EP2173498A2 - Verfahren zur beschichtung der innenwände von rohren und hierfür geeignete vorrichtung - Google Patents

Verfahren zur beschichtung der innenwände von rohren und hierfür geeignete vorrichtung

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EP2173498A2
EP2173498A2 EP08760992A EP08760992A EP2173498A2 EP 2173498 A2 EP2173498 A2 EP 2173498A2 EP 08760992 A EP08760992 A EP 08760992A EP 08760992 A EP08760992 A EP 08760992A EP 2173498 A2 EP2173498 A2 EP 2173498A2
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EP
European Patent Office
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heating
cooling
tube
coating
cooling device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08760992A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Arndt
Jens Dahl Jensen
Ursus KRÜGER
Gabriele Winkler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2173498A2 publication Critical patent/EP2173498A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/06—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00 specially designed for treating the inside of hollow bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0254—After-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16L2101/10—Treating the inside of pipes
    • F16L2101/16—Coating by application of fluent materials, e.g. painting

Definitions

  • the invention relates to a method for coating the inner walls of pipes, in which a fluid containing the coating material is introduced into the pipe.
  • a fluid containing the coating material is introduced into the pipe.
  • the tube is locally brought to a temperature necessary for the formation of the coating with a movable heating device until the layer formation process is concluded lo ⁇ cal.
  • the heating device is moved on until the layer to be formed has been completed, ie, the pipe is gradually heated in the entire inner area to be coated.
  • the remaining fluid is removed from the tube again.
  • the fluid must be suitable as a carrier for the coating material. It can be both liquid and gas ⁇ shaped. It is also possible that the fluid is exclusively formed by the coating material itself, which is deposited by the heat treatment of the tube directly on the inner walls.
  • the object of the invention is to provide a method for coating inner walls of pipes, with which the layer formation process can be comparatively well influenced.
  • a plurality of heating devices and cooling devices are used simultaneously.
  • a film forming process of the tube can vorgenom ⁇ men are at several locations simultaneously, the processing time can be advantageously reduced, for example, in long tubes.
  • the Schut. Cooling devices can also be arranged in a cascade, that is, alternately heating and cooling devices on along the pipe wall, so that a coating process is repeated. This is particularly advantageous if only thin coating thicknesses can be generated with the layer formation process, so that it must be repeated several times. This advantageously reduces the duration of the process.
  • the rate is chosen taking into account the required ⁇ local heating and cooling duration tube to be moved. This means that the length of the heating or cooling device in the direction of movement must be matched to the speed of movement, that a certain
  • the aspect ratio Zvi ⁇ rule heating and cooling device must be such that it corresponds to the ratio of the required time intervals for the Schubehand ⁇ lung or the cooling treatment.
  • a continuous movement of the heating or cooling device has the advantage that the local layer structure also takes place continuously and so a seamless coating over the entire tube length can be generated.
  • the method is particularly advantageous when precursors of a ceramic are contained in the fluid, which are chemically converted to form the metal-forming metal compound to form the layer.
  • Such coatings which have become known under the name C3 Coatings read ⁇ sen to recruit various excellent layer properties, with these properties only at a precise compliance with the required Schichtöns- Generate parameters. Therefore, the use of an additional cooling device to the heater in the production of these types of coatings is particularly advantageous.
  • precursors for the ceramic which are often referred to as precursor, include the substances that make up the ceramic material of the trainee layer and further contain components that, in the context of the chemical conversion occurring during the heat treatment of the coating substance, crosslink lead ceramic material. Examples of ceramic precursors can be found in the documents listed in the prior art and must be selected depending on the application.
  • the ceramic to be formed consists of an oxide and / or a nitride and / or an oxynitride.
  • the formation of oxides, nitrides or oxi- nitrides can advantageously produce particularly stable layers.
  • the precursors of such ceramics need the elements N or O for the formation of the oxide, nitridic or oxinitridischen ceramic provide.
  • the invention relates to a device suitable for coating the tubes under heat treatment.
  • Such a device is described in the aforementioned US 2005/0255240 Al.
  • This device consists of a heating sleeve whose inner diameter is greater than the outer diameter of the pipe to be coated. Therefore, this can be performed along the pipe, whereby a heat ⁇ treatment is possible.
