DE60128389T2 - Verfahren zur induktiven erwärmung eines trägers und einer beschichtung auf dem träger - Google Patents

Verfahren zur induktiven erwärmung eines trägers und einer beschichtung auf dem träger Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur induktiven Erwärmung eines Trägers und einer Beschichtung auf dem Träger.
  • Das Verfahren löst die Probleme, die auftreten können, wenn versucht wird, Träger mit Beschichtungen, insbesondere relativ dicken und schlecht wärmeleitenden, z. B. Kunststoffbeschichtungen, zu erwärmen. Es ist zwar bekannt, induktive Erwärmung zu verwenden, um ein polyolefinbeschichtetes Rohr zu erwärmen, aber es können beispielsweise Schwierigkeiten auftreten, wenn die Beschichtung relativ dick ist. Zum Beispiel ist es beim Aufbringen einer Beschichtung an eine Schweißnaht bei polypropylenbeschichteten Rohren mit bestimmten Hüllsystemen erwünscht, die Temperatur des Metalls am Cutback-Abschnitt auf mindestens 165°C, vorzugsweise etwa 180°C, und das Äußere der Polypropylenbeschichtung auf mindestens etwa 145°C, aber mehr bevorzugt etwa 165°C, zu erhöhen. Wenn die Beschichtung mehr als etwa 3 mm dick ist, z. B. 6,0 mm dick oder mehr, wurde bisher festgestellt, daß induktive Erwärmung die Außenfläche der Polypropylenbeschichtung nicht auf die erwünschte Temperatur erwärmen kann ohne lange und intensive induktive Erwärmung, die den Stahlträger häufig übermäßig erwärmt mit dem Ergebnis, daß sich die Beschichtungskomponenten abbauen, deformieren und zersetzen.
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 016, Nr. 153 (M-1235), 15. April 1992, und JP 04 007124 A beschreiben ein Schweißverfahren und eine Schweißvorrichtung von Warmschrumpfhüllmaterial. Wenn die Erregung einer Induktionsheizspule begonnen hat, wird die Temperatur eines wärmeerzeugenden Rohrs durch induk tive Erwärmung erhöht, und das Hüllmaterial wird durch Aufbringen mittels Strahlungswärme aufgeschrumpft. Zur gleichen Zeit wird die Temperatur des Raumes in einem Ofen erhöht, und gleichzeitig wird die Wärme des Rohrs durch induktive Erwärmung erhöht.
  • EP-A-0 222 643 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von Flüssigkeitstransport-Rohrelementen, die ein Metallrohr und eine korrosionsbeständige Schicht, die aus einem Elastomermaterial hergestellt ist, sowie gegebenenfalls ein Wärmeisolationsmittel, das die Schicht umgibt, aufweisen. Um eine durchgehende korrosionsbeständige Schicht auszubilden, wird ein Schlauch angebracht, der aus dem gleichen Material hergestellt ist wie die korrosionsbeständige Schicht, vorzugsweise aus dem gleichen Material, das mit den Metallrohren der benachbarten Elemente durch ein In-situ-Vulkanisationsverfahren zusammengefügt ist, das unter Verwendung eines Wärmezyklus erfolgt, der mit Hilfe von Mitteln für die induktive Erwärmung der Metallrohre erreicht wird.
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Bd. 016, Nr. 036 (M-1205), 29. Januar 1992, und JP 03 244527 A beschreiben ein Heißklebeverfahren für Warmschrumpfhüllmaterial. Das Warmschrumpfhüllmaterial wird mit einem Kunststoffilm an die Außenfläche eines Rohrs angefügt und mit einem Brenner von außen erwärmt. Nachdem das Beschichtungsmaterial eng mit der Außenfläche des Rohrs verklebt worden ist, wird eine Induktionsheizspule an der Außenseite des gesamten Hüllmaterials angeordnet, um das Rohr durch induktive Erwärmung zu erwärmen.
