DE69411173T2

DE69411173T2 - Rohrelement für eine rohrleitung, entsprechende rohrleitung, und herstellungsverfahren eines solchen rohrelementes

Info

Publication number: DE69411173T2
Application number: DE69411173T
Authority: DE
Inventors: Jean F-54380 Gezoncourt Bello; Rio F-54000 Pont-A-Mousson Bellocci; Gerard F-54700 Metz Nouail; Jean-Marc F-54700 Blenod-Les-Pont-A-Mousson Pedeutour
Original assignee: Pont a Mousson SA
Current assignee: Pont a Mousson SA
Priority date: 1993-07-28
Filing date: 1994-07-21
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2014-07-22
Also published as: NO306880B1; CN1129975A; WO1995004239A1; SI0711392T1; AU7346494A; MA23282A1; NO960331D0; SK11496A3; CN1039849C; CO4370066A1; TR27797A; DE69411173D1; DZ1802A1; CA2167487C; TNSN94084A1; PH31310A; US5518793A; KR960704189A; FR2708330B1; BG100315A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Korrosionsschutz von Rohrleitungen, die aus Rohrelementen auf Eisenbasis, insbesondere aus Gußeisen, bestehen. Unter "Rohrelementen" versteht man die Rohre sowie die verschiedenen Zubehörteile wie Kniestücke, Verbindungsstücke usw.
Die Erfindung betrifft hauptsächlich unterirdisch verlegte Rohrleitungen, kann aber auch im Fall von oberirdischen Rohrleitungen eingesetzt werden.
Die Korrosion von eisenhaltigen Metallen durch die Böden ist ein von der atmosphärischen Korrosion verschiedenes Phänomen und besteht im wesentlichen aus der Schaffung von Oxidationszonen, die Reduktionszonen elektrisch zugeordnet sind, welche sich in einem gewissen Abstand befinden können.
Es entstehen also örtlich begrenzte und daher bedeutende Beschädigungen des eisenhaltigen Metalls.
Der Anti-Korrosionsschutz von unterirdisch verlegten Rohrelementen stellt somit eine besondere Schwierigkeit dar, zumal die Böden heterogen und sehr verschiedenartig sind, die Rohrelemente je nach ihrer Verwendung Fluide mit unterschiedlichen Temperaturen transportieren, was die Korrosionsbedingungen verändert, und die Handhabung der Rohrelemente, die zum unterirdischen Verlegen vorgesehen sind, oft zu Beschädigungen ihrer äußeren Oberfläche an verschiedenen Stellen führt.
Eine Rohrleitung mit einer Auskleidung gegen Korrosion, die insbesondere eine Schicht aus Zink umfaßt, ist zum Beispiel aus der Druckschrift EP-A-0 178 404 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Auskleidung eines Rohrelements auf Eisenbasis, insbesondere eines unterirdisch verlegten Rohrelements, bereitzustellen, das bei akzeptablen Kosten unabhängig vom Verwendungszweck der Rohrleitung, insbesondere bei der Zu- und Ableitung von Wasser, und für die große Mehrheit an Böden einen guten Korrosionsschutz bietet.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung ein Rohrelement auf Eisenbasis, insbesondere aus Gußeisen, und vor allem für eine unterirdisch verlegte Rohrleitung zum Gegenstand, das mit einer äußeren Auskleidung versehen ist, die eine erste Schicht aus Zink umfaßt, gekennzeichnet durch:
- eine zweite, poröse Schicht aus einer Zink/Aluminium- Legierung auf dieser ersten Schicht, die 5 bis 55 % Aluminium enthält; und, auf dieser zweiten Schicht
- eine dritte, poröse, sogenannte porenverschließende Schicht, die einen organischen Binder, insbesondere eine Wasserfarbe, einen Bitumenlack oder ein Epoxiharz, umfaßt.
Das Rohrelement kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
- die erste Schicht ist porös;
- die erste Schicht ist in einer Menge von mindestens 130 g/m², insbesondere von mindestens 200 g/m², vorgesehen;
- die Legierungsschicht ist in einer Menge von mindestens 130 g/m², insbesondere von mindestens 150 g/m², vorgesehen;
- die Dicke der porenverschließenden Schicht beträgt zwischen 80 und 150 um.
Die Erfindung hat weiter zum Gegenstand:
- eine Rohrleitung, insbesondere eine unterirdisch verlegte Rohrleitung, die aus Rohrelementen gemäß der obigen Definition besteht; und
- ein Verfahren zur. Herstellung des Schutzes eines Rohrelementes auf Eisenbasis, insbesondere aus Gußeisen, gegen Korrosion, vor allem gegen Korrosion durch die Böden, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
a) Aufbringen, insbesondere durch Lichtbogen- Metallisierung, einer ersten Schicht aus Zink;
b) Aufbringen durch Lichtbogen-Metallisierung einer zweiten Schicht aus einer Zink/Aluminium-Legierung, die 5 bis 55 % Aluminium enthält; dann
c) Aufbringen einer dritten, porösen, sogenannten porenverschließenden Schicht, die einen organischen Binder, insbesondere eine Wasserfarbe, einen Bitumenlack oder ein Epoxiharz, umfaßt.
