DK159761B - Fremgangsmaade til overtraekning af roer. - Google Patents

Description

DK 15976 1 B

Opfindelsen angår beskyttende overtrækning af metalrør, specielt stålrør, til anvendelse i rørledninger til fremføring af gas eller olie, hvilken fremgangsmåde omfatter trin til påføring af et lag af korrosionsbeskyttende epoxymateriale til 5 røroverfladen til dannelse af en belægning derpå og påføring af et lag ved en overlappende spiralformet omvikling af en ekstruderet folie omfattende polyolefin til dannelse af et beskyttende udvendigt lag over nævnte belægning.

10 Ifølge en fra DE fremlæggelsesskrift nr. 1965802 kendt fremgangsmåde forsynes et metalrør med et lag af en hærdende plastharpiks, især epoxyharpiks, belægges derefter spiralformet med et uhullet og korrosionsbeskyttende båndformet overtræk af et ekstruderet termoplastisk acrylethylencopolymerisat 15 af høj kvalitet og endelig udformes på det første omsvøb til beskyttelse af dette mod mekanisk afrivning eller beskadigelse under forsendelse eller lagring af røret eller under dækning af røret i en bygningsudgravning et andet spiralformet omsvøb af et ligeledes ekstruderet termoplastisk polyethylenbånd.

20

Det er tidligere blevet foreslået at påføre korrosionsbeskyttende overtræk på metalrør ved først at påføre et lag selvklæbende mastiks eller termoplastisk klæbestof eller varmeisolering på røret, medens røret er enten opvarmet eller uopvar-25 met, efterfulgt af ekstrusion af et bånd af termoplastisk materiale og spiralformet omvikling heraf med overlapning i et eller flere lag over det første overtræk, som beskrevet i US patentskrifterne nr. 3.616.006, nr. 3.687.765, nr. 3.802.908 og nr. 3.823.045. Det er også blevet kommercielt praktiseret 30 at påføre et sådant metalrør et grundingslag efterfulgt af en spiralformet omvikling med et uhullet korrosionsbeskyttende bånd af termoplastisk materiale af høj kvalitet sammen med et klæbestof og en anden spiralformet omvikling med termoplastisk folie over det førstnævnte for at tilvejebringe beskyttelse af 35 det først påviklede lag mod mekanisk slid eller afrivning enten under transport af røret eller under lægningen eller nedlægningen heraf i en udgravning. Det andet påviklede lag er i 2

DK 159761 B

et sådant tilfælde blevet holdt på plads enten ved hjælp af en samlet belægning af trykfølsomt klæbemiddel over det først omviklede lag eller ved varmeforsegling eller fastklæbning af kanten af det yderste lag, der er blevet viklet om, til sig 5 selv og/eller til det underliggende lag. Det er også blevet kommercielt praktiseret til et sådant rør at påføre en beskyttende belægning ved opvarmning af stålrøret og efterfølgende kontakt af røret med et termohærdende harpikspulver, såsom et epoxyharpikspulver, som klæber til røroverfladen, hvorefter 10 røret opvarmes yderligere til sintring eller smeltning og hærdning af de fastklæbede epoxyharpikspartikler på røroverfladen. Sådanne overtræk har tendens til at udvikle tynde steder eller huller, hvor sintringen eller smeltningen af partiklerne er ufuldstændig. Ekstrusionsbelægning af rør er også 15 blevet angivet i US patentskrift nr. 2.820.249.

