DK2343179T3 - Ultralyds- og lasersvejsning ved rørsanering - Google Patents

Description

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af en slange.

Hidtil er slanger af fibermateriale til sanering af rør på klassisk vis blevet syet sammen til slanger af fiberstofbaner og efterfølgende blevet anvendt til sanering af rør.

En sådan slange findes eksempelvis i EP 1 872 049 Bl. Disse hidtil kendte slanger indebærer den ulempe, at de for det første ikke har nogen meget høj trækstyrke ved sømmene og for det andet, at kvaliteten af forbindelsen ikke pålideligt kan dokumenteres automatiseret for hele sømmen. I forbindelse med saneringen af rør ved hjælp af fiberslanger krænges disse fiberslanger nemlig sædvanligvis ind i røret ved hjælp af vandtryk og/eller lufttryk. I den forbindelse kan der særligt ved sømmene på slangen opstå en høj trækbelastning, på grund af hvilken de hidtil anvendte slanger netop ved sømmene ofte er bristet. Desuden indebar de hidtidige normalt sammensyede slanger en betydelig økonomisk ulempe, fordi sammensyningen af slangerne var langsommelig og omstændelig. EP 0 844 065 A2 beskriver en fremgangsmåde til fremstilling af en slangebeklædning. DE 37 42 852 Al beskriver anvendelsen af fleksible halvfabrikater af fiberforstærkede plastmaterialer til fremstilling af hullegemer. US 4,478,661 beskriver en fremgangsmåde til fremstilling af forstærkede foldbare slanger. EP 1 935 618 Al beskriver et lasersvejset produkt. US 2005/0041893 Al beskriver en fremgangsmåde til fremstilling af en fleksibel beholder. WO 96/36476 Al beskriver en fremgangsmåde til fremstilling af rørformede strukturer og selve de rørformede strukturer. EP 0 997 259 A2 beskriver en fremgangsmåde til fremstilling af en slangebeklædning.

Formålet med den foreliggende opfindelse er således at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af en fiberslange til rørsanering, ved hvilken fremgangsmåde der kan opnås slanger med en høj trækstyrke ved sømmene, ved hvilken fremgangsmåde slangerne alt i alt kan fremstilles væsentligt hurtigere, og ved hvilken fremgangsmåde kvaliteten af syningen desuden kan dokumenteres lettere.

Dette formål, der ligger til grund for opfindelsen, opnås i en første udførelsesform ved hjælp af en fremgangsmåde til fremstilling af en slange til sanering af rør af et i det mindste delvist termoplastisk tekstilmateriale, idet man sammensvejser de to yderkanter af i det mindste en bane af et i det mindste delvist termoplastisk tekstilmateriale ved hjælp af ultralydssvejsning og/eller lasersvejsning, idet man sammensvejser baner af det termoplastiske tekstilmateriale i en tykkelse inden for et område på 3 til 12 mm, og idet man i forbindelse med sammensvejsningen af banerne af det i det mindste delvist termoplastiske tekstilmateriale til en slange gennemfører sammensvejsningen på en sådan måde, at der opstår en uafbrudt svejsesøm med en bredde inden for et område på 25 til 40 mm. I forbindelse med fremstillingen af slanger af tekstilmateriale er ultralydssvejsning og/eller lasersvejsning hidtil ikke blevet anvendt, da den klassiske sammensyning af fiberbaneme eller tekstilbaneme var tilstrækkelig. Først de ekstreme belastninger, som en tekstilslange i forbindelse med rørsaneringen udsættes for, har vist den tekniske ulempe ved de hidtige løsninger. Ved hjælp af ultralydssvejsning og/eller lasersvejsning kan tekstilbaneme på pålidelig vis og med en høj trækstyrke sammensvejses til en slange, der derefter også kan anvendes til rørsanering uden begrænsninger. Desuden indebærer disse to svejsefremgangsmåder ifølge opfindelsen den afgørende fordel, at det for et hvilket som helst lille længdeafsnit af sømmen på baggrund af parametrene nøjagtigt kan efterprøves, hvor god kvaliteten af forbindelsen af tekstilbaneme ved sømmen er. Også dette var hidtil ikke uden videre muligt i forbindelse med sammensyningen af tekstilbaneme.

