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Verfahren und Rohraufbörtelungsvorrichtung zur
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Herstellung korrosionsbeständiger Verbindungen von mit Kunststoff
innen beschichteten Metallrohren Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Rohraufbörtelungsvorrichtung
zur Herstellung von korrosionsbeständigen Verbindungen von mit Kunststoff innen
beschichteten Metallrohren. Derartige Verbindungen müssen sehr dicht sein, dürfen
sich nach längerem Gebrauch nicht lockern und müssen das Me-tallrohr gegen das Rohrinnere
mit festhaftendem Kunststoff abdecken Es ist bekannt, Rohre mit Hilfe sogenannter
Ermeto-Verbindungen miteinander zu verbinden. Dabei werden die beiden Rohrenden
mit üban#,urfmuttern mit Hilfe eines Schneid- oder Keilringes miteinander verschraubt.
Das Arbeiten mit diesen Kupplungselementen ist beispielsweise in den DPj#Vorschriften
2352 und 3852 beschrieben.
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Auch die Verwendung von Zwischenstücken, sogenannter Fittings, zum
Verbinden von Rohrenden unmittelbar zwischen Rohr und Rohr sind gebräuchlich. Diese
Fittings sind zumeist aus dem gleichen Material wie das bei den zu verbindenden
Rohren und werden durch Spritzgießen oder Spritzpressen in genormten Abmessungen
hergestellt.
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Es ist ferner bekannt, Metalle mit Klebern auf Polyurethanbasis zu
verkleben. Die vernetzten Klebschichten sind in organischen Lösungsmitteln unlöslich
und werden bei höheren Temperaturen nicht thermoplastisch. Die Klebschicht bleibt
nach dem
Trocknen flüssig, so daß man die Eügeteile bequem aneinanderpassen
kann (E. und L. Plath, Taschenbuch der Kitte und Klebstoffe, 1963, Seite 317).
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Auch Kunststoffe können durch Verklebung miteinander verbunden werden.
So können beispielsweise Polyamide-mit wasserfreier Ameisensäure oder mit Lösungen
von Polyamiden in Ameisensäure verklebt werden (0. Jordan, Das Kleben von Kunststoffen,
1.963, Seite 54).
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Bei den mechanischen Kupplungselementen, wie z.B. den Ermeto-Verbindungen,
berühren sich die beiden miteinander zu verbindenden Rohrenden nicht, sondern es
besteht ein Zwischenraum, der durch einen Teil dieser Ermeto-Verbindung überbrückt
wird.
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Diese Stelle ist infolge der offenen Schnittkanten der Rohre besonders
korrosionsanfällig, so daß die Verbindung bei Belastung durch korrodierende Medien
bald zerstört wi~d.
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Die Verwendung von Fittings ist bei Rohren geringen Durchmessers problematisch.
Oft ist die Verbindung nicht dicht genug, so daß noch zusätzlich geklebt werden
muß, was wirt schaftlich unvorteilhaft ist. Darüber hinaus besteht auch hier der
Nachteil der offenen korrosionsanfälligen Schnittkanten.
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Bei der Verklebung von Metallen muß darauf geachtet werden, daß die
zu verklebenden Flächen frei von Verunreinigungen, Fett und Oxidationsprodukten
sind. Günstig ist das Aufrauhen der Flächen, damit der Klebstoff eine Verankerungsmöglichkeit
findet. Das gleiche gilt im Prinzip auch für die Verklebung von Polyamiden. Allerdings
hat die Verklebung mit Ameisensäure oder Ameisensäure enthaltenden Klebern den Nachteil,
daß die Gefahr des hydrolytischen#Äbbaues des zu verklebenden Polyamids besteht.
Außerdäm ist Ameisensäure ätzend und greift die menschliche Haut an.
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Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung Von korrosionsbeständigen
Verbindungen ton mit Kunststoff innen oder innen und außen überzogenen Metallrohren
unter Verwendung bekannter Ro#rverbindungselemente:, z.B. Schraub-, Klemm- oder
ähnlichen Eizirichtungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Schnittflächen
der beiden zu verbindenden Rohrenden mit ringförmigen Formlingen aus gleichen oder
artverwandten Thermoplasten abdeckt und das gesamte Verbindungselement anschließend
auf eine über der Schmelztemperatur des Thermoplasten liegenden Temperatur erwärmt
(DT-OS 22 37 982).
