NL7907481A - Werkwijze voor het bekleden van een pijp. - Google Patents

Description

'r * ·*ί * ίίν 8hpl

Titel: Werkwijze "voor het bekleden Tan een pijp.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bekleden van een metalen pijp, in het bijzonder een stalen pijp, zoals deze wordt gebruikt in pijpleidingen voor het transport van gas of olie.

5 Heeds is voorgesteld op de metalen pijp een roestwerende bekleding aan te brengen door allereerst een laag afdichtend mastiek of thermoplastische kleefstof of een warmt eis olerend middel op de pijp aan te brengen terwijl deze al dan niet wordt verhit, gevolgd door het extruderen van een band thermoplastisch materiaal en een 10 schroeflijnvormige omhulling met een overlap in een of meer lagen op de eerstbedoelde bekleding, zoals beschreven in de .Amerikaanse octrooischriften 3.6l6.006, 3.687.765 en 3.823.0^-5.

Verder is het gebruikelijk op een dergelijke metalen pijp een hechtlaag aan te brengen, gevolgd door een schroeflijnvormige 15 omhulling uit een niet poreuze, roestwerende band uit een^thermo-plast tezamen met een kleefstof alsmede een tweede schroeflijnvormige omhulling uit het thermoplastische vel op de eerste laag voor het verkrijgen van een bescherming van bedoelde laag tegen schuren of scheuren, hetzij tijdens transport van de pijp of bij het 20 leggen en het waterdicht maken van een geul. De tweede schroef lijnvormige omhulling wordt in een dergelijk geval op zijn plaats gehouden hetzij door een bekleding uit drukgevoelige kleefstof boven de eerste schroeflijnvormige omhulling of door het warm aan elkaar lassen of door kleefstof hechten van de randen van de buitenste 25 schroeflijnvormige laag in zichzelf en/of aan de onderliggende laag.

Ook is reeds voorgesteld een bekledingslaag aan te brengen door de stalen pijp te verhitten en deze in contact te brengen met thermo-hardende harspoeder zodanig, dat een epoxyharspoeder aan het pijp-cppervlak hecht, waarna de pijp vervolgens weder cm wordt verhit 30 cm de epoxyharsdeeltjes op het pijpoppervlak te sinteren of te doen smelten en verharden. Dergelijke bekledingen hebben echter de neiging dunne of poreuze plekken te vormen wanneer het sinteren of 790 74 81 * ff 2 het smelten van de deeltjes niet geheel voltooid is. Het door extrusie bekleden van pijpen is reeds beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 2.820.21*9.

Voor een effectieve roesteering is het echter noodzakelijk 5 er zeker van te zijn dat de eerste bekleding vrij is van poriën en dunne plekken. Dit geldt ook in die gevallen dat een gelijkstroom-potentiaal na het leggen van de pijp daarop gezet wordt teneinde een kathodische bescherming te verkrijgen tegen roest, aangezien gevonden werd dat door de aanwezigheid van poriën dit leidt tot het · 10 ontwikkelen van waterstofgas en hydroxylionen als gevolg van de eleetrolytische werking, waardoor de hechting wordt verstoord en de bekleding langzamerhand los van de pijp komt. De noodzaak dunne plekken en poriën in de bekleding te vermijden maakt het moeilijk epoxyharspoederbekledingen voor pijpen te gebruiken waarvan de resul-15 taten bevredigend zijn zelfs wanneer de bekledingen een goedé hechting met het pijpoppervlak geeft. In het geval van een bekleding welke 'bestaat uit een schroeflijnvormige omhulling uit voorgevormd velma- 0 heriaal,',bestaat de noodzakelijkheid van het vermijden van poriën in de roestwerende bekleding zodat slechts duur ruw thermoplastisch 20 materiaal gebruikt kan worden voor de eerste omhulling waardoor de mogelijkheid wordt verkleind om goedkoper afval of materiaal van mindere klasse te gebruiken aangezien dit laatste aanleiding geeft tot het vormen van poriën.

