DE3342023A1 - Process for producing a plastics tube with permeation barrier - Google Patents

Process for producing a plastics tube with permeation barrier

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Abstract

In a process for producing a plastics tube with permeation barrier, a longitudinally fed, thin-walled metal strip is shaped to form a slit tube having a ratio of diameter to wall thickness of more than 50 : 1 and welded at its strip edges. The weld seam is tempered and subsequently the plastics tube adhering to the metal tube is extruded on.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffrohres mit PermeationssperreProcess for the production of a plastic pipe with a permeation barrier

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffrohres mit Permeationssperre bei dem die Permeationssperre mit dem Kunststoffrohr verklebt ist.The invention relates to a method for producing a plastic pipe with permeation barrier in which the permeation barrier is glued to the plastic pipe is.

Aus der DE-OS 3104161 ist ein Kunststoffschlauch für den Transport korrosionsfördernder Medien bekannt, dessen Innenwandung mit einem längsverschweißtem Band aus Kupfer, welches während der Herstellung einläuft, bekleidet ist. Die Auskleidung ist mit dem eigentlichen Kunststoffrohr verklebt. Dieses bekannte Rohr soll bezüglich seines Korrosionsverhaltens dem bisher beim Heizungsbau eingesetzten Kupferrohr entsprechen, kann aber infolge des Verbundaufbaus mit wesentlich weniger Kupfer hergestellt werden.DE-OS 3104161 discloses a plastic hose for transport Corrosive media known, the inner wall with a longitudinally welded Band made of copper, which comes in during production, is covered. The lining is glued to the actual plastic pipe. This known pipe is intended to relate to its corrosion behavior to the copper pipe previously used in heating construction but can use significantly less copper due to the composite structure getting produced.

Ein solches Rohr kann das bekannte Kupferrohr jedoch nur dann ablösen bzw. ersetzen, wenn es gelingt, die Wanddicke der Auskleidung so weit zu reduzieren, daß eine nennenswerte Kupferersparnis eintritt. Die Herstellung solcher dünnwandiger Kupferrohre mit einem relativ großen Durchmesser bereitet jedoch bekanntlich erhebliche Schwierigkeiten, da das Rohr so instabil ist, daß es den mechanischen Beanspruchungen während der Fertigung nicht standhalten würde.However, such a pipe can only replace the known copper pipe or replace if it is possible to reduce the wall thickness of the lining to such an extent that that there is a significant copper saving. The manufacture of such thin-walled However, copper pipes with a relatively large diameter are known to prepare considerable Difficulties because the pipe is so unstable that it can withstand mechanical stresses would not withstand during manufacture.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, ein solches Kunststoffrohr mit Permeationssperre herzustellen, bei dem die besagten Schwierigkeiten nicht auftreten.The invention is therefore based on the object of a method indicate with which it is possible to construct such a plastic pipe with a permeation barrier in which the aforementioned difficulties do not arise.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, da ein längseinlaufendes, dünnwandiges Metallband zu einem Schlitzrohr mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Wanddicke von mehr als 50 geformt und an seinen Bandkanten verschwert wird, daß die Scheianaht vergütet wird und daß anschließend das mit dem Metallrohr verklebende Kunststoffrohr aufextrudiert wird. In Durchführung der Erfindung besteht die Möglichkeit, auf das Metallrohr einen Heii3schmelzkleber aufzubringen und dann das Kunststoffrohr aufzuextrudieren. Andererseits besteht die Möglichkeit, auf das Metallrohr eine Schicht aus einem Copolymer des Polyäthylens aufzuextrudieren und darüber ein Polyäthylenrohr zu extrudieren. In beiden Ausführungsformen erhält man ein Rohr, bei dem die Metallschicht mit der angrenzenden Kunststoffschicht inniglich verklebt ist. Zu dem gleichen Ergebnis gelangt man, wenn man ein Rohr aus Copolymer auf das Metallrohr aufextrudiert. Die Wanddicke der Kunststoffschicht sollte ein Vielfaches der Wanddicke des Metallrohrs sein. Bei einem Metallrohr von z. B. 18 mm Durchmesser und einer Wanddicke von 0,1 mm sollte die Wanddicke des Kunststoffrohres mindestens 1 mm betragen.This object is achieved by using a thin-walled, longitudinal inlet Metal band to form a slotted tube with a ratio of diameter to wall thickness formed by more than 50 and twisted at its ribbon edges that the Scheianeam is remunerated and that then the plastic pipe glued to the metal pipe is extruded on. In carrying out the invention, it is possible to use the To apply a hot melt adhesive to the metal pipe and then to extrude the plastic pipe. On the other hand, there is the possibility of a layer of one on the metal pipe To extrude copolymer of polyethylene and extrude a polyethylene tube over it. In both embodiments, a tube is obtained in which the metal layer with the adjacent plastic layer is intimately glued. The same result is obtained when a tube made of copolymer is extruded onto the metal tube. the The wall thickness of the plastic layer should be a multiple of the wall thickness of the metal pipe be. In a metal pipe of z. B. 18 mm diameter and a wall thickness of 0.1 mm, the wall thickness of the plastic pipe should be at least 1 mm.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Extrudieren unter radialem Druck gegen das Metallrohr durchgeführt und das Metallrohr von innen abgestützt. Es hat sich gezeigt, daß bei der Verwendung von Copolymer des Polyäthylens als Klebeschicht eine dauerhafte Verklebung nur dann erreicht wird, wenn das Copolymer unter Druck und unter Temperatur mit dem Metall in Berührung gelangt. Diesem erforderlichen Druck würde das Rohr von sich aus nicht standhalten, so daß eine Abstützung vorteilhaft ist. Zweckmäßigerweise wird das Kunststoffrohr vernetzt. Eine Vernetzung mit energiereichen Strahlen bzw. auch eine chemische Vernetzung ist bekannt. Die sog. Strahlenvernetzung setzt aber einen relativ hohen Investitionsaufwand für die Strahlenvernetzungsanlage voraus. Die chemische Vernetzung scheidet für das vorliegende Produkt aus, da diese unter Druck und Wärme durchgeführt werden mut.According to a particularly advantageous embodiment of the invention the extrusion is carried out under radial pressure against the metal pipe and the metal pipe supported from the inside. It has been shown that when using copolymer of the polyethylene as an adhesive layer, permanent bonding can only be achieved when the copolymer is in contact with the metal under pressure and temperature got. The pipe would not be able to withstand this required pressure, so that a support is advantageous. The plastic pipe is expediently networked. A cross-linking with high-energy rays or a chemical cross-linking is known. The so-called radiation crosslinking, however, involves a relatively high investment outlay for the radiation crosslinking system. The chemical crosslinking is different for the product at hand, as these are carried out under pressure and heat courage.

