DE19514190C2 - Korrosionsschutzisolierung an einem Metallrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Korrosionsschutzisolierung an einem Metallrohr in Form wenigstens einer auf der zu schützenden metallischen Oberfläche haftenden Deck­ schicht.

Für Oberflächen aus Stahl, wurden bisher neben Anstrichen auch Folien verwendet, die einseitig oder beidseitig selbstklebend ausgerüstet waren, wobei die selbstkleben­ den Schichten vorwiegend aus elastoplastischen Kautschuk­ formulierungen bestanden. Beispielsweise bei der Umwick­ lung von Stahlrohren mit derartigen Folien mit beidseiti­ ger Klebausrüstung verwächst die spiralig überlappende Wicklung selbsttätig zu einem dichten geschlossenen Schlauch. Dabei können die selbstverwachsenden Schichten solcher Wicklungen beispielsweise aus elastoplastischen Kautschukformulierungen oder beispielsweise aus zähplasti­ schen Bitumen-Formulierungen oder beispielsweise aus weichplastischen Petrolatum-Formulierungen bestehen.

Auch Polyethylenfolien, die beidseitig mit einer warmver­ schweißbaren Thermoplastschicht ausgerüstet sind, werden eingesetzt. Bei einer mehrlagigen Abdeckung, beispiels­ weise einer spiralig überlappenden Wicklung über einem Rohr wird die Wicklung solcher Folien nachträglich durch Erhitzung zu einer geschlossenen Schicht verschweißt.

Auch sogenannte Prepregs aus einem Glasfasergewebe mit einseitiger oder beidseitiger Thermoplastbesinterung, die durch Vorhitzung sofort während der Wicklung ver­ schweißt oder nach dem Auflegen durch nachträgliches Erhitzen verschweißt werden, sind bekannt. Die Thermo­ plastbesinterung solcher Prepregs besteht beispielsweise aus Polyethylen, Polypropylen, Polyamid oder auch aus anderen Thermoplasten. In ähnlicher Weise werden auch Bitumenbinden während der Wicklung durch Erhitzung mit offener Flamme ver­ schweißt.

Bei allen Wickelverfahren bleibt außenseitig eine spiralige Wickelkante bestehen, die in Rohrlängsrichtung angreifenden Schürf- oder Scherkräften prinzipiell unerwünschte Angriffs­ möglichkeiten bietet, durch die die Umwicklungen aufgerissen werden können, so auch bei dem aus DE 27 02 064 C2 bekannten Metallrohr, bei dem außer auf eine auf das Metallrohr aufge­ brachten Schutzschicht aus Urethanharzbasis ein Schutzgewebe oder eine Folie aufgebracht ist.

Ferner ist es bekannt, Beschichtungen aus kalthärtenden oder warmhärtenden Reaktionsharzen aufzubringen. Diese sind voll­ kommen nahtlos und bieten eine kantenfreie glatte Oberfläche. Sprödharte Dickbeschichtungen sind jedoch rißanfällig und zähharte oder zähelastische Dickbeschichtungen besitzen prin­ zipiell eine gewisse Schwäche gegenüber spitzen Schlag-, Druck- oder Schnitteinwirkungen. Daher werden sowohl spröde als auch zähe Dickbeschichtungen ggf. mit in die Reaktions­ harzmasse eingelegten oder eingewickelten Glasfaserlaminaten armiert. Sie müssen dann aber zur vollständigen Einbettung und Abdeckung hervorstehender Faserbüschel des Glasfaserlami­ nats zusätzlich mit einem Vlies umhüllt und dieses nochmals mit Beschichtungsmasse versiegelt werden. Solche Laminat- Verbundsysteme sind kostspielig und zeitraubend in der Aufbringung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Korrosions­ schutzisolierung zu schaffen, die aus einer vollflächigen, praktisch nahtlosen und dichten Deckschicht besteht, die von Hand kalt applizierbar ist und die den Anforderungen eines fugenlos dichten Langzeitkorrosionsschutzes genügt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Korrosions­ schutzisolierung entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Begriff "Metallrohr" im Sinne der vorliegenden Erfindung umfaßt sowohl ein Rohr im eigentlichen Sinne als auch die üb­ licherweise mit Rohren oder Rohrleitungen in Verbindung ste­ henden Teile und Ausrüstungen, wie Abzweigungen, Armaturen, Schieber, Ventile, Flansche oder dergl. Darüber hinaus um­ faßt der Begriff auch sonstige gegen Korrosion zu schützende Metallbauteile, insbesondere Hohlkörper in Form von Behältern oder dergl.

Der Begriff "Wickelband" im Sinne der vorliegenden Erfindung umfaßt sowohl von der Rolle abzuziehende Bänder, die bei­ spielsweise durch Umwickeln an Rohrleitungen appliziert wer­ den, als auch Folienstücke, die auf eine zu schützende Ober­ fläche "auftapeziert" werden. Der Begriff "Wickelband" im Sinne der Erfindung umfaßt neben Folien im eigentlichen Sinne mit einer Dicke von wenigen Mikrometern bis zur Millimeter­ stärke auch Platten bis zu Dicken von mehreren Millimetern, sowie hieraus durch Abkantprozesse, Tiefziehprozesse oder dergl. vorgeformte Schalenteile.

