DE3590521T - Verfahren zum Korrosionsschutz der Innenfläche einer Rohrleitung - Google Patents

Verfahren zum Korrosionsschutz der Innenfläche einer Rohrleitung

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    • F16L58/1027—Coatings characterised by the materials used by rubber or plastics the coating being placed inside the pipe the coating being a sprayed layer

Description

VERFAHREN ZUM KORROSIONSSCHUTZ DiJiR INNENFLÄCHE EINER ROHHLEITUNG
Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bau P und Betrieb von Rohrleitungen und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Schutz der Innenfläche einer Rohrleitung gegen Korrosion.
Vorangehender Stand der Technik
Zur Zeit stellt der Schutz der Innenfläche von Rohrleitungen ein sehr aktuelles .Problem dar. Jesonders 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 Wandung der Rohrleitung durch Niederschlagen der Feuchte aus der atmosphärischen 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 Innenfläehe von Rohrleitungen mit einem Ze me nt-Sand-Gemisch bekannt .
Der Nachteil dieses Verfahrens ist seine geringe Leistungsfähigkeit, weil mit einer Anlage nur 690 m der Rohrleitung mit einem Durchmesser von 700 mm beschichtet werden können«
Es ist ein weiteres Verfahren zum Schütz der Innenfläche einer Rohrleitung bekannt, bei dem in die Rohrleitung ein Schlauch aus einem polymeren Werkstoff eingeführt und der Schlauch an die vorgewärmte Rohrleitung angepreßt wird.
Die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens enthält Mittel zum Einführen des Schläuche in die Rohrleitung, ein System zur Zuführung eines Arbeitsmediums der .Rohrleitung und einen üirhitzer der Rohrleitung, der auf ihrer Außenfläche angebracht ist (UdSSR- -Urheberschein Nr. 1024653· IEK F 16 L 5Ö/16, 19öO). iin wesentlicher jiachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es zum Korrosionsschutz von in 3ex;rieb stehenden Rohrleitungen nicht angewendet kann« Das erwähnte Verfahren laßt sich nur unter den Verhältnissen, wie sie in einer Fabrik gegeben sind, anwenden, weil der erhitzer über die Außenfläche der .Rohrleitung geführt wird.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Korrosionsschutz der Innenfläche einer .Rohrleitung zu schaffen, das eine wirkungsvolle Erwärmung der Innenfläche einer verlegten ßohrleitung bei einer wesentlichen Vereinfachung der Schutztechnologie sicherstellt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Korrosionsschutz der Innenfläche einer Rohrleitung gelöst, bei dem man in die Rohrleitung einen biegsamen Schlauch einführt, dessen Ende mit der Innenseite nach außen gewendet und an der Innenfläche der Rohrleitung befestigt ist, den Schlauch in der Rohrleitung fortbewegt und an die Innenfläche der Rohrleitung anpreßt, indem man in dem von der Rohrleitung und dem Schlauch gebildeten Hohlraum einen Überdruck erzeugt, und die Rohrleitung erwärmt und bei dem erfindungsgemäß die Erwärmung der Rohrleitung von innen her vorgenommen wird, wobei gleichzeitig der Schlauch an die Innenfläche der Rohrleitung angepreßt und der Druckabfall beiderseits des in die Rohrleitung eingeführten Schlauchs geregelt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet das Aufbringen einer Schutzschicht auf in flau befindliche und
in Betrieb stehende Rohrleitungen. Dies wird dadurch erzielt, daß die Erwärmung der Rohrleitung von innen her vorgenommen wird. Das gleichzeitige Anpressen des Schiauchs an die Rohrleitung und erwärmen der letzteren sorgen dafür, daß der Schlauch zuverlässig an die Rohrleitung haftet, und die Qualität der herzustellenden Schutzschicht verbessert und somit die Betriebsdauer der Rohrleitung verlängert wird.