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Diese Methode ist jedoch umständlich und zeitraubend und hat sich
in der Praxis nicht durchsetzen können.
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Diese und andere Nachteile des Standes der Technik versucht die Erfindung
zu vermeiden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die kritischen Stellen
der miteinander zu verbindenden Rohre, nämlich die freien Schnittkanten von innen
mit Kunststoff überzogenen Stahlrohren korrosionsbeständig und festhaftend miteinander
zu verbinden. Die Verbindungsteile sollen korrosionsunempfindlich sein und keine
Unterwanderung der Kunststoffbeschichtung#zulassen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das zu verbindende
Metallrohr von der Schnittstelle her aufbörtelt, mittels Uberwurfmuttern auf ein
aus korrosionsbeständigem Material gefertigten und mit einer vorspringenden Ringwulst
ausgestatteten Rohrverbindungsstück aufpreßt und dabei de#n Kunststoffilm des innen
beschichteten, aufgebUrtelten Rohrendes mit hohem Druck gegen den Ringwulstes des
Rohrverbindungsstückes preßt.
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Im Rahmen der Erfindung kann man als Rohrverbindungsstück auch ein
innen mit Kunststoff beschichtetes Formstück einsetzen.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich eine Rohraufbörtelungsvorrichtung
bewährt, die gekennzeichnet durch Verformungsbacken 8 mit am oberen Ende trichterförmigen
Ausweitungen 15, durch eine Klemmvorrichtung 12 zum Anpressen der Verformungsbacken
8 an das zu verbindende Rohr 3 durch einen Doppelgelenkpreßarm 11, der durch Andrücken
gegen den Haltearm 10 den Preßkegel 9 zum Aufbörteln in das innen beschichtete Rohr
3 drückt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist diese mit einer doppelarmigen Klemmeinrichtung 14 zum Anpressen der Verformungsbacken
8 an das zu verbindende Rohr 3 und mit einem Spindelantrieb 13 ausgestattet, der
den Preßkegel 9 zum Aufbörteln in das innen beschichtete Rohr 3 drückt.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Aufbörteln der zu verbindenden
Metallrohre dadurch erre chw, daß das Rohrende in die Verformungsbacken einer Klemmei-nrichtung,
die in der Form der Aufbörtelung erweitert ist, eingepreßt und sodann durch Hebeldruck
der zangenartigen Klemmeinrichtung ein Preß-oder ein Formkegel in das Rohrende eingedrückt
wird. Auf diese tffeise kann eine Aufbörtelung des Rohres in einer gewünschten Form,
ohne großen Aufwand, erreicht werden.
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Eine andere Lösung, die bei dickwandigen Rohren angewandt wird, ist,
den Preß- oder Formkegel durch Spindeltrieb in die Formstücke der Klemmvorrichtung
einzupressen.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß es gelingt, innen mit Kunststoff überzogene Stahlrohre sicher miteinander zu
verbinden.
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Durch die Erfindung werden die Schnittkanten der zu verbindenden Rohrenden
völlig abgedeckt. Dadurch wird ein korrosionsfestes Verbindungssystem bewirkt,bei
welchem die Kunststoffauskleidung zugleich die Funktion des Dichtungsmaterials übernimmt.
Da
die Verbindungen sehr dicht sind, treten an den Verbindungsstellen keine Unterwanderungserscheinungen
von durch die Rohre transportierten Medien oder Unterrostungserscheinungen auf.
Dies ist insbesondere bei geförderten korrosiven Lösungen, wie Salzlösungen, verdünnten
Säuren und dergleichen wichtig.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen sdhematisch
und vereinfacht dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig.
1 scheinatisch und beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung nach den Ansprüchen
1 und 2; Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1; Fi. 5 eine zum Aufbörteln des zu verbindenden
Rohres geeignete Vorrichtung; Fiz. 4 eine weitere zum Aufbörteln starkwandiger Rohre
geeignete Vorrichtung.
