DE2839086A1 - Corrosion-resistant steel pipe for underground heat transport - is wrapped in aluminium foil bonded and coated with polymer resistant to heat and hydrolysis - Google Patents
Corrosion-resistant steel pipe for underground heat transport - is wrapped in aluminium foil bonded and coated with polymer resistant to heat and hydrolysisInfo
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Abstract
Description
Stahlrohr mit einer mehrschichtigen Steel pipe with a multilayer
Korrosionsschutzummantelung Die Erfindung bezieht sich auf Stahlrohre mit einer mehrschichtigen Korrosionsschutzummantelung für erdverlegte Wärmetransportleitungen sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben. Corrosion protection coating The invention relates to steel pipes with a multi-layer corrosion protection coating for underground heat transfer lines and a method for producing the same.
Erdverlegte Wärmetransportleitungen werden u.a. in der Fernwärme- und industriellen Prozeßwärmeversorgung eingesetzt. Sie bestehen im allgemeinen aus Stahlrohren, die durch mehrschichtige Ummantelungen vor Korrosion geschützt sind. Je nach Bodenverhältnissen kann die Korrosionsbeständigkeit durch Fremdstrom- oder galvanischen Schutzanoden gesteigert werden. Die äußere Schicht der bekannten Korrosionsschutzummantelungen besteht aus gegossenen Betonkanälen, Stahl-, Asbest-, Zement- bzw. Kunststoffmantelrohren und/oder bituminösen bzw. zementgebundenen Gußmassen.Underground heat transport lines are used, among other things, in district heating and industrial process heat supply. They generally exist made of steel pipes, which are multi-layered Coatings from corrosion are protected. Depending on the soil conditions, the corrosion resistance can be External current or galvanic protective anodes can be increased. The outer layer the well-known corrosion protection coating consists of cast concrete channels, Steel, asbestos, cement or plastic jacket pipes and / or bituminous or cement-bound Casting compounds.
Die Zwischenschicht stellt in der Regel eine Luft- und Wärmedämmungsschicht dar. Eine innere Schicht, z.B. Anstriche oder Verzinkungen der Oberflächen der mediumführenden Rohre, wird nur in Ausnahmefällen vorgesehen.The intermediate layer usually provides an air and heat insulation layer An inner layer, e.g. paint or galvanization of the surfaces of the medium-carrying Pipes, is only provided in exceptional cases.
All diese Maßnahmen verhindern jedoch nicht, daß die Feuchtigkeit von außen bis zu dem mediumführenden Stahlrohr vordringt und Korrosion hervorruft. Die Gründe hierfür sind je nach Bauart der Ummantelung unterschiedlich. Die axialen Verbindungen der äußeren Umhüllungsschicht stellen in der Regel Schwachpunkte des Korrosionsschutzsystems dar, da sie den statischen und dynamischen Belastungen von außen nicht dauerhaft standhalten können.However, all of these measures do not prevent the moisture penetrates from the outside to the steel pipe carrying the medium and causes corrosion. The reasons for this vary depending on the type of casing. The axial Connections of the outer cladding layer are usually weak points of the Corrosion protection system, as it can withstand the static and dynamic loads of cannot permanently withstand the outside.
Die Dilatationsfugen der Betonkanäle sind nicht ausreichend widerstandsfähig. Darüberhinaus ist der Beton an sich nicht dicht.The expansion joints of the concrete channels are not sufficiently resistant. In addition, the concrete itself is not tight.
Die Kupplungen der Asbestzementumhüllungen sind Steckverbindungen mit Quetschdichtungen, die ebenfalls bei Belastungen undicht werden. Die Muffen der Kunststoff-Ummantelungen sind mittels Schrumpfmanschetten abgedichtet, deren Materialvernetzung altert, an Spannung verliert und ebenfalls undicht wird. Bei Verwendung von Stahlummantelungen können die axialen Verbindungen geschweißt werden. In dem Raum zwischen der Ummantelung und dem mediumführenden Rohr wird ein Vakuum aufrechterhalten, das bei seinem Zusammenbruch auf Feuchtigkeitszutritt hinweist.The couplings of the asbestos-cement casings are plug-in connections with pinch seals that also leak when exposed to loads. The sleeves the plastic sheaths are sealed by means of shrink sleeves, whose Material cross-linking ages, loses tension and also becomes leaky. at The axial connections can be welded using steel jackets. In the space between the casing and the medium-carrying pipe a vacuum is maintained which, when it collapses, adopts moisture indicates.
