DE4445083A1 - Elastic sheaths made of poly (trifluoroethene), their manufacture and their use, especially for corrugated metal hoses - Google Patents

Elastic sheaths made of poly (trifluoroethene), their manufacture and their use, especially for corrugated metal hoses

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Abstract

Flexible sheaths based on polytrifluoroethylene can be arranged around flexible metal pipes or cables. The sheathed pipes can be used as offshore flexible pipes. The polymer may also comprise units of chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropene, vinylidene fluoride and ethylene.

Description

Die Erfindung betrifft elastische Ummantelungen aus Poly(trifluorethen) (PVF₃), Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung, insbesondere für Ummantelungen und Schutzschläuche für flexible Rohre bzw. Schläuche aus Metall, sowie für Kabel, insbesondere elektrische Kabel, Seile und dgl.The invention relates to elastic sheaths Poly (trifluoroethene) (PVF₃), process for their preparation and their use, especially for casings and Protective hoses for flexible pipes or hoses Metal, as well as for cables, in particular electrical cables, Ropes and the like

Flexible Rohre oder Schläuche werden üblicherweise bei der Gewinnung bzw. zum Transport von Erdöl und Erdgas verwendet, besonders im Off-Shore-Einsatz. Derartige flexible Rohre oder Schläuche bestehen aus einem flexiblen Innenrohr bzw. Innen­ schlauch aus Stahl, einer Ummantelung aus Kunststoff, die dazu dient, Dichtheit gegenüber Erdöl und Erdgas zu gewähr­ leisten, sowie Armaturen aus Metall. Derartige flexible Rohre sind beispielsweise in EP 166 385 beschrieben.Flexible pipes or hoses are usually used at the Extraction or transportation of crude oil and natural gas, especially in off-shore use. Such flexible pipes or Hoses consist of a flexible inner tube or inner steel hose, a plastic sheathing, the  serves to ensure tightness against oil and natural gas afford, as well as fittings made of metal. Such flexible pipes are described for example in EP 166 385.

Für die Ummantelung aus einem thermoplastischen Kunststoff, die zur Abdichtung dient, werden Polyamide herangezogen, die hierfür geeignet sind, sofern die Einsatztemperatur bei die­ sen Fluids 80 bis 100°C nicht übersteigt.For sheathing from a thermoplastic, which is used for sealing, polyamides are used, which are suitable for this, provided the operating temperature at the fluid does not exceed 80 to 100 ° C.

Für höhere Temperaturen, beispielsweise Temperaturen von bis zu 130 oder 140°C, werden Ummantelungen aus Poly(vinyliden­ fluorid) verwendet. Da dieses Polymer aber semikristallin ist und hohe Härte aufweist, kann es nicht als solches für Struk­ turen verwendet werden, die bei sehr tiefen Temperaturen wie­ derholt aufgerollt und entrollt werden sollen; daher wird für diese Polymeren innere oder äußere Weichmachung angewandt.For higher temperatures, for example temperatures from to at 130 or 140 ° C, sheaths made of poly (vinylidene fluoride) used. Because this polymer is semi-crystalline and has high hardness, it cannot be used as such for structure tures are used that are at very low temperatures such as should be rolled up and unrolled repeatedly; therefore for these polymers applied inner or outer softening.

Ein Beispiel für innere Weichmachung ist in der obenerwähnten Druckschrift EP 166 385 angegeben: Vinylidenfluorid wird mit einem fluorierten Monomer copolymerisiert. Auf diese Weise wird die Elastizität der Ummantelung erhöht, jedoch werden hierdurch zugleich allgemein die Anwendungstemperatur verrin­ gert und die Permeabilität für Gase erhöht; ferner wird ein gegenüber dem entsprechenden Homopolymer erhöhtes Risiko des Platzens bei abrupter Druckverminderung festgestellt, weshalb der Einsatz dieses Materials bei bestimmten hohen Arbeitstem­ peraturen und Arbeitsdrucken gefährlich ist.An example of internal softening is in the above Document EP 166 385 indicated: vinylidene fluoride is with copolymerized with a fluorinated monomer. In this way the elasticity of the sheathing is increased, however this also generally reduces the application temperature device and gas permeability; furthermore a compared to the corresponding homopolymer increased risk of Bursting with an abrupt decrease in pressure, which is why the use of this material in certain high working conditions temperatures and working pressures is dangerous.

