DE4137589A1 - Verfahren zum beschichten der innenwand einer rohrleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten der Innenwand einer Rohrleitung, wobei ein Beschichtungswerkstoff in viskosem Zustand in die Rohrleitung eingebracht, auf die Innenwand als Schicht aufgebracht und sodann ausgehärtet wird.

Derartige, allgemein bekannte Verfahren lassen sich problemlos in Rohrleitungen anwenden, die infolge ihrer ausreichend großen lichten Weite begehbar sind. Sind dagegen Innenwände unzugänglicher Rohrleitungen zu beschichten, ist die Durchführbarkeit des vorgenannten Verfahrens davon abhangig, daß die Rohrleitung mit einem der Viskosität des Beschichtungswerkstoffes entsprechenden Gefälle, vorzugsweise sogar vertikal verläuft, so daß sie über ein oberes offenes Ende mit Beschichtungswerkstoff im Überfluß beschickt werden kann und der Beschichtungswerkstoff infolge der Schwerkraft über ein unten offenes Leitungsende abfließt, soweit er nicht infolge Adhäsion an der Innenwand der Rohrleitung haften bleibt, um dort die angestrebte Beschichtung zu bilden.

Für die Sanierung von Kaminrohren ist es auch allgemein bekannt, einen z. B. an einem Zugseil befestigten Profilkörper von oben nach unten in das Kaminrohr abzusenken, sodann Beschichtungswerkstoff in das Kaminrohr einzufüllen und schließlich den Beschichtungswerkstoff über die Rohrinnenwand verteilt aufzubringen, indem der Profilkörper von unten nach oben hochgezogen wird.

Die Anwendung der bekannten Verfahren scheidet jedoch aus, wenn die Innenwand einer auch nur streckenweise mehr oder weniger horizontal verlaufenden Rohrleitung beschichtet werden soll oder aber das Gefälle der Rohrleitung zu gering oder zu unregelmäßig ist, so daß sich mit Hilfe der Schwerkraft Beschichtungswerkstoff nicht oder in einer nur unzureichenden Menge einbringen läßt, die zudem nicht über die Rohrlänge in gleichmäßiger Stärke aufgebracht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zu einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu gelangen, mit dem die Innenwände von Rohrleitungen je nach Bedarf über ihre gesamte Länge in gleichmäßiger Stärke oder zu Reparaturzwecken partiell mit einem Beschichtungswerkstoff versehen werden können, ohne daß die Länge oder die räumliche Anordnung der Rohrleitungen die erfolgreiche Durchführung des Verfahrens beeinträchtigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten gattungsgemäßen Art ausgegangen, welches erfindungsgemäß die in seinem kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Anwendung eines Differenzdruckes läßt sich ein Verdrängungskörper durch die zu behandelnde Rohrleitung hindurchbewegen und dabei der Beschichtungswerkstoff durch axiale Verdrängung über die Rohrleitungsstrecke verteilen und gleichzeitig durch radiale Verdrängung gegen die Innenwand der Rohrleitung gleichmäßig anpressen.

Auf diese Weise können die Innenwände von Rohrleitungen mit Beschichtungswerkstoffen, wie z. B. Lack, Kunststoff, Kleber oder Füllmasse, überzogen werden. Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere auch komplikationslos bei Rohrleitungen angewendet werden, deren Richtung vielfach wechselt, wobei ebenso enge Radien der Rohrleitungsführung die Anwendung nicht behindern. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch unabhängig von der Zusammensetzung und Art des Beschichtungswerkstoffes eingesetzt werden, solange dessen Viskosität gewährleistet ist. Dadurch eignet sich das Verfahren hervorragend, um in fest verlegten und ansonsten nicht zugänglichen Rohrleitungen Schäden, wie z. B. Leckagen, Korrosion, Kavitation u. dgl., auszubessern oder gesamte Rohrleitungssysteme mit einer inneren Beschichtung zu versehen, die z. B. aus Gründen einer durchgehenden stufenfreien glattwandigen Ausführung erst nach der endgültigen Verlegung des Rohrleitungssystems aufgebracht werden kann.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß ein Verdrängungskörper, dessen Eigenschaften dem Beschichtungswerkstoff und dem zu behandelnden Rohr angepaßt sind, mit Hilfe eines vorzugsweise an den Enden der Rohrleitung erzeugten Differenzdruckes durch die Rohrleitung getrieben werden kann. Der Verdrängungskörper erfährt dabei an jedem Punkt seines Weges durch die Rohrleitung stets die an den Enden der Rohrleitung aufgebrachte Druckdifferenz, die ihn antreibt, und zwar unabhängig von der bereits zurückgelegten Wegstrecke und unabhängig von der hinter oder vor ihm liegenden Verlegungsform der Rohrleitung.

