DE2946459A1 - Metal pipe coating - by applying polyethylene having high melt index to heated pipe, cooling and applying polyethylene having low melt index - Google Patents
Metal pipe coating - by applying polyethylene having high melt index to heated pipe, cooling and applying polyethylene having low melt indexInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Beschichtung von MetallrohrenProcess for coating metal pipes
Es ist bekannt, Metallrohre mit einem direkt aus dem Extruder kommenden Band aus Polyäthylen zu beschichten. Die Temperatur der Rohre beträgt hierbei etwa 1800C. Die verwendeten Polyäthylentypen haben Schmelzindices (19000/2,16 kg) von 0,4 bis 0,7 g/10 min. Für den Aufbau von Schichten von etwa 3,5 mm Dicke werden hierbei etwa 4 Minuten benötigt.It is known to use metal pipes with a straight coming out of the extruder Coating tape made of polyethylene. The temperature of the pipes is about 1800C. The types of polyethylene used have melt indices (19000 / 2.16 kg) of 0.4 to 0.7 g / 10 min. For building layers of about 3.5 mm thick this takes about 4 minutes.
Andererseits ist die Beschichtung von Metallrohren mit Polyäthylenpulver bekannt, das z. B. durch Aufrieseln, Autschleudern oder Anwerfen auf das auf 300 bis 3600C vorgewärmte Rohr aufgebracht wird. Die bei diesem Verfahren ver wendeten Polyäthylentypen haben Schmelzindices (19000/ 2,16 kg) von 1,2 bis 1,7 g/10 min. Der Schmelzindex muß hierbei höher sein als beim erstgenannten Verfahren, weil hier ein leichteres Schmelzen wesentlich ist. In Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser beträgt die Beschichtungszeit bei Pulverbeschichtungsverfahren im allgemeinen etwa 5 Minuten. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß verhältnismäßig hohe VorwSrnltemperaturen und damit ein hoher Energieaufwand erforderlich sind, weil aus Gründen eines ausreichenden Korrosions-Schutzes der Schmelz index niedrig sein muß.On the other hand, there is the coating of metal pipes with polyethylene powder known that z. B. by trickling on, spinning or throwing on the 300 up to 3600C preheated pipe is applied. The ones used in this process Polyethylene types have melt indexes (19000 / 2.16 kg) of 1.2 to 1.7 g / 10 min. The melt index must be higher here than in the first-mentioned process, because here easier melting is essential. Depending on the pipe diameter, the coating time in powder coating processes is generally about 5 minutes. However, this process has the disadvantage that relatively high flow temperatures and thus a high expenditure of energy are required, because for reasons of sufficient Corrosion protection, the melt index must be low.
Es war daher ein Verfahren mit geringerem Energie- und Zeitaufwand erwünscht, das Produkte mit gleich guten Eigenschaften wie die bekannten Verfahren liefert.It was therefore a process that required less energy and time desired, the products with the same good properties as the known processes supplies.
Es wurde auch schon ein Verfahren zur Beschichtung von Metallrohren durch Aufbringen von Polyäthylenpulver auf vorgewärmte Rohre vorgeschlagen, wobei man zunächst ein Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 15 bis 70, vorzugsweise 17 bis 25 g/10 min (1900C/2,16 kg) auf ein Metallrohr, das eine Temperatur von mindestens 2000C hat, aufbringt, darauf den Uberzug auf eine Temperatur von etwa 110 bis 1700C, vorzugsweise 110 bis 1200C abkühlen läßt und darauf bei dieser Temperatur in dritter Stufe einen freitragenden Polyäthylenfilm mit einem Schmelzindex von 0,1 bis 7 g/10 min aufbringt.There has also been a process for coating metal pipes proposed by applying polyethylene powder to preheated pipes, wherein one first Polyethylene with a melt index from 15 to 70, preferably 17 to 25 g / 10 min (1900C / 2.16 kg) on a metal pipe that has a temperature of at least 2000C, applies the coating to a temperature of about 110 to 1700C, preferably 110 to 1200C and then allowed to cool at this Temperature in the third stage a self-supporting polyethylene film with a melt index applies from 0.1 to 7 g / 10 min.
