DE69402710T2

DE69402710T2 - Anbringen von auskleidungen in pipelines und leitungen

Info

Publication number: DE69402710T2
Application number: DE69402710T
Authority: DE
Inventors: Brian Chandler
Original assignee: Sound Pipe Ltd
Current assignee: Sound Pipe Ltd
Priority date: 1993-07-05
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1997-12-11
Anticipated expiration: 2014-06-16
Also published as: GB9313692D0; EP0707531B1; JPH09500586A; AU6933994A; CA2166219A1; EP0707531A1; ATE151685T1; DE69402710D1; WO1995001860A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslegen einer Untergrundpipeline oder eines Untergrundkanals gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung befaßt sich mit solchen Auskleidungen, die als "weiche" oder "in situ aushärtende" Auskleidungen bezeichnet werden und wenigstens eine harzabsorbierende Schicht beinhalten, die mit einem aushärtbaren Kunstharz imprägniert sind. Die Technologie zur Herstellung und Installation dieser Auskleidungen ist heute gut entwickelt und basiert auf den ursprunglichen US-Patenten Nr.4009063 und 4064211, auf die im Hinblick auf Einzelheiten Bezug genommen wird. Das Futterrohr braucht, wenn sich der Harz im unausgehärteten Zustand befindet, nicht genau ein Rohr zu sein, sondern es kann sich um eine Bahn handeln, die so zu einer Röhrenform gefaltet wurde, daß ihre Kanten überlappen, und diese Kanten werden erst dann miteinander verschweißt oder relativ zueinander festgehalten, wenn der In-situ-Aushärtprozeß stattgefünden hat. In der Tat hat diese Anordnung den Vorteil, daß sich die überlappenden Ränder relativ zueinander verschieben können, wenn das Rohr aufgebläht wird, so daß das Rohr optimal auf die Kanaloberfläche paßt. Diese Technologie hat zwar weitverbreitete Anwendung beim Aufbringen dieser Auskleidungen auf Untergrundabwasserrohre gefünden, aber es gibt noch Aspekte dieser Technologie, die noch verbesserungsfähig sind. So beinhalten die praktizierten Verfahren die Imprägnierung der Futterrohre unter Werksbedingungen, und es ist nach dem Imprägnieren der Rohre wünschenswert, daß sie so bald wie möglich zum Einsatzort gebracht und auf der Pipeline- oder Kanaloberfläche positioniert werden, so daß kein vorzeitiges Aushärten des Harzes stattfindet, bevor die Auskleidung installiert ist. Nach der Installation der Auskleidung ist es wünschenswert, daß das Aushärten so schnell wie möglich stattfindet, so daß das Arbeitspersonal vor Ort die Arbeit in kürzester Zeit abschließen und den Ort dann sofort verlassen kann, um die Belästigung für die Öffentlichkeit und den Straßenverkehr minimal zu halten, wobei zu erwähnen ist, daß Untergrundabwasserrohre gewöhnlich unter und parallel zu Landstraßen, Durchfahrtsstraßen, Schnellstraßen und dergleichen verlaufen. Die früheren Patentspezifikationen US-A-4,768,562, WO92/20504 und CH-A-676029 offenbaren Verfahren, bei denen das Futterrohr auf die auszukleidende Oberfläche aufgebracht wird und der das Rohr imprägnierende Harz entweder aushärtet oder eine Polymerschicht vollständig polymerisiert. Das Fufferrohr in dem US-Patent wird vor der Verwendung teilpolymerisiert und in diesem teilpolymerisierten Zustand gelagert.
Es wurde daher viel Aufmerksamkeit auf den verwendeten Harz und auf die Aushärtungsarrangements gerichtet, da es wünschenswert ist, daß der Harz nach dem Aufbringen auf die Auskleidung eine lange Lagerfähigkeit hat, damit er nicht vorzeitig aushärtet, und andererseits eine kurze Aushärtzeit, damit die Aushärtung, wenn sie schließlich eingeleitet wird, so schnell wie möglich abgeschlossen ist.
In der Mehrzahl der Projekte, bei denen die in den genannten US-Patenten beschriebenen Techniken angewendet werden, wird die Aushärtung des Harzes mit Wärme bewirkt, und ein heißhärtbarer Harz wird für die Imprägnierung der Auskleidung benutzt. Andere Vorschläge in bezug auf Harztechnologien bestanden darin, daß ein mit Licht härtbarer Harz verwendet wurde, so daß der Aushärtprozeß dadurch eingeleitet werden kann, daß Licht hoher Intensität, UV-Licht, auf die Auskleidung gerichtet wird, wenn sie in der Pipeline oder dem Kanal installiert ist. Andere Vorschläge beinhalteten die Benutzung von ferromagnetischen Partikeln in dem Harz, so daß der Harz selektiv durch Erregen der ferromagnetischen Partikel mit einem Magnetfeld selektiv ausgehärtet werden kann. Andere Arrangements schlugen den Einsatz von Ultraschallstrahlung vor, um den Harz zu erhitzen und so ein Zerstören von Mikrokapseln in dem Harz zu bewirken, wobei solche Mikrokapseln einen Katalysator und/oder Promotor zur Einleitung der Harzaushärtung beinhalten oder um zu bewirken, daß Katalysator und/oder Promotor aus den adsorptionsfähigen Partikeln desorbieren, auf die der genannte Katalysator und/oder Promotor adsorbiert wurde.
