DE2405129A1

DE2405129A1 - Verfahren zum ummanteln von rohren

Info

Publication number: DE2405129A1
Application number: DE19742405129
Authority: DE
Inventors: Kenneth Thomas Eccleston; Peter Richard Mccrainor
Original assignee: Foseco International Ltd
Current assignee: Foseco International Ltd
Priority date: 1973-02-05
Filing date: 1974-02-02
Publication date: 1974-08-08
Also published as: FR2216513B1; CA1004446A; FR2216513A1; GB1449462A

Description

PATENTANWALT DiL HANS-GÜNTHER EGGERT₁ DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER aO 2405129

Köln, den 1.2.1974

Eg/Ix

FOSECO International Limited

Long Acre, Nechells, Birmingham, B7 5JR / England

Verfahren zum ummanteln von Rohren

Es gibt zahlreiche Eälle in Industrieanlagen, wo Rohrleitungen mit einem Mantel umgehen werden müssen« Besonders wichtig ist die Ummantelung von Rohrleitungen in Öfen, in denen die Rohrleitungen schnell geschädigt werden.

Ein "besonderes Problem besteht im Falle von Brammenvor— wärmöfen, durch die die Metallbrammen nach der lagerung auf dem Lagerplatz und vor dem Walzen so geführt werden, daß sie von oben und von unten erhitzt werden können. Zu diesem Zweck sind zwei Schienen vorgesehen, und die vorzuwärmenden Brammen werden längs der Schienen geschoben.

Diese Schienen bestehen aus Stahl und werden durch Wasser, das durch die Schienen und ihre Stützen umgewälzt wird, gekühlt, um zu verhindern, daß sie zu heiß und geschädigt werden. Es ist üblich, die Rohrleitungen und die unteren Teile der Schienen, d*h. die nicht mit den Brammen in Berührung kommenden feile zu isolieren, um die Wärmemenge, die durch die Kühlung aus dem Ofen verlorengeht, zu verringern und darüber hinaus die Rohrleitungen zu schützen*

Zahlreiche Methoden wurden bereits zum Sehatz und zur Isolierung der Rohre vorgeschlagen. Hierzu gehört das Ausmauern und Aufsetzen halbzylindrischer Schalen aus feuerfestem Material. Yiele dieser Methoden sind zeitraubend und umständlich durchzuführen und ia der Praxis

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unbefriedigend. Beispielsweise werden "bei vielen Methoden Metallschellen, -bügel oder -bänder verwendet, die selbst während des Betriebs des Ofens erodieren, so daß die Isolierung anschließend auseinanderfällt. Es ist zu betonen, daß zu den Bedingungen während des Betriebs des Ofens ein ganz erheblicher Angriff durch die Hitze und durch Schlacke, Einwirkung von Flammen und ganz erhebliche Erschütterungen geborene

Ein gewisser Erfolg wurde bereits durch Verwendung von 1Q Halbschalen erzielt, die um die Rohrleitung gelegt werden, und auf deren Außenseiten anschließend eine feuerfeste Schicht aufgespritzt wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Ummanteln von Rohren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen Teil des Rohres mit einem rinnenförmigen Bauteil von allgemein ü-förmigem Querschnitt umgibt, den Rest mit einer Verschlußplatte umgibt, die das offene Ende des ^BU^tt überbrückt und so angeordnet wird, daß sie nicht ohne Bruch der Platte oder des rinnenförmigen Bauteils radial vom Rohr entfernt werden kann, und den Zwischenraum zwischen dem Rohr und dem Bauteil und der Platte mit wärmeisolierendem feuerfestem Material ausfüllt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung legt man ein D-förmiges Profil und eine Verschlußlatte, die beide aus feuerfestem Wärmeisoliermaterial· bestehen, um das Rohr, hält sie in ihrer lage, verbindet sie mit einem härtbaren feuerfesten Zement und läßt den Zement härten« Die ineinanderpassenden Teile des U-Profils und der Verschlußplatte sind so geformt, daß der erhärtete Zement die Form eines Verschluß- oder Verriegelungsteils annimmt»

Unter dem Ausdruck "Verschluß- oder Verriegelungsteil* ist zu verstehen, daß das U-Profil und die Verschlußplatte eine solche Form haben müssen» daß der Zement nach dem Erhärten beispielsweise einen Zeil oder Riegel bildet,

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der es nicht zuläßt, daß die Platte ohne Bruch der Platte oder des U-Profils in radialer Richtung vom Rohr entfernt wird. Bei diesem Aspekt der Erfindung stellt der erhärtete Zement im Gegensatz zu "bekannten Verfahren, bei denen der feuerfeste Zement lediglich als Fugen- und Verbindungsmaterial . verwendet wird, bei dem die Festigkeit der beiden miteinander verbundenen Teile von der Haftfestigkeit des Zements abhängt, ein Verbindungsstück dar, das mechanisch in seine Lage so verkeilt ist, daß das Auseinandernehmen von Platte und U-Profil verhindert wird.

