DE2257135B2

DE2257135B2 - Verfahren zum Herstellen eines aus einem metallischen Kernrohr und einer thermoplastischen Kunststoffummantelung bestehenden Verbundrohres

Info

Publication number: DE2257135B2
Application number: DE19722257135
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Phys. 4136 Rumeln Landgraf
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1972-11-17
Filing date: 1972-11-17
Publication date: 1974-12-19
Also published as: DE2257135C3; DE2257135A1

Description

bedeutet. dem Aufbringen des als Haftvermittler dienenden

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Epoxyharzes zweckmäßig auf eine Temperatur oberkennzeichnet, daß die Energiedichte auf einen 35 halb 100" C erhitzt, bei der das Harz unter Vernet-Wert eingestellt wird, bei dem die mittlere Wand- zung aushärtet. Das Auftragen des Äthylencopolytemperatur des Kernrohres unterhalb und seine merisates erfolgt während der Aushärtung des Epoxy-Oberflächentemperatur bei oder nahe der Tem- harzes.

peratur der beginnenden Zersetzungserscheinung Es hat sich nun in manchen Anwendungsfällen

des thermoplastischen Kunststoffs liegen. 40 herausgestellt, daß sich die Haftung des Kunststoff-

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, Überzugs an der Oberfläche des Verbundrohres verdadurch gekennzeichnet, daß' die induktive Er- schlechte«, wenn letzteres der Einwirkung von hitzung nach einer Zwischenkühlung des um- Feuchtigkeit ausgesetzt wird, beispielsweise durch mantelten Rohres erfolgt. Lagerung in Wasser oder durch Kondensation bei

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, « Temperaturwechsel. Dabei diffundiert das Wasser dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem lö- bzw. der Wasserdampf durch den Kunststoff und besungsmittelhaltigen Duroplast beschichtete bzw. wirkt ein Ablösen des als Haftvermittler dienenden zu beschichtende Kernrohr auf die Verdunstungs- Epoxyharzes von der Rohroberfläche,
temperatur des Lösungsmittels erwärmt und Zur Erzielung optimaler Eigenschaften müssen für bei dieser Temperatur mit dem Thermoplast um- 50 die heißhärtende Duroplastschicht solche Harze in mantelt wird. Anwendung gelangen, deren Aushärtung im Rahmen

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, der für die Ummantelung mit dem thermoplastischen dadurch gekennzeichnet, daß das Kernrohr auf Kunststoff erforderlichen Arbeitstemperaturen und eine Temperatur nahe dem Erweichungspunkt -zeiten erfolgt, damit eine kontinuierliche und somit des thermoplastischen Mantels vorgewärmt wird 55 wirtschaftliche Herstellung eines solchen Verbund- und die Aufbringung der Thermoplastschicht in rohres möglich ist und damit dessen thermoplastian sich bekannter Weise durch Wickeln erfolgt. scher Mantel bei den im unmittelbaren Anschluß an

Umhüllungsvorgang erfolgenden Manipulationen,

insbesondere beim Transport über Rollgänge und

60 bei der Ablage des fertigen Verbundrohres, nicht

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- beschädigt wird.

stellen eines aus einem metallischen, insbesondere Duroplastische Haftmittel, die im Verlauf des Umferromagnetischen Kernrohr und einer thermoplasti- hüllungsvorganges, d. h. innerhalb weniger Sekunden, sehen Kunststoffummantelung bestehenden Verbund- aushärten sollen, verlangen jedoch eine so hohe Vorrohres, wobei auf die Oberfläche des Kerarohres eine 65 wärmung des Kernrohres, daß einerseits die Gefahr als Haftmittel dienende Schicht eines heißhärtenden einer Materialbeschädigung des Thermoplasts, z. B. duroplastischen Harzes, z. B. eines Epoxyharzes oder einer Blasenbildung, besteht und daß andererseits eines Phenol-Epoxyharzes, aufgetragen wird, welche die Geschwindigkeit des Umhüllungsvorganges er-

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niedrigt werden muß, weil die in das Kernrohr ein- relativ niedrig, so daß das Verbundrohr in kurzer gebrachte Wärme durch Kühlung des Verbundrohres, Zeit auf eine Temperatur abgekühlt werden kann, bei z. B. mit Wasser, nur langsam durch die isolierende der keine Beschädigung des thermoplastischen Kunstthermoplastische Umhüllung hindurch abgeführt Stoffmantels erfolgt. Außerdem kann durch die kurze werden kann. 5 Abkühlungszeit die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht

Zur Beseitigung dieses Nachteils ist von der An- werden.

