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Mit einem Schutzüberzug versehenes Rohr und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf mit einem Schutzüberzug versehene Rohre.
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Insbesondere richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Überziehen
eines Rohres mit einer ersten Lage aus einem dem Korrosionsschutz dienenden, aus
Kunststoff bestehenden, druckempfindlichen Klebband und einer zweiten Lage aus einem
Schichtmaterial, das dem Klebeband ausreichenden mechanischen Schutz gibt, wobei
die ersten und zweite Lage miteinander durch ein heißes, schmelzflüssiges thermoplastisches
Klebemittel verbunden werden.
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Es ist bereits bekannt, einen Korrorionsschutzüberzug und einen mechanischen
Schutzüberzug auf ein Metallrohr aufzubringen und das Aufbringen dieser überzüge
in Form von Klebebändern vorzunehmen, die auf das Rohr einander überlappend durch
Drehen des Rohres in einer üblichen Rohnfickelmaschine aufgewickelt werden. Thermoplastische
Bänder, die auf einer Oberfläche einen druckempfindlichen Klebstoff aufweisen, werden
häufig dazu verwendet, um die innere korrosionsbeständige Schicht herzustellen.
während
man-thermoplastische Bänder mit einen druckempfindlichen Klebemittel auch zur Herstellung
der äußeren mechanischen Schutzschicht verwendet hat. Die verhältnismäßig hohen
Kosten druckempfindlicher, mit einem Klebemittel überzogener thermoplastischer Bänder
ist ein sehr bedeutender Faktor in der Kostensituation bei der Herstellung überzogener
Rohre, so daß die Industrie schon seit langem nach weniger teuren Alternativen sucht.
Eine der allgemein verwendeten Alternativen besteht darin, eine Papierlage als äußere
mechanische Schutzschicht zu verwenden. Die Papierlage wird auf das Rohr in üblicher
Weise durch wendelförmiges Aufwickeln der Papierlage auf das Band überzogene Rohr
aufgewickelt, wobei die Randteile benachbarter Wendelwindungen der Lage sich gegenseitig
überlappen. Bei anderen Systemen werden die wendelförmigen Windungen der Papierlage
miteinander im Bereich der Überlappung verklebt. Während die Papierlagenumwicklung
beträchtlich billiger als die Umwicklung mit einem thermoplastischen Band ist, liefert
sie jedoch nur mechanischen Schutz des darunter liegenden Korrosionsschutzbandes
hauptsächlich während der Handhabung des Rohres vor und während des Verlegens des
Rohres im Erdreich.
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Die Schwierigkeiten bei der Verwendung druckempfindlicher Klebebänder
als Umwickelung liegen in der Tatsache, daß die durch den druckempfindlichen Klebstoff
erzeugte Bindung nicht dauerhaft ist weil sie im Bereich der Überlappung durch wesentliche
axiale Kräfte, denen das Rohr nach der Verlegung in seiner Arbeitslage ausgesetzt
sein kann, zurückgeschoben werden können. Häufig werden unterirdische Rohrleitungen
zwangsmäßig in den Grund in Axialrichtüng eingetrieben und wenn die freiliegenden
Seitenkanten eines solchen Schutzstreifens in den Boden eingetrieben werden, dann
besteht immer die Neigung, daß sich der Streifen oder das Band im Bereich der Überlappung
zurückschiebt. Während des Einbaues eines Rohres kann von den ArbeiiErn nicht immer
erwartet werden, daß sie Jeden Abschnitt des Rohres überprüfen um sicherzustellen,
daß er in der richtigen Richtung abgelegt wird. Dieses Problem ist das unmittelbare
Ergebnis der Tatsache, daß die druckempfindlichen Klebstoffe, die heute in der Rohrüberzugsindustrie
benutzt werden, keine ausreichend
starke Bindung zwischen den überlappenden
Teilen der Bandumwicklung liefern.
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Ein Faktor, der zu den hohen Kosten der druckempfindlichen überzugsbänder
als Außenumwicklung beiträgt, ist die Tatsache, daß die gesamte Unterflächetdes
Bandes mit einem druckempfindlichen Klebstoff überzogen ist. Bänder mit einem druckempfindlichen
Klebstoffüberzug nur an Randteil längs einer Kante der Unterlage wurden zwar bereits
vorgeschlagen, haben jedoch keinen Eingang i ie Wirtschaft gefunden wegen der Probleme
bei der Herstellung des Bandes und insbesondere wegen der Probleme, die sich durch
den unregelmäßigen Durchmesser der Vorratsrollen für solche Bänder ergeben.