Das erf indungsgemäiie Verfahren ermöglicht das Auforingen einer Schutzschicht auf Rohrleitungen, die sowohl in Bau, als auch in 3etrieb stehen und sich auf der Erdoberfläche wie im Erdreich befinden können.
Durch Regeln des Drucksabfalls auf beiden Seiten des in die Rohrleitung eingeführten Schiauchs können die Einführungsgeschwindigkeit des Schiauchs und seine Anoreßkraft gegen die Rohrleitungswand geändert, ein Reissen des Schiauchs ausgeschlossen und als Ergebnis die Qualität der Schutzschicht der Rohrleitung verbessert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Erwärmung der Rohrleitung gleichzeitig und gleichlaufend mit dem Einführen des Schiauchs. Dies verbessert die Qualität der Schutzschicht aufgrund der Temperaturbeständigkeit im Anpreßbereich des Schlauches an die Innenfläche der Rohrleitung.
Der Druckabfall wird zweckmäßigerweise durch Regeln des Arbeitsmediumsdrucks in der Rohrleitung vor dem einzuführenden Schiauchs geregelt.
Eine solche Ausführungsform der Erfindung gestattet es, die Möglichkeit eines Aufkommens von hydraulischen und pneumatischen Stößen in der Rohrleitung, welche 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 wegen der ungleichmäßigen Bewegung des Schlauche entstehen können. I/urch ürzeugen eines Unterdrucks im Rohrleitungshohlraum vor dem Schlauch werden die Trocknungsverhältnisse für die Rohrleitungswand verbessert und das Haften des Schlauchs an der letzteren erhöht. Der Energieaufwand wird euenfalls vermindert, weil die Drucksenkung nur in einem eingegrenzten Bereich des Rohrleitungshohlraums vorgenommen wird.
Dadurch wird der Schlauch gegen ftelßen gesichert sowie die Qualität der Schutzschicht verbessert.
Es ist sehr vorteilhaft, gleichzeitig mit dem Mnfuhren des Schlauchs in die Rohrleitung im Ringspalt zwischen ihnen Frotektoren aus Werkstoffen unterzubringen, welche gemeinsam mit dem Metall der Rohrleitung ein elektrochemisches Potential erzeugen können.
Die Vorrichtung erhöht die Zuverlässigkeit der Bohrleitung, weil außer dem mechanischen Schutz mittels des Schlauchs für die fiohrleitung ein zusätzlicher elektrochemischer Schutz hergestellt wird, der die Rohrleitung im Falle einer Störung der Dichtigkeit des Schlauchs gegen Korrosion schützt.
Gemäß einer der Ausführungsformen der Erfindung wird nach dem Einführen des Schlauchs aus einem polymeren Werkstoff in die Rohrleitung ein weiterer Schlauch aus einem nichtthermoplastischen V/erkstoff in diese eingeführt, wobei beim erwärmen der Rohrleitung der Schlauch aus polymerem Werkstoff zum Schmelzen gebracht wird. Eine solche Ausführungsform der Erfindung ermöglicht die Herstellung einer haltbaren und korrosionsbeständigen Schutzschicht beispielsweise aus Kohle- oder Glasfaserstoff.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vor dem Einfuhren des Schlauchs in die Rohrleitung ein Schlicker auf ihre Innenfläche aufgebracht und diese dann nach dem Einführen des Schlauchs aus Glasfaser-
- y-
gewebe in die Rohrleitung erhitzt, bis der Schlicker abschmilzt.
Durch diese Ausführungsform der Erfindung werden die Haltoarkeit und die Zuverlässigkeit der Schutzschicht erhöht, was beim Schutz der Rohrleitung gegen Korrosion in aggressiven wie dien besonders wichtig ist. Beim Abschmelzen des Schlickers bilden sich Poren in der Schutzschicht. Durch Erzeugen eines Druckes im Schlauch aus Glasfasergewebe während der Schlickererhitzung kann die Porenbildung in der Schutzschicht gänzlich ausgeschlossen und folglich die Zuverlässigkeit 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 Erwärmung der Innnenflache der Rohrleitung zu vereinfachen und diese Arbeitsschritte zeitlich Zusammenfallen zu lassen.
