DE3106012A1

DE3106012A1 - Verfahren und vorrichtung zum auskleiden der innenflaeche einer rohrleitung

Info

Publication number: DE3106012A1
Application number: DE19813106012
Authority: DE
Inventors: Masao Settsu Osaka Hirayama; Akio Fujisawa Kanagawa Morinaga; Akira Osaka Morita; Katsuaki Zenbayashi
Original assignee: Ashimori Industry Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Ashimori Industry Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1980-02-18
Filing date: 1981-02-18
Publication date: 1982-01-21
Also published as: JPS56115213A; US4350548A; GB2072300B; FR2482252B1; JPS6021529B2; DE3106012C2; GB2072300A; FR2482252A1; CA1155741A

Description

V M .

— 6 —

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Versehen der Innenfläche von Rohrleitungen mit einer Auskleidung, um die Rohrleitungen zu verstärken oder beschädigte Abschnitte zu reparieren. Beispiele für derartige Rohrleitungen sind insbesondere im Erdboden verlegte

'° Rohrleitungen, wie beispielsweise Gasleitungen, Wasserrohre für die öffentliche Wasserversorgung und Rohre, in denen Stromkabel oder Telefonkabel verlegt sind. Insbesondere wird dabei die Innenfläche der Rohrleitung mit einem flexiblen Auskleidungsmaterial· versehen, in dem das schlauchförmige Auskleidungsmaterial unter der Einwirkung eines unter Druck stehenden Fluids (Gas oder Flüssigkeit) gewendet wird, wobei die Innenfläche der Rohrleitung, die das flexible Auskleidungsmaterial enthält, mit einem Gas erwärmt wird, das durch in einem Rohr ausgebildeten Poren ge-

drückt wird; dieses Rohr ist in den Innenraum der Rohrleitung eingeführt.

Wenn eine derartige Rohrleitung mit einer Auskleidung versehen wird, so wurde bisher ein flexibles Auskleidungsma-

terial auf der Innenfläche der Rohrleitung mit Hilfe eines Bindemittels aufgebracht. Da in diesem Fall das Auskleidungsmaterial mit einem luftdichten Rohr verbunden wird, kann ein eine flüchtige Komponente enthaltendes Bindemittel nicht

verwendet werden. Daher werden Zweikomponenten-Bindemittel, 30

die durch eine Umsetzung aushärten, beispielsweise Epoxy-

harz-Bindemittel, im allgemeinen eingesetzt. Wenn jedoch derartige Bindemittel verwendet werden, sollte die Aushärtung nicht während der Auskleidung beginnen, so daß Bindemittel mit relativ langer Topfzeit eingesetzt werden müs-35

sen; hierbei muß die erforderliche Zeit von der Vorbereitung bis zum Ende des Ausstülvorganges und dem Einsetzen des Aus-

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kleidungsmaterials berücksichtigt werden. Andererseits ist mit längerer Topfzeit eines Bindemittels auch die Aushärtzeit in etwa gleichem Verhältnis länger. Beim Einsatz derartiger Bindemittel erfordert das Verkleben zwischen dem Auskleidungsmaterial und der Innenfläche der Rohrleitung eine längere Zeit.

Bekanntlich beschleunigt das Erwärmen eines Klebstoffs das Aushärten des Bindemittels, so daß die Aushärtdauer ver-

^ ringert wird. Wenn beispielsweise ein Bindemittel mit einer Topfzeit von 3 Stunden bei 20⁰C auf 60⁰C erwärmt wird, so beginnt das Aushärten innerhalb etwa 10 bis 20 Minuten und ist nahezu innerhalb etwa 30 Minuten bis 1 Stunde abgeschlossen. Wenn daher die Rohrleitung in geeigneter Weise