Der hohe Druck würde zu einer Verformung des relativ instabilen Rohres führen. Aus diesem Grund hat. es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Kunststoffrohr aus einem Polyäthylen herzustellen, dem Silangruppen aufgepfropft sind. Bei Zutritt von Feuchtigkeit vernetzt dieser Werkstoff ohne Druck und ohne Temperaturerhöhung. Dem Kunststoff für das Kunststoffrohr werden vorteilhafterweise die thermische Leitfähigkeit erhöhende Stoffe in Form von Ruß, Graphit und anderen beigegeben. Diese Maßnahme führt zu einem verbesserten Wärmeübergang, von dem im Innern des Metallrohrs transportierten erwärmtem Medium an die Außenwandung des Kunststoffrohres. Für den Fall, daß das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Rohr als Fußbodenheizungsrohr eingesetzt wird, hat sich diese Maßnahme als besonders vorteilhaft erwiesen, da durch den verbesserten Wärmeübergang die Vorlauftemperatur herabgesetzt werden könnte, was zu einer besseren Ausnutzung der zugeführten Primärenergie führt. Um das durch das Schmelzschweißen erzeugte Gußgefüge im Bereich der Schweißnaht in ein vergütetes Geige zu überführen, d. h., die Korngröße im Bereich der Schweißnaht zu verringern, wird die Schweißnaht kaltverformt, z. B. durch Ultraschallbehandlung. Durch diese Verformung tritt eine Rekristallisation des Schweißnahtgefüges ein, die noch beschleunigt werden kann, wenn man das Rohr nach der Verformung kurzzeitig erhitzt.The high pressure would deform the relatively unstable pipe to lead. Because of this it has. it proved to be particularly advantageous to use the plastic pipe made from a polyethylene to which silane groups are grafted. Upon entry from moisture, this material crosslinks without pressure and without increasing temperature. The plastic for the plastic pipe is advantageously the thermal conductivity increasing substances in the form of soot, graphite and others were added. This measure leads to an improved heat transfer from that transported inside the metal tube heated medium to the outer wall of the plastic pipe. In the event that that Pipe produced by the process according to the invention as an underfloor heating pipe is used, this measure has proven to be particularly advantageous because the flow temperature could be reduced by the improved heat transfer, which leads to better utilization of the primary energy supplied. To get through the fusion welding produced a cast structure in the area of the weld seam into a tempered one To transfer violin, d. i.e. to reduce the grain size in the area of the weld seam, the weld seam is cold-formed, e.g. B. by ultrasound treatment. Through this Deformation causes recrystallization of the weld seam structure, which accelerates even further can be if the tube is briefly heated after the deformation.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die sich kennzeichnet durch eine Rohrschweißanlage und mindestens einen in Durchlaufrichtung des Rohres gesehen dahinter angeordneten Extruder, bei der im Bereich des Extrudermundstücks ein das Metallrohr von innen abstützender an einer Dornstange befestigter Dorn angeordnet ist. Dieser Dorn, der weitestgehend den Innenraum des Metallrohres ausfüllt, dient dazu, dem Druck beim Extrudieren der Copolymerschicht standzuhalten und den für eine dauerhafte Verklebung zwischen dem Copolymer und dem Metallrohr notwendigen Gegendruck zu sorgen.The invention also relates to a device for implementation of the process, which is characterized by a pipe welding system and at least an extruder arranged behind it, viewed in the direction of passage of the pipe, at the one in the area of the extruder mouthpiece that supports the metal pipe from the inside arranged on a mandrel rod attached mandrel. This thorn, which is largely fills the interior of the metal tube, serves to reduce the pressure during extrusion to withstand the copolymer layer and for a permanent bond between to provide the necessary back pressure to the copolymer and the metal pipe.