  • the heat takes place out of the Au ⁇ .seite of the pipe to the inside, so that the heat is brought ⁇ influences the film formation process on the inside of the tube.
  • the object of the invention is to provide a device for supporting a film forming process on the inner ⁇ side of pipes, which allows a relatively accurate management of the required temperature profile.
  • This object is achieved by providing a combined heating and cooling device for a pipe having at least one heating area and at least one cooling area, wherein these areas are arranged one behind the other in the direction of the longitudinal extent of the tube.
  • Both the Schube ⁇ rich and the cooling region are according to the invention in such a manner adapted to the cross section of the tube, that the heating and the cooling in the area of influence of the heating and the cooling zone on the periphery of the tube are uniform. This is of particular importance when the pipes to be coated do not have a circular cross-section. For example, if the cross section is rectangular, so must the heating area and the cooling area follow this contour at least substantially.
  • An embodiment of this invention provides that in each case a cooling area is arranged at the ends of the heating and cooling device. In other words, compared to the number of heaters, one more cooling device is provided. This has the advantage that the heating and cooling device can be guided along the pipe wall in both possible directions. In both directions, first the heating and then the cooling has to take place, so that the cooling area has to be behind the heating area when viewed in the direction of movement. This is advantageous in the embodiment addressed.
  • the heating and cooling device may be formed as a sleeve surrounding the tube.
  • the heating anddevorrich- tung is designed as a probe for the interior of the tube.
  • the collar-shaped heating and cooling device is be ⁇ preferably represent pipes with a small cross section, while the special denförmige heating and cooling device may preferably be used for pipes with a sufficiently large cross-section.
  • the soniform heating and cooling device also has the advantage that it can also be used in already installed pipe systems, since it can be moved unhindered inside the pipe even over longer sections of the pipeline. A cuff could namely because of Pipe suspensions of the piping system can not be moved unhindered.
  • a probe-shaped heating and cooling device can be developed advantageously by a supply device for the fluid is integrated in the probe, with which a fluid flow can be directed to the inner wall of the tube.
  • a supply device for the fluid is integrated in the probe, with which a fluid flow can be directed to the inner wall of the tube.
  • FIG. 1 schematically shows an exemplary embodiment of the method according to the invention with an exemplary embodiment of a sleeve-type heating and cooling device
  • Figure 2 shows another embodiment of the erfindungsge ⁇ MAESSEN method using an execution ⁇ example of the probe-shaped heating and cooling device according to the invention
  • FIG. 3 to 5 different embodiments of he ⁇ inventive heating and cooling device According to Figure 1, a straight tube 11 is Darge ⁇ represents, which is received for the purpose of coating the inner walls, not shown in a coating device. For this purpose, there is a mounted in a stationary bearing 12 jig 13, which can be offset by means of a motor drive 14 in rotary motion. In this clamping device 13, the tube 11 is inserted with its one end.
  • the other end of the tube is located in a container 15 for a coating material-containing liquid 16. This can be fed by means of a feed line 17 using a pump 18 in the jig and then passes through the pipe to be coated back into the container 15th
  • a heating and cooling device in the form of a collar 19 is provided, which surrounds the tube 11 locally.
  • the sleeve 19 along the indicated double arrow 20 are guided along the pipe, wherein in the heating and cooling sleeve each have a heating area 21 and seen in the direction of travel to this following cooling area 22 are used , Since a cooling region 22 is provided at both ends of the sleeve, the sleeve can be operated in both directions of the double arrow 20, whereby always first a local heating and then a local cooling can take place.
  • the heating and cooling device it would also be possible, as indicated by dot-dash lines, to use a single heating device 23 and cooling device 24. These are also constructed cuff-like in the manner already described, whereby they can be pushed independently of one another onto the tube. It is also possible to use any number of individual heating devices 23 and cooling devices 24, similar to a modular principle.
  • FIG. 2 schematically shows a part of a pipeline system with the pipe 11 as a section.
  • a heating and cooling device 19 is inserted, which consists of two series-connected probes 25.
  • These probes 25 are connected to a supply line 26 and have rollers 27, with which they can be performed with a constant distance to the inner walls of the tube.