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Bd. 016, Nr. 370 (M-1292), 10. August 1992, und JP 04 118219 A beschreiben ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Warmverschweißen von Warmschrumpfhüllmaterial. Zunächst wird Warmschrumpfhüllmaterial auf die Außenfläche eines Rohrs aufgebracht, während die Innenfläche der Klebschicht aus warmschweißbarem Kunststoff besteht. Als nächstes wird eine Warmschweißvorrichtung, die um das Rohr angeordnet ist, erregt. Die Temperatur der Induktionsheizspule erhöht sich, was zur Erwärmung des Hüllmaterials, des Ofenraums durch Strahlungswärme und des Rohrs 2 führt. Während das Hüllmaterial in seiner Mitte zu schrumpfen beginnt, um in engen Kontakt mit der Außenfläche des Rohrs zu kommen, wird der Kontaktteil des Hüllmaterials und der Film von außen und vom Rohr 2 erwärmt, so daß sie schmelzen. Beim Ausbleiben der Energiezufuhr wird das Hüllmaterial mit der Außenfläche des Rohrs und des Films verschweißt, der unter dem Hüllmaterial liegt.
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Bd. 010, Nr. 281 (M-520), 25. September 1986 und JP 61 100438 A beschreiben ein Verfahren zum Einhüllen eines Stahlrohrverbindungsteilstücks, um Korrosion zu verhindern. Durch induktive Erwärmung können eine Haftschicht und eine Warmschrumpfschicht in einem kurzen Zeitraum auf eine erwünschte Temperatur erwärmt werden, während ein rohrförmiger Körper, der nahe dem Umfang eines Stahlrohrverbindungsteilstücks angeordnet ist, die Wärmeableitung vom Stahlrohr verhindern kann.
  • Die Erfindung stellt ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Erwärmung eines Trägers und einer Beschichtung auf dem Träger bereit, das die folgenden Schritte aufweist: Aufbringen eines Suszeptorelements auf die Beschichtung, wobei der Suszeptor und der Träger induktiv erwärmbar sind, und induktives Erregen des Elements und des Trägers, um eine Erwärmung des Trägers und der Beschichtung zu bewirken.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der die Beschichtung von außen durch ein induktiv erwärmtes Suszeptorelement und von innen durch den induktiv erwärmten Träger erwärmt wird, wurde überraschend festgestellt, daß es möglich ist, die Beschichtung auf eine erwünschte Temperatur zu erwärmen, ohne auf die oben erwähnten Probleme der Deformation, des Abbaus und der Zersetzung zu treffen.
  • Vorteilhafterweise kann das Suszeptorelement als ein Formwerkzeug funktionieren, wie es ausführlicher in unserer gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung, Eingangsnr. 09/684 788 , angemeldet zum 10. Oktober 2000, beschrieben ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat eine Anzahl weiterer überraschender Vorteile. Es wurde festgestellt, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit bietet, das Temperaturprofil des Trägers und der Beschichtung gezielt anzupassen, um die Anforderungen z. B. eines besonderen Hüllsystems zu erfüllen, wie sie z. B. durch Rohrdurchmesser, Wanddicke, Beschichtungstyp und Beschichtungsdicke vorgegeben sein können.
  • Die Induktionsfrequenz kann so beschaffen sein, daß eine Erwärmung durch den Skin-Effekt bewirkt wird, oder kann den Träger und das Suszeptorelement in ihrer ganzen Dicke erwärmen.
  • Die Erfindung wird nur anhand eines Beispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Längsschnitteilansicht einer Wand einer beschichteten Rohrverbindung im Verlauf der Aufbringung einer Warmschrumpfhülle.
  • 2 ist eine Teilschnittansicht einer beschichteten Rohrwand und zeigt die Erwärmung eines gesonderten Wandbereichs zur Aufbringung eines Reparaturflickens.
  • 3 zeigt die fertiggestellte Reparatur.
  • Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen zeigt 1 anhand von Beispielrohrteilstücken die Wände 11 und 12, die an einem Schweißstoß 13 verschweißt sind. Außerhalb des Stoßes 13 ist auf jedem Rohrteilstück 11 und 12 eine Hauptbeschichtung 14 und 16. Die Hauptbeschichtung kann ein Polyolefin, z. B. Polypropylen, aufweisen. Die Rohre 11 und 12 sind normalerweise aus Stahl. Die Endabschnitte 19 und 21 des Rohrs haben keine Beschichtungen 14 und 16, damit der Schweißvorgang erfolgen kann, und werden normalerweise als freigelegte Abschnitte bzw. Cutback-Abschnitte bezeichnet. Diese Cutback-Abschnitte 19 und 21 können eine Beschichtung (nicht gezeigt) aus einer härtbaren Grundierungsverbindung, z. B. einer Epoxidverbindung, haben. Die Beschichtungen 14 und 16 können Z. B. von einem Mehrkomponententyp sein, nämlich eine äußere Polyolefinbeschichtung, z. B. Polypropylenbeschichtung, auf einer inneren Polypropylenhaftbeschichtung, wobei die letztere direkt auf dem Metallrohr oder auf der oben genannten aushärtbaren Grundierung aufgebracht ist. Zum Aufbringen eines Warmschrumpfschlauchs auf dem Nahtbereich ist es erwünscht, die Beschichtungen 14 und 16 in den Bereichen, die sich mit dem Schlauch überschneiden, und etwas außerhalb hinter den Rändern des Schlauchs auf eine Temperatur über der Aktivierungstemperatur für den Schlauch zu erwärmen, z. B. wie in unserer oben genannten Patentanmeldung mit der Eingangsnr. 09/684 788 beschrieben.
  • Über diesen Bereichen wird ein Suszeptorelement angeordnet, das in dem dargestellten Beispiel die Form eines Metallbands 22 hat. Das Metallband 22 kann z. B. ein flexibler Metallstreifen sein, der sich um den Umfang des Rohrs erstreckt und dessen Enden sich überschneiden und durch schnell lösbare Befestigungselemente, wie etwa Gelenkhebelverschlüsse oder dergleichen, verbunden sind. Vorzugsweise sind die Metallbänder 22, wenn sie um den Umfang des Rohrs befestigt sind, in engem Eingriff mit der Außenfläche der Beschichtungen 14 und 16.
  • In dem in den Zeichnungen dargestellten Beispiel ist ein Wärmeisolierband 23 über dem Äußeren des Metallbands 22 angebracht, um Wärmeverluste zu verringern.
  • Außerhalb der Anordnung ist eine Induktionsspule 24 dargestellt.
  • Bei Verwendung wird die Induktionsspule 24 erregt, um das Metall der Rohre 11 und 12 und den Schweißstoß 13 induktiv zu erwärmen und die Metallbänder 22 zu erwärmen, so daß die Beschichtungen 14 und 16 durch Stromleitung von den Bändern 22 und vom Metall der Rohre 11 und 12 erwärmt werden.
  • Wenn die beschichtungslosen Abschnitte 19 und 21 und die Beschichtungen 14 und 16 erwünschte Temperaturen erreicht haben, wird die Induktionsspule in Längsrichtung zu einer Seite geschoben, die Suszeptorelemente 22 und Isolierbänder 23 werden entfernt, und ein durch Wärme aktivierbarer Schlauch wird auf den Rohrnahtbereich aufgebracht. Solche Schläuche und deren Aufbringtechniken sind dem Fachmann bekannt, und die Schläuche können auf herkömmliche Weise aufgebracht werden. In einer bevorzugten Form kann der Schlauch jedoch wie in unserer oben genannten Patentanmeldung PCT/CA01/01425 aufgebracht werden.
  • Man beachte, daß die Metallbänder 22 während des Heizbetriebs die Funktion von Formwerkzeugen ausführen und dazu dienen, die Einheitlichkeit, Kontinuität und das Profil der Beschichtungen 14 und 16 zu erhalten.
  • Es ist denkbar, daß Suszeptorelemente in Form anderer Strukturen als Bänder verwendet werden können.
