DE3505107A1

DE3505107A1 - Schlauchfoermiges auskleidungsmaterial fuer rohrleitungen

Info

Publication number: DE3505107A1
Application number: DE19853505107
Authority: DE
Inventors: Masakatsu Hyodo; Akio Fujisawa Kanagawa Morinaga; Hisao Yokohama Kanagawa Ohtsuga; Yoichi Chofu Tokio/Tokyo Sakaguchi; Isaburo Settsu Osaka Yagi
Original assignee: Ashimori Industry Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Ashimori Industry Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1984-02-14
Filing date: 1985-02-14
Publication date: 1985-08-22
Also published as: DE3505107C2; CA1222962A; GB2156240A; US4684556A; JPH0438984Y2; GB2156240B; JPS60132323U; FR2559570B1; FR2559570A1; GB8503784D0

Description

Die Erfindung betrifft schlauchförmiges Auskleidungsmaterial für Rohrleitungen, insbesondere unterirdische Rohrleitungen mit relativ großem Innendurchmesser; derartige Auskleidungsmaterialien weisen einen speziellen schlauchförmigen Textilmantel auf, der auf seiner Außenseite mit einer luftundurchlässigen Beschichtung aus einem flexiblen Kunstharz versehen ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein schlauchförmiges Auskleidungsmaterial aus einem schlauchförmigen Textilmantel aus gekräuselten Garnen aus Polybutylenterephthalat-Fasern als Kettfäden und einem gekräuselten Garn aus Synthesefasern als Schußfäden, die zu der Schlauchform gestrickt oder verwebt werden; der erhaltene Schlauch wird mit einer luftundurchlässigen Beschichtung aus einem flexiblen Kunstharz versehen und ermöglicht das Verstärken von unterirdischen Rohrleitungen, wie Gasleitungen, Wasserrohren, Abwasserleitungen, Erdölleitungen und Rohren, die Drähte für die Stromversorgung oder Fernmeldekabel umschließen.

Die Überalterung oder Beschädigung von unterirdischen Rohrleitungen verursacht häufig den gefährlichen Austritt von brennbaren Gasen oder Flüssigkeiten oder die Ableitung von Strom sowie unerwartete Überflutungen; dies führt zu tjnfallen und Verkehrsstörungen. Wenn derartige Rohrleitungen im Erdboden vergraben sind, so führen Beschädigungen, die durch äußere Einwirkung oder Überalterung auftreten, zu außerordentlich gefährlichen Gas- oder Wasserausbrüchen. Insbesondere das Reißen von unterirdischen Rohrleitungen aufgrund von Überalterung erfolgt plötzlich und nicht vorhersehbar. In der Vergangenheit bestanden wirksame Gegenmaßnahmen im wesentlichen darin, die überalterten oder beschädigten Rohrleitungen über mehrere 10 oder 100 m auszu-

graben, um sie durch neue Rohrleitungen zu ersetzen. Bei diesem Austausch von Rohrleitungen ergeben sich Probleme, da die Versorgung mit Gas, Wasser oder Brennstoffen unterbrochen wird, und darüber hinaus wird der Verkehr behindert, wenn die vergrabenen Rohrleitungen sich unter öffentlichen Straßen befinden. In diesem Fall ergibt sich ein erheblicher Arbeits- und Kostenaufwand für den Austausch der Rohre neben den Schwierigkeiten bei der Arbeit selbst. Es sind daher Verfahren zum Auskleiden von Rohrleitungen vorgeschlagen worden, um beschädigte Rohrabschnitte zu reparieren oder sie vorher zu verstärken, um mechanische Belastungen zu überstehen. Diese Auskleidung von Rohrleitungen ist kommerziell interessant, da die vergrabenen Rohrleitungen nicht ausgegraben werden müssen.

¹^ Bei diesem Verfahren ist jedoch die Behandlung der Rohrleitungen relativ primitiv und das Einführen des flexiblen Kunststoffrohrs in die unterirdischen Rohrleitungen ist außerordentlich schwierig, so daß jedenfalls bei langen

oder gekrümmten Rohren die Auskleidung fast unmöglich ist. 20

Um derartige Nachteile zu vermeiden, sind verschiedene Verbesserungen sowohl hinsichtlich des Rohrauskleidungsverfahrens als auch hinsichtlich des eingesetzten Auskleidungsmaterials vorgenommen worden. Bei einem derartigen

²^ verbesserten Auskleidungsverfahren wird ein flexibler Schlauch in ein Rohr eingeführt, in dem der Schlauch unter dem Einfluß eines unter Druck stehenden Fluids, wie Druckluft, von innen nach außen gewendet, und gleichzeitig auf die Innenfläche des Rohrs mit Hilfe eines Bindemittels aufgeklebt wird. Ein derartiges Verfahren ist in den US-PSen 2 794 785, 3 132 062, 3 230 129 und 3 494 813 sowie in den GB-PSen 1 002 131, 1 069 623 und 1 025 011 beschrieben. Derartige Verfahren sind jedoch zumindest aus einem der nachstehenden Gründe noch nicht zufriedenstellend:

* 1. Es ist ein Bindemittel mit verlängerter Topfzeit erforderlich, so daß die für die Auskleidung erforderliche Zeit unvermeidlich lang wird;

2. die Menge und die Verteilung des Bindemittels kann nicht kontrolliert werden, so daß das Bindemittel gegebenenfalls ungleichförmig aufgebracht wird; ferner muß das Bindemittel in großem Überschuß eingesetzt werden, jedoch wird der Bindemittelüberschuß schließlich verworfen,

3. Wenn die Rohrleitung geneigt ist, wirkt der Kopfdruck des Bindemittels auf den Wendepunkt des Schlauchs, wo das Ausstülpen erfolgt, so daß der Druck schwankt und die Bindemittelmenge tendentiell entsprechend variiert.

