DE3528205C2 - Wärmedämmung eines Rohres zum Transport von kalten Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Wärmedämmung eines Rohres zum Transport von kalten Medien, insbesondere Flüssiggas, bestehend aus einem tragenden, innen ange­ ordneten Rohr für das Medium, einem dieses umgebenden Kunststoffschaum, insbesondere PUR-Schaum als Wärmedäm­ mung mit über die Länge zwischengeschalteten, ringför­ migen Stützkörpern aus Kunststoffschaum und einem äuße­ ren Schutzmantel gegen äußere mechanische und witte­ rungsbedingte Angriffe.

Eine solche Wärmedämmung ist in der DE 28 23 101 C2 be­ schrieben. Dabei wird um das zu isolierende Rohr konti­ nuierlich ein längs einlaufendes Band als äußere Hülle geformt und an seinen Bandkanten geschlossen und der sich so ergebende Ringraum zwischen Metallrohr und dem zum Rohr geformten Band mit einem Kunststoffschaum aus­ geschäumt. Hierbei sind vor Verformen des längs einlau­ fenden Bandes auf dieses in Abständen Schaumstoffstrei­ fen aufgelegt, die mit dem Band verformt werden und dann als Abstandshalter zwischen dem Innenrohr und der äußeren Hülle dienen.

Darüber hinaus ist aus der DE 24 59 830 C2 ein thermisch isoliertes Leitungsrohr bekannt, bei dem ein von einer Rolle abgezogenes Rohr von nur geringem Durchmesser in gleicher Weise von einem zunächst glatt ablaufenden und dann als rohrförmige Umhüllung geformten Blech umman­ telt wird, wobei der Zwischenraum zwischen dem von der Rolle ablaufenden Rohr und dem äußeren Mantel vor Ver­ schließen des Mantels ausgeschäumt und die äußere Hülle anschließend noch gerillt wird. Hierbei sind zwar auch Abstandshalter vorgesehen, die aber nur auf das zu iso­ lierende Rohr aufgeklemmt werden.

Für die Wärmedämmung eines Rohres im tiefkalten Tempe­ raturbereich, wie z. B. bei Flüssiggas, sind solche Kon­ struktionen jedoch nicht geeignet. Durch den hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des hier vorwie­ gend verwendeten Polyurethans (PUR) kontrahiert der Schaum bei tiefen Temperaturen so stark, daß es zu Ab­ lösungen vom Blechmantel und zu Rißbildung im Schaum selbst kommt. Die Folge ist, daß der Blechmantel die Funktion als Dampfsperre nicht mehr erfüllt und somit eine Durchfeuchtung der Wärmedämmung nicht mehr zu ver­ meiden ist, die den Wirkungsgrad erheblich reduziert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, eine Wärmedämmung für Rohre bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Wärmedämmung zu finden, die auch im tiefkalten Temperaturbereich für Temperatu­ ren weit unter minus 50° Celsius eine hohe Betriebssi­ cherheit sowie einen hohen Wirkungsgrad besitzt und wirtschaftlich herzustellen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese­ hen, daß die Stützkörper fest am Rohr angeschäumt sind, daß jeweils zwei benachbarte Stützkörper als Auflage für die zur Aufnahme von Wärmedehnungen frei bewegli­ chen Enden einer zylindrischen, diffusionsdichten Folie dienen, wobei die Enden benachbarter Folien über ein die Wärmedehnung aufnehmendes Band diffusionsdicht mit­ einander verbunden sind und daß der so entstehende Hohlraum zwischen Rohr, Stirnseiten der Stützkörper und Folie mit Kunststoffschaum derart allseitig festhaftend ausgeschäumt ist, daß allein die Übergangsbereiche der Folienenden frei bleiben.

