DE3508811A1 - Process for covering a steel pipe - Google Patents

Process for covering a steel pipe

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • F16L58/02—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
    • F16L58/04—Coatings characterised by the materials used
    • F16L58/10—Coatings characterised by the materials used by rubber or plastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/48—Preparation of the surfaces

Abstract

The invention relates to a process for covering a steel pipe with polyethylene in which, after the surface of the steel pipe has been cleaned, at least one layer of epoxy resin as a primer and, over this, before the epoxy resin is cured, at least one adhesive layer of ethylene copolymer is applied on to the steel pipe. In order to improve a process for covering the steel pipe of this generic type in such a way that the covered steel pipes have increased resistance under the effect of moisture with simultaneously increased temperature (for example of up to +80 DEG C) and increased resistance against underrusting, it is proposed that the surface of the steel pipe is chromated, completely dried and then the epoxy resin is applied at a pipe temperature of at least 200 DEG C.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ummanteln eines Stahl-The invention relates to a method for sheathing a steel

rohres mit thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.pipe with thermoplastic material, especially polyethylene, according to the preamble of claim 1.

Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, Stahlrohre, insbesondere solche, die im Erdboden verlegt werden, mit einem dem Schutz gegen Korrosion dienenden Uberzug aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie Polyäthylen oder Polyvlnylchlorid zu versehen. Die Verbindung des Uberzugs mit dem Stahl rohr erfolgt meistens durch Verkleben.Numerous methods are known to produce steel pipes, especially those which are laid in the ground, with a coating that serves to protect against corrosion made of a thermoplastic such as polyethylene or polyvinyl chloride Mistake. The connection of the coating with the steel pipe is usually done through Gluing.

PUr das Uberziehen der Rohre kann der Kunststoff bekanntlich in Form eines nahtlosen Schlauchs durch Extrudieren unter Verwendung einer ringförmigen Düse, durch die das Rohr hindurchgeführt wird, aufgebracht werden, nachdem die Rohroberfläche mit einem Klebstoff beschichtet worden ist Es ist auch bßkanp n Kunststoff in Fonn eines Follenbandes schraubenlinienformig um das Rohr zu wickeln, Aus der DE-PS 19 65 802 ist ein Verfahren zum Ummanteln eines Stahlrohres bekannt, bei dem ein gereinigtes Stahl rohr induktiv auf 140 - 200 C erwärmt und mittels Spritzpistolen mit einer Epoxyharzschicht als Haftvermittler beschichtet wird. Auf die aushärtende Epoxyharzschicht wird dann eine extrudierte Folie aus einem Äthylencopolymerisat als Kleberschicht und darüber eine ebenfalls extrudierte Folie aus Polyäthylen als äußere Mantel schicht aufgetragen.As is well known, the plastic can be shaped to cover the pipes of a seamless tube by extrusion using an annular Nozzle, through which the pipe is passed, to be applied after the pipe surface Has been coated with an adhesive It is also bßkanp n plastic in Fonn a Follenbandes to wind helically around the pipe, from DE-PS 19 65 802 a method for sheathing a steel pipe is known in which a cleaned Steel pipe inductively heated to 140 - 200 C and sprayed with a Epoxy resin layer is coated as an adhesion promoter. On the hardening epoxy resin layer then an extruded film made of an ethylene copolymer is used as an adhesive layer and over it a likewise extruded film made of polyethylene as the outer jacket layer applied.

Eine derartige im Prinzip aus drei Schichten bestehende Ummantelung, deren Einzelschichten selbstverständlich auch jeweils in mehreren Teilschichten aufgetragen werden kennen, weist ausgezeichnete, gegenüber dem damaligen Stand der Technik verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften auf. In manchen Fällen werden jedoch insbesondere hinsichtlich der Schälfestlgkeit unter Feuchtigkeitseinwirkung und erhöhter Temperatur (bis 80 eC Dauerlast) und hinsichtlich des Schutzes gegen Unterrostung (cathodic disbonding) sehr hohe Qualitätsanforderungen gestellt, die auch von diesem Ummantelungssystem nicht immer bzw. nicht mit der gewünschten Sicherheit erfüllt werden.Such a covering, consisting in principle of three layers, their individual layers, of course, also in several sub-layers know to be applied, points excellent, compared to the then state of the Technology has improved anti-corrosion properties. In some cases it will be but especially with regard to the peel resistance under the action of moisture and increased temperature (up to 80 eC continuous load) and with regard to protection against Under-rusting (cathodic disbonding) made very high quality requirements not always or not with the desired security from this sheathing system either to be met.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren rur Stahirohrumnantelung der gattungsgetiläßen Art dahingehend zu verbessern, daß die ummantelten Stahlrohre gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Schälfestigkeit unter Feuchtigkeitseinwirkung be gleichzeitig erhöhter Temperatur (z.B. von bis zu + 80@C) und erhöhten Widerstand gegen Unterrostung aufweisen.The object of the invention is therefore to provide a method for sheathing steel pipes of the generic type to the effect that the jacketed steel pipes compared to the prior art, increased peel strength under the action of moisture be at the same time increased temperature (e.g. of up to + 80 @ C) and increased resistance have against rusting.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 - 12 angegeben.This object is achieved according to the invention by a method with the features of claim 1. Advantageous developments of the method are specified in the subclaims 2-12.