Kürzlich sind in den US-PSen 4 334 943 und 4 368 091 Verfahren und Vorrichtungen zum Auskleiden von Rohrleitungen beschrieben worden. Insbesondere das in der US-PS 4 334 beschriebene Verfahren erscheint relativ vorteilhaft bei der üblichen Rohrleitungsauskleidung und zeichnet sie dadurch aus, daß ein spezielles seilförmiges, längliches Material an dem gleichen Ende des rohrförmigen Auskleidungsmaterials befestigt ist wie ein anderes längliches ,Sfiilartiqes Material und vorher durch das /schlauchformige Auskleidungsmaterial über seine Gesamtlänge geführt wird; dieses längliche Material wird vom entgegengesetzten Ende der Rohrleitung aus gezogen. Wie sich beim Vergleich der Figuren 4a bis 4f und der Figur 5a bis 5f der US-PS 4 334 943 ergibt, is-t der Einsatz des speziellen, seilartigen, länglichen Materials, das von dem entgegengesetzten Ende der Rohrleitung aus gezogen wird, tatsächlich signifikant bei der Rohrauskleidung, so daß diese im Vergleich zum Stand der Technik in einfacher Weise und ohne Schwierigkeiten ausgeführt werden kann; die Auskleidung erfolgt unter einem relativ geringen Druck selbst bei Rohrleitungen von bis zu 1000 m oder bei mehreren gekrümmten Abschnitten, wie Krümmern, Abwinklungen und/oder Versatzkrümmern.

— ο-Ι Bei der Entwicklung der Auskleidungsverfahren haben sich auch Verbesserungen hinsichtlich des schlauchförmigen Auskleidungsmaterials ergeben. Ursprünglich als Material für das Auskleiden von Rohrleitungen vorgeschlagen wurde ein schlauchförmiges Kunststoffmaterial aus einem Kunstharz. Dieses schlauchförmige Kunststoffmaterial wurde direkt in ein Rohr eingeführt, aufgebasen und auf die Innenfläche des Rohrs mit Hilfe eines Bindemittels bei einem Innendruck aufgeklebt. Es war jedoch außerordentlich schwierig, dieses schlauchförmige Kunststoffmaterial direkt durch ein Rohr mit gekrümmten oder gebogenen Abschnitten zu führen. Wenn dieses Kunststoffauskleidungsmaterial durch eine Rohrleitung entsprechend üblichen Schlauchwendeverfahren geführt wird, kann dieses Kunststoffauskleidematerial unter dem anliegenden Druck brechen oder reißen, wenn es starr ist; andererseits wird es ungleichmäßig dick,

wenn es flexibel ist. Darüber hinaus ist derartiges Kunststoffmaterial unverträglich mit bestimmten Bindemitteln, so daß dieses kaum gleichförmig auf die gesamte Oberfläche des Kunststoffauskleidungsmaterials aufgetragen werden kann.

Die offengelegte japanische Gebrauchsmusteranmeldung 56-3619 beschreibt ein verbessertes schlauchförmiges Auskleidungsmaterial für Rohrleitungen. Dieses Auskleidungsmaterial weist einen schlauchförmigen Textilmantel mit einer luftundurchlässigen Beschichtung aus Kunstharz auf, wobei der Mantel in Schlauchform mit Kett- und Schußfäden aus Kunstfasern, wie Polyesterfasergarnen gestrickt oder gewebt ist. Dieses schlauchförmige Auskleidungsmaterial wird auf die Innenfläche einer Rohrleitung mit dem üblichen Schlauchwendeverfahren aufgetragen, wobei das schlauchförmige Auskleidungsmaterial innerhalb der Rohrleitung fortschreiten kann und gleichzeitig unter Druckeinwirkung gewendet und dabei mit der Innenfläche der Rohrleitung mit Hilfe eines Bindemittels verklebt wird.

In diesem Fall erfolgt das Einführen des Auskleidungsmaterials in die Rohrleitung gleichmäßig innerhalb eines kurzen Zeitraums durch Ausstülpen oder Wenden unter Druck, wobei eine ausreichende Bindemittelmenge in den Zwischenräumen der netzwerkartigen Struktur des Textilmantels gehalten wird, so daß das Verkleben des Auskleidungsmaterials mit der Innenfläche der Rohrleitung sichergestellt ist. Darüber hinaus wird die innerste Wand des Auskleidungsmaterials durch die luftundurchlässige Beschichtung eines Kunstharzes beim Wenden gebildet und wirkt somit entsprechend einem Kunststoffauskleidungsmaterial. Ein elastisches Polyesterharz, wie Hytrel (DuPont, U.S.A.) oder Pelprene (Toyobo, Japan) wird vorzugsweise als Kunstharz eingesetzt. Die Kett- und Schußfäden können aus verschiedenen Kunstfasern bestehen, wie Polyamidfasern, Vinylonfasern oder aus anorganischen Fasern, wie Glasfasern. Ein ähnliches schlauchförmiges Auskleidungsmaterial wird in der JP-OS 56-8229 beschrieben, das auf einer Rohrleitung mit üblichen Schlauchwendeverfahren aufgetragen wird.

Dieses schlauchförmige Auskleidungsmaterial besteht aus einem ähnlichen schlauchförmigen Textilmantel und einer ähnlichen Beschichtung aus einem Kunstharz, ist jedoch um 10 bis 20 % in Umfangsrichtung streckbar und in Längsrichtung beim Wenden durch ein unter Druck stehendes Fluid nicht streckbar. Aufgrund der Streckbarkeit in Umfangsrichtung kann dieses schlauchförmige Auskleidungsmaterial leicht in die Rohrleitung eingeführt und auf die Innenfläche der Rohrleitung durch Wenden unter Druckeinwirkung aufgebracht werden. Ein schlauchförmiges Auskleidungsmaterial gemäß diesen Vorveröffentlichtungen besteht aus einem schlauchförmigen Textilmantel, der aus Kunstfasern gestrickt oder gewebt ist, und weist eine hohe Zugfestigkeit sowohl in Längs- als auch in Umfangsrichtung auf. Daher wird das Material beim Wenden unter Druckeinwirkung nicht beschädigt und wird in großem Umfang beim üblichen Rohrauskleiden eingesetzt. Tatsächlich kann darartiges

schlauchförmiges Auskleidungsmaterial auf lange Rohrleitungen problemlos aufgetragen werden, soweit diese geradlinig sind. Da dieses schlauchförmige Auskleidungsmaterial in Längsrichtung nicht dehnbar ist, bildet es häufig Falten

