DE8803049U1

DE8803049U1 - Rohr mit Innenauskleidung, insbesondere als Schutz gegen chemische Angriffe bei hohen Betriebsdrücken

Info

Publication number: DE8803049U1
Application number: DE8803049U
Authority: DE
Original assignee: Schmelzbasaltwerk Kalenborn - Dr-Ing Mauritz & Co Kg 5461 Vettelschoss De GmbH
Current assignee: Schmelzbasaltwerk Kalenborn - Dr-Ing Mauritz & Co Kg 5461 Vettelschoss De GmbH
Priority date: 1987-09-17
Filing date: 1988-03-07
Publication date: 1988-05-19

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Rohr mit innenauskleidung, insbesondere als Schutz gegen chemische Angriffe und Korrosion bei hohen Betriebsdrücken.

Verschleiß und Korrosion treten nicht nur in RauchgasentäOiiwef elungöeinlagen Cuel OiiciüiöCiien &Rgr;&agr;&ugr;&Ggr;&khgr;&Lgr;&bgr;&Pgr; &agr;&udiagr;&Pgr;&agr;&ogr;&Ggr;&Pgr; öllye— mein überall dort auf, wo vor allen Dingen flüssige, gegebenenfalls mit Feststoff beladene Materialien durch Rohrleitungen transportiert werden. Dies gilt auch für hier zur Anwendung kommende Rohrkettenförderer.

Bekannt sind Rohre, die über eine verschleißfeste Innenauskleidung verfügen. Alternativ sind Rohre mit Innenbeschichtungen gegen chemische Angriffe und Korrosion und weiterhin lediglich aus thermoplastischen Werkstoffen bestehende Rohre, allerdings mit sehr dicker Wand, um den auftretenden Betriebsdrücken standzuhalten, bekannt.

Bei solchen Rohren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein innen glattes Rohr anzugeben, das außen sehr steif ist und bei dem selbst dann, wenn das Innenrohr beschädigt wird, das Außenrohr keinem Korrosionsangriff oder dergleichen ausgesetzt wird.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß überraschend dadurch, daß bei einem Rohr mit Innenauskleidung, insbesondere als Schatz gegen chemische Angriffe and Korrosion bei hohen

Betriebsdrücken

für eine korrosionssichere, gleitfordernde und verschleißfeste Ausbildung das Verbundrohr aus einem Stahlmäntelrohr, weiter aus einem sogenannten Inliner aus Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Rohr, besteht, wobei die Verbindung zwischen thermoplastischem Rohr und Stahlrohr aus einem geschäumten Kunststoff besteht.

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Vorzugsweise sind Innenrohr sowie Ringspaltfüllung aus Pölyurethansehaum flüssigkeitsdieht bzw. gasdicht ausgebildet.

Erreicht wird eine Aufteilung der statischen Funktion des Verbundrohres auf den Stahlftiantel und ausgeschäumten Ringspalt und die Antiverschleiß- bzw. Korrosionsschutzfunktion auf das thermoplastische Innenrohr.

Durch die Maßnahmen nach der Erfindung ergeben sich eine ganze Reihe Vorteile:

Durch das dreischichtige Verbundrohr wird die Aufgabe mit relativ geringem Material- und Produktionsaufwand gelöst.

Es wird erreicht, daß das Rohr innen glatt ist, also einen möglichst geringen Reibungswiderstand bietet. Der Verschleiß und die Antriebsleistung, insbesondere bei einem Rohrkettenförderer, können gering gehalten werden.

Bisherige als Korrosionsschutz mit Innenbeschichtung versehene Rohre, wobei die Innenbeschichtung o'irekt auf die Stahlwand aufgebracht werden musste, machen komplizierte Aufspritz- Einschleuder- oder Aufbrennvorgänge im Autoklaven notwendig. Stellte sich eine Beschädigung der Innenauskleidung ein, so drangen die Förderflüssigkeit oder die chemischen Bestandteile des Fördergutes an dieser Stelle sofort bis zum Stahlrohr durch ~r.d griffen dieses an. Korrosion oder andere chemische Reaktionen zerstörten das Stahlrohr.

