DE2440086C3 - Verfahren und Vorrichtung zum inneren Abdichten von Rohrmuffenverbindungen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum inneren Abdichten von Rohrmuffenverbindungen

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DE2440086C3
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Karl-Friedrich 6000 Frankfurt Osten
Kurt 4100 Duisburg Peitz
Herbert Ing.(Grad.) 5602 Langenberg Wimmershoff
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MAIN-GASWERKE AG 6000 FRANKFURT
Rhein-Plastic-Rohr 5420 Lahnstein GmbH
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MAIN-GASWERKE AG 6000 FRANKFURT
Rhein-Plastic-Rohr 5420 Lahnstein GmbH
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    • B29C66/1286—Stepped joint cross-sections comprising at least one bevelled joint-segment
    • B29C66/12861—Stepped joint cross-sections comprising at least one bevelled joint-segment comprising at least two bevelled joint-segments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C66/71—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 characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2027/00—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2027/06—PVC, i.e. polyvinylchloride

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum inneren Abdichten von Rohrmuffenverbindungen, insbesondere der Stemmuffenverbindungen von Erdgasrohrleitungen, bei dem ein das Abdichtungsmittel tragender hohlzylindrischer und elastischer Dehnkörper in die Rohrleitung eingebracht, und das Abdichtungsmittel durch Aufweiten des Dehnkörpers mittel 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 und 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
für die Druckluftzuführung und mit Luftaustrittsöffnungen (9) sowie aus einem an dem Kern im entlasteten Zustand anliegenden und mit den stirnseitigen Enden (6) fest damit verbundenen schlauchförmigen Abschnitt (5) aus elastischem Werkstoff, wie Gummi od. dgl, gebildet ist und daß das Abdichtungsmittel auf einer den Dehnkörper umschließenden thermoplastischen Kunststoffhülse angeordnet ist und eine diese umgebende, nacii Art einer Manschette ausgebildete Hülle (12) aus elastischem Werkstoff, wie Gummi od, dgl, aufweist,
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Hülse (II) an ihrer Wandung mit zu ihrem 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. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhitzen der thermoplastischen Hülse (11) der Kern (4) des Dehnkörpers an seinem äußeren Umfang eine an eine elektrische Stromquelle anschließbare Heizdrahtwicklung (19) aufweist und daß die Innenseite der Hülse (11) mit ihrer gesamten Fläche eng an dem Schlauchstück (5) des Dehnkörpers anliegt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 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) miteinander verbunden sind.
MaD lahmen angewendet worden. Hierzu gehört die sogenannte »Sanierung« der alten Oisrohre, wobei flexible Rohre aus gasbeständigem Kunststoff in die verlegten Gasrohre eingebracht werden.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der US-PS 30 80 269 bekannt. Dabei wird auf die Innenoberfläche des auszukleidenden Rohres und auf das aus thermoplastischem Kunststoff bestehende flexible Rohr ein Klebstoff aufgebracht und nach Einführen des Kunststoffrohres in das Metallrohr wird ein aufblasbarer Dehnkörper in das flexible Rohr eingeführt. Bei gleichzeitiger Erwärmung des Kunststoffrohres und Andrücken durch den Dehnkörper an die Innenoberfläche des Metallrahmens erfolgt eine Verbindung durch Kleben.
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 22 12 330 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 20 40 838 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-Zeitschrift« 1973, Heft 11, wird auf den S. 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 gewikkelt 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 Rohrstrecken bereitet 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 hierfür dienende Vorrichtung zu schaffen, womit es ermöglicht wird, undicht gewordene Muffenverbindungen von Gasrohrleitungen in einfacher Weise 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, vorzugsweise 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 in angepreßtem Zustand bis zur Verfestigung abgekühlt wird, worauf der Dehnkörper aus der Rohrleitung entfernt wird.
Die Erwärmung der thermoplastischen Hülse kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung durch eine elektrische Widerstandserhitzung oder auf induktivem Wege erfolgen.
Die beispielsweise elektrische Erwärmung des aufzubringenden Materials ist dabei — wie eingangs erwähnt — an sich bekannt.
Durch das mit Hilfe des aufgeweiteten Dehnkörpers
ίο 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 Muffenspait 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 d=r Muffenverbindung nicht in aufwendiger Weise gereinigt werden muß. Eine zweckmäßige Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, daß der Dehnkörper aus einem starren zyhY.drisehen 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,
ίο wie Gummi od. dgl., gebildet ist, und daß das Abdichtungsmittel auf einer den Dehnkörper umschließenden thermoplastischen Kunststoffhülse angeordnet ist,' und eine diese umgebende nach Art einer Manschette ausgebildete Hülle aus elastischem Werk-.stoff, wie Gummi od. dgl., aufweist.