  • These rollers are shown sche ⁇ matically, with at a round tube cross-section at the periphery of the probes at least three rollers at an angle of 120 ° to each other are necessary.
  • four rollers are provided on the circumference at an angle of 90 ° to each other.
  • the probes 25 have, analogously to the manner described in FIG. 1, a heating region 21 in each case in the middle and two cooling regions 22 at the ends.
  • the supply line 26 By means of the supply line 26, the probes can be pushed into the line system and then pulled out again.
  • the supply pipe 26 must have sufficient rigidity to ⁇ , which must be performed in addition sufficiently flexible, when curvatures are provided in the piping system.
  • the probes are supplied with an energy required for heating or cooling.
  • nozzle openings not shown in detail are provided in the probes, through which a liquid coating material can be nebulized.
  • the spray 28 is directed to the inner wall to be coated 29 of the tube 11, being provided for supplying the coating material in theéesslei ⁇ tung a liquid line.
  • FIG. 3 shows the possible structure of a probe schematically, the rollers 27 are not shown.
  • the heating region 21 and the cooling areas 22 are for example made of copper to provide a good heat conduction and heat capacity to be granted slightest ⁇ th. Between the heating section 21 and the cooling areas 22 Peltier elements 30 are arranged, on the one hand for heating the heating region 21 and on the other hand for cooling the cooling regions 22 serve.
  • the supply line 26 can be seen, which opens into a bore 31, which allows the supply of the Be MrsungsfIu- ides to the nozzle 32.
  • a sleeve-like heating anddevor ⁇ direction is shown. This has in the cooling areas 22 cooling channels 33, which can be supplied by means of an indicated line ⁇ system 34 with a coolant.
  • the heating regions 21 are shipping ⁇ hen with electric heating wires 35th Overall, two heating areas 21 and threedeberei ⁇ che 22 are provided.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a soniform heating and cooling device.
  • This has a UV lamp 36, with the aid of UV radiation as heating ⁇ energy in a broader sense, a layer formation process can be provided.
  • the probe cooling channels 33 are further provided.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Beschichtung von Innenwänden von Rohren (11) sowie eine zur Beschichtung geeignete Beschichtungsvorrichtung vorgestellt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei dem Verfahren eine kombinierte Heiz- und Kühlvor- richtung (19) verwendet wird, die Heizbereiche (21) und Kühlbereiche (22) aufweist. Diese Vorrichtung kann entlang des zu beschichtenden Rohres (11) geführt werden, wobei im Rohrinneren ein den Beschichtungswerkstof f enthaltendes Fluid (16) zugeführt wird. Durch die kombinierte Heiz- und Kühlbehandlung des Rohres wird der Schichtbildungsprozess unterstützt. Der Kühlvorgang wird im Unterschied zum Stand der Technik durch den Einsatz des Kühlbereiches (22) einem gewünschten Profil unterworfen und nicht dem Zufall überlassen.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Beschichtung der Innenwände von Rohren und hierfür geeignete Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung der Innenwände von Rohren, bei dem ein den Beschichtungswerkstoff enthaltendes Fluid in das Rohr eingeleitet wird. Während der Beschichtung wird das Rohr mit einer beweglichen Heizvorrich- tung lokal auf eine zur Ausbildung der Beschichtung erforderliche Temperatur gebracht, bis der Schichtbildungsprozess lo¬ kal abgeschlossen ist. Dann wird die Heizvorrichtung so lange weiterbewegt, bis die zu bildende Schicht fertig gestellt ist, d. h. dass nach und nach das Rohr im gesamten zu be- schichtenden Innenbereich erhitzt wird. Nach erfolgter Beschichtung wird das verbleibende Fluid wieder aus dem Rohr entfernt. Das Fluid muss sich als Träger für den Beschichtungswerkstoff eignen. Es kann sowohl flüssig als auch gas¬ förmig sein. Auch ist es möglich, dass das Fluid ausschließ- lieh durch den Beschichtungswerkstoff selbst gebildet wird, wobei dieser durch die Wärmebehandlung des Rohres direkt auf den Innenwänden abgeschieden wird.