^ über ihre Gesamtlänge erwärmt werden kann, so kann die Aushärtung des Bindemittels beschleunigt werden, was zu einer Verringerung der zum Auskleiden des Rohrs erforderlichen Zeit in vorteilhafter Weise führt. Es ist jedoch außerordentlich schwierig,eine unterirdische Rohrleitung über ihre gesamte Länge von manchmal mehreren 100 m Länge gleichförmig zu erwärmen. Obgleich üblicher Weise das Bindemittel in der Weise erwärmt wird, daß ein Heizmedium in das Auskleidungsmaterial eingemeitet wird, das fest an der Innenfläche der Rohrleitung anliegt, steht kein Heizmedium zur Verfü-

gung, das für diesen Zweck vollständig geeignet wäre. Selbst wenn beispielsweise ein heißer Gasstrom in das Rohr eingeleitet wird, muß dies wegen der geringen Wärmekapazität des heizßen Gasstroms über einen langen Zeitraum hinweg, z.B.

über Stunden, fortgesetzt werden, um die Rohrleitung auf

ihrer gesamten Länge zu erwärmen. Dies ist weitgehend unmöglich und daher nicht praxisgerecht. Die direkte Einleitung von unter Druck stehendem Dampf ist ebenfalls möglich, jedoch ist es außerordentlich schwierig, die Temperatur

des Dampfes zu steuern. So kann Dampf von 100⁰C oder mehr 35

am Einlaß des Rohrs das Auskleidungsmaterial der Feuchtigkeit sowie der Wärme aussetzen, was zu einer eventuellen

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starken Beschädigung des Auskleidungsmaterials führen kann. Obwohl auch warmes Wasser in das Rohr eingeleitet werden kann, wäre eine große Wassermenge zum gleichförmigen Aufwärmen eines langen Rohrabschnitts erforderlich. Auch wäre es nicht einfach, diese große eingeleitete Wassermenge nach dem Aushärten des Klebstoffs wieder abzuführen.

Bei einem anderen Lösungsversuch wurde ein elektrisches Heizelement in der Rohrleitung selbst oder in dem Auskleidungsmaterial vorgesehen- Dieses Verfahren ist jedoch nicht nur teuer, sondern das Heizelement muß auch schon beim Verlegen der Rohrleitung vorhanden sein. Dies Verfahren ist daher bei bereits verlegten Rohrleitungen nicht anwendbar. Auch kann dann dieses Verfahren nicht mehr angewendet werden, wenn das elektrische Heizelement innerhalb der Rohrleitung unterbrochen (gerissen) ist.

Bisher ist kein Verfahren zum inneren Aufwärmen von Ausklei dungsmaterial, das auf der Innenfläche einer Rohrleitung aufgebracht ist, bekannt, um das Aushärten eines harzhaltigen oder harzartigen Bindemittels zu beschleunigen und damit die zum Auskleiden einer Rohrleitung erforderliche Zeit zu verkürzen. Die US-PS 4 064 211 beschreibt in Spalte 4 , Zeilen 2 bis 6 die Verwendung eines Umlaufrohrs 46

^⁵ zum Steuern der Temperatur von in einem Auskleidungsschlauch enthaltenen Wasser. Hier wird offenbar das innere Aufwärmen von Auskleidungsmaterial mit in den Schlauch eingeleitetem heißen Wasser vorgeschlagen. Bei diesem bekannten Verfahren erfährt jedoch der Teil des Schlauchs

in der Nähe des einen Endes der Rohrleitung, durch das das heiße Wasser eingeleitet wird, eine lokale überhitzung, und die Temperatur fällt mit zunehmendem Abstand von diesem Ende ab. Als weiterer Nachteil ist anzusehen, daß bei diesem Verfahren eine große Menge an heißem Wasser und

eine starke Wärmequelle erforderlich sind. Dies bedeutet teuere Einrichtungen, falls dieses Verfahren bei Arbeiten

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im Freien, beispielsweise zum Auskleiden von unterirdischen Rohrleitungen eingesetzt werden soll.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum effektiven Auskleiden von Rohrleitungen, insbesondere unterirdischen Rohrleitungen zu schaffen, das Aushärten des Bindemittels durch geeignetes und gleichförmiges Erwärmen einer Rohrleitung über deren gesamte Länge zu beschleunigen und die zum Auskleiden der Rohrleitung erforderliche Zeit zu verkürzen.