Der Begriff "Haftverbund" umfaßt sowohl ein Verkleben oder ein Verwachsen zwischen der Reaktionsharzmasseschicht und dem Wickelband als auch eine Verbindung über eine chemische Reak­ tion zwischen der Reaktionsharzmasse und dem Wickelband, wo­ bei beide Materialien miteinander vernetzen. In diesem Falle ist es von Bedeutung, daß die Reaktionsharzmasse in noch re­ aktivem Zustand, d. h. also vor abgeschlossener Aushärtung mit dem Wickelband in Kontakt gebracht wird.

Die erfindungsgemäße Deckschicht kann einlagig oder auch mehrlagig auf die zu schützende Oberfläche aufgebracht werden. Die Reihenfolge, in der die Deckschicht auf die zu schützende Oberfläche aufgebracht wird, richtet sich nach den Vorgaben des jeweiligen Anwendungsfalles. Zunächst wird auf die zu schützende Oberfläche das Wickelband aufgebracht und dieses dann mit der Reaktionsharzmasse bedeckt. Nach dem Aus­ härten bildet dann die Reaktionsharzmassenschicht eine mecha­ nisch kantenlose widerstandsfähigere Außenschicht für die Korrosionsschutzisolierung. Die Oberfläche kann hierbei zuvor mit einem Anstrich in Form einer Korrosionsschutzgrundierung oder eines Haftprimers versehen sein. Sie kann aber auch vor­ her einer besonderen mechanischen Vorbehandlung, beispiels­ weise durch ein Abrasionsstrahlen, unterzogen sein, um bei­ spielsweise die Haftfestigkeit zwischen der metallischen Oberfläche und einer harten organischen Grenzfläche einer Schicht aus einer chemisch härtenden Reaktionsharzmasse zu verbessern.

Das Wickelband kann nun homogen aus einem einheitlichen Werk­ stoff oder einem Schichtwerkstoff bestehen, der entweder in bezug auf die verwendete Reaktionsharzmasse gute Klebeigen­ schaften aufweist oder aber sogar unmittelbar eine chemische Verbindung mit der Reaktionsharzmasse eingeht. Es ist aber auch möglich, das Wickelband selbst mehrschichtig aufzubauen und hierbei eine Trägerfolie zu verwenden, die auf wenigstens einer Außenseite mit einer kleb- oder adhäsionsfähigen Be­ schichtung versehen ist. Die kleb- oder adhäsionsfähige Aus­ rüstung der Träger­ folie kann aus einem selbstklebenden oder selbstverwach­ sungsfähigen oder zur Verklebungsfähigkeit kalt oder warm aktivierbaren Werkstoff bestehen, der beispielsweise laminiert ist oder im Coextrusionsverfahren hergestellt ist. Das Wickelband selbst und/oder dessen Schichten können unterschiedlich gebaut bzw. ausgerüstet sein, wobei die nachstehenden Werkstoffe auch Zusätze wie Harze, Öle und/oder organische Füll- und/oder Verstär­ kungsstoffe oder auch verstärkende Halbzeuge aus organi­ schem oder anorganischem Material enthalten können. Hierzu gehören beispielsweise gesättigte oder teilweise ungesättigte homopolymere oder copolymere Polyolefine in thermoplastischem, elastomerem oder elastoplastischem Zustand sowie Blends aus solchen Thermoplasten, Elasto­ meren oder Elastoplasten. Hierzu gehören ferner gesättig­ te oder teilweise ungesättigte, thermoplastische oder elastomere oder elastoplastische Homo- oder Copolymere mit Heteroatomen wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel oder Silicium und/oder mit gesättigten, ungesättigten oder aromatischen ringförmigen Kohlenwasserstoffgruppen in der Hauptkette sowie Blends aus solchen Polymeren miteinander oder mit Polyolefinen der vorstehend genann­ ten Art. Hierbei können die Haupt- und/oder Seitenketten der genannten Polymeren unsubstituiert oder epoxydiert sein oder auch Substituenten, beispielsweise aus gesättig­ ten, ungesättigten oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, Carbonyl- oder Carboxylverbindungen, Hydroxylgruppen, Halogenatomen oder auch Verbindungen der Elemente Stick­ stoff, Schwefel, Phosphor, Silicium, Bor mit beispielw­ esie den Elementen Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff besitzen.

Organische oder anorganische Säuregruppen als Substituen­ ten können unverändert vorliegen oder mit Metallionen oder anderen Kationen neutralisiert sein. Ferner gehören zu den Werkstoffen auch zähplastische bis weichplastische Substanzen wie Bitumen, Wachse und Petrolaten sowie Formulierungen dieser Substanzen mit polymeren Zusatz­ stoffen.

Die gemäß der Erfindung einzusetzende Reaktionsharzmasse muß eine Reihe von wesentlichen Bedingungen erfüllen. Zum einen muß sie eine ausreichend feste Verklebung, Verwachsung oder Adhäsion mit der Außenfläche des Wickel­ bandes eingehen. Die Reaktionsharzmasse muß unter Berück­ sichtigung der wechselhaften Temperatur- und Witterungs­ bedingungen von Rohrverlegungsbaustellen zügig durchhärten können oder ggf. zur Beschleunigung der Durchhärtung eine gefahrlose und wirksame Anwendung von Wärmequellen zulassen. Soll die Reaktionsharzmasse als äußere Schutz­ schicht für die Wickelbandschicht dienen, muß sie nach erfolgter Aushärtung eine Härte aufweisen, die den Anfor­ derungen des mechanischen Schutzes gegen Scher- und Schürfkräfte sowie Widerstand gegen Eindruck und Schlag, und bei entsprechenden Einsatzfällen auch den Bedingungen bei erhöhten Temperaturen an warmgehenden Leitungen genügen.

