DE202016006551U1 - Electrically conductive mortar lining for the subsequent refurbishment of metallic pipelines with the simultaneous production of cathodic corrosion protection - Google Patents

Electrically conductive mortar lining for the subsequent refurbishment of metallic pipelines with the simultaneous production of cathodic corrosion protection Download PDF

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Abstract

Auskleidungssystem zur Sanierung oder Erneuerung metallischer Rohrleitung mittels eines an der Innenseite der Rohrleitung anliegenden elektrisch leitfähigen Geflechts, Gewirks oder ähnlich flächigem Gebilde und einem mit diesem verbundenen Mörtel.Lining system for refurbishment or renewal of metallic piping by means of a voltage applied to the inside of the pipe electrically conductive mesh, knitted or similar planar structure and a mortar associated with this.

Description

Die Erfindung betrifft ein Auskleidungssystem zur Sanierung oder Erneuerung von erdverlegten Rohrleitungen aus Metall bei gleichzeitiger Herstellung eines kathodischen Korrosionsschutzes, wobei ein elektrisch leitfähiges Gewebe zu Einsatz kommt.The invention relates to a lining system for the renovation or replacement of buried pipelines made of metal while simultaneously producing a cathodic protection against corrosion, wherein an electrically conductive fabric is used.

Auf dem Gebiet der metallischen Rohrleitungen werden häufig Leitungen aus Duktilguss und Stahl mit einem entsprechend angepassten passiven Korrosionsschutz verwendet. Teile des Rohrnetzes weisen jedoch ein Alter von mehr als 100 Jahren auf. Dies trifft insbesondere für metallische Leitungen zu.In the field of metallic pipelines ducts made of ductile cast iron and steel are often used with a correspondingly adapted passive corrosion protection. However, parts of the pipe network are more than 100 years old. This is especially true for metallic lines.

Das Wasserversorgungsnetz in Deutschland besteht zu ca. 57% aus Grauguss- und Duktilgussrohren und zu ca. 7% aus Stahlrohrleitungen. Rund zwei Drittel der in Deutschland verlegten Trinkwasserleitungen besteht demnach aus metallischen Leitungen, welche potentiell mittels eines KKS geschützt werden können.The water supply network in Germany consists of approx. 57% cast iron and ductile iron pipes and approx. 7% steel pipelines. Accordingly, around two-thirds of the drinking water pipes laid in Germany consist of metallic pipes, which can potentially be protected by means of a KKS.

Im Bereich der Gasversorgung stellen metallische Leitungen mit 47% knapp die Hälfte aller Rohrleitungsmaterialien dar. Wobei 45% davon auf Stahlleitungen und knapp 2% auf Gussleitungen entfallen. Das Sanierungspotential ist damit zwar geringer, jedoch in Anbetracht des Schadensrisikos bei Havarie einer Gasleitung nicht unerheblich.In the gas supply sector, 47% of metallic pipelines account for just under half of all piping materials. 45% of these are steel pipes and just under 2% cast iron pipes. The remediation potential is therefore lower, but in view of the risk of damage in case of damage to a gas pipeline is not insignificant.

Gemäß der DVGW-Schadensstatistik weisen Wasserversorgungsleitungen aus Grauguss und Stahl mit einer Schadensrate von 0,2 Schäden je km die höchste Schadensrate im Vergleich zu anderen Rohrleitungswerkstoffen auf.According to the DVGW damage statistics, water supply pipes made of cast iron and steel with a damage rate of 0.2 damages per km have the highest damage rate compared to other pipeline materials.

Um metallische Rohrleitungen dauerhaft zuverlässig vor Korrosion zu schützen ist die Errichtung eines kathodischen Korrosionsschutzes notwendig.In order to permanently protect metallic pipelines against corrosion, the construction of a cathodic corrosion protection is necessary.

Passive Korrosionsschutzmaßnahmen, wie z. B. Beschichtungen und Umhüllungen, weisen in der Regel immer Fehlstellen auf und unterliegen Alterungsprozessen im Erdreich, so dass deren Schutzwirkung im Laufe der Zeit verloren geht. Nach dem derzeitigen Stand der Technik kann eine mittels Mörtel ausgekleidete metallische Leitung nicht nachträglich mittels eines kathodischen Korrosionsschutzes vor weiterer Korrosion geschützt werden, weil die elektrische Längsleitfähigkeit dieser Leitungen in der Regel an den vorhandenen Muffenverbindungen zum Stehen kommt und somit nicht sichergestellt ist.Passive corrosion protection measures, such as As coatings and sheaths, generally have defects and are subject to aging processes in the soil, so that their protective effect is lost over time. According to the current state of the art, a metallic line lined with mortar can not be subsequently protected against further corrosion by means of a cathodic corrosion protection, because the electrical longitudinal conductivity of these lines generally comes to a standstill on the existing sleeve connections and is thus not ensured.

Kathodische Korrosionsschutzmaßnahmen unterbinden wirksam das Fortschreiten der Korrosion an metallischen Leitungen und können unabhängig vom Zustand der passiven Korrosionsschutzschicht eingesetzt werden.Cathodic corrosion protection effectively inhibits the progress of corrosion on metallic lines and can be used regardless of the state of the passive corrosion protection layer.

