DE19745642C2 - Verfahren zur Sanierung von zur Wasserführung bestimmten inkrustierten Rohrleitungen durch Reinigung und Beschichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sanierung von zur Wasserführung bestimmten inkrustierten Rohrleitungen durch Reinigung und Beschichtung.

Die DE 195 13 140 C1 beschreibt ein Verfahren zum Reinigen und Beschichten von insbesondere zur Wasserführung bestimmten Rohrleitungen oder Rohrleitungssystemen, wobei die Rohrleitung oder das Rohrleitungssystem mit einer Säure gereinigt und mit Kunststoff beschichtet wird und wobei zur Beschichtung in die Rohrleitung oder in das Rohrleitungssystem flüssiger Kunststoff eingefüllt und nach der Beschichtung aus der Rohrleitung oder dem Rohrleitungssystem abgelassen wird, und die Rohrleitung oder Rohrleitungssystem von der Säure durchströmt wird, die Säure nach dem Reinigungsvorgang durch ein Neutralisierungsmittel ersetzt wird, und das Neutralisierungsmittel nach der Neutralisierung und vor der Beschichtung aus der Rohrleitung aus der Rohrleitung oder aus dem Rohrleitungssystem abgelassen wird.

Aus der EP 0 634 229 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Abrasivmittel mit wenigstens einem flüssigen und einem gasförmigen Fluid durch ein zu reinigendes Rohr geschickt wird. Das gasförmige Fluid liegt dabei in einem Überschuss vor. Die Beschleunigung des Gemisches kann durch Über- und/oder Unterdruck erfolgen. Durch den Einsatz einer Flüssigkeit kann im Unterschied zu bekannten Trockenverfahren eine schonendere Reinigung erzielt werden. Das gereinigte Rohr wird trockengeblasen und anschließend mit einem Kunststoff beschichtet. Die Beschichtung geschickt durch Ansaugen eines Kunstharzpfropfens.

Weiterhin beschreibt die EP 0 326 867 B1 ein Verfahren zur Reinigung und Beschichtung von zur Wasserführung bestimmten Rohrleitungen, das die Kombination folgender Merkmale aufweist:

• a) Wasser und Druckluft werden in die geleerten Rohrleitungen zur Grobreinigung gepresst, b) anschließend wird unter Druck eine Säure eingefüllt, die einige Zeit in dem Rohrleitungsnetz verbleibt, c) die so gereinigten Rohrleitungen werden mittels Pressluft getrocknet, d) zur Beschichtung der Rohrleitungen wird ein flüssiger Kunststoff unter Druck eingefüllt und e) überschüssiges Kunststoffmaterial wird abgelassen.

In der US-A-3 003 899 wird zur Entfernung von Ablagerungen in Rohrleitungen, die nicht entleert werden können und bei denen hohe Betriebstemperaturen in der Größenordnung von 1000°C auftreten, vorgeschlagen, eine wäßrige Lösung einer speziellen Säure, wie Ameisen- oder Zitronensäure, einzusetzen, da sich nach der Entfernung der Ablagerungen eine derartige Säure bei der Betriebstemperatur in unschädliche Bestandteile zersetzt.

Die US-A-3 139 704 beschreibt ein Verfahren zum Reinigen von Pipelines, bei dem zunächst lose Teile durch Luft/Gas unter Druck entfernt werden, dann durch einen Molch mechanisch in der Pipeline anhaftende Substanzen abgekratzt werden, und darauf mittels Sandstrahlen die eigentliche Reinigung erfolgt, und schließlich zurückgebliebener, pulverförmiger Sand entfernt wird, durch Gas/Luft unter Druck, durch Waschen mit einer Flüssigkeit, oder einen Molch. Schließlich wird das Innere der Pipeline mit einem Schutzfilm beschichtet.

In der NL-A-75 07 125 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entkalken von Geräten und Leitungen in einem Wassersystem vorgeschlagen, wobei eine Säure-Lösung durch das System gepumpt wird, eine Lösung, die aus einer verdünnten Mineralsäure mit einem Korrosionsinhibitor besteht, in dem System umgepumpt wird, und die entwickelten Gase über ein Vorratsgefäß vor dem Durchlauf zum Pumpen von Flüssigkeit entweichen können. Eine Vorrichtung zu diesem Zweck besteht aus einer Pumpe und einem Vorratsgefäß mit Zufuhr- und Abflußleitungen, wobei die Zufuhr- und Abflußleitungen miteinander über eine absperrbare Zwischenleitung verbunden sind, so daß bei einer Verstopfung in dem System die Flüssigkeit über die Zwischenleitung umgewälzt werden kann, so daß die Flüssigkeit an der Verstopfung immer erneuert werden kann. Offensichtlich können hierdurch nur Kalkablagerungen entfernt werden.

Die JP-A-57 105 270 schlägt vor, zur Beschichtung von Rohrleitungen mit kleinem Durchmesser zunächst ein Rohrstück dadurch freizulegen, daß Verbindungsstücke, Hähne und dgl. an beiden Enden des Rohrstücks abgenommen werden, dann einen Vorbehandlungsschritt durchzuführen, bei welchem das Rohrinnere entweder mit Sandstrahlen oder durch einen chemischen "Waschvorgang" behandelt wird, wobei schließlich eine Farbe (ein Anstrichmittel) in flüssiger Form in eine Endöffnung des Rohrs eingegossen wird, und diese Farbe dann durch einen Luft-Gasdruck durch das Rohrinnere getrieben wird, bis sie an der anderen Öffnung des Rohrstücks wieder austritt. Sobald die Farbe die Öffnung am Ende des Rohrstücks erreicht hat, ist der Farbauftrag fertig.