Somit kommen Reaktionsharzmassen auf der Basis von unge­ sättigten Polyesterharzen, Epoxyharzen, Methylmethacrylat- Harzen, zweikomponentigen Polyurethanharzen oder einkompo­ nentigen Isocyanat-Präpolymeren, Thioplasten und deren Vernetzungsprodukten, Siloxanharzen in Betracht. Ferner kommen in Betracht Reaktionsharze auf der Basis von Kondensationsprodukten des Formaldehyds, Acetaldehyds, Furfurols oder Acrolein, wie beispielsweise Phenoplaste, Aminoplaste oder abgewandelte Phenolharze. Die Reaktions­ harzmasse kann hierbei in Form einer Anstrichmasse, einer eingedickten Gießmasse oder als Spachtelmasse formuliert sein und je nach Konsistenz manuell oder maschinell appliziert werden.

In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Reaktionsharzmasseschicht aus einer Polyurethan- Reaktionsharzmasse besteht. Zweckmäßigerweise wird als Polyurethan-Reaktionsharzmasse eine Zweikomponentenformu­ lierung verwendet. Erfindungsgemäß eignen sich für die Polyurethan-Reaktionsharzmasse als Polyol-Komponenten grundsätzlich alle Di-, Tri-, Tetra- oder Polyhydroxy­ verbindungen. Hierzu zählen beispielsweise
Niedermolekulare Hydroxy-Verbindungen wie z. B. Diole, Glycerin, Pentaerythrit, Sorbit
Polyhydroxyverbindungen, z. B. auf der Basis von
linearen oder verzweigten Polyestern,
linearen oder verzweigten Polyethern,
linearen oder verzweigten Polyacetalen,
linearen oder verzweigten Polythioethern,
vegetabilischen Ölen, wie z. B. Rizinus- oder Leinöl.

In erfindungsgemäßer Ausgestaltung eignen sich als Isocyanat-Komponenten für die Polyurethan-Reaktionsharz­ masse grundsätzlich alle Verbindung mit freien Isocyanat­ gruppen. Hierzu zählen auch Voraddukte aus den genannten Hydroxyverbindungen und Isocyanatverbindungen mit noch freien Isocyanat-Endgruppen.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung enthält eine Polyurethan-Reaktionsharzmasse zusätzliche Verdickungs­ mittel und/oder Reaktivverdünner und/oder organische oder anorganische Füllstoffe in Form von Pulvern, Körnern, Microhohlkörpern, Schuppen oder Fasern. Hierdurch können zusätzlich die für das Aufbringen wichtigen rheologi­ schen Eigenschaften der Polyurethan-Reaktionsharzmasse eingestellt werden, so daß diese unter Berücksichtigung der gewünschten Schichtdicke als dünnschichtige Lacke oder als dickschichtige Spachtelmassen oder auch als schnellhärtende Formulierung in beliebiger Schichtdicke von Hand oder mittels zwei Komponenten-Applikations­ maschinen aufgetragen werden.

Bei der Vewendung von Polyurethan-Reaktionsharzmassen hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn das Wickelband zumindest auf einer Außenfläche eine Polyamid enthaltende Oberfläche aufweist. Das bedeutet, daß neben Folien, die homogen aus einem Polyamid herge­ stellt sind, auch solche Folien eingesetzt werden können, die eine Kernschicht aus einem anderen Kunststoff, bei­ spielsweise einem Polyethylen, aufweisen und auf deren Außenfläche eine Beschichtung mit einem Polyamid oder einem Polyamid-Blend aufgebracht ist. Die Werkstoff­ paarung Polyurethan/Polyamid bietet eine Reihe von Vorteilen. Zum einen kann Polyurethan direkt auf die zu schützende metallische Oberfläche aufgebracht werden, da Polyurethan auf Metall gut haftet. Zum anderen gehen Polyurethane und Polyamide eine chemische Verbindung ein, so daß hier auch die gewünschte Verklebung oder Verwachsung zwischen der Reaktionsharzmasse und dem Wickelband erreicht wird.

Als "Polyamid" sind grundsätzlich alle Amidgruppen ent­ haltende Polymermaterialien geeignet, die sich zu Folien oder Folienteilschichten verarbeiten lassen.

Als Polyamide zur Anwendung im erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich insbesondere
Polyamide vom Aminosäure-Typ, beispielsweise PA 6, PA 11, PA 12,
Polyamide vom Diamin-Dicarbonsäure-Typ, bei­ spielsweise PA 66, PA 610 PA C8, PA 6-3-T,
Copolyamide, beispielweise PA 6/11, PA 6/12, PA 6/66,
Polyether-block-amide, beispielsweise PEBA 6, PEBA 66,
Polyblends aus Polyamiden miteinander, beispielsweise PA 6/66, PA 6/66/DC6,
Polyblends aus Polyamiden und Ethylencopolymeren, beispielsweise PE/PA 6, PE/PA 66,
Polyblends aus Polyamiden und Ethylen/Acrylsäure/­ Maleinsäureanhydrid-Copolymeren, deren Säure­ gruppen unverändert sein oder mit Metallionen oder anderen Kationen neutralisiert sein können.

