DE2547032A1

DE2547032A1 - Verfahren zur herstellung von mit polytetrafluoraethylen ausgekleideten stahlrohren oder armaturen

Info

Publication number: DE2547032A1
Application number: DE19752547032
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl Chem Langer
Original assignee: MERKEL KG MARTIN
Current assignee: MERKEL KG MARTIN
Priority date: 1975-10-21
Filing date: 1975-10-21
Publication date: 1977-04-28

Description

Verfahren zur Herstellung von mit Polytetrafluor-
äthylen ausgekleideter Stahlrohren oder Armaturen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Polytetrafluorathylen ausgekleideten Stahlrohren oder Armaturen durch Beschichtung der zu verbindenden Oberflächen mit einem Kunststoffmaterial und Herstellung der Verbindung durch Druckbeaufschlagung, nach Patent ....... (Patentanmeldung P 23 50 787.1).
Für den Transport von aggressiven Medien od. dgl.
werden im Rohrleituugsbau mit Polytetrafluoräthylen ausgekleidete Rohre eingesetzt, wozu hauptsächlich glasfaserverstärkte Kunststotfrohre mit Polytetrafluoräthylen ausgekleidet werden. Letztere haben jedoch eine Temperaturbeständigkeit, die bei maximal 140°C liegt, wohingegen man in der chemischen Industrie die hierfür verwendeten brennbaren kunststoffe nicht immer gebrauchen kann und aufgrund der Gefahrlichkeit der verschiedenen Durchflußmedien Rohre mit Stalllmanteln verwenden sollte.
Im Gegensatz zu den mit l'olytetrafluorathylen ausgekleideten glasfaserverstärkten Kunststoffrohren, bei denen ohne weiteres ein Festverbund zwischen dem Polytetrafluorättiylen und dem Kunststoffrohr hergestellt werden kann, ist es bisher nicht möglich gewesen, einen Festverbund zwischen dem Polytetrafluorätylen und einem Stahlmantel wirtschaftlich herzustellen.
Wegen des unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten war es bisher nicht möglich, großere Sinzelrohrstücke aus Stahl, die mit Polytetrafluoräthylen ausgekleidet sind, zu verlegen, da sic das Polytetrafluoräthylen aufgrund der wesentlich höheren Wärmeausdehnung bei wechselhaftem Temperatureinsatz soweit ausdehnt, daß es Verfaltungen bildet. Da die Deformation nach Abkühlen und Wiedererwärmen etwa an derselben Stelle stattfindet, kann zudem mit der Zeit ein Bruch im Polytetrafluoräthylen auftreten. Auch bei Einsatz derartiger Rohre im Vakuum wird das Polytetrafluoräthylen, wenn es sich mit dem Stanl nicht iu einem widerstandsfähigen Festverbund befindet, etwa nierenförmig verformt, so daß das Rohrinnere entsprechend eingeschnürt wird und auch später seine ursprüngliche Form nicht mehr einnimmt.
In der DT-OS 25 50 787 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art beschrieben worden, gemäß dem die miteinander zu verbindenden, gereinigten Oberflächen mit einem Bindemittel vorbehandelt werden. Danach wird ein vulkanisierfähiges Elastomer aufgebracht, und die Verbindung der- Teile wird mittels Druck vorgenommen. Die hierbei erforderliche Vulkanisation erfordert Jedoch einen nicht unerheblichen apparativen Aufwand.
Überraschend wurde nun gefunden, dal3 eine mindestens ebenso gute haftung zwischen deu zu verbindenden Teilen erreicht werden kann, wenn titan anstelle der vulkanisierfähigen Elastomeren nicht vulkanisierbare Thermoplaste oder Duroplaste als Kunststoffmaterial verwendet.
Für das Verfahren der ißr£indung können als Thermoplaste Polyestersulfone-, Polyimide, Polyamide sowie Copolymere derselben verwendet werden. Beispiele für geeignete Duroplaste sind Polyester, Epoxiharze und Phenolharze.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Thermoplaste oder Duroplaste weisen vorzugsweise einen Erweichungspunkt im Bereich von 150 - 300°C auf. Beim Einsatz von Kunststoffen- mit niedrigeren Erweichungspunkten, z.B. von Polyolefinen oder Polyvinylchlorid, ist die erzielte haftung der zu verbindenden Teile häufig nicht ausreichend.