Lasersvejsning er hidtil blevet udført frontalt. 1 den forbindelse var det hidtil altid nødvendigt med en reflektor under materialet, der skulle svejses sammen. Det har nu på overraskende vis vist sig, at en reflektor eksempelvis ikke er nødvendig i forbindelse med fremgangsmåden ifølge opfindelsen for stadig at opnå gode resultater i forbindelse med sammensvejsningen. På fordelagtig vis anvender man ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen som tekstilmateriale et fibermateriale. Fibermaterialet kan eksempelvis være lagt, kardet, nålet, vandstrålekomprimeret og/eller kemisk filtret. Fibermaterialet kan eksempelvis også indeholde 0,1 til 80 vægtprocent glasfibre til forstærkning. Disse glasfibre kan fibermaterialet eksempelvis også indeholde i form af et forstærkningsvæv. Det kan særligt dreje sig om nålefilt med et forstærkningsvæv, særligt et glasfiberforstærkningsvæv. Ved hjælp af anvendelsen af et forstærkningsvæv kan man forhindre en længdeudvidelse af slangen og samtidig afhængigt af vævet muliggøre en udvidelse i slangens omfang. Porevolumenet af tekstilmaterialet ifølge opfindelsen ligger på fordelagtig vis inden for et område på 60 til 95 %, særligt inden for et område på 70 til 90 %. Tekstilmaterialet kan eksempelvis overvejende bestå af et termoplastisk materiale eller af et glasfiberforstærket plastmateriale. Særligt indeholder tekstilmaterialet overvejende eller består af polypropylen, polyethylen, polyester og/eller polyethylenterephthalat.

Fortrinsvis ligger fladevægten af det i det mindste delvist termoplastiske tekstilmateriale ifølge opfindelsen inden for et område på 50 til 5000 g/m2.

Man gennemfører fremgangsmåden ifølge opfindelsen ved sammensvejsning af banerne af det i det mindste delvist termoplastiske tekstilmateriale til en slange på en sådan måde, at der opstår en uafbrudt svejsesøm med en bredde inden for et område på 25 til 40 mm. Med de hidtidige teknikker til fremstilling af tekstilslanger til sanering af rør var det ikke muligt med bredden ifølge opfindelsen at opnå en tæt og fast forbindelse mellem banerne af det i det mindste delvist termoplastiske tekstilmateriale. Det har vist sig, at en svejsesøm, der for første gang er mulig i denne bredde, særligt i forbindelse med sanering af rør indebærer den betydelige fordel, at de tilvejebragte slanger har en væsentligt forbedret trækstyrke i forhold til hidtil anvendte tekstilslanger i sømområdet.

Man sammensvejser banerne af det i det mindste delvist termoplastiske tekstilmateriale med en tykkelse inden for et område på 3 til 12 mm. Under dette område for tykkelsen synes de tilvejebragte slanger i det mindste til dels ikke at have en tilstrækkelig styrke for saneringsforanstaltninger i rør og desuden at have en statisk set lavere bæreevne. Over denne tykkelse kan der opstå vanskeligheder, når slangen krænges ind i rørene.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen svejser man fortrinsvis flere baner af det termoplastiske tekstilmateriale sammen til en slange i flere lag. Den samlede tykkelse af slangen kan i den forbindelse eksempelvis ligge inden for et område på 0,5 til 100 mm.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan man eksempelvis fremstille en slange med en diameter inden for et område på 50 til 3000 mm, særligt inden for et område på 150 til 1500 mm.