Til effektiv korrosionsbeskyttelse har man ment, at det var væsentligt at sikre, at det første overtræk er i alt væsentligt fuldstændig uden huller og tynde områder. Dette har været 20 sandt selv i de tilfælde, hvor der er blevet holdt et jævnstrømspotential på røret efter lægningen for at tilvejebringe katodisk beskyttelse mod korrosion, fordi det har vist sig, at nærværelsen af et hul sædvanligvis resulterer i dannelse af hydrogengas og hydroxy1 ioner ved elektrolytisk virkning, hvil-25 ket begge dele har tendens til at forårsage nedbrydning af adhæsionsbindingen og fremadskridende løsning af overtrækket fra røret. Nødvendigheden af at undgå tynde områder og huller i belægningen har gjort det meget vanskeligt at anvende epoxy-harpikspulverbelægninger til overtrækning af rør med fuldt 30 ti 1fredsssti1lende resultater, selv om sådanne belægninger giver bemærkelsesværdig god adhæsion til stålrørsoverf1aden. I tilfældet med en første belægning fremst illet af en spiralformet omvikling af præformet foliemateriale gør yderligere nødvendigheden af at undgå huller i det korrosionsbeskyttende 35 overtræk det vigtigt kun at anvende dyrt førstekvalitets termoplastisk råmateriale ved fremstillingen af foliematerialet til den første omvikling, og muligheden for at anvende mindre

DK 15976 1 B

3 dyrt affald og andenklasses materiale forringes i høj grad på grund af sidstnævntes tendens til at danne huller under materialets fremstilling.

5 Den foreliggende opfindelse omfatter en forbedret fremgangsmåde til overtrækning ved påføring af korrosionsbeskyttende epoxymateriale, derpå tilvejebringelse af et udvendigt lag, som effektivt beskytter mod mekanisk slid og afrivning og samtidigt reducerer antallet af huller og tynde områder. Dette 10 resultat opnås ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, som er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del angivne. Ved en foretrukket udførelsesform udgør det ekstruderede polyole-finlag en del af en coekstruderet sammensat folie, hvis inderste del eller lag omfatter polyethylen af lav densitet, medens 15 den udvendige del eller det udvendige lag omfatter polyethylen af høj densitet. Ved en anden foretrukken udførelsesform udformes det underliggende lag på røret ved smeltning og hærdning i det mindste delvis af et lag af pulverformet epoxyharpiks til dannelse af et korrosionsbeskyttende lag i form af en 20 tynd film og derefter coekstruderes direkte på overfladen det beskyttende ydre lag i form af en sammensat folie, hvis inderste del eller lag omfatter en copolymer af ethylen og acryl-syre, og hvis udvendige del eller lag omfatter polyethylen, fortrinsvis polyethylen af høj densitet. Epoxyharpiksen danner 25 en kraftig binding til stålrørets overflade, medens den copo-lymere reagerer kemisk med den ufuldstændigt hærdede epoxyharpiks under dannelse af en kraftig binding dertil. Coekstrusio-nen af polyethylen med den copolymere giver en kraftig binding mellem to coekstruderede lag. Som følge heraf er alle dele af 30 den færdige belægning bundet meget kraftigt til stålrørets overflade. Desuden bliver i hvert tilfælde eventuelle huller eller tynde områder i det underliggende korrosionsbeskyttende lag dækket af det fastklæbede, ekstruderede eller koekstrude-rede polyolefinlag; selv om polyolefinlaget selv kan have hul-35 ler undertiden, er der ringe sandsynlighed for, at disse huller vil være placeret samme sted som hullerne i det underliggende korrosionsbeskyttende lag. Polyolefinlaget ekstruderes i i

DK 159761 B

form af et bånd eller en strimmel, som umiddelbart og direkte anbringes på og spiralformet omvikles om det belagte rør, medens sidstnævnte samtidigt roteres og fremføres langs sin akse med hensyn til ekstruderdysen. Fremgangsmåden ifølge den 5 foreliggende opfindelse giver adhæsion af den yderste ekstruderede (eller coekstruderede) polyolefin til det underliggende korrosionsbestandige overtræk på hele den yderste polyolefins indvendige overflade og reducerer omkostningerne ved beskyttelse af røret på grund af, at det muliggør, at et væsentligt 10 antal huller tolereres i det underliggende korrosionsbeskyttende overtræk såvel som i det beskyttende termoplast i ske materiale, som det udvendigt omviklede lag består af, selv uden tab af beskyttelse eller reduktion af det beskyttende overtræks holdbarhed.