Ein ähnliches Verfahren wird in der JP-A-57 105 271 beschrieben, wobei ein Kunststoff (Epoxidharz mit Härter) gemischt und dann das Harz mit einem Mischgasstrom gemischt sowie durch einen Beschleunigungsluftstrom beschleunigt wird. Hierdurch soll die Innenoberfläche eines Rohrs mit einer Beschichtung in gewünschter Dicke versehen werden können.

Die US-A-4 327 132 beschreibt die Beschichtung von Wasserrohren. Früher wurden Wasserrohre angestrichen oder beschichtet, entweder durch eine Sprühvorrichtung mit einem langen Schlauch (länger als das Rohr) oder (bei neuen Rohren) elektrostatisch, oder mit einem thermoplastischen Material unter Wärmezufuhr, wobei dies nicht bei installierten Rohren möglich war, sondern nur bei neuen freiliegenden, geraden Rohrstücken. Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, eine Mischung aus Epoxidharzfarbe und Luft einzusetzen. Hierzu werden die Anschlußhähne vorher entfernt. Zur Entfernung von Ablagerungen kann vorher eine Kugel durch unter Druck stehendes Wasser oder durch Druckluft durch das Wasserrohr geschoben werden.

In der DE-A-31 38 229 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abdichten von Rissen und Leckstellen in Rohrleitungen sowie zu deren Beschichtung vorgeschlagen. Hierzu wird ein flüssiges Dichtungsmittel in Form einer wasserhaltigen, verschäumten Emulsion eingefüllt. Hierbei kann der Trocknungsvorgang des Dichtungsmittels dadurch beschleunigt werden, daß zunächst einmal das Dichtungsmittel selbst schnell trocknet, und darüber hinaus Heißluft in die Rohrleitung geblasen wird. Weiterhin kann, sobald die Rohrleitung mit dem verschäumten Dichtungsmittel gefüllt ist, überschüssiges Dichtungsmittel durch ein Gebläse aus der Rohrleitung entfernt werden.

Die GB-A-2 140 337 schlägt vor, Rohrleitungen dadurch zu sanieren, daß zuerst eine Reinigung mittels "Sandstrahlen" (in einem Fluidstrom mitgeführte Schleifmittelteilchen) durchgeführt wird, und dann eine Beschichtung mit einem Mischungsstrom aus Beschichtungsmittel und Luft durchgeführt wird, wobei der bei dem Reinigungsschritt verwendete Mischungsstrom (Fluid plus Schleifmittel) und/oder der bei der Beschichtung verwendete Mischungsstrom (Beschichtungsmittel und Luft) nicht konstant ist, sondern pulsiert. Während bisher zwar auch mit Sandstrahl gereinigt und dann mit Luftstrom und Farbe beschichtet wurde, waren hierfür besonders bei größeren Rohrdurchmessern sehr große Luftmengen erforderlich. Dies wird nach dem Vorschlag der GB- A-2 140 337 durch die pulsierenden Mischungsströme bei der Reinigung und/oder dem Beschichten vermieden.

In der JP-A-62 234 82 wird vorgeschlagen, einen gleichmäßigen Film aus zwei sich nicht miteinander mischenden flüssigen Klebern als Beschichtungsmaterial zur Beschichtung einer Pipeline zu verwenden. Hierzu wird zuerst ein dünner Primer- Film durch Blasluft auf das Innere einer Pipeline aufgebracht, dann der zweite Kleber, das sog. Hauptmittel, eingefüllt, die Pipeline durch Deckel verschlossen und das Hauptmittel dort, wo es den dünnen Primer-Film berührt, ausgehärtet. Dann werden die Deckel abgenommen und wird das überschüssige Hauptmittel ausgeblasen, um einen Film auf der Innenoberfläche der Pipeline auszubilden. Hierdurch soll ein gleichmäßiger Film ohne Unregelmäßigkeiten erzielt werden.

In der JP-A-62 234 84 wird vorgeschlagen, dadurch eine Pipeline mit einem Film mit gleichmäßiger Dicke zu beschichten, daß zunächst die Pipeline in zu behandelnde Rohrstücke geeigneter Länge aufgeteilt wird, und dann ein Beschichtungsmaterial, wie etwa Epoxidharzfarbe, ins Einlaßende eines Rohrstücks eingespritzt wird. Wenn genügend Beschichtungsmaterial eingefüllt wurde, wird durch ein Einlaßflußmengen-Einstellventil und eine Temperatureinstellvorrichtung ein unter Druck stehendes Fluid mit vorbestimmter Temperatur in das Rohrstück eingegeben, und ein Auslaßflußmengen-Einstellventil entsprechend eingestellt, so daß das in das Rohrstück eingespritzte Beschichtungsmaterial sich zum Auslaßende des Rohrstücks bewegen kann, infolge der Druckdifferenz zwischen beiden Enden des Rohres bzw. des Beschichtungsmaterials. Eine genauere Steuerung der Flußgeschwindigkeit des Beschichtungsmaterials kann erzielt werden, wenn am Auslaß statt des Auslaßflußmengen-Einstellventils eine Saugvorrichtung, wie beispielsweise eine Vakuumpumpe, vorgesehen wird.

