DE2335802A1

DE2335802A1 - Kunststoffbeschichtetes stahlrohr und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2335802A1
Application number: DE19732335802
Authority: DE
Inventors: Noboru Shima; Hiroyuki Tanabe; Yoshio Tsubouchi
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1972-07-25
Filing date: 1973-07-13
Publication date: 1974-02-14
Also published as: AU5731073A; US3877490A; JPS4931741A; CA996417A; GB1417594A; AU451638B2; DE2335802B2; NL161861C; NL161861B; NL7310300A

Description

J 3. Ju//

Z/Stl/OP 1298-3

UIPPOH EOKAH KABUSHIKI KAISHA Tokio / Japan

Kunststoffbeschichtetes Stahlrohr und Verfahren zu dessen Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Stahlrohr, welches mit einer Beschichtung aus Kunststoff, genauer gesagt mit einer korrosionswiderstandsfähigen Schicht aus Kunststoff und einer diese umgebenden Schutzschicht aus Kunststoff versehen ist» sowie auf ein Verfahren zur Herstellung dieses Stahlrohrs·

Das in 3?ig. 1 gezeigte herkömmliche kunststoffbeschichtete Stahlrohr besteht aus einem Stahlrohr 1, einer korrosionswiderstandsfähigen Schicht 3 aus Kunst-

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stoff, welche auf die Umfangsfläehe des Stahlrohrs auf-• gebracht ist, und aus einer Sphutzschicht 4 aus Kunststoff, welche die korrosionswiderstandsfähige Schicht 3 umgibt. Wenn die Enden zweier Stahlrohre 1 dieses Aufbaus miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen, so ist es notwendig, die Schutzschicht 4 von der korrosionswiderstandsfähigen Schioht 3 abzuschälen, die Endbereiche der korrosionswiderstandsfähigen Schichten zu entfernen, um die Enden der Stahlrohre freizulegen, um sodann eine neue korrosionswiderstandsfähige Schicht 5 aus Kunststoff aufzubringen, um die freigelegten Enden der Rohre und die Nahtstelle 6 abzudecken. Bei diesem herkömmlichen Aufbau der Beschichtung ist es jedoch außerordentlich schwierig, die Schutzschicht 4 abzuschälen, da diese infolge der Hitze, welche während der Ausbildung der Schutzschicht aufgebracht wird, mit der, korrosionswiderstandsfähigen Schicht 3 verschmilzt. Wenn die Schutzschicht und die korrosionswiderstandsfähige Schicht aus verschiedenartigen Kunststoffen oder aus gleichartigen Kunststoffen, jedooh von unterschiedlichem Polymerisationsgrad bestehen, oder wenn die Oberfläche der Schutzschicht ungleichmäßig ist, so wird darüberhinauB in dem verschmolzenen Bereich eine Spannung erzeugt, welche zu Spannungsbrüchen führt· Dies äußert sich jedoch darin, daß entweder die Schutzschicht oder die korroeionewiderstandsfähige Schicht oder sogar beide Schichten schadhaft werden·

Um das Absohälen zu erleichtern, und um das Auftreten von Spannungsbrüohen- oder Rissen zu vermeiden, hat die Anmelderin bereite eine lösung vorgeschlagen, welohe darin besteht, daß ein aus Polybuten bestehendes Trennmittel, welches eine Verschmelzung der beiden Sohichten verhindert, zwischen der korrosionswiderstandsfähigen Schioht und der Schutzschicht angeordnet wird. Ein der-

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artigeB aue Polybuten "bestehendes Trennmittel übt jedoch, bei erhöhter Temperatur eine Schmierwirkung aus, sodaß beim Transport oder beim vertikalen oder geneigten Anordnen des Stahlrohrs zwischen der Schutzschicht und £er korrosionswiderstandsfähigen Schicht eine gleitende Bewegung hervorgerufen wird, was die Handhabung des Rohres schwierig und gefährlich macht. Darüberhinaus nimmt die Viskosität von Polybuten mit zunehmender Temperatur ab, sodaß das am Ende des beschichteten Rohres austretende Polybuten diesen Endbereich beschmutzte· Da das austretende Polybuten klebrig ist, läßt es sich auch nur schwer entfernen·