Durch die Maßnahmen nach der Erfindung werden Beschädigungen dieser Art weitestgehend vermieden bzw. eingeschränkt.

Als Innenrohr kann ein thermoplastisches Rohr, ein _ . itohr oder dergleichen Verwendung finden.

Jeder schäumbare Kunststoff, der die Aufgabe der Verbindung des Stahlrohres mit dem thermoplastischen Innenrohr garantiert.

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kann verwendet werden. Vorzugsweise wird mit Polyurethan ausgeschäumt.

Bereits das thermoplastische Rohr bietet einen großen Widerstand gegen mechanische Beanspruchungen, wie sie durch die Forderung von flüssigem Gut mit geringem Anteil an Feststoffen auftreten. Die zweite Schutzschicht ergibt sich durch die ,Q Polyurethanhinterfullung. Dadurch wird in der Regel ein Durchdringen der Flüssigkeit oder ein Durchdringen der Gase bis zum Stahlmantel vermieden.

Vorzugsweise sind Abstandshalter, insbesondere aus auf das .g Innenrohr aufgeschweißtem thermoplastischen Material wie PE zur Sicherung der koaxialen Lage des Innenrohrs vorgesehen. Dadurch wird das thermoplastische Rohr unter gleichmassigem Abstand vom Stahlrohr arretiert. Die Eigenschaften und die Dicke sind auf die Druckverhältnisse abzustimmen.

Der RingepaIt zwischen dem thermoplastischen Innenrohr und

dem Stahlrohr wird nun mit Polyurethan oder einem anderen schäumenden Kunststoff ausgefüllt. Die Füllmenge muß so sein, daß der beim Schäumen oder der Reaktion eich ausbildende .. Druck einerseits das thermoplastische Rohr nicht eindrückt, andererseits aber nach der Reaktion eine solche Festigkeit gewährleistet 1st, daß durch den Probe- oder Betriebedruck dae Kunststoffinnenrohr eich nicht in die Ringfugenfüllung eindrücken kann.

Beim Reaktioneprozeß (des Schäumens) kann dieser auf das

Innenrohr dadurch auegeglichen werden, daß in diesem Auskleidungsrohr ein Gegendruck aufgebaut wird. Dies kann ein unter einem genügend hohen Druck stehender elastischer schlauch aue unterschiedlicheten Werkstoffen sein. Das Innenrohr bzw. der Inliner kann aue verschiedenen Einzellängen sich zusammensetzen; die Fugen werden gegen ein Durchdringen beispielsweise des Polyurethans dureh den unter Druck stehenden elastischen Schlauch abgedichtet«

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Ringfuge und Innenrohr sind so ausgebildet, daß sie beiden Druckverhältnissen standhalten.

Durch Versuche kann eine Tabelle aufgestellt werden. Aus

dieser Tabelle kann dann abgelesen werden, wie groß die Menge an flüssigem Schaumstoff sein muß, um den oben geschilderten Erfordernissen zu genügen. Das thermoplastische Innenrohr .Q muß von der Wanddicke und Qualität sowohl des Kunststoffs als auch seiner Verschweißung so gewählt sein, daß es den chemischen sowie mechanischen Beanspruchungen bei Probelauf und Betrieb genügt.

Beim Stahlrohr geht man so vor, daß dieses vor der Aus-

kleidung auf den gewünschten Druck abgepreßt wird. Entsprechend dem Druck werden nun die Außenmanteldicke sowie die Verbindungsflansche gewählt. Die Abdichtung zwischen den Flanschen kann so vorgenommen werden, daß die thermoplastik sehe Innenauskleidung über den Flansch beispielsweise bis zu den Schraubenlöchern der Flansche gezogen wird.

