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DE2411949C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung wärmeisolierter Leitungsrohre - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung wärmeisolierter Leitungsrohre

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DE2411949C2
DE2411949C2 DE2411949A DE2411949A DE2411949C2 DE 2411949 C2 DE2411949 C2 DE 2411949C2 DE 2411949 A DE2411949 A DE 2411949A DE 2411949 A DE2411949 A DE 2411949A DE 2411949 C2 DE2411949 C2 DE 2411949C2
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Germany
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heat
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Bernd 3001 Vinnhorst Eilhardt
Gerhard Dr.-Ing. 3012 Langenhagen Ziemek
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung wärmeisolierter Leitungsrohre, bei dem zunächst ein aufschäumbarer thermoplastischer Kunststoff auf ein Metallrohr extrudiert und anschließend aufgeschäumt wird (DE-PS 15 04 632).
Biegefähige Metallrohre, die mit einer biegeförmigen Kunststoffumhüllung versehen sind, beispielsweise biegefähige Kupferrohre, die in einer solchen Hülle eingeschlossen sind, werden überall da benutzt, wo es darauf ankommt, das in dem Rohr geförderte Mittel vor einem Temperaturaustausch mit der Umgebung zu schützen. Rohre, die mit einer Kunststoffhülle aus einem Schaumstoff bedeckt sind, bieten besondere Vorteile gegenüber den Metallrohren, deren Hüllen kompakt ausgebildet ist. Kompakte Umhüllungen können zwar zur Erzielung einer hohen Wärmeioslierung Längskanäle aufweisen, diese Längskanäle können aber erfahrungsgemäß Ursache von Korrosionserscheinungen an der Außenfläche des Metallrohres sein. Die Entstehung von Längskanälen ist bei einer Isolicrhüile aus einem geeigneten Schaumstoff jedoch wcitcslgehend ausgeschlossen.
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung einer wärmeisolierenden Hülle aus einem biegefähigen Schaumstoff auf einem blanken biegefähigen Metallrohr bekanntgeworden, bei dem mittels eines Extruders eine dünne Schicht aus einem aufschäumbaren thermoplastischen Kunststoff auf das Metallrohr aufgebracht wird und der Kunststoff anschließend zum Aufschäumen gebracht wird. Dieses Verfahren arbeitet sehr wirtschaftlich, jedoch weisen die nach diesem Verfahren hergestellten Rohre den Nachteil auf, daß die Isolierschicht für viele Anwendungszwecke nicht die genügende Festigkeit und Temperaturbeständigkeit aufweist (DAS t5 04 632).
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, in kontinuierlicher Weise wärmeisolierte Leitungsrohre mit einer Schaumstoffisolierung herzustellen, die eine höhere Temperaturbeständigkeit und eine höhere mechanische Festigkeit des Schaumes aufweisen. Weiterhin soll bei einer immer anzustrebenden horizontalen Fertigung ein Herabtropfen des Extruders und damit eine nicht konzentrische Isolierhülle vermieden werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß zunächst eine Vernetzung des thermoplastischen Kunststoffes eingeleitet und während der Vernetzung die Aufschäurnung vorgenommen wird.
Als Thermoplaste finden Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polybuten, Polypropylen oder deren Copolymere Verwendung. Während die bisher üblichen Schaumstoffe aus Weichpolyäthylen, Polyurethan etc. bis zu 90" in besonderen Fällen auch bis zu 100"C beständig waren, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren Rohre herzustellen, die bis zu 120° beständig sind. Der Verneizungsvorgang verhindert dabei ein Herabtropfen des Kunststoffes von dem zu isolierenden Rohr, indem durch die Vernetzung die Zähigkeit der Schmelze heraufgesetzt wird.