Die EP-A-0 244 811 schlägt vor, zum Reinigen von Wasserrohrleitungen vor deren Inbetriebnahme (ein anderer Zweck ist nicht angegeben) die Wasserrohrleitungen mit einem Wasser-Luft-Gemisch zu durchspülen. Damit dies einfach, schnell und zuverlässig erfolgen kann, werden eine Steuerung zum Steuern der Druckluftzufuhr und ein Wasserzähler zum Messen der durchlaufenden Flüssigkeit vorgesehen, dessen Ausgangssignal dem Eingang der Steuerung zugeführt wird. Hier geht es um das Reinigen "vor der Inbetriebnahme" von Wasserrohrleitungen, nicht um eine Sanierung. Derartige Wasserrohrleitungen befinden sich grundsätzlich in gebrauchsfertigem Zustand, müssen also nicht saniert werden, sondern es muß nur die Verschmutzung aus den Wasserrohrleitungen entfernt werden, die bei ihrer Montage entstanden ist.

Die EP-B1-0 326 867 beschreibt ein Verfahren zur Sanierung von zur Wasserführung bestimmten Rohrleitungen mittels Reinigung und Beschichtung, bei dem zuerst das Wasser aus den Rohrleitungen entfernt wird, dann eine Demontage von Sanitärarmaturen und Geräten sowie eine Überbrückung entstehender Öffnungen erfolgt, eine Grobreinigung der Rohrleitungen mittels Wasser und Preßluft vorgenommen wird, dann eine Feinreinigung der Rohrleitungen durch Einfüllen von Säure unter Druck und Wirkenlassen der Säure, gefolgt vom Ablassen der Säure, vorgenommen wird, und die Rohrleitungen mit Preßluft getrocknet werden, worauf die Rohrleitungen mit flüssigem, unter Druck stehendem Kunststoff gefüllt werden und schließlich überschüssiger Kunststoff aus den Rohrleitungen abgelassen wird.

Ein derartiges Verfahren ist in der Hinsicht vorteilhaft, daß Inkrustationen, die beim Einsatz eines Sandstrahlverfahrens zur Reinigung insbesondere an aerodynamisch ungünstig geformten Stellen der Rohrleitung immer noch vorhanden sein können, sicher entfernt werden und so eine ordnungsgemäße Oberflächenbeschaffenheit für die nachfolgende Beschichtung erzielt wird, wobei allerdings die Säure über eine gewisse Einwirkungszeit in der Rohrleitung verbleiben muß, um einzuwirken.

Darüber hinaus hat sich herausgestellt, daß unter gewissen Bedingungen nach der unter Säureeinwirkung durchgeführten Feinreinigung noch Säure in der Rohrleitung vorhanden sein kann, insbesondere wenn das Trocknen der Rohrleitung mit Preßluft nicht sorgfältig genug durchgeführt wird.

Weiterhin haben sorgfältige Untersuchungen der vorliegenden Erfinder ergeben, daß sich nach einer Säurebehandlung in Kapillaren der Rohrleitungsinnenoberfläche Säurereste festgesetzt haben können, wenn die Reinigung nicht sorgfältig durchgeführt wurde. Dies kann nach der Beschichtung der Innenoberfläche der Rohrleitung mit Kunststoff zu späteren Korrosionserscheinungen unterhalb der Kunststoffschicht führen. Insbesondere verzinkte Rohre oder Rohrverbindungsstücke werden durch Säure besonders stark angegriffen. Säure kann das Metall angreifen und es unter Bildung von Metallsalzen und Wasserstoff auflösen. Die chemische Reaktion unterhalb der Beschichtung kann wiederum einen negativen Einfluß auf die Qualität der Kunststoffschicht haben. Des weiteren können die freigesetzten Wasserstoffionen durch die Beschichtung hindurchdiffundieren und den pH-Wert von Trinkwasser herabsetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das voranstehend geschilderte Verfahren zur Sanierung von zur Wasserführung bestimmten inkrustierten Rohrleitungen mittels Reinigung und Beschichtung noch weiter zu verbessern und ein derartiges Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches einen geringeren Zeitaufwand erfordert und eine auf lange Zeit stabile, optimal haftende Beschichtung sicherstellt.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dadurch eine optimale Grobreinigung erzielt, daß zu diesem Zweck eine Kombination aus einerseits einem Strahlmittel und andererseits einem Fluid, nämlich Säure oder ein Säure-Luftgemisch oder ein Wasser-Luftgemisch, eingesetzt wird. Ebenso wie die Mischung bei der Grobreinigung wird auch vorzugsweise die Säure für die Feinreinigung, die nur noch zum Entfernen der letzten Inkrustationsreste, meist Kalk und Rost, dient, im Kreislauf durch die Rohrleitung bewegt, oder in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, oder in Flußrichtung pulsierend. Damit wird ein relativ geringer Zeitaufwand für die Grobreinigung und auch die Feinreinigung erzielt.

Im Hinblick auf den Einfluß von Säureresten nach der Feinreinigung wurde erkannt, daß derartige Säurereste durch eine Inaktivierung oder Passivierung der Säure neutralisiert werden können. Dann können Säurereste, die sich in Kapillaren oder Hohlräumen der Innenwand der Rohrleitung festgesetzt haben, keine chemische Reaktion mit der Rohrleitung oder der später aufgebrachten Beschichtung eingehen, oder mit den die Rohrleitung nach der Sanierung durchströmenden Medien. Die erfindungsgemäße Neutralisierung hat darüber hinaus den Vorteil, daß eine Grundierung für die nachfolgende Beschichtung der Rohrleitung zur Verfügung gestellt wird, die eine besonders gute Benetzung der Innenwand der Rohrleitung mit dem Kunststoff ermöglicht, also eine gute Haftung des Beschichtungsmittels. Vorzugsweise wird das für die Neutralisierung eingesetzte Mittel so ausgewählt, daß eine Korrosionsbildung für einen Zeitraum von mindestens 12 Stunden verhindert wird.

