DE2440086A1 - Verfahren und vorrichtung zum inneren abdichten von rohrmuffenverbindungen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum inneren abdichten von rohrmuffenverbindungen

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DE2440086A1
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Kurt Peitz
Herbert Ing Grad Wimmersdorf
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MAIN GASWERKE AG
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum inneren Abdichten von Rohrmuffenverbindungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum inneren Abdichten von Rohrmuffenverbindungen, insbesondere der Stemmuffenverbindungen von Erdgasrohrleitungen, wobei ein das Abdichtungsmittel tragender hohlzylindrischer und elastischer Dehnkörper in die Rohrleitung eingebracht und das Abdichtungsmittel durch Aufweiten des Dehn.-körpers mittels Zufuhr von Druckluft an den.inneren Ringspalt der Muffenverbindung angepreßt wird, worauf der Dehnkörper entlastet und aus der Rohrleitung entfernt wird.
  • Bekanntlich weisen die Muffenverbindungen der seit vielen Jahrzehnten im Erdreich verlegten Rohre der städtischen Gasversorgungsnetze Abdichtungen auf, die aus Hanffasern in Form von Stricken bestehen. Ihre Dichtungswirkung beruht darauf, daß sie durch den Feuchtigkeitsgehalt des Stadtgases aufgequollen und dadurch unter hohem Druck in den Verbindungsspalt zwischen Muffe und Rohr gepreßt werden.
  • Seit aber die alte Gasversorgung umgestellt wird auf die neuzeitliche Versorgung mit Fern- und Erdgas, ergeben sich schwerwiegende Probleme dadurch, daß das Ferngas zu wenig Feuchtigkeit enthält und das Erdgas völlig trocken ist. Die Folge davon ist, daß die alten Faserabdichtungen austrocknen und die Muffenverbindungen undicht werden, wodurch sich die bekannten Gefahren, wie Vergiftungen und Explosionen, ergeben. Außerdem entstehen den Gasversorgungsunternehmen durch allmähliche Gasverluste in den Rohrnetzen beträchtliche wirtschaftliche Schäden.
  • Zur Beseitigung dieses Übelstandes sind verschiedene Maßnahmen angewendet worden. Hierzu gehört die sogenannte Sanierung der alten Gasrohre, wobei flexible Rohre aus gasbeständigem Kunststoff in die verlegten Gasrohre eingebracht werden. Es ist auch bekanntgeworden, das trockene Gas mit Wasser oder chemischen Mitteln zu befeuchten, damit die Faserdichtungen wieder quellen können. Bekannt ist ferner, die undicht gewordenen Muffenverbindungen von außen durch Einbringen von wirksamerem Dichtungsmaterial abzudichten. Die bisher bekannten Maßnahmen dieser Art sind jedoch mit den Nachteilen verbunden, daß sie beträchtliche Kosten verursachen, daß in vielen Fällen Straßenaufbrüche notwendig sind, die zu den bekannten Verkehrsbehinderungen führen, oder daß ihre Wirkung, z.B. bei der Gasbefeuchtung, nicht langanhaltend genug ist, so daß diese in gewissen Zeitabständen wiederholt werden muß.
  • Ein fernerhin bekanntes Verfahren besteht darin, daß der Ringspalt der Muffenverbindungen von innen her mit einem Abdichtungsmittel nachträglich abgedichtet wird. So wird beispielsweise gemäß der DT-OS 2 212 330 in die Rohrleitung ein als Packer bezeichnetes Gerät eingebracht, welches zwei im geringen Abstand voneinander angeordnete aufblähbare Blasen aufweist. Die Blasen legen sich im aufgeblähten Zustand abdichtend an die Innenwand des Rohres an und bilden so zwischen sich einen Ringraum, in welchem sich der Ringspalt der Muffenverbindung befindet. In den Ringraum wird dann mit dem "Packer" ein schnell dichtendes Abdichtungsmaterial eingebracht, welches unter Druck in die undichte Stelle der Muffenverbindung eingepreßt wird.
  • Mit der DT-OS 2 040 838 wird für das Ausbessern von undichten Rohrleitungen ein in das Rohr einführbarer zylindrischer Hohlkörper vorgesehen, der aus einem dehnbaren Werkstoff, z.B.
  • aus Gummi, besteht und auf seinem äußeren Umfang die Dichtungsmasse trägt. Diese wird durch Aufblasen des Hohlkörpers an die schadhafte Stelle des Rohres angepreßt.