Das Trennmittel nach der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der Unterschicht nach dem Stand der Technik und weist folgende außergewöhnliche Vorteile auf. Das zwischen der korrosionswiderstandsfähigen Schicht aus Kunststoff und der Schutzschicht aus Kunststoff anzubrin_T gende Trennmittel wird· nicht nur benötigt, um eine Verschmelzung zwischen der korrosionswiderstandsfähigen Schicht und der Schutzschicht ζμ verhindern, Bondern es verändert auch nicht die Kunststoffschichten, es verhindert eine Gleitbewegung zwischen dieaen Schichten, es erlaubt ein einfaches Abschälen der Schutzschicht von der korrosionswiderstandsfähigen Schicht, es ruft in keiner der beiden Schichten Spannungsbrüohe hervor, und es ist stabil gegen eine Veränderung der Umgebungstemperatur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Stahlrohr zu schaffen, welches mit einer korrosionswiderstandsfähigen Schicht aus Kunststoff und mit einer Schutzschicht aus Kunststoff versehen ist, die auf die korrosionswiderBtandefähige Schicht unter ZwiBchenfügung eines verbesserten Trennmittels aufgebracht ist, wel-

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ORIGINAL INSPECTED

ches die vorstehend genannten erstrebenswerten Eigenschaften aufweist.

Das neuartige Trennmittel nach der Erfindung "besteht aus einer homogenen Mischung aus zwei oder mehreren Kunststoffen der Olefingruppe, welche ein geringeres Kolekulargewicht als die zur Bildung der korrosionswiderstandsfähigen Schicht und der Schutzschicht verwendeten Kunststoffe aufweisen, welche sich bei Raumtemperatur unter Bildung eines Films verfestigen und welche hinreichende Klebeeigenschaften aufweisen, wie z.B. schweres Paraffinöl-Polybuten, Polypropylen und Polyäthylen. Durch die "Verwendung eines derartigen Trennmittels ist es möglich, einen Schlupf zwischen der korrosionswiderstandsfähigen Schicht und der Schutzschicht zu verhindern, was unvermeidbar ist, wenn ein Stahlrohr mit einer korrosionswiderstandsfähigen Schicht und einer Schutzschicht, welche unter Zwischenfügung eines Trennmittels in Form von Polybuten miteinander verbunden sind, transportiert, aufgehängt oder in geneigter Lage bewegt wird. Durch entsprechende Bestimmung des Erweichungspunktes des Trennmittels ist es möglich, eine Gleitbewegung zwischen der korrosionswiderstandsfähigen Schicht und der Schutzschicht zu vermeiden, welche durch ein Ansteigen der Umgebungstemperatur und durch die Hitze des die Rohrleitung durchströmenden Fluids hervorgerufen werden könnte. Darüberhinaus lassen sich die erfindungsgemäßen Stahlrohre auch einfach verlegen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtί

Fig. 1 einen teilweieen Längsschnitt, welcher die Art der Verbindung von herkömmlichen kunststoffbeschichteten Stahlrohren veranschaulicht ;

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Pig» 2 einen, teilweiseii Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Stahlrohr; und

Pig β 3 einen teilweisen Querschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsfori:i des eriindungsgemäßen Stahlrohrs_o

Hach den Pig. 2 und 3 ist ein Stahlrohr 11 mit einer aus einem Klebstoff "bestehenden Schicht Vc versehen, welcher durch ein geeignetes Beschichtungsverfiihren aufgebracht "wurde, .eine korrosionswiderstandsf eilige Schicht 13 aus Kunststoff ist "beispielsweise im Strangpreßverfahren auf die Klebstoffschient aufgebracht, eine aus einem trennmittel bestehende Schicht 14 ist auf die korrosionswiderstandsfähige Schicht Ί3 aufgebracht, und eine Schutzschicht 15 aus Kunststoff ist auf die Trennschicht 14 aufgebracht» Die Ausführungsformen nach den Figo 2 und 3 unterscheiden sich dadurch, daß die Oberfläche der Schutzschicht 15 in Pail der Pigo 2 glatt ist, wogegen sie im Pail der Pig„ 3 gerippt ist* Sei diesen Ausführung sls ei spiel en bestehen die korrosionswiderstandsfähige Schicht und die Schutsschicht aus Polyolefin, dessen Molekulargewicht niedriger als 1OcOOO ist. Es könnten aber ebensogut irgendwelche andere gleichwertige Kunststoffe verwendet werden,,

