DE3121773A1 - Verfahren und vorrichtung zum ummanteln von stahlrohren mit thermoplastischem kunststoff - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ummanteln von stahlrohren mit thermoplastischem kunststoff

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DE3121773A1 DE19813121773 DE3121773A DE3121773A1 DE 3121773 A1 DE3121773 A1 DE 3121773A1 DE 19813121773 DE19813121773 DE 19813121773 DE 3121773 A DE3121773 A DE 3121773A DE 3121773 A1 DE3121773 A1 DE 3121773A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ummanteln von Stahlrohren mit thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyaethylen, bei dem auf das vorgewärmte Stahlrohr eine die Haftung mit der Rohroberfläche bewirkende Folie und auf diese eine Mantel folie aufgebracht werden, wobei beide Folien unmittelbar vor ihrem Aufbringen in schlauchform!ger Form oder als flache, zum Umwickeln dienende Streifen gleichzeitig extrudiert werden und wobei der für das Extrudieren verwendete Extruderkopf auf eine Betriebstemperatur von etwa 170*C erhitzt wird.
Gemäß der österreichischen Patentschrift 24 30 39 ist es bekannt, Stahlrohre mit Polyaethylen in der Weise zu ummanteln, daß auf die gereinigte und auf etwa lOÜ'C erwärmte Rohroberfläche zunächst ein aus hauptsächlich Polyisobutylen bestehender und auf etwa 150*C erwärmter Schmelzkleber aufgetragen wird, auf welchen dann eine als Korrosionsschutz dienende, auf 200*C vorgewärmte Hartpolyaethylenschicht aufgebracht wird, die ihrerseits mit dom gleichen Schmelzkleber und schließlich mit einer dem mechanischen Schutz dienenden, auf etwa 120*C erwärmten Weichpolyaethylenschicht überzogen wird.
Ferner zählt es zum Stand der Technik, Stahlrohre in der Weise zu ummanteln, daß gleichzeitig mit einem Extruderkopf, der zwei Breitschlitzdüsen aufweist, ein flacher Polyaethylenstreifen und ein thermoplastischer Klebstoffstreifen extrudiert werden, die gemeinsam um das erwärmte Stahlrohr schraubenlinienförmig gewickelt werden (DE-PS 17 71 764).
Bekannt ist es auch, den die Ummantelung bildenden Kunststoff in Form nahtloser Schläuche durch koaxiales Extrudieren unter Verwendung eines Ringkanal-Extruderkopfes auf die Stahlrohre aufzubringen, wobei als Haftungsmittel für die Verbindung mit der Rohroberfläche ein Aethylencopolymerisat verwendet wird (z.B. DE-PS 25 19 046). Ein für dieses Verfahren geeigneter Extruderkopf ist bei spiel sv/ei se in der DE-PS 19 57 073 beschrieben. Das Merkblatt der Firma BASF "Lupolen A 2910 MX" vom 4.74 behandelt ein für die Beschichtung als Haftungsmittel dienendes Aethylencopolymerisat. Den bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß die zu ummantelnden Stahlrohre vor dem Aufbringen des thermo-
pl astischen Kunststoffes auf eine Temperatur zwisehen etwa 12ü°C und 220°C vorgewärmt v/erden. In dem BASF-Merkblatt wird diese Temperatur auf höchstens 22O°C beschränkt, um eine Zersetzung des Aethylencopolymerisates zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine hierfür zweckmäßige Vorrichtung zu schaffen, mit welchen die Wirksamkeit der bekannten llaftungsmittel und damit die Schäl festigkeit der Ummantelung verbessert wird öder womit für manche Anwendungsfälle auf die Verwendung eines speziellen Haftklebers verzichtet werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche.
Durch das Einwirken des reaktiven Luft/Ozon-Gemisches auf die als Haftvermittler dienende innere Kunststoffolie, die als Schlauch oder als Wickel streifen extrudiert werden kann, bilden sich Carboxylgruppen in dem Polyaethylen, oder diese werden dadurch bei Verwendung einer aus Aethylencopolyrnerisat bestehenden Haftkleberfolie verstärkt aktiviert, so daß die Haftung der Ummantelung mit der Rohroberfläche erheblich verbessert wird. Ferner ermöglicht diese Verfahrensweise eine Absenkung der Rohrtemperatur, '/omit der Aufwand bei der Kühlung des Extruderkopfes vermindert unc! ein größerer Durchsatz bei vorgegebener Kühlstrecke für das ummantelte Kohr erzielt v/erden kann. Bei weniger extremen Ansprüchen an das Haftungsvermögen der Ummantelung kann auf die Verwendung eines teueren aus Copolymer!sat bestehenden Haftklebers vollständig verzichtet und stattdessen billigere Polyaethylentypen mit höherem Schmelzindex verwendet werden.