Durch die Unterteilung der diffusionsdichten Folie in flächig mit dem Kunststoffschaum fest verbundene Berei­ che und flexible Bereiche kann die Dampfsperre auch großen Längenänderungen infolge sehr unterschiedlicher Temperaturen ohne Überbeanspruchung des Materials fol­ gen, so daß eine schädliche Rißbildung in der Dampf­ sperre vermieden wird. Weiter ist es möglich, für den Körper mindestens teilweise einen elastischeren Werk­ stoff zu wählen, der dann bei starken Temperaturgefäl­ len die Längenänderungen im Kunststoffschaum aufnimmt, so daß eine Zerstörung vermieden und damit eine gleich­ mäßige Wärmedämmung gewährleistet werden kann.

Wenn große Temperaturunterschiede vorhanden sind, ist es weiter vorteilhaft, den Bereich der Kompensation der Deh­ nung durch Vergrößerung der freien Beweglichkeit der Enden auszudehnen bzw. auch quer zur Längsrichtung einen Bewe­ gungsbereich über ein Band vorzusehen. Durch diese klare Zuordnung der Funktionen zu den Bauteilen ergibt sich eine Wärmedämmung, die auch bei sehr großen Temperaturunter­ schieden, besonders im Tieftemperaturbereich, noch be­ triebssicher ist.

Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen be­ schrieben.

Für die diffusionsdichte Folie reichen schon bei Verwen­ dung von Alu geringe Stärken aus (z. B. Dicke 0,2 mm). Um die Steifigkeit zum Überspannen der Abstände zwischen den Stützkörpern, die normalerweise zwischen 50-100 cm be­ tragen, zu erzielen, kann eine gewellte Folie verwendet werden. Diese kann auf der Innenseite mit Kraftpapier als zusätzlicher Haftvermittler und auf der Außenseite mit einem Kunststoff als Korrosionsschutz beschichtet sein.

Um gegenüber den bei der Längsverschiebung der Folie auf­ tretenden Beanspruchungen durch Schubkräfte genüge zu tun, kann die Alufolie mit einem Haftvermittler ausgerüstet sein, durch den eine sichere Verbindung zum Kunststoff erzielt werden kann.

Durch Umkleidung der Alufolie mit einer korrosionsschützen­ den Folie, z. B. aus PE, kann eine Spannungsgefälle und damit Korrosion zwischen Alufolie und dem normalerweise verwendeten verzinkten Stahlblech in Gegenwart von Feuch­ tigkeit vermieden werden.

Schließlich kann der Stützkörper, der ursprünglich nur als Auflage zweier aneinanderstoßender Folien einschließlich Band diente, in axialer Richtung verlängert und mit einer diffusionsdichten Folie von außen geschützt werden,.

Das Verfahren zur Herstellung einer solchen Wärmedämmung ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Umgeben des Rohres mit einer Schalung, die aus zwei kreis­ ringförmigen Scheiben mit verbindendem Mantel besteht, Ausschäumen des Stützkörpers und Demontieren der Schalung, um axial versetzt den Vorgang zu wiederholen, Auflegen der Enden einer diffusionsdichten Folie auf zwei benachbarte Stützkörper und bilden eines zylindrischen, geschlossenen Mantels, Abstützen der Folie von außen mit einer Konstruktion, Ausschäumen der Kammer und Entfernen der Konstruktion, Verbinden benachbarter Enden von Folien mit einem fle­ xiblen, diffusionsdichten Band, Montage des Schutzmantels.

Durch die Ausschäumung des als Kammer bezeichneten inneren Ringraumes läßt sich eine sichere Verbindung von Rohr, Kunststoffschaum und Mittelteil der Folie erreichen, wodurch die bei großen Temperaturunterschieden auftretenden Kräfte, insbesondere Schubkräfte, sicher aufgenommen werden können. Die Verfahrensschritte sind fertigungstechnisch sehr einfach, so daß sie auch von Hilfskräften ordnungsgemäß durchgeführt werden können. Die Beweglichkeit der Alufolie gegenüber dem Kunststoffschaum kann durch Zwischenlegen eines umlaufenden, nicht haftenden PE-Strei­ fens erzielt werden, wodurch die Kompensationslänge für die Dehnung entsprechend den Anforderungen vorgegeben werden kann.