Die beiden, hintereinander durchgeführten Neutralisierungsschritte stellen sicher, daß im ersten Neutralisierungsschritt der Hauptanteil der ohnehin geringen Säuremengen neutralisiert oder passiviert wird, die noch in der Rohrleitung verblieben sind. Im zweiten Neutralisierungsschritt wird dann frisches Neutralisierungsmittel zugeführt und so die Innenoberfläche der Rohrleitung optimal für die spätere Beschichtung mit Kunststoff vorbereitet.

Bezüglich der Auswahl der Mischung aus einerseits einem Strahlmittel und andererseits einer Flüssigkeit, nämlich entweder Säure oder ein Säure-Luftgemisch, oder ein Wasser- Luftgemisch, bei der Grobreinigung sind folgende Überlegungen von Bedeutung.

Wird bei der Grobreinigung eine Mischung aus einem (vorzugsweise mineralischen) Strahlmittel und einem Wasser- Luftgemisch eingesetzt, so verlängert sich zwar der Reinigungsprozeß, verglichen mit einem Fall, in welchem Säure eingesetzt wird, jedoch wird hierdurch der Vorteil erzielt, daß die eingesetzte Säuremenge wesentlich verringert werden kann. Eine vollständige Reinigung der zu sanierenden Oberfläche auch etwa in Winkeln und Hinterschneidungen der Rohrleitung wird durch die unter Einsatz einer Säure durchgeführte Endreinigung der Rohrleitung erzielt.

Unabhängig davon, welche der erfindungsgemäßen Alternativen für die Mischung aus Strahlmittel und Flüssigkeit eingesetzt werden, kann durch einen pulsierenden Angriff der Grobreinigungsmischung auf die Inkrustationen oder mittels Durchleiten der Mischung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung durch die Rohrleitung erzielt werden, daß auch Inkrustationen beseitigt werden können, die etwa Hinterschneidungen, gerichtete Schuppen und dgl. aufweisen.

Die Verwendung einer Säure oder eines Säure-Luftgemisches bei der Mischung zur Grobreinigung sorgt für einen kombinierten, mechanisch-chemischen Angriff auf die Inkrustationen der Rohrleitung und daher für eine schnelle Beseitigung der Inkrustationen. Durch diese Kombination aus mechanischer und chemischer Reinigung erfolgt einerseits ein besonders intensiver Austausch von verbrauchter und frischer Säure im Bereich der Inkrustationen oder Beläge, und andererseits wird durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit und das beigefügte Strahlmittel eine verbesserte mechanische Einwirkung auf den zu entfernenden Belag bzw. die Inkrustationen erzielt, wodurch die gesamte Verweildauer der Säure bei der Grobreinigung in der Rohrleitung verkürzt werden kann, so daß schädigende Einflüsse der Säure auf die Rohrleitung, insbesondere wenn diese in gewissen Bereichen geringere Inkrustationen als in anderen Bereichen aufweist, auf ein Minimum verringert werden können. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß insbesondere in verzweigten Rohrleitungssystemen das Ausmaß an Inkrustationen und/oder Belägen an verschiedenen Stellen des Rohrleitungssystems durchaus unterschiedlich sein kann, jedoch auch die stärksten Inkrustationen oder Beläge sicher entfernt werden müssen, um einen optimalen Untergrund für die spätere Beschichtung mit Kunststoff sicherzustellen, um die Rohrleitung bzw. das Rohrleitungssystem dauerhaft zu sanieren. Für die Rohrleitung schädliche Einwirkungen der Säure, soweit diese überhaupt noch auftreten können, werden vorzugsweise durch Zugabe eines sogenannten Inhibitors oder Inhibierungsmittel, das nachstehend noch genauer erläutert wird, ausgeschaltet oder zumindest wesentlich verringert.

Vorzugsweise wird die erste und/oder zweite Neutralisierung mit einer 5%igen Lauge mit einem pH-Wert von ≧ 11 durchgeführt.

Das Strahlmittel, vorzugsweise ein mineralisches Strahlmittel, für die Grobreinigung weist vorzugsweise einen Partikeldurchmesser im Bereich von 0,2 bis 0,8 mm auf.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor der Oberflächenbeschichtung der Rohrleitung eine Oberflächenbehandlung der Rohrleitung mit einem Strahlmittel mit einem Partikeldurchmesser im Bereich von 1,0 bis 2,0 mm durchgeführt. Diese zusätzliche Strahlbehandlung verbessert die Beschaffenheit der Rohrleitungsoberfläche für die nachfolgende Beschichtung mit Kunststoff.

Die Strahlmittelgeschwindigkeit, sowohl bei der Grobreinigung als auch ggf. bei der Oberflächenbehandlung der Rohrleitung, liegt vorzugsweise im Bereich von 6 bis 15 m/s. Hierbei weist die Mischung aus Strahlmittel und Fluid vorzugsweise einen Feststoffanteil (vorzugsweise mineralische Feststoffe) von 20% bis 65% auf.

Zur Beschichtung der Rohrleitung wird vorzugsweise ein Zweikomponenten-Epoxidharz eingesetzt, infolge der guten Eigenschaften eines derartigen Epoxidharzes in Bezug auf Haftfähigkeit, Zähigkeit, Beständigkeit gegen Säuren und Laugen und physiologische Unbedenklichkeit; der letztgenannte Aspekt ist insbesondere bei Trinkwasserleitungen von Bedeutung.

