DE2039272B2 - Isolierung einer von einem erhitzten Medium durchströmten Rohrleitung - Google Patents

Description

eine geringere Wärmeleitfähigkeit als die Einbettungsmasse besitzen sowie zumindest auf ihrer Innenseite mit einer bitumenhaltigen Beschichtung versehen sind.

Auf diese Weise wird bei Gewährleistung eines gleichwohl hohen Wärmeisolisr- als auch vollständigen Korrosionsschutzes die Möglichkeit für einen direkten raschen Abbau der Temperatur an der Rohrleitung geschaffen, so daß im bitumenhaitigen Einbettungsmasseblock trotz der ungleich höheren Leitungiicmperatur praktisch die gleichen Temperaturverhältnisse wie bei der bisherigen Rohr!eitungs-Isolierung herrschen. Wie gefunden wurde, spielen sich hinsichtlich des angestrebten Korrosionsschutzes sowie der Bewegungsmöglichkeit der Rohrleitung innerhalb der Isolierschalen im wesentlichen die folgenden Vorgänge ab: Sobald die Rohrleitung sich erwärmt, wird das zwischen ihr und der Isolierschale befindliche asphalt- bzw. bitum^nhaltige Material zunächst weich und dann flüssig. In dieser Zone kann sich die Rohrleitung mit steigender Temperatur und gleichzeitig steigender Längenausdehnung wie in einem Schmierfilm bewegen, wobei sie zugleich von einer dauernden korrosionsschützenden plastischen Schicht umgeben wird. Falls sich beim Verguß durch nicht richtiges Aufbinden der Isolierschalen auf der Rohrleitung Hohlräume zwischen der Schale und der Leitung gebildet haben sollten, werden diese zwangläufig durch die außerhalb der Isolierschalen zu gießende bitumenhaltige Einbettungsmasse aufgefüllt.

Die Isolierschalen sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft als Halbzylinderschalen ausgebildet, besitzen eine Wärmeleitzahl λ zwischen 0,04 und 0,07 kcal/mh⁰ C und sind mit einer Überzugsschicht aus Bitumen oder einem Leichtasphaltmaterial versehen, das von vorzugsweise gleicher Beschaffenheit wie die bitumenhaltige Einbettungsmasse ist. In ihrem Kern besteht die Isolierschale vorteilhaft aus einer entsprechend geformten, bei etwa 300° C im Ofen getrockneten Mischung aus Perlite mit einer Körnung bis zu 6 mm und aus Wasserglas oder einem hochtemperaturbeständigen Bitumen als Bindemittel. Eine solche Isolierschale besitzt einen großen Wärmedämmwert bei einem vergleichsweise geringen Gewicht von etwa 300 kg, m³. Durch ihre geringe Wärmeleitfähigkeit dämmt sie die vom strömenden erhitzten Medium in der Rohrleitung ausgehende Wärme so stark, daß die die Isolierschalen umgebende bitumenhaltige Einbettungsmasse nur noch mit einer Temperatur von etwa 100⁰C oder darunter beaufschlagt wird.

Weitere Merkmale der Erfindung seien an Hand der Zeichnung beschrieben, worin

F i g. 1 eine erfindungsgemäß verlegte Doppelrohrleitung in geschnittener schaubildlicher Ansicht darstellt und

F i g. 2 eine halbzylindrische Isolierschale in perspektivischer Darstellung zeigt.

Die Rohrleitungen 1,2 werden in einem entsprechend tier ausgehobenen Erdgraben, in dem zweckmäßigerweise noch eine Sohle 3 aus Magerbeton gegossen worden ist, zunächst auf in entsprechenden Abständen vereinzelt zu errichtenden, nicht dargestellten Gleitlagern verlegt und miteinander verschweißt. Nach dem Verschweißen werden die vorzugsweise gemäß F i g. 2 gestalteten Isolierschalen 4 an die Rohrleitungen 1,2 gebunden, und zwar so, daß letztere dabei durch diese Halbschalen ummantelt werden. Danach wird auf der Magerbetonsohle 3 eine bleibende Schalung 5 aus verzinktem Stahlblech errichtet. Diese Blechschalung 5 ist von im wesentlichen U-förmigem Querschnitt mit oben schräg nach S innen abgewinkelten SJienkelteilen 5', an die sich oben eine nach außen umgebogene Falzkante 5" anschließt. Über diese Falzkanten 5" können mit entsprechend abgebogenen Enden versehene Klammern aufgeschoben werden, um die Biechschalungsstücke 5 an ihrem oberen Ende entsprechend zusammenzuhalten, mithin ein Aufbiegen der Schalungsbleche 5 während des anschließenden Ausgießens mit der Einbettungsmasse 6 zu verhindern. Diese Einbettungsmasse 6 besteht aus einem Bitumen sowie wärmedämmende Zuschlag- und Füllstoffe, insbesondere Kork, enthaltenden Leichtasphalt, der bei einer Temperatur von etwa 200⁰C ausgegossen wird. Nach dem Erkalten dieser Masse 6 bildet sich ein fester Block um die Rohrleitungen 1 und 2 sowie die letztere umgebenden Halbzylinderschalen 4, der somit sowohl die Wärme- als auch Feuchtigkeits-Isolierung der Rohrleitungen gewährleistet wie auch zugleich die statischen und dynamischen Lasten im Erdreich aufnehmen kann.

