DE2946459A1

DE2946459A1 - Verfahren zum beschichten von metallrohren

Info

Publication number: DE2946459A1
Application number: DE19792946459
Authority: DE
Inventors: Guenter 6238 Hofheim Eckner
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1979-11-17
Filing date: 1979-11-17
Publication date: 1981-05-27

Description

Verfahren zur Beschichtung von Metallrohren
Es ist bekannt, Metallrohre mit einem direkt aus dem Extruder kommenden Band aus Polyäthylen zu beschichten. Die Temperatur der Rohre beträgt hierbei etwa 1800C. Die verwendeten Polyäthylentypen haben Schmelzindices (19000/2,16 kg) von 0,4 bis 0,7 g/10 min. Für den Aufbau von Schichten von etwa 3,5 mm Dicke werden hierbei etwa 4 Minuten benötigt.
Andererseits ist die Beschichtung von Metallrohren mit Polyäthylenpulver bekannt, das z. B. durch Aufrieseln, Autschleudern oder Anwerfen auf das auf 300 bis 3600C vorgewärmte Rohr aufgebracht wird. Die bei diesem Verfahren ver wendeten Polyäthylentypen haben Schmelzindices (19000/ 2,16 kg) von 1,2 bis 1,7 g/10 min. Der Schmelzindex muß hierbei höher sein als beim erstgenannten Verfahren, weil hier ein leichteres Schmelzen wesentlich ist. In Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser beträgt die Beschichtungszeit bei Pulverbeschichtungsverfahren im allgemeinen etwa 5 Minuten. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß verhältnismäßig hohe VorwSrnltemperaturen und damit ein hoher Energieaufwand erforderlich sind, weil aus Gründen eines ausreichenden Korrosions-Schutzes der Schmelz index niedrig sein muß.
Es war daher ein Verfahren mit geringerem Energie- und Zeitaufwand erwünscht, das Produkte mit gleich guten Eigenschaften wie die bekannten Verfahren liefert.
Es wurde auch schon ein Verfahren zur Beschichtung von Metallrohren durch Aufbringen von Polyäthylenpulver auf vorgewärmte Rohre vorgeschlagen, wobei man zunächst ein Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 15 bis 70, vorzugsweise 17 bis 25 g/10 min (1900C/2,16 kg) auf ein Metallrohr, das eine Temperatur von mindestens 2000C hat, aufbringt, darauf den Uberzug auf eine Temperatur von etwa 110 bis 1700C, vorzugsweise 110 bis 1200C abkühlen läßt und darauf bei dieser Temperatur in dritter Stufe einen freitragenden Polyäthylenfilm mit einem Schmelzindex von 0,1 bis 7 g/10 min aufbringt.
Dieses Verfahren hat sich gut bewährt. Für bestimmte Zwecke war es jedoch erwünscht, das Verfahren noch zu modifizieren bzw. zu verbessern.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nunmehr ein Verfahren zum Beschichten von Metallrohren durch Aufbringen von Polyäthylen auf vorgewärmte Rohre, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zunächst ein Polyäthylenpulver mit einem Schmelzindex von etwa 1,2 bis 1,7 g/10 min oder ein unmittelbar aus einem Extruder austretendes Polyäthylen-Band mit einem Schmelzindex von maximal 1,7 g/10 min (1900C /2,16 kg) auf ein Metallrohr, das im Fall der Pulverbeschichtung eine Temperatur von mindestens 3000C und im Fall der Beschichtung vom Extruder maximal 2500C hat, aufbringt, darauf den Uberzug auf eine Temperatur von etwa 110 bis 170, vorzugsweise 110 bis 1500C abkühlen läßt und darauf in dritter Stufe einen freitragenden, lichtstabilisierten, hellfarbigen Polyäthylenfilm mit einem Schmelzindex von bis 1,1 g/10 min bei dieser Temperatur aufbringt.
Als Lichtstabilisatoren für den hellfarbenen PolySthylenfilm sind beispielsweise Verbindungen vom Benzotriazoltyp geeignet.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß es eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht. Außerdem bewirkt die hellfarbige Deckschicht einen guten Schutz der Rohre wegen zu starke ErwSrmung bei längerer Lagerung im Freien unter starker Wärmeeinwirkung, zum Beispiel durch Sonneneinstrahlung oder durch Verlegung in stark erwärmten Bodenschichten. Die Beschichtung vom Extruder gestaltet sich ebenfalls sehr einfach und zeitsparend ohne zusätzlichen apparativen Aufwand. Das aus dem Extruder austretende Band hat vorteilhaft einen Schmelzindex von mindestens 0,4 g/10 min.
zweckmäßig hat das Polyäthylen bei der Pulverbeschichtung in crster Stufe eine Teilchengröße von 1 bis 600 ßm, vorzugswelse 100 bis 400 m. Der freitragendc POlysithylenfilm wird mit Vorteil in Form eines Polyäthylenbandes aufyebracht. Da, Aufbringen kann auf ein rotierendes Rohr erfolgten. Das bringt den Vorteil mit sich, daß das Band automatisch gewickelt werden kanll Die Bandbreite kann beliebig variiert werden. Sie betrugt z. B. mindestens 20 mm. Im allgemeinen wird von einer Bandbreite bis etwa 1 m Gebrauch gemacht.
Beim Auftragen ist darauf zu achten, daß sich die einzelnen Windunen überlappen bzw. daß gleichzeitig eine gegenseitlg(> Verschweißung der einzelncn Windungen erfolgt, um einen ein wandfreien Korrosionsschutz zu erzielen. Die Schichtdicke der Bänder liegt gewöhnlich bei 100 bis 430 um, vorzugsweise 100 bis 200 um. Vorzugsweise sind die hellüarbigen Bänder weiß. Je nach Wunsch kann jedoch auch eine andere Farbe gewählt werden, z. B. die Warnfarbe Celb, aber auch llellorange, llellblau, llellgrün oder dergleichen. Gegebenenfalls können die hellfarbenen Bänder auch zur Kennzeichnung der Rohre dienen.