5 oder eine enge Durchflußöffnung in einem gebogenen Abschnitt der Rohrleitung, wo die Wegstrecke am äußeren Bogen sich von der des inneren Bogens unterscheidet (vgl. die Figuren 4d bis 4f der US-PS 4 334 943), wenn das schlauchförmige Material in üblicher Weise zum Auskleiden verwendet wird.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist kürzlich ein neuartiges schlauchförmiges Auskleidungsmaterial vorgeschlagen worden (vgl. die JP-PA 58-68944), das nicht nur in Um-

X5 fangsrichtung (Querrichtung) sondern auch in Längsrichtung dehnbar ist. In diesem schlauchförmigen Auskleidungsmaterial bestehen ein Teil oder alle Kettfaden des schlauchförmigen Textilmantels aus einem elastischen Polyurethangarn, um das über seine gesamte Länge ein Kunstfasergarn oder Garne gewickelt worden sind. Dieses schlauchförmige Auskleidungsmaterial ist biaxial dehnbar und kann zum Auskleiden von Rohrleitungen mit mehreren gebogenen Abschnitten oder Krümmern zufriedenstellend eingesetzt werden, da es sich an die komplizierte Form der gebogenen Abschnitte oder Krümmer gut anlegt, wenn es etwa gemäß dem Verfahren nach der US-PS 4 334 943 zum Rohrauskleiden eingesetzt wird. Derartige elastische Polyurethangarne sind jedoch relativ teuer, so daß der Einsatz einer großen Menge von schlauchförmigem Auskleidungsmaterial aus derartigen elastischen Polyurethangarnen für Rohrleitungen im allgemeinen aus wirtschaftlichen Gründen nicht vorteilhaft ist. Im allgemeinen ist es außerordentlich schwierig, ein elastisches Polyurethangarn mit großem Durchmesser herzustellen. Daher hat das in der JP-PA 58-68944 vorgeschlagene Ausklexdungsmaterial einen relativ geringen Durchmesser und ist insbesondere geeignet zum Verstärken von Rohrlei-

tungen mit relativ kleinem Durchmesser (Versorgungsleitungen mit einem nominellen Durchmesser von 2,5 cm für Wohnungen, Läden und kleine Büros). Aufgrund der Eigenschaften des elastischen Polyurethangarns ist es relativ schwierig, ° ein schlauchförmiges Auskleidungsmaterial mit relativ großem Durchmesser (über 50 mm) aus derartigen Garnen herzustellen. Darüberhinaus besteht das elastische Polyurethangarn aus Einzelfasern und wird hinsichtlich der Flexibilität schlechter beim Verarbeiten zu einem schlauch-

¹^ förmigen Auskleidungsmaterial mit relativ großem Durchmesser. Ferner wird das elastische Polyurethangarn, um das ein gekräuseltes Garn oder Garne aus Kunstfasern gewickelt worden ist, weniger konsistent, so daß es eine geringere Bindemittelmenge aufnimmt, als die, die zum

*5 Auskleiden von Rohrleitungen mit relativ großem Durchmesser erforderlich ist.

Andererseits weisen Gasleitungen in Großstädten oder Wasserleitungen bereits in mittelgroßen Städten im allgemeinen einen Durchmesser von 50 bis 400 mm auf. Um derartige Rohrleitungen mit relativ großem Durchmesser von einem gefährlichen Gas- oder Wasserausbruch oder dem Ausbruch von brennbaren Fluiden auf Grund einer unerwarteten Beschädigung derartiger Rohrleitungen zu verhindern, müssen diese mit einem schlauchförmigen Auskleidungsmaterial verstärkt werden, dessen Verstärkungsverhalten zumindest vergleichbar ist mit dem von elastischem Polyurethangarn, um das gekräuseltes Garn oder Garne gewickelt worden sind. Bisher ist jedoch kein neues wirtschaftliches schlauchförmiges Auskleidungsmaterial vorgeschlagen worden, das hinsichtlich der Qualität mit der von teueren, elastischen Polyurethangarnen vergleichbar ist und zum Verstärken von derartigen, relativ großen Rohrleitungen geeignet ist.

Es besteht daher ein erheblicher Bedarf für wirtschaftliches, schlauchförmiges Auskleidungsmaterial, das auf Rohr-

-ΙΟΙ leitungen mit einem Innendurchmesser von 50 bis 400 mm aufgetragen werden kann, die mehrere Krümmer oder gebogene Abschnitte aufweisen, ohne daß sich in den gebogenen Abschnitten oder Krümmern Falten ergeben, oder der Strömungsweg verengt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schlauchförmiges Auskleidungsmaterial für Rohrleitungen mit relativ großem Innendurchmesser anzugeben, das auch bei mehreren Krümmern oder gebogenen Abschnitten der Rohrleitungen eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird insbesondere mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst. Im Rahmen der Erfindung hat es sich gezeigt, daß die Auskleidung von Rohrleitungen mit relativ großem Innendurchmesser mit einem schlauchförmigen Auskleidungsmaterial möglich ist, das eine luftundurchlässige Beschichtung aus einem flexiblen Kunstharz auf seiner Außenseite aufweist und das gleichförmig in üblicher Weise aufgetragen werden kann; die erfindungsgemäße Lehre besteht insbesondere darin, daß bei der Herstellung des schlauchförmigen Textilmantels für die Kettfaden gekräuselte Garne aus Polybutylenterephthalatfasern und für die Schußfäden ein gekräuseltes Garn aus Kunstfasern verwendet werden.

Das erfindungsgemäße, schlauchförmige Auskleidungsmaterial kann leicht und in einfacher Weise hergestellt werden, und der Auftrag auf die Innenfläche von Rohrleitungen mit relativ großem Innendurchmesser und gegebenenfalls mehreren gebogenen Abschnitten oder Krümmern kann ohne die Ausbildung von Falten erfolgen.