Wie insbesondere F i g. 2 zeigt, sind die für die Isolierung nach der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Isolierschalen vorzugsweise von halbzylindrischer Gestalt. Diese Halbzylinderschalen 4 bestehen in ihrem Kern 4' vorteilhaft aus einer entsprechend geformten und bei etwa 300° C im Ofen getrockneten Mischung aus Perlite mit einer Körnung bis zu 6 mm und aus Wasserglas als Bindemittel. Nach dem vorerwähnten Trocknen im Ofen erhält man auf diese Weise eine feste Halbzylinderschale, die eine Temperaturbeständigkeit bis etwa 600° C hat. Danach wird der Halbschalenkern 4' mit einer Überzugsschicht 4" versehen, die aus einem Leichtasphaltmaterial besteht, das von vorzugsweise gleicher Beschaffenheit wie die bitumenhaltige Einbettungsmasse 6 ist. Diese Überzugsschicht 4" kann auch aus reinem Bitumen bestehen. Ihre Schichtdicke beträgt vorzugsweise zwischen 5 und i5 mm.

Für den Schalenkern 4' kann ersatzweise Schaumglas verwendet werden, das handelsüblich auch als FOAM-Glas bezeichnet wird. An Stelle von Wasserglas kann als Bindemittel für die Perlite-Körner, die gegebenenfalls auch durch Schaumglas-Körner c·- setzt werden können, ein hoch temperaturbeständiges Bitumen verwendet werden.

Die Isolierschalen 4 besitzen einen sehr geringen Wärmeleitwert A. Er liegt zwischen 0,04 und 0,07 kcal/mh ⁰C. Das Gewicht der Schalen beträgt etwa 300 kg/m³. Für diese Isolierschalen 4 ist vor allem wesentlich, daß sie die in den Rohrleitungen 1 und 2 herrschenden, durch das durchströmende Medium bedingten hohen Temperaturen von der eigentlichen Einbettungsmasse bzw. dem Einbettungsblock 6 fernhalten oder jedenfalls so stark herunterdrücken, daß der Einbettungsblock 6 selbst bei hohen Rohr-Temperaturen bis zu 300⁰C nur Temperaturen von unter 100° C ausgesetzt wird. Das ist vor allem deswegen möglich, weil die Isolierschalen eine wesentlich niedrigere Wärmeleitfähigkeit besitzen als die Isoliermasse im Einbettungsblock 6, deren Wärmeleitfähigkeit λ etwa 0,1 kcal/mh⁰ C beträgt. Dadurch wird die Festigkeit des Einbettungsblocks 6 auch bei hohen Rohrtemperaturen erhalten. Dabei ist zueleich auch wesentlich, insbesondere im Hinblick

auf den anzustrebenden vollständigen Korrosionsschutz, daß die Rohre 1,2 an den Schalen 4 innenseitig stets hinreichend viel Asphaltmaterial vorfinden, das bei Erhitzen der Rohrleitung weich und letztlich flüssig wird, so daß die Rohrleitung sich hier wie in einem ständigen Schmierfilm hinreichend bewegen bzw. ausdehnen kann, so daß keinerlei Temperaturrisse entstehen, vielmehr eine dauerhaft korrosionsschützende Schicht damit erzielt wird.