Kahlweise kann auch ein thermoplastischer Ring vorgeschweißt oder eine Schweißnaht angebracht werden. Zusätzliche Dichtungen zwischen den _2B Rohren laßen sich auf diese Weise in der Regel einsparen.

Für Rohrbogen und andere Formteile gilt das vorstehend Gesagte.

Die am Innenrohr angeschweißten Abstandshalter können beispielsweise in einer Anzahl von drei Stück über den Umfang _a0 verteilt sein, in Achsrichtung einen Abstand von ca. 500 mm haben, wobei die ersten Abstandshalter in Flanschnähe vorgesehen sind.

Durch die Verwendung von individuell zu fertigenden Kunst-

_&Lgr;_ stoffrohren - sowohl hinsichtlich Durchmesser als hinsichtlich 35

Wanddicke - ist eine stufenlose Durchmesserwahl möglich.

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Trotz des Dreischichtenaufbaues und seiner zahlreichen Eigenschaften, ist das Rohr leicht und verfügt über einen dünnen Wandaufbau. Die Herstellungskosten sind gegenüber den bisher für solche Zwecke verwendeten Rohren gering. Relativ weite Stützweiten sind aufgrund aus Stahl bestehender Träger rohre möglich.

Die ülingspaltdicke kann in erheblichen Grenzen variiert werden. Dies führt dazu, daß als Trägerrohr übliche Normrohre Anwendung finden können.

In Weiterbildung der Erfindung ist dann, wenn nicht nur die Korrosionssicherheit und das Geeignetsein für Gleitförderung sondern insbesondere die verschleißfeste Ausbildung im Vordergrund steht, erfindungsgemäß das Verbundrohr aus einem Stahlmantelrohr, einem sog. Inliner aus verschleißfestem keramischem Werkstoff und einer Verbindung zwischen Keramikrohr und Stahlmantelrohr aus einem ge schäum:; en Kunststoff gebildet.

Das Keramikrohr kann ungemein dünn, beispielsweise in 3 bis 4 mm Wanddicke ausgeführt sein.

Vorzugsweise besteht das Keramikinnenrohr aus Aluminiumoxidmaterialien mit hohem Aluminiumanteil oder aus Siliziumcarbidmaterialien. Unter dem Warennamen "Kalocer" der Schmelzbasaltwerk Kaienborn (gültiges Handbuch Seite 113) genannte Materialien sind besonders geeignet. Anstatt des Innenrohres aus Kunststoff wird also ein Rohr aus keramischen Werkstoffen mit relativ dünnen Wandung eingesetzt.

War beim Kunststoffrohr das Rohr an seinen Stirnenden flanschartig umgebördelt und diente damit zusätzlich als Dichtung, so ist dies beim Keramikrohr natürlich nicht möglich.

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Wichtig ist andererseits, daß die Rohre innerhalb des Stahlrohres eng aneinandergereiht und stirnseitig abgedichtei. werden, so daß beim Schäumen (hier sind auch wieder Abstandshalter zwischen Stahlrohr und Keramikrohr vorgesehen) kein Schaum in das Innere des Keramikrohres eindringen kann.

Zur Vorbereitung können die Rohrenden glatt geschliffen sein, damit sie plan aufeinander sitzen.

Bandageartige Umwicklungen der Innenrohranschlüsse sind möglich. Umwicklung der Stirnfugen c^-ar Aufbringung eines geeigneten Klebers oder die Kombination von Kleben/Umwickeln sind möglich.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung soll nun mit bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

einen Längsschnitt durch das Verbundrohr:

ist ein Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1;

zeigt die Einzelheit Z der Fig. 1;

Fig 4 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 1 mit Keramik-

Fig.	1
Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5
Fig.	6

rohrinliner;

ist ein Schnitt läng.5 der Ebene A-A in Fig. 4; zeigt die Einzelheit Y der Fig. 4 und Fig. 7 die Einzelheit Z der Fig. 4.