Weitere Möglichkeiten zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Durch eine weitere Folie, beispielsweise zwischen Alufolie und verzinktem Stahlblech des Schutzmantels kann die Korrosion durch Spannungsgefälle vermieden werden.

Um den Arbeitsfortschritt zu verbessern, kann auch der Stützkörper langgestreckt ausgeführt werden. In diesem Falle ist er mit einer diffussionsdichten Folie auszu­ rüsten, die während des Ausschäumens an den Enden durch Abstandsscheiben gehalten wird. Zur Vermeidung von festen Verbindungen im Endbereich können zusätzlich PE-Folien als Ringstreifen eingelegt werden.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 Längsschnitt durch rundes Rohr mit kreisringför­ migem Stützkörper,

Fig. 2 Längsschnitt durch Rohr mit Konstruktion auf Stützkörpern,

Fig. 3 Längsschnitt durch Rohr mit fertiger Wärme­ dämmung,

Fig. 4 Längsschnitt durch Rohr mit Schalung für ver­ längerten Stützkörper,

Fig. 5 Längsschnitt, durch Rohr mit beiderseitiger Konstruktion zur Abstützung,

Fig. 6 Längsschnitt durch Rohr mit fertiger Wärme­ dämmung.

In Fig. 1-3 bzw. 1-6 ist entsprechend dem schritt­ weisen Aufbau eine Wärmedämmung mit kurzem bzw. langem Stützkörper beschrieben.

In Fig. 1 sind auf einem Rohr 3 als Schalung 4 zweitei­ lige, ringförmige Scheiben 5 mit Dichtungen 6 angeordnet, die durch den Verbund mit einem zweiteiligen zylindrischen Mantel 7 eine Kammer 8 bilden. Nach dem Ausschäumen und Entfernen der Schalung 4 bleibt ein im Querschnitt ring­ förmiger Stützkörper 2 auf dem Rohr 3 übrig.

In Fig. 2 ist eine gewellte Alufolie 9 als diffusionsdichte Folie mit ihren beiden Enden auf benachbarte Stützkörper 2 gelegt, die außen zur Aufnahme des Druckes beim Schäumen von einer zweigeteilten Konstruktion 10 gehalten wird.

In Fig. 3 wird die fertige Wärmedämmung 1 gezeigt, die aus geschäumten Stützkörpern besteht, auf die sich die frei beweglichen, durch flexibles Aluband 12 untereinander ver­ bundenen Enden 13 der Alufolien 9 abstützen, wobei ein Kunststoffschaum 11 Rohr 3, Stirnwände der Stützkörper 2 und Alufolie 9 fest miteinander verbindet.

In Fig. 4 sind auf einem Rohr 3 zweiteilige, ringförmige Scheiben 5 mit zusätzlichen Abstandsscheiben 14 als Auf­ lage für die Enden 15 der zylindrischen, gewellten Alu­ folie 16 angeordnet, wobei eine Konstruktion 10 zum Ab­ stützen der Folie 16 und als Halterung der Scheiben 5 dient.

In Fig. 5 dient ein langgestreckter Stützkörper 17 als Auflage für die benachbarten Alufolien 9, die gleichzeitig durch eine Konstruktion 10 während des Ausschäumens ge­ halten wird.

In Fig. 6 ist eine Wärmedämmung mit langgestrecktem Stütz­ körper 17 aus Kunststoffschaum einschließlich äußerer Alu­ folie 16 und seitlich angrenzendem Kunststoffschaum 11 einschließlich äußerer Alufolie 9 gezeigt, wobei im Über­ lappungsbereich beide Alufolien 9, 16 durch ein Aluband 12 diffusionsdicht verbunden sind, aber sich sonst frei bewegen können. Außen ist eine PE Folie 18 angeordnet, die von einem Schutzmantel 19 aus verzinktem Blech umgeben ist.