Hierbei liegt die Shore-Härte (D) des verwendeten Kunststoffs zur Beschichtung im Bereich von SH85 bis SH87. Insbesondere zur Erzielung dickerer Kunststoffschichten in relativ kurzer Zeit bei der Beschichtung der Rohrleitung wird vorzugsweise die Oberflächenbeschichtung mit Kunststoff in zwei Teilschritten durchgeführt, wobei im ersten Teilschritt eine erste Oberflächenbeschichtung der Rohrleitung mit Kunststoff erfolgt, und dann die erste Oberflächenbeschichtung mit einer zweiten Oberflächenbeschichtung aus Kunststoff versehen wird. Die Gesamtdicke der beiden Oberflächenbeschichtungen zusammen beträgt vorzugsweise mindestens 700 µm bis 1000 µm, damit auch kritische Stellen der Rohrleitung wie Ecken, Kanten, Gewindeübergänge oder Schweißnähte sicher beschichtet werden.

Bei besonders schwierigen Fällen, in welchen eine Rohrleitung oder ein Rohrleitungssystem durch Inkrustationen so verstopft ist, daß die Rohrleitung bzw. das Rohrleitungssystem keinen oder keinen ausreichenden Durchfluß aufweist, erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor dem eigentlichen, im Patentanspruch 1 angegebenen Sanierungs- und Beschichtungsverfahren ein Einweichungsschritt mit einer Mineralsäure. Diese ist vorzugsweise eine 10 bis 30%ige Mineralsäure.

In sämtlichen Fällen, in welchen gemäß der Erfindung Säure eingesetzt wird, weist diese vorzugsweise eine Temperatur von ca. 60°C auf. Durch diese erhöhte Temperatur kann die Einwirkungszeit der Säure wesentlich verringert werden, was insgesamt die Verfahrensdauer verkürzt.

Bei einem aus mehreren Rohrleitungen bestehenden Rohrleitungssystem werden vorzugsweise vor der Sanierung zwischen den Rohrleitungen angeordnete Armaturen, Geräte und dgl. entfernt, und werden die auf diese Weise entstandenen Lücken durch Leitungsstücke überbrückt. Der Kunststoff zur Oberflächenbeschichtung wird vorzugsweise unter Einwirkung eines Überdrucks und/oder eines Unterdrucks in die Rohrleitung oder das Rohrleitungssystem eingefüllt; besonders die Kombination aus Überdruck (am Eingang) und Unterdruck (am Ausgang) sorgt für eine relativ schnell erfolgende, vollständige Bedeckung der Innenwand der Rohrleitung oder des Rohrleitungssystems mit Kunststoff. Hierbei läßt man vorzugsweise beim Einfüllen des Kunststoffs die vom Kunststoff verdrängte Luft durch die jeweilige Lücke im Rohrleitungssystem entweichen, und überbrückt dann, wenn der Kunststoff die betreffende Lücke erreicht, diese durch ein Leitungsstück.

Nach der Oberflächenbeschichtung wird ggf. überschüssiger Kunststoff abgelassen, und wird die Rohrleitung durch einen Luftstrom getrocknet, dessen Temperatur ca. 70°C beträgt. Hierdurch wird die Aushärtung des Kunststoffs beschleunigt, so daß die Rohrleitung oder das Rohrleitungssystem schneller wieder in Betrieb genommen werden kann.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, nach Fertigstellung die fertiggestellte Oberflächenbeschichtung aus Kunststoff zu kontrollieren. Dies kann durch optisch, elektrisch oder optoelektrisch arbeitende, geeignete Geräte erfolgen, oder durch eine Funkendurchschlagsprüfung. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung aus Kunststoff geprüft wird. In allen derartigen Fällen, in welchen eine Kontrolle und/oder Prüfung der Oberflächenbeschichtung aus Kunststoff erfolgt, wird ggf., wenn sich herausstellt, daß die Eigenschaften der hergestellten Kunststoffbeschichtung noch nicht für eine zufriedenstellende Sanierung ausreichen, eine weitere Kunststoffbeschichtung aufgebracht.

Der Einsatz von Säure beim erfindungsgemäßen Verfahren soll sich möglichst darauf beschränken, Inkrustationen, Beläge und dgl. aus der Rohrleitung schnell zu entfernen. Um negative Einwirkungen der Säure auf die eigentliche Rohrleitung zu verhindern oder zumindest stark zu verringern, wird vorzugsweise der Säure ein Inhibitor zum Schutz der Rohrleitung gegen die Einwirkung der Säure zugesetzt. Als derartiger Inhibitor kann beispielsweise das von der Firma Dr. Otto Hartmann, Westbahnhof 79-81, D-70197 Stuttgart, unter der Bezeichnung "Hartex" vertriebene Mittel dienen, eine wässrige Lörung auf Basis von Mineralsäuren mit passivierenden Korrosionsinhibitionen aus chlorierten quartären Stickstoffverbindungen sowie Kaltphosphatierungen.

Nach der Feinreinigung, ggf. mit nachfolgender Oberflächenbehandlung der Rohrleitung, ist die Innenwand der Rohrleitung optimal für die nachfolgende Beschichtung vorbereitet, das heißt von sämtlichen Inkrustationen und Belägen befreit, also "blank". Besteht die Rohrleitung aus einem Metall, das zum Rosten neigt, kann allerdings sofort auf der frisch gereinigten Oberfläche der Innenwand der Rohrleitung die Bildung von Flugrost auftreten. Dies würde das Haften der Kunststoffbeschichtung wieder beeinträchtigen und könnte zu späteren Korrosionserscheinungen führen. Um dies zu verhindern, wird vorzugsweise dem zur Neutralisierung verwendeten Mittel ein Inhibitor zum Schutz der Rohrleitung gegen die Einwirkung von Flugrost zugesetzt. Das Mittel mit dem Inhibitor kann bei der der voranstehend angegebenen Firma Dr. Otto Hartmann, unter der Bezeichnung "Hacalin'" bezogen werden, und ist eine hochkonzentrierte Lösung von Natriumhydroxid in Wasser mit Kaltphosphatierung.