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Ein anderer Nachteil druckempfindlicher Klebebänder als Außenumwicklung
besteht in dem unvollständigen Kontakt des Klebstoffes mit dem darunter liegenden
Korrosionsschutzband im Bereich unmittelbar in der Nachbarschaft der Uberlappten
Kante der vorhergehenden Wendelwicklung des äußeren Umwicklungsbandes. Spalte zwischen
der Oberfläche des Klebstoffes in den Randteilen der vorlaufenden Kante einer gewendelten
Wicklung unmittelbar in der Nachbarschaft der überlappten Kante der nachfolgenden
Windung und der Rückfläche der unmittelbar darunter liegenden Korrosionsschutzumwicklung
treten immer wieder auf. Es gibt somit einen unterbrochenen oder unvollständigen
Klebekontakt in dem Bereich, wo gerade das Abheben und Zurückdrücken am leichtesten
auftritt.
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Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die oben
aufgezeigten Schwierigkeiten durch ein Verfahren zum Überziehen eines Rohres zu
vermeiden, das weit billiger als die bekannten Verfahren ist, bei denen ein thermoplastisches
druckempfindliches Klebeband Verwendung findet, und darüber hinaus eine mechanisch
weitaus dauerhaftere Bindung liefert, als sie mit einem druckempfindlichen Klebeband
erreichbar ist.
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Gegenstand der Ezilndung ist ferner ein Verfahren zum Schutzüberziehen
eines Rohres mit Hilfe eines überzuges, der eine größere Wetterbeständigkeit und
einen besseren mechanischen .schutz liefert alals die bisher veniondeten l'apierbtmdilberoüge.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum überziehen eines Rohres besteht
darin, daß man ein Rohr fortschreitend mit einem gegen Korrosion schützenden mit
Klebstoff überzogenen Kunststoffband wendelförmig auf der Außenoberfläche mit Randüberlappung
bewickelt. Dann wird ein mechanischer Schutzfilm oder -streifen zur Abdeckung des
überzogenen Rohres aufgebracht, in dem man fortschreitend einen Film aus mechanisch
schützendem Kunststoffmaterialband auf das überzogene Rohr mit vorbestimmter überlappung
aufwickelt. Beim Aufwickeln auf das überzogene Rohr wird eine Masse aus heißem schmelzflüssigem
Klebstoff eingeführt und unter Druck im innigen Kontakt mit der Oberfläche des Randteiles
der nachlaufenden Kante des Filmes und den Oberflächen des überlappten Teiles längs
dessen vorlaufender Kante und dem Teil des Bandes unmittelbar in der Nähe der vorlaufenden
Kante des Filmes verteilt. Die heiße thermoplastische schmelzflüssige Klebstoffmasse
wird auf den Randteil aufgebracht, indem man entweder die vorlaufende oder nachlaufende
Kante des mechanischen Schutzfilmes kurz vor der überlappungsstufe aufbringt. Gegebenenfalls
kann die Klebmasse auch gleichzeitig auf die beiden Randteile aufgebracht werden,
indem man sie in der Eingriffstelle zwischen aufeinanderfolgenden Wendelwindungen
des Filmes einführt. In Jedem Fall wird die Masse so angeordnet, daß sie sich zu
beiden Seiten der vorlaufenden Kante des Filmes erstreckt.
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Der Film wird unter Zugspannung aufgebracht und bringt Druck auf die
heiße schmelzflüssige Klebstoffmasse auf, welche dadurch gezwungen wird, den dazwischen
liegenden Zwischenraum auszufüllen und in innigen Verbindnden Kontakt mit der Oberfläche
des Randteiles der nachlaufenden Kante und den darunter liegenden Oberflächen des
Korrosionsschutzbandes und der vorlaufenden Kante des Filmes zu kommen.
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Das thermoplastische Klebemittel wird aus der Gruppe derjenigen ausgewählt,
die mit dem Korrosionsschutzband und dem mechanischen Schutzfilm verträglich sind.
Die heiße Masse wird in Form von Tropfen oder Perlen, in Bandform oder anderer fortlaufender
oder unterbrochener Form aufgebracht werden.