Der schlauchförmige Textilmantel kann auf seiner Außenseite mit einer luftindurchlässigen Beschichtung aus einem Kunstharz versehen sein und wird zu seiner Schlauchform ge-

strickt oder gewebt, wobei die Kettfäden aus gekräuselten Garnen aus Polybutylenterephthalatfasern und die Schußfäden aus einem gekräuselten Garn aus Kunstfasern bestehen.

Das erfindungsgemäße Auskleidungsmaterial kann bei allen üblichen Rohrauskleidungsverfahren bei Rohrleitungen mit relativ großem Innendurchmesser und mehreren Krümmern oder gebogenen Abschnitten eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische, teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen, schlauchförmigen Auskleidungsmaterials,

Figur 2 eine schematische, teilweise vergrößerte Aufsicht auf den schlauchförmigen Textilmantel für das schlauchförmige Auskleidungsmaterial gemäß Figur 1,

Figur 3 eine schematische Querschnittsansicht des Zustandes beim Auskleiden eines Rohrkrümmers mit einem üblichen Auskleidungsmaterial mit schlechter Dehnbarkeit in Längsrichtung und

Figur 4 eine schematische Querschnittsansicht des Zustandes beim Auskleiden eines Rohrkrümmers mit dem

erfindungsgemäßen, schlauchförmigen Auskleidungsmaterial mit guter Dehnbarkeit in Längsrichtung.

Das erfindungsgemäße Auskleidungsmaterial kann auf die Innenwand verschiedenartiger Rohrleitungen mit relativ großem Innendurchmesser aufgebracht werden, die gegebenenfalls mehrere Krümmer oder gebogene Abschnitte aufweisen; durch diese Auskleidung werden die Rohrleitungen gegen äußere Stöße oder Überalterung mit an sich bekannten Auskleidungsverfahren verstärkt, vorzugsweise Verfahren gemäß den US-PSen 4 334 943 und 4 368 091. Dabei wird das

Auskleidungsmaterial ausgestülpt (gewendet) und auf die Innenfläche der Rohrleitungen aufgeklebt, während es innerhalb der Rohrleitungen unter einem Fluiddruck geführt wird. Dieses Einführen des Auskleidungsmaterials kann gegebenenfalls mit Hilfe eines führenden, seilartigen, langgestreckten Materials, wie eines Seils oder Bandes erfolgen, indem das Auskleidungsmaterial von dem entgegengesetzten Ende der Rohrleitungen gezogen wird.

Beispiele für mit dem schlauchförmigen Auskleidungsmaterial gemäß der Erfindung zu verstärkende Rohrleitungen sind solche mit einem Innendurchmesser von etwa 30 bis 4 00 mm, vorzugsweise 50 bis 3 00 mm, vorzugsweise aus Stahl oder einem ähnlichen Metall oder Legierungen. Diese Rohrleitungen können beispielsweise als öffentliche Gasleitungen und Rohrleitungen für Petroleum oder Brennstoffe oder in Form von Asbest- oder Hartharz-Rohren, z.B. für öffentliche Wasserleitungen mittlerer Größe verwendet werden. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind Rohre zum Schutz von Drähten für die Stromversorgung und Rohre für Nachrichten-Verbindungskabel; Rohre aus Beton oder Porzellan (Keramik) können beispielsweise als Abwasserrohre eingesetzt werden. Diese Rohrleitungen können mehrere Krümmer oder gebogene Abschnitte aufweisen.

Im weiteren Sinne kann Polybutylenterephthalat (ein PoIykondensat von Butylenglykol mit Terephthalsäure) unter dem Begriff "Polyester" subsumiert werden, unterscheidet sich jedoch von dem üblichen Begriff "Polyester" im engeren Sinne, der normalerweise für Polyester aus Äthylenglykol verwendet wird. Ein dem Polybutylenterephthalat möglichst ähnlicher Polyester der fithylenglykolserie ist Polyäthylenterephthalat. Polybutylenterephthalatfasern sind natürlich spezifisch, selbst im Vergleich mit Polyäthylenterephthalatfasern, da erstere gegenüber letzteren hinsichtlich Elastizität sehr überlegen sind und zwischen elastischen

Polyurethanfasern und Polyamidfasern aus Nylon 6 rangieren. Die Polybutylenterephthalatfasern sind hinsichtlich Flexibilität und Widerstandsfähigkeit gegen Wettereinflüsse und Chemikalien zu Polyäthylenterephthtalatfasern äquivalent. Die hohe Elastizität von Polybutylenterephthalatfasern kann der Tatsache zugeschrieben werden, daß Tetramethylenketten im Molekül eine äußere Zugeinwirkung und Lockerung tolerieren und einen reversiblen Kristallübergang von der α-Form in die ß-Form und umgekehrt ermöglichen. Daher sind die Polybutylenterephthalatfasern gegenüber elastischen Polyurethanfasern wie Spundex, geringfügig elastischer, wirtschaftlicher und hinsichtlich Reißfestigkeit, Wetterbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Chemikalien überlegen.

Die Polybutylenterephthalatfasern (nachstehend PBT-Fasern bezeichnet) unterscheiden sich gegenüber üblichen Polyesterfasern der Äthylenglykolreihe, wie Polyäthylenterephthalatfasern, durch ihre signifikant hohe Elastizitat. Es hat sich nun gezeigt, daß eine derartige Elastizitätsdifferenz noch dadurch signifikanter gemacht werden kann, indem man die PBT-Fasern zu gekräuselten Garnen verarbeitet. Insbesondere haben gekräuselte Garne aus PBT-Fasern eine erhöhte Dehnbarkeit bezüglich der Kräuselwirkung im Vergleich zu gekräuselten Garnen aus Polyesterfasern. Das gekäruselte Garn aus PBT-Fasern hat einen Kräuselwert von 60 bis 80 %, während übliche Polyesterfasern einen Kräuselwert von maximal etwa 50 % aufweisen. Die Kräuselkontraktion in Prozent wird berechnet bei einem Garnstrang mit 1000 Denier nach der folgenden Gleichung:

Kräuselkontraktion (in %) = (L- - L)/ L χ 100 L = ursprüngliche Länge
L₁ = Länge bei einer Belastung von 10 g L_ = Länge bei einer Belastung von 1000 g.