  • Mit Bezug auf 2 stellt diese z. B. die Aufbringung eines Suszeptorelements 26 im Verlauf der Reparatur eines Lochs oder einer freigelassenen Stelle 27 in einer Beschichtung 28 auf einer Rohrwand 29 dar. Das Suszeptorelement kann dafür angepaßt sein, einen gesonderten Bereich zu erwärmen, und ist daher wesentlich kleiner als der Umfang des Rohrs, aber sollte etwas größer als das Loch sein. Wenn z. B. das Loch 27 annähernd 25 mm × 25 mm ist, kann das Suszeptorelement 26 z. B. eine Metallplatte von annähernd 50 mm × 50 mm sein. Vorzugsweise hat das Suszeptorelement 26 eine Krümmung, die mit der Krümmung der Rohrwand 29 übereinstimmt. Bei Verwendung wird z. B. eine Metallplatte von 50 mm × 50 mm mit der gleichen Krümmung wie die Krümmung der Rohrwand 29 über dem Loch 27 und dem Element 26 angeordnet und wird zusammen mit dem Barunterliegenden Abschnitt der Rohrwand 29 einem Induktionsfeld ausgesetzt, das von einer Induktionsspule 31 angelegt wird, wodurch die Beschichtung 28 erwärmt wird. Wenn die Beschichtung 28 auf eine erwünschte Temperatur erwärmt worden ist, werden das Suszeptorelement 26 und die Spule 31 entfernt, und ein Reparaturflicken mit z. B. einem Polypropylenstützteil 32, wie in 3 zu sehen, und mit einer Haftbeschichtung an seiner Unterseite wird auf die erwärmte Beschichtung 24 aufgebracht und kann weiter erwärmt werden, z. B. durch Zuführung eines Heißgases, z. B. von einer Brennerflamme, oder durch Drücken mit dem Element 26 auf den Reparaturflicken und Einwirkenlassen eines Induktionsfeldes auf den Reparaturflicken, so daß bewirkt wird, daß der Klebstoff 33 schmilzt und fließt, um die Öffnung 27 zu füllen, wie in 3 zu sehen. Die Anordnung kann dann abkühlen.
  • Um die Erfindung weiter darzustellen, werden Vergleichsbeispiele und ein Beispiel angeführt.
  • Vergleichsbeispiele
  • Vergleichsbeispiel I
  • Ein Rohrstoßbereich zwischen polypropylenbeschichteten Rohren wurde durch induktive Erwärmung ohne Verwendung eines Suszeptorelements erwärmt.
  • Der Rohrstoß hatte die nachfolgenden Kennwerte.
    Rohrdurchmesser 600 mm
    Rohrwanddicke 37,5 mm
    gesamter freigelegter Stahlbereich (Länge des Abschnitts ohne Beschichtung) 300 mm
    zu erwärmende Beschichtungslänge vom Rand des freigelegten Bereichs 75 mm
    Beschichtungsdicke 2,5 mm
  • Der Rohrstoßbereich wurde unter Verwendung einer Induktionsspule erwärmt und die Temperatur der Beschichtungen und des Stahls wurde unter Verwendung von Thermoelementen bestimmt.
  • Die induktive Erwärmung wurde angewendet, bis der Beschichtungsbereich, der durch Stromleitung vom Barunterliegenden Träger erwärmt wurde, eine Temperatur von 160°C erreicht hatte. An diesem Punkt hatte der Stahl eine Temperatur von 200°C erreicht. Geringe Blasenbildung und Ablösung der Beschichtung trat ein, und dies wurde durch Verwendung eines Silikonkautschuk-Formbands verhindert, das um die Beschichtung gewickelt wurde, wie in der oben genannten Patentanmeldung 09/685 788 beschrieben.
  • Vergleichsbeispiel II
  • Vergleichsbeispiel I wurde wiederholt, außer daß die Dicke der Beschichtung 6,0 mm war.
  • Wenn der Stahl eine Temperatur von 200°C erreicht hatte, hatte die Beschichtungsfläche nur 90°C erreicht, und dies war auf Schwierigkeiten in der Wärmeübertragung durch die dicke Beschichtung zurückzuführen.