Es bestehen für die Hindurchführung eines Verdrängungskörpers praktisch keine Einschränkungen, sowohl was die Länge als auch was die Anzahl der Krümmungen, Windungen, Höhenunterschiede und Richtungsänderungen betrifft. Ähnliches gilt für den Durchmesser des Verdrängungskörpers, der, angepaßt an den Durchmesser der zu behandelnden Rohrleitung, von sehr kleinen bis zu sehr großen Nennweiten variieren kann.

Der durch die Rohrleitung wandernde Verdrängungskörper kann mehrere Funktionen erfüllen:

Zum einen kann er selbst Träger des Beschichtungswerkstoffes sein, ähnlich einem vollgetränkten Pinsel, der durch die Rohrleitung wandert und dabei den Beschichtungswerkstoff an die Rohrinnenwand abgibt. Wenn die beim einmaligen Durchwandern eines Verdrängungskörpers in die Rohrleitung transportierte Menge an Beschichtungswerkstoff nicht für die gesamte Rohrlänge ausreicht, läßt sich die Prozedur beliebig oft wiederholen, mit dem Effekt, daß der Beschichtungswerkstoff nach und nach auf der gesamten Rohrinnenwand verteilt wird. In der einfachsten Form besteht der Verdrängungskörper für diese Funktion aus einem kugel- oder zylinderförmigen Schwamm mit offenen Poren, der beim Einsatz in die Rohrleitung mit dem Beschichtungswerkstoff getränkt ist. Der anliegende Differenzdruck sorgt danach nicht nur für den Vortrieb des getränkten Verdrängungskörpers, sondern preßt auch gleichzeitig den Beschichtungswerkstoff aus den Poren desselben, so daß stetig Beschichtungswerkstoff an die vom Verdrängungskörper überstrichenen Oberflächen abgegeben wird.

Zum anderen kann der durch die Rohrleitung wandernde Verdrängungskörper auch als gleitender Dichtstopfen benutzt werden, mit dem Flüssigkeiten aus Rohrleitungen sicher entfernt werden können. Normalerweise ist es nicht möglich, windungsreiche Rohrleitungen, die nicht von selbst leerlaufen, durch einfaches Anlegen eines Differenzdruckes sicher und vollständig zu entleeren. Das gilt insbesondere für zähe Flüssigkeiten, die sehr gut benetzen und an den Oberflächen haften. Wenn jedoch hinter die aus der Rohrleitung zu entfernende Flüssigkeit ein gleitender Dichtstopfen gesetzt wird, können beliebig geformte Rohrleitungen auch bei großen Schwankungen im geodätischen Niveau sicher entleert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch so ausgestalten, daß damit Flüssigkeiten beliebiger Konsistenz aus praktisch beliebig verlegten Rohrleitungen entfernt werden können, so daß sich die Möglichkeit eröffnet, durch Fluten der gesamten Rohrleitung mit Beschichtungswerkstoff die Innenwandung der Rohrleitung komplett zu benetzen und nach der Benetzung den überschüssigen Beschichtungswerkstoff mit Hilfe des Verdrängungskörpers aus der Rohrleitung herauszudrücken.

Das Fluten einer Rohrleitung muß nicht auf das Einbringen des Beschichtungswerkstoffes beschränkt sein, sondern kann auch beim Reinigen der Innenseite einer Rohrleitung, wie z. B. Beizen oder Entfetten mit Lösungsmitteln, eingesetzt werden.

Vor dem Einbringen des Beschichtungswerkstoffes kann die zu beschichtende Rohrinnenwandung aber auch mechanisch gereinigt und gesäubert werden. Dazu kann ein Werkzeugkörper entsprechend dem Verdrängungskörper eingesetzt werden, der zweckmäßigerweise aus einer entsprechend geformten Bürste besteht, die sich geradlinig oder auch drehend durch die Rohrleitung bewegt und dabei die Innenwandung der Rohrleitung abbürstet.