Es ist ferner zweckmäßig, das Heißgas durch die Rohrleitung dem einzuführenden Schlauch entgegen zu zuführen und über dessen inneren Hohlraum in die Atmosphäre hinauszuführen. Sine 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 vereinfachen.
Gemäß einer der Ausführungsformen der Erfindung erfolgt die Erwärmung der Rohrleitung gleichzeitig mit dem Einführen des Schlauchs durch Zuführen eines brennbaren Gemisches der Rohrleitung mit nachfolgender Entzündung desselben.
Solch ein Verfahren läßt unmittelbar in der Rohrleitung einen überdruck erzeugen, wodurch der Aufbau der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlich vereinfacht werden kann.
Die Erwärmung des Schlauchs und das Anpressen desselben an die Rohrleitungswand finden gleichzeitig statt, weshalb die Qualität der Schutzschicht verbessert wird, weil der Scnlauch alle Poren und 31asen an der Rohrleitungswandung ausfüllt. Die Abkühlung der Rohrleitungswandung geschieht praktisch gleichzeitig auf der gesamten Lange der Rohrleitung; deshalb verringern sich die Relaxationsspannungen in der Schutzschicht, und als Folge verbessert sich die Qualität der Schutz-
^q schicht. Dies führt zur Senkung der Selbstkosten der Schutzscnicht und zur Leistungssteigerung bei deren Aufbringen, weil die Bewegung und das Anpressen des Schläuche an die Rohrleitungswand und die Erwärmung der letzteren nur durch das brennbare Gemisch bewerkstelligt c werden·
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird auf die Innenfläche der Rohrleitung, bevor an diese der Schlauch angepreßt wird, eine Protektorlegierung 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-Gallium-Legierung beim Abscheiden an der λand der Rohrleitung einen Oxidfilm, der viele Jahre lang die Rohrleitung gegen Korrosion schützt.
weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden ärfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung ihrer Durchführungsbeispiele klargemacht.
Die beste DurchfuhrungsVariante der iSrfindung
Das Verfahren zum Korrosionsschutz der Innenfläche einer Rohrleitung besteht im jiinführen eines biegsamen Schlauches in diese. Daraufhin wird das vordere jinde des Schlauchs mit der Innenseite nach außen gewendet und
•35 an der Innenfläche der Rohrleitung befestigt, dann fortbewegt und an die Innenfläche der Rohrleitung angepreßt. Die Bewegung und das Anpressen des Schlauches an die Rohr-
leitung werden durch Erzeugen eines Überdruckes im Hohlraum, der von dem mit der Innenseite nach außen gewendeten Ende des Schlauchs und der Rohrleitung gebildet ist, zustandegeoracht. 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 vordere Ende mit der Innenseite nach außen gewendet und an der Innenfläche der Bohr leitung 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 eingesetzt, der in der Rohrleitung unter Einwirkung des sich fortbewegenden Schlauchs verschoben wird. Der Schlauch und der Erhitzer bewegen sich also gleichzeitig.