Nun wird ein Beispiel für eine Anwendung der Erfindung gegeben, das sich auf ein Rohrelement aus duktilem Gußeisen zur Zu- oder Ableitung von Wasser bezieht.
In diesem Beispiel wird die oben definierte Auskleidung in drei Schritten auf Gußeisen aufgebracht, nachdem dieses den Vergüteofen durchlaufen hat und somit eine äußere Schicht aus Eisenoxiden besitzt.
In einem ersten Schritt wird durch Lichtbogen- Metallisierung eine erste Schicht aus Zink aufgebracht.
Dann wird eine zweite, aus einer Zink/Aluminium-Legierung gebildete Schicht durch Lichtbogen-Metallisierung auf der ersten Schicht aufgebracht.
Schließlich wird durch Aufspritzen die letzte Schicht, die sogenannte porenverschließende Schicht, aufgebracht, die einen organischen Binder, insbesondere eine Wasserfarbe, einen Bitumenlack oder ein Epoxiharz, umfaßt. Dieses Aufspritzen kann insbesondere mittels einer Farbspritzpistole erfolgen, die luftlos oder mit Druckluft arbeitet.
Diese Auskleidung wirkt im wesentlichen auffolgende Weise.
Die Zinkschicht wird bezüglich des Gußeisens "aufopfernd" genannt; sie kann sich nämlich nach und.nach unter Einwirkung des durch das Gußeisen, das Zink und den Boden gebildeten elektrochemischen Elements durch Oxidation verbrauchen, um das darunterliegende oder bei Fehlern oder Beschädigungen der Auskleidung offenliegende Gußeisen durch Bildung einer Schutzschicht aus Korrosionsprodukten zu schützen, die stabile Niederschläge in der Umgebung bilden, in der sie sich gebildet haben.
Die Korrosionsprodukte dichten diese Beschädigungen ab und vernarben sief aber wenn das Zink erschöpft ist, wird diese Schicht im Lauf der Zeit nach und nach zerstört, ohne sich zu erneuern, und das Gußeisen ist nicht mehr geschützt. Nun aber ist ein wesentlicher Faktor, der zur Erschöpfung des Zinks führt, seine Auto-Korrosion, durch die dieses Metall verbraucht wird.
Die zweite Schicht aus einer Zink/Aluminium-Legierung schützt die Zinkschicht vor diesem pHänomen, dadurch daß an ihr selbst Auto-Korrosion stattfindet.
Die Wechselwirkung zwischen der ersten Schicht aus Zink und der zweiten Schicht aus Legierung stabilisiert jede metallische Schicht, um eine langfristige Schutzschicht zu bilden.
Da sie durch Lichtbogen-Metallisierung aufgebracht ist, ist die Legierungsschicht aus erstarrten Tröpfchen gebildet und somit porös. Diese Poren werden teilweise durch das Auftreten von Niederschlägen abgedichtet, die durch die Korrosion des Zinks erzeugt werden, wodurch das Fortschreiten des Elektrolyten des Bodens zur Schicht aus reinem Zink in der Legierungsschicht gebremst wird. Darüber hinaus fördert die Porosität dieser Legierungsschicht ein gutes Haften der porenverschließenden Schicht.
Hierbei ist festzustellen, daß die Wanderung der Korrosionsprodukte von der ersten Schicht aus Zink in die zweite Schicht aus einer Legierung es gestattet, diese zweite Schicht abzudichten, wodurch die Diffusion der aktiven Bestandteile der Böden zum Gußeisen hin vermindert wird. Folglich bietet die durch die kontrollierte Umwandlung der verschiedenen Schichten der erfindungsgemäßen Auskleidung gebildete Schutzschicht eine bessere langfristige Widerstandsfähigkeit als die Schichten einer Auskleidung, die durch Umwandlung ausgehend von dem einen oder dem anderen der metallischen Bestandteile von Zink/Legierung erhalten werden.
Auch die poröse Beschaffenheit der Zinkschicht ist vorteilhaft, da sie die aktive Oberfläche des Zinks und damit die Wirksamkeit des galvanischen Schutzes erhöht und außerdem das gute Haften der Legierungsschicht fördert.
Die Schicht aus Zink und die Schicht aus einer Zink/Aluminium-Legierung haben also im wesentlichen komplementäre Funktionen, und man stellt fest, daß ihre Übereinanderlagerung in bevorzugten Mengen von mindestens 200 g/m² beziehungsweise 150 g/m² das Gußeisen wirksam gegen Korrosion durch die Böden schützt.
Die porenverschließende Schicht erlaubt hauptsächlich, die Auto-Korrosion des Zinks zu verlangsamen und folglich die Bildung einer kompakten und dichten Schicht von Korrosionsprodukten des Zinks zu fördern, um deren Schutzwirkung aufrechtzuerhalten. Die porenverschließende Schicht muß ausreichend dick sein, um ein wirksames Bremsen der Auto-Korrosion des Zinks zu gewährleisten, jedoch ausreichend dünn, um ein gutes Funktionieren des galvanischen Schutzes und die Bildung von Korrosionsprodukten zu gestatten.
Außerdem würde eine zu große Dicke der porenverschließenden Schicht zum Wassereinschluß unter ihr und zur Bildung von Blasen führen.
So hat man bestimmt, daß die Dicke der porenverschließenden Schicht zwischen 80 und 150 um betragen muß.