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist beispielsweise in der US 2005/0255240 Al beschrieben, wobei Rohre mit einem verhältnismäßig engen Querschnitt von innen beschichtet wer¬ den sollen. Zu diesem Zweck werden diese Rohre in eine den Beschichtungswerkstoff enthaltende Lösung eingetaucht, wobei diese aufgrund der wirkenden Kapillarkräfte in die Rohre hin- eingesogen wird. Dieser Prozess kann durch Anlegen eines Vakuums an das freie Ende der Rohre noch unterstützt werden. Sobald das Rohr mit dem Fluid gefüllt ist, wird mittels einer Manschette, die das Rohr umgibt, Wärmeenergie in dieses ein¬ getragen, wobei mit dieser Behandlung am freien, d. h. nicht in das Fluid eintauchenden Ende begonnen wird. Das Lösungs¬ mittel wird auf diese Weise verdampft und verlässt das Rohr nach oben, während das in dem Lösungsmittel gelöste Polymer auf den Innenwänden des Rohres abgeschieden wird. Wenn die Heizmanschette am gegenüberliegenden Ende des Rohres angekom¬ men ist, ist der Beschichtungsvorgang abgeschlossen und die Schicht vervollständigt. Sobald die Manschette eine Stelle des Rohres lokal erwärmt hat und weitergeführt wird, kühlt die betreffende Stelle wieder auf Raumtemperatur ab.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Beschich- tung von Innenwänden von Rohren anzugeben, mit dem sich der Schichtbildungsprozess vergleichsweise gut beeinflussen lässt .
Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Verfahren er¬ findungsgemäß dadurch gelöst, dass die lokale Abkühlung des Rohres nach erfolgter Schichtbildung durch eine bewegliche Kühleinrichtung unterstützt wird. Dies bedeutet, dass nicht nur der Erwärmungsprozess mittels der Heizeinrichtung durch Modifikation der Beschichtungsparameter gezielt beeinflusst werden kann, sondern auch der Abkühlvorgang. Dies ist bei Schichten von Vorteil, deren Eigenschaften von der Abkühlgeschwindigkeit abhängen. Hierdurch lässt sich daher vorteil- haft der Schichtbildungsprozess zusätzlich beeinflussen.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass mehrere Heizeinrichtungen und Kühleinrichtungen gleichzeitig zum Einsatz kommen. Hierdurch kann an mehreren Stellen gleichzeitig ein Schichtbildungsprozess des Rohres vorgenom¬ men werden, wobei beispielsweise bei langen Rohren die Verfahrensdauer vorteilhaft verringert werden kann. Die Heizbzw. Kühleinrichtungen können auch kaskadenartig angeordnet sein, d. h., dass abwechselnd Heiz- und Kühleinrichtungen an der Rohrwand entlanggeführt werden, so dass ein Beschich- tungsprozess wiederholt erfolgt. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn sich mit dem Schichtbildungsprozess lediglich dünne Beschichtungsdicken erzeugen lassen, so dass dieser mehrfach wiederholt werden muss. Hierdurch lässt sich die Verfahrensdauer vorteilhaft verringern.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die mindestens eine Kühleinrichtung und die mindestens eine Heiz- einrichtung kontinuierlich entlang der Längsausdehnung des
Rohres bewegt werden, wobei die Geschwindigkeit unter Berück¬ sichtigung der erforderlichen lokalen Heiz- und Kühldauer gewählt wird. Dies bedeutet, dass die Länge der Heiz- bzw. Kühleinrichtung in Bewegungsrichtung so auf die Bewegungsge- schwindigkeit abgestimmt werden muss, dass ein bestimmter
Punkt auf der Rohrwand während des geforderten Zeitintervalls unterhalb der sich über die Rohrwand wegbewegenden Heiz- bzw. Kühleinrichtung liegt. Auch muss das Längenverhältnis zwi¬ schen Heiz- und Kühleinrichtung so bemessen sein, dass es dem Verhältnis der geforderten Zeitintervalle für die Heizbehand¬ lung bzw. die Kühlbehandlung entspricht. Eine kontinuierliche Bewegung der Heiz- bzw. Kühleinrichtung hat den Vorteil, dass der lokale Schichtaufbau ebenfalls kontinuierlich erfolgt und so eine übergangslose Beschichtung über die gesamte Rohrlänge erzeugbar ist.