Die Verwendung eines Korrosionsschutzes der mediumführenden Rohre durch Anstriche oder Verzinkungen kann die Korrosion ebenfalls nicht dauerhaft verhindern. Die Anstriche sind nicht diffusionsdicht und werden nach kurzer Betriebszeit vom Wasserdampf unterwandert. Die Verzinkungen sind in Bezug auf das nachträgliche Anbringen von Abzweigen nicht montagegerecht. Die ungeschützten Schweißstellen sind auf der Baustelle nicht mehr nachzuverzinken und unterliegen einer verstärkten Korrosion.The use of corrosion protection for the pipes carrying the medium painting or galvanizing cannot permanently prevent corrosion either. The paints are not diffusion-proof and will degrade after a short period of operation Water vapor infiltrated. The galvanizations are in relation to the subsequent attachment of branches not suitable for assembly. The unprotected welds are on the The construction site is no longer re-galvanized and is subject to increased corrosion.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, gegen Korrosion geschützte Stahlrohre zu entwickeln, die die oben genannten Nachteile nicht aufweisen und mit einer diffusionsdichten und Unterwanderungen ausschließenden Beschichtung versehen sind. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung solcher Stahlrohre geschaffen werden, mit dem die Beschichtung in wirtschaftlicher und einfacher Weise aufgebracht werden kann.The present invention is therefore based on the object against Corrosion protected steel pipes develop which have the above mentioned disadvantages do not have and with a diffusion-proof and exclusive infiltration Coating are provided. Furthermore, a method for the production of such steel pipes is intended be created with which the coating in an economical and simple manner can be applied.
Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe in technisch fortschrittlicher Weise lösen läßt, wenn mindestens eine Korrosionsschutzumhüllung vorgesehen ist, die aus einer Schicht aus Aluminium-Folie, welche auf das Rohr aufgewickelt und durch einen Klebstoff aus einem temperatur- und hydrolysebeständigen Polymeren mit#der Außenfläche des Rohres fest verbunden ist, und einer auf die aufgewickelte Aluminium-Folie aufgebrachten Außenschicht aus einem temperatur- und hydrolysebeständigen Polymeren besteht.It has now been shown that this task is technically more advanced Way can be solved if at least one corrosion protection coating is provided, which consists of a layer of aluminum foil, which is wound onto the tube and by an adhesive made of a temperature and hydrolysis-resistant polymer with # the Outer surface of the tube is firmly connected, and one on the wound Aluminum foil applied outer layer made of a temperature and hydrolysis resistant Polymers is made.
Einige vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2 bis 5 geschildert, während sich die Ansprüche 6 bis 10 auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von korrosionsgeschützten Stahlrohren beziehen.Some advantageous embodiments are in claims 2 to 5 outlined, while claims 6 to 10 relate to the method according to the invention for the production of corrosion-protected steel pipes.
Als Klebstoffe und Außenbeschichtungsmaterialien werden hochtemperatur- und hydrolysebeständige Polymerisate mit guten Adhäsionseigenschaften auf Metalloberflächen verwendet. Sie müssen darüberhinaus genügend hohe mechanische Festigkeiten aufweisen.As adhesives and external coating materials, high-temperature and hydrolysis-resistant polymers with good adhesion properties on metal surfaces used. In addition, they must have sufficiently high mechanical strengths.
Solche Polymerisate sind bekannt. Es hat sich gezeigt, daß Polyimide, Polyamidimide, Polysulfone, vorzugsweise Polyäthersulfone, besonders gut geeignet sind. Sie besitzen gleichgute Haftfestigkeit auf Aluminium und Stahl und bilden darüberhinaus hochhitzebeständige Beschichtungen mit guter hydrolytischer Stabilität bei Dauerbelastung bis zu 200 OC. Zur Erhöhung der Belastbarkeit und der Abriebfestigkeit kann insbesondere die Außenbeschichtung übliche Füllstoffe enthalten.Such polymers are known. It has been shown that polyimides, Polyamide imides, polysulfones, preferably polyether sulfones, are particularly suitable are. They have equally good adhesive strength on aluminum and steel and form in addition, highly heat-resistant coatings with good hydrolytic stability with continuous load up to 200 OC. To increase resilience and abrasion resistance In particular, the outer coating can contain customary fillers.
