DE2228569B2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Außenflächenuberzugs eines Rohrs mittels eines thermoplastischen oder wärmehartbaren Kunststoffs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Außenflächenüberzugs eines Rohrs mittels eines thermoplastischen oder wärmehärtbaren Kunststoffs.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung eines Außenüberzugs zum Korrosionsschutz eines Metallrohres, insbesondere Stahlrohres, gegen die Einwirkung aggressiver Stoffe, wie der atmosphärischen Luft, Wasser oder Sonne.

Aus der AT-PS 2 41 000 ist ein solches Verfahren bekannt, wobei man das Rohr, dessen Außenfläche sich auf einer Temperatur über der Schmelztemperatur oder Klebtemperatur des Kunststoffs befindet, sich vorwärts sowie drehend fortbewegen läßt, während man aus einer oder mehreren festen, oberhalb des Rohrs angeordneten Stellen den pulverförmigen Kunststoff auf das sich fortbewegende Rohr auffallen läßt und den auf das Rohr aufgebrachten Kunststoff bis zur Verschmelzung oder der Härtung mindestens eines Teils des Überzugs erwärmt und danach das überzogene Rohr abkühlt.

Zwar wird in diesem Verfahren ein Nebel von festen Kunststoffteilchen verwendet, jedoch ist es auch bekannt (DE-AS 12 13 977), solche Teilchen auf das Rohr durch eigene Schwerkraft auffallen zu lassen bzw. aufzustreuen.

Nach diesem Verfahren werden die Überzüge an der Luft abkühlen gelassen, was jedoch bei der Herstel'ung größerer Rohrlängen wirtschaftlich nicht tragbar ist. da der Zeit- und Raumaufwand zu hoch wird.

Es wurde bereits in der US-PS 31 08 022 vorgeschlagen, die Abkühlung durch Bespritzen des Rohrs mit Wasser aus einer Ringdüse, welche das Rohr durchläuft, zu bewerkstelligen. Wenn aber Eindrücke des Sprühstrahls vermieden werden sollen, muß der Kunststoffüberzug bereits hinreichend hart sein. Damit ist er aber auch schon weitgehend abgekühlt, so daß nach diesem Verfahren die Beschichtungsdauer nur unwesentlich verkürzt wird. Das Kühlen in einem Wasserbad, wie es z.B. aus der OE-PS 2 38 349 für Drähte beschrieben wird, ist jedoch bei kontinuierlich beschichteten Rohren nicht möglich, da die Rohre nicht gebogen oder deformiert werden sollen, in anderer Weise aber nicht ohne erheblichen Aufwand in einen Wasserbehälter untergetaucht werden können.

Es wurde gefunden, daß diese Schwierigkeiten dadurch umgangen werden können, daß man den aufgebrachten Überzug mittels eines kontinuierlichen Schleiers oder Films aus Wasser abkühlt, den man oberhalb und in Nähe des Rohres parallel zur Rohrachse mit geringer Geschwindigkeit derart auf das Rohr fallen läßt, daß das Wasser das Rohr umhüllt. Hierdurch wird bei nur geringem Wasserverbrauch das überzogene Rohr nicht nur in Axialrichtung sondern auch in Radialrichtung wirksam gekühlt. Durch temperaturabhängige Regeiung der Beaufschlagungsmenge kann eine der Überzugstemperatur angepaßte Kühlung erfolgen und das als Kühlmittel verwendete Wasser kann leicht zurückgewonnen werden.

Das Verfahren gestattet die Herstellung eines Kunststoffüberzugs auf einem sehr langen Rohr mit gegebenenfalls kleinem Durchmesser in einem Durchgang und es wird ein regelmäßiger Überzug erzielt, obwohl momentane Deformationen durch thermische Spannungen oder Biegungen während der Beschichtung des Rohrs auftreten.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet außerdem einen Überzug aus mehreren aufeinanderfolgenden Schichten aus unterschiedlichem Material auf das Rohr aufzubringen.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Drehvorrichtung, die ein Rohr oder aufeinanderfolgende Rohrabschnitte in eine fortschreitende Bewegung und eine Drehbewegung um die Rohrachse versetzt, einem Ofen zur Erhitzung der Außenfläche des Rohrs auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur oder der Klebtemperatur des Kunststoffmaterials, einer Vorrichtung zum Aufbringen eines pulverförmigen Materials auf das Rohr und einer nachgeschalteten Erwärmungsvorrichtung, um mindestens teilweise den Überzug aus dem pulverförmigen Material auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur oder der Härtungstemperatur des Kunststoffmaterials zu bringen, sowie einer der Erwärmungsvorrichtung nach-

geordneten Kühlvorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kühlvorrichtung für das Rohr aus einem in der Nähe und oberhalb des Rohrs parallel zur Rohrachse angeordneten Überlauf besteht, der es gestattet, mit geringer Geschwindigkeit einen kontinuierlichen Schleier oder Film aus Wasser auf das Rohr fallen zu lassen.