In einer Ausgestaltung der Erfindung können anstelle oder in Verbindung mit Folien aus Polyamid auch Folien und/oder Halbzeuge aus einem Polyurethan-Elastomer verwen­ det werden. Zweckmäßig sind hierbei Polyurethan-Weich­ elastomere, Polyurethan-Hartelastomere, lineare thermo­ plastische Polyurethan-Elastomere oder auch thermoplasti­ sche Polyurethan-Elastomere. Auch bei diesen Materialien verbinden sich die Isocyanatgruppen der Polyurethan- Reaktionsharzmassen-Schicht spontan und vollflächig mit der Folie durch Bildung von Allophanat-Verknüpfungen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Folie mit Mehrschichtenaufbau verwendet wird, mit einer Kernschicht aus einem thermoplastischen Kunst­ stoff oder Kunststoffgemisch, die auf beiden Seiten mit einer Beschichtung aus einem Polyamid und/oder einem Polyurethan-Elastomer versehen ist. Als Kernschicht kommen hierbei beispielsweise in Betracht Polyethylen oder Polypropylen. Besonders im Fall von steifen Polyamid­ sorten haben solche Mehrschicht-Folien gegenüber Polyamid- Vollmaterialien den Vorteil einer größeren mechanischen Flexibilität.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zum Aufbringen von wenigstens zwei Deckschichten übereinander die außenliegende Folie vor dem Aufbringen der nächsten Schicht aus Polyurethan-Reaktionsharzmasse die Außen­ fläche der Folie mit einem nicht-reaktiven Lösemittel aktiviert wird. Durch diese physikalische Aktivierung wird die Verklebung der Polyurethan-Reaktionsharzmasse mit der Außenfläche der Folie begünstigt.

In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß zum Aufbringen von wenig­ stens zwei Deckschichten übereinander die außenliegende Folie mit Poyamidoberfläche und/oder Polyurethanoberfläche vor dem Aufbringen der nächsten Schicht aus Polyurethan- Reaktionsharzmasse mit einem Haftvermittler auf der Basis einer niedermolekularen oder einer polymeren Isocyanatverbindung chemisch gepfropft wird. Diese Isocyanatverbindung kann ggf. mit einem nicht-reaktiven Lösungsmittel vermischt sein. Als haftvermittelnde Pfropf­ reagenzien eignen sich erfindungsgemäß beispielsweise Tris-(p-isocyanatophenyl)-methan, Phosphorsäure-tris- (p-isocyanatophenylester) oder Thiophosphorsäure-tris- (p-isocyanatophenylester). Die Oberflächenaktivierung der Folie mit solchen Pfropfungsreagenzien bewirkt außer­ dem unter Bildung von Harnstoff-Verbindungen eine voll­ ständige Entfernung oberflächlich adsorbierter Wassermole­ küle und macht dadurch weiteren NH-Gruppen der Folie für die eigentliche Pfropfungsreaktion des Isocyanats verfügbar. Dieser chemisch erzwungene Wasserentzug stei­ gert besonders bei Folien aus wasserhaltigen Polyamiden merklich die Polyamid-Polyurethan-Verbundfestigkeit.

Die erfindungsgemäße Korrosionsschutzbeschichtung erreicht auf sauberen und ausreichend trockenen metallischen Oberflächen ohne zusätzliche Maßnahmen eine hohe, voll­ flächige Haftfestigkeit. Zweckmäßig ist es jedoch, wenn die zu schützende Oberfläche vor dem Aufbringen der Reaktionsharzmassenschicht aufgerauht wird. Altbeschich­ tungen aus Epoxidharzen oder Polyurethan lassen sich außer einer aufrauhenden mechanischen Vorbehandlung ggf. auch durch eine Vorbehandlung mit haftvermittelnden Propfungsreagenzien reaktivieren, so daß eine Beschich­ tung mit Polyurethan-Reaktionsharzmasse haftet.

Es ergeben sich somit die nachstehend in allgemeiner Form angegebenen bevorzugten Werkstoffpaarungen:

Wickelband
Reaktionsharzmasse
Polyethylen-Butyl-Blend	Polyurethan
Butylmasse plastisch	Polyurethan
Bitumina	Polyurethan
Petrolaten	Polyurethan
Ethylen/Vinylacetat	Acrylharz

Wie bei der Werkstoffpaarung eines Wickelbandes mit Polyamid- oder Polyurethanoberfläche und einer Polyurethan- Reaktionsharzmasse setzen auch die vorstehend genannten Werkstoffpaarungen voraus, daß die Polyurethan-Reaktions­ harzmasse in noch nicht gehärtetem und damit noch reak­ tivem Zustand mit dem Wickelband in Kontakt gebracht wird, damit ein vollflächiger inniger Kontakt zwischen den beiden Grenzflächen möglich ist.

In einer dieser Ausgestaltungen ist vorgesehen, daß das Wickelband eine Trägerfolie aufweist, die auf minde­ stens einer Seite mit einer elastoplastischen Beschich­ tung aus einem Polyethylen/Kautschuk-Blend oder einem Ethylen-Acrylsäure-Maleinsäureanhydrid-Copolymer/­ Kautschuk-Blend versehen ist, dem ein klebrigmachendes Harz zugesetzt sein kann und dessen Kautschukgehalt vorzugsweise aus Butylkautschuk besteht. Bei der Kontak­ tierung mit einer noch nicht gehärteten Polyurethan- Reaktionsharzmasse verwächst die Blend-Schicht des Wickel­ bandes selbsttätig mit der Reaktionsharzmasse und bildet mit ihr einen zuverlässig dichten, mechanisch sehr zähen Verbund.

