DE2032650B2 - Verfahren zum Auskleiden eines dickwandigen Rohres mit einem dünnwandigen zylinderförmigen aus Kunststoff bestehenden Hohlkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren /um Auskleiden eines dickwandigen Rohres mit einem dünnwandigen, zylinderförmigen. aus Kunststoff bestehenden Hohlkörper mit kleinerem Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Rohres, bei dem das Rohr von seiner inneren Oberfläche her auf eine Temperatur /wischen der Erweichungstemperatur und der Zersetzungstemperatur des Kunststoffes des Hohlkörpers erwärmt wird, welcher in das Rohr eingeführt sowie durch Aufblasen mit der inneren Oberfläche des Rohres fest verbunden wird und bei dem das ausgekleidete Rohr anschließend abgekühlt wird.

Dickwandige Rohre aus Kunststoff werden in der Technik oft eingesetzt. Obwohl diese Rohre für viele Einsatzzwecke auf Grund ihrer guten physikalischen Eigenschaften brauchbar sind, besteht doch häufig die Notwendigkeit, die Innenfläche mit einem weiteren Kunststoff auszukleiden, um die erforderliche Beständigkeit gegen den Angriff von Chemikalien zu gewährleisten oder um die Innenfläche leichter mit einer weiteren Konstruktion verbinden zu können.

Aus der US-PS 2 724 672 ist ein Verfahren zum Auskleiden eines dickwandigen, im wesentlichen zylinderförmigen Körpers mit einem Kunststoff bekannt, bei dem ein dünnwandiger zylinderförmige Hohlkörper aus Kunststoff mit einem unter dem Innendurchmesser des zylinderförmigen Hohlkörpers liegenden Außendurchmesser in den an seiner inneren Oberfläche erhitzten zylinderförmigen Körper eingeführt und die außere Oberfläche des dünnwandigen Hohlkörpers durch Einleiten eines Druckmittels in das Innere des Hohlkörpers an die Innenwand des zylinderförmigen Körpers gedrückt und dadurch mit ihr verbunden wird. Der so mit einer Innenschicht aus Kunststoff ausgekleidete zylinderförmige Körper kann aus Metall oder Keramik bestehen. Aus der DT-PS 863 257 ist es bekannt, thermoplastische Kunststoffe durch Strahlungswärme zu

verschweißen.

Aufgabe der Erfindung ist es. Verfahren /um Verbinden eines dicken Rohres aus eirem Kunststoff mit einer Innenbeschichtung aus einem anderen Kunststoff zu schaffen, wobei von den Kunststoffen bekannt ist. daß sie schlecht aneinander haften. Liegen die Zersetzungstemperaturen der beiden Kunststoffe verhältnismäßig dicht beieinander, so besteht die Gefahr, daß sich beim Erhitzen der /u verbindenden Oberflächen der Kunststoff mit der niedrigeren Zcrset/ungstemperatur /ersetzt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Hohlkörper vor dem Einführen in das aus Kunststoff beste hende Rohr mittels Strahlungswärme auf eine Temperatur zwischen der Erweichungs- und der Zersetzungs temperatur seines Kunststoffes erwärmt wird.

Das erfindungsgeniäße Verfahren ist besonders geeignet, um ein dickwandiges Rohr aus Polytetrafluoräthylen mit einem Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylen-CopoIymcren auszukleiden. Hierzu wird der Hohl körper auf eine Temperatur zwischen 270 und 315 C und die innere Oberfläche des aus Polytetrafluoräihv len bestehenden Rohres auf eine Temperatur /wischen 340 und 425 C erwärmt. Wanddicke und Durchmesser des Rohres haben keine wesentliche Bedeutung, jedoch muß die Wand so dick sein, daß die Krwärniung der inneren Oberfläche nicht /u einer sofortigen Erwärmung des ganzen Rohres führt. Die Wanddicke des Rohres hängt daher von der Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Kunststoffes ab und davon, ob äußerer wärmebeständiger Halter um den Gegenstand zugelassen werden kann. Im allgemeinen muß das Rohr jedoch, damit es unter seinem Gewicht nicht zusammensinkt, so starkwandig sein, daß der äußere Teil des Rohres für die loimstabilität sorgt, wenn der innere Teil weich wird. Das Verfahren wurde mit Rohren aus Polytetrafluorethylen ausgeführt, deren Durchmesser zwischen 6J.5 und 3 30 mm lag, wobei die Wanddicke /wischen 15 und 25% des Durchmessers betrug.