Vorrichtungsbeispiele der Erfindung für die Ummantelung mit schlauchform gen Folien sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch den Extruder mit einer Kühleinrichtung. Figur 2 eine andere Ausbildung der Kühleinrichtung, und c Figur 3 eine kombinierte Kühl- und Gaszuführungseinrichtung. ·
Der für das Extrudieren von zwei schlauchform!gen Folien verwendete Extrudierkopf ist gemäß der DE-PS 19 57 078 an sich bekannt und besteht aus drei Gehäuseringen. ' '"
Hierbei ist ein erster Gehäusering 1 mit einem Dorn 2 einteilig ausgebildet.. In Arbeitsrichtung gesehen schließt sich an den Gehäusering 1 axial ein Zwischanring 3 an, der mit dem sich konisch verjüngenden Endabschnitt 4 des Domes 2 einen Ringspalt 5 für den inneren Polyaethylenschlauch bildet. Ferner ist zwischen dem Zwischenring 3 und dem Ringkanal 6 ein Stauring 7 ortsfest und auswechselbar angeordnet.· Während der Gehäusering 1 zum Auftraqan des aus dem Ringspalt 5 austretenden inneren Polyaethylenschlauchas auf das zu ummantelnde Rohr 30 dient und zu diesem Zweck an die Zuführung 8 angeschlossen ist, ist für das Aufbringen des äußeren Polyaethylenschlauches ein zweiter Gehäusering 9 angeordnet, der in ähnlicher Weise wie der Gehäusering 1 ausgebildet und mit der von diesem abgev/andten Seite des Zwischenringes 3 eng verbanden ist. Der Ringspalt 5 mündet unmittelbar vor der Ringöffnung eines zweiten Ringspaltes 10, welcher durch die abgeschrägte Außenfläche des Zwischenringes 3 und durch die zu dieser parallelen Innenfläche des Gehäuseringes 9 gebildet ist. Der Ringspalt 10 steht in Verbindung mit einem Ringkanal 11, der an eine Polyaethylenzuführung 12 angeschlossen ist und dessen Querschnitt v/ie beim Gehäusering 1 mittels eines Stauringes 13 verändert werden kann.' Der Gehäusering 1, der Zwischenring 3 und der Gehäusering 9 sind miteinander durch Schrauben 14 verbunden. Die Beheizung
des Extruderkopfes auf die Betriebstemperatur erfolgt mit den regelbaren Heizelementen 15.
Für das Konstanthalten der Betriebstemperatur bzw. zur Vermeidung der zusätzlichen Aufheizung des Extruderkopfes durch das auf 300*C vorgewärmte Stahlrohr dient zum Zuführen eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmittels ein in den Rohrdurchtrittskanal 16 des ersten Gehäuseringes 1 eingeschobener Stahl zylinder 17, dessen Außenfläche gem. Figur 1 im Bereich der Rohrointrittsseite 18 eng an der Innenfläche des Domes 2 anliegt und im Bereich der Rohraustrittsseite 19 einen Ringspalt 20 mit der Dorninnenfläche bildet. Er weist ferner im rohreintrittsseitigem Teil seiner Wandung zwei Längsbohrungen 21 und 22 auf, die einerseits jeweils in einem radialen, mit dem Ringspalt 20 in Verbindung stehenden Ringkanal 23 münden und von denen andererseits dio Bohrung 21 an eine Kühlmittel zuleitung 24 und die Bohrung 22 an eine Kühlinittelableitung 25 angeschlossen sind. Der Ringspalt 20 ist am stirnseitigen Austrittsende des Extruderkopfes mit einem Dichtungsring 26 verschlossen.
Gemäß Figur 2 ist der Kühlmittelkanal 23 wendelförmig ausgebildet. Das bringt den Vorteil mit sich, daß eine ausreichend große Kühlfläche bei mechanisch stabiler Ausführung erreicht wird.