Es kann auch vorteilhaft sein, durch die Rohrleitung nach dem Beschichten der Rohrinnenwand nochmals mindestens einen Verdrängungskörper durchwandern zu lassen, der die aufgebrachte Schicht vergleichmäßigt, glättet und nachverdichtet. Ein Verdrängungskörper für diesen Einsatzzweck besteht zweckmäßigerweise aus einem Material, das nicht saugfähig und entsprechend dem Einsatzzweck ausreichend hart ist, wie z. B. eine ballartige Gummikugel oder eine Massivkugel aus Kunststoff oder Metall. Ein derartiger Verdrängungskörper kann gleichzeitig dazu verwendet werden, überflüssiges Auftragsmaterial noch vor dem Aushärten von den Oberflächen abzutragen und nach außen zu fördern.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Rohrleitungsstrecke mit einem Einfüllbehälter und einem Saug- und Auffangbehälter und

Fig. 2 eine Anordnung gemäß Fig. 1, ergänzt um verschiedene Armaturen der Behälter.

Ein offener Einfüllbehälter 1 ist mit einem Ende einer zu beschichtenden Rohrleitung 2 über eine Anschlußleitung 3 verbunden. Das andere Ende der Rohrleitung 2 ist mit einem geschlossenen Saug- und Auffangbehälter 4 über eine Anschlußleitung 5 gekoppelt.

Die Rohrleitung 2 ist lediglich als gerade Strecke dargestellt, obschon sie zwischen verschiedenen Höhenniveaus und auch vielfach räumlich gewunden verlegt sein kann.

Der offene Einfüllbehälter 1 weist einen Boden 6 auf, der geodätisch höher als der höchste Punkt der Rohrleitung 2 angeordnet ist, während ein Deckel 7 des Saug- und Auffangbehälters 4 geodätisch unterhalb des niedrigsten Punktes der Rohrleitung 2 liegt.

Der Deckel 7 des Saug- und Auffangbehälters 4 weist neben dem Anschluß an die Rohrleitung 2 mehrere Anschlüsse auf:

Der Innenraum des Saug- und Auffangbehälters 4 ist angeschlossen über ein Ventil 8 und ein Chemiefilter 9 an eine Vakuumpumpe 10, über ein Chemiefilter 11 und eine Regel- und Absperrarmatur 12 an eine Druckgasquelle 13, über ein Entlüftungsventil 14 und ein Sicherheitsventil 15 an die Abluft und über ein Belüftungsventil 16 an die umgebende Amtosphäre.

Der offene Einfüllbehälter 1 ist nur an die Anschlußleitung 3 zur Rohrleitung 2 fest angeschlossen. An eine Öffnung im Boden 6 des Einfüllbehälters 1 wird bei Bedarf eine Gaslanze 17 angedrückt, welche die Anschlußleitung 3 von der Umgebung abdichtet und durch deren Bohrung die Anschlußleitung 3 mit Gasdruck beaufschlagt wird. Die Gaslanze 17 wird über einen Schlauch 16 aus einer Druckgasquelle 19 versorgt, die mit einer Regelarmatur 20 versehen ist. Die Gaslanze 17 kann nach Bedarf zu beliebigen Zeitpunkten eingeführt und auch wieder entfernt werden. Die Gasversorgung kann auch über einen Kompressor oder ein Gebläse erfolgen.

Der Beschichtungsvorgang beginnt damit, daß die Rohrleitung 2 in mehreren Schritten gereinigt und getrocknet wird:.

Im ersten Schritt wird die Rohrleitung 2 mechanisch gereinigt. Dazu wird in die Einlauföffnung der Anschlußleitung 3 ein bürstenförmiger Werkzeugkörper eingesetzt. Nach dem Belüften des Saug- und Auffangbehälters 4 wird die Gaslanze 17 über die Einlauföffnung der Anschlußleitung 3 gestülpt, und das aus der Gaslanze 17 ausströmende Gas treibt den Werkzeugkörper durch die Anschlußleitung 3, die Rohrleitung 2 und die Anschlußleitung 5 zum Saug- und Auffangbehälter 4. Dieser Reinigungsvorgang kann nach Bedarf beliebig oft wiederholt werden.

