NL8001541A

NL8001541A - Werkwijze voor het isoleren van pijp.

Info

Publication number: NL8001541A
Application number: NL8001541A
Authority: NL
Original assignee: Kendall & Co
Priority date: 1979-03-15
Filing date: 1980-03-14
Publication date: 1980-09-17
Also published as: NO800730L; AT377227B; BE882206A; PL133428B1; SE447414B; YU66780A; PL222668A1; NL186831B; DK151913B; CH635182A5; DK111480A; PH15434A; ATA105380A; GR67219B; CS220765B2; DE3006545A1; IT8020535A1; JPS55133951A; EG14165A; SU1351520A3

Description

VO 019U

Werkwijze voor het isoleren van pijp.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het thermisch isoleren van metalen pijp, meer in het bijzonder een werkwijze om een metalen pijp te voorzien van twee of meer lagen isolerende kunststofschuim met een verschillende schijn-5 bare dichtheid en bij voorkeur een verschillende thermische stabiliteit, waarbij het schuim met de laagste dichtheid aan het oppervlak van de pijp grenst en die met de hoogste dichtheid gelegen is bij het buitenvlak van de isolerende schuim.

Tot nog toe is voorgesteld pijp te isoleren door 10 het daarop spuiten van een of meer lagen isolerend kunststofschuim zoals polyurethaan, gevolgd door een verharding en het bekleden of omwikkelen van de isolerende laag met een beschermende laag of barrière, zoals beschreven bijvoorbeeld in het Amerikaanse octrooi-sehrift 3 1+80 U93. De laag isolerend schuim welke resulteert uit 15 een dergelijke behandeling heeft een gemiddelde schijnbare dichtheid zodat de eigenschappen gelegen zijn tussen die welke maximale warmtelsolerende eigenschappen en die welke worden vereist voor een maximumsterkte, en weerstand tegen breken en slijtage. Volgens het Amerikaanse octrooischrift h 09k 715 wordt voorge-20 steld op een pijp vloeibare schuimsamenstelling te spuiten, en de zwellende schuim te omkleden met een beschermend velmateriaal alvorens het schuim geheel verhard is waardoor de dichtheid van het schuim nabij het buitenvlak wordt verhoogd. Een groot nadeel van deze werkwijze is, dat deze beperkt is tot een spiraalvormig 25 gewikkelde beschermende buitenlaag, welke onder trekspanning wordt aangebracht teneinde de schijnbare dichtheid van de buitenste schuimlaag te vergroten. Een dergelijk proces is moeilijk op commerciële basis te controleren aangezien de mate van de verho-- ging van de schijnbare dichtheid en de dikte van de laag met gro- 30 tere dichtheid afhangt van verschillende kritische factoren, zoals bijvoorbeeld de temperatuur van het kunststofschuim, de snelheid waarbinnen de kunststofsamenstelling verschuimt, de verhar- BAD ORIGfflLQ 15 41 2 dingssnelheid van het kunststofschuim, de tijd welke verloopt voordat de beschermende laag wordt aangebracht, en de trekspan-ning welke op de beschermende laag bij het aanbrengen daarvan wordt uitgeoefend. Al deze factoren beïnvloeden het moment waarop 5 het schuim is verhard of uitgewerkt voordat de beschermlaag wordt aangebracht. De dikte van de laag met een grote dichtheid hangt bovendien af van de dikte en de samendrukbaarheid van de schuim-massa van lage dichtheid welke reeds aanwezig is.

De uitvinding verschaft een werkwijze voor het 10 op een pijp aanbrengen van een eerste laag polyurethaankunst-schuim-samenstelling dat ter plaatse verschuimt ter vorming van een laag met een lager schijnbare dichtheid (ongeveer 0,02U tot 3 0,096 g/ciir) waarna over· deze eerste laag een tweede laag kunststof wordt gebracht welke ter plaatse verschuimt ter vorming van 15 een tweede laag met een grote schijnbare dichtheid.

Aangezien de dikte en de dichtheid van elke laag afhankelijk is van de andere en individueel kan worden ingesteld en gecontroleerd, maakt de werkwijze volgens de -uitvinding het mogelijk een binnenlaag te gebruiken met een hoge warmtexsolatie-20 waarde welke goedkoop is tezamen· met een buitenste sterkere laag met een grotere dichtheid, welke in het algemeen duurder is.