Das schlauchförmige Auskleidungsmaterial gemäß der Erfindung zeichnet sich aus durch die Auswahl von gekräuselten Garnen aus PBT-Fasern, die im Vergleich zu gekräuselten Garnen aus üblichen Polyesterfasern eine ausgezeichnete Elastizität und Dehnbarkeit aufweisen, zur Verwendung als Kettfäden und gegebenenfalls sowohl als Kettfaden als auch als auch als Schußfäden für die Herstellung des schlauchförmigen Textilmantels. Die PBT-Fasern sind im Handel erhältlich und können zu gekräuselten Garnen in üblicher Weise verarbeitet werden. Gekräuselte Garne aus PBT-Fasern sind ebenfalls im Handel erhältlich. Typische Beispiele derartiger im Handel erhältlicher PBT-Fasern ist ARTLON (Kurashiki Rayon Co., Japan). Ein Garn, vorzugsweise ein gekräuseltes Garn aus verschiedenen Kunstfasern, kann als Schußfaden verwendet werden. Ein Beispiel für den Schußfaden ist ein Garn aus Vinylon, Polyamid, Polyester oder aus einem Gemisch dieser Materialien, wobei das Garn aus Polyester wegen seiner hohen Reißfestigkeit bevorzugt ist. Wenn das schlauchförmige Auskleidungsmaterial druckbeständig sein soll, so ist ein Garn aus Polyäthylenterephthalatfasern für den Schußfaden besonders geeignet. Falls ein gekräuseltes Garn aus synthetischen Fasern als Schußfaden verwendet wird, kann die Dehnbarkeit des Auskleidungsmaterials in Quer- oder Umfangsrichtung verbessert werden, damit es sich in Umfangsrichtung ausdehnen kann. Die Verwendung von Garn aus PBT-Fasern als Schußfaser garantiert eine ausreichend hohe biaxiale Dehnbarkeit. Die Verwendung von gekräuseltem Garn aus PBT-Fasern verstärkt diese Wirkung. Im allgemeinen ist die Verwendung von gekräuseltem Garn auch aus anderen Gründen bevorzugt; ein derartiges als Schußfaden verwendetes, gekräuseltes Garn kann auch mit den Kettfäden verschlungen sein und verbessert so die Haftung einer luftundurchlässigen Beschichtung aus Kunstharz auf dem gewebten, schlauchförmigen Textilmantel. Da die Dehnbarkeit von gekräuseltem Garn aus PBT-Fasern größer

- 15 ist als von gekräuseltem Garn aus Polyesterfasern, kann die Faltungsbreite des schlauchförmigen Textilmantels reduziert werden, und eine Wärmebehandlung zum Schrumpfen des Textilmantels in Querrichtung ist nicht erforderlich.

Bei der Herstellung des schlauchförmigen Textilmantels werden die Kettfäden und der Schußfaden zu der Schlauchform verwebt oder gestrickt. Ein aus einem Gewebestreifen durch Vernähen hergestellter, schlauchförmiger Textilmantel bildet eine Naht in Längsrichtung, so daß der Mantel nicht gleichförmig mit einem Kunstharz beschichtet werden kann und nicht in gleichmäßiger Dicke auf die Innenfläche der Rohrleitung aufgetragen werden kann. Ferner wird die Dehnbarkeit sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des schlauchförmigen Auskleidungsinaterials verschlechtert.

Um die Außenseite des schlauchförmigen Textilmantels mit einer luftundurchlässigen harzartigen Beschichtung zu versehen, muß das Kunstharz flexibel und frei dehnbar sein, da der schlauchförmige Textilmantel biaxial dehnbar ist. Ferner muß das Kunstharz abriebfest gegen Einwirkungen einer äußeren Kraft sein, die zum Ausstülpen oder Wenden des schlauchförmigen Auskleidungsmaterials erforderlich ist; ferner muß das Kunstharz einen geringen Reibungswiderstand haben. Beispiele für geeignete synthetische Kunstharze sind ein Polyesterelastomer und ein Polyätherpolyurethan-Elastomer. Das Polyesterelastomer ist ein Blockcopolymerisat eines aromatischen Polyesters mit einem aliphatischen Polyätherdiol und wird als thermoplastisches Kunstharz angesehen, das flexibel und luftundurchlässig ist und ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich Elastizität und Widerstandsfähigkeit aufweist. Das Polyätherpolyurethan-Elastomer wird erhalten aus einem ähnlichen Polyätherdiol und einem Polyisocyanat und weist ähnliche Eigenschaften auf. Diese Kunstharze sollten eine Zugfestigkeit von mindestens 150 kg/cm und

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eine Reißdehnung von 500 % oder mehr aufweisen, da eine niedrige Reißfestigkeit häufig die Ausbildung von feinen Löchern in der Beschichtung verursacht. Beispiele für derartige handelsübliche Kunstharze sind Pelprene (Toyobo, Japan) und Hytrel (DuPont, USA). Die Dicke der Beschichtung variiert entsprechend dem gewünschten Zweck und dem Innendurchmesser der zu behandelnden Rohrleitungen sowie der Art der durch diese fließenden Fluide, liegt jedoch im allgemeinen im Bereich von etwa 0,5 mm bis etwa 3 mm.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels des schlauchförmigen Auskleidungsmaterials in aufgeblasener Form und teilweise aufge- schnitten, um den schlauchförmigen Textilmantel zu zeigen. Das erfindungsgemäße schlauchförmige Auskleidungsmaterial sieht äußerlich aus wie das nach dem Stand der Technik. Gemäß Figur 1 besteht das schlauchförmige Auskleidungsmaterial 1 aus einem schlauchförmigen Textilmantel 2, der auf seiner Außenseite mit einer luftundurchlässigen Beschichtung 3 aus einem flexiblen Kunstharz versehen ist. Die Beschichtung 3 kann durchsichtig sein, um den Zustand des schlauchförmigen Textilmantels 2 zu zeigen, kann jedoch entsprechend der gewünschten Verwendung des Auskleidungsmaterials 1 auch eingefärbt sein.