  • Wenn die Stahltemperatur auf 215°C erhöht wurde, erreichte die Beschichtungsfläche 100°C. In nachfolgenden Experimenten wurde die Stahltemperatur auf immerhin 250°C erhöht, und die Beschichtungstemperatur wurde auf etwa 130°C erhöht, aber an diesem Punkt wurde viel Rauch beobachtet, wobei die Dämpfe von der Beschichtung emittiert wurden. Die Beschichtung außerhalb des Formwerkzeugbereichs begann, Blasen zu bilden, und die Epoxidgrundierung auf dem freigelegten Stahlbereich begann, sich abzubauen und Rauch zu emittieren. Es wurde deutlich, daß die erforderliche Beschichtungsflächentemperatur nicht erreicht werden konnte, wenn man auf die Wärmeübertragung von der Metallunterseite angewiesen war.
  • Beispiel
  • Das Verfahren von Vergleichsbeispiel II wurde wiederholt. Bevor jedoch die induktive Erwärmung begann, wurde ein 1,5 mm dickes und 90 mm breites Stahlband auf jeder Seite des freigelegten Bereichs auf die Beschichtung aufgebracht. Unter Verwendung einer Frequenz von 400 Hz in der Induktionsspule wurde der Stahl auf 200°C erwärmt, und die Temperatur der Beschichtung unter dem Stahlband wurde unter Verwendung eines Thermoelementdrahts gemessen, der in einer Tiefe von 2,0 mm in die Beschichtung eingebettet war. Die Beschichtungstemperatur wurde mit 155°C gemessen. Nachdem die Erwärmung beendet worden war, wurde ein Polypropylen-Schrumpfschlauch aufgebracht. Es wurde festgestellt, daß während des Schrumpfens des Schlauchs mit einem Propanbrenner die Beschichtungstemperatur auf 168°C anstieg. Der nachfolgende Test des abgekühlten Schlauchs zeigte eine ausgezeichnete Haftung des Schlauchs auf der Beschichtung und am Stahl der Rohrwand.
  • Allgemeiner ausgedrückt, besteht ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß der Anwender das Temperaturprofil einer Schweißnaht und insbesondere die an der Metallfläche des freigelegten Bereichs bzw. in der Beschichtung erreichte Temperatur beherrschen und gezielt anpassen kann und Schwankungen der Kennwerte der Rohrstruktur angleichen kann, die sich z. B. in bezug auf den Rohrdurchmesser, die Wanddicke, den Beschichtungstyp und die Beschichtungsdicke unterscheiden.
  • Es wurde festgestellt, daß solche Beherrschung durch Auswahl verschiedener Kennwerte des Wärmeinduktionsverfahrens und insbesondere der Suszeptorelemente erreicht werden kann. Diese sind wie folgt.
  • 1. Spezifischer Widerstand des Suszeptorelements
  • Materialien, wie etwa Stahl, mit einem relativ höheren spezifischen Widerstand reagieren leichter auf das Induktionsfeld und erwärmen sich viel schneller im Gegensatz zu Materialien, wie etwa Aluminium, mit einem viel geringeren spezifischen Widerstand. Der in dem oben beschriebenen Beispiel verwendete Stahl war nichtrostender Stahl mit einem spezifischen Widerstand von etwa 62 μΩ·cm. Unter Verwendung eines offenen Stromkreises am Band wurden die erwünschten Temperaturen in 6 min bei einer Leistung von 60 kW erreicht. Das Temperaturprofil und die Erwärmungsgeschwindigkeit können daher durch Auswahl eines Bands oder eines anderen Suszeptorelements mit einem geeigneten spezifischen Widerstand gezielt angepaßt werden. Normalerweise- ist das Suszeptorelement aus Metall, aber es ist denkbar, daß auch leitende Nichtmetalle verwendet werden können.
  • 2. Dicke des Suszeptorelements
  • Je größer die Dicke ist, um so langsamer ist der Temperaturanstieg des Suszeptorelements. Eine erwünschte Differenzierung zwischen den Erwärmungsgeschwindigkeiten des freigelegten Bereichs und der Beschichtung kann daher durch Auswahl der Dicke des Suszeptorelements gezielt angepaßt werden.