Allgemein gesagt, eine befriedigende Lösung für das Problem wurde noch nicht entdeckt, und die Wärmeaushärtung ist weiterhin die gängigste praktizierte Methode.
Das Problem der Wärmeaushärtung besteht darin, daß sie das Aufheizen einer großen Menge Wasser oder einer anderen Flüssigkeit erfordert, die die Auskleidung füllt, wenn sie auf der Pipeline- oder Kanaloberfläche installiert ist. Es muß eine Heizvorrichtung vor Ort bereitgestellt werden, um das Wasser zu erhitzen, und der Einsatz von Heißwasser neigt dazu, den Aushärtungsprozeß zu verlangsamen.
Ein Nachteil der bekannten Verfahren des Auslegens von Pipelines und Kanälen, insbesondere wie in dem US-Patent Nr.4,046,211 beschrieben, besteht darin, daß selbst dann, wenn keine Wärme auf das imprägnierte Futterrohr aufgebracht wird, der Harz unter Umgebungsbedingungen schließlich innerhalb von Tagen aushärtet, und wenn die Aushärtung stattfindet, bevor das Futterrohr auf der Kanal- oder Pipelineoberfläche installiert ist, dann geht das Futterrohr natürlich vollständig verloren und muß verschrottet werden. Dies kann einen beträchtlichen, wenn nicht sogar den gesamten Verlust des Profits an einem Vertragsprojekt bedeuten. Sollte das Futterrohr aushärten, wenn es sich teilweise in der Pipeline oder dem Kanal befindet, dann könnten die finanziellen Konsequenzen für den Vertragsnehmer katastrophal sein. Um das Problem des vorzeitigen Aushärtens des Harzes, d.h. vor der Installation des Futterrohres, zu vermeiden, greifen Vertragsnehmer zu umfangreichen Maßnahmen. Insbesondere wird das imprägnierte Rohr gekühlt gehalten, bis es vor Ort eingesetzt wird. Dies bedeutet, daß die Rohre in gekühlten Fahrzeugen angeliefert werden müssen.
Ebenso wird, wenn Wärme verwendet wird, diese gewöhnlich durch ein heißes Flüssigmedium wie z.B. Wasser oder Dampf appliziert, das/der das Innere des aufgeblähten Futterrohrs ausfüllt. Wenn die Pipeline ständig Fluid oder Flüssigkeit wie beispielsweise Abwasser transportiert, dann muß der normale Fluß während des Aushärtungsprozesses umgeleitet werden. Dies stellt inbesondere bei Abwasser eine beträchtliche Unannehmlichkeit und, was noch wichtiger ist, zusätzliche Kosten dar, die in einigen Fällen den Verlust von Verträgen zugunsten billigerer Methoden bedeuten kann.
Seltsamerweise ist es jedoch wünschenswert, wenn die Rohre installiert sind, daß der Harz so schnell wie möglich aushärtet, denn je schneller der Harz aushärtet, desto früher kann der Vertragsnehmer die Baustelle verlassen. Es wird auch darauf hingewiesen, daß der Vertragsnehmer häufig nur eine relativ kurze Zeit für die Erledigung der Arbeit erhält oder in seinem Angebot angibt, gewöhnlich die Nachtstunden. Es ist daher sehr wichtig, daß die Arbeit in der kürzestmöglichen Zeit abgeschlossen wird, insbesondere in solchen Fällen, wo zur Ausführung der Arbeit eine Kläranlage aus dem Betrieb genommen (wie dies in vielen Fällen der Fall ist) oder der Straßenverkehr gesperrt oder behindert werden muß.
Zur Ausführung des Vertrags muß der Vertragsnehmer daher einerseits eine Fabrik oder ein Werk haben, wo das Rohr imprägniert wird, ein Fahrzeug, um das imprägnierte Rohr gekühlt zu halten, und andererseits ein Fahrzeug mit einer Heizvorrichtung, um das Fluid aufzuheizen, das das Rohr im installierten Zustand autbläht, um die Aushärtung des Harzes zu bewirken, sowie die notwendige Ausrüstung zum Installieren des Rohres.