In einem zweiten Schritt wird die Rohrleitung 2 mit Lösungsmittel gespült. Dazu wird Lösungsmittel in der gewünschten Menge in den Einfüllbehälter 1 gegeben. Von dort läuft das Lösungsmittel durch die Anschlußleitung 3, die Rohrleitung 2 und die Anschlußleitung 5 in den Saug- und Auffangbehälter 4. Sobald der Einfüllbehälter 1 leer ist, wird in die Einlauföffnung der Anschlußleitung 3 ein nicht dargestellter Gleitstopfen eingesetzt, der in der gleichen Weise wie der bürstenförmige Werkzeugkörper mit Hilfe der Gaslanze durch das Rohrsystem getrieben wird und dabei die im Rohrsystem verbliebenen Flüssigkeitsreste vor sich her schiebt.

Die anschließende Trockung der Rohrleitung 2 beginnt damit, daß die Einlauföffnung in der Anschlußleitung 3 durch einen demontierbaren Stopfen, der ähnlich der Gaslanze 17 in den Einlaufbehälter 1 eingeführt wird, vakuumdicht verschlossen wird. Sodann wird der Saug- und Auffangbehälter 4 zusammen mit den angeschlossenen Anschlußleitungen 3 und 5 und der Rohrleitung 2 durch Öffnen des Ventils 8 mit Hilfe der Vakuumpumpe 10 evakuiert. Das Evakuieren dient dazu, die Oberflächen und die schadhaften Stellen der Rohrleitung 2 zu trocknen und von absorbierten Stoffen zu reinigen. Nach einer ausreichend langen Evakuierungszeit wird das Ventil 8 geschlossen, die Vakuumpumpe 10 abgestellt, der Stopfen am Einlauf der Anschlußleitung 3 entfernt und der Saug- und Auffangbehälter 4 einschließlich der Anschlußleitungen 3 und 5 und der Rohrleitung 2 mit sauberem Gas aus der Druckgasflasche 19 belüftet. Die Reinigungsprozedur endet mit der Entfernung des Stopfens am Einlauf in die Anschlußleitung 3.

Die Prozedur zum Einbringen des Beschichtungswerkstoffes in die Rohrleitung 2 beginnt damit, daß der Beschichtungswerkstoff in der vorgesehenen Menge in den Einfüllbehälter 1 eingefüllt wird. Dieser läuft aufgrund der Schwerkraft aus dem Einfüllbehälter 1 in die Anschlußleitung 3 und von dort in die Rohrleitung 2. Sobald die eingefüllte Menge an Beschichtungswerkstoff aus dem Einfüllbehälter 1 abgelaufen ist, wird ein Verdrängungskörper, z. B. in Form eines kugelförmigen elastischen Projektils, dessen Durchmesser geringfügig kleiner als der Durchmesser der Rohrleitung 2, in die Ablauföffnung des Einfüllbehälters 1 eingesetzt. Danach wird die Gaslanze 17 über die Ablauföffnung gestülpt, und zwar so, daß die Ablauföffnung gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Nach dem Öffnen des Entlüftungsventils 14 am Saug- und Auffangbehälter 4 wird die Gaslanze 17 durch Öffnen der Regelarmatur 20 an die Druckgasquelle 19 angeschlossen. Der in der Gaslanze 17 anstehende Druck treibt über den kugelförmigen elastischen Verdrängungskörper die Säule des in das Rohrsystem eingeführten Beschichtungswerkstoffes durch die Anschlußleitung 3, die Rohrleitung 2 und die Anschlußleitung 5 in den Saug- und Auffangbehälter 4. Beim Durchgang des kugelförmigen Verdrängungskörpers wird der Beschichtungswerkstoff durch den Spalt zwischen dem Verdrängungskörper und der Rohrinnenwand gedrückt, so daß die Rohrinnenwand auf dem gesamten Umfang und auf der gesamten Länge mit Beschichtungswerkstoff in Berührung kommt. Sobald dieser erste Verdrängungskörper die Rohrleitung 2 durchwandert hat und in den Saug- und Auffangbehälter 4 gelangt, kann ein zweiter Verdrängungskörper mit einem geringfügig größeren Durchmesser auf die gleiche Weise durchgetrieben werden. Diese Prozedur wird so oft wiederholt, bis sichergestellt ist, daß
die Rohrinnenwand durchgehend beschichtet und der überschüssige Beschichtungswerkstoff aus dem Rohrsystem entfernt ist.

Nach dieser Beschichtungsprozedur kann eine weitere Gaslanze, aus der temperiertes Spülgas austritt, an die Einlauföffnung der Anschlußleitung 3 angeschlossen werden. Dieses Spülgas dient dann dazu, die Aushärtung des Beschichtungswerkstoffes zu verbessern und zeitlich zu steuern.