Am besten arbeitet man mit einem an einem Ende bereits verschlossenen Hohlkörper, aber das Ende kann auch während des Heizens offen bleiben, und es ist dann ein Stopfen oder eine Klammer od. dgl. vorzusehen, durch die das Ende während des Aufblasens des Hohlkörpers geschlossen gehalten w-rd.

Der Hohlkörper muß dünnwandig sein, weil es während des Erwärmungsvorganges am günstigsten ist, wenn der Hohl! :>per oder zumindest seine Seitenwände sich gleicl.ii.äiüi innerhalb einer angemessenen Zeit bis zum Frw.—h·=··! erwärmen, so daß der Hohlkörper leicht und «iei· !..i.äßig aufgeblasen werden kann. Auskleidungen .> > ■ :rem Copolymerisat von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen mit Wanddicken zwischen 0,5 bis 1,5 mm und Durchmessern, die um 12 bis 25 mm kleiner sind als der Innendurchmesser des Rohres, sind mit gutem Erfolg mit Rohren aus Polytetrafluorethylen verbunden worden.

Als Werkstoffe für den Hohlkörper und das Rohr können alle Kunststoffe verwendet werden, die vor dem Zersetzen weich werden. Die Zersetzungstemperaturen der beiden Kunststoffe sollten jedoch nicht allzusehr voneinander verschieden sein, oder zumindest sollte die Erweichungstemperatur des einen Kunststoffes nicht zu sehr über der Zersetzungstemperatur des anderen liegen. Im anderen Fall würde, wenn die beiden Kunststoffe einander berühren, die Temperatur des einen den anderen zersetzen, ehe eine gute Verbindung hergestellt ist.

Lm Unterschied von 1 lü C scheint zulässig, aber die laisachlich zulässige Differenz hangt von einer Reihe von Umstanden ab. etwa von der tatsächlichen Zersei-/ungsiemperatur. der Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffe, der Wanddicken des Rohres und des Hohlkorpers und der Abkühlungsgeschwindigkeit des ausgekleideten Rohres.

Die Hrwärmung der inneren Oberflüche des Rohres erfolgt durch eine als Strahlungsheizung ausgebildete Heizvorrichtung. Es findet zwar eine gewisse Erwär- ic fining durch Konvektion statt, aber überwiegend erfolgt die Erwärmung durch Strahlung- Die Heiziemperatur hängt von dem Emissionsvermögen des Kunststoffes ab, aus dem das Rohr 11 besteht, und sie wird so gewählt, daß sie in einem Bereich liegt, in dem das Emissionsvermögen so groß ist. daß die innere Oberfläche des Rohres 11 schnell aufgeheizt wird, und andererseits so niedrig, daß eine Überhitzung vermieden wird. Besieht das Rohr aus Polytetrafluorä.hylen, so hat sich ein Bereich zwischen 760 und 870 C als optimale Tem ;o peratur fur die Heizvorrichtung ergeben. Bisher nahm man an. daß unterhalb 870 C das Emissionsvermögen von Polytetrafluoräthylen zu niedrig sei. als daß die Oberfläche in einer angemessenen Zeit. d. h. innerhalb einer Zeit, die kurz ist gegenüber der Zeitspanne, die zum Erweichen des gesamten Rohres erforderlich isi. erhitzt werden konnte, und daß oberhalb von 870 C die Erwärmung so schnell vor sich ginge, daß eine punktweise Zersetzung während des Erweichens einträte. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß im Bereich ,wischen 3c 760 und 870' C das Emissionsvermögen von Polytetrafluoräthylen zwar noch niedrig, aber ausreichend hoch ist. so daß eine schnelle, aber nicht schädigende Erwärmung der inneren Oberfläche möglich ist.

Die Temperatur des Hohlkörpers und der inneren Oberfläche des Rohres muß vor dem Herausnehmen aus der Heizvorrichtung etwas über den tatsächlichen Erweichungstemperaturen der beiden Kunststoffe liegen, so daß eine geringe Abkühlung in dem Zeitraum zwischen dem Ende des Heuens und dem Beginn des Verbindens zulässig ist. Wenn das Rohr aus Polytetrafluoräthylen und der Hohlkörper aus einem Copolymerisat aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen besteht, reicht eine Temperatur zwischen 340 und 425' C für die innere Oberfläche des Rohres und eine Temperaiur z.wischen 270 und 315 "C für den Hohlkörper aus, wenn das Verbinden innerhalb von 5 bis 15 Sekunden nach dem Wegnehmen der Heizvorrichtungen beginnt. Erfindungsgemäß wird das Innere des dickwandigen Rohres durch Strahlung bis zum Erweichen erhitzt, während gleichzeitig ein aus dem Copolymerisat hergestellter, an einem Ende verschlossener Hohlkörper erhitzt wird. Der Hohlkörper wird in das Rohr eingeführt und dann wird, solange beide Flachen noch weich sind, der an einem Ende verschlossene Hohlkörper aufgeblasen, bis eine Verbindung mit der inneren Oberfläche des Rohres hergestellt ist.

