,).,

beizumischen, sofern diese Gase gegen das Dich- (Methyldiäthoxyboran). Diese Alkoxyborane reagic^:

tungsmittel inert sind; in diesem Falle kann ständig 5 ren mit Feuchtigkeit unter Bildung eines Borsäure

eine automatische Abdichtung schon beim Entstehen enthaltenden festen Pfropfens, der beim Austritt des

eines Lecks erfolgen; das erfindungsgemäße Verfah- Mittels in die Feuchtigkeit enthaltende Atmosphäre

ren ist nämlich besonders gef ignet für die Abdich- als Dichtungsmittel für vorhandene Leckstellen dient,

tung von sehr kleinen Lecks in unterirdischen Lei- Weitere geeignete Dichtungsmittel sind Verbindun-

tungen für gasförmige Brennstoffe, sowie Telefonlei- ίο ger Jtr allgemeinen Formel
tungen, die Stickstoff oder ein anderes inertes Gas

unter Druck enthalten. ZR_nX,.„

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind

in den Unteransprüchen beschrieben. worin Z Zink odd· Cadmium, R eine aliphatische,

Die Dichtungsmittel werden in das Innere des Be- 15 geradkeitige, verzweigtkettige oder zyklische orga-

hälters unter Druck in Gasform oder in einem ge- nische Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, X

eigneten inerten Trägergas eingeleitet. Wenn das Wasserstoff oder ein Halogen, nämlich Chlor, Brom,

Dichtungsrtik'.tel durch eine Leckstelle in dem Behäl- Jod oder Fluor, und η eine ganze Zahl von O bis 2

ter austritt, reagiert er mil dem Sauerstoff und oder bedeuten.

der Feuchtigkeit, die in der Umgebung des Behälters au Beispiele solcher Dichtungsindikatoren sind Dian der Stelle, an der sich das Leck befindet, vorhan- äthylzink, Di-n-butylzink, Diäthylcadmium, Diisoden ist und bildet in situ ein festes Produkt, das die butylcadmium, Dioxtylzink und Dizyklohexylzink.
Leckstelle abdichtet. Die Dichtungsmittel nach dieser Bewährt haben sich als Dichtungsmittel Diäthyl-Erfindung ind normalerweise gasförmige oder fluch- zink, Triäthylaluminium, eine Mischung aus Diäthyltige Metallhydride. Metallalkyle, Metallalkylhaloge- 25 zink und Triäthylaluminium, Trimethoxyboran, Trinide oder Metallalkylhydride. Diese Dichtungsmittel äthylboran und Äthyliluminiumsesquichlorid.
werden mit einem nicht reagierenden Trägergas, z. B. Diese Dichtungsmittel können den Trägergasen in Wasserstoff, Helium oder Stickstoff in einer Menge Konzentrationen von etwa 0.005 bis etwa 10 Gewichtsvermischt, mit der beim Austritt der Gasmischung prozen' zugesetzt werden. Sie können weiter zweckaus einer Leckstelle in die A.mosphäre eine Dichtung 30 mäßigenveise als Lösungen in geeigneten Kühlenerhalten wird. Diese Dichtungsmittel sind Vorzugs- Wasserstoffen, wie z. B. Butan, Hexan. Heptan zugeweise Substanzen, die leicht verdampfen und die mit setzt wera*n, die gleichförmig in dem Trägergas verdeni inerten Trägergas mischbar sind und auch mit flüchtigen oder dispergieren. Wenn die vermischten diesem Gas in dem Behälter transportiert werden Gase in die Atmosphäre entweichen, erzeugen sie in können. 35 situ eine feste Dichtung.

Dichtungsmittel, die für das Vermischen mit Trä- Nachfolgend wird die Ei.irdung an Hand von Bei-

geigasen geeignet sind, können Siliciumhydride und spielen erläutert.