Ferner wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum inneren und gleichförmigen Erwärmen des Auskleidungsmaterials einer Rohrleitung geschaffen.
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Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen ein kostengünstiges Auskleiden von Rohrleitungen. Erfindungsgemäß werden ferner der Ausstülpvorgang und das innere Erwärmen miteinander kombiniert.

Die beim Stand der Technik vorhandenen Nachteile werden erfindungsgemäß vermieden, indem ein schlauchförmiges Auskleidungsmaterial, das auf die Innenfläche der Rohrleitung aufgebracht worden ist, mit einem erhitzten gasförmigen Medium, beispielsweise unter Druck stehendem Dampf., behandelt wird, das durch Poren, insbesondere Mikroporen, herausgedrückt wird, die in einem in das Innere der Rohrleitung eingebrachten Schlauch ausgebildet sind, Das erhitzte gasförmige Medium dient zum gleichförmigen Beschleunigen des Aushärtvorgangs eines harzartigen oder harzhaltigen Bindemittels, das zum Befestigen des schlauchförmigen Auskleidungsmaterials an der Innenfläche der Rohrleitung verwendet wird; dadurch wird die zum Auskleiden erforderliche

Zeit verkürzt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgeinäße Vorrichtung zum gleichförmigen Beschleunigen des Aushärtvorgangs des Bindemittels können bei jedem Verfahren angewendet werden, das zum Auskleiden einer Rohrleitung mit einem schlauchförmigen Auskleidungsmaterial eingesetzt wird, insbesondere jedoch bei dem Auskleideverfahren und der Vorrichtung ge-iäß der USSN 107 870, in der das vorliegende Aushärtverfahren mit dem dort beschriebenen Ausstülpsystem kombiniert wird. Die Figuren 3 bis 6 der vorliegenden Anmeldung zeigen ebenfalls das Ausstülpverfahren sowie die Vorrichtung zum Auskleiden von Rohrleitungen in Kombination mit dem Aushärtverfahren unter der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Auskleidungsmaterial, das an der Innenfläche der Rohrleitung anhaftet, mit einem mikroporösen Heizschlauch oder -rohr, der sich durch die Rohrleitung erstreckt.

Fig. 2 einen Querschnitt eines Teils des mikroporösen Heizschlauchs,

Fig. 3 Auskleidungsmaterial, das durch die Wirkung von Fluiddruck kontinuierlich gewendet wird.

Fig. 4 Erläuterungen des Verfahrens und der Vorrichtung bis 6 zum Abdichten des Rohr-Auskleidungsmaterials an

dessen Endabschnitten und

Fig. 7 die Temperaturverteilung entlang der Rohrleitung bei verschiedenen Rohr-Auskleidungsverfahren.

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Gemäß Fig. 1 wird Auskleidungsmaterial 3 fest auf die Innenfläche einer Rohrleitung 1 mit Hilfe eines harzartigen oder harzhaltigen Bindemittels 2 fest aufgeklebt. Innerhalb des Auskleidungsmaterials 3 wird über dessen gesamte Länge ein poröser oder mikroporöser Schlauch oder . ein poröses oder mikroporöses Rohr 4 eingeführt. Der Schlauch 4 besteht aus einem Textilrnantel 7 mit Kettfaden 5 und Schußfäden 7 in Form eines Rohrs und ist mit einer Auskleidung 8 auf seiner Innenfläche versehen (vgl. Fig. 2.) In der Auskleidung 8 sind kleine Löcher 9 vorgesehen. Die beiden Enden deu Schlauchs sind abgesehein von einem kleinen Loch an jedem Ende verschlossen, das zum Einleiten und zum Abführen des Dampfes vorgesehen ist. Die beiden Enden der Rohrleitung sind ebenfalls geschlossen mit Ausnahme eines Einlasses und eines Auslasses zum Durchleiten von Gas durch den Innenraum der Rohrleitung. Das schlauchförmige Auskleidungsmaterial wird gleichförmig erhitzt, indem eine geringe Menge an erhitztem Gas, vorzugsweise Dampf aus dem Schlauch oder dem Rohr durch die Mikroporen abgegeben wird, so das das Aushärten des Bindemittels beschleunigt wird.