Metallische Rohrleitungen, welche nicht elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, können nicht mittels eines kathodischen Korrosionsschutzes geschützt werden, da die elektrische Leitfähigkeit in Längsrichtung für das Aufbringen eines Schutzstromes unabdingbare Voraussetzung und so nicht gegeben ist. Solche Leitungen werden üblicherweise ausgetauscht oder mittels eines Inliners saniert, welcher die statische Funktion der Metallrohre beim kompletten statischen Versagen übernehmen kann. Eine Nutzung der noch vorhandenen statischen Resttragfähigkeit ist daher nach dem derzeitigen Stand der Technik dauerhaft nicht möglich, weil der Korrosionsfortschritt mit den derzeit zur Verfügung stehenden Mitteln nicht aufgehalten werden kann.Metallic pipelines which are not electrically conductively connected to one another can not be protected by means of a cathodic corrosion protection, since the longitudinal electrical conductivity is indispensable for the application of a protective current and is thus not given. Such lines are usually replaced or rehabilitated by means of an inliner, which can take over the static function of the metal tubes in complete static failure. A use of the remaining static residual capacity is therefore permanently not possible in the current state of the art, because the corrosion progress can not be stopped with the currently available funds.

Im Gegensatz zu dem im Gebrauchsmuster DE 20 2014 004 489 vorgeschlagenen Inliner zur Sanierung von metallischen Rohrleitungen greift das hier beschriebene Auskleidungssystem bereits bei statisch noch tragfähigen Leitungen an. Die Außenkorrosion wird hier vor dem statischen Versagen der Rohrleitung signifikant und dauerhaft mit einem deutlich kostengünstigeren System als bisher beschrieben, sichergestellt.In contrast to the utility model DE 20 2014 004 489 proposed inliner for the rehabilitation of metallic piping attacks the lining system described here already static at still viable lines. The external corrosion is here before the static failure of the pipeline significantly and permanently ensured with a much cheaper system than previously described.

Die technische Aufgabe die der Erfindung zugrunde liegt, ist die Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung von metallischen Rohrleitungen in Längsachse, um darauf aufbauend einen kathodischen Korrosionsschutz herstellen zu können.The technical problem underlying the invention is the production of an electrically conductive connection of metallic pipes in the longitudinal axis in order to establish a cathodic corrosion protection based on it.

Daraus ergibt sich der Ausgangspunkt für die erfinderische Lösung der gestellten Aufgabe durch die Implementierung eines elektrisch leitfähigen flächigen Gebildes bzw. Gewebes in einen Sanierungsmörtel, welcher für die Sanierung von Rohrleitungen geeignet ist. Das elektrisch leitfähige flächige Gebilde kann durch Drahtwicklungen ersetzt werden. Der Mörtel ist dabei in der Art auf das elektrisch leitfähige Gebilde, wie metallisches Gewebe abgestimmt, dass die passive Schutzwirkung des Sanierungsmörtels gegenüber der Rohrinnenseite erhalten bleibt, jedoch der Kontakt des leitfähigen Gebildes mit der Rohraußenwand in dessen Lage sicher gestellt wird um den aktiven Korrosionsschutz der Rohrleitung gegenüber dem die Rohrleitung umgebenden Medium sicherzustellen.This results in the starting point for the inventive solution of the problem by the implementation of an electrically conductive planar structure or fabric in a remediation mortar, which is suitable for the rehabilitation of pipelines. The electrically conductive flat structure can be replaced by wire windings. The mortar is matched in the way to the electrically conductive structure, such as metallic fabric, that the passive protective effect of the renovation mortar is preserved against the pipe inside, however, the contact of the conductive structure with the pipe outer wall is ensured in its position to the active corrosion protection of Ensure piping against the medium surrounding the pipeline.

Mit der elektrisch leitfähigen Mörtelauskleidung wird ein neuartiges System zur Sanierung von metallischen Rohrleitungen einschließlich der nachträglichen Einbringung eines kathodischen Korrosionsschutzes beschrieben. Dabei kommt ein neuartiges Auskleidungssystem zum Einsatz, welches zusätzlich zu den für die Zementmörtelauskleidung bereits existierenden Vorteilen geeignet ist, eine elektrisch leitfähige Verbindung zum Altrohr herzustellen und damit die Möglichkeit der nachträglichen Installation eines kathodischen Korrosionsschutzes bietet.The electrically conductive mortar lining is a novel system for the rehabilitation of metallic piping including the subsequent introduction of a cathodic corrosion protection described. In this case, a novel lining system is used, which in addition to the already existing for the cement mortar lining advantages is to produce an electrically conductive connection to the old pipe and thus offers the possibility of retrofitting a cathodic corrosion protection.