  • In der "Neue DELIWA#Zeitschrift1:, 1973 Heft 11, wird auf den Seiten 502 bis 505 über ein neues Verfahren zur Gasrohrnetz-Sanierung berichtet, welches darin besteht, daß in die Rohrleitung und in den Bereich der Muffenverbindung ein aufblasbarer Dehnkörper eingebracht wird, um dessen Umfang eine mit einem polymerischen Kleber bedeckte Aluminiumfolie gewicke#lt ist. Diese Folie wird durch Aufblasen des Dehnkörpers an die Innenwand des Rohres angedrückt, wobei ein Teil des Klebers als abdichtendes Material in den Muffenspalt eindringt. Die Folie verhindert dabei das Zurückfließen des Klebers vor der Aushärtung und bleibt an dem polymerisierten Material haften. Sie soll so einen zusätzlichen Schutz bieten. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß das Umhüllen des Dehnkörpers mit der Folie wegen der hierauf befindlichen, relativ dicken Schicht des zähflüssigen Klebers mit Schwierigkeiten verbunden ist und daß das Einbringen des so vorbereiteten Dehnkörpers in die Rohrleitung sehr schnell erfolgen muß, damit ein vorzeitiges Polymerisieren des Klebers verhindert wird. Bei längeren Rohrstreckenbgeitet das erforderliche schnelle Einbringen Schwierigkeiten, außerdem kann dabei ein Teil des Klebers durch ungenaues Arbeiten vor Erreichen der Muffenverbindung von der Aluminiumfolie abgestreift werden. Ein sicheres Abdichten hängt daher weitgehend von der Geschicklichkeit der Arbeiter ab.
  • Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren sowie eine hia'für dienende Vorrichtung zu schaffen, womit es ermöglicht wird, undicht gewordene#Muffenverbindungen von Gasrohrleitungen in einfacher-Wexse von innen her abzudichten, ohne daß dabei die erwähnten Nachteile auftreten, und womit eine sichere Abdichtung über einen langen Zeitraum gewährleistet wird.
  • Ausgehend von dem bekannten Verfahren, wobei ein das Abdichtungsmittel tragender Dehnkörper in die Rohrleitung bis zu der undichten Muffenverbindung eingebracht wird, besteht die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe darin, daß mit dem Dehnkörper eine das Abdichtungsmittel tragende und den Dehnkörper umgebende Hülse aus thermoplastischem Kunststoff, vzw. Polyvinylchlorid, in den Bereich der Muffenverbindung gebracht, auf Erweichungstemperatur erwärmt, dann durch Aufweiten des Dehnkörpers zusammen mit dem Abdichtungsmittel an die Rohrinnenwand angepreßt und anschließend abgekühlt wird, worauf der Dehnkörper aus der Rohrleitung entfernt wird.
  • Die Erwärmung der thermoplastischen Hülse kann gemäß dem weiteren Merkmal der Erfindung durch eine an sich bekannte elektrische Widerstands erhitzung oder auf induktivem Wege erfolgen.
  • Durch das mit Hilfe des aufgeweiteten Dehnkörpers erfolgte radiale Expandieren der plastisch gewordenen Kunststoffhülse und durch seine Verfestigung infolge des anschließenden Abkühlens entstehen in diesem vorwiegend radial gerichtete Spannungen, durch welche das ihn bedeckende Abdichtungsmittel ständig fest gegen die Rohrinnenwand und gegen den Muffenspalt gepreßt wird. Die Hülse verbleibt somit als unlösbares, unter Spannung stehendes Stützmittel für die Abdichtung in dem Gasrohr. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem bekannten Verfahren besteht ferner darin, daß die Rohrleitung im Bereich der Muffenverbindung nicht in aufwendiger Weise gereinigt werden muß.
  • Eine zwecknäßige Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, daß der Dehnkörper aus einem starren zylindrischen Kern mit einem Anschlußkanal für die Druckluftzuführung und mit Luftaustrittsöffnungen sowie aus einem an dem Kern im entlasteten Zustand anliegenden und mit den stirnseitigen Enden fest damit verbundenen schlauchförmigen Abschnitt aus elastischem Werkstoff, wie Gummi oder dgl., gebildet ist, und daß das Abdichtungsmiftel aus einem den Dehnkörper umschließenden Rohrabschnitt aus thermoplastischem Kunststoff, vzw. Polyvinylchlorid, und einer diesen umgebenden nach Art einer Manschette ausgebildeten H. üll e aus elastischem Werkstoff, wie Gummi oder dgl., besteht.
  • Zum Erhitzen des thermoplastischen Rohrabschnittes ist mit dem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß dieser an seiner Wandung mit zu seinem Erhitzen dienenden Widerstandsheizelementen, wie metallischen Drähten oder Folienstreifen, versehen ist, welche mit durch Zugeinwirkung von diesen trennbaren Leitungsdrähten an eine elektrische Stromquelle angeschlossen sind.