melderin ein Verbundrohr vorgeschlagen worden, bei Zweckmäßig werden Energiedichte und Heizzeit dem die auf semer Oberfläche aufgebrachte heiß- (bzw. Spulenlänge bei vorgegebener Arbeitsgeschwingehärtete Duroplastschicht von einer bei niedrigeren digkeit) so gewählt, daß nach Durchlaufen der induk-Temperaturen, insbesondere bei Raumtemperatur, io tiven Erwärmung die mittlere Wandtemperatur des aushärtenden Duroplastschicht überzogen ist Kernrohres unterhalb und seine Oberflächeniempera-(P 22 55 084.1). tür bei oder nahe der Temperatur der beginnenden Gemäß dem obenerwähnten Vorschlag der An- Zersetzungserscheinung des thermoplastischen Kunstmelderin kann die Abkühlung des mit dem thermo- Stoffs bei kurzfristiger Wärmeeinwirkung liegen,
plastischen Kunststoff umhüllten Verbundrohres we- is In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des gen der zweiten, kalthärtenden Duroplastschicht erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die induktive ohne Behinderung erfolgen, jedoch ist für deren Auf- Erhitzung nach einer Zwischenkühlung des ummanbringung ein zustäzlicher Arbeitsgang erforderlich. teilen Rohres. Damit wird eine weitere Steigerung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein der Arbeitsgeschwindigkeit bei nur unbedeutender Verfahren zu schaffen, mit dem es ermöglicht wird, ao Verlängerung der Ummantelungsstrecke erreicht, da auf die bei niedrigen Temperaturen aushärtende die Abfuhr der geringen, zur Abdunstung etwaiger Haftmittelschicht zu verzichten und trotzdem die in Lösungsmittelanteile des Haftvermittlers zweckmäßidas Kernrohr eingebrachte, für die Aushärtung der gen Vorwärme des Kernrohres sowie des Wärmeheißhärtenden Duroplastschicht erforderliche Wärme inhalts des Thermoplasts getrennt von der zur Ausniedrig halten zu können. 25 härtung des Haftvermittlers induktiv zugeführten

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß da- Wärme erfolgt.

durch, daß die heißhärtende duroplastische Harz- Im Falle der Verwendung eines lösungsmittelhalti-

schicht nach beendetem Aufbringen der thermopla- gen Duroplasts sieht die Erfindung vor, daß das mit

stischen Kunststoffschicht in an sich bekannter Weise diesem beschichtete Kernrohr auf die Verdunstungs-

durch eine induktive Erhitzung des Kernrohres aus- 30 temperatur des Lösungsmittels erwärmt und bei die-

gehärtet wird, wobei die induktive Erhitzung mit ser Temperatur mit dem Thermoplast ummantelt

einer Energiedichte erfolgt, welche der Beziehung wird. Bei der Aufbringung des thermoplastischen

Mantels im Wickelverfahren ist eine Vorwärmung

J₇-^ 150 auf eine Temperatur nahe der Erweichungstempera-

s 35 tür des thermoplastischen Kunststoffs zweckmäßig.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist an folgendem

entspricht, in der Beispiel näher erläutert:

W Gesandstrahlte Stahlrohre NWlOO, s = 8 mm,

E = Energiedichte —- und werden durch Heizstrahler auf 80° C vorgewärmt

^cm 40 und elektrostatisch mit einem lösungsmittelhaltigen

s = Wandstärke des Kernrohres in cm Epoxyharz-Härtergemisch oder einem pulverförmi-