Borhydride sein. Diese Mittel können auch Verbin- Zwei Löcher mit 0,79 mm und 1,58 mm werden in

düngen der allgemeinen Formel eine 1 m lange Standard-Telefonleitung aus Blei ge-

40 bohrt. 18 Stunden lang wurde trockener Stickstoff

" a-« durch die Leitung geleitet, um dieselbe vor dem Einsein, worin M Aluminium oder Bor, R eine alipha- leiten des Dichtungsmittels zu trocknen. Die Umtische oder olefinische geradkettige, verzweigtkettige gebungstemperatur betrug 20 bis 24,4° C, die relative oder cyclische organische Gruppe mit 1 bis 10 Koh- Feuchtigkeit während des Versuchs 48 bis 54° 0. lenstoffatomen, X Wasserstoff oder ein Halogen, 45 Dann wurde in den Stickstoffstrom Diäthylzink in nämlich Chlor, Brom, Jod oder Fluoi, und η ein.' einer Konzentration von etwa 500 ppm eingeleitet. Es ganze Zahl von 1 bis 3 bedeuten. wurde gefunden, daß niedrigere Diücke und lang-

Ausführungsbeispiele von Dichtungsmitteln sind: same Strömungsgeschwindigkeiten zum Abdichten

Triäthylaluminium, Äthylaluminiumsesquichlorid, Di- der Löcher erforderlich waren. Alle Löcher dichteten

äthylaluminiumchlorid, Athylaluminiumdichlonu, Di- so sich selbst, jedoch variierte die hierfür erforderliche

isobutylaluminiumchlorid, Monoisobutylaluminium- Zeit. Das Loch mit 1,58 mm Durchmesser war in

dichlorid, Triisobutylaluminium, Aluminiumdiäthyl- 2Vj Stunden bei einem Druck von 0,05 bis 0,07 atü

hydrid, Methylaluminiumsesquichlorid, Diisobutyl- dirht.

aluminiumhydrid, Triisohexylaluminium, Tri-n-hexyl- Nach etwa 3¹Ai Stunden war das Loch mit 0,79 mm

aluminium, Tri-n-octylaluminium, Tri-n-butylalumi- 55 Durchmesser bei einem Druck von 0,035 atü dicht,

nium, Tri-n-decylaliiminium, Aluminiumisoprenyl, Eine Zunahme des Drucks auf 0,07 atü öffnete das

Tri-n-propylaluminium, Triisopropylaluminium, Tri- Loch erneut. Es wurde festgestellt, daß nach Ahdich-

n-butyl-aluminium und Tricyclohexylaluminium. Bor- tung der Leckstelle und keiner Druckerhöhung wäh-

Verbindungen, die den oben aufgeführten Alumi- rend mehrerer Stunden ein größerer Druck ange-

nium-Verbindungen analog sind, können verwendet 60 wandt werden konnte, bevor das Loch sich wieder

werden, wie z. B. Bortriäthyl, Bordiäthylbromid usw. öffnete. Das Loch wurde wiederum abgedichtet und

Andere geeignete Dichtungsmittel sind Alkylalk- hierauf 18 Stunden vor Erhöhung de., Druckes in

oxyborane der allgemeinen Formel Ruhe gelassen. Zu dieser Zeit wurde keine Leckstelle

erneut erzeugt, bis 0,77 atü Druck im Inneren der

^Rn^B(^OR)3-n 65 Leitung erreicht wurden. Es wurde festgestellt, daß,

worin R eine aliphatische, geradkettige, verzweigt- falls nach der Abdichtung des Loches der Druck

kettige oder cyclische organische Gruppe mit 1 bis nicht zunahm, bis mehrere Stunden verstrichen

10 Kohlenstoffatomen. R' eine Alkylgruppe mit 1 bis waren, eine Härtung des Zinkoxydkomplexes, der

sich in situ in dem Loch niedergeschlagen hatte, stattfand, so daß er höhere Drücke aushält.

Andere Dichtungsmittel, die in gleicher Weise verwendet werden können, sind Triäthylaluminium, Triäthylboran und Äthylaluminiumsesquichlorid. Eine Mischung von 85°/o Triäthylboran und 15°/o Diäthylzink ist für die Vermengung mit gasförmigem Helium, Wasserstoff oder Stickstoff in Mengen von 0,05 bis 25% geeignet. Eine Kohlenwasserstofflösung, die 25 Gewichtsprozent Triäthylaluminium mit einer Spur von Diäthylzink enthält, kann ebenfalls dem Trägergas zugesetzt und in diesem verflüchtigt werden.