  • Eine andere vorteilhafte Erhitzungsmöglichkeit wird dadurch geschaffen, daß der Kern des Dehnkörpers an seinem äußeren Umfang eine an eine elektrische Stromquelle anschließbare Heizdrahtwicklung aufweist, und dass die Innenseite des Rohrstückes mit ihrer gesamten Fläche eng an dem Schlauchstück anliegt. Dadurch wird es ermöglicht, daß die Beheizungsvorrichtung als Teil des Dehnkörpers #immer wieder verwendet und ihre Wärme voll auf den Rohrabschnitt übertragen werden kann.
  • Die Erfindung sieht ferner vor, daß mehrere miteinander durch Zugmittel verbundene Dehnkörper mit ihren Abdichtungsmitteln im axialen Abstand hintereinander angeordnet und durch Druckluftleitungen und elektrische Zuleitungsdrähte aneinander angeschlossen sind. Damit wird im Gegensatz zu den bekannten Einrichtung'en die Mögliclkeit geschaffen, daß mehrele Muffenverbindungen, z. B. eines langen Leitungsstranges, nacheinander in einem Arbeitsgang abgedichtet werden können, ohne daß der Dehnkörper jeweils für das Abdichten einer weiteren Verbindung aus der Rohrleitung herausgezogen Ifnd mit neuem Abdichtungsmittel versehen werden muß.
  • In den Zeichnungen sind zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Abb. 1 einen Längsschnitt durch einen in das Gasrohr eingebrachten Dehnkörper mit einem thermoplastischen Rohrabschnitt, der mit einer elektrischen Widerstandsbeheizung ausgerüstet ist.
  • Abb. 2 den gleichen Körper wie Abb. 1 im expandierten Zustand.
  • Abb. 3 die abgedichtete Stemmuffenverbindung.
  • Abb. 4 einen Längsschnitt durch einen Dehnkörper, welcher eine elektrische Widerstandsheizwicklung aufweist, und Abb. 5 den gleichen Körper wie Abb. 4 im aufgeweiteten Zustand.
  • In die Rohrleitung 1 bzw. 2 ist in den Bereich der Stemmmuffenverbindung 3 der aus dem starren zylindrischen Kern 4 und dem elastischen Schlauchstück 5 bestehende Dehnkörper eingeführt. Die hierfür dienenden Mittel sind nicht dargestellt. Die Stirnenden 6 des Schlauchstückes sind mit dem Umfang des Kernes fest verbunden, z.B. durch Bandagen 7 oder durch Aufvulkanisieren. Der Kern weist den Kanal 8, der an eine nicht dargestellte Druckluftleitung angeschlossen ist, und den Druckluftaustritt 9 auf, der in eine Vertiefung 10 am Umfang des Kernes 4 mündet. Den LuStaustritt 9 bzw. die Vertiefung 10 konzentrisch umgebend ist der ~aus Polyvinylchlorid bestehende Rohrabschnitt 11 angeordnet, der seinerseits von der Gummimanschette 12 konzentrisch umgeben ist.
  • Letztere weist für die zu erfolgende Abdichtung mit der Innenwand der Gasrohre die Rippen 13 auf. An der Außenfläche der Manschette 12 befindet sich zur Unterstützung der Abdichtung die plastisch bleibende Masse 14, die jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Der thermoplastische Rohrabschnitt 11 ist an seiner Außen- und Innenwand mit axial und im Abstand nebeneinander angeordneten metallischen schmalen Folienstreifen 15 in monofiler Wicklung versehen, deren Enden mit den Zuleitungsdrähten 17, 18 für den iektrischen Heizstrom verbunden sind. Diese Drähte bzw. ihre Verbindungen sind so beschaffen, daß sie-durch einen von außerhalb der Gasrohrleitung erfolgenden Zug von den Folienstreifen 15 abgetrennt werden können, wenn die Abdichtung fertiggestellt ist.
  • Das Abdichten des Muffenspaltes 16 erfolgt in der Weise, daß nach erfolgtem Einbringen des Dehnkörpers 4, 5 in die Rohrleitung zunächst der Rohrabschnitt 11 durch Erhitzen mittels der Widerstandsheizstreifen 15 in den plastischen Zustand versetzt wird. Nach Abschalten des Stromes wird dem Kern 4 Druckluft zugeführt. Wie in Abb. 2 veranschaulicht, wird dadurch das Schlauchstück 5 aufgeweitet, welches dadurch den plastisch gewordenen Rohrabschnitt 1 und mit, diesem die Gummimanschette 12 an die Rohrinnenwand anpreßt. Dabei verteilt sich die Abdichtungsmasse 13 und dringt zum Teil in den Muffenspalt ein. Nach Abkühlen des Rohrabschnittes 11 wird die Verbindung der Drähte 17, 18 durch Zug ge#löst. Das Abkühlen kann an ruhender Luft oder durch die Einwirkung der Druckluft erfolgen. Nach erfolgter Verfestigung des Rohrabschnittes 11 wird das Schlauchstück 5 druckentlastet, so daß sich dieses wieder an Kern 4 anlegt, und die Verbindung der Drähte 17, 18 gelöst. Anschließend wird der Dehnkörper aus der Rohrleitung gezogen. Gemäß Abb. 3 besteht die Abdichtung dann aus der Gummimanschette 12, ggf. mit der dauerplastischen Masse 14, welche ständig durch den unter innerer Spannung stehenden Rohrabschnitt 11 gegen den Muffenspalt und die Rohrinnenwand gepreßt wird.
