DE3590521C2

DE3590521C2 -

Info

Publication number: DE3590521C2
Application number: DE19853590521
Authority: DE
Inventors: Viktor Vasilievic Sinskin; Nikolai Fedorovic Krasnodar Su Krjazevskich
Original assignee: TREST "JUZVODOPROVOD" KRASNODAR SU
Current assignee: TREST "JUZVODOPROVOD" KRASNODAR SU
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1985-10-16
Publication date: 1990-02-08
Anticipated expiration: 2005-10-17
Also published as: WO1986002429A1; FR2571822A1; GB8613639D0; DE3590521T; CA1282308C; GB2176263A; AU5195086A; FR2571822B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrosionsschutz der Innenfläche einer Rohrleitung, insbesondere von erd verlegten Rohrleitungen, bei dem man in die Rohrleitung einen biegsamen Schlauch einführt, den Schlauch, dessen Ende mit der Innenseite nach außen gewendet und an der Innenfläche der Rohrleitung befestigt ist, unter Anlegen von Überdruck fortbewegt und an die Innenfläche der er wärmten Rohrleitung anpreßt.

Zur Zeit stellt der Schutz der Innenfläche von Rohrleitun gen ein sehr aktuelles Problem dar. Besonders scharf steht die Frage über den Schutz der Innenfläche von in Betrieb stehenden Rohrleitungen, weil deren Innenfläche ständig mit der durchzupumpenden Flüssigkeit beispielsweise mit Wasser benetzt ist. Vor dem Aufbringen einer Schutzschicht auf die Innenfläche der Rohrleitung muß diese ausgetrocknet werden. Das Austrocknen muß unmittelbar vor dem Aufbringen der Schutzschicht vorgenommen werden, weil sonst die Wan dung der Rohrleitung durch Niederschlagen der Feuchte aus der aumosphärischen Luft wieder feucht wird.

Zur Zeit sind verschiedene Verfahren und Einrichtungen zum Schutz der Innenfläche von Rohrleitungen bekannt.

Es ist ein Verfahren zum Beschichten der Innenfläche von Rohrleitungen mit einem Zement-Sand-Gemisch bekannt.

Der Nachteil dieses Verfahrens ist seine geringe Leistungs fähigkeit, weil mit einer Anlage nur 690 m der Rohrleitung mit einem Durchmesser von 700 mm beschichtet werden können.

Es ist weiterhin ein Verfahren zum Ausbessern von verlegten Rohren offenbar, wenn bei solchen Rohren ein Leck auftritt (Patents Abstracts of Japan M-62 Juni 14, 1979, Vol 3/No. 69). Hierzu wird eine Einrichtung mit umlaufenden Sprühpistolen vorbewegt, und die Sprühpistolen sprühen zwei verschiedene Materialien gegen die Innenwand des Rohres, die sich bei Reaktion miteinander verfestigen.

Es ist auch noch ein Verfahren zum Auskleiden von Rohren bekannt, die vergleichsweise kurze Länge haben (GB-PS 15 33 233). Dabei wird zunächst das auszukleidende Rohr geringfügig schräg angeordnet, wonach das noch flüssige Auskleidungsmaterial in einer vorbestimmten Menge einge gossen wird. Kurz vor Beendigung des Eingießens wird das Rohr horizontal angeordnet, um in dem Rohr über dessen Länge eine etwa gleichmäßige Verteilung des flüssigen Auskleidungs materials zu erhalten. Das Rohr wird dann gedreht, damit das flüssige Auskleidungsmaterial sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft gegen die Innenfläche des Rohres legt, wonach dann eine Verfestigung des Auskleidungsmaterials stattfindet. Sobald die Drehzahl des Rohres vergleichsweise hoch ist und das flüssige Auskleidungsmaterial sich an die Innenfläche des Rohres angelegt hat, wird heiße Luft in axialer Richtung durch das Rohr geblasen. Dadurch soll er reicht werden, daß im Auskleidungsmaterial und zwischen dem Auskleidungsmaterial und der Innenfläche des Rohres eingeschlossene Luftblasen sich ausdehnen und schließlich platzen, so daß die eingeschlossene Luft entweichen kann. Hierdurch soll vermieden werden, daß eingeschlossene Luftblasen als Stellen wirken, an denen zuerst eine Erosion auftritt, die sich dann als Folge der nicht glatten Ober fläche der Auskleidung ausbreitet, wodurch die Auskleidung schneller verschleißt.