Bei einer Ausführungsform des U-Profils und der Verschlußplatte besteht die letztere aus einem langgestreckten flachen Ziegel· Die Innenseiten der oberen Enden des U-Profils nähern sich einander kegelförmig, und die langen Kanten des Ziegels sind mit einer Rille versehen, so daß der erhärtete Zement nach dem Zusammensetzen dieser beiden Teile mit einem feuerfesten Zement einen Formkörper bildet, der die beiden Stücke fest mechanisch miteinander verkeilt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Rohr ummantelt, indem ein U-Profil und eine Verschlußplatte aus feuerfestem Wärmeisoliermaterial um das Rohr unter Bildung eines Mantels, der das Rohr vollständig umgibt, gelegt, die Stücke mit einem härtbaren feuerfesten Zement miteinander verbunden und verfugt werden und der Zement erhärtet oder der Erhärtung überlassen wird, wobei die ineinander-gefügten Teile des U-Profils und der Verschlußplatte so geformt sind, daß sie ineinandergreifen, so daß die Teile zusammengehalten werden, während der Zement abbindet und härtet.

Unter dem Ausdruck "ineinandergreifende Form" ist zu verstehen, daß die beiden Teile so geformt sein müssen, daß nach dem Erhärten des Zements ein Formkörper, z.B. ein Keil gebildet wird, der es verhindert, die Stücke radial vom Rohr zu entfernen, ohne daß eines der Stücke oder

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beide brechen. Die bevorzugte Ausbildung für diesen Zweck sind ineinandergreifende, sich ergänzende, konische Oberflächen.

'.Bei dieser Äusführungsform stellt der erhärtete Zement ein* Verbindungsstück dar, dessen Haftvermögen zu der mechanischen Verkeilung oder Verzahnung der Stücke hinzukommt und das Auseinanderfallen der beiden Teile verhindert. Die mechanische Verzahnung und Verkeilung wird vorzugsweise so vorgenommen, daß die Innenseiten der oberen Enden des U-förmigen Bauteils mit einer Konizität versehen werden, die die Konizität der damit zusammenwirkenden Seiten eines darin eingreifenden, die Verschlußplatte bildenden Ziegels ergänzt.

In gewissen Fällen werden der U-förmige Bauteil und die Verschlußplatte nicht mit Zement ausgefugt, damit sie sich relativ zueinander bewegen können und hierdurch Deformierungen und Spannungen vermieden werden, wenn das Rohr erhitzt oder gekühlt wird. In einem solchen Pail müssen die Teile entsprechend geformt sein, indem beispielsweise der U-förmige Teil mit zwei einwärtsragenden Planschen versehen wird, auf denen die Verschlußplatte ruht.

Die zwischen dem Rohr und dem U-förmigen Bauteil und der Verschlußplatte vorgesehene Schicht aus feuerfestem Material ist vorzugsweise deformierbar, um ihr Anpassungsfähigkeit an die Rohrleitung und die Fittings zu verleihen. Als Materialien eignen sich für diesen Zweck Pilzmaterialien oder gewebte Decken, die ganz oder überwiegend aus anorganischen Pasern, z.B. Glasfasern, Gesteinswolle, Mineralwolle und Keramikfasern, bestehen· Besonders vorteilhaft sind beispielsweise Aluminosilicatfatern.

Die Bauteile, die gemeinsam den Mantel um das Rohr bilden» können aus den verschiedensten feuerfesten Värmeieolier-409832/0871

materialien hergestellt werden. Bevorzugt wird Schmelzzement, jedoch können auch andere Materialien, z.B. mit Zement abgebundene feinteilige feuerfeste Materialien, mit kolloidalem Hydroaol abgebundene feuerfeste Faserstoffe und feuerfester Beton verwendet werden, wobei diese Materialien wahlweise mit kurzen Metalldrähten oder Keramikfasern verstärkt sein können.

