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Verfahren zur Außenisolation von Rohrleitungs-Schweißnshten Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines schnell härtenden, elektrisch nicht
leitenden Isoliermittels auf die Außenwände von Rohrleitungen, insbesondere Stahirohrleitungen,
im Bereich der Schweißnahte, die vor dem Einbringen der Rohre ins Erdreich hergestellt
werden, wobei als Isoliermittel ein pastöses, reaktionsaushärtendes Produkt verwendet
wird.
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Es ist bekannt, daß beim Bau von Rohrleitungen, insbesondere Stahlrohrleitungen,
die zum Transport gasförmiger oder flüssiger Medien über größere Entfernungen benutzt
werden sollen, die vom Herstellerwerk gelieferten Rohrenden an der Leitungsbaustelle
miteinander verschweißt werden müssen. Es ist ferner bekannt, daß die Rohrleitungen
zum Schutz gegen Korrosion mit einer äußeren Isolier- bzw.
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Schutzschicht versehen werden. Für diesen Zweck werden u.a. bituminöse
und Kunststoff-Produkte verwendet, die entweder vom Rohrhersteller oder auf der
Baustelle in bekannter Weise auf die Rohre aufgebracht werden. In neuerer Zeit wird
neben diesem passiven Korrosionsschutz der Rohre in zunehmendem Maße der aktive
Korrosionsschutz mit Hilfe kathodischer Schutzeinrichtungen angewandt, um die Haltbarkeit
und Betriebssicherheit solcher Rohrleitungen über engere Zeiträume zu gewährleisten,
da erfahrungsgemäß die äußeren Isolier- bzw. Schutzschichten während oder nach der
Rohrverlegung beschädigt werden können. Der bestmögliche Korrosionsschutz ist u.a.
deshalb notwendig, weil die in den Rohren transportierten Medien häufig unter erheblichem
Überdruck stehen und/oder weil beim Undichtwerden der Leitungen die Gefahr der Umweltverschmutzung
besteht.
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Für eine wirtschaftlich optimale Anwendung des aktiven Korrosionsschutzes
ist es jedoch erforderlich, daß die metallischen Rohrleitungen in ausreichendem
Maße mit einer elektrisch nicht leitenden Isolier- bzw. Schutzschicht umkleidet
sind. Diese Forderung läßt sich bezüglich des größten Teiles der Leitungen z.B.
dadurch erfüllen, daß die Rohre bereits beim Herstellerwerk entsprechend beschichtet
werden. Wegen der Notwendigkeit, eine Vielzahl von
Rohrenden am
Verlegungsort der Leitung miteinander zu verschweißen, ist es jedoch zweckmäßig
bzw. notwendig, die äußersten Enden der einzelnen Rohrenden zunächst unisoliert
zu lassen. Diese jeweils relativ kurzen Rohrstücke müssen nach Durchführung der
Schweißarbeiten nachisoliert werden. Eine Nachisolierung durch Auftragen des Isoliermittels
von Hand ist aber nicht nur relativ zeitraubend, sie hat auch den Nachteil, daß
die aufgetragene Schutzschicht häufig eine ungleichmäßige bzw. von der der maschinell
aufgetragenen Schicht abweichende Dicke aufweist, und daß die Oberfläche der manuell
aufgebrachten Schutzschicht eine rauhe Oberfläche aufweist. Insbesondere das zuletzt
genannte Merkmal ist vor allem in den nachstehend genannten Fällen häufig die Ursache
von Beschädigungen der Isolier- und Schutzschicht, die die Anwendung des kathodischen
Korrosionsschutzes erheblich beeinträchtigen oder sogar seine Anwendung unmöglich
machen können: Beim Verlegen von Rohrleitungen ist es bekanntlich unvermeidlich,
Straßen- und Eisenbahnstrecken zu kreuzen. Um Störungen dieser Verkehrswege während
des Leitungsbaues so weit als möglich zu vermeiden, hat man Verfahren sowie Vorrichtungen
entwickelt, um die Rohrstränge in einer den Sicherheitsvorschriften entsprechenden
Tiefe unter diesen Verkehrswegen durch das Erdreich zu pressen, wobei in den meisten
Fällen mehrere miteinander verschweißte und im Bereich der Schweißnähte nachisolierte
Rohrenden verpreßt werden müssen. Bei solchen Arbeiten hat sich herausgestellt,
daß die unebene Oberfläche der Nachisolierung eine bevorzugte Angriffsfläche für
Beschädigungen der Isolier- und Schutzschicht darstellt, deren Größe bzw. Gewichtigkeit
von der Beschaffenheit des Erdreiches, durch das der Rohrstrang gepreßt wird, abhängig
ist. Ursache dieser Beschädigungen, die in Extremfällen in einem weitgehenden Abtrag
der Nachisolierung bestehen können, sind die beim Durchpressen auftretenden Reibungskräfte,
die an der rauhen Oberfläche der Nachisolierung ein Mehrfaches der an der glatten
Oberfläche der maschinell isolierten Rohrenden angreifenden Reibungskräfte betragen
können.