Es ist klar, daß die Konzentration des verwendeten Dichtungsmittels und der Druck des verwendeten Trägergases über einen weiten Bereich in Abhängigkeit von der Größe der Löcher, die zu dichten sind, variiert werden kann. Die Strömungszeit der Dichtungsmischung kann zur Abdichtung bestehender Leckstellen gleichfalls weitgehend variiert werden. Die Metallkomponente des Dichtungsmittels bildet feste Metalloxyd- und Metallalkoxyd-Komplexe, wenn es aus der Leckstelle in die Atmosphäre austritt, da e> mit dem Sauerstoff und/oder der Feuchtigkeit unu,r Bildung von Feststoffen in situ reagiert, die mit der Zeit aushärten und die Leckstelle abdichten.

Die Erfindung ist auch zum Abdichten von Lecksteilen an den Verbindungsstellen von Brenngas-Pipelines geeignet, die Muffenverbindungen aufweisen. Solche Verbindungen sind mit geteerter Jute

5 oder anderen faserförmigen Materialien abgedichtet. Sie tendieren zur Austrocknung und verursachen Leckstellen, insbesondere wenn die Pipelines oder Leitungen zum Transport von Erdgas benutzt werden, das extrem trocken ist.

ίο Brenngasleitungen, die in den Untergrund in Städten eingegraben werden, sind Anhebungen des Bodens und Erschütterungen durch Fahrzeuge und Lastkraftwagen des Straßenverkehrs ausgesetzt, was zu Leckstellen an den Verbindungen führt. Die Reparatur solcher Leckstellen waren bisher sehr kostspielig, da Abschnitte der Gasleitung durch Ausheben des darüber befindlichen Bodens freigelegt werden mußten, um die leckenden Verbindungen zu lokalisieren, so daß diese abgedichtet werden konnten. Dies

ao macht die Erfindung überflüssig.

Im Falle von Systemen und Leitungen, die einen Gas- oder Flüssigkeitsstrom fördern, kann ein bestimmtes Dichtungsmittel dem Strom zu allen Zeiten in geeigneten Konzentrationen zugesetzt werden, so

as daß jede Leckstelle, die auftritt, automatisch gedichtet wird, wenn das Dichtungsmittel austritt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abdichten von Lecks in einem Behälter, einer Rohrleitung od. dgl., die zur Aufnahme eines Fludes bestimmt sind, durch Einführen eines Dichtungsmittels unter Druck, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mit einem gasförmigen oder unter Umgebungsbedingungen verdampfbaren Dichtungsmittel, das mit einem inerten Trägergas vermischt ist, gefüllt und ein derart großer Innendruck in dem Behälter erzeugt wird, daß das Dichtungsmittel aus dem oder den vorhandenen Leck(s) für eine Zeitspanne nach außen entweicht, die für eine Reaktion mit in der Umgebung vorhandenem Sauerstoff und/oder Wasser zur Bildung einer festen Abdichtung an der Leckstelle ausreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Behälters vor dessen Füllung mit Dichtungsmittel mit einem inerten Gas gereinigt wird.

3. Dichtungsmittel zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Alkylalkoxyboran mit der Formel _{R RinR}<»

ist, worin R eine aliphatische, geradkettige, veizweigtkettige oder zyklische organische Gruppe nit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen; R' eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen; und /i eine gan.-e Zahl von 0 bis 2 bedeuten.

4. Dichtungsmittel zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Siliziumhydrid ucLr ein Borhydrid oder eine Verbindung der Formel

MR_nX₃^_n

ist, worin M Aluminium oder Bor, R eine aliphatische oder olefinische, geradkettige, verzweigtkettige oder zyklische organische Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, X Wasserstoff oder ein Halogen, nämlich Chlor, Brom, Jod oder Fluor und η eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeuten, und' oder eine Verbindung der allgemeinen Formel

ZR_nX₂ _ „

ist, worin Z Zink oder Cadmium, R eine aliphatische, geradkettige, verzweigtkcttige oder zyklische organische Gruppe mit 1 bis in Kohlenstoffatomen, X Wasserstoff oder ein Halogen, nämlich Chlor, Brom, Jod oder Fluor und η eine ganze Zahl von 0 bis 2 bedeuten.

5. Dichtungsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es Diäthylzink, Triäthylaluminium, eine Mischung aus Triäthylaluminium und Diäthylzink, Trimethoxyboran, Triäthylboran, eine Mischung aus Triäthylboran und Diäthylzink oder Äthylaluminiumsesquichlorid ist.