15

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen omfatter først fastklæbning af et overtræk eller lag af korrosionsbeskyttende materiale til overfladen ved en metode, såsom påføring af pulverformet epoxybelægning. I tilfældet med den pulverformede epoxybelæg-20 ning omfatter metoden opvarmning af røret, hvorefter det opvarmede rør bringes i kontakt med pulverformet epoxyharpiks for at fastgøre harpikspartiklerne til røroverfladen, hvorefter harpikspartiklerne opvarmes yderligere for at smelte og i det mindste delvis hærde dem på plads på røroverfladen.

25

Det yderste polyolefinlag ekstruderes eller coekstruderes direkte på overfladen af det korrosionsbeskyttende materiale i blødgjort form i form af et bånd, medens det overtrukne rør samtidigt roteres om sin akse og fremføres langs sin akse, til 30 skrueformet omvikling af røret med båndet. Når det udvendige polyolefinlag coekstruderes i form af et sammensat bånd eller en sammensat folie, som på den ene side har et udvendigt lag, eller udvendige lag af sejt, slidstærk og afrivningsmodstands-dygtigt beskyttende, ikke-klæbende termoplastisk materiale, og 35 på den indvendige side har mindst ét lag af termoplastisk klæbestof, omvikles den coekstruderede, sammensatte folie spiralformet på røret, som forud er overtrukket med korrosionsbe-

DK 159761 B

5 skyttende materiale, idet den sammensatte folies kanter lapper over hinanden, medens det indvendige klæbestoflag er i varme-blødgjort tilstand. Ved coekstrusion menes den velkendte proces med samtidig ekstrusion af to eller flere forskellige ter-5 moplastiske stoffer til en flerlaget sammensat folie som beskrevet f.eks. i TAPPI MONOGRAPH REPORT nr. CA-43, kapitel 6 (1973). Den sammensatte folie formes umiddelbart før eller umiddelbart efter (med en brøkdel af en cm) coekstrusion fra dyseåbningen. På grund af den inderlige kontakt af de to smel-10 tede coekstruderede lag i den sammensatte folie med hinanden i hele deres kontaktoverflades udstrækning, er bindingen mellem disse to lag meget stærk. På grund af at det sammenhængende lag af termoplastisk klæbestof efter påføring af den sammensatte folie på det underliggende korrosionsbeskyttende over-15 træk effektivt isolerer eventuelle huller i sidstnævnte, kan der desuden tolereres enkelte huller både i det underliggende korrosionsbestandige lag og i den anden og udvendige beskyttende omvikling på grund af, at sandsynligheden for sammenfald af huller i de to særskilt påførte skrueformede omviklinger er 20 meget sjælden. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen tilvejebringer derfor ikke blot forbedret beskyttelse af det korrosionsbestandige overtræk mod slid eller afrivning, men den gør det muligt at reducere prisen på det korrosionsbestandige overtræk, ligesom den fjerner eller begrænser de uheldige virknin-25 ger, som hidtil skyldtes nærværelsen af huller i det underliggende korrosionsbeskyttende, modstandsdygtige overtræk. Den gør det muligt at opnå et fastsiddende overtræk uden hensyn til karakteren af det indvendige korrosionsbeskyttende lag.

30 Rørets temperatur under påføringen af det indvendige korrosionsbeskyttende lag afhænger i høj grad af overtrækkets karakter som anført ovenfor. Når den korrosionsbeskyttende belægning er pulverformet epoxyharpiks, skal røret forvarmes til en temperatur, som er tilstrækkelig høj, af størrelsesordenen 35 150-316°C til at smelte epoxyharpiksen og overtrække røret på overfladen, ved smeltning af overtrækkets pulverformede partikler og derpå hærdning af overtrækket. Det korrosionsbeskyt-

DK 15976 1 B

s tende overtræk har fortrinsvis en tykkelse på 0,05-0,25 mm og hærdes i løbet af 1-4 minutter. Egnede epoxymaterialer er velkendte i teknikken og er f.eks. beskrevet i US patentskrift nr. 4.060.655. Når det korrosionsbeskyttende overtræk ikke 5 kræver opvarmning for at klæbe til røret eller til hærdning heraf, kan røret holdes ved en temperatur svarende til den omgivende atmosfæres forudsat, at den er fri for fortættet fugt og er ren.