Die Erwärmungsvorrichtung für das Rohr besteht z. B. vorzugsweise in einer elektrischen Induktionsheizung für einen Strom mittlerer Frequenz, ^!vobei mindestens die Zone des Rohrs, die der Außenfläche benachbart ist, auf eine Temperatur über der Schmelztemperatur oder Klebtemperatur des Kunststoffes gebracht wird.

Das pulverförmige Kunststoffmaterial wird vorteilhaft aus einem prismatischem Aufgabetrichter in Form eines Schleiers aus dem Pulvermaterial auf die senkrechte Axialebene des Rohrs verteilt.

Dieser Trichter kann vorteilhaft aus mehreren Abteilen mit Schlitzen bestehen, wobei der Durchfluß durch den Schlitz in jedem Fall durch einen Sperrschieber geregell wird, der entsprechend der Breite des durchtretenden Bandes aus Kunststoffmaterial gesteuert wird.

Um eine bessere Verteilung und einem homogenen Überzug zu erhalten, ist es vorteilhaft, zwischen den Trichter und das Rohr eine Blende oder ein horizontales Sieb anzuordnen, das in üblicher Weise zu einer oszillierenden Schwingungsbewegung gebracht wird. Überschüssiges Kunststoffpulver wird in einem Trog unterhalb des Rohrs aufgefangen.

Der aufgebrachte Kunststoffüberzug haftet an dem Rohr in Form einer Schicht, deren Dicke eine von der Temperatur des Rohrs der Aufgabemenge und der Art des auf das Rohr aufgebrachten Kunststoffes abhängt.

Bei der Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffes wird eine Erwärmungsvorrichiung derart verwendet, daß ein Überzug bei einer Temperatur gebildet wird, bei der das thermoplastische Material in den flüssigen Zustand oder mindestens in einen pastenartigen Zustand derart gebracht wird, daß nach dem Abkühlen eine kontinuierliche Oberfläche gebildet wird. Bei mehrschichtigen Überzügen übt die letzte Schicht auf das darunterliegende Material einen Druck derart aus, daß eine Verbesserung der Verbindung zwischen diesem Material und der mehr zentral liegenden Schicht, die vorher verschmolzen ist und sich in Berührung mit der Oberfläche des Rohrs befindet, auftritt.

Im Falle der Verwendung eines warmhärtbaren Kunststoffes erlaubt die Erwärmungsvorrichtung eine Härtungsbehandlung, die die Härtung der Überzugsschicht sicherstellt.

Die Erwärmungsvorrichtung kann eine Widerstandsheizung oder eine Heizung aus strahlenden Platten sein, die z. B. durch Gas erhitzt sind, welche die Temperatur der Oberfläche des Kunststoffüberzuges auf den Schmelzpunkt, den Klebhaftungspunkt oder den Här

tungspunkt erhöht.

Gemäß einer bevorzugten Durchführungsform der Erfindung erfolgt die Abkühlung des überzogenen Rohrs durch einen kontinuierlichen Wasserschleier, der parallel zur Rohrachse verläuft und in Nachbarschaft der oberen Mantellinie des Rohrs derart herunterfällt, daß ein kontinuierlicher Übergriff aus Kühlwasser über das zu kühlende Rohr erfolgt. Ein kontinuierlicher Vorhang oder Film aus Wasser kann z. B. mit Hilfe eines Überlaufes erhalten werden, der eine Wasserlamelle gleichmäßiger Dicke überströmen läßt. Gemäß der Erfindung soll der Vorhang oder Film aus Wasser mit einer möglichst geringen Geschwindigkeit auf das Rohr auftreten.