Zur Herstellung des Schlauchs 4 können mehrere Verfahren angewendet werden; beispielsweise wird der Mantel 7 mit einer außerordentlich dünnen Auskleidung versehen, die nicht luftdicht ist; zur Herstellung des Mantels 7 werden flusige Fasern verwendet, und die Flusen dringen in die Innenfläche der Auskleidung 8 ein; die Auskleidung 8 selbst besteht aus einem schwammartigen Material; in dem Schlauch werden die kleinen Löcher in der Weise ausgebildet, indem

° Nadeln eingestochen werden, nachdem eine luftdichte Ausklei dung hergestellt worden ist.

Gemäß Fig. 1 ist die Rohrleitung 1 mit Endflanschen 10 und 11 an den beiden Enden versehen, wobei der Schlauch 4 eben-

falls an den Flanschen an den beiden Enden befestigt ist.

Ein Einlaß für unter Druck stehenden Dampf 12 ist so ange-

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ordnet, daß der Dampf an einem Ende des Schlauchs 4 durch ein Druckregelventil 13 eingeleitet werden kann. Das andere Ende des Schlauchs 4 ist über ein Ventil 14 mit einem Siphon 15 verbunden. Durch einen Lufteinlaß 16 wird in den Zwischenraum zwischen dem Schlauch 4 und dem Auskleidungsmaterial 3 über ein Druckregelventil 17 Luft eingeleitet. Am anderen Ende de' Rohrleitung 1 wird die Luft in die Atmosphäre über ein Ventil 18 abgegeben.

Der durch den Einlaß 12 in den Schlauch 4 eingeleitete, unter Druck stehende Dampf tritt durch die Kanäle oder Löcher 9 in den Zwischenraum zwischen dem Schlauch 4 und dem Auskleidungsmaterial 3 ein und erwärmt das Bindemittel 2 durch seine latente Wärme, die durch das Medium des Auskleidungsmaterials 3 übertragen wird, um das Aushärten des Bindemittels zu beschleunigen. Erfindungsgemäß wird der unter Druck stehende Dampf nach dem Auffüllen des Schlauchs 4 über dessen gesamte Länge in gleichförmiger Weise über die gesamte Oberfläche des Schlauchs 4 abgegeben, so daß die Rohrleitung 1 im wesentlichen gleichförmig über ihre gesamte Länge erwärmt werden kann, so daß keine Teile der Rohrlänge überhitzt oder unzureichend erwärmt werden. Ferner bewirkt die Verwendung eines derartigen Schlauchs gemäß Fig. 2 nicht ein plötzliches Ausströmen des unter Druck stehenden Dampfes, der aus den Löchern 9 in der Auskleidung 8 heraustritt, da der Mantel 7 in Form einer Faserschicht, die die Außenfläche des Schlauchs 4 bedeckt, den Druck des Dampfes reduziert, so daß dieser nur langsam aus dem Schlauch durch die Mikroporen austritt; dadurch kann die Rohrleitung gleichförmiger erwärmt werden.