Die für das Verfahren der erfindung zu verwendenden Kunststoff' können vorzugsweise. in Form von Pasten oder dünnen Folien, jedoch auch in Form von. Lösungen in geeignete-n Lösungsmitteln, auf die zu verbindenden Teile aufgebracht werden.
Das Verfahren der Lrfinflung wird in. der Weise durchgeführt, daß zunachst eine reinigende Vorbehandlung des Inneren der Stahlgegenstände, z.B. mittels Schleifen Schmirgeln und/oder Sandstrahlen erfolgt, wodurch die zu beschichtenden Oberflächen metallisch blank gemacht werden.
Diese blanke Metalloberflache kann mit einem Bindemittel vorbehandelt werde. Diese Vorbehandlung sollte immer dann erfolgen, wenn das liuns ts toffmaterial eine weichere Konsistenz als die aufzubringende Polytetrafluoräthylen-Beschichtung aufweist. Die Art des zu verwendenden Bindemittels hängt voiu Kunststoffmaterial ab. Für vulkanisierfähige Elastomere gemäß DT-OS 23 50 787 haben sich isocyanate als geeignet erwiesen. Für die Verwendung von Polyesterharzen gemäß der vorliegenden Erfindung können vorzugsweise Epoxiharze als Bindemittel eingesetzt werden. Die BenandlunO mit dem zusatzlichen Bindemittel erfolgt vorzugsweise in der Art, daß sowohl das Stahlteil als aucii die Polytetrafluoräthylen-Beschichtung mit dem Bindemittel vorbehandelt werden.
Wenn man erfindungsgemäß Phenolharze oder Polyimide als verbindendes Kunststoffmaterial einsetzt, ist eine Vorbehandlung der zu verbindenden Teile im allgemeinen nicht erforderlich.
Falls gemäß dem Verfahren der Erfindung Stahlrohre mit Polytetrafluorathylen ausgekleidet werden sollen, wird das einzuführende Polytetrafluoräthylen-Rohr außen angeätzt und ggf. mit einem geeigneten Biademittel behandelt.
Anschließend wird auf das Rohr das Kunststoffmaterial in der genannten Weise aufgebracht.
Anschließend wird das vorbehandelte ohr in das Stahlrohr eingefügt und mit hilfe von pneuiuatischem oder hydraulischem Druck gegen tile Stahlwandung gepreßt. Der dabei aufzuwendende Druck beträgt etwa 5 - 25 at.
Die be-i dieser Verbindung erforderliche Temperatur ist abhängig von dem Erweichungspunkt und/oder der Itårtungstemperatur des eingesetzten Kunststoffmaterials und liegt im bereich von 150 - 300°C, vorzugsweise jedoch oberhalb der Erweicilungs- bzw. Aushärtungstemperatur.
In der heigefügten Abbildung ist ein gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestelltes Rohr im Teilschnitt dargestellt. Seine Wandung umfaßt eine äußere Stahlmantelschicht i, eine aus einem Epoxiharz bestehende Bindemittelschicht 2, eine Polyesterharzschicht 3, eine weitere Bindemittelschicht 4 Init der zu 2 augegebenen Zusammensetzung sowie eine Polytetrafluoräthylen-Auskleidung 5. Die Kunststoffschicht 7 weist eine Wandstarke von etwa 0,1 - 1 mm auf. in der Zeichnung sind die Schichten 2 und 4 übertrieben dic dargestellt.

Claims

Patentansprüche C Verfahren zur Herstellung von Illit Polytetra£luoräthyieii ausgekleideten Stahlrohren oder Armaturen durch Beschichtung der zu verbindenden Oberflächen mit einem Kunststoffmaterial und Herstellung der Verbindung durch Druckbeausschlagung, nach Patent ....... (Patentanmeldung P 23 50 787.1), dadurch gekennzeichnet, daß man nicht vulkanisierfähige Thermoplaste oder Duroplaste als Kunststoffmaterial verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoplaste oder Durchplaste einen Erweichungspunkt von 150 - 300°C aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoplaste oder Duroplaste in Form von Pasten, dünnen Folien oder Lösungen aufgebracht werden.