Die Verfahren zur Herstellung der Formkörper aus feuerfesten Materialien dieser Art sind allgemein bekannt und bedürfen hier keiner weiteren Beschreibung.

Das beschriebene Verfahren zur Ummantelung von Rohrleitungen kann natürlich auch angewendet werden, um zwei oder mehr nebeneinanderlaufende Rohrleitungen, z.B. zwei Rohrleitungen mit praktisch gleichem Durchmesser und im weetntlichen parallelen Achsen, zu ummanteln.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen erläutert.

Fig.1 zeigt einen Schnitt durch ein ummanteltes einzelnes Gleitrohr.

Fig.2 ist ein Schnitt durch ein gemäß der Erfindung ummanteltes Doppelrohr·

Fig.3 ist ein Querschnitt ähnlich Fig.1, jedoch einer alternativenAusführungsform.

Fig.4- ist ein ähnlicher Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform.

Bei den in Fig.1 und Flg.2 dargestellte· Ausführungafor-■ea sind das Rohr b«w. die Rohre 1 von einer Umkleidung ' UBieben, die aus zwei feuerfesten Teilet 2 und 3 besteht. Die Stücke 2 und 3 werden mit einem erhärteten feuerfesten Hochtemperaturzement 4 zusammengehalten. Der Raum zwischen dem Rohr und der aus den Stüoken 2 und 3 gebildeten Umkleidung ist mit einer zueanmendrückbaren

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elastischen feuerfesten Fasermatire 5 ausgefüllt.

Die Umkleidungen werden über den Rohren wie folgt zusammengesetzt: Der Rand des oberen U-förmigen Teils 2 ist mit mehreren Löchern versehen, in die kurze Stäbe gesteckt werden. Diese Stäbe ragen durch die Löcher in Rillen 6 an jeder Seite der Platten 3. Der feuerfeste Zement wird dann in die Zwischenräume gepresst, oder er kann vor der Zusammenfügung des Teils 3 und des Teils 2 aufgebracht werden. In beiden Fällen halten die Stäbe 7 die beiden Teile zusammen, bis der feuerfeste Zement abgebunden hat. Die Stäbe können aus beliebigem geeignetem Werkstoff wie Metall, Keramik, Kunststoffen, Holz, Pappe usw. bestehen. Als Metalle eignen sich beispielsweise Aluminium, Eisen, Stahl, Zink und Legierungen dieser Metalle. Aluminium und Zink schmelzen und hinterlassen wenig Rückstand. Es ist auch möglich, die Stäbe aus starrem Kunststoff, Holz oder versteifter Pappe herzustellen. Alle diese Materialien brennen aus und hinterlassen praktisch wenig oder keinen Rückstand. In Fällen, in denen dauerhafte Stäbe als zweckmäßig angesehen werden, können vorteilhaft Stäbe aus Keramikmaterial verwendet werden, da das Keramikmaterial· während der gesamten Lebensdauer des Umkleidungsmaterials fest und zusammenzuhängend bleibt. Auf Grund der Rille 6 und der Konizität der Innenflächen 8 des U-förmigen Bauteils 2 bildet der abgebundene und erhärtete Zement ein fest verzahntes Bauteil, das die Umkleidung um das Rohr zusammenhält.

Fig.3 zeigt ein Rohr 10, das von einer Umkleidung umgeben ist, die aus zwei feuerfesten Teilen 11 und 12 besteht.

Das Bauteil 11 ist allgemein U-förmig· Die einander zugewandten Innenflächen 13 de· U nähern sich einander konisch, so daß der Querabstand zwischen den Flächen 13 in Richtung zu den freien Enden des U garinger wird. Das Bauteil 12 hat den Querschnitt eines Trapezee, dessen Außenseiten 14 eich längs lea Rohres erstrecken und eine Konisltät

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aufweisen, die diejenige der Flächen 13 ergänzte

Auf diese Weise können die Flächen 13 und 14· keilförmig ineinandergreif en«. Außerdem werden die Teile 11 und 12 durch zwei an den Ecken zwischen den Teilen 11 und 12 angeordnete Stegen 15 aus feuerfestem Zement zusammengehalten. Der größte Teil des Zwischenraums zwischen dem Rohr 10 und der aus den Teilen 11 und 12 gebildeten Umkleidung ist mit einer zuaammendrückbaren, elastischen, feuerfesten Fasermatte 16 ausgefüllt, wobei ein Luftspalt 17 zwischen der Matte 16 und der Umkleidung verbleibt. Der Luftspalt 17 kann jedoch gegebenenfalls beseitigt werden, indem der gesamte Baum mit feuerfesten Fasern ausgefüllt wird*