Es gibt auch in bezug auf den Harz ein Dilemma. Es ist einerseits wünschenswert, daß er eine möglichst lange Lagerfähigkeit hat, damit der Vertragsnehmer ausreichend Zeit hat, um das Rohr vor dem Aushärten in der Pipeline oder dem Kanal zu installieren. Andererseits ist es wünschenswert, daß nach der Installation des Rohres die Aushärtung so rasch wie möglich erfolgen sollte. Dieses Dilemma hat sich leider bisher als unlösbar erwiesen, da Zusätze wie Hemmstoffe für den Harz, die die Lagerfahigkeit des Harzes erhöhen können, auch die Aushärtungszeit des Harzes verlängern.
Wenn also ein Vertragsnehmer einen Vertrag ausführen muß, dann muß er zunächst das Futterrohr herstellen lassen und imprägniert dann unmittelbar vor dem Einsetzen des Futterrohrs dieses mit dem Harz, transportiert es so schnell wie möglich zum Einsatzort (der möglicherweise weit entfernt liegt), setzt das Futterrohr ein und läßt es so schnell wie möglich aushärten. Sobald der Harz mit seinem Katalysator zur Imprägnierung des Futterrohrs gemischt wird, tickt die Uhr und der Vertragsnehmer läuft ein Wettrennen gegen die Zeit.
Die Industrie ist sich dieses Problems bewußt, und es wurden einige Versuche zu seiner Lösung unternommen, indem Spezialharze entwickelt wurden, die durch Lichtstrahlung aushärten Beispiele für solche Harze sind in der europäischen Patentbeschreibung Nr. 0007086 offenbart, Verfallren zur In-situ-Auskleidung mit imprägnierten Futterrohren unter Anwendung von Lichtstrahlung sind in den US-Patenten 4,581,247 und 4,680,066 offenbart.
Durch Lichtstrahlung aushärtbare Harze beinhalten jedoch Katalysatoren, die durch Sonnenstrahlen aktivierbar sind, und daher müssen die impragnlerten Futterrohre bei Lagerung und Transport in lichtundurchlässige Umschläge eingewickelt werden, um ein vorzeitiges Aushärten zu vermeiden.
Durch Lichtstrahlung aushärtbarer Harz hat jedoch den Vorteil, daß der Aushärtungsprozeß des Harzes gesteuert werden kann, und der Harz hat theoretisch eine unbegrenzte Lagerfähigkeit. Was jedoch das Aushärten des in situ imprägnlerten Rohres betrifft, so entstehen Probleme. Zunächst werden spezielle UV-Lichtquellen benötigt, um den Harz auszuhärten; zweitens, wenn als Aufblähungsmedium, was häufig der Fall ist, Wasser verwendet wird, dann kann dieses verschmutzt sein, und in diesem Fall ist eine Lichtaushärtung nicht möglich. In jedem Fall müssen wasserdichte Lichtquellen geplant und hergestellt werden, da im Handel keine solchen Quellen erhältlich sind. Wenn die in der Pipeline oder dem Kanal fließende Flüssigkeit lichtundurchlässig ist wie dies bei Abwasser der Fall ist, so muß sie umgeleitet werden, und der Einsatz von Lichtaushärtungsvorrichtungen hat in dieser Hinsicht denselben Nachteil wie Erhitzungsverfahren. Aus diesen Gründen war in der Praxis das Lichtaushärten von in situ imprägnierten Futterrohren nicht erfolgreich und konnte die traditionellen Erhitzungsverfahren nicht ersetzen.
Die internationale Patentanmeldung Nr. WO-A-95/01861 offenbart aushärtbare Harzsysteme lür die Herstellung von starren Artikeln, bei denen der Harz leicht und schnell ausgehärtet werden kann, aber eine lange bis unendliche Lagerfahigkeit (z.B. ein Jahr oder länger) behält, so daß er besonders geeignet ist für den Einsatz in in situ ausgehärteten Auskleidungssystemen für Pipelines und Kanäle.
Wie in der genannten internationalen Anmeldung offenbart, beinhaltet der Harz oder befindet sich neben inerter Materie, die durch Umgebungsbedingungen wie Umgebungswärme und -licht nicht beeinflußt wird, aber solche Materie ist in einem solchen Ausmaß anfällig für applizierte Strahlung, daß sie ein Aushärten oder den Beginn des Aushärtens des Harzes verursacht.
Die genannte Materie kann verschiedene Formen annehmen, und solche Formen können entweder einzeln oder in Kombination benutzt werden.
In einem spezifischen Beispiel umfaßt die Materie mikroverkapselte Schalen, in denen sich ein Katalysator für den Harz oder ein Promotor (Beschleuniger) oder beide befinden, wobei die Schalen anfällig dafür sind, daß Ultraschallstrahlung die Zellen zerstört und den Katalysator/Promotor freisetzt und so den Beginn der Aushärtung bewirkt.
Die Mikroverkapselung kann den Katalysator und/oder den Promotor (Beschleuniger) oder beide enthalten, aber das Konzept besteht darin, daß die Mikroverkapselungsschalen zerstört werden, um den Inhalt freizusetzen, um so das Aushärten der umgebenden Harzmatrix einzuleiten.