Die erfindungsgemäR gegen Korrision geschützten Stahlrohre werden hergestellt, in dem die Oberfläche des Stahlrohres zuerst nach üblichen Methoden vorbehandelt wird. Dies kann z.B. durch eine Reinigung mit Sandstrahlen erfolgen. Danach wird die Rohroberfläche mit dem Klebstoff beschichtet. Die Beschichtungsdicke beträgt vorzugsweise 10 bis 30 /um. Eine ebenfalls ein- oder beidseitig mit dem Klebstoff beschichtete und vor der Beschichtung entfettete Aluminium-Folie wird auf die mit dem Klebstoff versehenen Rohroberfläche gewickelt. Vorzugsweise wird bandförmige Aluminium-Folie mit einer Dicke von 20 - 40 /um verwendet, da bei dieser Foliendicke durchgehende Poren nicht vorkommen.The steel pipes protected against corrosion according to the invention are manufactured in which the surface of the steel pipe first by conventional methods is pretreated. This can be done, for example, by cleaning with sandblasting. Then the pipe surface is coated with the adhesive. The coating thickness is preferably 10 to 30 / µm. One also on one or both sides Aluminum foil coated with the adhesive and degreased before coating is wound onto the pipe surface provided with the adhesive. Preferably tape-shaped aluminum foil with a thickness of 20 - 40 / µm is used, because with There are no continuous pores with this film thickness.
Die Wicklung der bandförmigen Aluminium-Folie kann erfindungsgemäß spiralig erfolgen. Vorzugsweise wird sie jedoch überlappend spiralig aufgebracht. Diese Aus-führungsform hat den Vorteil, daß im Vergleich zu einer nicht überlappenden Wicklung der Diffusionsweg für den Wasserdampf innerhalb der Klebstoffschicht vervielfacht wird. Es ist auch möglich, mehrere Wicklungen der Aluminium-Folie aufzubringen.The winding of the strip-shaped aluminum foil can according to the invention take place in a spiral. However, it is preferably applied in an overlapping spiral. This embodiment has the advantage that compared to a non-overlapping Winding multiplies the diffusion path for the water vapor within the adhesive layer will. It is also possible to apply several windings of the aluminum foil.
Die nachfolgende Außenbeschichtung besitzt vorzugsweise eine Dicke von etwa 100 - 200 /um. Der hierfür verwendete Kunststoff kann zusätzlich- übliche Füll- und/oder Farbstoffe enthalten.The subsequent outer coating preferably has a thickness from about 100-200 / µm. The plastic used for this can also be customary Contain fillers and / or dyes.
Die als Klebstoffschicht und Außenschicht verwendeten Kunststoffe können im gelösten Zustand oder auch als lösungsmittelfreies Vorpolymerisat eingesetzt werden. Die gelösten Polymerisate haben jedoch den Vorteil, daß die für die Beschichtungsvorgänge erforderlichen Viskositäten genau einstellbar sind. Dadurch eignen sie sich für viele Auftragsmethoden, wie Anstreichen, Spritzbeschichten usw. Ferner wird eine bessere Benetzung der Metalloberfläche erzielt und die erwünschten Schichtdicken sind ohne Schwierigkeit aufbringbar.The plastics used as the adhesive layer and outer layer can be used in the dissolved state or as a solvent-free prepolymer will. However, the dissolved polymers have the advantage that they are used for the coating operations required viscosities are precisely adjustable. This makes it suitable she is suitable for many application methods, such as painting, spray coating, etc. Furthermore a better wetting of the metal surface is achieved and the desired layer thicknesses can be applied without difficulty.
Als Lösungsmittel für Polyimid, Polyamidimid und Polyäthersulfon können u.a. Toluole, Xylole und vorzugsweise N-methyl-2-pyrrolidon herangezogen werden. Die Härtung erfolgt durch Lösungsmittelverdunsten bei geeigneten Temperaturen.Can be used as a solvent for polyimide, polyamide-imide and polyether sulfone toluenes, xylenes and preferably N-methyl-2-pyrrolidone can be used. Curing takes place by solvent evaporation at suitable temperatures.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Beispiels näher erläutert.In the following, the invention will be described by way of only one embodiment illustrative example explained in more detail.