In einer anderen dieser Ausgestaltungen ist vorgesehen, daß die Folie des Wickelbandes auf mindestens einer Seite mit einer plastischen Beschichtung auf der Basis einer Butylkautschuk-Formulierung versehen ist, der klebrigmachende Harze, Öle und/oder Füllstoffe zugesetzt sein können. Auch diese Beschichtung verwächst mit einer noch nicht gehärteten Polyurethan-Reaktionsharzmasse selbsttätig zu einem zuverlässig dichten, mechanisch zähen Verbund.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß das Wickelband durch eine weichplastische bis zähplastische Bitumenbinde oder eine weichplastische bis zähplastische Petrolatumbinde gebildet wird. Diese Werkstoffe gehen sowohl mit noch nicht gehärteten als auch mit bereits ausgehärteten Polyurethan-Reaktionsharz­ massen selbsttätig einen innigen, zuverlässig dichten Verbund ein.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Wickelband eine Trägerfolie aufweist oder im wesentlichen aus dieser Trägerfolie besteht, die auf mindestens einer Seite mit einer Beschichtung aus einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer versehen ist, und daß die Reaktionsharzmasse aus einem in monomerem Methalmethacrylat vorpolymerisierten Polymethylmethacrylat­ harz besteht, das mit etwa 4 Gewichts-% pyrogener oder gefällter Kieselsäure eingedickt ist und mit etwa 3 Gewichts-% Acetylaceton-Peroxid oder einem anderen kalt­ reaktivem Peroxid als Härtungsinitiator gehärtet wird. Der Vinylacetatgehalt des Ethylen-Vinylacetat-Copolymers beträgt etwa 40 Gewichts-%. Bei der Kontaktierung dieses Wickelbandes aktiviert der Methylmethacrylatgehalt der noch frischen Reaktionsharzmasse die Ethylen-Vinylacetat­ beschichtung des Wickelbandes zu starker Klebrigkeit und Verbundfreudigkeit.

Das Grundprinzip der Erfindung, eine Korrosionsschutzisolie­ rung aus wenigstens einer Schicht eines Wickelbandes und wenigstens einer Schicht einer Reaktionsharzmasse aufzubauen, eröffnet gegenüber der alleinigen Aufbringung eines Korrosionsschutzbandes oder der alleinigen Aufbrin­ gung einer Reaktionsharzbeschichtung verschiedene wesent­ liche technische Vorteile. Diese ergeben sich aus der Vielzahl der Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Materialpaarungen und der Reihenfolge der Aufbringung der einzelnen Schichten der die Korrosionsschutzisolierung bildenden Deckschicht.

In einer Ausführungsweise ist vorgesehen (Fall A), zuerst eine wendelförmig überlappende Wicklung aus einem Wickelband auf die zu schützende Oberfläche aufzubringen, die einen geschlossenen "Schlauch" bildet und damit den eigentli­ chen Korrosionsschutz sicherstellt. Diese aus einer Wicklung gebildete Schicht wird anschließend mit einer Reaktionsharzmasse beschichtet, die in diesem Fall eine zusätzliche mechanische Schutzschicht bildet.

Zweckmäßig ist auch eine Ausführung (Fall B) in der Weise, gleichzeitig mit dem Wickelvorgang eine Reaktions­ harzmasse zwischen die zu schützende Stahloberfläche und das Wickelband und in die Band/Band-Überlappungszone eingebracht wird, wobei dieses Verbundsystem abschließend nochmals mit einer äußeren Schicht einer Reaktionsharz­ masse überzogen werden kann.

Je nach der vorgesehenen Ausführungsweise ergeben sich für den speziellen Anwendungsfall weitere Variationsmög­ lichkeiten dadurch, daß die Trägerfolie des Wickelbandes einseitig oder beidseitig beschichtet sein kann und daß bei beidseitiger Beschichtung die Beschichtungsmate­ rialien von gleicher oder unterschiedlicher Art und Dicke sein können.

Diese Anforderung läßt sich besonders gut durch Aufbringen einer ausreichend dicken, sprödhart aushärtenden Grundschicht, beispielsweise auf der Basis eines Epoxyharzes oder eines einkomponentigen Isocyanat- Präpolymeren erfüllen. Sprödharte Beschichtungen dieser Art wären jedoch wegen ihrer prinzipiellen Rißanfällig­ keit als alleiniger Korrosionsschutz nicht genügend zuverlässig. In diesem Fall übernimmt das außenliegende Wickelband die zuverlässige Abdichtung etwaiger Spröd­ risse, die innenliegende Grundbeschichtung gewährleistet hohen Widerstand gegen kathodische Unterwanderung für den Fall einer bis auf die zu schützende Stahlober­ fläche durchgehenden Verletzung des Wickelbandes.