Bei der in Figur-3 dargestellten Kombination mit der Zuführung des reaktiven Gases ist der wendelförmig ausgebildete Ringkanal 27 an eine Zuführungsleitung 28 angeschlossen, die in den Austrittsöffnungen 29 mündet, aus denen das Gasgemisch in den Zwischenraum zwischen der inneren Folie und der Rohroberfläche gelangt.
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Claims (6)

  1. Fall 21 515
    Mannesmann Aktiengesellschaft, Mannesmannufer 2, 4000 Düsseldorf 1
    Verfahren und Vorrichtung zum Ummanteln von Stahlrohren mit thermoplastischem Kunststoff
    Patentansprüche
    l.jVerfahren zum Erzeugen einer aus thermoplastiscnem Kunststoff, insbesondere ^ Polyaethylen, bestehenden Ummantelung von Stahlrohren, bei den auf das vorgewärmte Stahlrohr eine die Haftung mit der Rohroberflächa bewirkende Folie und auf diese eine Mantel folie aufgebracht werden, wobei bei dt: Folien unmittelbar vor ihrem Aufbringen in schlauchförmiger Form oder als flache, zum Umwickeln dienende Greifen gleichzeitig extrudiert werden und wobei der für das Extrudieren verwendete Extruderkopf auf eine Betriebstemperatur von etwa 170*C erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Extrudierens in den Zwischenraum zwischen der Rohroberfläche und der inneren Folie Luft zugeführt wird, der eine reaktive gasförmige Komponente, z.B. Ozon, zugesetzt ist, welche mit der inneren Folie unter Bildung von haftungsvermittelnden Gruppen, z.B. Carboxylgruppen reagiert.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für dir. Mantel folie ein Polyasthylen mit einem Schmelzindex von i2,16 = 0,4 bis 0,6 g/10 min und für Innsnfolie ein Polyaethylen mit einem etwa 10-fach höheren Schmelzindex von i2,16 = 5 bis 8 g/10 min extrudiert und auf die auf eine Tümperatur von etwa 300*C erhitzten Rohre aufgebracht werden, wobei der Extruderkopf durch Zuführen eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmittels, z.B. Luft oder ül, auf Betriebstemperatur gehalten wird.
  3. 3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 für das Ummanteln der Stahlrohre mit schlauchform!gen Folien unter Verwendung eines Extruderkopfes, welcher zwei Ringkanäle aufweist, von denen der erste zum Extrudieren der inneren Folie und der zweite zum Extrudieren der äußeren Mantelfolie dient und die in jeweils in einer das zu ummantelnde Rohr konzentrisch umgebenden Ringöffnung münden, wobei beide Ringöffnungen in einer qsmeinsamen Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohrdurchtrittskanal (16) des Extruderkopfes ein das zu ummantelnde Stahlrohr 30 konzentrisch umgebender Stahl zylinder (17) angeordnet ist, in dessen Wand ein Kanal (27) für die Zuführung des reaktiven Gases, ggf. in wendel förmi'jer Ausbildung, eingearbeitet ist, der an der Rohraustrittsseite (19) in Gasaustrittsöffnungen (29) mündet, die auf die Rohroberfläche und/oder in den Zwischenraum zwischen der Rohroberfläche und der inneren Folie 32 gerichtet sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dap> in der Wand des Stahl Zylinders (17) für die Zu- und Abführung des Kühlmittels Längsbohrungen (21, 22) angeordnet sind, die in einem Ringkanal (23) enden und von denen die eine Bohrung (21) an eine Kühlmittelzuleitung (24) und die andere Bohrung (22) an eine Kühlmittel ableitung (25) angeschlossen sind.
  5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Stahl Zylinders (17) im Bereich der Rolireintrittsseite (13) auf einem Teil seiner Länge eng an der Innenfläche des Extruderkopfes anliegt und im Bereich der Rohraustrittsseite (19) mit der Extruderkopf-Innonfläche einen Ringspalt (20) bildet, in welchen der Ringkanal (23) mündet.
  6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet daß der Stahl zylinder (17) über seine ganze Länge eng an der Innenfläche des Extruderkopfes anliegt und daß der Ringkanal (23) innerhalb der Zylinderwand wendelförmig ausgebildet ist.
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