ifachfolgend werden einige bevorzugte Mischungen für das neuartige Trennmittel aufgeführt, ohne daß die Erfindung jedoch auf diese ausgewählten Ilischungen beschränkt wäre _β

Beispiel	1:	Polybiiten \	30	Gewichtsprozent
		Polypropylen	70	Il
Beispiel	2:	Polybuten	33	I!
		Polypropylen	57	1!
		Polyäthylen	10	H

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-jeispiel 3: Polypropylen Γ C ;,-evi <·.■·.tfy-rore:.*;

Polyäthylen ;"0 ^!l

iJeispiel 4: · Polypropylen ^Lz "

Polyäthylen ~ "

schweres Pa- ' -n ■' raffincl "

I.'-.chfolgend verclen die I-.olekvlari-avich-je der ein^el r.er. Bestandteile des Trennmittel ε angegeben.

Bestandteil I Io 1 elrul ·..:■ j :e wi ei: t

- ,'.CGC

Polyäthylen ^

Polypropylen 2.OCC -

l^ei-den v;ird ein Verfahren z:ur 'lioi-stellur-t; d jer.ixl-en Stahlrohrs beispielsweise erläutert:

Zunächst wird die Klebstoffschicht 12 auf das Stahlrohr 11 aufgebracht, und sedarm wird die >orrcsicnsviderstaiidcfahigfe Schicht 1J aus Polyäthylen luiter hohem Lruck exti'i·iliert, vj:. die Klebstoff schicht 12 zu beiecken. So- äerr. "..ird cii.es der ür&nr-r-iittel nach uer. ^eisiielen 1 bi£ - aui" eir.e Iei-τ. eratur von 1OC ° C ocer i:ehr erhitzt^ Ui'.d das geschmolzene Irenni:.ittel wird in einer !Dicke von 50 bis 300 uju auf die kcrrosionswiderstandsfahige Schicht 13 aufgetragen,, Sodann wire eine schutzschicht 15 aus Polyäthylen unter hohen Druck extrudiert, im die Trennschicht 14 zu bedecken^

Stahlroiire, welche in der zuvor beschriebenen w'eise mit Kunststoff schichten versehen worden waren, wurden iri geneigter Lage aufgehängt und in Rohrknie verformt, deren Krümmungsradius jeweils 40 mal größer als der Sohr-

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BAD ORfQiNAL

durchmesser war. In keinem I-'all konnte irgendeine Gleitbewegung zwischen der korrosionswiderstandsfähigen Schicht und der Schutzschicht festgestellt werden» Auch nachdem diese Rohre während eines längeren Zeitraums in einem auf 60⁰C einregulierten Bad gehalten wurden, konnte kein Austreten des Trennmittels an den Enden der Rohre festgestellt werden. Bei der Hontage ließ sich die Schutzschicht an den Rohrenden dariiberhinaut auch leicht abschälen.

Die physikalischen Eigenschaften der Trennmittel nach den vorstellend genannten Beispielen sind die folgenden. Handelsübliches rolyäthylen wurde einen Bruchspannungstest unterzogen, und es wurde festgestellt, daß innerhalb von 1.G00 Stunden kein RiS auftrat.

spezifisches Gewicht 0,87

Plamcpunkt 24O⁰C

Erweichungspunkt 133⁰C

Kadeleindringtiefe

bei 25⁰C 80

bei 130⁰C 1250 Viskosität

bei 150⁰C 480 cp

bei 180⁰C I90 cp

Das erfindungsgemäße kunststoffbeschichtete Stahlrohr veist folgende Vorteile auf.