Die Ausführungsweise gemäß Fall B bietet den Vorteil, daß sich hierbei auch solche Wickelbänder zu einem schlauchartig geschlossenen Wickelverbund verkleben lassen, die keine selbstklebende oder selbstverwachsungs­ fähige Beschichtung besitzen. Dadurch können weiche oder bei Erwärmung des Rohres erweichende Bandbeschich­ tungen vermieden werden und somit mechanisch wärmefeste Korrosionsschutzisolierungen kalt aufgebracht werden, ohne daß diese, wie im Fall von Wickelbändern mit Heiß­ siegelbeschichtungen erforderlich, eine Warmverschweißung notwendig wird. Da man bei der Ausführungsweise gemäß Fall B die in den Wickelverbund eingebrachte Reaktions­ harzmasse so wählen kann, daß sie zur mechanischen Festigkeit des Verbundsystems erheblich beiträgt, ergibt sich hierdurch ohne Minderung der mechanischen Wider­ standsfähigkeit die Möglichkeit, die Überlappungsbreite der Bandwicklung auf ein Minimum, d. h. auf etwa 5 mm zu reduzieren.

Die Ausführungsweise gemäß Fall B eignet sich vorzugsweise für die Aufbringung von Korrosionsschutzisolierungen im stationären Verfahren, d. h. im sogenannten "Yard- Wrapping". Hierbei werden nackte Stahlrohre in einem entsprechend ausgerüsteten Zulieferwerk oder auf der Baustelle vor dem Zusammenschweißen einzeln maschinell mit einer Korrosionsschutzisolierung versehen. Um die Korrosionsschutzisolierung der erfindungsgemäßen Art aufzubringen, wird die Reaktionsharzmasse seitlich vom rotierenden Rohr auf die zum Rohr weisende Innenseite des zur Bildung der Wicklung auf das Rohr auflaufenden Wickelbandes kontinuierlich aufgetragen. Gleichzeitig hierzu oder in einem späteren Arbeitsgang kann die äußere Oberfläche der gewickelten Schicht mit einer abschließen­ den Reaktionsharzmassenschicht überzogen und dadurch die Bewicklung kantenfrei gemacht werden.

Bevorzugt werden bei einer derartigen stationären Rohr­ bewicklung hochbeschleunigte, sehr schnell durchhärtende Reaktionsharz-Formulierungen im Zweikomponenten-Heiß­ spritzverfahren in die Wicklung eingebracht und/oder auf die Wicklung aufgebracht, wodurch die mit der Korro­ sionsschutzisolierung versehenen Rohre bereits kurz nach ihrer Fertigstellung stapelfähig sind.

Bei besonders hohen mechanischen Anforderungen kann auf die aus einer Bandwicklung und darin eingebrachter Reaktionsharzmasse aufgebaute Korrosionsschutzisolierung ein weiterer entsprechend zusammengesetzter Wickelverbund aufgebracht werden.

Die Ausführungsweise gemäß Fall A, bei der zuerst das Wickelband allein aufgebracht wird und den eigentlichen Korrosionsschutz sicherstellt, während die nachfolgend aufgebrachte Reaktionsharzmasseschicht den äußeren mecha­ nischen Schutz des Wickelbandes übernimmt, läßt sich gleichfalls in einer stationären Rohrbewicklung ausführen. Dieses Verfahren ist aber auch für eine Aufbringung der Korrosionsschutzisolierung von Hand geeignet.

Für den Korrosionsschutz von Rohrteilen, beispielsweise Rohrabzweigungen und sonstigen kompliziert geformten Teilen wird entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung eine weichplastische Petrolatumbinde in einer überlappen­ den Bewicklung aufgebracht. Diese mechanisch leicht verletzliche Schicht wird nachfolgend durch Aufbringen einer zweiten Schicht auf der Basis einer zweikomponenti­ gen, kalthärtenden Polyurethan-Formulierung geschützt. Diese Materialpaarung ist besonders bevorzugt, weil Binden mit einer Schicht aus einem weichplastischen Petrolatum oder einer Petrolatum/Kunststoffmischung hervorragende Korrosionsschutzwirkung haben und auf kompliziert geformten Teilen besonders leicht und schmieg­ sam verarbeitbar sind. Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß Polyurethan-Reaktionsharzmassen einen hervorragenden Adhäsionsverbund mit Petrolatum eingehen und sogar bei Verreibung von Petrolatum in der Polyurethan- Reaktionsharzmasse keine Härtungsstörungen eintreten. Zur Mischung mit Petrolatum eignet sich beispielsweise Polyethylenwachs.

Die erfindungsgemäße Korrosionsschutzisolierung läßt sich auch in der Weise gestalten, daß zunächst ein Wickel­ band auf Bitumenbasis und nachfolgend auf dieses Wickelband eine Schicht aus einer kalthärtenden Polyure­ than-Reaktionsharzmasse aufgebracht wird. Hierbei er­ füllt die Polyurethan-Schicht vor allem die Aufgabe, die Bitumenbinde gegen den Eindruck spitzer Steine zu schützen. Auch diese Materialpaarung ist besonders bevor­ zugt, da Polyurethan-Reaktionsharzmassen auf Bitumen­ oberflächen eine gute Haftung erreichen und auch bei einer Durchmischung mit Bitumen ungestört aushärten.