De twee lagen tezamen geven gecombineerde eigenschappen welke optimaal zijn voor de pijpisolatie en de bescherming, waarbij de totale kosten tot een minimum beperkt blijven.

25 Het verschil in dichtheid tussen de binnenste en de buitensteisolerende laag voor het verkrijgen van maximale resultaten kan variëren, afhankelijk van de diameter van de pijp, de relatieve dikte van de lagen, de minimum vereiste sterkte en het temperatuursverschil tussen de pijp en de omgeving bijvoorbeeld.

3Q In het algemeen is de schijnbare dichtheid van de buitenlaag tenminste 25% groter dan die van de binnenlaag terwijl de dikte van de buitenlaag 5 tot 30$ van de totale dikte van de isolerende schuimlagen tezamen is. Eventueel kan de binnenlaag worden verdeeld in twee of meer lagen welke achter elkaar worden aangebracht BAD0R,Wb 15 41 3 en welke onderling in eigenschappen kunnen verschillen.

De uitvinding wordt onder verwijzing naar de tekening nader toegelicht. Daarin toont: fig. 1 een dwarsdoorsnede van een geïsoleerde 5 pijp volgens de uitvinding; en fig. 2 een dwarsdoorsnede van een andere uitvoeringsvorm.

In fig. 1 is een metalen pijp 10 voorzien van een "binnenste laag 12 uit stijf isolerend polyurethaanschuim van

O

10 lage dichtheid (0,032 tot 0,096 g/cm ) met een dikte van ongeveer 2,5^ tot 15,21; cm en een tweede laag 1U uit stijf polyurethaan-isolatieschuim met een dichtheid welke 25# groter is dan die van de laag 12 met een dikte van 5 tot 30# van de totale dikte van de lagen 12 en 1U tezamen.

15 Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uit vinding verschilt de "binnenste isolerende schuimlaag van de buitenste laag of lagen, niet alleen voor wat betreft een lagere schijnbare dichtheid en dus een grotere, warmteïsolerende capaciteit, doch ook voor wat betreft een grotere warmteweerstand d.w.z.

20 het schuim is bij hogere temperaturen (177°C) dan de buitenste laag of lagen isolatieschuim welke slechts stabiel behoeven te zijn bij een temperatuur van 93,5°C.

Bij de tweede uitvoeringsvorm, weergegeven in fig. 2 is de pijp 10 bestemd om hete vloeistoffen bij een tempe- 25 ratuur tussen 1U-9 en 177°C te transporteren, welke pijp voorzien is van een binnenste isolerende laag welke is onderverdeeld in een eerste laag 20 uit isolerend polyurethaanschuim met een lage dichtheid en een stabiliteit bij een temperatuur van 177°C en een tweede laag 22 uit ongeveer hetzelfde polyurethaanschuim van lage 30 dichtheid doch zodanig samengesteld dat dit pas stabiel is bij een temperatuur van 93,5°C. De buitenste laag 2h van polyure-thaanschuim heeft een dichtheid welke tenminste 25# groter is dan die van de andere lagen 20 of 22 met een dikte van 5 tot 30# van de totale dikte van de lagen 20, 22 en 2k tezamen. Wanneer de pijp BAD ORIGglflLO f 5 4 1 k 10 een fluïdum bij zeer lage temperatuur moet transporteren (-129°C), dan is de laag 20 minder stijf om verbrokkeling en scheuren tijdens gebruik te voorkomen, terwijl de lagen 22 en 2k de gebruikelijke stijfheid hebben.

5 De werkwijze volgens de uitvinding verloopt als volgt. De pijp, welke normaliter uit staal bestaat, wordt allereerst verhit om vocht en condens te verwijderen en vervolgens schoongemaakt om vuil, hamerslag en roest te verwijderen.Elke gebruikelijke handeling voor het schoonmaken kan worden toegepast 10 zoals zandstralen of anderszins, borstelen of een dergelijke behandeling. Eventueel kunnen twee of meer van dergelijke handelingen in combinatie worden toegepast.

Onder bepaalde omstandigheden kan het gewenst zijn een roestwerende bekleding op het pijpoppervlak aan te bren-15 gen alvorens de kunststofschuim daarop wordt gebracht, ofschoon dit niet essentieel is. Elke gebruikelijke roestwerende bekleding kan worden toegepast zoals polyethyleen/butyl kleefband, epoxy-lagen, warm klevend hechtmiddel, of asfalt.