Innerhalb eines üblichen, beispielsweise genormten Stahlrohres 10 mit flanschen 18,befindet sich ein Kunststoff-Innenrohr, beispielsweise aus thermoplastischem Material, insbesondere

PE. Auf das Innenrohr 12 sind unter Abstand angeordnete

Abstandshalter 20 aus dem Material de» Innenrohres geschweißt. Beispielsweise drei solcher Abstandshalter 20 können über den Umfang verteilt vorgesehen sein. Der Abstand zum Stahlinnenrohr nach Einbringung ist gering und liegt in der Milllmetergröflenordnung. Der Ringspalt, der Ringraum oder die Ringfuge zwischen Stahlaußenrohr 10 und thermoplastischem Innenrohr 12 ist mittels PU-Schaum 14 auageschäumt. Es hanrVjlt sich um einen Zweikomponenten PU-Schaum, der auch ohne Lustsauerstoff bzw· Luftfeuchtigkeit aushärtet.

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deutlich zu sehen, kann das Innenrohr im Bereich des Flansches so weit hochgesogen sein (siehe bei 16/ allerdings nicht bis zu den Flanschbohrungen), daß die Bildung einer Dichtung beim Verbinden der einzelnen Rohrteile entsteht. 6

Nach Fig. 4 ist ein Stahlrohr 10* mit aufgeschweißten Schraubflanschen 18' vorgesehen, innerhalb dessen ein Keramikrohr 120 unter Zwischenschaltung von Abstandshaltern 20^! angeordnet ist. Das Keramikrohr 12Ö ist eingeschäumt, wie auch Fig. 5 deutlich erkennen läßt. Das Keramikrohr läuft im Gegensatz zu Fig. 1 nicht bis in die Fuge sondern ; endet plan mit der Flanschfuge bzw. dem Flansch.

Fig. 6 zeigt, daß kürzere Rohrlängen aus Keramikrohr 120 .

benutzt werden. Diese können an den Stirnenden beispielsweise glattgeschliffen und plan aneinandergesetzt werden. Fig. 6 zeigt eine Umwicklung 124, die um zwei plan aufeinander- -, sitzende Enden vorgenommen wurde. Die Umwicklung kann aus einem mit Kleber getränktem Gewebe bestehen. Durch die Kombination von Umwicklung und Kleber ist die Verbindung besonders dicht. Wichtig ist vor allen Dingen, daß der Schaum 122 etwa beim Schäumen nicht auf die Innenseite des Keramikrohres

gelangen kann. ;

■* Die Einzelheit Z¹ zeigt Fig. 7. Das Keramikrohr 120 ist &rgr;

bündig mit dem Flansch 18'. Der Abstandshalter 20⁽ ist ;

eingeschäumt. Der Schaum ist bis auf die Stirnfläche %

(Flanschflache) satt durchgetreten. Die Abdichtung auch *i|

im Flanschbereich ist also besonders gut, zumal auch im |

FlansGhbereiGh die Enden der jeweiligen Keramikrohre satt | aufeinandersitzen.

Keramische für induestrielle Zwecke geeignete Werkstoffe wurden beschrieben, zwei beispielsweise Vertreter genannt. Die Erfinding ist aber allgemein auf Rohre aus keramischen Werkstoffen gerichtet-

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Die Einzellängen der keramischen Werkstoffe betragen 500 bis 1500 mm.

Andere Möglichkeiten zur Verbindung der Keramikinnenrohre sind selbstverständlich eingeschlossen.

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Claims

ANSPRÜCHE

1. Rohr mit Innenauskleidung/ insbesondere als Schutz gegen chemische Angriffe und Korrosion bei hohen Betriebsdrücken, dadurch gekennzeichnet, daß für eine korrosionssichere, gleitfördernde und verschleißfeste Ausbildung das Verbundrohr aus einem Stahlmantelrohr (10), einem sog. Inliner (12) aus Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Rohr (12) besteht und die Verbindung zwischen thermoplastischem Rohr und Stahlrohr aus einem geschäumten Kunststoff (14) besteht.