  • 3. Erwärmungszeit
  • Durch Regulierung der Leistung der Induktionsspule kann die Erwärmungsgeschwindigkeit reguliert werden. Es wurde festgestellt, daß, wenn die Erwärmung mit einer geringeren Geschwindigkeit erfolgt, die Deckschicht-Oberflächentemperatur höher ist. Dies kann durch die Tatsache erklärt werden, daß mehr Zeit für die Wärmediffusion vom Metallband (sowie vom Rohrmetall darunter) in die Beschichtung verfügbar ist.
  • 4. Isolierung
  • Ein Wärmeisoliermaterial, wie etwa Calciumsilicat oder Glasfaser, kann unter dem Suszeptorelement angeordnet werden und kann dazu dienen, die Wärmeübertragung zu verringern, wodurch die Temperatur der Beschichtungsfläche gesteuert werden kann.
  • Das obige Beispiel kann unter Verwendung eines mit Polytetrafluorethylen (Warenzeichen Teflon) beschichteten Glasfasergewebes modifiziert werden, das am Boden des Stahlbands haftet. Unter Verwendung eines Gewebes unterschiedlicher Dicke oder unterschiedlicher Textur, z. B. glatte und rauhe Textur, kann die Temperatur der Beschichtung wie gewünscht geändert werden. Das mit Teflon (Warenzeichen) beschichtete Gewebe bietet den weiteren Vorteil, daß es als Trennmittel wirkt und jede Neigung des Stahlbands oder eines anderen Suszeptorelements, sich mit der Beschichtung zu verbinden, vermeidet.
  • Ferner wurde festgestellt, daß, wenn die Oberseite des Suszeptorelements freiliegt, die Umgebungslufttemperatur Wärme vom Suszeptorelement ableitet. Dies kann zu einem deutlichen Wärmeverlust bei Temperaturen unter 0°C führen. Solcher Wärmeverlust kann dadurch verringert oder vermieden werden, daß eine Wärmeisolierschicht auf der Oberseite des Suszeptorelements angeordnet wird. Zum Beispiel kann eine 10 mm dicke Calciumsilicat-Isolierschicht auf das Suszeptorelement aufgebracht werden, um Wärmeverlust zu verhindern.
  • 5. Perforation des Suszeptorelements
  • Es wurde festgestellt, daß durch Verringerung der Masse des Suszeptorelements, z. B. durch Verwendung eines Suszeptorelements, das perforiert oder durchlöchert ist, die Erwärmungsgeschwindigkeit verringert werden kann. Beispiele von perforierten oder durchlöcherten Materialien, die verwendet werden können, sind u. a. Metallwollen, wie etwa Stahlwolle, Drahtgeflecht, z. B. Stahldrahtgewebe, wie etwa Netzgewebe, und perforierte Suszeptorelemente, wie etwa perforierte Stahlbänder.
  • 6. Offener oder geschlossener Stromkreis
  • Das oben beschriebene Beispiel erfolgte unter Beibehaltung eines offenen Stromkreises im Heizband. Dies wurde durch Anordnung einer elektrischen Isolierung zwischen den überlappenden Enden des Bands erreicht. Im obigen Beispiel wurde die Erwärmung der Beschichtung auf 155°C bei 60 kW in 6 min erreicht. Wenn jedoch ein geschlossener Stromkreis verwendet wurde, bei dem die überlappenden Enden in Kontakt waren, erwärmte sich das Band äußerst schnell. Die Temperatur von 155°C wurde in 35 Sekunden erreicht. Daher kann durch Verwendung eines offenen oder eines geschlossenen Stromkreises die Erwärmungsgeschwindigkeit deutlich verändert werden.