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Die Erfindung soll im folgenden# anhand der Zeichnungen näher erläutert
werden. Diese zeigen in
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines
Rohres, das gemäß der Erfindung überzogen wird; Fig. 2 einen Querschnitt durch einen
Teil eines Rohres zur Wiedergabe, wie die Bänder auf das Rohr aufgewickelt werden;
und in Fig. 3 einen Teillängsschnit durch einen Teil des Rohres zur Wiedergabe der
Art, in der die Überlappung hergestellt wird.
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In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein ein Metallrohr
derart, die allgemein gegen Korrosion und mechanische Beschädigung durch einen Schutzüberzug
geschützt werden, Das Rohr wird in einer üblichen Rohrüberzugsmaschine drehbar gelagert,
wobei die Laufrichtung des Rohres während des Umwickelungsvorganges von links nach
recht nach Fig. 1 verläuft. Die Bodenschicht des die Korrosion verhindernden, druckempfindlichen
Klebebandes 12 wird wendelförmig auf das Rohr 10 ,aufgewickelt, wobei die Klebschicht
in unmittelbarem Kontakt mit dem Rohr kommt. Das Rohr wird in Richtung des Pfeiles
A nach Fig. 2 in Umlauf versetzt und das Band 12 wendelförmig auf das Rohr 10 aufgewickelt.
Die nachlaufende Kante in jeder Wicklung des Bandes überlappt die vorlaufende Kante
der vorhergehenden Windung, wie es gestrichelt bei 14 in Fig. 1 angedeutet ist.
Das Band 12 legt sich vorzugsweise sehr leicht an die Kontur des Rohres an, um dieses
gegen Korrosion zu schützen. Als zufriedenstellend hat sich ein Band mit einer Polyäthylenfilmunterlage
von 0,15 mm (6 mils) mit einer druckempfindlichen Klebeschicht auf einer Seite von
0,05 mm (2 mil) erwiesen.
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Das Bezugszeichen 16 bezieht sich allgemein auf einen mechanischen
Schutzfilm, der wendelförmig auf das Rohr über die Bandwicklung 12 aufgewickelt
ist. Dieser Film ist mit einer vorbestimmten über lappung aufgewickelt, wobei die
hintere Kante jeder vorlaufenden Windung des Filmes die Vorderkante der vorhergehenden
Windung überlappt und zwar mit einer vorbestimmten überlappung, die gestrichelt
bei 28 in Fig. 1 angedeutet ist. Die Überlappung 18 durch den äußeren Film 16 liegt
vorzugsweise im Längsabestand von der überlappten vorderen Kante 14, die durch das
innere Band 12
gebildet ist, wie man aus Fig. 3 der Zeichnung erkennen
kann.
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Ein Extruder für eine heiße Schmelze ist allgemein mit dem Bezugszeichen
20 bezeichnet und so montiert, daß er Tropfen oder ein Band 22 aus heißem schmelzflüssigen
thermoplastischen Material auf einen Randkantenteil 24 der Innenoberfläche der nachlaufenden
Kante des Filmes 16 auSbringt. Die Schnur oder der Streifen aus heißem schmelzflüssigen
thermoplastischen Material 22 wird auf den Randkantenteil 24 kurz vor dem Eingriff
aufgebracht, an dem der Film 16 die überlappung 28 bildet.' Das Austreten des heißen
schmelzflüssigen thermoplastischen Materials ist so ausreichend heiß, daß es die
Oberfläche des Randkantenteiles 24 des Filmes 16 und den darunterliegenden Teil
der vorlaufenden Kante des Filmes 16 und einen darunterliegenden Teil des Bandes
12 verklebt und damit diese Teile miteinander einheitlich verbindet. Wenn das Band
12, der Film 16 und die Klebstoffschnur 22 aus Polyäthylen bestehen, dann wird die
Strangschnur 22 vorzugsweise bei einer Temperatur in der Größenordnung von 2600C
(5000F) bis 3000C (600°F) ausgepresst. Der Extruder 20 kann ein üblicher Thermoplastikextruder
sein, der sich zur Abgabe eines heißen schmelzflüssigen Kunststoffklebmittels auf
den Film 16 in der oben beschriebenen Weise eignet.