Die Verwendung von äußeren Weichmachern ist in FR 2 560 884, FR 2 592 655 und FR 2 618 791 angegeben. Bestimmte Weichma­ cher ermöglichen die Verwendung von Poly(vinylidenfluorid)- (PVDF-) Homopolymeren zur Ummantelung flexibler Metallschläu­ che aufgrund der Erhöhung der Elastizität. Im praktischen Einsatz wird jedoch festgestellt, daß entsprechende Ummantelungen durch Austritt des allgemein mit PVDF sehr kom­ patiblen Weichmachers allmählich ihre ursprüngliche Härte wieder annehmen. Dabei tritt nicht nur eine Erhöhung der Härte auf, sondern aufgrund der Ausbildung innerer Spannun­ gen, aufgrund des Austretens des Weichmachers und der Tendenz zu einer behinderten Schrumpfung der Ummantelung wird auch Brüchigkeit festgestellt.The use of external plasticizers is described in FR 2 560 884, FR 2 592 655 and FR 2 618 791. Certain Weichma enable the use of poly (vinylidene fluoride) - (PVDF) homopolymers for coating flexible metal sleeves che due to the increase in elasticity. In practical terms However, use is found to be corresponding  Sheaths due to the emergence of the very com patible plasticizer gradually returns to its original hardness accept again. This does not just increase the Hardness, but due to the development of inner tension due to the leakage of the plasticizer and the tendency a handicapped shrinkage of the sheathing also becomes Fragility found.

Es wurde nun gefunden, daß alle diese Nachteile, die durch die notwendige innere oder äußere Weichmachung des PVDF be­ dingt sind, durch Verwendung eines Polymers vermieden werden können, das Trifluorethen-Einheiten enthält. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß sich durch Verwendung von Polymeren, die Trifluorethen-Einheiten enthal­ ten, besonders elastische Ummantelungen bzw. Rohre oder Schläuche herstellen lassen.It has now been found that all of these disadvantages are caused by the necessary internal or external softening of the PVDF must be avoided by using a polymer can, which contains trifluoroethene units. As part of the The present invention has been found to be characterized by Use of polymers containing trifluoroethene units ten, especially elastic sheaths or pipes or Have hoses manufactured.

Auf diese Weise sind Ummantelungen zugänglich, deren Einsatz­ temperatur erheblich über der Einsatztemperatur von PVDF liegt. Darüber hinaus sind entsprechende Ummantelungen erheb­ lich elastischer.In this way, jackets are accessible, their use temperature significantly above the operating temperature of PVDF lies. Corresponding jackets are also raised Lich more elastic.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neuartige elasti­ sche Ummantelungen auf der Basis von fluorhaltigen Polymeren bzw. Copolymeren, bei denen die oben erläuterten Nachteile nicht auftreten und insbesondere kein Weichmacherzusatz zwin­ gend erforderlich ist, Verfahren zu ihrer Herstellung, damit ummantelte Substrate sowie die Verwendung entsprechender fluorierter Polymerer bzw. Copolymerer anzugeben.The invention is based, novel elasti the task cal jackets based on fluorine-containing polymers or copolymers in which the disadvantages explained above do not occur and in particular no plasticizer additive is necessary, processes for their preparation, so coated substrates and the use of appropriate to indicate fluorinated polymers or copolymers.

Die Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungs­ formen der Erfindungskonzeption. The task is solved according to the independent claims. The dependent claims relate to advantageous execution form the concept of the invention.  