Besonders vorteilhaft ist das Verfahren, wenn in dem Fluid Vorstufen einer Keramik enthalten sind, die unter Ausbildung der Schicht chemisch zu einer die Keramik bildenden Metall- Verbindung umgewandelt werden. Derartige Beschichtungen, die auch unter dem Namen C3-Coatings bekannt geworden sind, las¬ sen die Einstellung von verschiedenen hervorragenden Schichteigenschaften zu, wobei sich diese Eigenschaften nur bei einer genauen Einhaltung der erforderlichen Schichtbildungs- Parameter erzeugen lassen. Daher ist die Verwendung einer zusätzlichen Kühleinrichtung zur Heizeinrichtung bei der Herstellung dieser Beschichtungstypen besonders vorteilhaft.
Das Verfahren des Auftragens von keramischen Vorstufen auf metallische Bauteile zwecks Ausbildung keramischer Schichten auf diesen Bauteilen ist an sich bekannt, und wird beispiels¬ weise in der US 2002/0086111 Al, der WO 2004/013378 Al, der US 2002/0041928 Al, der WO 03/021004 Al und der WO 2004/104261 Al beschrieben. Die in diesen Dokumenten beschriebenen Verfahren beschäftigen sich mit der Herstellung von keramischen Beschichtungen auf Bauteilen im allgemeinen, wobei zur Schichterzeugung keramische Vorstufen der zu erzeugenden Keramiken verwendet werden, die nach einem Aufbringen durch eine Wärmebehandlung zu der auszubildenden Keramik umgewandelt werden.
Die Vorstufen für die Keramik, die häufig auch als Precursor bezeichnet werden, beinhalten die Stoffe, aus denen sich der keramische Werkstoff der auszubildenden Schicht zusammensetzt und weisen weiterhin Bestandteile auf, die im Rahmen der bei der Wärmebehandlung des Besichtungsstoffes ablaufenden chemischen Umwandlung zu einer Vernetzung des keramischen Werkstoffes führen. Beispiele für keramische Vorstufen lassen sich den aufgeführten Dokumenten aus dem Stand der Technik entnehmen und müssen in Abhängigkeit des Anwendungsfalles ausgewählt werden.
Es ist beispielsweise möglich, dass die zu bildende Keramik aus einem Oxid und/oder einem Nitrid und/oder einem Oxinitrid besteht. Durch die Bildung von Oxiden, Nitriden oder Oxi- nitriden lassen sich vorteilhaft besonders stabile Schichten erzeugen. Die Vorstufen solcher Keramiken müssen die Elemente N bzw. O zur Ausbildung der oxidischen, nitridischen oder oxinitridischen Keramik zur Verfügung stellen.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine zur Beschichtung der Rohre unter Wärmebehandlung geeignete Vorrichtung.
Eine solche Vorrichtung ist in der eingangs genannten US 2005/0255240 Al beschrieben. Diese Vorrichtung besteht aus einer Heizmanschette, deren Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des zu beschichtenden Rohres. Daher kann diese entlang des Rohres geführt werden, wodurch eine Wärme¬ behandlung möglich wird. Der Wärmeeintrag erfolgt von der Au¬ ßenseite des Rohres zur Innenseite hin, so dass die einge¬ brachte Wärme den Schichtbildungsprozess auf der Innenseite des Rohres beeinflusst.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Schichtbildungsprozesses auf der Innen¬ seite von Rohren anzugeben, die eine verhältnismäßig genaue Führung des erforderlichen Temperaturprofils ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Bereitstellung einer kombinierten Heiz- und Kühlvorrichtung für ein Rohr mit mindestens einem Heizbereich und mindestens einem Kühlbereich gelöst, wobei diese Bereiche in Richtung der Längsausdehnung des Rohres hintereinander angeordnet sind. Sowohl der Heizbe¬ reich als auch der Kühlbereich sind erfindungsgemäß derart an den Querschnitt des Rohres angepasst, dass die Erwärmung und die Abkühlung im Einflussbereich des Heizbereiches und des Kühlbereiches über den Umfang des Rohres gleichmäßig sind. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die zu be¬ schichtenden Rohre keinen Kreisquerschnitt aufweisen. Wenn der Querschnitt beispielsweise rechteckig ist, so muss auch der Heizbereich und der Kühlbereich dieser Kontur zumindest im Wesentlichen folgen.
