DE1450340C

DE1450340C - Isolation and embedding of a pipeline through which a heated medium flows

Info

Publication number: DE1450340C
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 4041 Delhoven Herbst
Original assignee: Quassowski-Kempf geb. Kempf, Ingeborg, 4000 Düsseldorf
Publication date: 1972-01-05

Description

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Die Erfindung betrifft das Isolieren und Einbetten mit einer plastisch bleibenden, gegen KorrosionThe invention relates to insulating and embedding with a plastic that remains plastic against corrosion

einer von einem erhitzten Medium durchströmten, schützenden Masse und außenseitig mit einer kunst-a protective mass through which a heated medium flows and on the outside with an artificial

im Erdgraben auf Gleitlagern geführten Rohrleitung stoffartigen bituminösen Masse aus hochelastischen,in the trench on plain bearings pipeline material-like bituminous mass made of highly elastic,

mittels einer bitumenhaltigen Masse. veredelten bituminösen Stoffen versehen ist. Hierby means of a bituminous mass. refined bituminous materials is provided. here

Es ist bekannt, unterirdisch verlegte und ein 5 handelt es sich um eine inhomogene, mehrschichtig Wärmemedium führende Rohrleitungen zunächst mit ausgebildete, um das Rohr herumzuwickelnde Umeiner Glas- oder Mineralwolle-Isolierschicht zu um- hüllung, die lediglich wasserdicht bzw. riß- und stoßgeben, um die dann ein Mantel aus Schwer- oder fest, nicht aber auch zugleich hinreichend wärme-Leichtbeton gestampft wird. Derartige Beton-Ein- dämmend ist, um für die wärmeisolierte unterbettungen von z. B. Heißdampf führenden Fernheiz- 10 irdische Verlegung von Rohrleitungen, die von einem leitungen können jedoch nicht befriedigen, da es erhitzten Medium durchströmt werden, verwendet durch die häufig \vechselnden Wärmebeanspruchun- werden zu können.It is known to be laid underground and a 5 is an inhomogeneous, multilayered one Pipelines carrying heat medium initially with trained wrappers to be wrapped around the pipe Glass or mineral wool insulation layer that is only waterproof or cracks and joints, around which then a jacket made of heavy or solid, but not at the same time sufficiently warm lightweight concrete is stamped. Such concrete-insulating is in order for the heat-insulated bedding from Z. B. Superheated steam leading district heating 10 underground laying of pipelines by a Lines, however, are unsatisfactory because the heated medium flows through it due to the frequently changing heat loads.

gen zu Dehnungsrissen in der Beton-Einbettung Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,gene to expansion cracks in the concrete embedding The invention is therefore based on the object

kommt, die dadurch wasserundicht wird. <j_as Isolieren und Einbetten einer von einem er-comes, which thereby becomes watertight. <j _as isolating and embedding of an ER-