Im folgenden wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail below.

Die Verbesserung der Haftung zwischen dem Stahl rohr und der Kunststoffunmantelung, deren Einzel schichten auch in jeweils mehreren Teilschichten aufgetragen sein können und die auch mit zusätzlichen Schichten versehen sein kann, etwa als mechanische Schutzschicht (z.B. Zementbeschichtung, Kautschukbeschichtung wird durch dos an sich bekannte Chromatieren der Stahirohroberfläche erreicht.The improvement of the adhesion between the steel pipe and the plastic casing, the individual layers of which can also be applied in several partial layers and which can also be provided with additional layers, such as mechanical ones Protective layer (e.g. cement coating, rubber coating is applied by dos an known chromating of the steel pipe surface achieved.

Wesentliche Bedingungen für das erfindungsgemäße Verfahren sind, daß die Oberfläche des Stahl rohres chemisch und/oder mechanisch gründlich gereinigt (z,B, mindestens entsprechend DIN 55 928) und vor dem Auftragen des Kunststoffs restlos getrocknet ist, damit die Bildung von Dampfblasen unter dem Kunststoff vermieden wird.Essential conditions for the process according to the invention are that the surface of the steel pipe is thoroughly cleaned chemically and / or mechanically (e.g., at least in accordance with DIN 55 928) and before applying the plastic is completely dry to avoid the formation of vapor bubbles under the plastic will.

Die Ummantelung eines Stahl rohres kann in folgender Weise vorgenommen werden. Ein Stahl rohr von z.B. 159 mm äußeren Durchmesser und 4,5 mm Wanddicke wird durch Strahlen mit gerundetem Stahidrahtkorn, dessen Einzelkorn also keine oder nur wenige scharfe Kanten aufweist, an der zu beschichtenden Oberfläche gründlich gereinigt. Das Stahl strahl en wird so durchgeführt, daß eine mittlere Rauhtiefe wo 40 - 50 µm entsteht. Infolge des gerundeten Stahldrahtkornes weist das Stahl rohr nach der Reinfgtlng ein im Prinzip apfelstnenhaltf-orw auges, d.h. abgeflachtes Oberflächenprofil ohne scharfe Kanten at Das auf Raumtemperatur befindliche Stahl rohr wird dann in einer Kabine, die gegen ein Austreten der giftigen Chromatdämpfe In die Umwelt gesichert Ist, mit der Chromatierung in wässriger Lösung (z.B. 6-wertige Chromsäure, die ein Silikat enthält) durch Sprühen benetzt. Das Benetzen könnte auch auf andere Weise, z.B. mit Hilfe einer Walze oder durch Tauchen in ein entsprechendes Chromsäurebad erfolgen. Wesentlich ist, daß eine Chromatschicht von 20 - 200 mg/m2 auf der Stahlrohroberfläche entsteht. Es ist eine gleichmäßig dicke Chromatschicht anzustreben. Dies wird einerseits durch das abgeflachte Oberflächenprofil des Stahl rohres erreicht, das nicht stark zerklüftet ist und daher keine örtlich stärkeren Ansammlungen der Chromatierung begünstigt. Andererseits kann die Schichtdicke durch die Konzentration der wässrigen Lösung beeinflußt werden. Nach dem Auftragen der Chromatierung wird die Oberfläche des Stahl rohres vollstandig getrocknet. Dabei ist selbstverständlich zu vermeiden, daß Chromatdämpfe in die Umwelt gelangen. Überschüssiges Material ist daher nicht nur beim eigentlichen Auftragen, sondern auch beim Trocknen unbedingt zurückzugewinnen. Für die Trocknung hat sich insbesondere eine induktive Erwärmung des Stahl rohres auf etwa 180 - 200 ~C als vorteilhaft erwiesen. Gegebenenfalls kann auch zusätzllche Wärmeenergie durch Infrarotbestranlung z.B. kurz vor der Beschichtung mit Epoxyharz aufgebracht werden.The sheathing of a steel pipe can be done in the following way will. A steel pipe with an outer diameter of 159 mm and a wall thickness of 4.5 mm, for example is made by blasting with rounded steel wire grain, so its single grain is none or has only a few sharp edges, thoroughly on the surface to be coated cleaned. The steel beam is carried out so that a medium surface roughness where 40 - 50 µm is created. As a result of the rounded steel wire grain, the steel has After cleaning, the pipe is basically an apple-shaped stem, i.e. a flattened one Surface profile without sharp edges at That at room temperature The steel pipe is then placed in a cabin that prevents the poisonous from leaking out Chromate vapors Is safe in the environment with chromating in aqueous solution (e.g. hexavalent chromic acid, which contains a silicate) wetted by spraying. That Wetting could also be done in other ways, e.g. with the help of a roller or by dipping take place in an appropriate chromic acid bath. It is essential that a chromate layer of 20 - 200 mg / m2 occurs on the steel pipe surface. It's an even aim for a thick chromate layer. On the one hand, this is due to the flattened surface profile of the steel pipe, which is not very fissured and therefore not locally favors stronger accumulations of chromating. On the other hand, the layer thickness can be influenced by the concentration of the aqueous solution. After applying After chromating, the surface of the steel pipe is completely dried. Included it is of course to be avoided that chromate vapors get into the environment. Excess Material is therefore not only used when it is actually applied, but also when it is drying absolutely to win back. An inductive method in particular has been used for drying Heating the steel pipe to around 180 - 200 ~ C has proven advantageous. Possibly can also provide additional thermal energy through infrared irradiation, e.g. shortly before coating can be applied with epoxy resin.