Eine Ausgestaltung dieser Erfindung sieht vor, dass an den Enden der Heiz- und Kühlvorrichtung jeweils ein Kühlbereich angeordnet ist. Mit anderen Worten wird im Vergleich zur Anzahl der Heizvorrichtungen eine Kühlvorrichtung mehr vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass die Heiz- und Kühlvorrichtung in beiden möglichen Richtungen an der Rohrwand entlang ge- führt werden kann. In beiden Richtungen muss nämlich zunächst die Heizung und dann die Kühlung erfolgen, so dass der Kühlbereich in Bewegungsrichtung gesehen hinter dem Heizbereich liegen muss. Dies ist bei der angesprochenen Ausführungsform vorteilhaft der Fall.
Es ist auch vorteilhaft, mehrere Heizbereiche und Kühlberei¬ che hintereinander anzuordnen. Hierdurch wird es, wie bereits erläutert, möglich, einen kaskadenartigen Schichtaufbau zu erzeugen und dabei lediglich einmal die Heiz- und Kühlvor- richtung an der Rohrwand entlang zu führen.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Heiz- und Kühlvorrichtung als das Rohr umgebende Manschette ausgebildet sein. Eine an¬ dere Ausgestaltung sieht vor, dass die Heiz- und Kühlvorrich- tung als Sonde für das Innere des Rohres ausgebildet ist. Die manschettenförmige Heiz- und Kühlvorrichtung eignet sich be¬ vorzugt für Rohre mit geringem Querschnitt, während die son- denförmige Heiz- und Kühlvorrichtung bevorzugt für Rohre mit genügend großem Querschnitt zum Einsatz kommen kann. Die son- denförmige Heiz- und Kühlvorrichtung hat weiterhin den Vorteil, dass sie auch in bereits installierten Rohrsystemen Anwendung finden kann, da sie ungehindert im Rohrinneren auch über größere Streckenabschnitte der Rohrleitung verschoben werden kann. Eine Manschette könnte nämlich aufgrund der Rohraufhängungen des Rohrleitungssystems nicht ungehindert verschoben werden.
Eine sondenförmige Heiz- und Kühlvorrichtung kann vorteilhaft weitergebildet werden, indem in die Sonde eine Zuführvorrichtung für das Fluid integriert ist, mit der ein Fluidstrom auf die Innenwand des Rohres gerichtet werden kann. Hierdurch wird es vorteilhaft möglich, das Fluid lokal genau an der Stelle in das Innere des Rohres einzuleiten, wo auch der Be- Schichtungsvorgang erfolgt. Insbesondere bei größeren Rohrleitungssystemen kann hierdurch eine verhältnismäßig Material sparende Beschichtung vorgenommen werden, weil nicht das gesamte Rohrsystem mit dem Fluid geflutet werden muss.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszei¬ chen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen:
Figur 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens mit einem Ausführungsbeispiel einer manschettenartigen Heiz- und Kühlvorrichtung,
Figur 2 ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens unter Einsatz eines Ausführungs¬ beispiels der erfindungsgemäßen sondenförmigen Heiz- und Kühlvorrichtung und
Figur 3 bis 5 verschiedene Ausführungsbeispiele für die er¬ findungsgemäße Heiz- und Kühlvorrichtung. Gemäß Figur 1 ist ein gerade verlaufendes Rohr 11 darge¬ stellt, welches zwecks Beschichtung der nicht dargestellten Innenwände in eine Beschichtungsvorrichtung aufgenommen ist. Hierfür gibt es eine in einem ortsfesten Lager 12 gelagerte Einspannvorrichtung 13, welche mittels eines motorischen Antriebs 14 in Drehbewegung versetzt werden kann. In diese Einspannvorrichtung 13 ist das Rohr 11 mit seinem einen Ende eingesetzt .
Das andere Ende des Rohres befindet sich in einem Behälter 15 für eine den Beschichtungswerkstoff enthaltende Flüssigkeit 16. Diese kann mittels einer Speiseleitung 17 unter Einsatz einer Pumpe 18 in die Einspannvorrichtung eingespeist werden und läuft anschließend durch das zu beschichtende Rohr zurück in den Behälter 15.