Der Durchmesser des schlauchförmigen Auskleidungsmaterials 1 ist normalerweise geringfügig kleiner als der der zu verstärkenden Rohrleitung, wie dies noch näher beschrieben wird.

Figur 2 zeigt ein Beispiel der Struktur des schlauchförmigen Textilmantels, wobei jeder Kettfaden aus zwei gekräuselten Garnen 4 und 4¹ aus PBT-Fasern und jeder Schußfaden aus einem gekräuselten Garn 5 einer Kunstfaser besteht.

Jeder Kettfaden kann aus einem gekräuselten Garn oder drei gekräuselten Garnen aus PBT-Fasern und jeder Schußfaden aus einem normalen, d.h. nicht gekräuselten Garn aus syn-

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thetischen Fasern oder aus einem gekräuselten Garn aus PBT-Fasern entsprechend dem gewünschten Einsatzzweck bestehen. Insbesondere besteht beispielsweise jeder Kettfaden in diesem schlauchförmigen Textilmantel aus zwei gekräuselten Garnen aus PBT-Fasern, die jeweils durch Verzwirnen von 10 gekräuselten PBT-Fasern von 150 Denier bestehen, während jeder Schußfaden durch Verzwirnen von vier wollartigen Polyäthylenterephthalat-Fasern von 500 Denier besteht.

Figur 3 zeigt den Zustand beim Auskleiden eines Rohrleitungskrümmers mit schlauchförmigem Auskleidungsmaterial gemäß einem bekannten Verfahren, wie beispielsweise gemäß der US-PS 4 368 091. Das schlauchförmige Auskleidungsmaterial 1 wird durch eine Rohrleitung geführt, wobei es an seinem vorderen Ende 6 gewendet und dann auf die Innenfläche der Rohrleitung mit Hilfe eines nicht dargestellten Bindemittels geklebt wird. Wenn das Auskleidungsmaterial 1 durch einen geraden Abschnitt 7 der Rohrleitung geführt wird, verläuft die Auskleidung gleichmäßig. In einem Rohrleitungskrümmer, wo der innere Bogen kürzer ist als der äußere Bogen 9 und sich in die Horizontalrichtung des fortschreitenden Auskleidungsmaterials, (bezogen auf die Zeichnungsdarstellung) rasch nach unten ändert, wird der untere Teil des Auskleidungsmaterials stark auf die gebogene Innenwand 8 des Krümmers gepreßt und es werden mehrere Falten 10 im Auskleidungsmaterial gebildet, das die Innenwand 8 berührt. Andererseits kann der obere Teil des Auskleidungsmaterials rasch entlang dem langen äußeren Bogen fortschreiten, so daß die Außenfläche des gewendeten Auskleidungsmaterials nicht länger an der Innenfläche der äußeren Krümmung 9 gehalten werden kann; dadurch bildet sich ein Zwischenraum 11 zwischen der Innenfläche des äußeren Bogens 9 und dem gebogenen Auskleidungsmaterial. Am Ende des Bogens wird das schlauchförmige Auskleidungsmaterial 1 wieder in gutem Kontakt mit dor Innenfläche des geraden Teils der Rohrleitung gehalten, so daß

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die Auskleidung anschließend wieder problemlos verläuft. Im Rohrleitungskrümmer sind jedoch entlang des inneren Bogens mehrere Falten 10 im Auskleidungsmaterial ausgebildet, und darüber hinaus wird der Strömungsquerschnitt verengt.

Figur 4 zeigt den Zustand beim Auskleiden eines Rohrleitungskrümmers mit dem erfindungsgemäßen, schlauchförmigen Auskleidungsmaterial mit dem gleichen Verfahren wie bei Figur 3. Das Auskleidungsmaterial 1 wird gleichförmig gewendet und ausgestülpt und gleichmäßig auf die Innenfläche des geraden Abschnitts der Rohrleitung aufgeklebt. Wenn das Auskleidungsmaterial durch den Krümmer fortschreitet, wo der äußere Bogen 9 größer ist als der

!5 innere Bogen 8, ist das Auskleidungsmaterial ausreichend dehnbar in Längsrichtung, so daß der obere Teil des Auskleidungsmaterials entlang dem längeren äußeren Bogen 9 gut anliegt, während der untere Teil des Auskleidungsmaterials entlang dem kürzeren inneren Bogen 8 durch den Krümmer fortschreitet, ohne daß sich Falten ausbilden, oder der Strömungsquerschnitt im Krümmer verengt wird.

Durch Vergleich der Figuren 3 und 4 zeigt sich, daß Rohrleitungen mit dem erfindungsgemäßen, schlauchförmigen Auskleidungsmaterial ausgekleidet werden können, ohne daß sich in einem Rohrleitungskrümmer Schwierigkeiten ergeben.

Der Außendurchmesser des schlauchförmigen Auskleidungsmaterials muß geringfügig kleiner (80 bis 100 %) sein als der Innendurchmesser der Rohrleitung. Wenn der Außendurchmesser zu klein ist, muß das Auskleidungsmaterial beim Ausstülpen stark expandiert werden, so daß die Dehnung der Beschichtung des schlauchförmigen Textilmantels größer wird; daher muß der Fluiddruck erhöht werden und es können sich kleine Löcher in der Beschichtung unbe-

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absichtigt ausbilden. Wenn andererseits der Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der zu behandelnden Rohrleitung, so bilden sich in Längsrichtung im Auskleidungsmaterial Falten aus, so daß dieses nicht gleichmäßig auf die Innenfläche der Rohrleitung aufgetragen werden kann.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das schlauchförmige Auskleidungsmaterial zum Verstärken einer Rohrleitung einen nominalen Durchmesser von 100 mm auf, und der schlauchförmige Textilmantel besteht aus 598 Kettfaden, jeweils aus zwei gekräuselten Garnen, die man durch Verzwirnen von 10 gekräuselten Fasern aus Polybutylenterephthalat von 150 Denier erhält, und aus einem Schußfaden, den man durch Verzwirnen von vier wollartigen Polyäthylenterephthalatfasern von 500 Denier erhält, und die mit 55 Schußfäden/10 cm angeordnet wird. Der erhaltene schlauchförmige Textilmantel wird einer Entspannungsbehandlung unterworfen, wobei der Mantel mit

heißem Wasser von etwa 100⁰C, Dampf oder heißer Luft behandelt wird. Der so behandelte schlauchförmige Textilmantel weist eine Dehnung in Umfangsrichtung von etwa 11,0 % und eine Dehnung in Längsrichtung von 20,6 % bei einem

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Druck von 1,0 kg/cm und eine Reißdehnung von etwa 70 % auf.