Die Erfindung ist anhand der in den Fig. 1 bis 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is shown schematically with reference to FIGS Embodiments explained in more detail.

Von einer Vorratsspule 1 wird ein Kupferband 2 mit einer Wanddicke von 0,15 mm kontinuierlich abgezogen und durch einen nicht näher dargestellten Formrollensatz zu einem Schlitzrohr 3 mit einem Außendurchmesser von 18 mm geformt. Das SchliXzrohr 3 wird mittels einer Schweißvorrichtung 4 - vorzugsweise einer WIG-Schweißeinrichtung -längsnahtverschweißt. Die Schweißnaht wird durch Kaltverformung behandelt und anschließend mittels eines Extruders 8 ein Kunststoffmantel 9 aufextrudiert. Vor dem Extrusionsvorgang wird auf das Metallrohr entweder ein Heißschmelzkleber oder aber eine Copolymerschicht aufgebracht. Der Heißschmelzkleber wird vorteilhafterweise aufgespült, wogegen die Copolymerschicht unter Druck auf das Metallrohr aufgepreßt wird. Auch besteht die Möglichkeit, den Kunststoffmantel 9, der eine Wanddicke von in etwa 1 mm aufweist, vollständig aus einem Copolymer herzustellen, der dann von sich aus mit dem Metallrohr verklebt, aber ebenfalls unter Druck aufextrudiert werden muß.From a supply reel 1 is a copper tape 2 with a wall thickness from 0.15 mm continuously subtracted and by a set of form rollers, not shown formed into a slotted tube 3 with an outer diameter of 18 mm. The SchliXzrohr 3 is made by means of a welding device 4 - preferably a TIG welding device -seam welded. The weld seam is treated by cold deformation and then a plastic jacket 9 is extruded on by means of an extruder 8. Before the extrusion process either a hot melt adhesive or a copolymer layer is applied to the metal tube upset. The hot melt adhesive is advantageously washed up, whereas the Copolymer layer is pressed onto the metal pipe under pressure. There is also the Possibility of using the plastic jacket 9, which has a wall thickness of about 1 mm, made entirely from a copolymer, which then by itself with the metal pipe glued, but must also be extruded under pressure.