Durch die Drehbewegung des Rohres ist gewährleistet, dass der gesamte Innenumfang des Rohres zumindest zeitweise mit der Flüssigkeit 16 benetzt wird. Um einen Beschichtungsvorgang, d. h. eine Abscheidung des Beschichtungswerkstoffes aus der Flüssigkeit einzuleiten, ist eine Heiz- und Kühlvorrichtung in Form einer Manschette 19 vorgesehen, die das Rohr 11 lokal umgibt. Mittels eines nicht näher dargestellten Linearantrie¬ bes kann die Manschette 19 entlang des angedeuteten Doppel- pfeils 20 an dem Rohr entlang geführt werden, wobei bei der Heiz- und Kühlmanschette jeweils ein Heizbereich 21 und ein in Verfahrrichtung gesehen auf diesen folgender Kühlbereich 22 zum Einsatz kommen. Da jeweils an beiden Enden der Manschette ein Kühlbereich 22 vorgesehen ist, kann die Man- schette in beiden Richtungen des Doppelpfeils 20 betrieben werden, wobei immer erst eine lokale Erwärmung und dann eine lokale Abkühlung erfolgen kann. Alternativ zum Einsatz der Heiz- und Kühlvorrichtung wäre es, wie strichpunktiert angedeutet, auch möglich, eine einzelne Heizeinrichtung 23 und Kühleinrichtung 24 zu verwenden. Diese sind ebenfalls in der bereits beschriebenen Weise manschet- tenartig aufgebaut, wobei diese unabhängig voneinander auf das Rohr geschoben werden können. Es ist auch möglich, ähnlich einem Baukastenprinzip beliebig viele einzelne Heizeinrichtungen 23 und Kühleinrichtungen 24 zu verwenden.
In Figur 2 ist schematisch ein Teil eines Rohrleitungssystems mit dem Rohr 11 als Schnitt dargestellt. In dieses ist eine Heiz- und Kühleinrichtung 19 eingeschoben, welche aus zwei in Reihe geschalteten Sonden 25 besteht. Diese Sonden 25 sind mit einer Versorgungsleitung 26 verbunden und weisen Rollen 27 auf, mit denen sie mit konstantem Abstand zu den Innenwänden des Rohres geführt werden können. Diese Rollen sind sche¬ matisch dargestellt, wobei bei einem runden Rohrquerschnitt am Umfang der Sonden mindestens drei Rollen in einem Winkel von jeweils 120° zueinander notwendig sind. Im Ausführungs- beispiel gemäß Figur 2 sind vier Rollen am Umfang mit einem Winkel von jeweils 90° zueinander vorgesehen.
Die Sonden 25 weisen analog zur in Figur 1 beschriebenen Weise jeweils in der Mitte einen Heizbereich 21 und an den Enden zwei Kühlbereiche 22 auf. Mittels der Versorgungsleitung 26 können die Sonden in das Leitungssystem hineingeschoben und anschließend wieder herausgezogen werden. Die Versorgungsleitung 26 muss hierfür eine genügende Steifigkeit auf¬ weisen, wobei diese zusätzlich genügend flexibel ausgeführt sein muss, wenn in dem Rohrleitungssystem Krümmungen vorgesehen sind. Durch die Versorgungsleitung werden die Sonden mit einer zur Heizung bzw. Kühlung erforderlichen Energie versorgt . Weiterhin sind in den Sonden nicht näher dargestellte Düsenöffnungen vorgesehen, durch die ein flüssiger Beschichtungs- stoff vernebelt werden kann. Der Sprühstrahl 28 ist auf die zu beschichtende Innenwand 29 des Rohres 11 gerichtet, wobei zum Zuführen des Beschichtungsstoffes in der Versorgungslei¬ tung auch eine Flüssigkeitsleitung vorgesehen ist.