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Das Vorhandensein von Beschädigungen bzw. Fehlstellen in der Isolierung
der verpreßten Rohre kann durch rlessung des elektrischen Widerstandes und der Polarisierbarkeit
des Rohrstranges festgestellt werden. Wenn sich dabei Fehlstellen zeigen, muß das
-Durchpressen - nach entsprechender Verlängerung des Rohrstranges - so lange fortgesetzt
werden, bis die vorstehend genannten Messungen zeigen, daß die Rohre mit Sicherheit
kathodisch geschützt werden können. Dies gilt in besonders hohem Maße für Kreuzungen
der Rohrleitung mit Gleichstrom-Schienenwegen, da bei diesen die Gefahr der Leitungskorrosion
durch vom Schienenstrang ausgehende Streuströme besonders groß ist. Da das Pressen
von Rohrleitungen durch Erdreich einen außerordentlich hohen Aufwand an Spezialmaschinen
und Fachpersonal erfordert im Vergleich zur Leitungsverlegung in offenen Gräben,
können die an den verpreßten Rohren auftretenden Isolierschäden den Leitungsbau
sowohl kosten- als auch terminmäßig erheblich belasten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Beschädigung der Nachisolierungen
von Rohrleitungen im Bereich der Schweißnähte weitestgehend zu verhindern, die insbesondere
durch das Auftreten hoher Reibungskräfte beim Pressen von Rohrsträngen durch Erdreich
auftreten können.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Isoliermittel mit Hilfe
einer Plane, die vorzugsweise aus wärmebeständigem Kunststoff besteht, in gleichmäßiger
Dicke auf das zu isolierende Rohrstück aufgebracht wird, wodurch gleichzeitig bewirkt
wird, daß die Oberfläche des Isoliermittels vollkommen glatt und homogen ist, so
daß keine besonderen Angriffspunkte für Reibungskräfte vorhanden sind.
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Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zum Aufbringen
eines schnell härtenden, elektrisch nicht leitenden Isoliermittels auf die Außenwände
von Rohrleitungen3 insbesondere Stahlrohrleitungen, im Bereich der Schweißnahte,
die vor dem Einbringen der
Rohre ins Erdreich hergestellt werden,
wobei als Isoliermittel ein pastöses, reaktionsaushärtendes Produkt verwendet wird,
das d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ist, daß das Isoliermittel, ggf. nach
Vorspachteln, auf das beiderseits der Rundschweißnaht nicht isolierte Rohrstück
mit Hilfe einer Plane aufgebracht wird, die unter dem Rohr hindurchgeführt ist,
und die nach dem Auftragen des Isoliermittels auf das Rohr und/oder die Plane derart
um das Rohr herumgezogen und angepreßt wird, daß die zwischen Rohrwand und Plane
befindliche Isoliermittelschicht die gleiche Dicke und glatte Oberfläche auSweist,
wie die im übrigen Bereich auf den Rohren befindliche Isolierung.
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Bei der Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß insbesondere
eine Plane verwendet, die fünf bis fünfzehn cm, vorzugsweise acht bis zwölf cm breiter
ist als das zu isolierende Rohrstück, und deren Länge mindestens das eineinhalbfache
des Rohrumfanges beträgt. Diese Plane besteht vorzugsweise aus wärmebeständigem
Kunststoff.