  • Die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß Abb. 4 sieht vor, daß die zur Erhitzung des thermoplastischen Rohrabschnittes 11 dienenden Widerstandsheizelemente in Gestalt einer den Umfang des Kernes 4 umschließenden monofilen Heizdrahtwloklung 19 ausgebildet ist, welche wie zuvor mit den Zuleitungsdrähten 17, 18 verbunden ist. Damit wird ermöglicht, daß das Heizelement wiederholt verwendet werden kann, da es ein Teil des aus dem Kern 4 und dem elastischen Schlauchstück 5 gebildeten Dehnkörpers ist. Die Funktionsweise ist die gleiche, wie in Abb. 5 veranschaulicht.
  • - Patentansprüche -

Claims (6)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zum inneren Abdichten von Röhrmuffenverbindungen, insbesondere der Stemmuffenverbindungen von Erdgasrohrlei tungen, bei dem ein das Abdichtungsmittel tragender hohlzylindrischer und elastischer Dehnkörper in die Rohrleitung eingebracht und das Abdichtungsmittel durch Aufweiten des Dehnkörpers mittels Zufuhr von Druckluft an den inneren Ringspalt der Muffenverbindung angepreßt wird, worauf der Dehnkörper entlastet und aus der Rohrleitung entfernt-wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Dehnkörper eine das Abdichtungsmittel tragende und den Dehnkörper umgebende Hülse aus thermoplastischem Kunststoff, vzw. Polyvinylchlorid, in den Bereich der Muffenverbindung gebracht, auf Erweichungstemperatur erwärmt, dann durch Aufweiten des Dehnkörpers zusammen mit dem Abdichtungsmittel an die Rohrinnenwand angepreßt und anschließend abgekühlt wird, worauf der Dehnkörper aus der Rohrleitung entfernt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß die Erwärmung der thermoplastischen Kunststoffhülse in an sich bekannter Weise durch elektrische Widerstandserhitzung oder auf induktivem Wege vorgenommen wird.
  3. 3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnkörper aus einem starren zylindrischen Kern(4) mit einem Anschlußkanal (8) für die Druckluft,zuf~uhrung und mit Luftaustrittsöffnungen (9) sowie aus einem än dem Kern im entlasteten Zustand anliegenden und mit den stirnseitigen Enden (6) fest, damit verbundenen schlauchförmigen Abschnitt (5) aus elastischem Werkstoff, wie Gummi oder dgl., gebildet ist und daß das Abdichtungsmittel aus einem den Dehnkörper umschließende#n Rohrabschnitt (11) aus thermoplastischem Kunststoff-, bzw, Polyvinylchlorid, und aus einer diesen umgebenden, nach Art einer Manschette ausgebildeten Hülle (12) aus elastischem Werkstoff, wie Gummi oder dgl., besteht.
  4. 4. Vorrichtung nach anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplastische Rohrabschnitt (11) an seiner Wandung mit zu seinem Erhitzen dienenden Widerstandsheizelementen, wie metallischen Drähten oder Folienstreifen (15) versehen ist, welche mit durch Zugeinwirkung von diesen trennbaren Leitungsdrähten (17, 18) an eine elektrische Stromquelle angeschlossen sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhitzen des thermoplastischen Rohrabschnittes (11) der Kern (4) des Dehnkörpers an seinem äußeren Umfang eine an eine elektrische Stromquelle anschließbare Heizdrahtwicklung (19) aufweist und daß die Innenseite des Rohrabschnittes (11) mit ihrer gesamten Fläche eng an dem Schlauchstück (5) des Dehnkörpers anliegt.
  6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere miteinander durch Zugmittel verbundene Dehnkörper (4, 5) mit ihren Abdichtungsmitteln (11, 12 bzw. 14) im axialen Abstand hintereinander angeordnet und durch Druckluftleitungen und elektrische Zuleitungsdrähte (17, 18) aneinander angeschlossen sind.
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