De uitvinding beoogt een werkwijze voor het bekleden van pijpen 25 te verschaffen door het aanbrengen van een gebruikelijke roestwerende eerste laag, vervolgens een buitenlaag voor de bescherming tegen schuren en scheuren waardoor poriën en dunne plekken worden verminderd; dit wordt verkregen door direct in vel of buisvorm op de onderste laag een laag te extruderen bestaande uit hars, welke doel-30 matig een polyalkeen bevat, zoals polyethyleai of polypropyleen in warme en zachte toestand. De geëxtrudeerde polyalkeenlaag maakt deel uit van geco-extrudeerde, samengesteld vel, waarbij het binnenste gedeelte van de laag bestaat uit polyethyleen van lage dichtheid en het buitenste gedeelte van de laag uit polyethyleen van grote dicht-35 heid. Volgens een uitvoeringsvorm wordt de'- onderste laag op de pijp 790 74 81 . V, 3 *> door het smelten en verharden var tenminste een drielaag uit epoxy-kunstharspoeder tervorming van een dunne roestwerende laag •waarna direct op het vlak van deze laag een samengesteld vel door coëxtrusie wordt aangehracht, waarbij het "binnenste gedeelte van de laag be-5 staat uit een copolymeer van ethyleen en acrylzuur en het "buitenste gedeelte uit polyethyleen, "bij voorkeur polyethyleen van grote dichtheid.

De epoxyhars vormt een sterk, hechtende laag aan het oppervlak van de stalen pijp terwijl de copolymeer chemisch reageert met de 10 niet geheel verharde epoxyhars ter vorming van een sterk hechtende laag; door het coëxtruderen van polyethyleen en copolymeer wordt een sterke hechting tussen de twee geëxtrudeerde lagen verkregen; alle delen van de gerede bekleding hechten dan sterk aan het oppervlak van de stalen pijp. In alle gevallen worden poriën of dunne plekken 15 in de onderliggende, roestwerende bekleding bedekt door de daaraan . hechtende, geëxtrudeerde of gecoëxtrudeerde polyalkeenlaag; hoewel de polyalkeenlaag zelf poriën kan hebben, is het weinig waarschijnlijk dat deze poriën stroken met die in de onderliggende roestwerende laag. De polyalkeenlaag kan worden geëxtrudeerd hetzij rechtstreeks 20 in buisvorm op de beklede pijp wanneer deze laatste door de ringvormige extrusiematrijs loopt, danwel kan deze worden geextruderd in de vorm van een band of lint dat rechtstreeks en schroeflijnvormig op de beklede pijp wordt aangebracht wanneer deze laatste tegelijkertijd wordt gedraaid en volgens de langsas beweegt met betrekking 25 tot de extrusiematrijs. Bij de werkwijze volgens de uitvinding vindt een hechting plaats van de buitenste, geëxtrudeerde of gecoëxtrudeerde polyalkeen op de daaronder gelegen roestwerende bekleding en wel over het gehele binnenvlak van de buitenste polyalkeenlaag waardoor de produktiekosten van de pijp worden verminderd aangezien het mogelijk 30 is dat zich. in de daaronder gelegen roestwerende laag poriën bevinden zo ook in het beschermende thermoplastische materiaal van de buitenste, schroeflijnvormige omhulling zonder dat de bescherming minder wordt of de duurzaamheid van de beschermende laag wordt verminderd.

Volgens de uitvinding wordt allereerst een bekleding of laag 35 uit roestwerend materiaal op het pijpoppervlak gebracht b.v. door 790 7 4 81 ff r h toevoeren van een poedervormige epoxylaag, door warmte geactiveerde kleefstoflaag of drukgevoelige bekledingslaag op butylbasis. In het geval van poedervormig epoxybekledingsmateriaal wordt de pijp verhit, en wordt deze in contact gebracht met de poedervormige epoxy-5 hars waardoor deeltjes van de hars aan het pijpoppervlak hechten, waarna de harsdeeltjes worden verhit, smelten en tenminste gedeeltelijk op het pijpoppervlak verharden.

In het geval van een warm klevend hechtmiddel moet de pijp eveneens voldoende worden verhit zodat de kleefstoflaag tijdens het 10 daaropvolgend extruderen van de polyalkeenlaag actief blijft. In het geval van een drukgevoelige kleefstof op butylbasis kan de bekleding op de pijp bij omgevingstemperatuur of iets hoger worden aangebracht, waarbij die temperatuur gehandhaafd blijft.