Die Materialpaarung Bitumen/Polyurethan-Reaktionsharzmasse bietet auch große Vorteile bei der Sanierung des Korrosions­ schutzes von älteren, mit Bitumen beschichteten Rohrleitun­ gen. Nach dem bisherigen technischen Stand mußte die alte Bitumenbeschichtung der Rohrleitung vollständig entfernt werden, bevor man eine neue Korrosionsschutziso­ lierung in Form einer Bewicklung mit einem Korrosions­ schutzband aufbringen konnte, das einseitig oder beidseitig mit einer selbstklebenden bzw. selbverwachsungsfähigen Kautschukbeschichtung ausgerüstet war. Würde man ein derartiges Korrosionsschutzband auf die noch vorhandene Bitumenbeschichtung aufwickeln, würden die öligen Bestand­ teile aus dem Bitumen von der Kautschukbeschichtung absorbiert und diese hierdurch aufweichen.

Die erfindungsgemäßen Materialpaarungen ermöglichen es dagegen, die alte Bitumenbeschichtung mit Ausnahme hohlliegender Stellen, die aufgeschnitten werden müssen, auf der Rohrleitung zu belassen. Zur Sanierung der Korro­ sionsschutzisolierung kann dann alternativ auf die Bitumen­ beschichtung eine etwa ein bis zwei Millimeter dicke Schicht aus einer kalthärtenden Polyurethan-Reaktionsharz­ masse aufgebracht werden, die in diesem Fall die neue mechanisch robuste Korrosionsschutzisolierung darstellt, wobei die alte Bitumengrundschicht, soweit sie noch intakt ist, weiterhin zum Korrosionsschutz beiträgt. Fehlstellen können hierbei vor dem Aufbringen der Reak­ tionsharzmasseschicht ausgeflickt werden.

Alternativ hierzu wird auf die alte Bitumenbeschichtung eine dünne Schicht einer kalthärtenden Polyurethan- Reaktionsharzmasse aufgebracht, die gerade ausreicht, um als geschlossene Ölsperre gegen das Bitumen zu wirken um Unebenheiten der Bitumenoberfläche auszugleichen. Auf diese noch reaktive Polyurethanschicht wird dann wendelförmig überlappend eine Wicklung eines einseitig, vorzugsweise beidseitig mit einer selbstverwachsungsfähi­ gen Kautschukbeschichtung versehenes Wickelband aufge­ bracht. Bei diesem Verfahren erfüllt die Polyurethan­ schicht mehrere unabdingbare Voraussetzungen für die Aufbringung eines solchen Wickelbandes auf Bitumenbasis, nämlich die Ausfüllung von Unebenheiten sowie die Funktion einer Ölsperre und einer für Kautschuke geeig­ neten Haftgrundierung. Es wurde nämlich überraschender­ weise gefunden, daß Polyurethanharzmassen in noch nicht gehärtetem Zustand mit plastischen bis elasto-plasti­ schen Kautschuk-Formulierungen selbsttätig zu einem vollflächigen, sehr zähen und zuverlässig dichten Verbund verwachsen.

Anhand schematischer Zeichnungen wird ein Anwendungsfall einer Korrosionsschutzisolierung für Rohrleitungen mit außenliegender, ausgehärteter Reaktionsharzmasseschicht beschrieben.

Die drei Zeichnungen zeigen jeweils in einem Längsschnitt zwei Rohre 1 und 2, die mit ihren Stirnenden zu einem Rohrstrang miteinander verschweißt sind. Die Schweiß­ stelle ist durch die Schweißraupe 3 gekennzeichnet. Beide Rohre 1 und 2 sind jeweils werksseitig mit einer Ummantelung 4 aus einem thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise Polyethylen versehen. Im Bereich der Schweißzone ist die Ummantelung 4 an beiden Rohrenden entfernt worden. Nach dem Verschweißen wird zunächst die freiliegende Stahloberfläche 5 mit einem üblichen Haftprimer versehen und anschließend durch überlappendes Umwickeln mit einem Korrosionsschutzband mit einer ersten Schicht 6 abgedeckt. Diese erste Schicht erstreckt sich bis über die werksseitig aufgebrachte Ummantelung 4.

Auf diese erste Schicht 6 wird anschließend eine zweite Schicht 7 in Form einer Reaktionsharzmasse aufgebracht.

Die in Fig. 1 dargestellte Nachisolierung kann beispiels­ weise in einem Graben verlegt werden.

Bei der Ausführungsform gem. Fig. 2 sind die die Schweiß­ zone begrenzenden Randbereiche 8 der Ummantelung 4 flach abgeschrägt und die erste Schicht 6 so aufgebracht, daß ihre beidseitigen Endkanten 9 noch unterhalb des Niveaus der werksseitigen Ummantelung 4 liegen. Auf die erste Schicht 6 ist dann wiederum die zweite Schicht 7 aufgebracht. Bei einer derartigen Ausgestaltung liegt der Randbereich der zweiten Schicht bündig mit dem Außen­ durchmesser der werksseitigen Ummantelung 4.

Bei der Ausgestaltung gem. Fig. 3 ist anstelle einer Abschrägung des Randbereichs 8 hier eine Abstufung an der Ummantelung vorgesehen. Diese in Fig. 3a in größerem Maßstab dargestellte Abstufung 10 kann werksseitig bereits an die Ummantelung, beispielsweise durch einen thermischen Formprozeß angeformt werden.

Es hat sich jedoch überraschend gezeigt, daß die Abstufung 10 auch auf der Baustelle angebracht werden kann. Hierzu genügt eine relativ langsam rotierende, mit einem groben Schleifbelag, beispielsweise Schleifleinen belegte Scheibe, die um das Rohr herumgeführt wird und mit der in entspre­ chender Dicke ein Teil der Ummantelung abgenommen wird.