Het te verschuimen kunststofmateriaal kan rechtstreeks op de kale 20 pijp of op de roestwerende bekleding, zo deze zich op de pijp bevindt, worden aangebracht. De temperatuur van de pijp wordt boven kamertemperatuur gehouden waarbij de juiste temperatuur afhangt van de aard en de samenstelling van de te verschuimen samenstelling. Het schuim wordt normaliter opgebracht in de vorm van een 25 straal uit een spuitmondstuk terwijl de pijp wordt gedraaid en langs verschillende mondstukken wordt bewogen. Verschillende samenstelling voor het vloeibare polyurethaan-kunstschuim kan worden gebruikt hetgeen afhangt van de eigenschappen welke het eindprodukt moet hebben.

30 Een zeer gewenste samenstelling is een vloeibaar mengsel van onderling reagerende stoffen ter vorming van polyurethaan met een schuimmiddel voor het verkrijgen van een schuim met de gewenste 3 schijnbare dichtheid welke ligt tussen 0,024 en 0,096 g/cm .

De eerste laag te verschuimen vloeistof vormt zich onder invloed badork?ii8vP 15 41 5 van het schuimmiddel.

De dikte van de eerste laag schuim kan in hoge mate variëren afhankelijk van de boven besproken omstandigheden in verbaad met het verschil in dichtheid van de isolerende lagen, 20 ook van de pijp-5 diameter en de temperatuur waarbij de pijp moet functioneren, in het algemeen ligt deze tussen 2,5¼ en 15,2¼ cm.

' De tweede of buitenste laag 1¼ of 2¼ uit vloeibaar schuimmiddel wordt dan op het buitenvlak van de eerste isolerende laag gebracht door deze op het oppervlak van de draaiende 10 en zich voortbewegende pijp te spuiten. De tweede laag wordt op de eerste gebracht nadat deze is verhard, soms voordat het verschui-men daarvan voltooid is. Bij voorkeur wordt de laag aangebracht voordat de eerste laag is verhard. De samenstelling van de tweede laag kunststofschuim verschilt van die van de eerste in hoofdzaak 15 in de hoeveelheid schuimmiddel welke wordt gebruikt hetgeen instelbaar is voor het verkrijgen van een isolerende schuimlaag met de gewenste schijnbare dichtheid die tenminste 25% hoger is dan die van de eerste laag met een dikte van 5 tot 30% van de totale dikte van de beide lagen tezamen. Volgens een andere uitvoerings-20 vorm kan de buitenste laag 1¼ of 2¼ een lagere weerstand tegen warmte hebben dan de binnenste laag of een grotere stijfheid, dan wel beide.

•De totale dikte van het isolerende schuim zo ook de dikte van de binnenlaag (ongeveer 2,5¼ tot 15,2¼ cm) kan va-25 riëren afhankelijk van het temperatuursverschil tussen de inhoud van de pijp en de omgeving, de pijpdiameter en de schijnbare dichtheid van het schuim bijvoorbeeld.

Voor een temperatuurverschil tussen 23,S° en 132,5°C is een dikte van ongeveer 2,5b tot 15,2¼ cm voldoende.

30 Hoe groter in het algemeen het temperatuursverschil is tussen een pijpleiding en de grond, des te dikker moet ook de isolatie zijn.

In de koeltechniek worden lagen van 7,6 tot 15,.2¼. cm polyurethaan-schuim gebruikt als gevolg van grotere temperatuursverschillen.

Het temperatuursverschil is bij het transport van hete olie 3T,7°C

BAD ORIGIfg^ 0 15 41 6 tot 71,2°C. De dikte is dan normaliter 2,51+ tot 6,b cm. Een pijp voor het transport aan gesmolten zwavel heeft een isolerende laag van 6,3 tot 7,65 cm, waarbij de binnenlaag 12 of 20 een grote weerstand tegen warmte heeft bijvoorbeeld stabiel is bij een tem-5 ” peratuur tot ll+9°C. Een pijp voor hete olie welke in de grond moet worden gelegd vereist een schuimdikte van 5,1 cm of minder. Polyurethaanschuim heeft een uitermate lage K-factor in de orde van grootte van 6,9b x 10“^ g-cal/cm 2/sec/°C/cm, in tegenstelling tot een K-factor van Ο.39 voor glasschuim.