Die erfindungsgemäßen elastischen Ummantelungen bestehen aus einem Polymer, das Trifluorethen-Einheiten aufweist. Das Polymer ist vorzugsweise ein Trifluorethen-Homopolymer.The elastic sheaths according to the invention consist of a polymer containing trifluoroethene units. The Polymer is preferably a trifluoroethene homopolymer.

Neben Trifluorethen (VF₃) können die Polymeren der erfin­ dungsgemäßen Ummantelungen auch von Chlortrifluorethen, Tetrafluorethen, Hexafluorpropen, Vinylidenfluorid und/oder Ethen abgeleitete Einheiten enthalten.In addition to trifluoroethene (VF₃), the polymers of the inventions sheaths according to the invention also of chlorotrifluoroethene, Tetrafluoroethene, hexafluoropropene, vinylidene fluoride and / or Ethene derived units included.

Es ist im Rahmen der Erfindung ferner möglich, den Ummante­ lungen auch Füllstoffe, Pigmente oder sogar auch eine geringe Menge Weichmacher vom Estertyp oder vom Sulfonamidtyp zuzu­ setzen.It is also possible in the context of the invention, the Ummante also fillers, pigments or even a small amount Amount of plasticizer of the ester type or of the sulfonamide type put.

Die Erfindung betrifft ferner auch flexible Metallrohre bzw. Metallschläuche, die mit einer erfindungsgemäßen Ummantelung überzogen sind.The invention also relates to flexible metal pipes or Metal hoses with a casing according to the invention are covered.

Derartige ummantelte flexible Rohre eignen sich besonders für den Transport flüssiger oder gasförmiger Kohlenwasserstoffe bei höheren Temperaturen. Solche flexiblen Rohre oder Schläu­ che können ferner auch mit Schutzschichten, beispielsweise aus Kautschuk, Metallgeweben, Metallgeflechten oder Textilge­ weben, etc., überzogen sein.Such coated flexible pipes are particularly suitable for the transport of liquid or gaseous hydrocarbons at higher temperatures. Such flexible pipes or hoses che can also with protective layers, for example made of rubber, metal mesh, metal mesh or textile weave, etc., be covered.

Für den Transport von Gasen besteht das Polymermaterial der Ummantelung vorzugsweise im wesentlichen aus Trifluorethen- Homopolymer.The polymer material is used to transport gases Sheathing preferably consisting essentially of trifluoroethene Homopolymer.

Die Erfindung betrifft ferner auch Kabel, Seile, Taue und an­ dere vergleichbare Substrate, die mit der erfindungsgemäßen Ummantelung überzogen sind, insbesondere Elektrokabel.The invention also relates to cables, ropes, ropes and other comparable substrates with the invention Coating are covered, especially electrical cables.

Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Ummantelungen bzw. damit überzogener Gegenstände, wie Metallrohre, Metallschläuche, Kabel, Seile, Taue und dgl., besteht darin, diese Gegenstände durch Extrusion mit dem entsprechenden Polymermaterial zu ummanteln.The process for the preparation of the invention  Casings or objects covered with them, such as Metal pipes, metal hoses, cables, ropes, ropes and the like., consists of extruding these objects with the to coat the corresponding polymer material.

Metallkabel bestehen vorzugsweise aus einem oder mehreren Metalldrähten oder einer oder mehreren Litzen.Metal cables preferably consist of one or more Metal wires or one or more strands.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert.The invention is described below with reference to exemplary embodiments play explained in more detail.

BeispieleExamples

Um ein flexibles Wellrohr aus Stahl von 32 mm Durchmesser, das aus ringförmigen Ausbuchtungen besteht, zwischen denen sich Ausnehmungen und Zwischenräume befinden, was Beweg­ lichkeit ergibt, wird eine thermoplastische Ummantelung von 5 mm Dicke extrudiert.Around a flexible corrugated tube made of steel with a diameter of 32 mm, which consists of annular bulges, between which there are recesses and gaps, which is moving results in a thermoplastic jacket of 5 mm thick extruded.