Claims

1. Rohrelement auf Eisenbasis, insbesondere aus Gußeisen, vor allem für unterirdisch verlegte Rohrleitungen, das mit einer äußeren Auskleidung versehen ist, welche eine erste Schicht aus Zink umfaßt, und dadurch gekennzeichnet ist, daß es darüber hinaus auf dieser ersten Schicht

- eine zweite, poröse Schicht aus einer Zink/Aluminium- Legierung, die 5 bis 55 % Aluminium enthält; und auf dieser zweiten Schicht

- eine dritte, poröse, sogenannte porenverschließende Schicht aufweist, die einen organischen Binder, insbesondere eine Wasserfarbe, einen Bitumenlack oder ein Epoxiharz, umfaßt.

2. Rohrelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht porös ist.

3. Rohrelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinkschicht in einer Menge von mindestens 130 g/m², insbesondere von mindestens 200 g/m², vorgesehen ist.

4. Rohrelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungsschicht in einer Menge von mindestens 130 g/m², insbesondere von mindestens 150 g/m², vorgesehen ist.

5. Rohrelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der porenverschließenden Schicht zwischen 80 und 150 um beträgt.

6. Rohrleitung, insbesondere eine unterirdisch verlegte Rohrleitung, die aus Rohrelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 besteht.

7. Verfahren zur Herstellung des Schutzes eines Rohrelementes auf Eisenbasis, insbesondere aus Gußeisen, gegen Korrosion, vor allem gegen Korrosion durch die Böden, das den Schritt (a) des Aufbringens, insbesondere durch Lichtbogen-Metallisierung, einer ersten Schicht aus Zink aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß es darüber hinaus die folgenden Schritte umfaßt:

(b) Aufbringen durch Lichtbogen-Metallisierung einer zweiten Schicht aus einer Zink/Aluminium-Legierung, die 5 bis 55 % Aluminium enthält; dann

(c) Aufbringen einer dritten, porösen, sogenannten porenverschließenden Schicht, die einen organischen Binder, insbesondere eine Wasserfarbe, einen Bitumenlack oder ein Epoxiharz, umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinkschicht in einer Menge von mindestens 130 g/m², insbesondere von mindestens 200 g/m², aufgebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungsschicht in einer Menge von mindestens 130 g/m², insbesondere von mindestens 150 g/m², aufgebracht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht durch Aufspritzen, insbesondere mit einer Dicke, die zwischen 80 und 150 um beträgt, aufgebracht wird.