Figur 3 zeigt den möglichen Aufbau einer Sonde schematisch, wobei die Rollen 27 nicht dargestellt werden. Der Heizbereich 21 sowie die Kühlbereiche 22 sind beispielsweise aus Kupfer um eine gute Wärmeleitung sowie Wärmekapazität zu gewährleis¬ ten. Zwischen dem Heizbereich 21 und den Kühlbereichen 22 sind Peltier-Elemente 30 angeordnet, welche einerseits zur Aufheizung des Heizbereichs 21 und andererseits zur Kühlung der Kühlbereiche 22 dienen.
Weiterhin ist die Versorgungsleitung 26 zu sehen, die in eine Bohrung 31 mündet, welche die Zuleitung des BeschichtungsfIu- ides zu den Düsen 32 ermöglicht.
Gemäß Figur 4 ist eine manschettenartige Heiz- und Kühlvor¬ richtung dargestellt. Diese weist in den Kühlbereichen 22 Kühlkanäle 33 auf, die mittels eines angedeuteten Leitungs¬ systems 34 mit einem Kühlmittel versorgt werden können. Die Heizbereiche 21 sind mit elektrischen Heizdrähten 35 verse¬ hen. Insgesamt sind zwei Heizbereiche 21 und drei Kühlberei¬ che 22 vorgesehen.
In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine son- denförmige Heiz- und Kühlvorrichtung dargestellt. Diese weist eine UV-Lampe 36 auf, mit deren Hilfe UV-Strahlung als Heiz¬ energie im weiteren Sinne einem Schichtbildungsprozess zur Verfügung gestellt werden kann. In der Sonde sind weiterhin Kühlkanäle 33 vorgesehen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Beschichtung der Innenwände von Rohren (11), bei dem - ein den Beschichtungswerkstoff enthaltendes Fluid in das Rohr (11) eingeleitet wird,
- das Rohr (11) mit einer beweglichen Heizeinrichtung (23) lokal auf eine zur Ausbildung der Beschichtung erforderliche Temperatur gebracht wird, bis der Schichtbildungspro- zess lokal abgeschlossen ist, und die Heizvorrichtung (23) solange weiterbewegt wird bis die zu bildende Schicht fer¬ tig gestellt ist, und
- das verbleibende Fluid aus dem Rohr (11) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Abkühlung des Rohres nach erfolgter Schicht¬ bildung durch eine bewegliche Kühleinrichtung (24) unterstützt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Heizeinrichtungen (23) und Kühleinrichtungen (24) gleichzeitig zum Einsatz kommen.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kühleinrichtung (24) und die mindes¬ tens eine Heizeinrichtung (23) kontinuierlich entlang der Längsausdehnung des Rohres bewegt werden, wobei die Geschwindigkeit unter Berücksichtigung der erforderlichen lokalen Heiz- und Kühldauer gewählt wird.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fluid Vorstufen für eine Keramik enthalten sind, die unter Ausbildung der Schicht chemisch zu einer die Keramik bildenden Metallverbindung umgewandelt werden.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid flüssig ist und das Rohr (11) einen geraden Verlauf hat wobei das Rohr (11) in einem Winkel von mehr als 0° und höchstens 90° zur Erdbeschleunigung gehalten und wäh- rend der Beschichtung gedreht wird.
6. Kombinierte Heiz- und Kühlvorrichtung für ein Rohr (11) mit mindestens einem Heizbereich (21) und mindestens einem Kühlbereich (22), die in Richtung der Längsausdehnung des Rohres hintereinander angeordnet sind, wobei sowohl der Heiz¬ bereich (21) als auch der Kühlbereich (22) derart an den Querschnitt des Rohres angepasst sind, dass die Erwärmung und die Abkühlung im Einflussbereich des Heizbereiches (21) und des Kühlbereiches (22) über den Umfang des Rohres gleichmäßig sind.
7. Heiz- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an deren Enden jeweils eine Kühlvorrichtung angeordnet ist.
8. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder
7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Heizbereiche (21) und Kühlbereiche (22) hinter- einander angeordnet sind.
9. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass diese als das Rohr umgebende Manschette (19) ausgebildet ist .
10. Heiz- und Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Sonde (25) für das Innere des Rohres ausgebil¬ det ist.
11. Heiz- und Kühlvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Sonde (25) eine Zuführvorrichtung (26) für das Fluid integriert ist, mit der ein Fluidstrom auf die Innen¬ wand des Rohres (11) gerichtet werden kann.
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