Zum Vergleich der Auf- und Abwickelbarkeit bei verschiedenen Materialien, aus denen die Ummantelung besteht, wird wie folgt verfahren:
Das ummantelte Wellrohr wird auf zwei feste Auflagen aufge­ legt.To compare the windability and unwindability of different materials from which the sheathing is made, the procedure is as follows:
The coated corrugated pipe is placed on two fixed supports.

Eine Biegerolle mit einem Radius von 75 mm wird in gleichem Abstand von den Auflagepunkten an das Wellrohr angelegt. Dann wird die Biegerolle mit dem erforderlichen Druck beauf­ schlagt, um das ummantelte Wellrohr zu deformieren und auf den Krümmungsradius der Biegerolle zu biegen. Die Weglänge, über welche die Biegerolle beim Rohrbiegen vorgeschoben wer­ den kann, gibt die Deformierbarkeit des ummantelten Wellrohrs an. Die maximale Weglänge beträgt 170 mm: sie entspricht einem vollständigen Herumbiegen des ummantelten Rohrs um die Biegerolle. Wenn vor dem vollständigen Herumbiegen des umman­ telten Wellrohrs ein Bruch auftritt, wird die entsprechende Weglänge festgehalten. Je größer die Weglänge ist, desto biegsamer ist das flexible Rohr.A bending roll with a radius of 75 mm is in the same Distance from the support points to the corrugated pipe. Then the bending roll is pressurized strikes to deform the encased corrugated tube and open to bend the radius of curvature of the bending roll. The path length, over which the bending roller is pushed when bending pipes the ductility of the jacketed corrugated pipe at. The maximum path length is 170 mm: it corresponds  a complete bending of the jacketed pipe around the Bending roll. If before the umman is completely bent over If there is a break in the corrugated pipe, the corresponding one Path length recorded. The longer the path, the more the flexible pipe is more flexible.

Der Test wird ferner bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt.The test is also carried out at different temperatures carried out.

Beispiel 1example 1

Vorschubweglänge der Biegerolle vor dem Bruch Feed path length of the bending roller before breaking

(in mm - Maximalwert 170 mm) (in mm - maximum value 170 mm)

Beispiel 2Example 2

Die 4 ummantelten Wellrohre wurden einer thermischen Alterung während einer Dauer von 3 Monaten bei 150°C unterzogen. An­ schließend wurden die Tests wie oben beschrieben durchge­ führt.The 4 jacketed corrugated pipes were subjected to thermal aging subjected to a period of 3 months at 150 ° C. On the tests were then carried out as described above leads.

Vorschubweglänge der Biegerolle vor dem Bruch Feed path length of the bending roller before breaking

(in mm - Maximalwert 170 mm) (in mm - maximum value 170 mm)

Beispiel 3Example 3

Die 4 ummantelten Wellrohre wurden einer thermischen Alterung während einer Dauer von 3 Monaten bei 180°C unterzogen. An­ schließend wurden die Tests wie oben beschrieben durchge­ führt.The 4 jacketed corrugated pipes were subjected to thermal aging subjected to 180 ° C for 3 months. On the tests were then carried out as described above leads.

Vorschubweglänge der Biegerolle vor dem Bruch Feed path length of the bending roller before breaking

(in mm - Maximalwert 170 mm) (in mm - maximum value 170 mm)

Claims (15)