Zum Vergleich wurde ein schlauchförmiger Textilmantel aus 300 Kettfäden hergestellt, die man jeweils durch Verzwirken von drei Polyesterfasern von 1100 Denier erhält; den Schußfaden erhält man durch Verzwirnen von Polyesterfasergarn von 110 Denier und 20-fächern gesponnenem Garn aus Polyester; es wurden 58 Schußfäden/10 cm verwendet. Ein aus diesem schlauchförmigen Textilmantel hergestelltes schlauchförmiges Auskleidungsmaterial hat eine Dehnung in Umfangsrichtung von 10,1 % und eine Dehnung in Längs-

2 richtung von -0,2 % bei einem Druck von 1,0 kg/cm und

einer Reißdehnung von etwa 16 %; dieses Auskleidungsmaterial zeigt eine schlechte Dehnung, insbesondere in Längsrichtung.

Zum Auskleiden einer Rohrleitung von 500 mm Innendurchmesser wurde ein schlauchförmiger Textilmantel mit 300 Kettfaden hergestellt, die jeweils durch Verzwirnen von fünf gekräuselten PBT-Fasern von 150 Denier erhalten wurden; der Schußfaden wurde hergestellt durch Verzwirnen von drei gekräuselten PBT-Fasern von 150 Denier mit drei wollartigen Polyesterfasern von 150 Denier; es wurden acht Schußfäden/ Inch (32 Schußfäden/10 cm) vorgesehen. Dieser schlauchform!- ge Textilmantel wurde mit heißem Wasser von etwa 100⁰C, Dampf oder Heißluft entspannt. Das mit dem so behandelten Mantel erhaltene schlauchförmige Auskleidungsmaterial hat die folgenden Eigenschaften:

Mantelfestigkeit in kg/cm:
13 in Umfangsrichtung
42 in Längsrichtung

Gewicht des schlauchförmigen Auskleidungsmaterials:120 g/m

Dicke des schlauchförmigen Auskleidungsmaterials: 0,6 mm für die Harzbeschichtung 1,6 mm für den Mantel
Dehnung bezüglich des Durchmessers:

53 mm bei einem Innendruck von 1,2 kg/cm

2 58 mm bei einem Innendruck von 2,0 kg/cm

Dehnung in Längsrichtung:

10 % bei einem Innendruck von 1,2 kg/cm 30 % bei einem Innendruck von 2,0 kg/cm 2
Druckwiderstand: 3,2 kg/cm

Dehnungsbehandlung bezüglich des Durchmessers: 57 bis 58 mm (unter Druck)
48 bis 50 mm (nach dem Weben) 40 mm (beim Entspannen) .
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Bei einer anderen Rohrleitungsbehandlung bei einer Rohrleitung von 250 mm Durchmesser wurde ein schlauchförmiger Textilmantel aus 3600 Kettfäden verwendet, die jeweils durch Verzwirnen von drei gekräuselten PBT-Fasern von 150 Denier hergestellt wurden; der Schußfaden wurde erhalten durch Verzwirnen von sieben gekräuselten PBT-Fasern von 150 Denier mit 14 wollartigen Polyesterfasern von 150 Denier; es wurden 15 Schußfäden/Inch (60 Schußfäden/10 cm) verwendet. Dieser schlauchförmige Textilmantel wurde durch Behandeln mit heißem Wasser von etwa 100⁰C, Dampf oder Heißluft entspannt. Das mit dem so behandelten Mantel erhaltene schlauchförmige Auskleidungsmaterial hat die folgenden Eigenschaften:

Dicke des schlauchförmigen Auskleidungsmaterials: 0,6 mm für die Harzbeschichtung: 2,5 mm für den Mantel

Dehnung in Durchmesserrichtung:

252 mm bei einem Innendruck von 0,6 kg/cm

259 mm bei einem Innendruck von 1,0 kg/cm Dehnung in Längsrichtung:

2 13 % bei einem Innendruck von 0,6 kg/cm

2 32 % bei einem Innendruck von 1,0 kg/cm

Vorzugsweise beträgt die Dehnung des schlauchförmigen Auskleidungsmaterials in Längsrichtung mindestens 10 % bei Einwirkung des Fluiddrucks zum Ausstülpen oder Wenden. Da das Auskleidungsmaterial gemäß der Erfindung eine Reißdehnung von 70 bis 80 % aufweist, kann es leicht bis zu 20 % unter einem relativ geringen Druck für das Wenden gedehnt werden und kann leicht innerhalb einer Rohrleitung sich vorwärts bewegen, ohne daß sich Falten bilden oder der Strömungsweg verengt, wenn das Auskleidungsmaterial durch einen Krümmer oder einen gebogenen Abschnitt der Rohrleitung hindurchtritt. Da der Druck für das Wenden ausreichend niedrig ist, wird das Auskleidungsmaterial keiner großen Spannung unterworfen, so daß

seine Festigkeit während der Auskleidung nicht beeinträchtigt wird. Obwohl übliche Auskleidungsverfahren beim Auftrag des erfindungsgemäßen schlauchförmigen Auskleidungsmaterials angewendet werden können, beträgt der zum Aus-

stülpen und Wenden erforderliche Druck lediglich 0,5 bis 2 kg/cm².