Wie in der genannten mitanhangigen internationalen Patentanmeldung erläutert, kann dieses Einleitungssystem mit mikroverkapselten Substanzen in Verbindung mit anderen Einleitungssystemen eingesetzt werden, die in der internationalen Anmeldung genannt werden, wie beispielsweise magnetisch erregbare Partikel oder durch Mikrowellen aktivierbare Materialien.
Es kann eine mechanische Ultraschall-Schlagvorrichtung benutzt werden, um ein Futterrohr zu kontaktieren, das mit der Kunstharzmatrix imprägniert ist, und die Matrix enthält die mikroverkapselten Materialien.
Die mechanische Ultraschall-Schlagvorrichtung kann ein Ultraschall-Resonator sein, der gehärtete Stahlkugeln auf das Futterrohr schießt. Dieser Resonator, der von einem bekannten Typ sein kann, schießt die Stahlkugeln, ohne diese dabei loszulassen, da die Kugeln in Schlitzen festgehalten werden, wenn sie mit Ultraschall abgefeuert werden, um gegen das Futterrohr zu schlagen. Beim Auftreffen der Kugeln auf das Futterrohr werden die Mikrokapseln zerstört, so daß deren Inhalt freigegeben wird, um das Aushärten von Harz und Matrix einzuleiten. Der Resonator kann in jeder Phase des Auskleidungsprozesses gemäß Beschreibung in der genannten internationalen Patentanmeldung und wie nachfolgend erläutert benutzt werden, oder der Resonator kann in beliebigen geeigneten Umständen zum Aushärten des Harzes eingesetzt werden. Bisher benutzte Ultraschall-Resonatoren wurden für die Oberflächenhärtung von Stahlrohren eingesetzt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die in den US-Patenten Nr.4009063 und 4064211 dargelegten grundsätzlichen Verfahren zum Aufbringen von Auskleidungen auf Untergrundpipelines und -kanäle durch die Mittel verbessert werden kann, mit denen das Aushärten erfolgt, so daß die Installation beschleunigt und durch den Einsatz entsprechender Harzformulierungen die Verwendung von vorimpragnierten Futterrohren ermöglicht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Auslegen einer Untergrundpipeline oder eines Untergrundkanals bereitgestellt, bei dem ein flexibles Futterrohr auf die Größe des/der auszukleidenden Pipeline bzw. Kanals zugeschritten, mit einem aushärtbaren Kunstharz im unausgehärteten Zustand imprägniert und mit Fluiddruck zum Auskleiden auf die Oberfläche der Pipeline oder des Kanals gelegt wird, worauf der Harz aushärtet und ein festes Futterrohr auf der Oberfläche der Pipeline oder des Kanals bildet, wobei der Harz von einer Art oder Formulierung ist, die es ermöglicht, daß die Aushärtung durch einen Aushärtungseinleitungsschritt wie Erhitzen, Stoß, Vibration, Strahlung oder eine Kombination solcher Schritte eingeleitet werden kann, umfassend den Schritt des Einführens des Futterrohrs vom Boden in die Pipeline bzw. den Kanal, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einführen des Futterrohrs vom Boden in die Pipeline oder den Kanal dieses durch eine Vorrichtung geleitet wird, die das Futterrohr dem genannten Aushärtungseinleitungsschritt unterzieht, und das Futterrohr nach der genannten Aushärtungseinleitung, aber vor vohendeter Aushärtung auf die Oberfläche der Pipeline oder des Kanals gelegt wird.
Die nachfolgend aufgeführten Vorteile bestehen darin, daß die Aushärtungseinleitungsvorrichtung wesentlich kleiner sein kann und sich auch wesentlich leichter steuern, überprüfen und reparieren läßt, da sie sich geeigneterweise über dem Boden befindet. Auch kann eine Aushärtungseinleitung hoher Intensität bewirkt werden, sei es durch Erhitzung, Licht oder Strahlung oder durch Ultraschall.
Installateure haben sich bisher noch nicht mit der Angelegenheit des Einleitens der Aushärtung während des Bewegens der Auskleidung unter die Erde befaßt, sondern haben sich an traditionelle Verfahren gehalten, die das Legen der Auskleidung auf die Pipelineoder Kanaloberfläche und das anschließende Durchführen von Schritten zur Einleitung der Aushärtung beinhalten. Die Technologie des Installierens der Auskleidungen hat sich jetzt so weit entwickelt und ist so effizient geworden, daß der Installateur mehr oder weniger sicher sein kann, daß er die Auskleidung innerhalb einer vorbestimmten Zeit installieren kann, und daher sollte es nicht schwierig sein, diese Zeit zu berechnen und zu entscheiden, wann die Aushärtung eingeleitet und wie die Aushärtung durch eine vorzugsweise über dem Boden befindliche Vorrichtung eingeleitet werden soll. Es sollte möglich sein, die Installationszeit beträchtlich zu reduzieren, was einen erheblichen Vorteil für Installateure darstellt, denn je früher die Installation abgeschlossen ist, desto früher können teure Arbeitskräfte von der Baustelle abgezogen und in anderen Bereichen eingesetzt werden.