Es ist auch nicht mehr neu, die im Erdgraben ver- 15 hitzten Medium durchströmten, im Erdgraben auf legten Rohre durch Anfüllen des Rohrgrabens mit Gleitlagern geführten Rohrleitung unter Vermeidung Sand oder pulverisiertem Asphalt zu umhüllen, um der vorerwähnten Mängel bekannter Rohrleitungsauf diese Weise sowohl zu einem Wärme- als auch Verlegungen noch einfacher und betriebssicherer zu Korrosionsschutz der Rohrleitung zu kommen. Das gestalten, insbesondere auch im Hinblick darauf, daß ist jedoch nur sehr begrenzt der Fall, da bei dem 20 die Isolier- und Einbettungsmasse gleichwohl eine Umfüllen der Rohrleitung Feuchtigkeitseinschlüsse in hinreichende Wasserabdichtung und mechanische dem losen bzw. pulverigen Schüttgut nicht zu ver- Festigkeit gewährleistet, die zugleich auch eine gute meiden sind, die selbst bei Verwendung von mit be- Wärmeisolierung der Leitung sicherstellt,
netzungsfeindlichen Stoffen, wie z. B. Teerpech, über- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zogenen Schüttgutkörnern auch bei dem späteren 25 unmittelbares Umgießen der Rohrleitung mit einer Erweichen des Teerpechs in der unmittelbaren Um- heißflüssig aufbereiteten Masse, die aus 20 bis 40 Gegebung des heißen Rohres feuchtigkeitsdurchlässige wichtsprozent eines Bitumens mit nach der Kugel-Poren bilden und damit zu entsprechenden Korro- Ring-Probe bestimmbarem Erweichungspunkt von sionsschäden führen. oberhalb 60° C, aus 5 bis 20 Gewichtsprozent Füll-It is also no longer new to encase the medium heated up in the trench, the pipes laid in the trench by filling the trench with slide bearings, avoiding sand or pulverized asphalt, in order to combine the aforementioned shortcomings of known pipelines in this way Corrosion protection of the pipeline is made easier and more reliable by heat and laying. This design, especially with a view to that, is only very limited, however, since in the case of the insulating and embedding compound, filling the pipeline with moisture inclusions in sufficient waterproofing and mechanical strength does not undermine the loose or powdery bulk material which at the same time are also a good avoidance, which ensures thermal insulation of the cable even when using with
substances that are hostile to the network, such as B. tar pitch, over- This object is achieved according to the invention by drawn bulk material grains even when the pipeline is subsequently poured around the pipeline with a softening of the tar pitch in the immediate surrounding hot liquid prepared mass, the moisture-permeable weight percent of a bitumen from 20 to 40 weight percent of the hot pipe with after the ball pores form and thus lead to the corresponding corrosion ring sample determinable softening point of sion damage. above 60 ° C, from 5 to 20 percent by weight filling

Weiterhin ist es bekannt, unterirdische Rohr- 30 stoffen, deren Korngröße unter 0,09 mm liegt, z. B. leitungen und ihre Gleitlager in im Erdreich ge- Kalksteinmehl, und im Rest aus stark wärmemauerten oder gegossenen Schächten zu verlegen, dämmenden körnigen Zuschlagstoffen, insbesondere diese dann mit einem Isolationsmaterial auszufüllen Blähtonen und/oder -schiefer, besteht,
und durch Abschlußdeckel zu verschließen. Das be- Auf diese Weise kommt man zu einer Rohrdingt aber nicht nur kosten- und zeitaufwendige 35 leitungseinbettung, die allen Anforderungen der Schachterrichtungen, sondern birgt auch die Gefahr. Praxis hinsichtlich ausreichender Wärmedämmung, daß Wasser in den Schacht eindringen kann, das die Festigkeit und Wasserdichtigkeit gerecht wird. So Isolierung durchfeuchtet und zu Korrosionsschäden wird ein vollständiger Korrosionsschutz der Rohran den Rohren führt. leitung dadurch erreicht, daß sich dabei eine innigeIt is also known to use underground pipe materials whose grain size is below 0.09 mm, e.g. B. pipes and their sliding bearings in limestone powder in the ground, and in the rest of heavily thermally walled or poured shafts to be laid, insulating granular aggregates, in particular expanded clay and / or shale to be filled with an insulating material,
and to be closed with a cover. In this way one arrives at a pipe thing not only costly and time-consuming pipe embedding, the all requirements of the shaft directions, but also harbors the danger. Practice with regard to sufficient thermal insulation that water can penetrate into the shaft, which does justice to the strength and watertightness. In this way, the insulation is soaked through and corrosion damage is caused by a complete corrosion protection of the pipe on the pipes. management achieved in that there is an intimate

Es ist auch nicht mehr· neu, für Heizleitungen 40 und feste, jedoch elastische Verbindung von Umdoppelwandige Rohre zu verwenden, deren Zwischen- hüllungsmasse und Rohr ergibt. Die Zusammenräume mit Isoliermaterial gefüllt werden. Auch das setzung der Masse ist dabei so gewählt, daß sie heißerfordert eine sehr material- und zeitaufwendige flüssig vergießbar, unter Belastung elastisch und Bauweise bzw. Montage. nicht nur korrosionshindernd, sondern zugleich auchIt is also no longer new, for heating lines 40 and a fixed but elastic connection of double-walled ones To use pipes whose intermediate envelope mass and pipe result. The common rooms filled with insulating material. The setting of the mass is also chosen so that it is hot a very material and time-consuming liquid pourable, elastic under load and Construction or assembly. not only prevents corrosion, but also at the same time

