DE69702073T2 - Verfahren zur herstellung eines rohrabschnittes und rohrabschnitt hergestellt nach diesem verfahren - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrabschnitts für die Wärmeisolierung eines Rohrs, das umfaßt: Ausbilden einer Bahn (Vlies) aus Mineralfasern und einem aushärtbaren Bindemittel, Aushärten der Mineralfaserbahn, und Ausschneiden von einem oder mehreren Rohrabschnitten aus dem auf diese Weise ausgehärteten Mineralfaserprodukt, und zwar im wesentlichen parallel zur Produktebene.
• Mineralfaser-Rohrabschnitte sind typischerweise zylinderförmig und weisen eine sich in axialer Richtung erstreckende Zentralöffnung auf. Die Rohrabschnitte des Standes der Technik sind typischerweise mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitz versehen, so daß sie geöffnet und in geöffnetem Zustand auf einem Rohr angeordnet werden können. Nachdem der Rohrabschnitt auf dem Rohr montiert ist, wird er um das Rohr geschlossen, um auf diesem einen Mantel zu bilden.
• Die Offenlegungsschrift DE 28 48 391 offenbart ein Verfahren für die Herstellung von Rohrabschnitten, die ausreichende Biegsamkeit besitzen, so daß es möglich ist, sie auf Rohrbögen zu montieren. Durch dieses bekannte Verfahren werden Mineralfaserplatten miteinander verklebt, um einen Block zu bilden, wobei in jeder Platte eine Faserausrichtung überwiegt und die Faserausrichtung der einen Platte im wesentlichen senkrecht zur Faserausrichtung der benachbarten Platten ist, und Rohrabschnitte parallel zu den Oberflächen der Platten aus dem Block ausgeschnitten werden. Die dadurch erhaltenen Rohrabschnitte bestehen normalerweise aus mindestens zwei miteinander verklebten Schichten mit sich kreuzender Faserausrichtung.
• Bedingt durch ihre Biegsamkeit weisen die Rohrabschnitte des Standes der Technik eine relativ große Eigendurchbiegung auf, was in der Praxis Probleme beim Transport und beim Montieren des Rohrabschnitts mit sich bringt. Weiter kann die relativ große Eigendurchbiegung dem Benutzer den Eindruck einer geringen Qualität vermitteln.
• Ein weiterer Effekt der geschichteten Struktur ist, daß der Isolierungs-Wirkungsgrad der Rohrabschnitte des Standes der Technik in verschiedenen Radialrichtungen unterschiedlich ist. Somit ist bekannt, daß der Isolationswirkungsgrad eines Mineralfaserproduktes von der Ausrichtung der Fasern abhängt und der Isolationswirkungsgrad bei sich senkrecht zur zu isolierenden Oberfläche erstreckenden Fasern geringer ist als wenn sich die Fasern parallel zur Oberfläche erstrecken.
• Auch die Festigkeitseigenschaften der Rohrabschnitte, z. B. die Fähigkeit, einem Komprimieren zu widerstehen, hängt von der Faserausrichtung ab.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren der oben erwähnten Art bereitzustellen, durch welches Rohrabschnitte, die einheitlichere Isolations- und Festigkeitseigenschaften besitzen als die bekannten Rohrabschnitte, erzeugt werden können.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralfaserbahn vor dem Aushärten in Längsrichtung verdichtet wird, und der/die Rohrabschnitt(e) aus dem ausgehärteten Mineralfaserprodukt so ausgeschnitten wird/werden, daß die Längsachse des Rohrabschnitts im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Längsverdichtung ist.
• Die Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß durch das Verdichten (Komprimieren) in Längsrichtung von einer in herkömmlicher Weise hergestellten Mineralfaserbahn, in der Mineralfasern überwiegend in zu den Bahnoberflächen parallelen Ebenen orientiert sind, die Fasern so umgeordnet werden, daß sie sich nach der Längskompression in verschiedenen Richtungen erstrecken, wie aus einem Längsschnitt durch die Mineralfaserbahn zu ersehen ist.