Die Ummantelung weist in der Regel je nach Rohrdurchmesser eine Dicke von 3 bis 4 mm auf. Eine Abstufung auf die Hälfte der Dicke, also auf eta 2 mm reicht aus, da die aufzubringenden Wickelbänder je nach Aufbau in ihrer Dicke im Bereich von etwa 0,5 bis 0,75 mm liegen. Die Abstufung 10 nimmt die Kante 9 der ersten Wickelbandschicht vollständig auf und deckt mir ihren Rändern 11 auch noch die Kanten der zweiten Reaktionsharzmasseschicht ab. Diese außen widerstandsfähige glattflächige und praktisch ohne Vorsprünge ausgeführte Nachisolierung eignet sich besonders für die Verlegung im Vorpreßverfah­ ren. Bei Preßversuchen in gefrorenem Erdreich erfolgte kein Abschälen der Nachisolierung.

Claims (17)

1. Korrosionsschutzisolierung an einem Metallrohr in Form we­ nigstens einer auf der zu schützenden metallischen Oberfläche haftenden Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Deck­ schicht zumindest aus einer äußeren Schicht aus einer che­ misch aushärtenden Reaktionsharzmasse und einer auf die zu isolierende Metallrohroberfläche aufgebrachten Schicht aus einem mit der Reaktionsharzmasse einen Haftverbund eingehen­ den Wickelband aufgebaut ist.

2. Korrosionsschutzisolierung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Wickelband aus einem Trägerband be­ steht, das wenigstens auf seiner der Reaktionsharzmasse zuge­ kehrten Seite mit einer Beschichtung versehen ist, die bei frischem reaktiven Zustand der Reaktionsharzmasse mit dieser chemisch reagiert.

3. Korrosionsschutzisolierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsharzmasse aus einem Poly­ urethan besteht, das als Polyol-Komponente Di-, Tri-, Tetra- oder Polyhydroxyverbindungen enthält.

4. Korrosionsschutzisolierung nach Anspruch 1, 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Polyurethan-Reaktionsharzmasse als Isocyanat-Komponenten Verbindungen mit freien Isocyanat­ gruppen enthält.

5. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyurethan-Reaktions­ harzmasse Verdickungsmittel und/oder Reaktivverdünner und/oder organische und/oder anorganische Füllstoffe in Form von Pulvern, Körnern Microhohlkörpern oder Fasern enthält.

6. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelband zumindest auf einer seiner Außenflächen ein Polyamid enthält.

7. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelband zumindest auf einer seiner Außenflächen ein Polyurethan enthält.

8. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelband einen Mehr­ schichtenaufbau aufweist, mit einer Kernschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff oder Kunststoffgemisch, die auf beiden Seiten mit einer ein Polyamid und/oder ein Polyurethan enthaltenden Beschichtung versehen ist.

9. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelband auf wenigstens einer seiner Außenflächen mit einer ein Ethylen-Vinylacetat- Copolymer enthaltenden Beschichtung versehen ist.

10. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelband selbst, zumin­ dest aber eine seiner Außenflächen auf wenigstens einer Seite mit einer ein gesättigtes und/oder teilweise ungesättigtes homopolymeres und/oder copolymeres Polyolefin aufweist.

11. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelband selbst, zumin­ dest aber wenigstens eine seiner Außenflächen in thermopla­ stischer, elastomerer und/oder elastoplastischer Form wenig­ stens ein Homo- oder ein Copolymer mit Sauerstoff, Stick­ stoff, Schwefel oder Silicium als Heteroatomen und/oder mit gesättigten, ungesättigten oder aromatischen ringförmigen Kohlenwasserstoffgruppen in der Hauptkette aufweist.

12. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelband auf wenigstens seiner der Rohroberfläche zugekehrten Innenseite, mit einer plastischen Beschichtung auf der Basis einer Kautschukformu­ lierung, vorzugsweise Butylkautschuk, versehen ist.

13. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelband auf wenigstens seiner der Beschichtung aus einer Reaktionsharzmasse zuge­ kehrten Seite mit einer elastoplastischen Beschichtung aus einem Polyethylen/Kautschuk-Blend und/oder einem Ethylen- Acrylsäure-Maleinsäureanhydrid-Copolymer/Kautschuk-Blend ver­ sehen ist, dem ein klebrigmachendes Harz zugesetzt ist.

14. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelband ein Trägerband aufweist, das auf wenigstens einer Seite mit einer Schicht aus einem Petrolatum oder einer Petrolatum/Kunststoffmischung versehen ist.

15. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise auf die me­ tallische Oberfläche aufgebrachte Schicht aus einem Wickel­ band auf Bitumenbasis, insbesondere einer Bitumenmischung be­ steht.

16. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsharzmasse für die äußere Schicht aus einem in monomerem Methylmethacrylat vorpolymerisierten Polymethylmethacrylatharz mit etwa 4,0 Gewichts-% pyrogener Kieselsäure und etwa 3,0 Gewichts-% Acety­ lacetonperoxid als Härtungsinitiator besteht.

17. Korrosionsschutzisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsharzmasse für die äußere Mantelschicht aus einem Polyesterpolyol mit einem Zusatz eines nachhydrierten Rhizinusöls und einem oligomeren Isocyanat vom MDI-Typ sowie einem in der Menge auf die Umge­ bungstemperatur abgestimmten tertiären Amin als Härtungsbe­ schleuniger besteht.