Aus der DE-OS 19 47 589 ist es bekannt, geschäumte Bahnen aus Äthylenharz herzustellen, indem man ein Band aus bereits vollständig vernetztem Äthylenharz
ίο auf eine oberhalb der Erweichungstemperatur des vernetzten Äthylens und ober der Zersetzungstemperatur des organischen Blähmittels liegende Temperatur erhitzt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieses Verfahren für die Herstellung von Isolierhüllen auf Rohren nicht
iri geeignet ist. Schäumt man nämlich die bereits vernetzte thermoplastische Schicht auf, hebt sich die Isolicrhülle von dem Rohr ab, d. h. es wird eine Isolicrhülle mit einem größeren Innendurchmesser als dem Außendurchmesser des Rohres erzeugt Ein solches Rohr ist nicht brauchbar, da bei vorisolierten Rohren ein relativ fester Verbund zwischen dem Metallrohr und der Isolierhülle vorhanden sein muß. Zweckmäßig ist es, vor dem Aufextrudieren der Kunststoffschicht auf das Metallrohr eine an der Schaumstoffschicht gut haftende Folie aufzubringen. Die Haftung zwischen der Schaumstoffschicht und der Folie soll bewirken, daß die Schäumung nur in zwei Richtungen radial oder tangential erfolgen kann.
Die Folie, die zweckmäßigerweise längseinlaufend um das Metallrohr herumgeformt werden sollte, besteht vorteilhafterweise aus Papier oder einem geeigneten Kunststoff, damit eine spätere Montage des Rohres erleichtert wird.
Auf das erwärmte Metallrohr wird in Pulver- oder
Ji Granulalform vorliegendes Polyäthylen aufextrudicrt, welches aus 100 Teilen Polyäthylen, 2 Teilen Peroxid, 2 Teile eines Treibmittels und 0,5 Teilen eines Alterungsschutzmittels besteht. Das beschichtete Rohr wird danach durch eine Düse zur Einstellung der Schichtdikkc der Kunststoffschicht auf dem Rohr hindurchgezogen und das Polyäthylen wird in einer Heizvorrichtung auf die Zersetzungstemperatur des Peroxids erwärmt und das vernetzende Polyäthylen aufgeschäumt (vgl. DE-OS 22 42 655). Das Peroxid dient als Vernetzer, während das Alterungsschutzmittel die Lebensdauer des Schaumes erhöhen soll und ihn gegen Kupfer stabilisiert. Die erzielbaren Raumgewichte des Kunststoffschaumes liegen je nach Treibmittelmenge und Type zwischen 50 kg und 400 kg/m3.
Der Aufschäumvorgang sollte wenig oberhalb der Zersetzungstemperatur des Vernetzungsmittels vorgenommen werden. Es hat sich nämlich als wesentlich herausgestellt, daß die Schäumung nicht nach dem Vernetzen vorgenommen wird. Dies ist notwendig, damit die
Y1 Viskosität der vernetzenden Polyäthylenschmelze möglichst lief liegt und das Treibmittel gut wirksam werden kann.
Durch den geschilderten Verfahrensablauf läßt sich die gesamte Herstellung einerseits wesentlich vereinfa-
bo chen und es ist möglich, durch das vorherige Vernetzen des Polyäthylens beim Aufschäumen einen wesentlich höheren Aufschäumgrad mit einer erheblich feineren Schaumstruktur als bisher herzustellen. Das vernetzende Polyäthylen verhindert ein Abtropfen des Schaumes
h-i von dem Rohr. Durch die Düse wird dabei eine gleichbleibende Wanddicke der Isolierung erzielt.
Die Erfindung ist anhand des in den F i g. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispicls näher
srlautert
F i g. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Fi g. 2 gibt eine Einzelheit aus F i g. 1 in vergrößertem Maßstab wieder.
Mit 1 ist eine Trommel bezeichnet, von der ein blankes Metallrohr 2. beispielsweise aus Kupfer, abgezogen und einer Heizeinrichtung 3 zugeführt wird. Das erwärmte Metallrohr 2 gelangt dann in eine Beschichtungsvorrichtung 4, in welcher das in Pulverform vorliegende Polyäthylen 5 auf das Metallrohr 2 aufgebracht wird. Durch das Erwärmen des Metallrohres 2 haftet das Polyäthylen 5 von selbst am Metallrohr 2. Es ist jedoch auch möglich, diesen Effekt zusätzlich durch elektrostatische Aufladung zu verbessen.