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An Hand der Figuren 1 und 2, in denen verschiedene Stadien des Verfahrens
schematisch dargestellt sind, und in denen gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern
bezeichnet sind, wird die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im einzelnen
erläutern.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Rohrstück (1), in dessen mittlerem
Teil sich eine Rundschweißnaht (2) befindet, an der zwei Rohrenden miteinander verschweißt
worden sind. Die auf den Rohrenden vorhandene Isolierung reicht nur bis zu den Stellen
(3), (4), d.h., der von diesen beiden Umfangstellen begrenzte Teil des Rohrstückes
(1), in dem die Schweißnaht (2) liegt, muß nach Ausführung der Schweißarbeiten isoliert
werden. Das geschieht erfindungsgemäß in der Weise, daß eine Plane, vorzugsweise
eine wärmebest#ndige Plastikfolie (5), deren Enden auf die Rollen (6) und (7) aufgewickelt
sind, unter dem Rohr (1) hindurchgeführt wird. Die Abmessungen der Plane (5) werden
so bemessen, daß ihre Breite vorzugsweise acht bis zwölf cm größer ist als die Breite
des zu isolierenden Rohrabschnittes, d.h., die Plane bzw. Plastikfolie überdeckt
beim späteren Anpressen auf jeder Seite vier bis sechs cm der ursprünglichen Isolierschicht.
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Die Länge der Plane bzw. Folie (5) beträgt mindestens das eineinhalbfache
des Rohruinfanges und ist auf die Rollen (6) und (7) aufgewickelt.
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Zur Durchführung der Isolierarbeiten wird zunächst ein Teil des insgesamt
benötigten pastösen Isoliermittels auf die unter dem zu isolierenden Teil des Rohrstückes
durchhängende Folie (5) aufgetragen und die Folie (5) im Bereich der Rohrunterseite
durch Anheben der Folie (5) fest an das Rohr angepreßt. Nach dem Auftragen weiterer
Mengen Isoliermittel auf die Folie (5) beiderseits des Rohres - in Figur 1 durch
die Masse (8) dargestellt -wird die Folie fortlaufend höher und um das Rohrende
(1) herumgezogen. Die Folie (5) wird derart auf die Rollen (6) und (7) aufgewickelt,
daß ein Ende - in den Figuren 1 und 2 das auf Rolle (7) aufgewickelte Ende - nur
so lang ist, daß es nach dem Abrollen wenig über den Scheitelpunkt des Rohres hinausreicht,
dort - bei (9) in Figur 2 - aufgelegt und mit Hilfe des auf der anderen Rolle (6)
befindlichen, längeren Endes auf dem neu isolierten Rohrstück angepreßt werden kann.
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Die Menge des für eine Isolierung benötigten Isoliermittels läßt sich
relativ genau aus der Oberflächengröße des zu isolierenden Rohrstückes und der Dicke
der vorhandenen, benachbarten Isolierschicht berechnen. Die insgesamt verwendete
Isoliermasse wird so bemessen, daß die nachträglich aufgebrachte Isolierschicht
etwa die gleiche Dicke hat, wie die bereits vorhandene Isolierung. Um eine gute,
haltbare Anbindung der neuen Isolierung an die vorhandene zu erreichen, ist es zweckmäßig,
eine geringe Menge des aufgebrachten Isoliermittels überlappend in dünner Schicht
auf die vorhandene Isolierung aufzubringen. Um die seitliche Ausbreitung dieser
dünnen Schicht zu begrenzen, und um ein seitliches Verrutschen der Folie (5) während
des Auftragens sowie des Aushärtens der Isoliermassen zu verhindern, werden zweckmäßigerweise
auf die vorhandenen Isolierungen beiderseits der Schweißnaht im Bereich der seitlichen
Kanten der Folie (5) zwei Klebestreifen (lo) und (11) aufgebracht, an denen die
Folie haftet.
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Nach dem Aushärten des Isoliermittels wird die Folie (5) abgezogen.
Das gleiche gilt für die Klebestreifen (wo), (11), wenn solche verwendet wurden.
Die Folie (5) kann praktisch beliebig wiederverwendet werden.