• Es wurde gefunden, daß, indem Rohrabschnitte, oder Teile von diesen, des ausgehärteten Mineralfaserproduktes, so ausgeschnitten werden, daß die Längsachse des Rohrabschnitts im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Längsverdichtung ist, der Rohrabschnitt einheitlichere Eigenschaften als Rohrabschnitte erzielt, die aus einer Mineralfaserbahn hergestellt sind, welche vor dem Aushärten nicht in Längsrichtung verdichtet wurden. Dies zeigt sich in einer deutlich größeren Steifigkeit und Festigkeit in Längsrichtung des Rohrabschnitts, was sich ebenfalls in einer geringeren Eigendurchbiegung manifestiert. Somit wird das Risiko vermindert, daß der Rohrabschnitt während der Montage infolge seines Eigengewichts bricht, z. B. wenn der Rohrabschnitt lediglich an einem Ende unterstützt wird. Weiter weist der Rohrabschnitt eine einheitlichere Festigkeit und einheitlichere Isolationseigenschaften in verschiedenen Richtungen senkrecht zur Längsachse des Rohrabschnitts auf.
• Ein besonders vorteilhafter Effekt der Längsverdichtung wird erzielt, wenn die Verdichtung in einem Verhältnis von 2 : 1 bis 5 : 1 durchgeführt wird, und insbesondere bei einem Verhältnis von 3 : 1 bis 4 : 1.
• Die Längsverdichtung kann durch ein an sich bekanntes Verfahren durchgeführt werden, z. B. wie offenbart in CH 620,861, gemäß dem eine Mineralfaserbahn sukzessive zwischen mindestens zwei Paaren von zusammenarbeitenden Förderbändern transportiert wird, wobei das erste Paar von Förderbändern die Faserbahn mit einer höheren Geschwindigkeit als das zweite Paar transportiert.
• Die Längsverdichtung kann ebenfalls durchgeführt werden, indem zwei oder mehr Paare von Walzen verwendet werden, wobei die Fördergeschwindigkeit der Walzenpaare in Förderrichtung abnimmt, vgl. US 2,500,690.
• Eine weitere Verbesserung der Eigenschaften der erzeugten Rohrabschnitte kann erzielt werden, indem die Mineralfaserbahn nach dem Längsverdichten, jedoch vor dem Aushärten, einem Vertikalverdichten unterzogen wird. Das Vertikalverdichten wird vorzugsweise in einem Verhältnis von bis zu 5 : 1 durchgeführt.
• Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Mineralfaserbahn besteht vorzugsweise aus synthetischen Mineralfasern, wie etwa Glas-, Stein- oder Schlackefasern, und insbesondere Mineralfasern des Typs, der in Platten, Matten und Mänteln zur Wärmeisolierung, Feuerhemmung, Geräuschdämmung oder Geräuschschutz, Verstärkung von Konstruktionsmaterialien, wie etwa Zement und Kunststoff, als Füllstoff oder als Wachstumsmedium für Pflanzen verwendet wird.
• Das härtbare Bindemittel ist vorzugsweise wärmehärtbar. Beispiele für wärmehärtbare Bindemittel sind Phenol/Formaldehyd-Harze vom Resol- oder Novolak-Typ. Es kann sich bei ihnen um reine Harze handeln, oder sie können z. B. durch Harnstoff, Melamin und andere stickstoffhaltige Verbindungen modifiziert sein.
• Wenn wärmehärtende Bindemittel der oben erwähnten Arten verwendet werden, wird das Aushärten der in Längsrichtung verdichteten und optional anschließend in vertikaler Richtung verdichteten Mineralfaserbahn vorzugsweise in einem Aushärteofen bei einer Temperatur zwischen 180 und 280 C ausgeführt.
• Anstatt den Rohrabschnitt unmittelbar aus der ausgehärteten Faserbahn auszuschneiden, kann es wünschenswert sein, die Bahn vor dem Ausschneiden der Rohrabschnitte in geeignete Längen zu schneiden.
• Da der Einlaß des Härteofens für die Dicke der ausgehärteten Mineralfaserbahn eine Grenze setzen kann, kann es bei der Herstellung von Rohrabschnitten großer Durchmesser erforderlich sein, Blöcke von übereinander angeordneten und miteinander verklebten Mineralfaserplatten zu erzeugen und die Rohrabschnitte aus diesen auszuschneiden.