Bei allen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei denen es auf den pH-Wert ankommt, wird dieser vorzugsweise gemessen. Dies kann durch geeignete, vorzugsweise elektronisch arbeitende pH-Meßgeräte erfolgen, wobei vorzugsweise die Meßdaten aufgezeichnet werden, etwa zur Erstellung eines Protokolls nach erfolgter Rohrleitungssanierung, aber auch, um für spätere Sanierungsfälle Vergleichsdaten zu haben, und ggf. das erfindungsgemäße Verfahren an unterschiedliche Einsatzfälle, etwa verschiedene Rohrleitungsmaterialien, unterschiedliche Inkrustationen und dgl., anpassen zu können.

Um eine optimale Beschichtung der Rohrleitung mit Kunststoff zu erzielen, läßt man vorzugsweise den flüssig in die Rohrleitung eingefüllten Kunststoff einige Zeit in der Rohrleitung verbleiben. Dadurch wird erreicht, daß alle Hohlräume, Poren und Kapillaren der Innenwand der Rohrleitung mit dem Beschichtungskunststoff gefüllt werden. Weiterhin können in dieser Zeit Polymerisationsreaktionen ablaufen, wodurch die Viskosität des Kunststoffs erhöht und, abhängig vom Zeitpunkt des Ablassens des überschüssigen Kunststoffs aus der Rohrleitung bzw. dem Rohrleitungssystem, zeitabhängig die Schichtdicke der Kunststoffbeschichtung eingestellt werden kann. Die Beschichtung der Rohrleitung mit Kunststoff kann auch so vorgenommen werden, daß der flüssige Kunststoff in erwärmtem Zustand in die Rohrleitung bzw. das Rohrleitungssystem eingebracht wird, dann unter Viskositätserhöhung erkaltet und hierdurch im wesentlichen die nach dem Ablassen des Kunststoffs zurückbleibende Schichtdicke eingestellt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele für bestimmte Sanierungsfälle erläutert, die sich im wesentlichen in Bezug auf die Art des Materials der Rohrleitung unterscheiden, und teilweise in Bezug auf die dort vorhandenen Inkrustationen.

BEISPIEL 1

Bei Rohrleitungen aus verzinktem, schwarzem Stahlrohr erfolgt zunächst, wenn die Rohrleitung keinen oder einen zu geringen Durchfluß aufweist, ein Einweichungsschritt mit einer 30%igen Mineralsäure, der ein Inhibitor (z. B. "Hacalin") zum Schutz der Rohrwandung zugesetzt ist. Dann wird die Rohrleitung von Wasser entleert und mit Druckluft getrocknet.

Hieran schließt sich eine Grobreinigung an, bei welcher ein Strahlmittel mit einem Partikeldurchmesser von 0,2 bis 0,8 mm und eine Strahlmittelgeschwindigkeit von 15 m/Sek. eingesetzt wird. Die Mischung aus Strahlmittel und Flüssigkeit, nämlich Mineralsäure, weist einen Feststoffanteil von 65% auf. Dann erfolgt die Endreinigung mit 30%iger Mineralsäure, pH-Wert ≦ 1,5, mit zugesetztem Inhibitor, z. B. "Hacalin".

Der erste und zweite Passivierungsschritt erfolgt jeweils mit einer 5%igen Lauge mit einem pH-Wert von mehr als 11, welcher ein Grundierungsinhibitor (z. B. "Calcolit") zugesetzt ist (eine wässrige Lösung auf der Grundlage von Mineralsäuren und passivierenden Metallinhibitoren von Schwefelstickstoff und Diolverbindungen).

Daran schließt sich eine Oberflächenbehandlung der Rohrleitung mit einem Strahlmittel mit einem Partikeldurchmesser von 1,0 bis 2,0 mm und einer Strahlmittelgeschwindigkeit von 15 m/s an. Die Oberflächenbehandlung wird nach DIN 55928, Teil IV durchgeführt, mit einer Rauhtiefe SA von 2,5 bis 3,0, und gemäß DIN ISO 8503.

Die Kunststoffbeschichtung erfolgt mit einem Zweikomponenten- Epoxidharz mit einer Shore-Härte (D) SH87, wobei nacheinander zwei Schichten aufgebracht werden.

Schließlich erfolgt eine Qualitätskontrolle der hergestellten Kunststoffbeschichtung, und zwar durch ein Endoskop, welches durch die gesamte Rohrleitung geführt wird, um festzustellen, ob eine vollflächige Beschichtung erzielt wurde. Ergänzt wird die Qualitätskontrolle durch eine Druckprüfung und eine Dichtigkeitsprüfung der sanierten Rohrleitung.

BEISPIEL 2

Bei einer Mischinstallation aus verschiedenen Rohrleitungsmaterialien, nämlich aus Kupferrohr, Stahlrohr, Messingrohr, Kunststoffrohr, RG-Rohr und VA-Rohr erfolgt zunächst, wenn kein oder kein ausreichender Durchfluß vorhanden ist, ein Einweichungsschritt mit einer 30%igen Mineralsäure, der Inhibitoren zum Schutz der Innenwände der verschiedenen Rohrleitungen zugesetzt sind. Entleeren und Trocknen der Rohrleitung werden wie beim Beispiel 1 vorgenommen. Die Grobreinigung erfolgt mit einem Strahlmittel mit einem Partikeldurchmesser von 0,2 bis 0,8 mm, bei einer Strahlgeschwindigkeit von 15 m/s und einem Feststoffanteil von 50% der Strahlmittel-Flüssigkeitsmischung (die Flüssigkeit ist Mineralsäure).