Wenn Luft durch den Lufteinlaß 16 in den Zwischenraum zwischen dem Schlauch 4 und dem Auskleidungsmaterial 3 gleichzeitig mit dem Einleiten von unter Druck stehendem Dampf in ^⁵ den Schlauch 4 eingeleitet wird, so wird der durch die Wandungen des Schlauchs 4 heraustretende Dampf durch die strömende Luft umgerührt oder verwirbelt, so daß das Erwärmen

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gleichförmiger erfolgt. Wird ferner die Luft erwärmt oder unter Druck stehender Dampf in einer Menge von etwa 1 bis 30 Gewichtsprozent in der Luft zugegeben, so kann verhindert werden, daß die Temperatur im Bereich des Lufteinlasses 16 durch die Luft abfällt, so daß die Rohrleitung über ihre gesamte Länge ohne Erzeugung ungleicher Temperaturen gleichförmig erwärmt wird.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind insbesondere in den Fällen vorteilhaft, wenn das Auskleidungsmaterial in eine Rohrleitung durch Wenden mit Hilfe von Fluiddruck und durch festes Aufkleben der Auskleidung auf die Innenfläche der Rohrleitung eingebracht wird.

Ein anderes Verfahren zum Versehen der Innenfläche einer Rohrleitung mit einer Auskleidung ist bekannt, wobei das eine Ende des Auskleidungsmaterials mit einem auf seiner Innenfläche aufgebrachten Bindemittel ringförmig derart befestigt wird, daß der Fluiddruck auf die Rückseite des ringförmigen, befestigten Abschnitts einwirken kann; gleichzeitig wird dann das Auskleidungsmaterial an dem nach oben gebogenen Abschnitt von innen nach außen gewendet, der an dem ringförmigen, befestigten Abschnitt ausgebildet ist; der nach oben gebogene Abschnitt wird innerhalb der

Rohrleitung nach vorne bewegt, so daß das Auskleidungsmaterial beim Wenden fest an der Innenfläche der Rohrleitung mit Hilfe des Bindemittels befestigt werden kann.

Dieses Verfahren ist vorteilhaft, da die Auskleidung in-

nerhalb eines kurzen Zeitraums abgeschlossen werden kann, und das Auskleidungsmaterial wird nicht durch auf dieses einwirkende, übermäßige Kräfte beschädigt oder zerrissen. Eine erfindungsgemäße Ausführungsform wird nachstehend in

Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen beschrieben. 35

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^ Die Fig. 3 bis 6 erläutern das Verfahren zum Auskleiden von Rohrleitungen und Einführen eines mikroporösen Schlauchs oder Rohrs ins Innere einer Rohrleitung. Gemäß Fig. 4 wird ein mikroporöser Schlauch 4, der mindestens so lang wie die Rohrleitung ist, an einem Anschlußstück 39 am hinteren Ende eines relativ kurzen Seils befestigt und ins Innere der Rohrlei'ung beim Ausstülpen des schlauchförmigen Auskleidungsmaterials eingeführt, und zwar in der gleichen Weise wie bei der USSN 107 870. Nach dem Aushärten '" des Bindemittels werden der mikroporöse Schlauch und die Hilfseinrichtungen aus der Rohrleitung herausgenommen.

Gemäß Fig. 3 sind an den beiden Enden der Rohrleitung 1 ausgehobene Arbeitslöcher 19 und 20 angeordnet, wobei sich die beiden Enden der Rohrleitung 1 in diese Löcher 19 bzw. 2o öffnen. In die Rohrkörper 23 und 24 werden Quetscheinrichtungen 21 bzw. 22 eingebracht, die mit flexiblen Schläuchen oder Rohren 25 bzw. 26 versehen sind, deren jeweils beide Enden ringförmig an den beiden Enden der entspre-

chenden Rohrkörper 23 und 24 befestigt sind. Durch Einleiten eines unter Druck stehenden Fluids, die Druckluft, in den. Zwischenraum zwischen den Rohrkörpern 23 und 24 und den Tuben 25 und 26 durch die Einlasse 27 und 28 zum Einleiten von unter Druck stehendem Fluid an den Rohrkörpern 23 und

24, werden die Schläuche 25 und 26 durch den Innendruck ausgedehnt und verschließen so den durch die Rohrkörper definierten Durchlaßquerschnitt.