Das Ummanteln der Leitungsrohre 1,2 mit den Isolierschalen 4 und deren anschließendes Umfüllen mit der bitumenhaltigen Einbettungsmasse 6 kann unmittelbar an der Baustelle erfolgen, nämlich nachdem die Leitungsrohre in der Grabensohle verlegt und miteinander verbunden, d. h. regelmäßig verschweißt worden sind. Ebensogut ist es aber auch möglich, den Isolierprozeß auch werkseitig durchzuführen und die fertig isolierten Rohrlängen an die Baustelle zu transportieren. In diesem Falle erfolgt also das Ummanteln der Leitungsrohre mit den Isolierschalen und deren anschließenden Umfüllen mit biturnenhaltiger Einbettungsmasse werkstattmäßig. Bei diesen fertig isolierten Rohrlängen ragen die Stahlrohre 1,2 dann aus den Isolierschalen 4 sowie dem Einbettungsblock6 und der Blechschalung 5 heraus. Die Rohrenden werden dann an der Baustelle miteinander verschweißt. Die sich dabei zunächst ergebenden Zwischenräume zwischen den Isolierschalen und der Einbettungsmasse werden dann durch zusätzliche Isolierschalen 4 und deren Umhüllung mit bitumenhaltiger Einbettungsmasse 6 ausgefüllt. Da das Ausfüllen bei Temperaturen von etwa 200⁰C erfolgt, kommt es dabei zu einem innigen Verbinden bzw. Anschmelzen der Einbettungsmasse mit dem werkstattmäßig errichteten Block 6, so daß keinerlei Spalten verbleiben, durch die etwa Feuchtigkeit an die Isolierschalen oder gar an die Stahlrohre 1,2 gelangen könnte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

1 2 Kunststoff bestehendes Überschubrohr eingezogen. Patentansprüche: Nachteilig ist in beiden Fällen, daß die Rohre nicht hinreichend gegen Korrosion geschützt sind. Die als

1. Isolierung einer von einem erhitzten Me- Wärmeisolierung wirkende Steinwolle kann nämlich dium durchströmten, im Erdgraben auf Gleitla- 5 immer durchfeuchtet werden. Dabei ist zu berückgern geführten Rohrleitung mittels einer bitumen- sichtigen, daß unterirdisch verlegte Rohrstrecktn rehaltigen, mit wärmedämmenden Zuschlag- und gelmäßig durch Absperr- bzw. Ventilschächte unterFüllstoffen, z. B. Kork, vermengten, in heißflüssig brachen werden, so daß zu jeder Jahreszeit die Geaufbereitetem Zustand gießbaren Einbettungs- fahr besteht, daß sich diese Schächte — bedingt masse, dadurch gekennzeichnet, daß io durch Entwässerungsfehler — mit Wasser füllen, das die Leitungsrohre (1, 2) mit Isolierschalen (4) die gesamten daran anschließenden Isolierungen zer- und diese erst von der Einbettungsmasse (6) um- stört und letztlich zu einer starken Außenkorrosion geben sind, wobei die Isolierschalen eine Tempe- der Stablrohrleitung führt. Das geschieht nicht nur raturbeständigkeit von über 180° C und eine ge- dann, wenn die Rohrleitungen von dem Ventilringere Wärmeleitfähigkeit als die Einbettungs- 15 schacht aus mit fallender Neigung verlegt sind, sonmasse besitzen sowie zumindest auf ihrer Innen- dem auch dann, wenn die Rohrleitung beiderseits seite mit einer bitumenhaltigen Beschichtung ver- davon ansteigt, da die Steinwolle eine starke Kapilsehen sind. larwirkung hat und daher das Wasser an- bzw. auf-

2. Isolierschale für eine Isolierung nach An- saugt.

spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als 20 Um die den vorerwähnten Rohr-Isolierungen an-Halbzylinderschale (4) ausgebildet ist, eine War- haftenden Mangel, insbesondere die damit verbundemeleitzahlA zwischen 0,04 und 0,07 kcal/mh⁰ C nen Korrosionsgefahren zu vermeiden, ist es auch besitzt und mit einer Überzugsschicht (4") aus schon bekannt, die von einem erhitzten Medium Bitumen oder einem Leichtasphaltmaterial verse- durchströmte, im Erdgraben auf Gleitlagern geführte hen ist, das von vorzugsweise gleicher Beschaf- »5 Rohrleitung mittels einer bitumenhaltigen, mit wärfenheit wie die bitumenhaltige Einbettungsmasse medämmenden Zuschlag- und Füllstoffen, z.B. (6) ist. Kork, vermengten, in heißflüssig aufbereitetem Zu-