Fortrinsvis måler man i forbindelse med sammensvejsningen temperaturen ved svejsesømmen og efterregulerer effekten af laseren og/eller af ultralyden automatisk på en sådan måde, at temperaturen ved svejsesømmen højst afviger 3 % fra en forudindstillet nominel værdi. Ved hjælp af denne tilbagekobling af produktionsparametre, der for første gang er mulig i forbindelse med fremgangsmåden ifølge opfindelsen, kan en høj forbindelseskvalitet af svejsesømmen for det første dokumenteres bedre og for det andet også garanteres.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes der fortrinsvis baner af det i det mindste delvist termoplastiske tekstilmateriale, der på den senere yderside af den tilvejebragte slange har en belægning af et materiale, der er udvalgt ffa polyurethan, polypropylen, polyethylen og/eller polyvinylchlorid. Ved hjælp af denne belægning kan det for det første i vid udstrækning forhindres, at tekstilmaterialet beskadiges, når slangen krænges ind i røret i forbindelse med saneringen. Desuden bliver uhærdet harpiks, som man kan væde fibermaterialet med, derved i slangen. For det andet gør denne belægning det lettere at krænge slangen ind i røret ved hjælp af vand eller trykluft. Belægningens tykkelse kan i den forbindelse eksempelvis ligge inden for et område på 100 til 2000 pm, særligt inden for et område på 200 til 600 pm.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan yderkanterne af tekstilbaneme på den ene side svejses sammen til en slange ved overlapning. Alternativt kan der på en stødfuge på de to yderkanter af tekstilbanen også være tilvejebragt sømyderstrimler og/eller søminderstrimler, der i dette tilfælde igen svejses sammen med tekstilbanen. Fortrinsvis svejses der ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen inden for et første trin en søminderstrimmel på stødfugen på yderkanterne af tekstilbanen. Inden for et yderligere trin svejses der derefter eksempelvis en sømyderstrimmel på stødfugen på yderkanterne af tekstilbanen.

Til lasersvejsningen og/eller ultralydssvejsningen kan der anvendes sædvanlige parametre.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen gennemføres fortrinsvis med en hastighed af sammensvejsningen inden for et område på 10 til 30 m pr. minut, særligt inden for et område på 15 til 25 m pr. minut. Denne hastighed har vist sig at være optimal for lige akkurat at opnå den fremragende kvalitet af slangerne og særligt trækstyrken og i den forbindelse opnå en væsentlig højere produktionsrate af slangemeter, end det var muligt ved de hidtil sædvanlige fremgangsmåder.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen arkiveres alle procesparametre fortrinsvis nøjagtigt, således at produktionskvaliteten i modsætning til hidtidige fremgangsmåder kan efterprøves nøjagtigt på et senere tidspunkt.

Ved hjælp af fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan der fremstilles en slange, der fortrinsvis har en svejsesøm med en bredde inden for et område på 5 til 50 mm. 1 en yderligere udførelsesform opnås formålet, der ligger til grund for opfindelsen, ved hjælp af en fremgangsmåde til sanering af rør, ved hvilken man fremstiller en slange med fremgangsmåden ifølge opfindelsen, imprægnerer denne med en endnu ikke hærdet polymer, fører den ind i røret, der skal saneres, og derefter hærder polymeren, der endnu ikke er hærdet, for at opnå det sanerede rør.

Eksempelvis kan der ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes afløbsror, ferskvandsrør, drikkevandsrør eller gasledninger. Røret, der er saneret ifølge opfindelsen, kan eksempelvis være rundt, kantet, ovalt eller forsynet med en mundformet eller æggeformet profil. Røret, der er saneret med fremgangsmåden ifølge opfindelsen, kan eksempelvis være et stålrør, et betonrør eller et plastrør. Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen til sanering af rør kan den forinden omkrængede slange med den ene ende føres ind i røret, der skal saneres, og derefter eksempelvis krænges ind i røret, der skal saneres, ved hjælp af vandtryk eller lufttryk eller alternativt trækkes ind i røret, der skal saneres, eksempelvis ved hjælp af et spil.

Den ikke hærdede polymer er fortrinsvis udvalgt fra en polymer på polyesterharpiksbasis eller epoxyharpiksbasis. UDFØRELSESEKSEMPEL:

To 2 m brede og 100 m lange fibermaterialebaner af et polypropylenfibermateriale med en tykkelse på 9 mm og et porevolumen på 85 %, der på den senere inderside (hen mod rørets midte) af slangen har en belægning med en tykkelse på 300 pm af polyvinylchlorid, blev i et første fremgangsmådetrin (slangebåndssvejsning) under stødfugen på banens kanter svejset sammen med en 40 mm bred søminderstrimmel af det samme fibermateriale og efterfølgende presset sammen med ruller. I den forbindelse blev sammensvejsningen ved en bane foretaget ved hjælp af en 400 W kraftig laserstråle. I øvrigt blev der indstillet sædvanlige parametre for lasersvejsningen. Laserstrålen var fokuseret direkte på punktet for presserulleme, der stødte mod hinanden. Søminderstrimlen blev ført centreret hen til stødfugen på yderkanterne af tekstilbanen.