Die Innenfläche der Rohrleitung wird auf 15O0G erwärmt. Unter Einwirkung der Preßluft wird der Schlauch an die Wand der Rohrleitung angepreßt und zuverlässig mit ihr verschweißt. Bei der Bewegung des Schlauches in der Rohrleitung wird vor dem Schlauch ein Druck von 0,15 &Pa erzeugt. Der Druck entsteht, indem man die Preß luft menge, die dem Hohlraum der Rohrleitung von dem Schlauch zugeführt wird, regelt. Die Luft wird aus der Rohrleitung in die Atmosphäre über eine öffnung ausgelassen, die in der Rohrleitung wand am Ende des zu beschichtenden Abschnittes gebildet ist. Der Druck läßt sich durch Auspumpen der Luft aus der Rohrleitung vor dem sich bewegenden Schlauch erzeugen. Vor dem Einführen in die Rohrleitung wird der Schlauch mit Draht vorbewährt, der aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist. Die Erwärmung der Rohrleitung erfolgt durch Zuführen eines Heißgases durch den Schlauch und die Rohrleitung, wobei das Heißgas entweder vom Rohrleitungsende her entgegen der Bewegungsrichtung des Schlauches oder
vom Rohrleitungskopf iier in gleicher Sichtung mit der Schlauchbewegung zugeführt werden kann. In beiden Fällen tritt das Gas in die Atmosphäre über den Schlauchhohlraum aus.
Beispiel 2«.
In eine .Rohrleitung wird ein Polyäthylenschlauch eingeführt, in dessen Innern ein weiterer Schlauch aus Kohlenfaserstoff eingesetzt ist. Die vorderen linden der oeiden Schläuche werden mit den Innenseiten nach 1Q außen gewendet und an der Innenfläche der Rohrleitung befestigt. Daraufhin wird in den von den Schlauchen gebildeten Hohlraum die auf 15O0C erhitzte LuIt; unter einem Druck von 0,2 MPa eingepumpt. Unter Einwirkung der Luft bewegt sich der Schlauch in der .Rohrleitung, trok- ^5 knet und erhitzt die Rohrleitungswand. Dabei findet ein Schmelzen des Polyäthylenschlauches statt. Bei der Abkühlung 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.
3eispiel 3·
Durch eine Rohrleitung wird zuerst ein Schlicker durchgepumpt. Daraufhin werden zwei Schläuche in die Rohrleitung nach dem im Beispiel 2 beschriebenen Verfahren eingeführt. Der äußere Schlauch ist aus Polyäthylen, der innere Schlauch aus Glasfasergewebe hergestellt.
Nach dem hinführen der Schläuche in die Rohrleitung wird ihre Wandung auf 5000C erhitzt.
Unter Einwirkung der ftarme schmilzt der Schlicker ab und scnweißt beide Schläuche mit der Wandung der Rohrleitung zusammen.
Beispiel 4.
Durch eine Rohrleitung wird zuerst ein Schlicker durchgepumpt. Daraufhin werden die im Beispiel 3 beschriebenen Schläuche in die Rohrleitung eingeführt* Als
Arbeitsmedium wird ein Säuerst off -Pr opan-Gemisch im Verhältnis von 1 zu 4 ikassenceilen in die Rohrleitung eingepumpt. iiach dem einführen der Schläuche in die Rohrleitung wird das Gemisch angezündet.
Durch die /»arme, die sich beim Brennen des Gemisches enbwicKelt, wird die Innenwand der Rohrleitung erhitzt und werden die Schläuche an die Wand geschweißt.
Beispiel 5·
Ähnlich wie im Beispiel 1 wird ein Polyäthylenscnlauch in eine Rohrleitung eingeführt.
Vor dem Einführen des irolyäthylenschlauchs in die Rohrleitung wird auf deren Innenfläche eine Schicht einer Protektorlegierung beispielsweise geschmolzenes Aluminium folgender Zusammensetzung in Massenteilen gespritzts
luagnesium - 1,
Gallium - 0,5
Rest - Aluminium.
Diese Legierung wird vorläufig auf 95O0C erhitzt, Daraufhin wird die Schmelze, in einer Menge von unge-
2
fähr öO g je 1 m zu beschichtender Fläche, auf die Wand der Rohrleitung gespritzt. Anschließend wird der Polyäthylenschlauch in die Rohrleitung eingeführt. Das Schmelzen des Schlauches und die Bildung einer Schutzschicht auf der Wand der Rohrleitung erfolgen auf Kosten aer erwärmten Rohrleitungswand.