Die Endreinigung der Rohrleitungen der voranstehend angegebenen Mischinstallation wird mit einer 25%igen Mineralsäure unter Zusatz von Inhibitoren zum Schutz der Rohrleitungswände durchgeführt, bis zu einer Rauhtiefe von < 30 µm.

Die Neutralisierung in den beiden Neutralisierungsschritten erfolgt jeweils mit einer 5%igen Lauge mit einem pH-Wert von < 11, welcher Grundierungsinhibitoren zugesetzt sind.

Daran schließt sich eine Oberflächenbehandlung der Rohrleitung mit einem Strahlmittel mit einem Partikeldurchmesser von 1,0 bis 2,0 mm an, mit einer Strahlmittelgeschwindigkeit von 15 m/s, gemäß DIN 55928, Teil IV, mit einer Rauhtiefe SA von 2,5 bis 3,0, und gemäß DIN ISO 8503.

Daraufhin wird die Innenwand der Rohrleitung mit einem Zweikomponenten-Epoxidharz mit einer Shore-Härte (D) von SH87 beschichtet, und zwar in zwei aufeinanderfolgenden Teilschritten. In jedem der Teilschritte wird das gleiche Zweikomponenten-Epoxidharz mit einer Shore-Härte von SH87 verwendet.

Wie beim Beispiel 1 erfolgt dann eine Qualitätskontrolle mittels Endoskop sowie eine Druckprüfung und eine Dichtigkeitsprüfung der Mischinstallation.

Die verwendeten Inhibitoren sind jene gemäß Beispiel 1.

BEISPIEL 3

Bei VA-Rohren erfolgt zunächst, wenn kein oder kein ausreichender Durchfluß vorhanden ist, ein Einweichungsvorgang mit einer 25%igen Mineralsäure, der VA- Rohre schützende Inhibitoren zugegeben werden, gefolgt vom Entleeren und Trocknen der Rohrleitung gemäß Beispiel 1.

Die Grobreinigung wird mit einem Strahlmittel mit einem Partikelmesser von 0,2 bis 0,8 mm durchgeführt, bei einer Strahlgeschwindigkeit von 8 m/s, und 30% Feststoffanteil in der Strahlmittel/Flüssigkeitsmischung (Mineralsäure als Flüssigkeit).

Hieran schließt sich die Endreinigung einer 25%igen Mineralsäure mit VA-Rohre schützende Inhibitoren an, bis zu einer Rauhtiefe von weniger als 50 µm.

Die Neutralisierung in beiden Neutralisierungsschritten erfolgt jeweils mit einer 5%igen Lauge mit einem pH-Wert von mehr als 11, welcher Grundierungsinhibitoren zugesetzt werden.

Daraufhin erfolgt eine Oberflächenbehandlung der Innenwand der Rohrleitung mit einem Strahlmittel mit einem Durchmesser von 1,0 bis 2,0 mm, mit einer Strahlmittelgeschwindigkeit von 8 m/s, gemäß DIN 55928, Teil IV, mit einer Rauhtiefe SA von 2,5 bis 3,0, gemäß DIN ISO 8503.

Die Innenwand der Rohrleitung wird darauf in zwei Teilschritten mit einer ersten und einer zweiten Beschichtung versehen, wofür jeweils ein Zweikomponenten-Epoxidharz mit einer Shore-Härte (D) von 87 verwendet wird.

Wie bei den voranstehend aufgeführten Beispielen erfolgt dann eine Qualitätskontrolle mittels Endoskop sowie eine Druckprüfung und eine Dichtigkeitsprüfung.

Die verwendeten Inhibitoren sind jene gemäß Beispiel 1.

BEISPIEL 4

Dieses Beispiel betrifft Maßnahmen zur Qualitätssicherung und -kontrolle, die sich in vorteilhafter Weise bei sämtlichen voranstehend erläuterten Beispielen 1 bis 3 einsetzen lassen.

(a) pH-Messung

Je eine Elektrode für die Messung des pH-Werts wird am Eingang beziehungsweise Ausgang (Anfang bzw. Ende) der Rohrleitung oder des Rohrleitungssystems angebracht. Dann wird der pH-Wert der Säure, gegebenenfalls einschließlich Inhibitor, gemessen und kontrolliert, ob der gemessene pH- Wert ≦ 1,5 ist; ist dies nicht der Fall, so wird die Säure auf den Wert von ≦ 1,5 gebracht.

Entsprechend wird bei dem Neutralisierungsmittel, gegebenenfalls einschließlich Inhibitor, der pH-Wert daraufhin kontrolliert, ob er pH ≧ 11 beträgt, und auf diesen Wert eingestellt, wenn die Messung einen zu kleinen pH-Wert ergibt.

Die voranstehend geschilderten Maßnahmen, die auch einzeln eingesetzt werden können, dienen der Qualitätssicherung für die Rohrleitungssanierung.

(b) Kontrolle der Beschichtung

Ein einfaches und daher vorteilhaftes Verfahren mit dem überprüft werden kann, ob tatsächlich die gesamte Oberfläche der Rohrleitung oder des Rohrleitungssystems mit einer Oberflächenbeschichtung aus Kunststoff versehen wurde, besteht darin, an eine elektrisch leitfähige Rohrleitung aus Metall einerseits und an eine Elektrode andererseits, die innen in der Rohrleitung angeordnet wird, eine Spannung anzulegen und dann die Rohrleitung langsam mit Leitungswasser zu füllen. Die Spannung ist vorzugsweise eine ungefährliche Niederspannung von ca. 24 V.