gen Vorkondensat beschichtet. Die Trockenfilmdicke

bedeutet. beträgt dabei etwa 100 μ. Auf das Rohr wird in an Aus der DT-PS 542 791 ist ein Verfahren zum sich bekannter Weise ein zweischichtiger, thermo-Trocknen oder Vulkanisieren der Isolierung elek- 45 plastischer Schlauch aufgereckt, der aus einer inneren irischer Leitungen bekannt, bei dem das Erwärmen ÄthylencopcO-rnerisatschicht und einer äußeren PE-des leitenden Kernes durch induktive Erhitzung mit- Schicht aufbaut ist. Die kontinuierlich mit einer tels über dem isolierten Leiter angebrachten Induk- Geschwindi»^· von 20 m/min umhüllten Rohre tionsspulen erfolgt. werden mit V -.*sser gekühlt, bis die mittlere Kern-Gegenüber diesem Verfahren unterscheidet sich 50 rohrtemrx.,!^f-.!r 40° C erreicht hat. Anschließend das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere durch wird in einer etwa 0,3 m langen, dem Rohrdurchdie zur Anwendung kommenden Materialien und die messer angepaßten Induktionsspule, die eine Energie-Energiedichte, dichte von 300 W/cm² überträgt, das Kernrohr auf Da beim erfindungsgemäßen Verfahren die induk- eine mittlere Temperatur von 100° C erwärmt. Die tive Erhitzung unterhalb des Curiepunktes praktisch 55 Oberflächentemperatur des Rohres beträgt dann etwa nur in der Oberfläche des ferromagnetischen Kern- 240° C, eine Temperatur, bei der Haftvermittler in rohres erfolgt, lassen sich durch Anwendung hoher wenigen Sekunden vernetzt. Anschließend werden Energiedichten innerhalb kurzer Einwirkungszeit die Rohre gekühlt und wie üblich konfektioniert,
stark überhöhte Oberflächentemperaturen erzeugen, Vor allem bei größeren Rohrdurchmessern ist es bei denen die duroplastische Haftmittelschicht rasch 60 zweckmäßig, das Äthylencopolymerisat und die ausgehärtet wird. Die Temperatur in den tiefer gele- äußere PE-Schicht in bekannter Weise durch Wickeln genen Wandzonen des Kernrohres bleibt verhältnis- aufzubringen. Um eine vollflächige Verschweißung mäßig niedrig. Der Wärmeabfluß erfolgt bevorzugt in der Wickelanlagen sicherzustellen, ist dabei eine Vordas Kernrohr, so daß auch eine schädliche Über- wärmung des Kernrohres auf eine Temperatur nahe hitzung der thermoplastischen Umhüllung vermieden 65 dem Schmelzpunkt des PE zweckmäßig,
wird. Infolge der bevorzugten Erwärmung der Ober- Bei nichtferromagnetischen Stoffen sind in an sich fläche ist die mittlere Rohrtemperatur nach Abschluß bekannter Weise entsprechend hohe Frequenzen bei des induktiven Härtens des Duroplasthaftvermittlers der induktiven Erwärmung zu wählen.

Claims

L. mit einer oder mehreren thermoplastischen Kunst-Patentansprüche: stcffschichten ummantelt wird, insbesondere mit

1. Verfahren zum Herstellen eines aus einem einem aus siner inneren Schicht eines Äthylencopolymetallischen, insbesondere ferromagnetischen merisates und einer äußeren Polyathylenschicht be-Kernrohr und einer thermoplastischen KunststoS- 5 stehenden Mantel. .
ummantelung bestehenden Verbundrohres, wobei Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, insbesonauf die Oberfläche des Kernrohres eine als Haft- dere im Erdreich zu verlegende Rohre mit emem dem mittel dienende Schicht eines heißhärtenden duro- Schutz gegen Korrosion dienenden Überzug aus plastischen Harzes, z. B. eines Epoxyharzes oder einem thermoplastischen Kunststoff, wie Polyäthylen eines Phenol-Epoxyharzes aufgetragen wird, io oder Polyvinylchlorid zu versehen Die Verbindung welche mit einer oder mehreren thermoplaste des Überzuges mit dem metallischen Gegenstand sehen Kunststoffschichten ummantelt wird, ins- erfolgt meistens durch Verkleben Fur das Überziebesondere mit einem aus einer inneren Schicht hen kann der Kunststoff bekanntlich in emer Ringeines Äthylencopolymerisates und einer äußeren düse, durch die der langgestreckte Gegenstand hin-Polyäthylenschicht bestehenden Mantel, da- 15 durchgeführt wird, angebracht werden, nachdem durch gekennzeichnet, daß die heißhär- dieser auf die Verarbeitungstemperatur erwärmt und tende duroplastische Harzschicht nach beendetem dann mit einer Klebstoffschicht bedeckt worden ist. Aufbringen der thermoplastischen Kunststoff- Es ist auch bekannt, den Kunststoff in Form eines schicht in an sich bekannter Weise durch eine Folienbandes wendelförmig um Rohre zu wickeln induktive Erhitzung des Kerarohres ausgehärtet « (DT-PS 723 200, US-PS 2 700 631). Mit der DT-AS wird, wobei die induktive Erhitzung mit einer 1 228 052 ist es bekanntgeworden, als Klebemittel Energiedichte erfolgt, welche der Beziehung eine auf ein Stahlrohr aufgesinterte Polyäthylenpulverschicht zu verwenden, über welche ein extru-

150 diertes Polyäthylenband gewickelt wird.

■■ ^> Y 25 Zur Verbesserung der Haftung des Kunststoffüberzuges mit einem Stahlrohr wird mit der DT-OS

entspricht, in der 1 965 802 vorgeschlagen, auf das erwärmte Rohr

_w zunächst eine Epoxyharzschicht und darauf als Kleb-

E =■ Eneigiedichte -—-- und stoff eine Schicht eines Äthylencopolymerisates, z. B.

cm² 30 ein Acryläthylencopolymerisat, aufzubringen, die an-

s = Wandstärke des Kerarohres in cm schließend mit einem extrudierten thermoplastischen

Folienband umwickelt wird. Das Stahlrohr wird vor