Das mit dem Polyäthylen beschichtete Metallrohr 2 gelangt anschließend in die Düse 6, deren genauerer Aufbau aus Fig.2 hervorgeht Diese Düse 6 hat eine sich ·η Bewegungsrichtung des Metallrohres 2 konisch verengende öffnung 7, deren Austrittsöffnung so bemessen ist, daß sie genau dem Durchmesser des fertig isolierten Leitungsrohres 8 mit ungeschäurr.ter Isolierung entspricht Der Durchmesser dieser öffnung ist also gleich dem Durchmesser des Metallrohres 2 plus der doppelten Wandstärke der aufgebrachten Polyäthylenschicht. Das überschüssige auf dem Metallrohr 2 aufgebrachte Polyäthylen wird durch die verengte öffnung der Düse 6 abgestreift und ergibt in der öffnung 7 einen Polyäthylenwulst, der das Metallrohr 2 von allen Seiten umgibt und dadurch für die einwandfreie Beschichtung desselben rundum sorgt.
Um sicherzustellen, daß das Polyäthylen in der öffnung 7 stets im geschmolzenen Zustand bleibt, ist es zweckmäßig, die Düse 6 zusätzlich zu beheizen. Beschichtungsvorrichtung 4 und Düse 6 liegen möglichst eng beieinander und werden vorteilhaft in einem durch die strichpunktierte Linie angedeuteten gemeinsamen Gehäuse untergebracht.
Nach dem Verlassen der Düse 6 wird das beschichtete Metallrohr 8 in der Einrichtung 9 beheizt, und zwar je nach Fertigungsbedingungen bis etwa 2300C, wodurch das Polyäthylen zu vernetzen beginnt. In der Vorrichtung 10 wird das vernetzende Polyäthylen anschließend aufgeschäumt und dann einer Kühlrinne 11 zugeführt Das fertig isolierte Metallrohr 12 kann dann auf eine übliche Trommel 13 aufgewickelt oder, wenn gerade Längen gefertigt werden sollen, einer Ablängvorrichtung zugeführt werden.
Die Vorrichtung 10 zum Aufschäumen des Polyäthylens kann nun beispielsweise als Heizeinrichtung ausgeführt sein, in welcher das beschichtete Metallrohr 8 auf eine Temperatur bis 2800C erwärmt wird.
In einer anderen Ausführungsform kann die Vorrichtung 10 auch als Stahlungsquelle für energiereiche Strahlen ausgebildet sein, durch welche zunächst eine Vernetzung und anschließend durch den abgespalteten Wasserstoff eine Aufschäumung erreicht wird. In diesem Falle kann möglicherweise auf den Zusatz eines Treibmittels verzichtet werden. Diese Ausfünrungsform läßt sich mit besonderem Vorteil bei Polyvinylchlorid iinwendcn.
Lin mil dem Verfahren nach der Erfindung zu verarbeitendes Polyäthylen besteht vorteilhafterweise aus 100 Teilen Hartpolyäthylen, dem 2 Teile Peroxyd als Vernetzungsmittel. 0,5 Teile eines Allerungsschutzmitlels und 2 Teile eines Treibmittels zur Schaumbildung, ■Aie beipielsweise Azodicarbonamid, hinzugegeben sind. Zwischen dem Metallrohr 2 und der l'olyälhylensrhk'ht 8 kiinn noch eine nicht mehr dargestellte lungs einlaufende sich überlappende Papier- oder Kunststofffolie vorgesehen sein, die bewirken soll, daß einseits eine Haftung zwischen dem Rohr und dem Polyäthylen erreicht wird, damit die Schäumung nur in zwei Richtungen radial oder tangential erfolgen kann und andererseits eine spätere Montage des Rohres günstiger wird. Ein Ablösen der Polyäthylenschicht 8 von dem Kupferrohr 2 wird damit wesentlich vereinfacht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung wärmeisolierter Leitungsrohre, bei dem zunächst ein aufschäumbarer Kunststoff auf ein Metallrohr extrudiert und anschließend aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Vernetzung des thermoplastischen Kunststoffes eingeleitet und während der Vernetzung die Aufschäumung vorgenommen wird.
DE2411949A 1974-03-13 1974-03-13 Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung wärmeisolierter Leitungsrohre Expired DE2411949C2 (de)

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