Es ist schließlich ein Verfahren der einleitend genannten Art bekannt (SU-Urheberschein 10 24 653). Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt die Erwärmung der Rohrleitung durch eine außen um die Rohrleitung herum angeordnete Heizeinrichtung, die relativ zur Rohrleitung bewegbar ist. Als Folge der Anordnung der Heizeinrichtung auf der Außenseite der Rohr leitung kann das bekannte Verfahren zum Auskleiden von be reits beispielsweise im Erdboden verlegten Rohrleitungen nicht angewendet werden. Außerdem kann das bekannte Ver fahren auch nicht für vergleichsweise lange Rohrleitungenden verwendet werden, weil dann die Gefahr besteht, daß sich zwischen dem Schlauch und der Innenfläche der Rohrleitung Lufteinschlüsse bilden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart auszuführen, daß auch bereits verlegte lange Rohrleitungen unter guter Haftung des Schlauches an der Innenfläche der Rohrleitung gegen Korrosion geschützt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Erwärmung der Rohrleitung von innen her vorgenommen wird, und daß der Druckabfall auf beiden Seiten des in die Rohrleitung eingeführten Schlauches geregelt wird.

Wenn die Rohrleitung von innen erwärmt wird, wird die dazu verwendete Vorrichtung im Inneren des Rohres angeordnet, so daß die Erwärmung der Rohrleitung ohne Schwierigkeiten auch bei bereits beispielsweise im Erdboden verlegten Rohrleitungen erfolgen kann. Da weiterhin der Druckabfall auf beiden Seiten des in die Rohrleitung eingeführten Schlauches erfolgt, ist verhindert, daß sich zwischen dem Schlauch und der Innenfläche der Rohrleitung Luftein schlüsse bilden, welche die Haftung des Schlauches an der Innenfläche der Rohrleitung zumindest verschlechtern würde.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung erfolgt die Erwärmung der Rohrleitung gleichzei tig und gleichlaufend mit dem Einführen des Schlauchs. Dies verbessert die Qualität der Schutzschicht auf Grund der Temperaturbeständigkeit im Anpreßbereich des Schlau ches an die Innenfläche der Rohrleitung.

Der Druckabfall wird zweckmäßigerweise durch Re geln des Arbeitsmediumsdrucks in der Rohrleitung vor dem einzuführenden Schlauchs geregelt.

Eine solche Ausführungsform der Erfindung gestat tet es, die Möglichkeit eines Aufkommens von hydrauli schen und pneumatischen Stößen in der Rohrleitung, wel che auf den Schlauch einwirken, auszuschließen.

In einer der Ausführungsformen der Erfindung wird der Druckabfall geregelt, indem man den Druck in der Rohrleitung vor dem sich bewegenden Schlauch mindert und gleichzeitig den Hohlraum zwischen dem Schlauch und der Rohrleitung mit der Atmosphäre in Verbindung setzt. Dadurch können Schlauchrisse vermieden werden, die we gen der ungleichmäßigen Bewegung des Schlauchs entstehen können. Durch Erzeugen eines Unterdrucks im Rohrlei tungshohlraum vor dem Schlauch werden die Trocknungs verhältnisse für die Rohrleitungswand verbessert und das Haften des Schlauchs an der letzteren erhöht. Der Energieaufwand wird ebenfalls vermindert, weil die Druck senkung nur in einem eingegrenzten Bereich des Rohrlei tungshohlraums vorgenommen wird.

Dadurch wird der Schlauch gegen Reißen gesichert sowie die Qualität der Schutzschicht verbessert.

Es ist sehr vorteilhaft, gleichzeitig mit dem Ein führen des Schlauchs in die Rohrleitung im Ringspalt auf die Rohrwandung ein Schutzüberzug aus einem Werkstoff aufzubrin gen, der mit dem Metall der Rohrleitung ein elektrochemisches Potential erzeugen kann. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Rohr leitung, weil außer dem mechanischen Schutz mittels des Schlauchs für die Rohrleitung ein zusätzlicher elektro chemischer Schutz hergestellt wird, der die Rohrleitung im Falle einer Störung der Dichtigkeit des Schlauchs ge gen Korrosion schützt.