3. Isolierschale nach Anspruch 2. dadurch ge- stand gießbaren Einbettungsmasse zu isolieren. Auf kennzeichnet, daß sie in ihrem Kern (4') aus diese Weise kommt man zu einem vollständigen äueiner entsprechend geformten, bei etwa ?'W- C 30 ßeren Korrosionsschutz der im Erdgraben auf Gleitim Ofen getrockneten Mischung aus Perlite mit lagern geführten Rohrleitung durch die sie umhülcincr Körnung bis zu 6 mm und aus Wasserglas lende bitumenhaltige Einbeitungsmasse, die dabei oder einem hochtemperaturbeständigen Bitumen zugleich die notwendige Wärmedämmisolierung beals Bindemittel besteht. wirkt sowie weiterhin auch die statischen wie dyna-

4. Isolierschale nach Anspruch 2, dadurch ge- 35 mischen Erddrücke bzw. Lasten aufnimmt. Eine kennzeichnet, daß sie in ihrem Kern (4') aus Wasserhaltung der verlegten Rohrstrecken ist dabei Schaumglas, sogenanntem FOAM-Glas besteht. nicht mehr notwendig. Vielmehr können die auf

5. Isolierschale nach Anspruch 3, dadurch ge- diese Weise isolierten Leitungen sogar in Grundwaskennzeichnet, daß im Schalenkern (4') an Stelle sergebieten gefahrlos verlegt werden. In allen Fällen der Perlit-Körner Schaumglas-Körner vorhanden 40 kann dabei das unterirdische Verlegen der Rohre sind. schneller und daher auch mit erheblicher Kostener-

6. Isolierschale nach den Ansprüchen 2 bis 5, sparnis erfolgen.

dadurch gekennzeichnet, daß die den Schalen- Die vorerwähnte bekannle unterirdische Rohrlei-

kern (4') umhüllende Bitumen- oder Leicht- tungseinbettung in die zugleich wärme- und feuchtigasphaltschicht (4") zwischen 5 und 15 mm dick ist. 45 keitsisolierende bitumenhaltige EinbcUungsmasse hat

aber bei all ihren Vorzügen auch ihre Grenzen, darin nämlich, daß Me bisher nur für Rohrleitungstempera-

türen bis zu 150° C angewandt werden kann, da andernfalls beim Wärmerwerden der Rohrleitung die 50 sie umhüllende bitumenhaltige Einbettungsmasse insgesamt zu stark erweicht und daher keine ausrei-

Für die unterirdische Verlegung von erhitzte Me- chcnde Stabilität mehr für die unterirdische Verledien, wie z.B. Dampf, Heißwasser, Thermalöl gung der Rohre gewährleistet.

od. dgl. führenden Rohrleitungen ist es bekannt, letz- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

tere in gemauerten oder vorgefertigten Kanälen zu 55 die vorgenannte, auf der Anwendung von in heißflüsverlegen und die Leitungen dabei mit Steinwolle zu sig aufbereitetem Zustand gießbarer bitumenhaltiger isolieren. Das äußere Mauer- bzw. Bauwerk sol! da- Einbettungsmasse basierende bekannte Rohrisoliebei die isolierte Leitung vor dem Statischen Erddruck ruug dahingehend zu verbessern, daß sie auch bei und vor den durch wechselnde Straßenlasten hervor- solchen Rohrleitungen mit Erfolg anzuwenden isi, gerufenen dynamischen Drücken schützen. Da die 60 die von verhältnismäßig heißen Betriebsmedien und mit Steinwolle isolierten Rohrleitungen keinen be- Produkten, nämlich bis zu etv>a 300° C durchströmt sonderen Korrosionsschutz besitzen, muß durch eine werden.

besondere Wasserhaltung dafür gesorgt werden, daß Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Rohrlei-

die gemauerten Kanäle von Schicht- oder Grundwas- tungs-Isolierung der zuletzt genannten Gattung erfinser soweit wie möglich frei bleiben 65 dungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leitungsrohre

Bei einer anderen bekannten unterirdischen Rohr- mit Isolierschalen und diese erst von der Einbetverlegeweise werden die Leitungsrohre mit Mineral- tungsmasse umgeben sind, wobei die Isolierschalen wolle isoliert und in ein aus Stahl, Eternit oder eine Temperaturbeständigkeit von über 180° C und