Zur Beschichtung einer Rohrinnenwand mit anderen Auftragsstoffen, wie z. B. keramische Kleber, kann in der gleichen Weise verfahren werden.

Der Beschichtungswerkstoff und die eingesetzten Verdrängungskörper werden bezüglich der mechanischen Eigenschaften, der Porosität und der chemischen Verträglichkeit dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt. Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht der Verdrängungskörper vorzugsweise aus Polyurethanschaum.

Zur Überwachung der Beschichtungsprozedur werden die in den Einfüllbehälter 1 gegebenen Mengen an Beschichtungswerkstoff mit den am Saug- und Auffangbehälter 4 wieder austretenden Mengen verglichen. Des weiteren wird kontrolliert, ob und in welcher Zeit ein in die zu behandelnde Rohrleitung 2 eingeführter Verdrängungskörper wieder austritt. Um eine Verstopfungsgefahr durch ein Verkeilen mehrerer Verdrängungkörper auszuschließen, sollte sichergestellt werden, daß zeitgleich jeweils nur ein Verdrängungskörper im Rohrleitungssystem enthalten ist.

Claims (12)

1. Verfahren zum Beschichten der Innenwand einer Rohrleitung, wobei ein Beschichtungswerkstoff in viskosem Zustand in die Rohrleitung eingebracht, auf die Innenwand als Schicht aufgebracht und sodann ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer zumindest dem Beschichtungsvolumen entsprechenden Menge in die Rohrleitung eingebrachte Beschichtungswerkstoff durch einen Verdrängungskörper, dessen Querschnitt im Aktionszustand um den Querschnitt der jeweils angestrebten Beschichtung kleiner ist als der Querschnitt der Rohrleitung, auf die Innenwand verteilt aufgebracht wird, indem der Verdrängungskörper durch einen Differenzdruck durch die Rohrleitung bewegt wird und dabei den Beschichtungswerkstoff axial und radial verdrängt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruck durch einen Überdruck am Eingang der Rohrleitung und/oder einen Unterdruck am Ausgang der Rohrleitung erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit offenen Poren versehenen elastischen Verdrängungskörper ein Quantum des Beschichtungswerkstoffes gespeichert wird und der durch den Differenzdruck begrenzt axial komprimierte Verdrängungskörper den in ihm gespeicherten Beschichtungswerkstoff auf seinem Weg durch die Rohrleitung abgibt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der Rohrleitung mit einem den Beschichtungswerkstoff enthaltenden Einfüllbehälter verbunden wird, der mit seinem niedrigsten Niveau höher liegt als das höchste Niveau der Rohrleitung.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Rohrleitung mit einem den überschüssigen Beschichtungswerkstoff aufnehmenden Auffangbehälter verbunden wird, der mit seinem höchsten Niveau tiefer liegt als das niedrigste Niveau der Rohrleitung.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Einfüllbehälter ein mit einem trichterförmigen Boden ausgestatteter offener Behälter eingesetzt wird, an dessen untersten Punkt die Rohrleitung direkt oder über eine Verbindungsleitung angeschlosen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck am Eingang der Rohrleitung mit Hilfe einer Gaslanze erzeugt wird, die an eine Druckgasquelle angeschlossen ist, wobei die Spitze der Gaslanze in den trichterförmigen Boden des Einfüllbehälters gepreßt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper in den trichterförmigen Boden des Einfüllbehälters gelegt wird und von dort aus selbsttätig durch Unterdruck am Ausgang der Rohrleitung oder durch von der Gaslanze erzeugten Überdruck durch die Rohrleitung getrieben wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Auffangbehälter ein dicht verschlossener Behälter eingesetzt wird, der mit Anschlüssen für eine Vakuumpumpe, eine Druckgasquelle, eine Entlüftung, eine Belüftung und ein Sicherheitsventil versehen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der im Auffangbehälter angesammelte Beschichtungswerkstoff zum Einfüllbehälter zurückgefördert und von dort aus erneut durch die Rohrleitung geführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Rohrleitung vor der Beschichtung mit einem entsprechend dem Verdrängungskorper zu handhabenden Reinigungskörper konditioniert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung nach dem Konditionieren der Innenwand mit Spülgas gesäubert und der Beschichtungswerkstoff nach dem Auftragen auf die Innenwand mit einem erforderlichenfalls aufgeheizten Spülgas ausgehärtet wird.