Das erwärmte und getrocknete Stahl rohr wird anschließend in einer Beschichtungsstation elektrostatisch mit Epoxyharzpulver in einer Menge besprüht> die einer Trockenfilmdicke von etwa 50 um entspricht. Aufgrund der in das Stahl rohr eingebrachten Wärme schmilzt das Epoxyharzpulver zu einem geschlossenen Film auf und beginnt auszuhärten. In an sich bekannter Weise wird vor Beendigung der Aushärtung der thermoplastische Kunststoff z.I3. durch Aufrecken eines nahtlosen extrudierten Foliendoppelschlauches aus einer inneren z.B. 150 um dicken Äthylencopolymerisatschicht und einer äußeren z.I3. 1,8 mm dicken Polyäthylenschicht auf das Stahl rohr aufgebracht und das Stahlrohr anschließend auf Raumtemperatur abgeltuhl t.The heated and dried steel pipe is then placed in a Coating station electrostatically sprayed with epoxy resin powder in a quantity> which corresponds to a dry film thickness of about 50 µm. Because of in the steel The heat introduced into the tube melts the epoxy resin powder to form a closed film and begins to harden. In a manner known per se, before the termination of the Curing of the thermoplastic material e.g. I3. by stretching a seamless extruded film double tube made of an inner e.g. 150 µm thick ethylene copolymer layer and an outer z.I3. 1.8 mm thick polyethylene layer is applied to the steel pipe and then the steel pipe to room temperature.

Das bekannte Ummanteln durch schraubenlinienförmlges Umwickeln mit einer Kleberfolie und einer Folie für die äußere Mantel schicht ist ebenso anwendbar. Es ist auch möglich, innerhalb des Kunststoffmantels Variationen in den Schichtfolgen durchzuführen, beispielsweise mehrere Kleber- oder mehrere Teil schichten der äußeren Mantel schi cht aufzutragen oder Zwischenschichten einzubringen, die aus einer Mischung von Epoxyharz und dem verwendeten Kleber und/oder aus dem Kleber und dem Material der äußeren Mantel schicht bestehen.The well-known sheathing by wrapping with helical lines an adhesive film and a film for the outer jacket layer is also applicable. It is also possible to vary the sequence of layers within the plastic jacket perform, for example, several adhesive or several partial layers of the outer Coat layer to be applied or intermediate layers made from a mixture of epoxy resin and the adhesive used and / or of the adhesive and the material consist of the outer coat layer.

Letzteres begünstigt einen kontinuierlichen Übergang der unterschiedlichen Materialeigenschaften in den Einzel schichten des gesamten Kunststoffmantels. Wesentlich ist allerdings, daß der Kleber, In diesem Beispiel also das Äthylencopolymerisat, nicht mst der Chromatschicht in Berührung kommt.The latter favors a continuous transition of the different Material properties in the individual layers of the entire plastic jacket. Essential is, however, that the adhesive, in this example the ethylene copolymer, does not have to come into contact with the chromate layer.