1. Elastische Ummantelungen auf der Basis eines Polymers, das Trifluorethen-Einheiten aufweist.1. Elastic sheaths based on a polymer that Has trifluoroethene units. 2. Ummantelungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein Trifluorethen-Homopolymer ist.2. Sheaths according to claim 1, characterized in that the polymer is a trifluoroethene homopolymer. 3. Ummantelungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein Copolymer von Trifluorethen mit einem oder mehreren Monomeren ist, die unter Chlortrifluorethen, Tetrafluorethen, Hexafluorpropen, Vinylidenfluorid und Ethen ausgewählt sind.3. Sheaths according to claim 1, characterized in that the polymer is a copolymer of trifluoroethene with one or several monomers, which are among chlorotrifluoroethene, Tetrafluoroethene, hexafluoropropene, vinylidene fluoride and Ethene are selected. 4. Ummantelungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer einen oder meh­ rere Füllstoffe oder Pigmente und/oder Weichmacher ent­ hält.4. Sheaths according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the polymer one or more other fillers or pigments and / or plasticizers holds. 5. Ummantelungen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer eine geringe Menge eines Weichmachers vom Ester- oder Sulfonamidtyp enthält.5. Sheaths according to claim 4, characterized in that the polymer contains a small amount of a plasticizer Contains ester or sulfonamide type. 6. Ummantelungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen oder mehrere Schutzüberzüge aufweisen.6. Sheaths according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that they have one or more Have protective coatings. 7. Ummantelungen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. ein Schutzüberzug aus Kautschuk, einem Metallge­ flecht oder einem Metallgewebe und/oder einem Textilgewebe besteht.7. Sheaths according to claim 6, characterized in that the or a protective cover made of rubber, a metal ge braid or a metal mesh and / or a textile mesh consists. 8. Rohre, Schläuche, Kabel, Seile und Taue, die mit einer elastischen Ummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ummantelt sind.8. Pipes, hoses, cables, ropes and ropes that come with a elastic sheath according to one of claims 1 to 7  are encased. 9. Rohre und Schläuche nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß es sich um Wellrohre bzw. Wellschläuche aus Me­ tall handelt.9. Pipes and hoses according to claim 8, characterized net that it is corrugated pipes or corrugated hoses from Me tall. 10. Kabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um elektrische Kabel handelt, die als Stromleiter einen oder mehrere Drähte und/oder eine oder mehrere Litzen aufweisen.10. Cable according to claim 8, characterized in that it are electrical cables that act as conductors one or more wires and / or one or more Have strands. 11. Verfahren zur Herstellung der elastischen Ummantelungen nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch Extru­ sion des Polymers unter Erhalt der Ummantelung.11. Method of making the elastic cover according to claims 1 to 7, characterized by extrusion sion of the polymer while maintaining the sheathing. 12. Verfahren zur Herstellung der ummantelten Gegenstände nach den Ansprüchen 8 bis 10, gekennzeichnet durch Extru­ sion des Polymers um den betreffenden Gegenstand als Kernmaterial herum, vorzugsweise um Rohre, insbesondere Wellrohre, Schläuche, Kabel, Seile und Taue.12. Method of making the encased items according to claims 8 to 10, characterized by extrusion sion of the polymer around the object in question as Core material around, preferably around pipes, in particular Corrugated pipes, hoses, cables, ropes and ropes. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Schutzschicht aus Kautschuk auf die elasti­ sche Ummantelung aufgebracht wird.13. The method according to claim 11 or 12, characterized in net that a protective layer of rubber on the elasti cal sheathing is applied. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der elastischen Ummantelung, auf der elastischen Ummantelung, in einer Schutzschicht und/oder auf einer Schutzschicht ein Metallgeflecht oder ein Metallgewebe und/oder ein Textilgewebe vorgesehen werden.14. The method according to any one of claims 11 to 13, characterized ge indicates that in the elastic jacket on which elastic sheathing, in a protective layer and / or on a protective layer a metal braid or a Metal mesh and / or a textile mesh can be provided. 15. Verwendung von Polymeren, die Trifluorethen-Einheiten enthalten, zur Herstellung von elastischen Ummantelungen biegsamer Substrate, insbesondere von Schläuchen, Rohren, Kabeln, Seilen und Tauen, besonders von Metall-Wellrohren und Metall-Wellschläuchen, sowie von elektrischen Kabeln.15. Use of polymers containing trifluoroethene units included, for the production of elastic sheaths flexible substrates, especially of hoses, pipes,  Cables, ropes and ropes, especially of corrugated metal pipes and corrugated metal hoses, as well as electrical cables.
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