De buitenste alkeenlaag' wordt rechtstreeks op het oppervlak 15 van het roestwerende materiaal in verwarmde en zachte toestand ge- extrudeerd of gecoëxtrudeerd, hetzij in de vorm .van een buisvormige bekleding op de pijp terwijl deze met betrekking tot de matrijs wordt bewogen danwel in de vorm van een band terwijl de pijp gelijktijdig om zijn as wordt gedraaid en in de langsrichting wordt voortbewogen 20 teneinde de band schroeflijnvormig om de pijp aan te brengen.

Wanneer de buitenste polyalkeenlaag wordt gecoëxtrudeerd in de vorm van een samengestelde band of een samengesteld vel met een buitenlaag uit taai scheurvast en tegen schuren bestand niet klevend thermoplastisch materiaal en een binnenlaag uit thermoplastische kleef-25 stof, wordt het gecoëxtrudeerde samengestelde vel schroeflijnvormig op de pijp gewikkeld welke vooraf van een roestwerende laag is voorzien, waarbij de zijranden van het samengestelde vel elkaar overlappen terwijl de binnenste kleeflaag nog warm en zacht is. Door co-extruderen wordt bedoeld het gelijktijdig extruderen van twee of 30 meer verschillende thermoplasten tot een meerlaags, samengesteld vel, zoals b.v. beschreven in Tappi Monograph Report Ho. CA-U3, hoofdstuk 6 (1973).Het samengestelde vel kan direct voor of direct na het coëxtruderen uit de matrijs opening worden gevormd. Als gevolg van het rechtstreekse contact van de twee gesmolten, geëxtru-35 deerde lagen van het samengestelde vel onderling, en over het gehele 790 74 81 5 'S.

contactvlak, is de hechting tussen deze twee lagen zeer sterk. Aangezien de continue laag thermoplastische kleefstof na het aahbrengen van de samengestelde laag op de daaronder gelegen roestwerende bekleding poriën daarvan afsluit, kunnen eventuele poriën in de roest-5 werende bekledingslaag en de tweede of buitenste beschermingslaag, welke schroeflijnvormig is gewikkeld, worden toegelaten aangezien het weinig waarschijnlijk is dat deze poriën in de tweede gescheiden volgens een schroeflijn aangebrachte lagen met elkaar zullen stroken.

De werkwijze volgens de uitvinding verschaft alleen een betere be-10 scheming van de roestwerende bekleding tegen schuren of scheuren, doch het is voorts mogelijk de kosten van de roestwerende bekleding te verlagen aadat de nadelige invloed van de aanwezigheid van poriën in de onderste, roestwerende laag ondervangen worden. Er wordt een goed hechtende buitenlaag verkregen zonder rekening te moeten houden 15 met de aard van de daarin gelegen roestwerende laag.

De temperatuur van de pijp gedurende het opbrengen van de eerste roest-werende laag hangt, zoals hierboven reeds besproken, in grote mate af van de aard van de bekleding. Wanneer deze bestaat uit poedervormig epoxyhars, moet de pijp tot een voldoende temperatuur 20 worden voorverhit, b.v. tussen 150 en 315°C, waardoor de èpoxyhars gaat vloeien en de pijp over het gehele vlak zal bekleden, doordat de poederde eitjes van de bekleding gaan smelten en vervolgens verharden.

De dikte van de laag is doelmatig 0,05-0,25 mm en verhardt binnen 1 tot U minuten. Een geschikte epoxysamenstelling b.v. is beschreven 25 in het Amerikaanse oetrooischrift U.0é0.655· Wanneer de roestwerende bekleding niet verhit behoeft te worden cm aan de pijp te hechten of moet verharden, kan de pijp op omgevingstemperatuur worden gehouden vooropgesteld dat deze schoon is en geen condensvocht bevat.

De uitvinding wordt onder verwijzing naar de tekening nader 30 toegelieht. Daarin toont: fig. 1 in perspectief schematisch de wijze waarop een pijp volgens de uitvinding wordt bekleed; en fig. 2 een doorsnede over de lijn II-II van fig. 1.