Die Auskleidung verläuft typischerweise, wenn sie vom Boden in die Pipeline oder den Kanal geführt (und typischerweise wird sie in die Pipeline oder den Kanal ausgedreht) wird, durch eine Vorrichtung, die das Aushärten einleitet, wie beispielsweise einen Heizring oder einen Ultraschallvibrator oder eine mechanische Schlagvorrichtung, je nach dem Harz, der für das System verwendet wird.
Falls gewunscht, können zusätzliche Aushärtungseinleitungs- oder -vollendungsschritte gemaß etablierten Praktiken an der Auskleidung durchgeführt werden, wenn diese auf der Pipeline oder dem Kanal gelegt wurde, aber man ist der Ansicht, daß eine solche zusätzliche Aushärtungseinleitung oder -bewirkung im Vergleich zu einem Aushärten erst nach der Installation stark reduziert wird.
Wo zum Einleiten der Aushärtung über dem Boden Erhitzen angewendet wird, da kann ein Heizmittel speziell entworfen werden, das beispielsweise Heißwalzen oder ein anderes Erhitzungsmittel umfaßt, das eine andere Vorgehensweise als die Verwendung von Heißwasser gemäß dem etablierten Verfahren darstellt.
Es werden nachfolgend beispielhaft Ausgestaltungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines ablaufenden Auskleidungsvorgangs im Schnitt, bei dem ein flexibles Futterrohr auf einen Untergrundkanal aufgebracht wird;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des Futterrohres, das für den Prozeß von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung, die zeigt, wie das Futterrohr in die Pipeline oder den Kanal in seine Position ausgedreht wird; und
Fig. 4 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 2, wobei jedoch die Benutzung eines Schallgenerators dargestellt ist, um Katalysator und/oder Promotor zur Aushärtüng des Harzes zu desorbieren.
In der ersten hier beschriebenen Ausgestaltung werden Mikrokapseln benutzt, und es muß hier erwähnt werden, daß die zur Anwendung kommenden Materialien, d.h. die Harze, Mikrokapseln, Futterrohrmaterialien, wie in der genannten mitanhängigen internationalen Patentanmeldung beschrieben sein können, auf die hier Bezug genommen wird, und/oder wie in den britischen Patenten 1,340,068 und 1,449,445 beschrieben, auf die ebenfalls Bezug genommen wird.
In Fig. 1 wird ein Untergrundkanal in der Form eines Abwasserrohrs 10 mit Hilfe eines flexiblen Rohrs 12 ausgekleidet, das von einem entsprechenden Rohrvorrat 14 zugeführt wird. Das Rohr wird mit Hilfe einer Pumpe 15 zugeführt und in den Abwasserkanal 10 ausgedreht. Diese Pumpe ist in Aufbau und Funktion wie in der internationalen Patentanmeldung WO92/05944 und im US-Patent 5154936 dargelegt. Diese Einheit 14 hat die Aufgabe, das Rohr 12 wie in Fig. 1 gezeigt zu pumpen und auszudrehen. Ein vorderes Ende 16 des Rohrs kann am Auslaß der Einheit 15 verankert werden.
Der rechte Teil von Fig. 1 zeigt das Rohr 12 in seiner Endposition und mit einem geschlossenen hinteren Ende 18. An diesem Ende 18 kann ein Halteseil, ein Haltekabel oder dergleichen befestigt werden, um zu verhindern, daß das Ende 18 unter dem Ausdrehungsdruck reißt.
Es wird nunmehr praktischerweise auf Fig. 2 Bezug genommen, die das Futterrohr 12 ausführlicher darstellt. Das Rohr 12 umfaßt einen Kernabschnitt 20, der aus einer oder mehreren Schichten aus einem absorptionsfahigen Material wie beispielsweise einem Faserfilz oder einem Stoffgewebe oder einer Kombination aus diesen Materialien oder aus anderen geeigneten Absorptionsmaterialien besteht, und die Schicht 20 ist von einer undurchlässigen Schicht 22 umgeben, die in dem Fall, daß die Schicht 20 aus Polyesterfilz besteht, typischerweise aus Polyuretanfilz besteht, der auf die Außenschicht des Filzes 20 geklebt wird.
In der Praxis ist der Filz 20 mit einem aushärtbaren Kunstharz imprägniert. In der Harzmatrix befinden sich in diesem Beispiel auch der mikroverkapselte Katalysator und/oder Promotor, wobei die Mikrokapseln mit der Bezugsziffer 24 bezeichnet und der Deutlichkeit halber in vergrößertem Maßstab dargestellt sind. Diese Kapseln können viel kleiner sein und sind über die gesamte Harzmatrix verteilt.