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Die Bindung zwischen den verschiedenen Abdeckgliedern ist im einzelnen
in Fig. 3 dargestellt. Die Windungen des inneren gegen Korrosion schützenden Klebebandes
12 auf dem Rohr überlappen einander, wie es bei 14 in Fig, 3 angedeutet ist, so
daß ein fortlaufender innerer Schutzüberzug entsteht. Dieser überzug wird durch
einen wendelförmig aufgewickelten mechanisch schützenden Film 16 geschützt, wobei
die nachlaufende Kante die vorlaufende Kante einer vorhergehenden Windung überlappt,
wie es bei 28 angedeutet ist und früher beschrieben wurde. Der Randkantenteil 26
der vorlaufenden Kante des Filmes 16, der durch die nachlaufende Kante überlappt
tt, weist die Breite y auf. Der nachlaufende Randkantenteil 24 des Filmes 26 hat
eine Breite x, die um z größer als die Breite y ist. Das Kunststoffklebematerial
erstreckt sich wenigstens über die volle Breite x des Randkantenteiles 24 und weist
eine Form entsprechend
der Form des Abstandes zwischen der Innenoberfläche
des Randteiles 24 und den Oberflächen auf, auf denen es aufliegt, nämlich der Oberfläche
des Randteiles 26 des Filmes 16 und der unmittelbar benachbarten Oberfläche des
Bandes 12.
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Eine Ausführungsform des Kunststoffklebematerials ist im Querschnitt
nach Fig. 3 wiedergegeben. Wie man dort erkennt, besitzt der Klebstoff eine Dicke
in dem Bereich unmittelbar in der Nähe der Endoberfläche der 'vorlaufenden Kante
16, die größer ist als jeder andere Teil. Die Dicke des Klebstoffes in diesem Bereich
ist gleich der Dicke des Filmes 16 und der Dicke der Klebschicht, die zwischen dem
Randteil 26 der vorlaufenden Kante des Filmes und dem überlappenden Teil in der
Breite y der nachlaufenden Kante des Filmes 16 eingeschlossen ist. Der Klebstoff
verringert sich in der Dicke in Bereichen von der Endoberfläche der vorlaufenden
Kante um die Breite z. Die Klebstoffmasse wird unter Annahme dieser Form und unter
Ausfüllung des Zwischenraumes durch Druck eingepreßt, der auf die Klebstoffschnur
22 von dem Film 16 aufgebracht wird, der auf das Rohr unter einem Wickelzug aufgewickelt
wird, um einen engen und dichten Passitz über dem Rohr zu erzielen. Die durch das
thermoplastische Material gebildete Bindung verbindet somit benachbarte Windungen
des Filmes 16 und auch den Film 16 mit dem Band 12.
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Eine Einsparung an den Kosten des Klebmittels erreicht man durch Begrenzen
des Materials auf welches das Klebmittel auf den Randkantenteil 24 mit der Breite
x aufgebracht wird.
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Die Breite des Filmes 16 kann sehr stark variieren und die Bänder
und Filme können eine Breite zwischen 50 mm (2") und 450 mm (18") aufweisen. Verwendet
man 50 mm (2")-Bänder, dann liegt die Breite in der Größenordnung von 6 mm (1/4")
bis 12,5 mm (1/2"). Bei Verwendung eines Bandes mit einer Breite von 450 mm (18")
liegt die Breite x im Bereich von 12 mm (1/2") bis 37 mm (1 1/2"). Dadurch ergibt
sich eine Einsparung an Klebmittel von annähernd 75 bis 97 % gegenüber der Menge
an bisher verwendeten Klebmittel, wenn druckempfindliche Ilebebänder zum Überziehen
eines Rohres verwendet wurden.
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Bc-sUc}len die länder aus thermoplastisciiem I¢interial, bei-:.rJiel
I>c>lyätliylen, dann bestellt auch die die Schnur 22
bildende
heiße Schmelze aus Polyäthylen, das wesentlich weniger teuer ist als die bisher
üblichen druckempfindlichen Klebstoffe.
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Es ist selbstverständlch, daß der Film 16 und die Unterlage für das
Band 12 aus irgendeinem bekannten Kunststoffmaterial bestehen können, beispielsweise
Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Acrylnitril, Butadienstyrol oder Polypropylen. Ein
geeigneter Film 16 für den äußeren mechanischen Schutzüberzug kann aus hochdichtem
Polyäthylen mit einer Stärke von 0,5 mm (20 mil) bis 0,625 mm (25 mil) bestehen.
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-Patentansprüche:-