Ein Druckbehälter 29 ist am hinteren Endabschnitt der 30

Quetscheinrichtung 21 vorgesehen, und ein Einlaß 31 zum Einleiten eines unter Druck stehenden Fluids ist auf einer zylindrischen Trommel 30 vorhanden. Diese zylindrische Trommel ist an ihren beiden Seiten mit Öffnungen 32 und

versehen. Am vorderen Ende der Trommel 30 ist ein Verbin-35

dungszylinder 25 befestigt, dessen vorderes Ende wiederum mit der Quetscheinrichtung 21 verbunden ist. Das vordere

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Ende dor Quetsche inr ichtung 21 1st mit: dom cm non Ende dor Rohrleitung 1 ist über einen flexiblen Einlaßschlauch oder —tubus oder Einlaßrohr 36 verbunden.

Das Auskleidungsmaterial 3 ist wesentlich langer als die Rohrleitung 1, und das eine Ende des Auskleidungsmaterials 3 ist mit dem einen Ende des Schlauchs 4 verbunden, der etwa genau so lang ist, wie das Auskleidungsmaterial 3; der Schlauch 4 und das Auskleidungsmaterial 3 werden von einer Haspel 37 abgewickelt.

Das von der Haspel 37 abgewickelte Auskleidungsmaterial 3 durchläuft die öffnungen 32 und 33 und wird ringförmig zwischen der Quetscheinrichtung 21 und dem Einlaßrohr 36 fixiert. Dabei ist das Bindemittel 2 in dem Teil des Auskleidungsmaterials 3 eingeschlossen, der zwischen den Öffnungen 32 und 33 verbleibt. Das Bindemittel kann vorher auf die Innenfläche des Auskleidungsmaterials 3 über dessen gesamte Länge aufgebracht werden. 20

In diesem Zustand wird ein unter Druck stehendes Fluid, wie Druckluft, durch Einlasse 31 und 34 eingeleitet. Dadurch wird der Fluiddruck auf die Rückseite der ringförmig fixier ten Abschnitte, so daß das Auskleidungsmaterial 3 gewendet 25

wird und einen umgekehrten Abschnitt 38 bildet. Im nächsten Verfahrensschritt wird das Auskleidungsmaterial 3 kontinuierlich durch den Endabschnitt 38 gewendet, der schließlich zur Rohrleitung 1 verbracht und vorwärts ins Innere dieser Rohrleitung gedrückt wird. Das auf der Haspel 37 aufgewickelte Auskleidungsmaterial 3 wird von dieser kontinuierlich durch diese Ausstülpbewegung abgezogen und in den Druckbehälter 29 durch die öffnung 32 verbracht. Das Bindemittel 2, das, gesteuert durch die öffnung 33 in der

gewünschten Menge aufgebracht wird, bewegt sich in die 35

Rohrleitung 1 durch das Einlaßrohr 36 und erreicht den aufgebogenen Abschnitt 38, wo das Auskleidungsmaterial gewen-

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det wird. Danach wird das Auskleidungsmaterial 3 fest an die Innenfläche der Rohrleitung 1 durch die Wirkung des unter Druck stehenden Fluids angedrückt (vgl. Fig. 3). Obwohl gemäß Fig. 3 das Auskleidungsmaterial 3 durch den Fluiddruck kontinuierlich gewendet wird, kann vorher ein schnurförmiges, langes Element in das Auskleidungsmaterial 3 eingeführt werden, das dann durch Ziehen an dem langen Element durch den Innenraum der Rohrleitung 1 gewendet werden kann.

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Somit wird das Auskleidungsmaterial 3 fortschreitend ausgestülpt, wenn der aufgebogene Abschnitt 38 entlang der Rohrleitung 1 vorwärts gedrückt wird. Etwa die Hälfte der Gesamtlänge des Auskleidungsmaterials 3 wird gewendet, wenn sein freies Ende in die Rohrleitung 1 mit Hilfe des Druckbehälters 29 gezogen wird. Wenn der Abschnitt 38 des Auskleidungsmaterials 3 aus dem anderen Ende der Rohrleitung 1 durch weiteres Ausstülpen heraustritt, wird der Abschnitt 38 nach oben geführt und aus dem Arbeitsloch 20 genommen und schließlich durch die Quetschvorrichtung 22 zum Beenden des Ausstülpvorgangs geführt. Da hier das Auskleidungsmaterial ausreichend langer ist als die Rohrleitung 1, verbleibt die Kupplung 39 zwischen dem Auskleidungsmaterial 3 und dem Schlauch 4 noch in der Rohrleitung 1.