Den yderligere bane blev sammensvejset på lignende vis, imidlertid ved hjælp af ultralyd. I forbindelse med sammensvejsningen blev temperaturen målt på det sted, hvor laserstrålen ramte, henholdsvis i ultralydens indvirkningsområde og meldt tilbage til laserstrålens henholdsvis ultralydssvejseapparatets effektregulering for altid at opnå en konstant temperatur på 170 °C (omtrent 5 °C over smeltepunktet for polypropylen). Derefter blev en 40 mm bred sømyderstrimmel af et 150 pm tykt PVC-materiale inden for et yderligere trin af tætningsbåndssvejsningen ligesom søminderstrimlen på den nu sammenlagte slange med centreret søm lagt centreret på sømmen og inden udførelsen ved hjælp af to presseruller, der støder mod hinanden, med samme parametre som ovenfor svejset fast - ved den ene bane ved hjælp af laser og ved den anden bane ved hjælp af ultralyd. Også her blev temperaturen ved svejsestedet målt uafbrudt og effekten af laseren henholdsvis af ultralyden uafbrudt reguleret tilsvarende til den ovenfor nævnte temperatur. Slangen blev derefter imprægneret med en ikke hærdet polyesterharpiks.

Den på denne måde opnåede slange blev derefter med belægningssiden udad spændt rundt om omfanget af et oversavet lodret stående plastrør, der var noget større end diameteren af slangen. Dette første trin blev gennemført på en sådan måde, at slangen ifølge opfindelsen nu over en bredde på 10 cm af rørets endestykke med sin ubelagte side spændte rundt om røret. Derefter blev et stykke af slangen krænget ind i røret og den på den måde opståede lomme fyldt med vand. På grund af den på denne måde opståede tyngdekraft blev resten af slangen trukket ind i røret på en såddan måde, at den ubelagte yderside af slangen lå tæt op til rørets indvendige væg. I røret, der nu var fyldt fuldstændigt med vand og foret med slangen, blev vandet nu opvarmet så meget, at polyesterharpiksen, der indtil nu ikke var hærdet, blev hærdet. Det på denne måde behandlede rør var nu tætnet permanent og dermed saneret.

Claims (7)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af en slange til sanering af rør af et i det mindste delvist termoplastisk tekstilmateriale, ved hvilken man svejser de to yderkanter af i det mindste en bane af et i det mindste delvist termoplastisk tekstilmateriale sammen ved hjælp af ultralydssvejsning og/eller lasersvejsning, idet man sammensvejser baner af det termoplastiske tekstilmateriale i en tykkelse inden for et område på 3 til 12 mm, og idet man i forbindelse med sammensvejsningen af banerne af det i det mindste delvist termoplastiske tekstilmateriale til en slange udfører sammensvejsningen på en sådan måde, at der opstår en uafbrudt svejsesøm med en bredde inden for et område på 25 til 40 mm.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendetegnet ved, at man som tekstilmateriale anvender et fibermateriale.

3. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 eller 2, kendetegnet ved, at man sammensvejser flere baner af det i det mindste delvist termoplastiske tekstilmateriale til en slange i flere lag.

4. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at man fremstiller en slange med en diameter inden for et område på 50 til 3000 mm, særligt inden for et område på 150 til 1500 mm.

5. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 til 4, kendetegnet ved, at man i forbindelse med sammensvejsningen måler temperaturen ved svejsesømmen og efterregulerer effekten af laseren og/eller af ultralyden automatisk på en sådan måde, at temperaturen ved svejsesømmen højst afviger 3 % fra en forudindstillet nominel værdi.

6. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 til 5, kendetegnet ved, at man anvender baner af det i det mindste delvist termoplastiske tekstilmateriale, der på den senere yderside af den tilvejebragte slange har en belægning af et materiale, der udvælges fra polyurethan, polypropylen, polyethylen og/eller polyvinylchlorid.

7. Fremgangsmåde til sanering af rør, kendetegnet ved, at man imprægnerer en slange, der er fremstillet efter fremgangsmåden ifølge et af kravene 1 til 6, med en endnu ikke hærdet polymer, som røret, der skal saneres, føres ind i, og efterfølgende hærder polymeren, der endnu ikke er hærdet, for at opnå det sanerede rør.