Das Metallrohr 12 gelangt dann in den Extruder 8 - siehe Fig 2 -, der den Kunststoffmantel 9 - in diesem Fall ist es ein Copolymermantel - mit hohem Druck auf das Metallrohr 12 aufextrudiert. Um eine Verformung des dünnwandigen Metallrohres 12 zu verhindern, ist ein Dorn 14 vorgesehen, der mit der Dornstangenhalterung 7 über die Dornstange 11 starr verbunden ist und das Rohr 12 in seiner runden Form hält. Nach dem Extrusionsvorgang wird das Rohr gekühlt, wobei der Kunststoffmantel 9 aushärtet.The metal pipe 12 then enters the extruder 8 - see Fig. 2 -, the plastic jacket 9 - in this case it is a copolymer jacket - with high Pressure on the metal tube 12 extruded. About deformation of the thin-walled metal pipe 12, a mandrel 14 is provided which is connected to the mandrel bar holder 7 is rigidly connected via the mandrel rod 11 and the tube 12 in its round shape holds. After the extrusion process, the pipe is cooled, with the plastic jacket 9 hardens.

Die Fig. 4 zeigt das nach dem erfinangsgemäen Verfahren hergestellte Rohr in einem Schnitt. Die Schwei3naht ist dort mit 15 bezeichnet.Fig. 4 shows the produced according to the method according to the invention Pipe in one cut. The weld seam is labeled 15 there.

Metallrohr 12 und Kunststoffmantel 9 sind innig miteinander verbunden, wobei der Kunststoffmantel 9 im wesentlichen als mechanische Stütze für das Metallrohr 12 dient. Bei Biegevorgängen ist mit Sicherheit vermieden, daß das dünnwandige Metallrohr 12 entweder in der Zugspannungszone reißt oder aber in der Druckspannungszone knittert.Metal pipe 12 and plastic jacket 9 are intimately connected to one another, the plastic jacket 9 essentially acting as a mechanical support for the metal pipe 12 serves. During bending operations it is definitely avoided that the thin-walled metal tube 12 either tears in the tensile stress zone or wrinkles in the compressive stress zone.

- L e e r s e i t e -- L e r s e i t e -

Claims (8)

Patentansprüche Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffrohres mit Permeationssperre, bei dem die Permeationssperre mit dem Kunststoffrohr verklebt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein langseinlaufendes, dünnwandiges Metallband zu einem Schlitzrohr mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Wanddicke von mehr als 50 geformt und an seinen Bandkanten verschweißt wird, daß die Schweißnaht vergütet wird und daß anschließend das mit dem Metallrohr verklebende Kunststoffrohr aufextrudiert wird. Claims method for producing a plastic pipe with permeation barrier, in which the permeation barrier is glued to the plastic pipe is, characterized in that a long running, thin-walled metal strip to a slotted tube with a ratio of diameter to wall thickness of more is shaped as 50 and welded at its band edges that the weld seam is remunerated and that then the plastic pipe adhering to the metal pipe is extruded on will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Metallrohr ein Hei[ischmelzkleber aufgebracht und dann das Kunststoffrohr aufextrudiert wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that on the A hot melt adhesive is applied to the metal pipe and the plastic pipe is then extruded on will. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Metallrohr eine Schicht aus einem Copolymer des Polyäthylens aufextrudiert und darüber ein Polyäthylenrohr extrudiert wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a layer of a copolymer of polyethylene is extruded onto the metal tube and over it a polyethylene tube is extruded. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr aus Copolymer auf das Metallrohr aufextrudiert wird.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that a tube made of copolymer is extruded onto the metal tube. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Extrudieren-unter radialem Druck gegen das tetallrohr durchgeführt wird und Gas IYetallrohr von innen abgestützt wird.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that the extrusion-carried out under radial pressure against the tetallrohr and gas metal tube is supported from the inside. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffrohr vernetzt wird.6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized characterized in that the plastic pipe is crosslinked. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kunststoff für das Kunststoffrohr die thermische Leitfähigkeit erhöhende Stoffe - vorzugsweise Ruß, Graphit etc. - beigegeben wird.7. The method according to one or more of claims 1 to 6, characterized characterized in that the plastic for the plastic pipe the thermal conductivity increasing substances - preferably soot, graphite, etc. - is added. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrells nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Rohrschweißanlage und mindestens einen in Durchlaufrichtung des Rohres gesehen dahinter angeordneten Extruder, bei der im Bereich des Extrudermundstücks ein das Metallrohr von innen abstützender an einer Dornstange befestigter Dorn angeordnet ist.8. Device for carrying out the process according to one or more of claims 1 to 8, characterized by a pipe welding system and at least an extruder arranged behind it, viewed in the direction of passage of the pipe, at the one in the area of the extruder mouthpiece that supports the metal pipe from the inside arranged on a mandrel rod attached mandrel.
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