Dieses Verfahren hat sich gut bewährt. Für bestimmte Zwecke war es jedoch erwünscht, das Verfahren noch zu modifizieren bzw. zu verbessern.This procedure has worked well. For certain purposes it was however, it is desirable to modify or improve the process.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nunmehr ein Verfahren zum Beschichten von Metallrohren durch Aufbringen von Polyäthylen auf vorgewärmte Rohre, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zunächst ein Polyäthylenpulver mit einem Schmelzindex von etwa 1,2 bis 1,7 g/10 min oder ein unmittelbar aus einem Extruder austretendes Polyäthylen-Band mit einem Schmelzindex von maximal 1,7 g/10 min (1900C /2,16 kg) auf ein Metallrohr, das im Fall der Pulverbeschichtung eine Temperatur von mindestens 3000C und im Fall der Beschichtung vom Extruder maximal 2500C hat, aufbringt, darauf den Uberzug auf eine Temperatur von etwa 110 bis 170, vorzugsweise 110 bis 1500C abkühlen läßt und darauf in dritter Stufe einen freitragenden, lichtstabilisierten, hellfarbigen Polyäthylenfilm mit einem Schmelzindex von bis 1,1 g/10 min bei dieser Temperatur aufbringt.The present invention is now a method for Coating of metal pipes by applying polyethylene to preheated pipes, which is characterized in that you first a polyethylene powder with a Melt index of about 1.2 to 1.7 g / 10 min or one straight from an extruder emerging polyethylene tape with a melt index of maximum 1.7 g / 10 min (1900C / 2.16 kg) on a metal tube, which in the case of powder coating has a temperature of at least 3000C and in the case of coating by the extruder a maximum of 2500C, applies, thereon the coating at a temperature of about 110 to 170, preferably 110 to 1500C and then in the third stage a self-supporting, light-stabilized, light-colored polyethylene film with a melt index of up to 1.1 g / 10 min for this one Temperature.
Als Lichtstabilisatoren für den hellfarbenen PolySthylenfilm sind beispielsweise Verbindungen vom Benzotriazoltyp geeignet.As light stabilizers for the light-colored polyethylene film are for example, compounds of the benzotriazole type are suitable.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß es eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht. Außerdem bewirkt die hellfarbige Deckschicht einen guten Schutz der Rohre wegen zu starke ErwSrmung bei längerer Lagerung im Freien unter starker Wärmeeinwirkung, zum Beispiel durch Sonneneinstrahlung oder durch Verlegung in stark erwärmten Bodenschichten. Die Beschichtung vom Extruder gestaltet sich ebenfalls sehr einfach und zeitsparend ohne zusätzlichen apparativen Aufwand. Das aus dem Extruder austretende Band hat vorteilhaft einen Schmelzindex von mindestens 0,4 g/10 min.The method according to the invention has the advantage that it is a high operating speed enables. In addition, the light-colored top layer provides good protection for the Pipes due to excessive warming during prolonged storage in the open air under strong heat, for example from solar radiation or from laying in strongly heated soil layers. The coating from the extruder takes shape also very simple and time-saving without additional expenditure on equipment. That The tape emerging from the extruder advantageously has a melt index of at least 0.4 g / 10 min.
zweckmäßig hat das Polyäthylen bei der Pulverbeschichtung in crster Stufe eine Teilchengröße von 1 bis 600 ßm, vorzugswelse 100 bis 400 m. Der freitragendc POlysithylenfilm wird mit Vorteil in Form eines Polyäthylenbandes aufyebracht. Da, Aufbringen kann auf ein rotierendes Rohr erfolgten. Das bringt den Vorteil mit sich, daß das Band automatisch gewickelt werden kanll Die Bandbreite kann beliebig variiert werden. Sie betrugt z. B. mindestens 20 mm. Im allgemeinen wird von einer Bandbreite bis etwa 1 m Gebrauch gemacht.It is advisable to use polyethylene for powder coating in crster Stage a particle size of 1 to 600 µm, preferably 100 to 400 µm Polyethylene film is advantageously applied in the form of a polyethylene tape. There, Application can be done on a rotating tube. This has the advantage that the tape can be wound automatically. The tape width can be varied as required will. She cheated z. B. at least 20 mm. Generally it is of a bandwidth used up to about 1 m.
