DE3206582C2 - Verfahren zum Erzeugen einer druckfesten Bewehrung auf der Oberfläche von mit Kunststoff ummantelten Rohren - Google Patents
Verfahren zum Erzeugen einer druckfesten Bewehrung auf der Oberfläche von mit Kunststoff ummantelten RohrenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer druckfesten Bewehrung auf der Oberfläche von mit thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, ummantelten Stahlrohren, wobei der Kunststoff in Form eines extrudierten Folienbandes um die mit einem Kleber bedeckte Oberfläche der auf eine Temperatur zwischen etwa 150 bis 200 ° C erwärmten und in Umdrehung versetzten Stahlrohre schraubenlinienförmig gewickelt wird, worauf die Stahlrohre unmittelbar anschließend in einer Kühlstrecke abgekühlt werden. Um die aus thermoplastischem Kunststoff bestehende Ummantelung in wirtschaftlicher Weise gegen mechanische Einflüsse widerstandsfähig zu machen, wird vorgeschlagen, daß nach Verlassen der Kühlstrecke der Kunststoffmantel mit einem porösen oder weitmaschigen Bandageband, welches mit einem plastischen zementhaltigen Mörtel getränkt oder beschichtet ist, umwickelt wird, wobei der Kunststoffmantel durch Regeln der Kühlung in der Kühlstrecke auf eine Temperatur gebracht wird, welche der Zusammensetzung des Zementmörtels angepaßt ist und dessen Aushärtung beschleunigt, z.B. auf 80 ° C.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer druckfesten Bewehrung auf der Oberfläche von
mit thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, ummantelten Stahlrohren, wobei der Kunststoff
in Form eines extrudierten Folienbandes um die mit einem Kleber bedeckte Oberfläche der auf eine
Temperatur zwischen etwa 150 bis 200°C erwärmten und in Umdrehung versetzten Stahlrohre schraubenlinienförmig
gewickelt wird, worauf die Stahlrohre unmittelbar anschließend in einer Kühlstrecke abgekühlt
werden.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der DE-PS 17 71 764 beschrieben. Hierbei werden die thermoplastischen
Kunststoffstreifen mittels Breitschlitzdüscn extrudiert und unmittelbar anschließend um die gereinigten
und erwärmten Rohre gewickelt. Als Haftkleber dient ein Klebstoffstreifen, der gleichzeitig mit dem
Kunststoffstreifen mit einer besonderen Breitschlitzdüse extrudiert und um das Rohr gewickelt wird. Die extrudierten
Kunststoffstreifen werden dabei so geführt, daß ihre Ränder einander überlappen und miteinander
verschweißen.
Der Kunststoffmantel hat die Funktion des Korrosionsschutzes,
d. h. er muß das zu schützende Rohr niit ausreichend hohem Umhüllungswidcrstand gegen das
Erdreich abschirmen, clic Anwendung eines kalhodischen
Schutzes erlauben und außerdem die Diffusion korrosiver Medien, z. B. HjO, O2 auf zulässige Werte
reduzieren. Um diese Funktionen erfüllen zu können, muß die Kunststoffschicht auch eine ausreichende Festigkeit
gegen Druck und Schlag bei den Temperaturen während der Handhabung und des Betriebes besitzen,
um Verletzungen zu vermeiden. Dies kann durch die Wahl geeigneter Kunststoffe mit hoher Schlagfestigkeit,
z. B. Polyäthylen, erfolgen, wobei der Mantel eine ausreichende Dicke haben muß.
Die Erzielung der geforderten mechanischen Widerstandsfähigkeit durch das Aufbringen des Kunststoffmantels
mit einer hierfür erforderlichen Dicke von z. B. 2 bis 4 mm verursacht jedoch im Hinblick auf die relativ
hohen Kosten für den Kunststoff Probleme oder wenn, wie im Falle duroplastischer Beschichtungen, eine Verbesserung
der mechanischen Widerstandsfähigkeit (gegen Schlag und Druck bei ausreichender Verformbarkeit)
durch bloße Erhöhung der Beschichtungsdicke ni-;ht erzielbar ist In diesen Fällen wird die Dicke der
Kunststoffschicht so begrenzt, daß nur die Anforderungen
für den Korrosionsschutz erfüllt werden, die erforderliche mechanische Widerstandsfähigkeit aber durch
eine zusätzliche Zementmönelschicht erzielt wird. Hierfür
ist es beispielsweise aus der Vortragsveröffentlichung »!nicrna! and Exiernal Protection of Pipes«, 4.
internationale Tagung vom 15. bis 17.9.1981, Leeuwenhorst,
bekannt geworden, Stahlrohre, die einen Korrosionsschutz aus Epoxyharz aufweisen, mit einer faserverstärkten
Zement und organische Bestandteile enthaltenden Umhüllung zu versehen. Nachteilig ist dabei
der zusätzliche Kostenaufwand, dem im Falle duroplastischer Beschichtungen eine entsprechende Reduzierung
der Beschichtungsdicke nicht gegenübersteht, da diese schon aus verfahrenstechnischen Gründen wie
auch für den Korrosionsschutz erforderlich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es. ein Verfahren zu schaffen, mit welchem die in bekannter Weise auf Stahlrohre
aufgebrachte und aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyäthylen bestehende Ummantelung in
wirtschaftlicher Weise gegen mechanische Einflüsse widerstandsfähig gemacht werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der
Patentansprüche. Damit wird erreich·;, daß die bisher
erforderliche Dicke des Kunststoffmantel von 2 bis 4 mm auf etwa die Hälfte ohne Beeinträchtigung des
Korrosionsschutzes verringert werden kann.