10 In het geval van polyurethaanschuim met een schijnbare dichtheid

O

van 0,0^8 g /cm , is de laag 5,1 cm dik op een pijp van 15,21+ cm in diameter welke werkt bij een temperatuursverschil van 51,7°C

hetgeen resulteert in een warmteverlies van ongeveer 1+3,7 x 10 ^ gcal/ 2 0 cm /sec/ C/cm. Een geschikte samenstelling voor het maken van 15 een voldoend sterk schuim is als volgt:

Samenstelling Gew.delen ruwe MDI 115

Polyol A 100

Silicoon olie 1 20 Triëthyleendiamine 0,5

Dibutyltindilauraat 0,1

Trichloormonofluormethaan .35,0

Tris(2-chloorethyl)fosfaat 10,0

Al deze ingrediënten met uitzondering van het 25 diïsocyanaat worden vooraf gemengd, waarbij het diïsocyanaat direct voor het schuimen wordt bijgemengd en op gebruikelijke wijze met een daartoe geschikte installatie wordt verspoten ter vorming van een sterk schuim met een schijnbare dichtheid van 0,029 g/cm . Vermindering van de hoeveelheid trichloormonofluor-30 methaan leidt tot een vergroting van de dichtheid. Verhoging van de vaste stof door bijmengen van 30 deeltjes methylcellulose zonder verhoging van het blaasmiddel verhoogt eveneens de dichtheid.

Een grotere weerstand tegen hitte van het schuim wordt verkregen BAD ORIgMiP 15 41 7 door gebruikelijke maatregelen en de keuze van de samenstellende delen bijvoorbeeld door het reageren met aromatische amine-bevattende samenstellingen met de overige stoffen zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3 909 U65; verhoogde weerstand te-5 gen verbrokkeling zoals dit gewenst is voor de buitenste schuimlaag kan worden verkregen door de keuze van polyol, zoals beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3 928 257 en 3 928 258.

Over de buitenste isolerende schuimlaag kan elke gewenste bekleding worden aangebracht. De buitenste isole-10 rende schuimlaag kan bijvoorbeeld worden voorzien van een geëx-trudeerde beschermende of vochtwerende laag uit papier of kunststof bijvoorbeeld polyethyleen of polypropyleen, een bekleding of wikkeling uit bij warmte krimpende kunststof en in de plaats kan komen van de buitenste schuimlaag, een bekleding uit vloeibare 15 epoxyhars welke ter plaatse verhardt of een bekleding uit bitumineuze massa of een laag uit een ander gebruikelijk beschermend materiaal. Hoewel de polyurethaan-kunststof in de buitenste laag een grote weerstand heeft tegen scheuren en slijtage wordt in vele gevallen nog een beschermende laag aangebracht als barrière tegen 20 scherpe voorwerpen en het indringen van vocht.

BAD originSiP 0 15 41

Claims

1. Werkwijze voor het om een pijp aanhrengen van tenminste een binnen- en een buitenlaag uit isolerend kunststof schuim, waarbij op pijp tenminste een binnenlaag wordt ge bracht uit verschuimbare kunststof, waarna de laag wordt ver- O 5 schuimd tot een schijnbare dikte van 0,021; tot 0,096 g/cm , op de laatst aangebrachte binnenlaag een buitenlaag uit een verschuimbare kunststofsamenstelling wordt gebracht, deze laag wordt ver-schuimd en verhard ter vorming van een sterke kunststoflaag met een schijnbare dichtheid welke tenminste 25$ groter is dan die 10 van een binnenlaag met een dikte van 5 tot 30$ van de totale dikte van de lagen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat op de pijp een of meer binnenlagen worden aangebracht voor het vormen van een samengestelde binnenlaag.

3. Werkwijze volgens conclusies 1-2, met het ken merk, dat de pijp uit metaal bestaat zoals staal waarop een roest-werende bekledingslaag wordt aangebracht. k. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het ken merk, dat de verschuimbare kunststofsamenstelling polyurethaan is. 20 5. Werkwijze volgens conclusies 1 - met het ken merk, dat de binnenste laag uit verschuimde isolerende kunststof stabiel is bij een temperatuur tot 17T°C terwijl de buitenlaag of de buitenlagen pas stabiel zijn bij een temperatuur van 93,5°C.

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het ken-25 merk, dat de binnenste laag een stijve laag is.

7. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de binnenste laag een halfstijve laag is.

8. Pijp of dergelijke voorzien van een isolatie aangebracht onder toepassing· van de werkwijze volgens conclusies 1 - 7. BAD ORIG$lJft_^ 15 41