Zoals blijkt uit fig. 1 wordt een pijp 10 allereerst bekleed 35 met een roestwerende laag 11 en vervolgens gedroogd. Voor de laag 11 790 7481 r 6 kan materiaal van mindere kwaliteit , welke ook aanleiding geeft tot poriën, worden gebruikt dan tot nog toe het geval was zonder dat de beschermende eigenschappen van de gerede pijp minder worden. Volgens een uitvoeringsvorm bestaat de roestwerende bekleding 11 uit poeder-5 vormig epoxyhars dat electrostatisch op de pijp wordt gebracht nadat deze laatste gebracht is op een temperatuur van 1^°C boven het smeltpunt van de harspoeder waardoor dit binnen 5 tot 35 seconden smelt en zich over de pijp verspreidt, gevolgd door een verharding binnen een totale tijd van 1 tot U minuten. Wanneer de volgende op te brengen 10 bekleding een laag ethyleenacrylzuurcopolymeer bevat, zoals nog zal worden beschreven, laat men de epoxyharsbekleding 11 bij voorkeur slechts ten dele verharden voor het verkrijgen van een chemische reactie met en het hechten van de epoxyhars aan de copolymeer.

Na het aanbrengen van de roestwerende bekleding wordt de pijp 15 axiaal voorbij de extrusiematrijs 16 getransporteerd en gelijktijdig gedraaid terwijl door de matrijs 16 door coëxtrusie een band uit . samengesteld vel 18 opgebracht, waarvan het onder- of binnenvlak tenminste een laag kleefstof 20 bevat en het bovenste of buitenste vlak tenminste een laag warm en zacht polyalkeen 22 ter vorming van . 20 een beschermende buitencmhulling. De geëxtrudeerde band 18 wordt schroeflijnvormig direct op het buitenvlak van de laag 11 van de beklede pijp gebracht met een kleine randoverlapping van de band, zoals dit is weergegeven. Aangezien de kleef laag 20 warm en betrekkelijk vloeibaar blijft, terwijl deze de extrusiematrijs 16 25 verlaat en in contact komt met de pijp en doordat het vlak van de kleef laag gelijktijdig ontstaat met het vlak van de buitenste poly-alkeenlaag 22,wordt een gelijkmatige en volledige hechting over het gehele met elkaar in contact zijnde vlak tussen de band 16 en de laag 11 op de beklede pijp verkregen, waarbij gelijktijdig poriën • 30 in de bekleding 11 wanneer deze'b.v. bestaat uit poedervormig epoxyhars, gedicht worden. Na afkoeling van de pijp omvat de bekleding een roestwerende laag 11, welke aan de pijp is gehecht en een samengestelde laag 18 welke over het gehele vlak aan de roestwerende laag is gehecht. Het is van belang dat voor een goed 35 resultaat de extrusiesnelheid en de rotatiesnelheid alsmede het 7907481 7 Η transport ran de pijp zodanig wordt ingesteld, dat de aflnetingen van het samengestelde vel 18 en de spanning waaronder deze op de roestwerende laag van de pijp wordt gebracht, in hoofdzaak gelijkmatig blijven. Deze spanning moet echter zo hoog mogelijk zijn cm 5 er zeker van te zijn, dat een goed contact bestaat tussen de warme en zachte thermoplastische kleef laag 20 met het buitenvlak van de roestwerende laag 11, ongeacht onregelmatigheden in deze laatste.

De kleefstof kan worden gekozen uit een samenstelling welke normaal wordt gebruikt voor de hechting aan metaal of aan een 10 plastic oppervlak en kan enkelvoudig zijn of bestaan uit een mengsel van twee of meer verschillende materiaalsoorten; geschikte materiaalsoorten zijn kleefstoffen op basis van butyl, propyleenacrylzuur-copolymeer, etbyleenacrylzuurcopolymeer, ethyleenacrylaat of vinyl-acetaatcopolymeer. De buitenste beschermende polyalkeenlaag kan 15 een normaal taai en scheurvast polyalkeen zijn, dat bij warmte zacht wordt en geëxtrudeerd kan worden in het gebied van de temperaturen van de thermoplastische kleefstoffen; polyalkenen van gemiddelde en hoge dichtheid en stootvrije polypropyleen, welke gelubberd ethyleen-propyleencopolymeer bevat. De dikte of afmeting 20 van de samengestelde laag 18 kan variëren tussen 0,175 en 3 mm, de dikte van de thermoplastische kleeflaag tussen 0,05 en 0,625 mm en de dikte van de beschermende thermoplastische laag tussen 0,125 en 2,9 mm. De dikte 'van de kleeflaag is bij voorkeur niet meer dan de helft van de totale dikte van het samengestelde vel, b.v. 5 tot 25 30% van de totale dikte, afhankelijk van de dikte van het samenge stelde vel, hetgeen weer afhangt van de pijpdiameter en de grootte van de stootweerstand, welke wordt vereist.