10 I de medfølgende tegninger er fig. 1 en skematisk isometrisk illustration af en udførelsesform ifølge den foreliggende opfindelse, og 15 fig. 2 er et snit taget langs linie 2-2 i fig. 1.

Som vist i tegningens fig. 1 ses et rør 10, som først er blevet overtrukket med et korrosionsbeskyttende lag 11 og tørret.

Til lag 11 kan der anvendes overtræk med huller hist og her af 20 lavere kvalitet, end det hidtil har været tilfældet, uden at det færdige rørs beskyttelseskvalitet dermed går tabt. I én udførelsesform består det korrosionsbeskyttende overtræk 11 af epoxyharpikspulver, som påføres elektrostatisk på røret efter opvarmning heraf til en temperatur på mindst 13,9°C over 25 epoxyharpikspulverets smeltepunkt til smeltning af pulveret og fugtning af røret i løbet af 5-35 sek. efterfulgt af hærdning i løbet af et samlet tidsrum på 1-4 minutter. Når det derpå anbragte overtræk omfatter et lag af ethylen-acrylsyrecopo 1 y-mer, som beskrevet nedenfor, er epoxyharpiksbelægningen 11 30 fortrinsvis kun hærdet delvis til at sikre efterfølgende kemisk reaktion med og fastbinding af epoxyharpiksen til den co-polymere.

Efter applikation af det korrosionsbeskyttende overtræk 35 fremføres det overtrukne rør aksialt forbi ekstruderdyse 16 og roteres samtidigt med, at der gennem dyse 16 coekstruderes et bånd eller en sammensat folie 18, som på den nederste eller 7

DK 159761 B

indvendige overflade har mindst ét lag, som omfatter klæbestof 20, og på sin øverste eller udvendige overflade har mindst ét lag, som omfatter varmeblødgjort polyolefin 22, til dannelse af et beskyttende udven-digt lag. Det coekstruderede bånd 18 5 vikles spiralformet direkte på den udvendige overflade af lag 11 på det overtrukne rør, således at en smal kant af bånd 18 overlapper som vist. På grund af at klæbestof laget 20 forbliver varmt og forholdsvis flydende, medens det passerer direkte fra ekstruderdyse 16 til dets kontakt med det overtrukne rør, 10 og på grund af at klæbestof 1 ågets areal falder sammen med arealet af det udvendige po1yo1efi η 1 ag 22, opnås ensartet og fuldstændig adhæsion på hele kontaktfladen mellem bånd 18 og lag 11 på det overtrukne rør 10, således at eventuelle huller i overtræk 11 samtidigt lukkes og isoleres, når sidstnævnte 15 f.eks. formes af pulverformet epoxyharpiks. Efter afkøling af røret omfatter overtrækket korros ionsbeskyttende overtræk 11 fastklæbet til røret og en indvendigt sammensat folie 18 fastklæbet til hele overfladen af det korrosionsbeskyttende overtræk. Det er vigtigt for at opnå de bedste resultater, at 20 ekstrusionshastigheden og rotationshastigheden og rørets fremføring indstilles i forhold til hinanden, således at dimensionerne af den sammensatte folie 18 og den spænding, hvorunder det påføres på røret, som bærer det korrosionsbeskyttende overtræk, holdes i alt væsentligt ensartet. Spændingen bør 25 fortrinsvis holdes så høj som muligt for at sikre fuldstændig kontakt af det varmeblødgjorte termoplastiske klæbestoflag 20 med den udvendige overflade af korrosionsbeskyttende lag 11 til trods for eventuellle uregelmæssigheder i sidstnævnte.

30 Klæbestoffet kan være ethvert af de materialer, som almindeligvis anvendes til klæbning til metal eller pi astoverflader, og kan være et enkelt stof eller en blanding af to eller.flere forskellige stoffer. Blandt egnede stoffer er buty1 baserede klæbestoffer, propylen-acrylsyre-copolymer, en ethylen-acryl-35 syre-copolymer, ethylenacrylat eller vinylacetat-copolymer.