  • Man beachte, daß die Verwendung des erfindungsgemäßen Suszeptorelements die Aufbringung eines Warmschrumpfschlauchs einschließt, aber nicht darauf beschränkt ist. Weitere Verbindungsschutzsysteme, wie etwa flammgespritzte Pulver, Warmschrumpfbänder und geschweißte Polypropylen-Wickelfolien, z. B. Polypropylenfolien, können auf die zu erwärmenden Träger unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgebracht werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Erwärmen eines Metallrohrs (11, 12, 29) und einer an dem Rohr (11, 12, 29) anhaftenden Beschichtung (14, 16, 28), mit den Schritten: – Aufbringen eines Suszeptorelements (22, 26) auf die Beschichtung (14, 16, 28), wobei das Suszeptorelement (22, 26) und das Rohr (11, 12, 29) induktiv erwärmbar sind, und induktives Erregen des Suszeptorelements (22, 26) und des Rohrs (11, 12, 29), um ein Erwärmen des Rohrs (11, 12, 29) und der Beschichtung (14, 16, 28) zu bewirken, und anschließendes Abnehmen des Suszeptorelements (22, 26) von dem erwärmten Rohr (11, 12, 29) und der erwärmten Beschichtung (14, 16, 28).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei an einer Außenseite des Suszeptorelements (22, 26) ein Wärmeisolationsmaterial bereitgestellt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen dem Suszeptorelement (22, 26) und der Beschichtung (14, 16, 28) ein inneres Wärmeisolationsmaterial angeordnet ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das innere Isolationsmaterial eine Trennschicht aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Suszeptor perforiert oder foraminös ist.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Suszeptorelement (22, 26) einen offenen Schaltkreis bereitstellt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Suszeptorelement (22, 26) einen geschlossenen Schaltkreis bereitstellt.
  8. Verfahren zum Ausbessern einer Öffnung in einer Beschichtung (14, 16, 28) auf einem Metallrohr (11, 12, 29), umfassend ein Erwärmen der Beschichtung unter Verwendung eines Erwärmungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, um die Beschichtung (14, 16, 28) zu erwärmen, bevor ein Flicken aufgebracht wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, umfassend ein Erwärmen der Beschichtung (14, 16, 28) zumindest bis auf eine Aktivierungstemperatur für den Flicken oder für eine Beschichtung an dem Flicken.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Rohr (11, 12, 29) ein rohrförmiger Gegenstand ist und das Suszeptorelement (22, 26) gekrümmt ist, um mit einer Oberflächenkrümmung des Gegenstands übereinzustimmen.
  11. Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung oder Abdeckung an eine Schweißnaht (13) zwischen rohrförmigen Metallrohren (11, 12, 29), die Hauptleitung-Beschichtungen (14, 16) haben, umfassend ein Erwärmen der Metallrohre und Beschichtungen unter Verwendung eines Erwärmungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 vor Aufbringen der Beschichtung oder Abdeckung.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Abdeckung eine Warmschrumpfmanschette aufweist und das Erwärmungsverfahren Erwärmen der Hauptleitung-Beschichtungen (14, 16) in der Nähe der Schweißnaht (13) aufweist und wobei das Suszeptorelement (22, 26) ein Paar Bandformelemente aufweist, die in der Nähe der Schweißnaht (13) um den Umfang der Hauptleitung-Beschichtungen (14, 16) der Metallrohre (11, 12, 29) aufgebracht sind.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, einschließlich Erwärmen der Beschichtungen und der Rohre in der Nähe der Schweißnaht (13) zumindest bis auf eine Aktivierungstemperatur für die Manschette oder für eine Abdeckung an der Manschette.
  14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung Polyolefin aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Polyolefin Polypropylen ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004078A1 (de) * 2011-02-14 2012-08-16 Aloys Wobben Vorrichtung und Verfahren zum induktiven Abisolieren von Drähten und/oder Profilen

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060051517A1 (en) * 2004-09-03 2006-03-09 Eastman Kodak Company Thermally controlled fluidic self-assembly method and support
BRPI0717285A2 (pt) * 2006-09-29 2013-10-08 Offshore Joint Services Inc Revestimento de junta de campo de linha de tubulação para isolamento molhado com adesão melhorada
ITMI20062402A1 (it) * 2006-12-14 2008-06-15 Saipem Spa Metodo e apparecchiatura di giunzione di spezzoni di tubo per realizzare tubazioni sottomarine e natante di posa di tubazioni sottomarine comprendente tale apparecchiatura
NL2006881C2 (en) * 2011-06-01 2012-12-04 Heerema Marine Contractors Nl Heating of pipe sections.