Zum Erhitzen der thermoplastischen Hülse ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß diese an ihrer Wandung mit zu ihrem Erhitzen dienenden Widerstandsheizelementen, wie metallischen Drähten oder Folienstreifen, versehen ist, welche mit durcl Zugeinwirkung von diesen trennbaren Leitungsdrähten an eine elektrische Stromquelle angeschlossen sind.
Eine andere Erhitzungsmöglichkeit wird dadurch geschaffen, daß der Kern des Dehnkörptrs an seinem äußeren Umfang eine an eine elektrische Stromquelle anschließbare Heizdrahtwicklung aufweist, und daß die Innenseite der Hülse mit ihrer gesamten Fläche eng an dem Schlauchstück anliegt. Dadurch wird es ermöglicht,
so daß die Beheizungsvorrichtung als Teil des Dehnkörpers immer wieder verwendet und ihre Wärme voll auf die Hülse übertragen werden kann.
Es können auch mehrere miteinander durch Zugmittel verbundene Dehnkörper mit ihren Abdichtungsmitteln im axialen Abstand hintereinander angeordnet und durch Druckluftleitungen und elektrische Zuleitungsdrähte miteinander verbunden sein. Damit wird im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen die Möglichkeit geschaffen, daß mehrere 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 und mit neuem Abdichtungsmittel versehen werden muß.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt
F i g. I einen Längsschnitt durch einen in das Gasrohr
eingebrachten Dchnkörper mit einer thermoplastischen Hülse, die mil einer elektrischen Widcrstandsbehcizung ausgerüstet ist.
F i g. 2 den gleichen Körper wie l· i g. 1 im expandierten Zustand.
F i g. 3 die abgedichtete Stemniuffenverbindiing.
Fig.4 einen Längsschnitt durch einen Dehnkörper, welcher eine elektrische Widerstandsheizwicklung aufweist, und
Γ i g. 5 den gleichen Körper wie F i g 4 im aufgeweiteten Zustand.
In die Rohrleitung 1 bzw. 2 ist in den Bereich der Slemmuffenvcrbindung 3 der aus dem starren zylindrischen Kern 4 und dem elastischen Schlauehstück 5 bestehende Dchnkörper eingeführt. Die hierfür dienenden Mittel sind nicht dargestellt. Die Stirnenden 6 des .Schlauchstückes sind mit dem Umfang des Kernes lest verbunden, /.. H. um cn Bandagen 7 oder uürtli 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 Luftaustritt 9 bzw. die Vertiefung 10 konzentrisch umgebend ist die aus Polyvinylchlorid bestehende Hülse 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. Die thermoplastische Hülse Il ist an ihrer 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 elektrischen 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
Ί 4, 5 in die Rohrleitung zunächst die Hülse 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 F i g. 2 veranschaulicht, wird dadurch das Schlauchstück
in 5 aufgeweitet, welches dadurch die plastisch gewordene Hülse 11 und mit diesem die Gummimanschettc 12 an die Rohrinnenwand gepreßt. Dabei verteilt sich die Abdichtungsmasse 13 und dringt zum Teil in den Muffenspalt ein. Nach Abkühlen der Hülse 11 wird die
ι? Verbindung der Drähte 17, 18 durch Zug gelöst. Das Abkühlen kann an ruhender Luft oder durch die Einwirkung der Druckluft erfolgen. Nach erfolgter
TCIICAtIgUMg UITI I IUI3C Il WIIU K1O3 OC 111 α UC 113IUC l\ -I
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 Fig. 3 besteht die Abdichtung dann aus der Gummimanschettc 12, gegebenenfalls mit der dauerplastischen Masse 14. welche ständig durch die unter innerer Spannung stehende Hülse 11 gegen den Muffcnspalt und die Rohrinnenwand gepreßt wird.
Die erf.r.dungsgemäße Ausführungsform gemäß F i g. 4 sieht vor, daß die zur Erhitzung der thermoplastischen Hülse 11 dienenden Widerstandsheizelemente in
jo Gestalt einer den Umfang des Kerne.; 4 umschließenden monofilen Heizdrahtwicklung 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 Schlauehstück 5 gebildeten Dehnkörpers ist. Die Funktionsweise ist die gleiche, wie in F i g. 5 veranschaulicht.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;
1. Verfahren zum inneren Abdichten von Rohrmuffenverbindungen, insbesondere der Stemmuffen- verbindungen von Erdgasrohrleitungen, 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 (4, 5) eine das Abdichtungsmittel (12, 14) tragende und den Dehnkörper umgebende Hülse (11) aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise 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 in angepreßtem Zustand bis zur Verfestigung abgekühlt wird, worauf der Dehnkörper aus der Rohrleitung entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch U dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Hülse (11) aus thermoplastischen Kunststoff durch elektrische Widerstandserhitzung oder auf induktivem Wege vorgenommen wird.
3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnkörper aus einem starren zylindrischen Kern (4) mit einem Anschlußkanal (8)
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