Das neuartige Auskleidungssystem besteht aus einem elektrisch leitfähigen Geflecht, Gewirk oder Gebilde, welches an der Rohrinnenwand des metallischen Altrohres anliegt und die elektrische Leitfähigkeit in Rohrlängsrichtung sicherstellt, sowie der für die Sanierung der Rohrinnenoberfläche vorgesehenen Mörtelauskleidung. Eine auf die Anforderungen des so sanierten metallischen Altrohres ausgelegte Vorrichtung zur Aufbringung eines Schutzstromes stellt die kathodische Schutzwirkung dauerhaft sicher. Durch die Einbringung eines kathodischen Korrosionsschutzes (KKS) in das Altrohr wird die weitere Zersetzung der Rohrsubstanz durch Korrosion wirksam unterbunden. Die Nutzungsdauer der metallischen Rohrleitung wird signifikant erhöht und die vorhandene statische Resttragfähigkeit der Rohrleitung langfristig gesichert. The novel lining system consists of an electrically conductive mesh, knitted fabric or structure, which rests against the pipe inner wall of the metallic old pipe and ensures the electrical conductivity in the pipe longitudinal direction, as well as provided for the rehabilitation of the pipe inner surface mortar lining. An adapted to the requirements of the so-renovated metallic old pipe device for applying a protective current ensures the cathodic protection effect permanently. By introducing a cathodic corrosion protection (KKS) in the old pipe, the further decomposition of the pipe substance is effectively prevented by corrosion. The service life of the metallic pipeline is significantly increased and the existing residual static load capacity of the pipeline secured in the long term.

Bisherige KKS-Systeme können nach derzeitigem Stand der Technik nur bei Stahlleitungen eingesetzt werden, welche in Längsrichtung elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, den kathodischen Korrosionsschutz auf metallische Rohrleitungen auszuweiten, welche sonst nicht mittels eines KKS zu schützen sind, z. B. Gussleitungen, da eine elektrische Längsleitfähigkeit an der Muffenverbindung ausgeschlossen ist.Previous KKS systems can be used according to the current state of the art only in steel pipes, which are electrically conductively connected to one another in the longitudinal direction. With this device, it is possible to extend the cathodic protection against corrosion on metallic pipes, which are not otherwise protected by a KKS, z. B. cast lines, since a longitudinal electrical conductivity is excluded at the socket joint.

Das Auskleidungssystem kann ebenfalls mittels elektrisch leitfähigen Fasern die Leitfähigkeit in Längsrichtung herstellen.The lining system can also produce longitudinal conductivity by means of electrically conductive fibers.

Das Auskleidungssystem ermöglicht des Weiteren zur Sicherstellung des kathodischen Korrosionsschutzes ein Auftragen der Komponenten in zweischichtiger weise. Der KKS kann in Längsrichtung ebenfalls durch eine auf die Rohrinnenwand applizierte elektrisch leitfähige Schicht, z. B. elektrisch leitfähiger Mörtel, sichergestellt werden. Diese elektrisch leitfähige Schicht wird zur Rohrinnenseite durch eine elektrisch nicht leitende Schicht, z. B. elektrisch nicht leitender Mörtel, elektrisch isoliert.Furthermore, the lining system allows the components to be applied in two layers in order to ensure cathodic protection against corrosion. The KKS can also in the longitudinal direction by an applied to the pipe inner wall electrically conductive layer, for. As electrically conductive mortar, be ensured. This electrically conductive layer is the pipe inside by an electrically non-conductive layer, for. B. electrically non-conductive mortar, electrically isolated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202014004489 U [0010] DE 202014004489 U [0010]

Claims (6)

Auskleidungssystem zur Sanierung oder Erneuerung metallischer Rohrleitung mittels eines an der Innenseite der Rohrleitung anliegenden elektrisch leitfähigen Geflechts, Gewirks oder ähnlich flächigem Gebilde und einem mit diesem verbundenen Mörtel.Lining system for refurbishment or renewal of metallic piping by means of a voltage applied to the inside of the pipe electrically conductive mesh, knitted or similar planar structure and a mortar associated with this. Auskleidungssystem zur Sanierung nach Anspruch 1 bei welchem das leitfähige Geflecht, Gewirk oder flächige Gebilde durch Drahtwicklungen ersetzt wird.A refurbishment lining system according to claim 1, wherein the conductive mesh, knit or sheet is replaced by wire windings. Auskleidungssystem zur Sanierung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der verbundene Mörtel elektrisch leitfähig ist.Lining system for remediation according to claim 1 and 2, characterized in that the bonded mortar is electrically conductive. Auskleidungssystem zur Sanierung nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass der verbundene Mörtel mit elektrisch leitfähigen Fasern ausgestattet ist.Lining system for remediation according to claim 1 and 3, characterized in that the bonded mortar is provided with electrically conductive fibers. Auskleidungssystem zur Sanierung nach Anspruch 1 und Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass der verbundene Mörtel zweischichtig aufgebracht wird.Lining system for remediation according to claim 1 and claim 3 or 4, characterized in that the bonded mortar is applied in two layers. Auskleidungssystem zur Sanierung nach Anspruch 1 bis 5 zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung von Rohrabschnitten untereinander in Rohrlängsrichtung.Lining system for rehabilitation according to claim 1 to 5 for producing an electrically conductive connection of pipe sections with each other in the pipe longitudinal direction.
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