Die Geschwindigkeit, mit der die Beschichtung vorgenommen wird, kann in weiten Grenzen variieren. Sie ist von der Schichtdicke und vom Rohrdurchmesser abhängig. Beispielsweise ist bei einem äußeren Rohrdurchmesser von 50 bis 2 000 mm eine Mindestschichtdicke zwischen 1,5 und 4 mm für einen ausreichenden Korrosionsschutz erforderlich. Für die Beschichtung von 12 m Länge eines solchen Rohres mit einem Durchmesser von 1 500 mm und einem Uberzug von 3,5 mm Schichtdicke werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren etwa 15 bis 45, vorzugsweise 30 Minuten benötigt. Für die Beschichtung eines Rohres von 400 mm Durchmesser mit einer Schichtdicke von 1,5 mm (dies ist die Mindestdicke für ausreichenden Korrosionsschutz) sind für eine 12 m lange Beschichtung im allgemeinen etwa 8 bis 20, vorzugsweise 15 Minuten erforderlich.
Um die Haftung der in erster Stufe aufgebrachten Schicht auf der Rohrunterlage noch zu verbesscrn, ist es zuweilen zweckmäßig, dem Polyäthylenpulver noch ein 7usatzharz in Form eines Polymerisats, z. B. Polyvinylacetat, Xthylen-Vinylacetat-Copolymerisat, Äthylen-Acrylsäure- und/oder- Acrylester-Copolymerisat, gegebenenfalls mit weiteren Comonomeren, oder andere Polymerisate, vorteilhaft in einem Anteil von 5 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Polyäthylmpulver beizumischen. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist e auch möglich, diese Polymerisate vor dem Aufbringen des Polyäthylenpulvers auf das Rohr aufzutragen.
Diese Beschichtung kann nach den üblichen Beschichtungsverfahren, durch Sprühen, vorzugsweise jedoch durch Pulverbcschichtung erfolgen. Dieselben Zusatzharze können auch in dan polyäthylenbind in einem Anteil von 2 bis 5 Gew.-s, bezogen auf Polyäthylen, enthalten scin.
Die Anforderungen bezüglich Mlndestsenichtdleke, Porenfreiheit, Schälfestigkeit, Schlagbeständigkeit, Eindruckwiderstjnd, Reißdehnunq, spezifischer Umhüllungswiderstand, Wärme-und Lichtalterung gemäß den Vorschriften von DIN 30 670 werden durch die erfindungsgemäß hergestellten Ueberzüge voll erfüllt.
Dic nach dem erfindunys'jemäßen Verfahren beschichteten Rohre finden vielseitige Verwendung. Wegen ihres OberflAchenschutzes sind sie vor allem für verlegte Rohre, z. B.
in Rohrleitungen für die Förderung von Erdöl,aber auch von anderen gasförmigen, flüssiqen oder hdllerviskosen Stoffen, beispielsweise Erdgas, Wasser, Klärschlamm, Beton, Abwasser, Aufschlämmungen oder dergleichen geeignet.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Rohre zur Verlegung in warmen oder heißen Gebieten, z. B. auch in der Wüste.
Beispiele: 1) Ein Eisenrohr (Außendurchmesser 108 m, Wanddicke 10 mm), wird auf 3100C vorgewärmt und darauf 2 Minuten mit Polyathylenpulver (Schmelzindex 1,2 bis 1,7 g/10 min) mit einer Schichtdicke von 2 mm überzogen. Nach 20 Minuten ist der Uberzug geschmolzen und die Rohrtemperatur auf 1600C abgesunken. Beginnend bei dieser Rohrtemperatur wird bei 1600C ein 200 um dickes, 50 mm breites Polyäthylenband mit einem Schmelzindex von 0,4 g110 min in einer Schichtdicke von 200 um aufgebracht. Dann läßt man das Rohr entweder durch bloßes Liegenlassen oder unter Durchleiten eines Kühlmediums auf Raumtemperatur abkühlen. Unmittelbar nach Aufbringen des Bandes tritt eine einwandreie und glatte Verschmelzung von beiden Uberzugsschichten ein. Nach 40 Minuten ab Beginn der Pulverbeschichtung ist das Rohr beim Liegenlassen ohne zusStzliche Kühlung auf 600C abgekühlt.
2) Ein Eisenrohr (Außendurchmesser 90 m m, Wanddicke 4,5 mm), wird auf 3600C vorgewärmt und darauf 1 1/2 Minuten mit Polyäthylenpulver (Schmelzindex 1,2 bis 1,7 g/10 min) mit einer Schichtdicke von 2 mm überzogen. Nach höchstens 8 Minuten ist der Uberzug glatt geschmolzen und nach 12 Minuten auf 1500C abgekilhlt. Bei dieser Rohrtemperatur wird ein 40 mm breites Polyäthylenband mit einem Schmelzindex von 0,4 g/10 min in einer Schichtdicke von 200 Llm aufgebracht und darauf das Rohr auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Aufbringen des Bandes erfolgt durch Umwickeln des um seine Achse rotierenden Rohrs, wobei die Spule am Rohr entlang bewegt wird. Unmittelbar nach Auforingen des Bandes tritt eine einwandfreie Verschmelzung mit der ersten Polyäthylenschicht ein. Nach 30 Minuten ab Beginn der Rohrbeschichtung ist das Rohr beim Liegenlassen ohne zusätzliche Kühlung auf 600C abgekühlt.
3) Ein Eisenrohr (Außendurchmesser 500 mm, Wanddicke 6 mm) wird auf 2500C vorgewärmt und mit einem Xthylen-Acrylsäure-Copolymer in Pulverform als Haftgrundierung mit einer Schichtdicke von etwa 100 um beschichtet. Auf diese so überzogenen und noch warmen Rohre wird ein unmittelbar aus einem Extruder austretendes Polyäthylenband mit einem Schmelzindex von 1,2 g/10 min und mit einer Schichtdicke von 250 um aufgebracht. Diese Wickelvorgang wird so lange fortgesetzt, bis die gewünschte Schichtdicke von 4 mm erreicht ist. Pas Abkühlen des Rohres auf etwa 1400C erfolgt durch bloßes Liegenlassen. Bei dieser Temperatur wird ein gelbes Polyäthylenband mit einem Schmelzindex von 0,7 g/10 min, einer Breite von 300 mm und einer Schichtdicke von 200 um aufgebracht. Es tritt eine einwandreie und glatte Verschmelzung der beiden Polyäthylenüberzugsschichten ein. Nach 30 Minuten ab Beginn der Extruder-Beschichtung ist das Rohr beim Liegenlassen ohne zusätzliche Kühlüng auf 600C abgekühlt.