Gemäß einer der Ausführungsformen der Erfindung wird nach dem Einführen des Schlauchs aus einem polyme ren Werkstoff in die Rohrleitung ein weiterer Schlauch aus einem nichtthermoplastischen Werkstoff in diese ein geführt, wobei beim Erwärmen der Rohrleitung der Schlauch aus polymerem Werkstoff zum Schmelzen gebracht wird. Eine solche Ausführungsform der Erfindung ermög licht die Herstellung einer haltbaren und korrosionsbe ständigen Schutzschicht beispielsweise aus Kohle- oder Glasfaserstoff.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vor dem Einführen des Schlauchs in die Rohrleitung ein Schlicker auf ihre Innenfläche aufgebracht und die se dann nach dem Einführen des Schlauchs aus Glasfaser gewebe in die Rohrleitung erhitzt, bis der Schlicker abschmilzt. Durch diese Ausführungsform der Erfindung werden die Haltbarkeit und die Zuverlässigkeit der Schutz schicht erhöht, was beim Schutz der Rohrleitung gegen Korrosion in aggressiven Medien besonders wichtig ist. Beim Abschmelzen des Schlickers bilden sich Poren in der Schutzschicht. Durch Erzeugen eines Druckes im Schlauch aus Glasfasergewebe während der Schlickerer hitzung kann die Porenbildung in der Schutzschicht gänzlich ausgeschlossen und folglich die Zuverlässig keit der Rohrleitung erhöht werden.

Die Erwärmung der Rohrleitung von innen her wird zweckmäßigerweise durch Durchpumpen eines Heißgases durch den inneren Schlauch aus nichtthermoplastischem Werkstoff vorgenommen. Dies gestattet es, das Austrocknen und die Erwär mung der Innenfläche der Rohrleitung zu vereinfachen und diese Arbeitsschritte zeitlich zusammenfallen zu lassen.

Es ist ferner zweckmäßig, das Heißgas vom Rohrleitungsende her entgegen der Bewegungsrichtung des Schlauches zu zuführen und über dessen inneren Hohlraum in die Atmo sphäre hinauszuführen. Eine solche Ausführungsform der Erfindung gestattet es, die Trocknung der Rohrleitung und die Regelung des Druckabfalls auf beiden Seiten des in die Rohrleitung eingeführten Schlauchs zu verein fachen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Einführung des Schlauches in die Rohrleitung und deren Erwärmung durch Zuführen eines brennbaren Gemisches, das gezündet wird, vorgenommen. Hierbei wird unmittelbar in der Rohrleitung ein Überdruck erzeugt, wodurch der Aufbau der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wesentlich vereinfacht werden kann.

Die Erwärmung des Schlauchs und das Anpressen desselben an die Rohrleitungswand finden gleichzeitig statt, weshalb die Qualität der Schutzschicht verbes sert wird, weil der Schlauch alle Poren und Blasen an der Rohrleitungswandung ausfüllt. Die Abkühlung der Rohrleitungswandung geschieht praktisch gleichzeitig auf der gesamten Länge der Rohrleitung; deshalb verrin ern sich die Relaxationsspannungen in der Schutzschicht, und als Folge verbessert sich die Qualität der Schutz schicht. Dies führt zur Senkung der Selbstkosten der Schutzschicht und zur Leistungssteigerung bei deren Aufbringen, weil die Bewegung und das Anpressen des Schlauchs an die Rohrleitungswand und die Erwärmung der letzteren nur durch das brennbare Gemisch bewerkstelligt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird auf die Innenfläche der Rohrleitung, bevor an die se der Schlauch angepreßt wird, ein Schutzüberzug aus einer Legierung aufgebracht. Dadurch kann die Rohrleitung bei einer Verletzung der Dichtigkeit des Schlauchs elektrochemisch geschützt werden. Darüber hinaus bilden die Lösungsprodukte der Protektorlegierung beispielsweise einer Aluminium-Gal lium-Legierung beim Abscheiden an der Wand der Rohr leitung einen Oxidfilm, der viele Jahre lang die Rohr leitung gegen Korrosion schützt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung bei spielsweise erläutert.

Bei dem Verfahren zum Korrosionsschutz der Innenfläche einer insbesondere erdverlegten Rohrleitung wird ein biegsamer Schlauch in die Rohrleitung eingeführt. Danach wird das vordere Ende des Schlauches mit der Innenseite nach außen gewendet und an der Innenfläche der Rohrleitung befestigt, dann fortbewegt und an die Innenfläche der Rohrleitung an gepreßt. Die Bewegung und das Anpressen des Schlauches an die Rohr leitung werden durch Erzeugen eines Überdruckes im Hohl raum, der von dem mit der Innenseite nach außen gewen deten Ende des Schlauchs und der Rohrleitung gebildet ist, zustandegebracht. Gleichzeitig mit dem Anpressen des Schlauchs an die Rohrleitung wird die Erwärmung der letzteren von innen her vorgenommen.