• Bei der Herstellung von solchen Blöcken wird vorzugsweise ein thermostabiler Kleber und/oder ein Kleber verwendet, welcher einen geringen Heizwert besitzt. Vor dem Verkleben können die Oberflächen der Platten nivelliert werden, um sie eben zu machen und Spuren der Förderbänder im Härteofen zu entfernen.
• Das Ausschneiden der Rohrabschnitte kann durch ein an sich bekanntes Verfahren erfolgen, z. B. unter Verwendung einer einen Schneidfaden aufweisenden computergesteuerten Säge.
• Bei der Herstellung von Rohren, die einen axialen Schlitz besitzen, kann es erwünscht sein, eine der Schlitzflächen mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Nut und die gegenüberliegende Schlitzfläche mit einer entsprechenden sich in axialer Richtung erstreckenden Zunge zu versehen, so daß ein besonders gutes Isoliervermögen erzielt wird wenn die zwei Schlitzflächen zusammengebracht werden.
• Der dem Schlitz diametral gegenüberliegende Teil des Rohrabschnitts kann mit einem innenliegenden sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitz versehen sein, dessen Tiefe geringer ist als die Wanddicke des Rohrabschnitts. Das Vorhandensein eines solchen Schlitzes auf der Innenseite des Rohrabschnitts erleichert das Öffnen des Rohrabschnitts und vermindert gleichzeitig das Risiko, daß die Wandung des Rohrabschnitts durch wiederholtes Öffnen und Schließen des Rohrabschnitts beschädigt wird. Es wurde gefunden, daß dadurch, daß der Schlitz so geschnitten ist, daß er sich im wesentlichen senkrecht zur Oberflächenebene der Mineralfaserbahn erstreckt, der Rohrabschnitt besser gegen eine Beschädigung im Bereich des Schlitzes geschützt ist. Der Schlitz kann durch ein an sich bekanntes Verfahren vorteilhaft in Form eines T ausgebildet werden, z. B. wie offenbart in der Offenlegungsschritt SE 388,679. Weiter wurde gefunden, daß die Tiefe des Schlitzes nicht mehr als ungefähr 60% der Wanddicke des Rohrabschnitts betragen sollte, und im Fall größerer Rohrdurchmesser und dickerer Wandungen ist vorteilhaft eine geringere Tiefe des Schlitzes möglich.
• Anstatt den Rohrabschnitt in einem einzigen Stück auszuschneiden, kann er in zwei oder mehr Teilen ausgeschnitten werden, die, wenn sie zusammengefügt und miteinander verbunden sind, einen Rohrabschnitt bilden. Das Zusammenfügen der Teile kann z. B. erzielt werden, indem Dübel und entsprechende Löcher, Klebstoff oder Klebeband verwendet werden oder die Fugen der Rohrabschnitteile unter Verwendung von Fäden, Textilbändern oder dergleichen durch Umwickeln verbunden werden.
• Die Erfindung betrifft auch einen durch das oben beschriebene Verfahren erzeugten Rohrabschnitt.
• Die erfindungsgemäßen Rohrabschnitte sind sowohl zum Isolieren von kalten Rohren als auch zum Isolieren von heißen Rohren geeignet, und bedingt durch die Feuerbeständigkeit des Mineralfasermaterials sind sie für eine Hochtemperatur- Isolierung geeignet.
• Ein durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugter Rohrabschnitt wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei Fig. 1 einen Block von Mineralfasermaterial während des Ausschneidens der Rohrabschnitte darstellt.
• Fig. 1 zeigt einen Block (1), der aus zwei über eine Stoßstelle (3) verbundenen Mineralfaserbahnen (2) besteht, sowie einen Schneidfaden (4), mittels dem Rohrabschnitte (5), die eine Nut- und Federverbindung (6) und einen T-förmigen Scharnierschlitz (7) besitzen, in Querrichtung des Blocks und parallel zu den Hauptflächenebenen des Blocks aus diesem herausgeschnitten werden.