Sobald das Leitungswasser eine Stelle erreicht, an welcher die Rohrleitung nicht beschichtet wurde, erhält man durch den Kontakt des Leitungswassers mit der dort blanken Rohrleitung ein entsprechendes Spannungssignal.

Dann wird zumindest diese Stelle nachbeschichtet.

Diese Maßnahme dient daher der Qualitätskontrolle und ist besonders von daher vorteilhaft, daß infolge des langsam einströmenden Leitungswassers die unbeschichtete Stelle der Rohrleitung verhältnismäßig gut lokalisiert werden kann.

Claims (29)

1. Verfahren zur Sanierung von zur Wasserführung bestimmten inkrustierten Rohrleitungen durch Reinigung und Beschichtung, mit folgenden Schritten:

• 1. a.1) Entleeren der Rohrleitung von Wasser;
• 2. a.2) daraufhin Trocknen der Rohrleitung;
• 3. daraufhin Grobreinigung der Rohrleitung mit einer Mischung aus einem Strahlmittel aus Feststoffteilchen und einem Fluid, nämlich Säure oder ein Säure-Luftgemisch oder ein Wasser-Luftgemisch;
• 4. daraufhin Endreinigung der Rohrleitung mit einer Säure;
• 5. d.1) daraufhin eine erste Neutralisierung der Säure in der Rohrleitung,
• 6. d.2) gefolgt von einer zweiten Neutralisierung der Säure in der Rohrleitung unter Zufuhr frischen Neutralisierungsmittels für Säure;
• 7. worauf eine Oberflächenbeschichtung der Rohrleitung mit Kunststoff erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure eine Mineralsäure ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralsäure eine Konzentration von 10% bis 30% aufweist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endreinigung bis zu einer Rauhtiefe der gereinigten Rohrleitung zwischen 10 und 30 µm durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Strahlmittel und Fluid im Kreislauf durch die Rohrleitung bewegt wird, oder in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, oder in Flußrichtung pulsierend.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Neutralisierung mit einer fünfprozentigen Lauge mit einem pH-Wert von ≧ 11 durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlmittel einen Partikeldurchmesser im Bereich von 0,2 bis 0,8 mm aufweist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Oberflächenbeschichtung der Rohrleitung eine Oberflächenbehandlung der Rohrleitung mit einem Strahlmittel mit einem Partikeldurchmesser im Bereich von 1,0 bis 2,0 mm durchgeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlmittelgeschwindigkeit im Bereich von 6 bis 15 m/s liegt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Strahlmittel und Fluid einen Feststoffanteil von 20% bis 65% aufweist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff zur Oberflächenbeschichtung der Rohrleitungen ein Zweikomponenten-Epoxidharz ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Kunststoff eine Shore-Härte im Bereich von SH85 bis SH87 aufweist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbeschichtung mit Kunststoff in zwei Teilschritten durchgeführt wird, wobei im ersten Teilschritt eine erste Oberflächenbeschichtung der Rohrleitung mit Kunststoff erfolgt, und dann die erste Oberflächenbeschichtung mit einer zweiten Oberflächenbeschichtung versehen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Schichtdicke der ersten und zweiten Oberflächenbeschichtung mindestens 700 µm bis 1000 µm beträgt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Rohrleitung keinen oder keinen ausreichenden Durchfluß aufweist, vor dem Schritt a.1) ein Einweichungsschritt mit einer Mineralsäure durchgeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure zum Einweichen eine 10-30%ige Mineralsäure ist.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure eine Temperatur von ca. 60°C aufweist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem aus mehreren Rohrleitungen bestehenden Rohrleitungssystem vor der Sanierung zwischen Rohrleitungen angeordnete Armaturen, Geräte und dergleichen entfernt werden und die auf diese Weise entstandenen Lücken durch Leitungsstücke überbrückt werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff zur Oberflächenbeschichtung unter Einwirkung eines Überdrucks und/oder eines Unterdrucks in die Rohrleitung eingefüllt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einfüllen des Kunststoffs die vom Kunststoff verdrängte Luft durch die jeweilige Lücke im Rohrleitungssystem entweicht und dann, wenn der Kunststoff die Lücke erreicht, diese durch ein Leitungsstück überbrückt wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Oberflächenbeschichtung der Rohrleitungen ggf. überschüssiger Kunststoff abgelassen und die Rohrleitungen durch einen Luftstrom getrocknet werden.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Luftstroms ca. 70°C beträgt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die fertiggestellte Oberflächenbeschichtung kontrolliert wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle optisch, elektrisch oder optoelektrisch erfolgt.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle durch eine Funkendurchschlagsprüfung erfolgt.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Oberflächenbeschichtung geprüft wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Säure ein Inhibitor zum Schutz der Rohrleitung gegen die Einwirkung der Säure zugesetzt wird.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß dem zur Neutralisierung verwendeten Mittel ein Inhibitor zum Schutz der Rohrleitung gegen die Einwirkung von Flugrost zugesetzt wird.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Säure und/oder des zur ersten und/oder zweiten Neutralisierung verwendeten Mittels gemessen und gegebenenfalls eine Korrektur vorgenommen wird, falls für die Säure der pH-Wert mehr als 1,5 beziehungsweise für das zur Neutralisierung verwendete Mittel der pH-Wert weniger als 11,0 beträgt.