In der Anordnung von Fig. 2 ist das Rohr 12 in seinem hergestellten Zustand dargestellt, d.h. vor dem Aufbringen auf die Abwasserrohroberfläche, und es ist ersichtlich, daß die Außenhaut oder Membran 22 nach dem Ausdrehen des Rohrs 12 wie in Fig. 1 gezeigt schließlich auf der Innenseite des aufgebrachten Rohrs liegt. Dies ist besonders in Fig. 3 sichtbar, die das Rohr 12 in dem Ausdrehungsprozeß zeigt. Ein Abschnitt 12A wurde ausgedreht, und die mit Harz vollgesaugte Filzoberfläche ist nach außen gekehrt, während die Membran 22 sich auf der Innenseite befindet und der Abschnitt 12B der nach innen wandernde Teil ist, da er sich während des Ausdrehens in Richtung des Pfeils 26 bewegt.
Der oben beschriebene Vorgang ist auch in der obengenannten internationalen Patentanmeldung dargelegt, aber gemäß der in den Zeichnungen illustrierten vorliegenden Erfindung wird ein Ultraschall-Resonator benutzt, um das Futterrohr 12 mit Energie zu beaufschlagen, während es sich noch in dem flexiblen Zustand befindet, um die Mikrokapseln 24 zu zerstören, und der Ultraschall-Resonator wird an der Stelle 30 auf das Rohr appliziert, die sich vor der Pumpe 15 befindet. Bei Bedarf kann ein zweiter Resonator 32 auf dem sich nach innen bewegenden Abschnitt 128 des Futterrohrs und/oder bei 34 verwendet werden, wo dargestellt ist, daß der Ultraschall-Resonator auf das Futterrohr angewendet wird, nachdem er auf die Oberfläche des Abwasserrohrs 10 ausgedreht wurde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat der Schritt des Einleitens der Aushärtung, beispielsweise unter Anwendung des Resonators 30 wie in Fig. 1 gezeigt, insofern eine allgemeine Anwendung, als anstatt der Anwendung eines Ultraschall-Resonators wie beschrieben andere Vorrichtungen zur Einleitung der Harzaushärtung eingesetzt werden können, die für den Typ des eingesetzten Harzsystems geeignet sind. So kann beispielsweise anstatt eines Resonators 30 eine Heizung oder Lichtquelle oder eine Strahlungsquelle eingesetzt werden. In der Tat können je nach der Harzzusammensetzung diese Aushärtungseinleiter in Kombination verwendet werden. Es mag beispielsweise vorteilhaft sein, eine Heizvorrichtung zum Vorheizen der Auskleidung mit dem Harzsystem wie in den Begleitzeichnungen gezeigt einzusetzen, da durch das Vorheizen des Harzes in Kombination mit dem Zerstören der Mikrokapseln das Aushärten verbessert wird, wenn die Auskleidung in der Pipeline oder dem Kanal installiert ist und somit keine zusätzliche Untergrundaushärtungsvorrichtung oder ein solcher Schritt notwendig ist. Das erfinderische Konzept besteht darin, daß vor dem Einsetzen der Auskleidung auf die Pipeline- oder Kanaloberfläche ein Anstoß zur Voraushärtung oder Aushärtungseinleitung gegeben wird. Es ist wünschenswert, keine Aushärtungsvorrichtung in die Pipeline oder den Kanal einführen zu müssen, wo sie nicht sichtbar ist und durch Fernsehkameras überwacht werden muß. Wenn der Voraushärtungsschritt der vorliegenden Erfindung ausreicht, um zu gewahrleisten, daß eine volle Aushärtung nach der Installation der Auskleidung schließlich stattfindet, dann wird dadurch ein optimaler Vorteil erzielt. Es gilt als sicher, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine beträchtliche Verringerung der Aushärtungszeit erzielt werden kann.
Wieder bezugnehmend auf die Zeichnungen, der in Fig. 2 gezeigte Ultraschall-Resonator hat die Aufgabe, das Futterrohr 12 mit Energie zu beaufschlagen, indem der Ultraschall- Resonator Energie wie durch den Pfeil 36 angedeutet am Futterrohr auf die Membranoberfläche 22 aufbringt. Diese Energie zerschlägt die Mikrokapseln und setzt den Katalysator und/oder Promotor in die Harzmatrix frei, wodurch die Aushärtung eingeleitet wird, und somit hat dieses Verfahren alle Vorteile einer verzögerten und selektiven Aushärtung, so daß Futterrohre mit der Harzmatrix und Mikrokapseln vorimprägniert und gespeichert werden können, bis sie für die Installation bereit sind, was einen beträchtlichen Vorteil bedeutet.