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Gemäß Fig.1 wird ein innen mit Kunststoff beschichtetes Rohrverbindungsstück
1, an das durch Überwurfmuttern 2a und 2b zwei innen mit Kunststoff beschichtete
Rohre 3a und 3b auf den Ringwulst des Verbindungsstückes 6 derart aufgepreßt, daß
die beschichteten, aufgebörtelten Rohrenden gegen den Wulst 6 des Rohrverbindungstückes
1 angedrückt werden; dabei pressen die Innenkanten 4 der Überwurfmuttern 2a und
2b in die Außenseiten der Aufbörtelung 7 der zu verbindenden Rohre 3a und Db.
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Fiz. 2 zeigt ein vergrößerter Ausschnitt der Fig. 1, aus welchem ersichtlich
ist, daß der Kunststoff der innen beschichteten zu verbindenden Rohre an der Aufbörtelung
7 mit der Kunststoffbeschichtung des Rohrverbindungsstückes so fest aneinander gepreßt
wird, daß es zu einem Kaltverschweißen der Kunststoffbeschichtung führt.
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Die in Figs 3 dargestellte Vorrichtung zum Aufbörteln der Rohrende
arbeitet wie folgt: Das innen beschichtete Rohr 3 wird zwischen Verformungsbanken
8, welche am oberen Ende entsprechend der Aufbörtelung dab Rohres 3 ausgebildet
sind und die durch eine Kleinnivorrichtung 12 fest an das Rohr 3 angepreßt werden,
mittels eines Doppelgelenkpreßarmes 11, der durch Andrücken gegen den Halteaym 10
den Preßkegel 9 zum Aufbörteln in das innen beschichtete Rohr 3 drückt, eingeführt.
Handelt es sich um dickwandige, innen mit Kunststoff beschichtete Rohre, so wird
mit besonderem Vorteil die in E dargestellte Vorrichtung eingesetzt.
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Hierbei wird das aufzubörtelnde, innen zu beschichtende Rohr 3 zwischen
Verformungsbacken 8 eingeführt, die durch eine Klemmvorrichtung 14 fest an das zu
beschichtende Rohr gepreßt werden und dann ein Preßkegel zum Aufbörteln des Rohres
3 durch Spindelbetrieb 13 eingedrückt.
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B e i s X i e l 1 Ein innen mit Polyamid-11 (Rilsan, A.T.O., Paris)
in einer Stärke von 300 um beschichtetes Stahlrohr 3a soll mit einem gleichartigen
Rohr 3b, welches ebenfalls mit Rilsan in gleicher Schichtstärke beschichtet ist,
korrosionsfest und druckfest verbunden werden. Als Rohrmaterial werden geschweißte
3/4"-Rohre aus Kohlenstoffstahl nach DIN 2393 verwendet. Uber die Rohrenden werden
Uberwurfmuttern geschoben. Sodann wird das Rohrende mit der in Fig. 3beschriebenen
Vorrichtung aufgebörtelt. Das Verbindungsstuck besteht aus einer korrosionsbeständigen
Messing-Legierung (Sondermessing 70). Durch das Anziehen der Uberwurfmuttern 2a
und 2b auf dem Verbindungsstuck wird eine so innige Verbindung erzielt, daß das
System gegen einen Flüssigkeitsdruck von 60 atm standhielt.
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Das System wurde 8 000 h sauerstoffgesättigtem Druckwasser von 950C,
das-mit einer Geschwindigkeit von 3m/sec strömte, ausgesetzt. Nach Beendigung dieses
Tests konnten keine Korrosionserscheinungen auf der Innenseite der Rohre 3a und
3b oder des Verbindungsstuckes 1 festgestellt werden.
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B e i s p i e l 2 3ei Beispiel 2 wird dieselbe Anordnung wie bei Beispiel
1 angewandt, nur wird anstelle eines Verbindungsstückes 1 aus einer korrosionsbeständigen
Messinglegierung (Sondermessing 70) ein Verbindungsstück verwendet, welches bis
zu den Gewinden mit Rilsan in einer Schichtstärke von 300µm ausgekleidet ist.
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Auch in diesem Fall wird eine gegen ein&iFlüssigkeitsdruck von
60 atm beständige Verbindung hergestellt.
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Das System wird 8 000 h sauerstoffgeschädigtem Druckwasser von 950C,
das mit einer GeschwindigReit von 3 m/sec strömt, ausgesetzt. Nach Beendigung dieses
Tests konnten keine Rorrosionserscheinungen aui der Innenseite der Rohre 3a und
3b oder des Verbindungstückes 1 festgestellt werden.
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