Dies ist insbesondere von Bedeutung bei Rohrleitungen,
die mit wechselnden Temperaturen betrieben werden und deshalb im Erdreich gleiten. Die zusätzliche
silikatische Außenschicht übernimmt insbesondere bei höheren Betriebstemperaturen die Aufgabe der Druckverteilung,
so daß auch unter diesen Bedingungen örtlich höhere Beanspruchungen (z. B. durch einzelne Steinc
des Bettungsmaterials) nicht /u den Korrosionsschutz beeinträchtigenden Verformungen oder Verletzungen
der organischen Schutzschicht führen.
Wesentliches Kennzeichen des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist die Aufbringung der silikatischen Außenschicht auf die thermoplastbeschichtete Rohroberfläche
unter Nutzung der aus dem unmittelbar vorangehenden Beschichtungsvorgang noch vorhandenen Wärme des
Stahlrohres und der Thermoplastbeschichtung. Zur Vermeidung von örtlichen Verdampfungsvorgängen
ho wird die Thermoplasiobcrfläfhc kurzfristig vorgekühlt,
mit der Folge, daß die Wärme des Stahlrohres danach wieder »durchschlägt«.
Eine weitere crfindungsgcmitßc Maßnahme ist die
lüninischiing der Bcschleiinigerkomponentc. Diese erbr»
folgt dadurch, daß die noch nicht gehärtete Schicht walkend verformt wird. Diese Verformung kann durch die
örtliche Kraftcinleitung beim schraubenlinienförmigen Transport der Rohre auf den TmnsDortrollen erfoleen.
Zusätzliche breite, weich angedrückte Glättrollen sorgen für die Wiederherstellung einer zylindrischen Oberfläche.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbcispiel der Erfindung
schematisch dargestellt. ί
Das zu ummantelnde Rohr t wird in bekannter Weise in Achsrichtung und unter radialem Umdrehen zunächst
durch eine Sandstrahleinrichlung 2 und dann durch einen Durchlaufofen 3 transportiert, wo es auf eine Temperatur
von 200cC erwärmi wird. Dann werden mit dem Extruder 4 eine als Haftkleber dienende Äthyleneopolymerisatfolie
und mit dem Extruder 5 eine Polyäthylenmantelfolie gleichzeitig cxtrudiert und um das Rohr herumgewickelt.
Die Rohrvorschubgeschwindigkeil beträgt 0,8 m/min, li
die Steigung ca. 100 mm pro Umdrehung. Die Rohre 1 folgen einander in einem kurzen Abstand von ca. 50 mm.
Im Anschluß an diesen bekannten Verfahrensschritl wird das ummantelte Rohr in der Kühlstrecke 6 tcilgekühlt,
so daß nach Ende dieser Teilkühlung die Rcstwärme wieder »durchschiägi«. Die Zeiten b/w. Kiihlinicnsitäten
hängen von der Vorwärmtemperatur dt·- Rohre und den Rohrwand- bzw. den PE-Dicken ab und können
im Einzelfall mit einfachen Mitteln erprobt werden. Anzustreben ist eine Wiedererwärmung auf ca. 8O0C Nach
dieser Kühlung wird ein Trägermaterial, z. B. grobmaschiges Gewebeband 7, z. B. aus Polypropylenfasern,
durch eine mit Zementmörtel gefüllte Vorlage 8 geführt, in der mit hier nicht dargestellten Hilfsmitteln ein konstantes
Füllniveau aufrechterhalten wird, und überlap- jo pend auf das PE-ummanteltc Rohr gewickelt. Zusätzlich
kann das Band aus der Fördereinrichtung 8.7 mit Mörtel befrachtet werden, wobei zumindest ein Randstreifen
des Trägerbandes frei bleibt, um eine Verbindung der
Trägerfolien im Überlappungsbereich zu gewährleisten. r> Ein Härtungsbeschleunigcr für den Zement wird während
des Wickelvorganges mit Hilfe der Sprüheinrichtung 9 aufgesprüht. Der Härtungsbeschleunigcr kann
auch als Konzentrat, z. B. in einer Möriclmischung, aufgebracht
werden. Nach dem Einmischen des Bcschleunigers durch Walken auf den nicht dargestellten Transportrollen
erfolgt eine Glättung der Oberfläche durch die Glättrolle 10.
Hierzu I Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum Erzeugen einer druckfesten Bewehrung auf der Oberfläche von mit thermoplastischem
Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, ummantelten Stahlrohren, wobei der Kunststoff in Form
eines extrudierten Folienbandes um die mit einem Kleber bedeckte Oberfläche der auf eine Temperatur
zwischen etwa 150 bis 2000C erwärmten und in Umdrehung versetzten Stahlrohre schraubenlinienförmig
gewickelt wird, worauf die Stahlrohre unmittelbar anschließend mit einer Kühlstrecke abgekohlt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach Verlassen der Kühlstrecke der Kunststoffmantel
mit einem porösen oder weitmaschigen Bandageband, welches mit einem plastischen zementhaltigen
Mörtel getränkt oder beschichtet ist, umwickelt wird, wobei der Kunststoffmantel durch Regeln tier
Kühlung in de Kühlstrecke an seiner Oberfläche auf
eine Temperaoir gebracht wird, welche der Zusammensetzung
des Zementmörtels angepaßt ist und dessen Aushärtung beschleunigt, z. B. auf 80° C.
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß während des Umwickeins des den Zementmörtel tragenden Bandagebandes oder unmittelbar
daran anschließend auf dieses ein flüssiger Zementhärtungsbeschleuniger aufgebracht wird,
z. B. durch Aufsprühen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet,
^aS das den Zementmörtel tragende Bandageband vor dessen Aushärtung gewalkt und
anschließend geglättet wird.
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