Claims

Patentansprüche A ) Verfahren zum Beschichten von Metallrohren durch Aufbringen von Polyäthylen auf vorgewärmte Rohre, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst ein Polyäthylenpulver mit einem Schmelzindex von etwa 1,2 bis 1,7 g/10 min (1900C/ 9,16 kg) oder ein unmittelbar aus einem Extruder austretendes Band mit einem Schmelzindex von maximal 1,7 g/10 min auf ein Metallrohr, das im Fall der Pulverbeschichtung eine Temperatur von mindestens 3000C und im Fall der Beschichtung vom Extruder maximal 2500C hat, aufbringt, darauf den Uberzug auf eine Temperatur von etwa 110 bis 1700C abkühlen läßt und darauf in dritter Stufe einen freitragenden, lichtstabilisierten, hellfarbigen Polyäthylenfilm mit einem Schmelzindex von 0,4 bis 1,1 g/10 min bei dieser Temperatur aufbringt.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Uberzug auf 110 bis 150cm abkühlen läßt.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Uberzug aus Polyäthylen mit dem niedrigeren Schmelzindex in Form eines Polyäthylenbandes aufgebracht wird.
4) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Polyäthylenbandes auf ein rotierendes Rohr erfolgt.
5) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Uberzug aus Polyäthylen in Form eines weißen Polyäthylenbandes mit einer Dicke von etwa 100 bis 200 Wm aufgebracht wird.
6) Verfahren nach einem oder mehreren der AnsprUche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in erster Stufe das Polyäthylenpulver im Gemisch mit einem Vinylacetat-Homo- oder Copolymerisat aufgebracht wird, dessen Anteil vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Polyäthylen, beträgt.
7) Rohrleitungen, beschichtet nach dem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6.