Ein wesentliches Merkmal gemäß der Erfindung besteht darin, daß das schlauchförmige Auskleidungsmaterial gleichmäßig auf die Innenfläche einer Rohrleitung aufgetragen werden kann, deren Innendurchmesser beispielsweise 300 mm beträgt; dies liegt daran, daß das Auskleidungsmaterial eine hohe Dehnbarkeit und Flexibilität aufweist; hinsichtlich der Auswahl des Auskleidungsverfahrens sind keine besonderen Maßnahmen erforderlich. Ferner kann die Auskleidung der Rohrleitungen mit mehreren Krümmern mit dem hoch dehnbaren und flexiblen Auskleidungsmaterial gemäß der Erfindung durchgeführt werden, ähnlich wie bei der Verwendung von Auskleidungsmaterial auf der Basis von elastischen Polyurethangarnen, wobei sich keine Falten oder unerwünschte Leerräume bilden.

Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen schlauchförmigen Auskleidungsmaterials besteht darin, daß der schlauchförmige Textilmantel hoch konsistent ist, wegen der Verwendung von gekräuselten Garnen, die miteinander verschlungen sind; dadurch ergeben sich ausreichende Zwischenräume zur Aufnahme eines Bindemittels oder eines Kunstharzes, so daß die Haftung des Auskleidungsmaterials auf der Innenfläche einer Rohrleitung völlig sichergestellt ist. Diese Wirkung wird erfindungsgemäß verstärkt, wenn gekräuselte Garne ebenfalls für die Schußfäden verwendet werden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen schlauchförmigen Auskleidungsmaterials besteht darin, daß die Dehnbarkeit von gekräuselten Garnen aus PBT-Fasern annähernd

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gleich der von sogenannten Spundex-Fasern ist, während die Flexibilität der zuerst genannten Fasern gegenüber letzteren überlegen ist. Darüber hinaus sind PBT-Fasern wesentlich preiswerter als Spundex-Fasern. Daher ist das erfindungsgemäße Auskleidungsmaterial auch aus wirtschaftlichen Gründen vorteilhaft.

Die Verwendung von hoch dehnbarem und flexiblem Auskleidungsmaterial gemäß der Erfindung ermöglicht erstmals die Auskleidung einer Rohrleitung mit einem Innendurchmesser von 300 mm und mehr und gegebenenfalls mit mehreren Krümmern, wobei das Auskleidungsmaterial zum Verstärken der Rohrleitung sich gut an die komplizierte Form der Rohrleitung anpaßt, insbesondere in Krümmern und gebogenen Abschnitten, ohne daß sich im Auskleidungsmaterial Falten ausbilden, oder ein Zwischenraum zwischen der Rohrleitung und dem Auskleidungsmaterial den Strömungsweg verengt; die Auswahl des angewendeten Auskleidungsverfahrens ist dabei von geringer Bedeutung. Keines der bekannten schlauchförmigen Auskleidungsmaterialien zeigt derartige Vorteile beim Auskleiden von Rohrleitungen mit Innendurchmessern von 300 mm und mehr und mehreren Krümmern oder gebogenen Abschnitten in komplizierter Form.

Das Auskleidungsverfahren selbst, das Bindemittel sowie die Entspannungsbehandlung des schlauchförmigen Textilmantels können in geeigneter Weise nach dem Stand der Technik ausgewählt werden.

Claims

VOSSIUS VOSSIUS •TAUC/HKife'R.^tt'.ELWE.MANN RAUH PATENTANWÄLTE *3 R Π R 1 Π SIEBERTSTRASSE A ■ 8OOO MÜNCHEN 86 ■ PHONE: (O8Θ) 4-74O7B CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN ■ TELEX 5-29453 VOPAT D 14. Februar 1985 u.Z.: T 577 Case: FP-186/WG Tokyo Gas Co., Ltd. Tokyo, Japan 10 Ashimori Industry Co,, Ltd. Osaka, Japan " Schlauchförmiges Auskleidungsmaterial für Rohrleitungen " Patentansprüche

1. Schlauchförmiges Auskleidungsmaterial für Rohrleitungen, insbesondere mit relativ großem Innendurchmesser und gegebenenfalls mehreren Krümmungen und gebogenen Abschnitten, mit einem schlauchförmigen Textilmantel aus Kett- und Schußfäden, die schlauchförmig gestrickt oder gewebt sind, mit einer luftundurchlässigen Beschichtung aus einem flexiblen Kunstharz, und wobei das schlauchförmige Auskleidungsmaterial mit Hilfe eines Bindemittels derart auf der Innenfläche der Rohrleitung aufgebracht wird, daß es in die Rohrleitung eingeführt und innerhalb dieser mit oder ohne Hilfe eines seilartigen, länglichen Materials fortschreitend bewegt wird, während das schlauchförmige Auskleidungsmaterial unter einem Fluiddruck von innen nach außen gewendet und dabei auf die Innenfläche der Rohrleitung so aufgebracht wird, daß das Bindemittel zwischen Rohrleitung und schlauchförmigem Auskleidungsmaterial zu liegen kommt, dadurch gekennzeichnet, daß die

Kettfäden aus gekräuselten Garnen aus Polybutylen-Terephthalat-Fasern und die Schußfäden aus einem Garn aus synthetischen Fasern bestehen.

2. Schlauchförmiges Auskleidungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden aus einem Garn aus Polyäthylenterephthalat-Fasern bestehen.

3. Schlauchförmiges Auskleidungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden aus einem Garn aus Polybutylenterephthalat-Fasern bestehen.

4. Schlauchförmiges Auskleidungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden aus einem gekräuselten Garn aus synthetischen Fasern bestehen.

5. Schlauchförmiges Auskleidungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden aus einem gekräuselten Garn aus Polybutylenterephthalat- Fasern bestehen.

6. Schlauchförmiges Auskleidungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden aus einem Gemisch von gekräuselten Garnen aus Polybutylenterephthalat- und synthetischen Fasern bestehen.

7. Schlauchförmiges Auskleidungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Dehnung von 10 bis 80 % in Längsrichtung aufweist.

8. Schlauchförmiges Auskleidungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser 80 bis 100 % des Innendurchmessers der auszukleidenden Rohrleitung beträgt.