In het geval dat de roestwerende laag 11 bestaat uit warm klevend hechtmiddel of een kleefstof op butylbasis, welke drukgevoelig 30 is, kan de buitenste polyalkeenlaag worden geëxtrudeerd zonder te gelijk extruderen van een kleeflaag, zodat het samengestelde vel 18 gevangen is door een homogeen vel uit polyalkeen. In het geval dat de roestwerende laag 11 bestaat uit gesmolten en verharde epoxyharspoeder, dan bevat de geëxtrudeerde kleeflaag bij voorkeur een 35 copolymeer uit ethyleen of propyleen met acrylzuur, warneer de 790 7481

Jf 8 copolymeer reageert met de epoxyhars, in het bijzonder wanneer deze laatste niet geheel verhard is op het moment dat de kleeflaag ge-extrudeerd wordt.

In het geval van een stuiknaad, welke wordt gelast, is het 5 ook mogelijk over de schroeflijnvormige naad, welke wordt gevormd door het samengestelde vel 18, al dan niet met een stuiklas of overlappend een extra lint of hand UU aan te brengen welke bestaat •uit bij warmte krimpend thermoplastisch materiaal zoals georiënteerde polyethyleen of polypropyleen dat rubber bevat, zoals b.v. ethyleen-10 propyleenrubber of dergelijke. Als verwarmingsbron 26 kan een infrarode verwarmingsinrichting of een vlam worden toegepast voor het verwarmen van de band nadat deze is aangebracht en over de naad op de beklede pijp wordt gekrompen. De gerede pijp kan dan op kamertemperatuur worden gekoeld voor of na het op zijn plaats brengen 15 van een krimpband 2b. Het lint of de band 2b kan ook gesmolten worden geëxtrudeerd en bestaan uit dezelfde stoffen als de buitenste laag « 22, in welk geval een verwarmingsbron 26 weggelaten kan worden.

790 74 81

Claims (7)

1. Werkwijze voor het bekleden van een pijp waarbij een laag roestwerend materiaal op het vlak van de pijp wordt getracht ter vorming van een tekledingslaag, op deze bekleding rechtstreeks een laag wordt geëxtrudeerd bestaande uit polyalkeen ter vorming van een 5 beschermende buitencmhulling op bedoelde bekleding.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een roest-werende laag bestaat uit poedervormig epoxyhars dat wordt verhit, smelt en vervolgens verhardt.

3- Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de laag 10 roestwerend materiaal bestaat uit drukgevoelige kleefstof op butyl- basis, welke op het buitenvlak van de pijp wordt gebracht.

1. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de roest- werende laag bestaat uit bij warmte reagerende kleefstof, welke op de verhitte pijp wordt gebracht. 15 5· Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een samen gesteld vel wordt geëxtrudeerd waarvan het binnenvlak bestaat uit tenminste een laag kleefstof en de buitenlaag en het binnenvlak uit tenminste een laag polyalkeen.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de ge- 20 extrudeerde kleeflaag bestaat uit een copolymeer van ethyleen of propyleen met acrylzuur. 7* Werkwijze volgens conclusies 3-^, met het kenmerk, dat de laag polyalkeen een homogene laag is.

8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ge- 25 extrudeerde laag polyalkeen bestaat uit een binnengedeelte uit polyethyleen voor lage dichtheid en een buitenlaag bestaande uit polyethyleen voor grote dichtheid.

9. Pijp bekleed onder toepassing van de werkwijze volgens conclusies 1-8. 790 74 81