Bekannt ist es ferner, auf Rohren vor ihrer Ver- 45 gut wärmeisolierend ist; Sie läßt weiterhin auch legung mittels einer geeignet beschaffenen Vor- Wärmedehnungen der Rohrleitung zu, da die richtung Bitumenmassen aufzubringen, denen ge- bitumenhaltige Masse in unmittelbarer Umgebung gebenenfalls auch Füllstoffe zugesetzt sein können, des Rohres bei dessen Erhitzung schmilzt,
um die Rohrleitung gegen Korrosion zu schützen. Als besonders vorteilhaft hat sich für die mit der Das Aufbringen der Bitumenmassen erfolgt dabei 50 Erfindung verfolgten Zwecke eine Isolier- und Einjeweils in dünner Schicht auf die sich um ihre Längs- bettungsmasse erwiesen, die 25 bis 35 Gewichtsachse drehenden Rohre. Für unterirdisch verlegte prozent eines Hochvakuumbitumens und außer den Heizleitungen sind solche dünnen Bitumenmassen- Füllstoffen 15 bis 30 Gewichtsprozent Blähtone von Überzüge aber nicht zu verwenden, da das Bitumen über 3 mm, 5 bis 20 Gewichtsprozent Blähtone von in kürzester Zeit im Erdreich verlaufen würde. 55 2 bis 3 mm und 25 bis 40 Gewichtsprozent BlähtoneIt is also known to provide good thermal insulation on pipes before they are 45; It also allows laying by means of a suitably designed pre-thermal expansion of the pipeline, since the direction of applying bitumen masses to which bitumen-containing masses in the immediate vicinity may possibly also be added, the pipe melts when it is heated,
to protect the pipeline against corrosion. Particularly advantageous for the purposes pursued with the invention is an insulating and thin layer on each of the pipes rotating around their longitudinal bedding compound, the 25 to 35 weight axis. For percent of a high vacuum bitumen laid underground and apart from the heating cables, such thin bitumen fillers - 15 to 30 percent by weight of expanded clays from coatings, should not be used, since the bitumen over 3 mm, 5 to 20 percent by weight of expanded clay, would run into the ground in a very short time. 55 2 to 3 mm and 25 to 40 percent by weight expanded clay

Weiterhin sind aus Bitumen und Faserstoffen be- unter 2 mm Korngröße enthält. In dem oberhalb von stehende Abdichtungsmassen bekannt, bei denen die 3 mm liegenden Kornbereich des Blähtons kann ein Füllstoffe in Form von Glas- oder Asbestfasern vor- um so größeres Korn verwendet werden, je dickliegen. Damit wird zwar eine Abdichtung gegen wandiger der Einbettungskörper gewählt wird. So ist Wasser und Feuchtigkeit geschaffen. Da diese Masse 60 es beispielsweise möglich, bei Einbettungs-Wandjedoch keine hinreichend wärmedämmenden Zu- stärken von über 100 mm innerhalb der vorerwähnschlagstoffe enthält, ist auch sie für die unmittelbare ten Gehaltsgrenzen ein Blähtongrobkorn von 10 bis Wärmeisolierung von ein Heißmedium führenden 20 mm zu verwenden. Als Ersatz für Blähton kann Rohrleitungen nicht verwendbar. vor allen Dingen Blähschiefer gewählt werden. BeideIt also contains bitumen and fibers with a grain size of less than 2 mm. In the one above standing sealing compounds known, in which the 3 mm lying grain area of the expanded clay can be a Fillers in the form of glass or asbestos fibers are used, the larger the grain, the thicker it is. In this way, a seal against walled embedding bodies is chosen. So is Created water and moisture. Since this mass 60 is possible, for example, in the case of an embedding wall no sufficiently heat-insulating reinforcements of more than 100 mm within the aforementioned materials contains, it is also an expanded clay coarse grain of 10 to for the immediate th content limits Use thermal insulation of 20 mm leading to a hot medium. Can be used as a replacement for expanded clay Pipelines cannot be used. Above all, expanded slate should be chosen. Both