Aufgrund durchgeführter Versuche wurde gefunden, daß durch die erfindangsgemäße Abkühlung die Oberfläche des Rohrüberzugs eine Qualität erhält, die einer solchen überlegen ist, welche nach dem Stand der Technik durch Abkühlen durch Verspritzen von Wasser erzielt wird.

Das erfindungsgemäß durchgeführte Abkühlen gestattet die Erzielung einer glatten und wasserdichten Oberfläche, die durch ihre Kontraktion sicherstellt, daß der zentrale Teil des Überzugs verdichtet bzw. verfestigt ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt gleichfalls die Herstellung eines Kunststoffüberzugs, bei dem die Oberfläche des Überzugs, die dem Rohr benachbart ist, an einer Stelle aufliegt oder in geschmolzenem Zustand vorliegt und eine kontinuierliche Schicht bildet, wogegen die Zentralzone des Überzugs einfach durch die Agglomerierung der Teilchen oder Körner aus dem thermoplastischen Material besteht und die Oberflächenschicht des Überzugs ebenfalls in kontinuierlicher Weise durch Verschmelzen des thermoplastischen Materials gebildet wird. Hierbei können die Schichten aus Materialien bestehen, die unterschiedliche Eigenschaften haben. Zur kontinuierlichen Beschichtung werden die Rohrabschnitte mittels Muffen oder Hülsen verbunden, die auch die Außenenden der Rohrabschnitte schützen, die nicht mit Kunststoff überzogen werden sollen.

Die unterschiedlichen Rohrabschnitte können an den Außenenden durch Fahr- oder Gleitgestelle gestützt werden und gestatten, daß sich die Rohrabschnitte schraubenförmig um sich selbst drehen.

Der Überzug kann z. B. aus Polyolefinen, wie Polyäthylen oder Polypropylen oder auch Polyvinylchlorid oder Polyamiden bestehen, aber auch aus jedem pulverförmigen Material hergestellt werden, das an einem warmen Rohr anhaften kann und eine kontinuierliche Schicht durch eine Härtungsbehandlung bilden kann, die eine Härtung des Überzugs unter den Anwendungsbedingungen hervorruft.

So kann man auch warmhärtende Stoffe verwenden, wie Epoxidharze, oder eine Kombination verschiedener Stoffe, um mehrere Schichten zu erzeugen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Außenflächenüberzugs eines Rohrs mittels eines thermoplastischen oder warmhärtbaren Kunststoffs, der sich anfangs in pulverförmigem Zustand befindet, wobei man das Rohr, dessen Außenfläche sich auf einer Temperatur über der Schmelztemperatur oder Klebtemperatur des Kunststoffs befindet, sich vorwärts sowie drehend fortbewegen läßt, während man aus einer oder mehreren festen, oberhalb des Rohrs angeordneten Stellen den pulverförmigen Kunststoff auf das sich fortbewegende Rohr durch eigene Schwerkraft auffallen läßt und den auf das Rohr aufgebrachten Kunststoff bis zur Verschmelzung oder Härtung mindestens eines Teils des Überzugs erwärmt und danach das überzogene Rohr abkühlt, dadurch gekennzeichnet, daß man den aufgebrachten Überzug mittels eines kontinuierlichen Schleiers oder Films aus Wasser abkühlt, den man oberhalb und in Nähe des Rohres parallel zur Rohrachse mit geringer Geschw indigkeit derart auf das Rohr fallen läßt, daß das Wasser das Rohr umhüllt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, mit einer Drehvorrichtung, die ein Rohr oder aufeinanderfolgende Rohrabschnitte in eine fortschreitende Bewegung und eine Drehbewegung um die Rohrachse versetzt, einem Ofen zur Erhitzung der Außenfläche des Rohrs auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur oder der Klebtemperatur des Kunststoffmaterials, einer Vorrichtung zum Aufbringen eines pulverförmigen Materials auf das Rohr und einer nachgeschalteten Erwärmungsvorrichtung, um mindestens teilweise den Überzug aus dem pulverförmigen Material auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur oder der Härtungstemperaiur des Kunststoffteilerials zu bringen, sowie einer der Erwärmungsvorrichtung riachgeordneten Kühlvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung für das Rohr aus einem in der Nähe und oberhalb des Rohrs parallel zur Rohrachse angeordneten Überlauf besteht, der es gestattet, mit geringer Geschwindigkeit einen kontinuierlichen Schleier oder Film aus Wasser auf das Rohr fallen zu lassen.