Als »Erweichungstemperatur« wird die Temperatur verstanden, bei der eine zuverlässige Verbindung zwischen den Oberflächen zustande kommt.

In der Zeichnung ist zur Erläu'erung des Gegenstandes der Erfindung eine Vorrichtung z.um Auskleiden eines dickwandigen Rohres mil einem dünnwandigen Hohlkörper dargestellt.

Ein dickwandiges Rohr 11 steht vertikal auf einer Platte 12 und wird durch einen Haltering 13 gegen seitliches Verschieben gesichert.

Ein flaschenförmiger, dünnwandiger, zylinderförmiger Hohlkörper 14. dessen Außendiirchmesser geringer ist als der Innendurchmesser des Rohres 11. ist an seinem einen Ende 15 verschlossen und an seinem anderen als Gewindehals 16 ausgebilceten Ende für die Aufnahme von einem Druckmittel zugänglich. Mit dem Gewindehals 16 ist der Hohlkoiper 14 in eine Tragplat te 17 eingeschraubt, durch die über eine Zuleitung 18

I uft mit 1.35 bis 4.5 bar als Druckmittel in das Innere des Hohlkörpers Heingeführt werden kann.

Die Tragplatte 17 liegt auf einer Auflageplatte 19 auf. die von der Platte 12 so wei' entfernt ist. daß der Hohlkörper 14 in den Innenraum des Rohres Il eingeführt werden kann.

Das Verfahren läuft in folgender Weise ab: Zunächst wird die Tragplatte 17. nachdem der Hohlkörper 14 zu einer Flasche vorgeformt und in die Tragplatte 17 eingeschraubt ist. mittels einer Stange 21 angehoben, bis die Flasche sich im Heizungsbercich einer Heizvorrichtung 22 mil zwei halbzylindrischen Backen befindet. Mittels Kolbenstangen 23 werden die Backen der Heizvorrichtung 22 auf den Hohlkörper 14 zu bewegt und umschließen den Hohlkörper 14 während des Erwärmens.

Während des Erwärmens des Hohlkörpers 14 wird auch die Innenseite des Rohres 11 erwärmt. Vorher werden Klappen 24 um die Drehpunkte 25 geschwenkt, so daß eine Heizvorrichtung 26 in den Innenraum des Rohres 11 eingeführt werden kann.

Nach Erreichen der Verbindungslemperatur werden die Heizvorrichtungen 22 und 26 entfernt, die Klappen 24 geschlossen, damit der Boden des Hohlkörpers abgestützt wird, und der Hohlkörper 14 wird in das Rohr

II abgesenkt. Das Druckmittel wird durch die Öffnung 18 in den Hohlkörper 14 eingeleitet, wodurch dieser sich dehnt, bis seine Außenseile die innere Oberfläche des Rohres 11 beruht. Solange beide Flächen noch weich sind, findet das Verbinden statt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auskleiden eines dickwandigen Rohres mit einem dünnwandigen, zylinderförmigen, aus Kunststoff bestehenden Hohlkörper mit kleinerem Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Rohres, bei dem das Rohr von seiner inneren Oberfläche her auf eine Temperatur zwischen der Erweichungstemperatur und der Zersetzungstemperatur des Kunststoffes des Hohlkörpers erwärmt wird, welcher in das Rohr eingeführt sowie durch Aufblasen mit der inneren Oberfläche des Rohres fest verbunden wird und bei dem das ausgekleidete Rohr anschließend abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper vor dem Einführen in das aus Kunststoff bestehende Rohr miiiels Strahlungswärme auf eine Temperatur zwischen der Erweichungs- und der Zersetzungstemperatur seines Kunststoffes erwärmt \v ird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem Copolymerisat aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen bestehende Hohlkörper auf eine Temperatur zwischen 270 und 31 5 C und die innere Oberfläche des uns Polytetrafluoräthylen bestehenden Rohres aul eine Temperatur /wischen 340 und 425 C erwärmt wird.