Schließlich ist auch eine nur gegen Korrosion 65 Zuschlagstoffe werden auf ähnliche Weise hergestellt,Finally, it is also an anti-corrosion only 65 aggregates are manufactured in a similar way,

schützende Umhüllung eines Rohres bekannt, bei der Der Blähton besteht in der Grundsubstanz aus Ton,protective coating of a pipe known, in which the expanded clay consists in the basic substance of clay,

ein in bestimmter Weise präparierter bzw. getränkter der getrocknet und gebrochen sowie danach in einemone prepared or soaked in a certain way that is dried and broken and then in one

TrägerstofT zur Anwendung gelangt, der innenseitig Drehofen gebläht wird. Das Endprodukt sind Körner,Carrier material is used, which is inflated on the inside of the rotary kiln. The end product is grains,

die innen zahlreiche Poren aufweisen und außen eine feste, wasserundurchlässige Haut besitzen. Daher sind diese Zuschlagstoffe für die mit der Erfindung verfolgten Zwecke besonders geeignet, da sie ihr Porenvolumen während der Aufbereitung bzw. Mischung mit dem erst bei höheren Temperaturen erweichenden Bitumen nicht verlieren, mithin ihre wärmedämmende Eigenschaft behalten. Außer den vorerwähnten Blähtonen und -schiefern können aber auch andere wärmedämmende Zuschlagstoffe, wie z. B. Lavagesteine und Kieselgur, für die Zubereitung der Einbettungsmasse verwendet werden.which have numerous pores on the inside and a firm, waterproof skin on the outside. Hence these additives are particularly suitable for the purposes pursued with the invention, as they are her Pore volume during processing or mixing with the only at higher temperatures do not lose softening bitumen and therefore retain their heat-insulating properties. Except the The aforementioned expanded clays and slates can also use other heat-insulating aggregates, such as z. B. lava stones and diatomaceous earth can be used for the preparation of the embedding material.

Die Aufbereitung der neuen Rohrleitungs-Einbettungsmasse erfolgt zweckmäßig in Mischanlagen oder größeren Mischmaschinen bei Temperaturen über etwa 180° C, bei der die Masse sirupartig ist und nicht entmischt. In diesem Zustand kann sie unmittelbar in den die verlegte Rohrleitung enthaltenden Rohrgraben oder in eine entsprechend beschaffene Schalung aus Blech, Holz od. dgl. gegossen werden. Die Eingußtemperaturen liegen zwischen 180 und 270° C. Nach dem Auskühlen bildet die die Rohrleitungen umschließende Masse einen festen Block von hinreichender Wasserdichtigkeit. Bei einer bevorzugt verwendeten Einbettungsmasse, die aus 28 Gewichtsprozent eines Hochvakuumbitumens mit einem um 100° C liegenden, nach der Kugel-Ring-Probe ermittelten Erweichungspunkt, aus 9,6 Gewichtsprozent Kalksteinmehl unter 0,09 mm Korngröße und im übrigen aus Blähton mit 19,5 Gewichtsprozent von 3 bis 10 mm, 9,6 Gewichtsprozent von 2 bis 3 mm und 33,6 Gewichtsprozent von unter 2 mm Korngrößen-Anteilen bestand, ergab sich für den nach Auskühlen erstarrten Einbettungsblock ein Raumgewicht zwischen 0,6 und 1,4 t/m³ und eine Wärmeleitzahl bei 100° C zwischen 0,06 und 0,15 kcal mVh.The new pipeline embedding compound is expediently prepared in mixing systems or larger mixing machines at temperatures above about 180 ° C, at which the compound is syrupy and does not separate. In this state, it can be poured directly into the pipe trench containing the laid pipeline or into a correspondingly designed formwork made of sheet metal, wood or the like. The pouring temperatures are between 180 and 270 ° C. After cooling, the mass surrounding the pipelines forms a solid block that is sufficiently watertight. In the case of an embedding compound that is preferably used, consisting of 28 percent by weight of a high vacuum bitumen with a softening point of around 100 ° C determined according to the ball-ring test, 9.6 percent by weight limestone powder with a grain size of less than 0.09 mm and the rest of expanded clay with 19, 5 percent by weight of 3 to 10 mm, 9.6 percent by weight of 2 to 3 mm and 33.6 percent by weight of less than 2 mm grain size proportions, the density of the embedding block solidified after cooling was between 0.6 and 1.4 t / m ³ and a coefficient of thermal conductivity at 100 ° C between 0.06 and 0.15 kcal mVh.