Beispiel Ein an der Oberfläche durch Sandstrahlen angerauhtes bzw. gereinigtes Stahlrohr wird aufoca. 80 - 140 0C erhitzt, um seine Achse rotierengelassen und mittels einer Beschichtungsvorrichtung, die sich parallel zur Rohrachse vorwärtsbewegt, mit dem Klebstoff beschichtet.Example A surface roughened or sandblasted cleaned steel pipe is on oca. 80 - 140 0C heated, rotated around its axis and by means of a coating device that moves forward parallel to the pipe axis, coated with the adhesive.
Als Klebstoff, und Außenbeschichtung werden N-methyl-2-pyrrolidon-Lösungen von Kerimid, Rhodeftal 200 der Firma Rhone-Poulenc SA. oder Polyäthersulfon der Firma ICI verwendet. Die Beschichtungsmaterialien werden auf die Rohraußenfläche durch Aufdüsen spiralig aufgetragen.N-methyl-2-pyrrolidone solutions are used as the adhesive and external coating von Kerimid, Rhodeftal 200 from Rhone-Poulenc SA. or polyether sulfone Company ICI used. The coating materials are applied to the outer surface of the pipe applied spirally by spraying.
Die Beschichtungsvorrichtung ist ferner mit einem Tauchbad versehen, in dem die bandförmige Aluminium-Folie ein- oder beidseitig mit dem jeweiligen Klebstoff versehen wird. Nach Verlassen des Klebstoffbades wird die Aluminium-Folie durch einen Heizkanal geführt und dem Klebstoff das Lösungsmittel entzogen. Gleichzeitig verdampft auch das Lösungsmittel des aufgebrachten Klebstoffes auf der Außenfläche des erhitzten Stahlrohres. Die Klebstoffe befinden sich dadurch in einem plastischen Zustand von honigähnlicher Konsistenz. Beim spiraligen Aufwickeln der beschichteten Aluminium-Folie auf die beschichtete Stahlrohroberfläche wird eine luftfrei innige Verbindung der beiden Klebstoffschichten erzielt.The coating device is also provided with an immersion bath, in which the strip-shaped aluminum foil on one or both sides with the respective adhesive is provided. After leaving the adhesive bath, the aluminum foil is through guided a heating channel and removed the solvent from the adhesive. Simultaneously also evaporates the solvent of the applied adhesive on the outer surface of the heated steel pipe. The adhesives are thus in a plastic one State of honey-like consistency. When spirally winding the coated Aluminum foil on the coated steel pipe surface becomes an air-free intimate Connection of the two adhesive layers achieved.
Unmittelbar hinter der Wickel- und Beschichtungsstation wird eine weitere Beschichtungseinheit angeordnet, mittels der, vorzugsweise durch Aufdüsen, das Außenbeschichtüngsmaterial aufgebracht wird.Immediately behind the winding and coating station there is a further coating unit arranged, by means of which, preferably by nozzle, the outer coating material is applied.
Nachdem der Beschichtungsvorgang für das Rohrstück beendet ist, wird die Temperatur von 80 - 140 0C noch einige Minuten beibehalten, bis auch das Lösungsmittel aus der Außenbeschichtung praktisch restlos verdampft ist. Nunmehr wird das Rohr höher erhitzt, bis die für die Aushärtung oder Polymerisation der Kunststoffe erforderliche Temperatur von ca. 250 0C erreicht ist. Nach Ablauf der erforderlichen Polymerisationszeit von ca. 5 min kann das Rohr aus der Beschichtungsanlage entfernt und abgekühlt werden.After the coating process for the pipe section has ended, will Maintain the temperature of 80-140 ° C. for a few minutes until the solvent is also removed has practically completely evaporated from the outer coating. Now the pipe is heated higher, until the required for the hardening or polymerisation of the plastics Temperature of approx. 250 0C is reached. After the required polymerization time has elapsed The pipe can be removed from the coating system and cooled down after approx. 5 minutes.
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| DE102009013872A1 (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Oleksandr Gitelman | Method for heating insulation and humidity insulation of medium pipes, involves converting outer region of polyamide foam, and cooling secondary hot-plastic polyamide foam with humidity-isolating monolithic polyamide layer |
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