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Als Isoliermittel werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelsübliche,
pastöse, reaktionsaushärtende Produkte verwendeta deren Komponenten unmittelbar
vor der Ausführung der Isolierarbeiten vermischt werden. Zweckmäßigerweise verwendet
man Produkte, die eine kurze Aushärtungszeit haben, um die Rohrverlegung bzw. das
Verpressen des Rohrstranges so wenig wie möglich zu verzögern. Bei der Verwendung
solcher Produkte steht bekanntlich nur eine sehr kurze Zeitspanne zwischen dem Vermischen
und dem Beginn des Aushärtens zur Verfügung, in der das Isoliermittel aufgetragen
werden kann. Auch unter diesem Gesichtspunkt stellt das erfindungsgemäße Verfahren
einen bedeutenden Fortschritt gegenüber dem bisher üblichen Auftrag des Isoliermittels
von Hand dar: Mit Hilfe der Folie kann auch an der Unterseite des Rohres, die auf
einer Baustelle bzw. in einer Baugrube häufig schwierig zugänglich ist, mit Sicherheit
und gleichzeitig mit der gebotenen Schnelligkeit ein vollständiger und gleichmäßiger
Auftrag des Isoliermittels erreicht werden. Dabei ist es nicht notwendig, das Isoliermittel
ursprünglich schon in gleichmäßiger Dicke auf die Folie bzw. im oberen Teil des
Rohres ggf.
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auf das Rohr aufzubringen. Eine gleichmäßige Schichtdicke der Isoliermasse
wird vielmehr durch das Anpressen und ggf. Ankleben der Folie erreicht - im Bedarfsfall
unterstützt durch einen äußeren Druck auf die Folie, wenn ausnahmsweise eine übergroße
Menge der Isoliermasse an einer Stelle aufgebracht wurde.
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Die Folie bewirkt in jedem Fall, daß die Oberfläche der nachträglich
aufgebrachten Isolierung völlig glatt ist, so daß in diesem Bereich keine besonderen
Angriffspunkte für die beim Pressen eines solchen Rohrstranges durch das Erdreich
auftretenden Reibungskräfte vorhanden sind.
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Versuche haben gezeigt, daß mit diesem neuen Verfahren eine sehr beträchtliche
Ersparnis sowohl bezüglich der Material- und Personalkosten als auch des Zeitaufwndes
erzielt werden kann, wie die nachstehenden Angabe zeigen: Für die bisher gebräuchliche
Nachisolierung durch Auftrag des Isoliermittels von and (Spachteln) wurden je Schweißnaht-Bereich
rund vier Stunden benötigt. Durch Anwendung des erfindungsgemaßen Verfahrens verkürzt
sich diese Zeit auf etwa eine Stunde. Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens
ergibt sich daraus, daß im allgemeinen eine größere als die ttschlic benötigte Menge
Isoliermittel angesetzt wird, deren nicht verbrauchter Teil wegen der schnellen
Aushärtung verworfen werden muß. Da das Spachteln üblicherweise in vier Arbeitsgangen,
d.h., mit viermaligem Isoliermittel-Ansatz durchgeführt wurde, während die Nachisolierung
nach dem neuen Verfahren in einem bzw. maximal zwei Arbeitsgängen (wenn im unmittelbaren
Bereich der Schweißnaht vorgespachtelt wird) erfolgt, ist ersichtlich, daß durch
die Verringerung der Zahl der Arbeitsgänge eine Materialersparnis eintritt, die
bei Versuchen etwa 30 ß betrug.
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Die Zeit- und Kostenersparnisse, die dadurch erzielt werden, daß beim
Verpressen der errindungsgemeß nachisolierten Rohre nur noch in Ausnahmefällen den
kathodischen Schutz beeinflussende Schäden auftreten, sind noch wesentlich bedeutungsvoller.
Beim Verpressen der von Hand nachisolierten Rohre ist es erfahrungsgemäß häufig
nötig gewesen, drei bis vier zusätzliche Rohrlängen von z.B. je 12 m Länge nachzupressen,
bis die notwendige Isolierqualität erreicht war, wobei die Isolierqualität nach
dem Einpressen jedes einzelnen Rohres geprüft werden mußte. Da die Kosten für das
Verpressen und die Isolationsprüfung pro Rohrlänge (z.B. 12 m) mehrere tausend DM
betragen, und da der Zeitaufwand hierfür im Durchschnitt etwa 8 bis lo Stunden beträgt,
ist ersichtlich, welche Vorteile das erfindungsgemäße Verfahren auSweist, durch
dessen Anwendung die Notwendigkeit von Nachpressungen entfällt.