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2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Innenrohr (12) sowie Ringspaltfüllung (14) aus Polyurethan schaumflüssigkeitsdicht bzw. gasdicht ausgebildet sind.

3. Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlrohr (10) frei von Kontakten mit Flüssigkeit bzw. Gasen ist.

4. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Aufteilung der statischen Funktion des Verbundrohres auf Stahlmantel (10) und ausgeschäumten Ringspalt und der Antiverschleiß- bzw. Korrosionsschutzfunktion auf das thermoplastische Innenrohr (12).

5. Rohr nach einem der verhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Abstandshalter (20), insbesondere aus auf das Innenrohr aufgeschweißtem thermoplastischen Material

-Q wie PB zur Sicherung der koaxialen Lage des Innenrohres (12).

6. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur dichten Verbindung je zweier

_2ß Rohrteile an das Innenrohr (Inliner) ein 8tirn»«aitiger Bund bzw. Kragen oder ein Schweißwulst aus thermoplastischem Material zur Bildung einer Dichtung beim Verbinden der einzelnen Rohrteile vorgesehen ist.

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7. Rohr nach einem der vorhersehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der PU-Schaum ein Zweikompontmtenschaum ist, der auch ohne Luft-Sauerstoff bzw. Luftfeuchtigkeit aushärtet.

8· Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch _as gekennzeichnet, daß ein einziges besondere dickwandige·

Kunststoffrohr ersetzbar ist durch ein dünnes Kunststoffrohr (12) in Zuordnung zu einem dünnen Stahlrohr (10) mit Äusschäümung (4) des Zvischsr.rohres.

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9. Rohr nach einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet

durch eine Schaumetoff-Füllmenge derart, daß der bei _B der Schäumungsaktion auftretende Druck nicht geeignet ist, das thermoplastische Rohr (12) einzudrücken, andererseits eine Festigkeit derart aufweist, daß durch den Betriebsdruck das innere Kunststoffrohr nicht in die Lage versetzt wird, sich in die Ringfugenfüllung einzudrücken.

10. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, daß zur Abdichtung zwischen den Planschen 0.8) die thermoplastische Innenauskleidung über den Flansch hochgezogen ist (bei IC).

11. Rohr mit Innenauskleidung, insbesondere als Schutz gegen chemische Angriffe und Korrosion bei hohen Betriebsdrücken, dadurch gekennzeichnet,daß für eine korrosionssichere gleitfördernde und insbesondere verschleißfeste

2Q Ausbildung das Verbundrohr aus einem Stahlmantelrohr (10¹), einem sog. Inliner, aus verschleißfestem keramischem Werkstoff (120) und einer Verbindung (122) zwischen Keramikrohr (120) und Stahlrohr (10¹) aus einem geschäumten Kunststoff besteht.

12. Rohr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das

Keramikrohr (120) relativ geringe Wanddicke hat.

13. Rohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die _3Ö wanddicke 3 bis 8 mm, insbesondere 3 bis 4 mm, beträgt.

14. Rohr nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikinnenrohr (120) aus Aluminiumoxidmaterialien mit hohem Aluminiumanteil oder aus Siliziumcarbidmaterialien besteht.

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15. Rohr nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikrohr aus kürzeren Einzelstücken besteht, die satt stirnseitig aneinander anliegend in die Stahlaußenrohr eingeschoben und stirnseitig abgedichtet sind.

16. Rohr nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung durch Kleben herbeigeführt ist.

17. Rohr nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung der Rohrstirnenden durch Umwickeln herbeigeführt ist.

18. Rohr nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung durch eine Kombination von Umwickeln und Kleben der Stirnfugen herbeigeführt ist.

19. Rohr nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwicklung aus in Kleber getränktem Gewebe besteht.