Durch die bei Fernheizleitungen u. dgl. auftretenden starken Temperaturunterschiede kommt es zu entsprechenden Wärmedehnungen der Leitungen. Das dadurch bedingte Schieben der Rohre kann aber von dem erfindungsgemäß beschaffenen Einbettungskörper gut aufgenommen werden, da die die Wärmedehnung hervorrufenden Temperaturerhöhungen eine entsprechende Erweichung der das Rohr unmittelbar umgebenden Einbettungsmasse zur Folge haben, so daß dadurch der Einbettungsblock in seinen übrigen, also entfernter liegenden Partien nicht nennenswert beansprucht wird oder gar aufreißen kann. Der Reibungswiderstand zwischen der Rohrleitung und einem Einbettungskörper mit nicht übermäßig hohem Erweichungspunkt seines Bitumens beträgt bei 10° C etwa 20 kg/cm². Mit steigender Temperatur fällt dieser Widerstandswert stark ab. Um durch das Schieben der Rohrleitung hervorgerufene Überbeanspruchungen des Einbettungskörpers auch für den Fall zu vermeiden, daß es sich bei den für die Einbettungsmasse verwendeten Bitumensorten um solche mit besonders hohem Erweichungspunkt handelt, könnte die Rohrleitung vor ihrem Umgießen mit der Einbettungsmasse gegebenenfalls noch mit deren Abbinden verhindernden Mitteln umgeben, beispielsweise mit einer Kalkemulsion überzogen bzw. angesprüht oder mit Papier oder Pappe umwickelt werden. Normalerweise ist das aber nicht erforderlich. The large temperature differences that occur in district heating pipes and the like lead to corresponding thermal expansion of the pipes. The resulting pushing of the pipes can, however, be easily absorbed by the embedding body created according to the invention, since the temperature increases causing the thermal expansion result in a corresponding softening of the embedding compound immediately surrounding the pipe, so that the embedding block in its remaining, i.e. more distant, parts are not is stressed significantly or can even tear open. The frictional resistance between the pipeline and an embedding body with a not excessively high softening point of its bitumen is about 20 kg / cm ^{2 at 10 ° C.} This resistance value drops sharply with increasing temperature. In order to avoid overstressing of the embedding body caused by pushing the pipeline even in the event that the types of bitumen used for the embedding compound are those with a particularly high softening point, the pipeline could possibly prevent the embedding compound from setting before it is encased with the embedding compound Surrounding means, for example coated or sprayed with a lime emulsion or wrapped with paper or cardboard. Usually this is not necessary.

Claims

Patent claims:

1. Isolate and embed a heated medium flowing through it in the earth trench pipeline running on slide bearings by means of a bituminous compound by immediately pouring a hot-liquid compound around the pipeline, that of 20 to 40 percent by weight of a bitumen with determinable according to the ball-ring test Softening point above 60 ° C, from 5 to 20 percent by weight of fillers, their grain size is below 0.09 mm, e.g. B. Limestone powder, and the rest of highly insulating granular aggregates, especially expanded clay and / or slate.

2. Compound for insulating and embedding pipelines according to claim 1, characterized in that that they are 25 to 35 percent by weight of a high vacuum bitumen and except for the fillers 15 to 30 percent by weight of expanded clay of over 3 mm, 5 to 20 percent by weight of expanded clay from 2 to 3 mm and 25 to 40 percent by weight of expanded clays with a grain size of less than 2 mm.