In der Praxis wird die Umkleidung um das Rohr 10 wie folgt zusammengesetzt: Die Matte 16 wird zuerst um das Rohr gelegt oder in den Zwischenraum zwischen Umkleidung und Rohr gestopft. Wenn die konisch verlaufenden Flächen 13 und 14 in den gewünschten keilförmigen Eingriff gebracht worden sind, der erreicht wird, indem die Platte 12 in Längsrichtung in das Bauteil 11 eingeschoben wird, werden die Zementfugen 15 in der erforderlichen Lage hergestellt. Durch das festklemmen werden die Teile 11 und 12 zusammengehalten, während der Zement in den Fugen abbindet und erhärtet.

Die in Fig.4 dargestellte Ausführungsform ist vorteilhaft unter Bedingungen, unter denen durch ständigen Temperaturwechsel oder duroh andere Ursachen das U-Profil und die Platte dazu neigen, sich ungleichmäßig auszudehnen oder zusammenzuziehen. Dies kann zum Bruch des einen oder anderen Bauteils oder in schweren Fällen dazu führen, daß die Platte herausfällt.

Sei dieser Ausführungsform let ein Rohr 20 von einer Hüll« 21 aus Faserstoff umgeben« Über das Rohr ist «in rinnenförmiges Bauteil 22 in Form eine* umgekehrten U

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gestülpt. Dieses Bauteil wird am Rohr durch eine Platte 23 gehalten, die während des Zusammenbaues in Längsrichtung eingeschoben wird und auf zwei Planschen 24 des Bauteils 22 aufliegt. Die Platte 23 ist so bemessen, daß an jeder Seite je ein Spalt 25 frei bleibt. Diese Spalte nehmen eine unterschiedliche Bewegung des ü-förmigen Bauteils und der Platte auf, wenn sie erhitzt oder gekühlt werden.

Natürlich sind zahlreiche Variationen der vorstehend beschriebenen einfachen Systeme sowohl in Bezug auf die jeweilige iOrm der verwendeten Teile und der zu ihrer Herstellung verwendeten Werkstoffe möglich. In allen Fällen lassen sich die erfindunsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Umkleidung schnell, einfach und wirtschaftlich durchführen.

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Claims

Patentansprüche

ίί) Verfahren zum Ummanteln oder Umkleiden von Rohren, wobei man einen Teil des Rohres mit einem rinnenförmigen Bauteil mit allgemein U-förmigem Querschnitt umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß man den Rest des Rohres mit einer Verschlußplatte umgibt, die das offene Ende des U-förmigen Querschnitts überbrückt und sich nicht ohne Bruch der Platte oder des U-förmigen Bauteils radial vom Rohr entfernen läßt, und indem man den Zwischenraum zwischen dem Rohr und dem U-förmigen Bauteil und der Platte mit wärmeiaolierendem feuerfestem Material ausfüllt.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das U-fÖrmige Bauteil und die Platte mit einem härtbaren feuerfesten Zement verbunden und verfugt werden, wobei das U-förmige Bauteil und die Platte so geformt sind, daß der abgebundene und gehärtete Zement einen die Bauteile verzahnenden Formkörper bildet.
3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergefügten Teile des U-förmigen Bauteils und der Platte so geformt sind, daß ihre Trennung vom Rohr in radialer Richtung verhindert wird,
4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte einen trapezförmigen Querschnitt hat und die Innenflächen der freien Enden des U-förmigen Bauteils eine solche Konizität und Bemessung haben, daß sie auf die Außenflächen der Platte passen.
5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet» daß die freien Enden des U-förmigen Bauteils mit je einem einwärts ragenden Flansch versehen sind und die Breite der Platte größez* ist als der Innenabstand

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zwischen den Flanschen»
6) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmeisolierendes feuerfestes Füllmaterial eine elastische Füllung aus feuerfesten Fasern verwendet wird.
7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als feuerfeste Fasern Glasfasern, Gesteinswolle, Schlackenwolle oder Aluminosilicatfasern verwendet werden»
8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß U-förmige Bauteile und Platten aus Schmelzzement verwendet werden.
9) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß U-förmige Bauteile und Platten aus mit Zement abgebundenem feinteiligem feuerfestem Material, mit kolloidalem Hydrosol abgebundenem feuerfestem Fasermaterial oder feuerfestem Beton verwendet werden.

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L e e r s e i t e