Das gemaß dem vorstehenden Beispiel beschichtete Stahl rohr weist unter Einwirkung von Wasser bei + 65 ~C nach ca. 250 Std. eine Schälfestigkeit von 80 - 100 N/cm und einen Disbondingwert nach ASIM G 8 von 0 - 1 mm auf. Für ein Stahl rohr, das in entsprechender Weise ohne Chromatierung nach dem Stand der Technik mit 50 zm Epoxyharz, 150 um Äthylencopolymerisat und 1,8 mm Polyäthylen beschichtet wurde, betragen diese Qualitätsdaten 50 - 60 N/cm bzw.The steel tube coated according to the previous example has a peel strength of. under the action of water at + 65 ~ C after approx. 250 hours 80 - 100 N / cm and a disbonding value according to ASIM G 8 of 0 - 1 mm. For a steel tube, which in a corresponding manner without chromating according to the prior art coated with 50 cm epoxy resin, 150 um ethylene copolymer and 1.8 mm polyethylene this quality data is 50 - 60 N / cm or

0 - 5 mm.0 - 5 mm.

Claims (12)

Verfahren zum Ummanteln eines Stahl rohres Patentans#riIche: 1. Verfahren zum Ummanteln eines Stahl rohres mit thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, bei dem nach dem Reinigen seiner Oberfläche auf das Stahl rohr mindestens eine Schicht aus Epoxyharz als Haftvermittler und darüber mindestens eine Kleberschicht, insbesondere aus Äthylencopolymerisat, aufgebracht wird, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, daß die Oberfläche des Stahl rohres chromatiert, vollständig getrocknet und dann das Epoxyharz aufgetragen wird. Method for sheathing a steel pipe Patent claims: 1. Method for sheathing a steel pipe with thermoplastic material, in particular Polyethylene, in which after cleaning its surface on the steel pipe at least a layer of epoxy resin as an adhesion promoter and at least one adhesive layer above it, in particular from ethylene copolymer, is applied, d u r c h e k e n n z e 1 c h n e t that the surface of the steel pipe is completely chromated dried and then the epoxy resin is applied. 2. Verfahren nach Anspruch 1 da durch gekennzeichnet, daß die Chromatierung in einer Trockenschichtdicke von weniger als 1 pm erfolgt.2. The method according to claim 1 as characterized in that the chromating takes place in a dry layer thickness of less than 1 pm. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, daß die Chromatierung durch Auftragen einer wässrigen Lösung einer 6-wert1gen Chromsäure erfolgt, die zur Fixierung auf der Rohroberfläche ein anorganisches Bindemittel, z.B. ein Silikat, enthält.3. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t that the chromating by applying an aqueous solution of a 6-valued chromic acid takes place, which is an inorganic Contains binding agent, e.g. a silicate. a Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Auftragen der Chromatschicht durch Aufsprühen oder Benetzen des Stahlrohres mit einer Walze erfolgt* A method according to one of claims 1 -d a d u r c h g e k e n n notices that the chromate layer can be applied by spraying or wetting of the steel pipe is done with a roller * 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4* d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stahlrohroberfläche zur Erzielung einer gleichmäßigen Dicke der Chromatschicht vor dem Chromatieren in der Weise gereinigt wird, daß ein apfelsinenhautförmiges, abgeflachtes Oberflächenprofil entsteht.5. The method according to any one of claims 1 - 4 * d a d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that the steel pipe surface for Achieving a uniform thickness of the chromate layer before chromating in the Is cleaned in a way that an orange skin-shaped, flattened surface profile arises. 6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h gek e n n z e 1 c h ne t, daß durch die Reinigung eine mittlere Rauhtiefe von 40 - 50 Um erzeugt wird.6. The method according to claim 5, d a d u r c h ge e n n z e 1 c h ne t that the cleaning produces an average surface roughness of 40-50 μm. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, d a d ü r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Reinigung durch Strahlen mit gerundetem Stahl korn durchgeführt wird.7. The method according to claim 5 or 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that cleaning is carried out by blasting with rounded steel grain will. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Stahl rohr zutn Trocknen der Chramatschicht Induktiv erwärmt wird.8. The method according to any one of claims 1-7, d a d u r c h g e k e It is not stated that the steel pipe is to dry the Chramat layer inductively is heated. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, daß das Stahirohr zum vollständigen Trocknen der Chromatschicht vor der Beschichtung mit Epoxyharz infrarot bestrahlt wird. 9. The method according to any one of claims 1-8, d a d u r c h g e k Note that the steel pipe is used to completely dry the chromate layer is irradiated with infrared before coating with epoxy resin. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Trocknen der Chromatschicht bei Temperaturen von 120 -220 60 erfolgt.10. The method according to any one of claims 1-9, d a d u r c h g e k It is noted that drying of the chromate layer at temperatures of 120 -220 60 takes place. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Verfahren kontinuierlich erfolgt.11. The method according to any one of claims 1 - 10, characterized g e k e n n indicates that the process is continuous. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Epoxyharz in Pulverform aufgetragen wird.12. The method according to any one of claims 1-11, d a d u r c h g e k It should be noted that the epoxy resin is applied in powder form.
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