Beim Auftragen ist darauf zu achten, daß sich die einzelnen Windunen überlappen bzw. daß gleichzeitig eine gegenseitlg(> Verschweißung der einzelncn Windungen erfolgt, um einen ein wandfreien Korrosionsschutz zu erzielen. Die Schichtdicke der Bänder liegt gewöhnlich bei 100 bis 430 um, vorzugsweise 100 bis 200 um. Vorzugsweise sind die hellüarbigen Bänder weiß. Je nach Wunsch kann jedoch auch eine andere Farbe gewählt werden, z. B. die Warnfarbe Celb, aber auch llellorange, llellblau, llellgrün oder dergleichen. Gegebenenfalls können die hellfarbenen Bänder auch zur Kennzeichnung der Rohre dienen.When applying it is important to ensure that the individual winds overlap or that at the same time a mutual (> welding of the individual Windings are made in order to achieve a perfect corrosion protection. The layer thickness the band is usually 100 to 430 µm, preferably 100 to 200 µm. Preferably the light colored bands are white. However, a different color can also be used, if desired be chosen, e.g. B. the warning color celb, but also llellorange, llellblau, llellgrün or similar. If necessary, the light-colored ribbons can also be used for identification serve the pipes.
Die Geschwindigkeit, mit der die Beschichtung vorgenommen wird, kann in weiten Grenzen variieren. Sie ist von der Schichtdicke und vom Rohrdurchmesser abhängig. Beispielsweise ist bei einem äußeren Rohrdurchmesser von 50 bis 2 000 mm eine Mindestschichtdicke zwischen 1,5 und 4 mm für einen ausreichenden Korrosionsschutz erforderlich. Für die Beschichtung von 12 m Länge eines solchen Rohres mit einem Durchmesser von 1 500 mm und einem Uberzug von 3,5 mm Schichtdicke werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren etwa 15 bis 45, vorzugsweise 30 Minuten benötigt. Für die Beschichtung eines Rohres von 400 mm Durchmesser mit einer Schichtdicke von 1,5 mm (dies ist die Mindestdicke für ausreichenden Korrosionsschutz) sind für eine 12 m lange Beschichtung im allgemeinen etwa 8 bis 20, vorzugsweise 15 Minuten erforderlich.The speed at which the coating is applied can vary within wide limits. It depends on the layer thickness and the pipe diameter addicted. For example, with an outer pipe diameter of 50 to 2,000 mm a minimum layer thickness between 1.5 and 4 mm for adequate corrosion protection necessary. For the coating of such a pipe with a length of 12 m diameter of 1,500 mm and a coating of 3.5 mm layer thickness are about 15 to 45, preferably 30 minutes according to the method according to the invention needed. For coating a pipe with a diameter of 400 mm with a layer thickness of 1.5 mm (this is the minimum thickness for adequate corrosion protection) are for a 12 m coating generally takes about 8 to 20, preferably 15 minutes necessary.
Um die Haftung der in erster Stufe aufgebrachten Schicht auf der Rohrunterlage noch zu verbesscrn, ist es zuweilen zweckmäßig, dem Polyäthylenpulver noch ein 7usatzharz in Form eines Polymerisats, z. B. Polyvinylacetat, Xthylen-Vinylacetat-Copolymerisat, Äthylen-Acrylsäure- und/oder- Acrylester-Copolymerisat, gegebenenfalls mit weiteren Comonomeren, oder andere Polymerisate, vorteilhaft in einem Anteil von 5 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Polyäthylmpulver beizumischen. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist e auch möglich, diese Polymerisate vor dem Aufbringen des Polyäthylenpulvers auf das Rohr aufzutragen.About the adhesion of the layer applied in the first stage to the pipe support To improve it, it is sometimes advisable to add an additional resin to the polyethylene powder in the form of a polymer, e.g. B. polyvinyl acetate, xthylene-vinyl acetate copolymer, Ethylene-acrylic acid and / or acrylic ester copolymer, optionally with others Comonomers or other polymers, advantageously in a proportion of 5 to 15, preferably 5 to 10% by weight, based on the polyethylene powder, to be mixed in. To Another embodiment of the invention is also possible, these polymers Apply before applying the polyethylene powder to the pipe.