• Die Erfindung wird nachfolgend detaillierter anhand des folgenden Beispiels beschrieben.
Beispiel:
• Eine Mineralfaserbahn, die Mineralfasern enthält, denen ein wärmehärtendes Bindemittel in einer Menge von ungefähr 3,5 Gew.-% und ein Mineralöl in einer Menge von ungefähr 0,2 Gew.-% zugesetzt wurde, wurde durch Sammeln der Pasern direkt auf einem Förderband hergestellt.
• Die Dicke der Mineralfaserbahn wurde auf 0,34 m reduziert und danach die Bahn durch eine zwei Walzenpaare enthaltende Längsverdichtungseinheit transportiert, wobei die Drehzahl der Walzen des ersten Walzenpaares um so viel größer als die Drehzahl der Walzen des zweiten Walzenpaares war, daß eine Längsverdichtung von 4 : 1 erzielt wurde.
• Nach dem Längsverdichten wurde die Bahn in vertikaler Richtung in einem Verhältnis von 2 : 1 verdichtet.
• Die in vertikaler Richtung verdichtete Bahn wurde anschließend durch einen auf eine Temperatur von 240 C erhitzten Härteofen transportiert. Nach dem Warmaushärten wurde die Mineralfaserbahn in Platten von einer Länge von 1.219 mm und einer Breite von 940 mm geschnitten, und nachdem die Platten durch Fräsen nivelliert worden waren, wurden je zwei übereinandergelegt und miteinander verklebt. Aus den so erzeugten Mineralfaserelementen wurden Rohrabschnitte mit einem Außendurchmesser von 194 mm und einem Innendurchmesser von 90 mm in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Längsverdichtung und parallel zu den Hauptflächen der Elemente ausgeschnitten.
• Zum Schluß wurden die auf diese Weise erzeugten Rohrabschnitte auf eine Länge von 0,9 m zugeschnitten.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines Rohrabschnitts für das Wärmeisolieren von Rohren, welches umfaßt: Ausbilden eines Vlieses aus Mineralfasern und einem aushärtbaren Bindemittel, Aushärten des Mineralfaservlieses, und Ausschneiden von einem Rohrabschnitt oder mehr aus dem auf diese Weise ausgehärteten Mineralfaserprodukt, und zwar im wesentlichen parallel zur Produktebene, dadurch gekennzeichnet, daß das Mineralfaservlies vor dem Aushärten in Längsrichtung verdichtet wird, und der/die Rohrabschnitt(e) aus dem ausgehärteten Mineralfaserprodukt so ausgeschnitten wird/werden, daß die Längsachse des Rohrabschnitts im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Längsverdichtung ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mineralfaservlies in Längsrichtung im Verhältnis 2 : 1 bis 5 : 1 verdichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mineralfaservlies in Längsrichtung im Verhältnis 3 : 1 bis 4 : 1 verdichtet wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in Längsrichtung verdichtete Mineralfaservlies in vertikaler Richtung in einem Verhältnis von bis zu 5 : 1 verdichtet wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Mineralfaserplatten oder mehr zusammengeklebt werden, um ein Stapelpaket zu bilden, und ein Rohrabschnitt oder mehr aus dem Stapel ausgeschnitten werden.

6. Rohrabschnitt, welcher durch das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche hergestellt ist.

7. Rohrabschnitt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt mit einem sich durch die Wandung des Rohrabschnitts in Axialrichtung erstreckenden Schlitz versehen ist, wobei der Schlitz auf der einen Schlitzfläche mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Feder und auf der gegenüberliegenden Schlitzfläche mit einer entsprechenden Nut versehen ist.

8. Rohrabschnitt nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt mit einem sich in Axialrichtung erstreckenden innenliegenden Schlitz versehen ist, dessen Tiefe weniger als 60% der Wanddicke des Rohrabschnitts beträgt.

9. Rohrabschnitt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der innenliegende Schlitz T-förmig ausgebildet ist.

10. Rohrabschnitt nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der innenliegende Schlitz im wesentlichen senkrecht zur Oberflächenebene des Mineralfaservlieses ausgeschnitten ist.