Det udvendige beskyttende polyolefinlag kan være enhver sædvanlig sej og afrivningsmodstandsdygtig polyolefin, som kan 8

DK 159761 B

blødgøres ved opvarmning og ekstruderes indenfor det samme temperaturområde som det termoplastiske klæbestof. Polyole-finer, såsom polyethylen af middeldensitet og høj densitet og propylen af høj slagstyrke (indeholdende gummiagtig ethylen-5 propylencopolymer) foretrækkes. Tykkelsen eller dimensionen af den sammensatte folie 18 kan varieres og vil være fra ca. 0,18 mm til ca. 3,05 mm, af hvilken tykkelsen af det termoplastiske klæbestoflag kan variere fra 0,05 til 0,64 mm og tykkelsen af det beskyttende termoplastiske lag fra 0,13 til 3,0 mm. Tyk-10 kelsen af klæbestof laget er højst halvdelen af den sammensatte folies total tykkelse, sædvanligvis fra 5 til 30% af totaltykkelsen, afhængig af total tykkelsen af den sammensatte folie, hvilken tykkelse igen varierer afhængig af rørdiameteren og hvilken slagstyrke, der ønskes.

15 I det tilfælde, hvor det korrosionsbeskyttende lag 11 består af smeltet eller hærdet epoxyharpikspulver, omfatter det co-ekstruderede klæbestoflag fortrinsvis en copolymer af ethylen eller propylen med acrylsyre, hvilken copolymer samvirker med 20 epoxyharpiksen, specielt når sidstnævnte er ufuldstændigt hærdet, når klæbestoffer coekstruderes.

For at sikre en tæt søm, er et også muligt som en særlig udførelsesform over den spiralformede søm, som dannes af den 25 sammensatte folie 18, som et yderligere trin at påføre et bånd 24, som omfatter et varmekrympe1igt termoplastisk materiale, såsom orienteret polyethylen eller polypropylenholdig gummi, såsom ethylen-propylengummi eller lignende. En varmekilde 26, såsom en infrarød varmekilde eller en flamme, tilvejebringes 30 for at opvarme båndet efter påføringen heraf, for at få det til at krympe om det overtrukne rør langs med sømmen. Det overtrukne rør kan afkøles til stuetemperatur før eller efter påføringen og krympningen af bånd 24 på plads. Bånd 24 kan også være et smeltet ekstrusionsmateri al e af samme sammensæt-35 ning som det udvendige overtrækslag 22, i hvilket tilfælde varmekilde 26 kan udelades.

4

Claims (5)

1. Fremgangsmåde til overtrækning af rør, hvilken fremgangs-5 måde omfatter trin til påføring af et lag af korrosionsbeskyttende epoxymateriale til røroverfladen til dannelse af en belægning derpå og påføring af et lag ved en overlappende spiralformet omvikling af en ekstruderet folie omfattende polyolefin til dannelse af et beskyttende udvendigt lag over 10 nævnte belægning, kendetegnet ved, at laget omfattende polyolefin ekstruderes direkte som en overlappende spiralformet omvikling på belægningen, således at ufuldkommenheder i belægningen udfyldes af det blødgjorte polyolefinmate-r i a 1 e. 15

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at påføringen af laget af korrosionsbeskyttende materiale til nævnte rørs overflade omfatter anbringelse af et lag af pulverformet epoxyharpiks på nævnte rørs overflade og opvarmning 20 af nævnte rør til smeltning og hærdning af nævnte lag.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at nævnte ekstrusionstrin omfatter coekstrusion af en sammensat folie, som på sin indvendige overflade har mindst ét lag, 25 som omfatter klæbestof, og på sin udvendige overflade mindst ét lag, som omfatter polyolefin.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at nævnte coekstruderede klæbestoflag omfatter en copolymer af 30 ethylen eller propylen med acrylsyre.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at trinnet til ektrusion af en polyolefin omfatter coekstrusion af en sammensat folie, som har en indvendig del, der be- 35 står af polyethylen af lav densitet, og en udvendig del, som DK 159761 B består af polyethylen af høj densitet. 5 15 20 25 i 30 35