Diese Beschichtung kann nach den üblichen Beschichtungsverfahren, durch Sprühen, vorzugsweise jedoch durch Pulverbcschichtung erfolgen. Dieselben Zusatzharze können auch in dan polyäthylenbind in einem Anteil von 2 bis 5 Gew.-s, bezogen auf Polyäthylen, enthalten scin.This coating can be carried out using the usual coating processes, by spraying, but preferably by powder coating. The same Additional resins can also be used in polyethylene binder in a proportion of 2 to 5 wt. based on polyethylene, contain scin.
Die Anforderungen bezüglich Mlndestsenichtdleke, Porenfreiheit, Schälfestigkeit, Schlagbeständigkeit, Eindruckwiderstjnd, Reißdehnunq, spezifischer Umhüllungswiderstand, Wärme-und Lichtalterung gemäß den Vorschriften von DIN 30 670 werden durch die erfindungsgemäß hergestellten Ueberzüge voll erfüllt.The requirements with regard to non-sticking, non-porous, peel strength, Impact resistance, indentation resistance, elongation at break, specific coating resistance, Heat and light aging in accordance with the provisions of DIN 30 670 are carried out according to the invention manufactured coatings are fully met.
Dic nach dem erfindunys'jemäßen Verfahren beschichteten Rohre finden vielseitige Verwendung. Wegen ihres OberflAchenschutzes sind sie vor allem für verlegte Rohre, z. B.Find the pipes coated according to the method according to the invention versatile use. Because of their surface protection, they are primarily for laid Pipes, e.g. B.
in Rohrleitungen für die Förderung von Erdöl,aber auch von anderen gasförmigen, flüssiqen oder hdllerviskosen Stoffen, beispielsweise Erdgas, Wasser, Klärschlamm, Beton, Abwasser, Aufschlämmungen oder dergleichen geeignet.in pipelines for the production of crude oil, but also from others gaseous, liquid or viscous substances such as natural gas, water, Sewage sludge, concrete, sewage, slurries or the like are suitable.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Rohre zur Verlegung in warmen oder heißen Gebieten, z. B. auch in der Wüste.The use of those produced according to the invention is particularly advantageous Pipes for laying in warm or hot areas, e.g. B. also in the desert.
Beispiele: 1) Ein Eisenrohr (Außendurchmesser 108 m, Wanddicke 10 mm), wird auf 3100C vorgewärmt und darauf 2 Minuten mit Polyathylenpulver (Schmelzindex 1,2 bis 1,7 g/10 min) mit einer Schichtdicke von 2 mm überzogen. Nach 20 Minuten ist der Uberzug geschmolzen und die Rohrtemperatur auf 1600C abgesunken. Beginnend bei dieser Rohrtemperatur wird bei 1600C ein 200 um dickes, 50 mm breites Polyäthylenband mit einem Schmelzindex von 0,4 g110 min in einer Schichtdicke von 200 um aufgebracht. Dann läßt man das Rohr entweder durch bloßes Liegenlassen oder unter Durchleiten eines Kühlmediums auf Raumtemperatur abkühlen. Unmittelbar nach Aufbringen des Bandes tritt eine einwandreie und glatte Verschmelzung von beiden Uberzugsschichten ein. Nach 40 Minuten ab Beginn der Pulverbeschichtung ist das Rohr beim Liegenlassen ohne zusStzliche Kühlung auf 600C abgekühlt.Examples: 1) An iron pipe (outer diameter 108 m, wall thickness 10 mm), is preheated to 3100C and then for 2 minutes with polyethylene powder (melt index 1.2 to 1.7 g / 10 min) coated with a layer thickness of 2 mm. After 20 minutes the coating has melted and the tube temperature has dropped to 1600C. Starting At this pipe temperature, a 200 .mu.m thick, 50 mm wide polyethylene tape is produced at 1600C applied with a melt index of 0.4 g 110 min in a layer thickness of 200 μm. Then the tube is left either by simply letting it lie or by passing it through a cooling medium to cool to room temperature. Immediately after applying the tape a perfect and smooth fusion of the two coating layers occurs. After 40 minutes from the start of powder coating, the pipe is about to be left lying cooled to 600C without additional cooling.