Ein Vorteil des Ultraschall-Resonators besteht darin, daß er unter Wasser eingesetzt werden kann, und wenn er beispielsweise an der Stelle 34 benutzt wird, dann ist es durchaus möglich, daß das Futterrohr 12 gleichzeitig mit Wasser gefüllt wird, wodurch das Rohr aufgebläht wird.
Fig. 4 zeigt das Futterrohr 12 mit dem Innenkern 20 und der Außenmembran 22, aber in diesem Fall ist, in Fig. 1 an Stelle 30, ein Schallgenerator vorgesehen, der ein Paar Vibratorplatten oder andere Teile 50, 52 umfaßt, die in der gezeigten Anordnung so konfiguriert sind, daß sie der Kontur des zusammengefalteten Futterrohrs 12 folgen. Die Platten sind mit Transducern 54, 56 versehen, die zum Vibrieren der Platten kraftgetrieben werden. Die Platten können mit Ultraschall oder mit einer hörbaren Frequenz vibriert werden, um die Auskleidung 12 mit Energie zu beaufschlagen, um die Aushärtung des Harzes einzuleiten, mit dem der Kern 20 imprägniert wird. In dieser Figur sind die Partikel 24 in dem Kern 20 und in dem Harz eingebettet, mit denen sie imprägniert sind, aber diese Partikel können beispielsweise adsorptionsfähige Partikel sein, die einen Katalysator und/oder Promotor oder Beschleuniger enthalten. Es wird bevorzugt, daß die Partikel in zwei Gruppen angeordnet werden, nämlich eine erste Gruppe, in der der Katalysator adsorbiert wird, und eine zweite Gruppe, in der der Promotor oder Einleiter adsorbiert wird. Die Partikel jeder Gruppe können aus Ton sein, aber der Ton der Partikel einer Gruppe kann sich von dem der anderen Gruppe unterscheiden. Man hat unerwarteterweise gefünden, daß dies vorteilhafte Ergebnisse erbringt. Der Harz kann ferner einen Zusatz enthalten, der die Desorptionsfähigkeit des Katalysators und Promotors verbessert, wenn das Futterrohr Schallvibrationen ausgesetzt wird. Ein solcher Zusatz umfaßt vorzugsweise Natriumhexametaphosphat, wenn der Katalysator Dibenzylperoxid ist. Dieser Zusatz hat den in der genannten internationalen Anrneldung Nr. WO95/01861 beschriebenen Effekt.
Der beispielhaft durch die Platten 50 und 52 dargestellte Schallgenerator kann auf eine beliebige praktische Weise angetrieben werden, beispielsweise so, daß die jeweiligen Platten 50 und 52 mit unterschiedlichen Frequenzen angetrieben werden, so daß sich eine Schallinterferenz in der Nähe des Futterrohrs 12 ergibt, die die Energiebeaufschlagung des Futterrohrs und die Desorption von Katalysator und Promotor verbessert. Bei einer solchen Desorption wird die Aushärtung des Harzes, bei dem es sich vorzugsweise um einen Polyesterharz handelt, eingeleitet oder erhält ihren Anstoß.
Bei der Bewegung des Futterrohres 12 in die Pipeline oder den Kanal wie in Fig. 1 angedeutet wird die Aushärtungszeit des Harzes so gewählt oder kontrolliert, daß sie geringfügig länger ist als die Zeit, die zum Installieren der Auskleidung benötigt wird, so daß die Aushärtung mehr oder weniger unmittelbar nach dem Installieren der Auskleidung beginnt, wodurch die Zeit minimal gehalten wird, die das Arbeitspersonal an der Baustelle verbringen muß.
Wenn ein Ultraschallgenerator zum Einleiten der Harzaushärtung eingesetzt und eine ausreichende Menge an Energie aufgebracht wird, dann kann genügend Hitze in der Harzmatrix generiert werden, um die Aushärtung ohne Katalysator einzuleiten, was einen erheblichen Vorteil darstellt. Dieses Verfahren kann den Einsatz bestimmter Monomere erfordern.
Beschleuniger oder Promoter können nach Bedarf eingesetzt werden oder auch nicht.
Monomere mit geringem Styrolgehalt können in dieser Hinsicht besonders nützlich sein.
Die hier beschriebene vorliegende Erfindung ist äußerst vorteilhaft, und die Methoden der beschriebenen Ausgestaltungen können in Zusammenhang mit anderen Harzaktivierungsverfahren benutzt werden, beispielsweise solche, die in der genannten internationalen Patentanmeldung WO95/01861 beschrieben sind.
In einer weiteren Modifikation, bei der ein Epoxidharz gemaß einem latenten, wie beispielsweise von Shell Resin produzierten Aushärtungssystem als Matrix verwendet wird, wird die Aushärtung durch Erhöhen der Temperatur auf einen Wert um 80ºC ausgelöst, und daher kann das mikroverkapselte Material eine wärmeinduzierende Chemikalie sein, die ein Erhitzen bewirkt, wenn die Kapseln zerstört werden, z.B. wie oben beschrieben. Wo ein Katalysator verkapselt ist, da kann dieses Material vorzugsweise ein Amin sein.