Beispiel 1

In eine Rohrleitung wird ein Polyäthylenschlauch eingeführt, dessen vorderes Ende mit der Innenseite nach außen gewendet und an der Innenfläche der Rohrleitung befestigt wird. In den Hohlraum, der von dem Schlauch und der Rohrleitung gebildet ist, wird Preßluft unter einem Druck von 0,3 MPa eingepumpt. Vor dem Schlauch wird in den Hohlraum der Rohrleitung ein Erhitzer ein gesetzt, der in der Rohrleitung unter Einwirkung des sich fortbewegenden Schlauchs verschoben wird. Der Schlauch und der Erhitzer bewegen sich also gleichzei tig.

Die Innenfläche der Rohrleitung wird auf 150°C er wärmt. Unter Einwirkung der Preßluft wird der Schlauch an die Wand der Rohrleitung angepreßt und zuverlässig mit ihr verschleißt. Bei der Bewegung des Schlauches in der Rohrleitung wird vor dem Schlauch ein Druck von 0,15 MPa erzeugt. Der Druck entsteht, indem man die Preßluftmenge, die dem Hohlraum der Rohrleitung von dem Schlauch zugeführt wird, regelt. Die Luft wird aus der Rohrleitung in die Atmosphäre über eine Öffnung ausge lassen, die in der Rohrleitungswand am Ende des zu be schichtenden Abschnittes gebildet ist. Der Druck läßt sich durch Auspumpen der Luft aus der Rohrleitung vor dem sich bewegenden Schlauch erzeugen. Vor dem Einfüh ren in die Rohrleitung wird der Schlauch mit Draht vor bewährt, der aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist. Die Erwärmung der Rohrleitung erfolgt durch Zufüh ren eines Heißgases durch den Schlauch und die Rohrlei tung, wobei das Heißgas entweder vom Rohrleitungsende her entgegen der Bewegungsrichtung des Schlauches oder vom Rohrleitungskopf her in gleicher Richtung mit der Schlauchbewegung zugeführt werden kann. In beiden Fäl len tritt das Gas in die Atmosphäre über den Schlauch hohlraum aus.

Beispiel 2

In eine Rohrleitung wird ein Polyäthylenschlauch eingeführt, in dessen Innern ein weiterer Schlauch aus Kohlenfaserstoff eingesetzt ist. Die vorderen Enden der beiden Schläuche werden mit den Innenseiten nach außen gewendet und an der Innenfläche der Rohrleitung befestigt. Daraufhin wird in den von den Schläuchen ge bildeten Hohlraum die auf 150°C erhitzte Luft unter ei nem Druck von 0,2 MPa eingepumpt. Unter Einwirkung der Luft bewegt sich der Schlauch in der Rohrleitung, troc knet und erhitzt die Rohrleitungswand. Dabei findet ein Schmelzen des Polyäthylenschlauchs statt. Bei der Ab kühlung des Polyäthylenschlauchs wird der innere Schlauch mit der Wand der Rohrleitung verschweißt.

Die Heißluft kann in die Rohrleitung auch den sich bewegenden Schläuchen entgegen eingepumpt werden und in die Atmosphäre über den inneren Schlauch hinausgeführt werden.

Beispiel 3

Durch eine Rohrleitung wird zuerst ein Schlicker durchgepumpt. Daraufhin werden zwei Schläuche in die Rohrleitung nach dem im Beispiel 2 beschriebenen Verfah ren eingeführt. Der äußere Schlauch ist aus Polyäthylen, der innere Schlauch aus Glasfasergewebe hergestellt.

Nach dem Einführen der Schläuche in die Rohrleitung wird ihre Wandung auf 500°C erhitzt.

Unter Einwirkung der Wärme schmilzt der Schlicker ab und schweißt beide Schläuche mit der Wandung der Rohr leitung zusammen.

Beispiel 4

Durch eine Rohrleitung wird zuerst ein Schlicker durchgepumpt. Daraufhin werden die im Beispiel 3 be schriebenen Schläuche in die Rohrleitung eingeführt. Als Arbeitsmedium wird ein Sauerstoff-Propan-Gemisch im Verhältnis von 1 zu 4 Massenteilen in die Rohrleitung eingepumpt. Nach dem Einführen der Schläuche in die Rohrleitung wird das Gemisch angezündet.

Durch die Wärme, die sich beim Brennen des Gemi sches entwickelt, wird die Innenwand der Rohrleitung erhitzt und werden die Schläuche an die Wand geschweißt.

Beispiel 5

Ähnlich wie im Beispiel 1 wird ein Polyäthylen schlauch in eine Rohrleitung eingeführt.