1. Da das Trennmittel eine erhebliche Viskosität aufweist und bei Raumtemperatur fest ist, tritt zwischen der korrosionswiderstandefähigen Schicht und der SchutBSchioht keine Gleitbewegung auf, wenn die Rohre in üblicher Weise an der Baustelle installiert werden.

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2. 3ei normaler Umgebungstemperatur wird das Trennmittel nicht flüssig und tritt auch nicht aus.

5. Es treten keine Spannungsrisse auf, wenn Polyäthylen verwendet wird·

4· Pa es möglich ist, derartige billige Kunstharze von niedrigem Molekulargewicht der Polyolefingruppe, wie Polypropylen, zu verwenden, sind die Kosten des Trennmittels nieder, und sie sind besonders nieder, wenn schweres Paraffinöl verwendet v/ird.

5. Es ist möglich, eine Verschmelzung der korrosionswiderstandsfähigen Schicht mit der Schutzschicht vollkommen zu verhindern·

6· Da das Trennmittel aus einer Mischung von zwei oder mehreren Kunstharzen der Polyolefingruppe besteht, weist das Trennmittel selbst eine hohe Korrosionswiderstandsfähigkeit auf, welche mit derjenigen der herkömmlichen korrosionsbeständigen Beschichtungsmaterialien vergleichbar ist·

7· Da die Trennschicht eine höhere Lichtdurchlässigkeit aufweist als die herkömmlichen Unterschichten, ist die Farbe der korrosionsbeständigen Schicht sichtbar, was das Aussehen des Rohres verbessert.

Wenngleich die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert wurde, so ist zu berücksichtigen, daß diese vom Fachmann in mannigfacher Weise abgewandelt werden können, wobei gleichwohl von dem erfindungsgemäßen Lösungsprinzip Gebrauch gemacht wird·

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Claims

Patentansprüche

ι 1J Kunststoffbeschichtetes Stahlrohr mit einer inneren Korrosionsbeständigen Schicht aus Kunststoff, einer äußeren Schutzschicht aus Kunststoff und einer zwischen diesen beiden .Schichten angeordneten Schicht aus einem Trennmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmittel aus einer Mischung von zwei oder mehreren Kunstharzen der Polyolefingruppe besteht_} wobei diese Kunstharze ein niedrigeres Molekulargewicht aufweisen als die die korrosionsbeständige Schicht (13) und die Schutzschicht (15) bildenden Kunststoffe und bei Kaumtemperatur unter Bildung eines Films verfestigen«
2. Verfahren zur Herstellung eines kunststoffbeschichteten Stahlrohrs, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Stahlrohr eine korrosionsbeständige Schicht aus Kunststoff aufgebracht wird, daß auf die korrosionsbeständige Schicht eine Schicht aus einem Trennmittel aufgebracht wird, welches aus einer Mischung von zwei oder mehreren Kunstharzen der Polyolefingruppe besteht, und daß auf die aus dem Trennmittel bestehende Schicht eine Schutzschicht aus Kunststoff aufgebracht wird, wobei diese Kunstharze ein niedrigeres Molekulargewicht aufweisen als die zur Bildung der korrosionsbeständigen Schicht und der Schutzschicht verwendeten Kunststoffe und bei Raumtemperatur unter Bildung eines Films verfestigen»
3 ο Stahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

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net, daß das Trennmittel aus einer Mischung von zwei oder mehreren Kunstharzen der Polyolefingruppe mit schwerem
Paraffinöl besteht.
4· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmittel aus einer Mischung von zwei oder mehreren Kunstharzen der Polyolefingruppe mit schwerem
Paraffinöl besteht.
5. Stahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharze der Polyolefingruppe Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 500 bis 2.000, Polypropylen mit einem Molekulargewicht von 2.000 bis 8.000 und/
oder Polybuten mit einem Molekulargewicht von 200 bis
1.500 sind.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharze der Polyolefingruppe Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 500 bis 2.000, Polypropylen mit einem Molekulargewicht von 2,000 bis 8.000 und/
oder Polybuten mit einem Molekulargewicht von 200 bis
1.500 sind.

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