Das eingesetzte Harzsystem kann Ferrit oder gleichartige Partikel enthalten, so daß Wärme in dem Harz generiert werden kann, um ein Aushärten des Harzes einzuleiten und/oder zu bewirken. In diesem Zusammenhang kann ein magnetisches Wechselfeld für den hier beschriebenen Einleitungsschritt angewendet werden. Ebenso kann, wo ein zusätzlicher Aushärtungsschritt erforderlich ist, beispielsweise durch Verwendung eines Aushärtungsmittels in der Pipeline, beispielsweise an Stelle 32 oder 34 in Fig. 1, der Schritt des endgültigen Aushärtens durch den Einsatz der Vorrichtung bewirkt werden, die einen Rotor mit wechselnden Nord- und Südpolmagneten aufweist, die Magnetfelder gegengesetzter Flußrichtung um die Peripherie des Rotors definieren, so daß durch die Rotation des Rotors die Applikation eines magnetischen Wechselfeldes durch die gesamte Auskleidungsdicke bewirkt wird, und die in der Auskleidung enthaltenen Ferritpartikel werden dadurch erhitzt, wodurch die Aushärtung verbessert wird. Der Einleitungsschritt kann mit Hilfe eines magnetischen Wechselfeldes durchgeführt werden.

Claims

1. Verfahren zum Auslegen einer Untergrundpipeline oder eines Untergrundkanals (10), bei dem ein flexibles Futterrohr (12) auf die Größe des/der auszukleidenden Pipeline bzw. Kanals (10) zugeschnitten, mit einem aushärtbaren Kunstharz im unausgehärteten Zustand imprägniert und mit Fluiddruck zum Auskleiden auf die Oberfläche der Pipeline oder des Kanals gelegt wird, worauf der Harz aushuartet und ein festes Futterrohr auf der Oberfläche der Pipeline oder des Kanals bildet, wobei der Harz von einer Art oder Formulierung ist, die es ermöglicht, daß die Aushärtung durch einen Aushärtungseinleitungsschritt wie Erhitzen, Stoß, Vibration, Strahlung oder eine Kombination solcher Schritte eingeleitet werden kann, umfassend den Schritt des Einführens des Futterrohrs (12) vom boden in die Pipeline bzw. den kanal (10), dadurch gekennzeichnet, daß beim Einführen des Futterrohrs (12) vom Boden in die Pipeline oder den Kanal dieses durch eine Vorrichtung (30) geleitet wird, die das Futterrohr dem genannten Aushärtungseinleitungsschritt unterzieht, und das Futterrohr (12) nach der genannten Aushärtungseinleitung, aber vor vollendeter Aushärtung auf die Oberfläche der Pipeline oder des Kanals gelegt wird.

2. Verfahren nach Anspurch, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Aushärtungseinleitung auf Bodenhöhe durchgeführt wird, während das Futterrohr (12) in die Pipeline bzw. den kanal (10) eingeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennziechnet durch den Schritt des Unterstützens der Aushärtung des Harzes, nachdem das Futterrohr (12) auf die Oberfläche der Pipeline oder des kanals gelegt wurde.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aushuartungseinlietungsschritt die Beaufschlagung von Beschallungsenergie umfaßt und der Harz auf eine Aushärtungseinleitung durch Beschallungsenergie reagiert.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Harz adsorptionsfähige Partikel beinhaltet, die einen Katalysator und/oder einen Promotor enthalten, der unter dem Einfluß von Beschallungsenergie im Ultraschallbereich und im hörbaren Bereich desorbiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Harz ein Polyesterharz und der Katalysator Benzoylperoxid und der Promotor ein Amin ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Harz Partikel beinhaltet, die auf Magnet- und/oder Induktionsstrahlung reagieren.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 niss 7, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten partikel eine erste Gruppe umfassen, die den Katalysator enthält, und eine zweite Gruppe, die den Promotor enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel der ersten Gruppe Tonpartikel einer anderen Art enthält als die zweite Gruppe, die ebenfalls Tonpartikel enthält.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aushärtungseinleitungsschritt die Anwendung von Wärme auf das Futterrohr (12) beinhaltet und der Harz auf eine Aushärtungseinleitung durch Wärmeenergie reagiert.

11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aushärtungseinleitungsschritt den Schritt des Aufbringens von Lichtenergie auf das Futterrohr beinhaltet und der Harz auf eine Aushärtungseinleitung durch Lichtenergie reagiert.

12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aushärtungseinleitungsschritt die Anwendung mechanischer Stöße durch Stahlkugeln auf das Futterrohr beinhaltet und der Harz auf eine Aushärtungseinleitung durch die mechanischen Stöße der genannten Stahlkugeln reagiert.