Vor dem Einführen des Polyäthylenschlauchs in die Rohrleitung wird auf deren Innenfläche eine Schicht einer Protektorlegierung beispielsweise geschmolzenes Aluminium folgender Zusammensetzung in Massenteilen gespritzt:

Magnesium - 1,
Gallium - 0,5
Rest - Aluminium

Diese Legierung wird vorläufig auf 950°C erhitzt. Daraufhin wird die Schmelze, in einer Menge von unge fähr 80 g je 1 m² zu beschichtender Fläche, auf die Wand der Rohrleitung gespritzt. Anschließend wird der Poly äthylenschlauch in die Rohrleitung eingeführt. Das Schmel zen des Schlauches und die Bildung einer Schutzschicht auf der Wand der Rohrleitung erfolgen auf Kosten der er wärmten Rohrleitungswand.

Beispiel 6

Bei der Herstellung des Schlauches wird dieser mit einem Draht aus einer Protektorlegierung beispielswei se aus der im Beispiel 5 angegebenen Aluminium-Gallium- Legierung bewährt.

Bei einem Verlust an Dichtigkeit des Schlauchs ent steht ein elektrochemisches Potential zwischen dem Me tall der Rohrleitung und den Drähten, das die Rohrlei tung gegen Korrosion schützt. Dabei löst sich der Draht an der Störstelle des Schlauches auf, und seine Lö sungsprodukte schlagen sich auf der Wand der Rohrleitung nieder und bilden einen Oxidfilm, der im nachfolgenden die Rohrleitung gegen Korrosion schützt.

Industrielle Anwendbarkeit

Die vorliegende Erfindung kann mit dem größten Nutz effekt beim Korrosionsschutz der Innenfläche von unter Druck stehenden und drucklosen Rohrleitungen in Haupt- und Verteilernetzen benutzt werden, die in der meliorati ven, kommunalen, Gebrauchs- und Trinkwasserversorgung sowie in der Fernheizung eingesetzt werden.

Außerdem kann die Erfindung zum Korrosionsschutz von Rohrleitungen, die Erdöl- und Gasbohrungen Wasser zu führen, sowie von denen zur Förderung von chemischen Pro dukten Anwendung finden.

Die vorliegende Erfindung läßt sich sowohl beim Bau von neuen Rohrleitungen, als auch zum Schutz von in Be trieb stehenden Rohrleitungen benutzt werden.

Claims

1. Verfahren zum Korrosionsschutz der Innenfläche einer Rohrleitung, insbesondere von erdverlegten Rohrleitungen, bei dem man in die Rohrleitung einen biegsamen Schlauch einführt, den Schlauch, dessen Ende mit der Innenseite nach außen gewendet und an der Innenfläche der Rohrlei tung befestigt ist, unter Anlegen von Überdruck fort bewegt und an die Innenfläche der erwärmten Rohrleitung anpreßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Rohrleitung von innen her vorge nommen wird, und daß der Druckabfall auf beiden Seiten des in die Rohrleitung eingeführten Schlauches geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Rohrleitung gleichzeitig und gleichlaufend mit dem Einführen des Schlauches erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckabfallregelung mittels der Druckregelung des Arbeitsmediums in der Rohrleitung vor dem einzu führenden Schlauch erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckabfallregelung durch eine Druckminderung in der Rohrleitung vor dem sich bewegenden Schlauch bei der gleichzeitigen Verbindung des Hohlraumes zwischen dem Schlauch und der Rohrleitungswand mit der Atmosphäre vor genommen wird.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Einführen des Schlauches in die Rohrleitung im Ringspalt auf die Rohrwandung ein Schutz überzug aus einem Werkstoff aufgebracht wird, der mit dem Metall der Rohrleitung ein elektrochemisches Potential erzeugen kann.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einführen des Schlauches aus einem polymeren Werkstoff in die Rohrleitung ein Schlauch aus einem nichtthermoplastischen Werkstoff in diese eingeführt wird, wobei beim Erwärmen der Rohrleitung der Schlauch aus dem polymeren Werkstoff zum Schmelzen gebracht wird.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einführen des Schlauches in die Rohrleitung auf ihre Innenfläche ein Schlicker aufgebracht und diese dann nach dem Einführen des Schlauches aus Glasfasergewebe in die Rohrleitung erhitzt wird, bis der Schlicker ab schmilzt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Rohrleitung durch Durchpumpen eines Heizgases durch den inneren Schlauch vorgenommen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißgas vom Rohrleitungsende her entgegen der Be wegungsrichtung des Schlauches zugeführt und über den inneren Hohlraum in die Atmosphäre hinausgeführt wird.

10. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung des Schlauches in die Rohrleitung und deren Erwärmung durch Zuführen eines brennbaren Gemisches, das gezündet wird, vorgenommen wird.

11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anpressen des Schlauches an die Innenfläche der Rohrleitung ein Schutzüberzug aus einer Legierung aufgebracht wird.