Die Alufolien können aus Endlosbahnen geschnitten und nach Bildung der zylindrischen Form auch an ihren Längsrändern mit einem diffusionsdichten, flexiblen Band verbunden werden.

Claims (8)

1. Wärmedämmung eines Rohres zum Transport von kalten Medien, insbesondere Flüssiggas, bestehend aus einem tragenden, innen angeordneten Rohr für das Medium, einem dieses umgebenden Kunststoffschaum, insbesondere PUR-Schaum als Wärmedämmung mit über die Länge zwischengeschalteten, ringförmigen Stütz­ körpern aus Kunststoffschaum und einem äußeren Schutzmantel gegen äußere mechanische und witte­ rungsbedingte Angriffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper (2) fest an dem Rohr (3) ange­ schäumt sind, daß jeweils zwei benachbarte Stütz­ körper (2) als Auflage für die zur Aufnahme von Wärmedehnungen frei beweglichen Enden (13, 15) einer zylindrischen, diffusionsdichten Folie (9, 16) dienen, wobei die Enden (13, 15) benachbarter Folien (9, 16) über ein die Wärmedehnungen aufneh­ mendes Band (12) diffusionsdicht miteinander ver­ bunden sind und daß der so entstehende Hohlraum (8) zwischen Rohr (3), Stirnseiten der Stützkörper (2) und Folie (9, 16) mit Kunststoffschaum derart all­ seitig festhaftend ausgeschäumt ist, daß allein die Übergangsbereiche der Folienenden (13, 15) frei bleiben.

2. Wärmedämmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß als Folie (9, 16) eine Aluminiumfolie ein­ gesetzt ist, die durch Erhebungen, insbesondere in Form von Wellen, und/oder Laminaten verstärkt ist.

3. Wärmedämmung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Folien (9, 16) im Haftbereich mit einem Haftvermittler versehen sind.

4. Wärmedämmung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aluminiumfolie (9, 16) nach außen mit einem Korrosionsschutz versehen ist.

5. Wärmedämmung nach einem oder mehrerend der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stütz­ körper (17) eine große axiale Länge besitzt und außen mit einer diffusionsdichten, zylindrischen Folie (16) versehen ist, die mit Ausnahme der Rand­ bereiche fest mit dem Kunststoffschaum verbunden ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer Wärmedämmung von Rohrleitungen durch Aufbringen von axial beabstan­ deten, geschäumten Stützkörpern auf das Rohr, Auf­ bringen einer Folie als Schutzmantel für die Stütz­ körper und Ausschäumen des Raumes zwischen Rohr und Schutzmantel mit Kunststoffschaum, insbesondere PUR-Schaum, gekennzeichnet durch folgende Verfah­ rensschritte:
Umgeben des Rohres (3) mit einer Schalung (4), die aus zwei kreisförmigen Scheiben (5) mit verbinden­ dem Mantel (7) besteht, Ausschäumen eines Stützkör­ pers (2) und Demontieren der Schalung (4), um axial versetzt den Vorgang zu wiederholen;
Auflegen der Enden (13) einer diffusionsdichten Fo­ lie (9) auf zwei benachbarte Stützkörper (2) und Bilden eines zylindrischen, geschlossenen Mantels;
Abstützen der Folie (9) von außen mit einer Kon­ struktion (10), Ausschäumen der Kammer (8) und Ent­ fernen der Konstruktion (10);
Verbinden benachbarter Enden (13, 15) der Folie (9, 16) mit einem flexiblen, diffusionsdichten Band (12),
Montage des Schutzmantels (19).

7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Um­ wicklung der Folien (9, 16) einschließlich verbin­ dender Bänder (12) mit einer zusätzlichen, nicht leitenden Folie (18).

8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, gekennzeich­ net durch Auflegen einer diffusionsdichten Folie (16) bei langgestrecktem Stützkörper (17) auf an den inneren Stirnkanten der Schalung angeordneten Abstandsscheiben (14).