2) Ein Eisenrohr (Außendurchmesser 90 m m, Wanddicke 4,5 mm), wird auf 3600C vorgewärmt und darauf 1 1/2 Minuten mit Polyäthylenpulver (Schmelzindex 1,2 bis 1,7 g/10 min) mit einer Schichtdicke von 2 mm überzogen. Nach höchstens 8 Minuten ist der Uberzug glatt geschmolzen und nach 12 Minuten auf 1500C abgekilhlt. Bei dieser Rohrtemperatur wird ein 40 mm breites Polyäthylenband mit einem Schmelzindex von 0,4 g/10 min in einer Schichtdicke von 200 Llm aufgebracht und darauf das Rohr auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Aufbringen des Bandes erfolgt durch Umwickeln des um seine Achse rotierenden Rohrs, wobei die Spule am Rohr entlang bewegt wird. Unmittelbar nach Auforingen des Bandes tritt eine einwandfreie Verschmelzung mit der ersten Polyäthylenschicht ein. Nach 30 Minuten ab Beginn der Rohrbeschichtung ist das Rohr beim Liegenlassen ohne zusätzliche Kühlung auf 600C abgekühlt.2) An iron pipe (outside diameter 90 m m, wall thickness 4.5 mm) is preheated to 3600C and then 1 1/2 minutes with polyethylene powder (melt index 1.2 to 1.7 g / 10 min) coated with a layer thickness of 2 mm. After at most The coating has melted smoothly in 8 minutes and cooled to 150.degree. C. after 12 minutes. At this pipe temperature a 40 mm wide polyethylene tape applied with a melt index of 0.4 g / 10 min in a layer thickness of 200 Llm and then cooled the tube to room temperature. The tape is applied by wrapping the tube rotating around its axis, with the coil running along the tube is moved. Immediately after opening the band, a perfect fusion occurs with the first layer of polyethylene. After 30 minutes from the start of pipe coating the pipe is cooled down to 600C without additional cooling when left lying around.
3) Ein Eisenrohr (Außendurchmesser 500 mm, Wanddicke 6 mm) wird auf 2500C vorgewärmt und mit einem Xthylen-Acrylsäure-Copolymer in Pulverform als Haftgrundierung mit einer Schichtdicke von etwa 100 um beschichtet. Auf diese so überzogenen und noch warmen Rohre wird ein unmittelbar aus einem Extruder austretendes Polyäthylenband mit einem Schmelzindex von 1,2 g/10 min und mit einer Schichtdicke von 250 um aufgebracht. Diese Wickelvorgang wird so lange fortgesetzt, bis die gewünschte Schichtdicke von 4 mm erreicht ist. Pas Abkühlen des Rohres auf etwa 1400C erfolgt durch bloßes Liegenlassen. Bei dieser Temperatur wird ein gelbes Polyäthylenband mit einem Schmelzindex von 0,7 g/10 min, einer Breite von 300 mm und einer Schichtdicke von 200 um aufgebracht. Es tritt eine einwandreie und glatte Verschmelzung der beiden Polyäthylenüberzugsschichten ein. Nach 30 Minuten ab Beginn der Extruder-Beschichtung ist das Rohr beim Liegenlassen ohne zusätzliche Kühlüng auf 600C abgekühlt.3) An iron pipe (outer diameter 500 mm, wall thickness 6 mm) is placed on Preheated to 2500C and with an ethylene-acrylic acid copolymer in powder form as an adhesive primer coated with a layer thickness of about 100 µm. On these so exaggerated and A polyethylene tape emerging directly from an extruder becomes the pipes that are still warm applied with a melt index of 1.2 g / 10 min and with a layer thickness of 250 μm. This winding process is continued until the desired layer thickness of 4 mm is reached. The tube is cooled to around 1400C by simply letting it lie. At this temperature a yellow polyethylene tape with a melt index of 0.7 g / 10 min, a width of 300 mm and a layer thickness of 200 μm. There is a perfect and smooth fusion of the two polyethylene coating layers a. After 30 minutes from the start of extruder coating, the pipe is about to be left lying cooled to 600C without additional cooling.
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| DE3229563A1 (en) * | 1982-08-07 | 1984-02-23 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | METHOD FOR COATING METAL SUBSTRATES AND USE OF PRODUCTS PRODUCED BY THIS METHOD |
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