Beispiel 6.
Ähnlich wie im Beispiel 1 wird ein Polyäthylenschlauch in eine Rohrleitung eingeführt.
Bei der Herstellung des Schlauches wird dieser mit einem Draht aus einer Protektorlegierung beispielsweise aus der im Beispiel 5 angegebenen Aluininium-Gallium- -Legierung bewährt.
Bei einem Verlust an Dichtigkeit des Schläuche entsteht ein elektrochemisches Potential zwischen dem Metall 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 Lösungsprodukte schlagen sich auf der Wand der Rohrleitung nieder und bilden einen Oxidfilm, der im nachfolgenden die Rohrleitung gegen Korrosion schützt.
Industrieile Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann mit dem größten Nutzeffekt beim Korrosionsschutz der Innenfläche von unter Druck stehenden und drucklosen Rohrleitungen in Haupt- und Verteilnetzen benutzt werden, die in der meliorativen, kommunalen, Gebrauchs- und Trinkwasserversorgung sowie in der Fernheizung eingesetzt werden.
Außerdem kann die Erfindung zum Korrosionsschutz von Rohrleitungen, die iirdöl- und Gasbohrungen Wasser zuführen, sowie von denen zur Förderung von chemischen Produkten Anwendung finden.
Die vorliegende Erfindung läßt sich sowohl beim Bau von neuen Rohrleitungen, als auch zum Schutz von in Betrieb stehenden Rohrleitungen benutzt werden.

Claims (6)

-r- P A ΐ E N T A JJ S P R Ü G H S
1. Verfahren zum Korrosionsschutz der Innenfläche einer Rohrleitung, 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, fortbewegt und an die Innenfläche der Rohrleitung anpreßt, indem man im von der Rohrleitung und dem Schlauch gebildeten Hohlraum einen Überdruck erzeugt, und die Rohrleitung erwärmt, dadurchgekennzeichnet, daß die Erwärmung der Rohrleitung von innen her vorgenommen wird, wobei gleichzeitig der Schlauch an die Innenfläche der Rohrleitung angepreßt und 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 einzuführenden Schlauch erfolgt,
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Druckabfallregelung durch eine Druckminderung in der Rohrleitung vor dem sich bewegenden Schlauch bei der gleichzeitigen Verbindung des Hohlraums zwischen dem Schlauch und der Rohrleitungswand mit der Atmosphäre vorgenommen wird.
5· Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Einführen des Schlauchs in die Rohrleitung im Ringspalt zwischen ihnen Protektoren aus einem Werkstoff untergebracht v/erden, 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 Schlauche aus einem polymeren Werkstoff in die Rohrleitung einen Schlauch aus einem nichtthermoplastischen Werkstoff in diese eingeführt wird, wobei Deim 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 üin- führen des Schläuche in die Rohrleitung auf ihre Innenfläche ein Schlicker aus Glasfasergewebe aufgebracht und diese dann nach dem Einführen des Sehlauchs in die Rohrleitung erhitzt wird, bis der Schlicker abschmilzt.
ö. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e kennzeichnet, daß die Erwärmung der Rohrleitung äurch Durchpumpen eines Heißgases durch den inneren Schlauch vorgenommen wird.
9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißgas vom fiohrleitungsende her entgegen der Bewegungsrichtung des Schlaüchs zugeführt und über den inneren Hohlräum in die Atmosphäre hinausgeführt wird.
10· Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3 und 75 dadurch gekennzeichnet, daß die EInführung des Schlauches in die Rohrleitung und ihre Erwärmung durch Zuführen eines brennbaren Gemisches mit nachfolgender Entzündung desselben vorgenommen wird. 11 ο Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, d a aurch gekennzeichnet, daß vor dem Anpressen des Schlaüchs an die Innenfläche der Rohrleitung eine Protektorlegierung auf diese aufgebracht wird.
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