BR112013032558B1 (pt) 2011-09-06 2021-01-12 British American Tobacco (Investments) Limited aparelho para aquecer material fumável
GB2520717B (en) 2013-11-28 2016-04-06 Subsea 7 Ltd Techniques for coating pipeline field joints
JP6448954B2 (ja) * 2014-08-26 2019-01-09 佳寿 野村 埋設管の接続部の被覆方法、その方法に使用される充填材、および被覆装置
US11924930B2 (en) * 2015-08-31 2024-03-05 Nicoventures Trading Limited Article for use with apparatus for heating smokable material
US20170055584A1 (en) 2015-08-31 2017-03-02 British American Tobacco (Investments) Limited Article for use with apparatus for heating smokable material
US20170119046A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 British American Tobacco (Investments) Limited Apparatus for Heating Smokable Material
US11904555B2 (en) * 2022-01-03 2024-02-20 Rohr, Inc. Induction welding of thermoplastic with metallic strips

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3723212A (en) * 1971-04-26 1973-03-27 Iron Mountain Inc Heat sealing apparatus and method
FR2416078A2 (fr) * 1976-10-05 1979-08-31 Tocco Stel Presse a braser par induction des pieces metalliques comportant des portions peripheriques incurvees ou relevees
US4334354A (en) * 1977-07-12 1982-06-15 Trw Inc. Method of fabricating a solar array
US4778948A (en) * 1983-08-04 1988-10-18 Raychem Limited Cable joint
JPS61100438A (ja) * 1984-10-23 1986-05-19 Ube Ind Ltd 鋼管接続部の防食被覆法
US4732632A (en) 1984-11-09 1988-03-22 Raychem Corporation Protecting elongated substrate with multiple-layer polymer covering
FR2588636B1 (fr) * 1985-10-11 1988-04-29 Hutchinson Procede et dispositif de jointoyage d'elements de conduite de transport de fluide
US4960611A (en) * 1987-09-30 1990-10-02 Kansai Paint Company, Limited Method of remedying coating
US4818833A (en) * 1987-12-21 1989-04-04 United Technologies Corporation Apparatus for radiantly heating blade tips
US4961798A (en) * 1989-10-02 1990-10-09 Commercial Resins Company Sleeve applicator assembly for pipe joints
JPH03244527A (ja) * 1990-02-23 1991-10-31 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 熱収縮性被覆材の溶着方法
JP2834827B2 (ja) * 1990-02-23 1998-12-14 第一高周波工業株式会社 熱収縮性被覆材の加熱溶着装置
JP2834842B2 (ja) * 1990-04-25 1998-12-14 第一高周波工業株式会社 熱収縮性被覆材の接着装置
US5720834A (en) 1992-05-04 1998-02-24 Shaw Industries Ltd. Method for covering a pipeline by wrapping
GB9322092D0 (en) 1993-10-27 1993-12-15 Raychem Sa Nv Article and method for protecting substrates
US5504308A (en) * 1994-06-15 1996-04-02 Kabushikikaisha Fujipula Seiko Synthetic resin tube for bending use and its bending method
JP3200371B2 (ja) * 1995-10-12 2001-08-20 日東電工株式会社 防食被覆鋼管の継手部の防食被覆方法
US5919387A (en) * 1996-04-03 1999-07-06 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Inductive systems for bonding and joining pipes
US6278096B1 (en) * 1999-08-03 2001-08-21 Shell Oil Company Fabrication and repair of electrically insulated flowliness by induction heating
JP4518610B2 (ja) * 2000-03-17 2010-08-04 第一高周波工業株式会社 熱収縮被覆の接着力強化方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004078A1 (de) * 2011-02-14 2012-08-16 Aloys Wobben Vorrichtung und Verfahren zum induktiven Abisolieren von Drähten und/oder Profilen
WO2012110475A2 (de) 2011-02-14 2012-08-23 Wobben Properties Gmbh Vorrichtung zum induktiven abisolieren von drähten und/oder profilen
DE102011004078B4 (de) * 2011-02-14 2012-10-31 Aloys Wobben Vorrichtung und Verfahren zum induktiven Abisolieren von Drähten und/oder Profilen

Also Published As

Publication number Publication date
EA200300573A1 (ru) 2003-12-25
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