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Danach werden durch Einleiten eines unter Druck stehenden Fluids, wie Druckluft, durch die Einlasse 27 und 28 der Quetschvorrichtungen 21 und 22 die Schläuche 25 und 26 durch den Innendruck ausgedehnt, um das Auskleidungsmaterial 3 gemäß Fig. 4 zusammenzuquetschen, so daß der Fluiddruck innerhalb des Auskleidungsmaterials 3 aufrechterhalten werden kann. Der aufgebogene Abschnitt des Auskleidungsmaterials 3, der sich nun über die Quetschvorrichtung 22 hinaus erstreckt, wird dann aufgeschnitten, und gleichzeitig

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wird eine Dichtungsvorrichtung 40 am Ende der Quetschvorrichtung 22 aufgebaut. Diese Dichtungsvorrichtung mit kreis-

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förmigem Querschnitt am hinteren Ende und mit rechteckigem Querschnitt am vorderen Ende trägt ein Paar Quetschwalzen 42 und 43, die sich am freien Ende einer Trommel 41 frei drehen, diese Trommel 41 ist am freien Ende stärker aufgeweitet, als am Anschlußende. Gummiartige, elastische Platten 44 und 45 sind an der oberen und der unteren Innenfläche der Trommel 41 befestigt und stehen mit den Umfangsflachen der Quetschwalzen 42 und 43 derart in Berührung, daß sie ein Heraustreten des unter Druck stehenden Fluids aus dem. vorderen Ende der Dichtungsvorrichtung 40 verhindern. Das vordere Ende des Auskleidungsmaterials 3, das bereits in dem aufgeschnittenen Teil gewendet ist, ist zwischen den Quetschvorrichtungen 22 und der Dichtungsvorrichtung 40 ringförmig befestigt, und das freie Ende des Aus-

^⁵ kleidungsmaterials 3, das noch nicht gewendet worden ist, Wird zwischen den Quetschwalzen 42 und 43 zum vorderen Ende der Dichtungsvorrichtung 40 herausgezogen.

Gemäß Fig. 5 wird dann das Einleiten des unter Druck stehenden Fluids in die Quetschvorrichtungen 21 und 22 unterbrochen, um diese zu öffnen, und die Kupplung 39 zwischen dem Auskleidungsmaterial 3 und dem Schlauch 4 wird aus dem Zwischenraum zwischen den Quetschwalzen 42 und 43 herausgenommen, indem das noch nicht gewendete Auskleidungsmaterial 3 zum vorderen Ende der Vorrichtung gezogen wird. Dabei kann der Schlauch 4 sich über die gesamte Strecke von dem Druckbehälter 29 bis zur Dichtungsvorrichtung 40 erstrecken.

Danach wird das unter Druck stehende Fluid erneut in die

Quetschvorrichtungen 21 und 22 eingeleitet, um das Auskleidungsmaterial zusammenzudrücken und die Rohrleitung zu blockieren; dadurch wird der Druckmitteldruck gleichzeitig im Innern des Auskleidungsmaterials 3 aufrecht erhalten, das .durch die Rohrleitung 1 eingeführt worden ist. Bei Ab-

schluß dieses Arbeitsganges werden der Druckbehälter 29 und die Dichtungsvorrichtung 40 von den Quetschvorrichtungen

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21 und 22 abgenommen, und gemäß Fig. 6 werden die Endflansche 10 und 11 an den Quetschvorrichtungen 21 und 22 befestigt, die dann erneut geöffnet werden. In diesem Zustand wird unter Druck stehender Dampf in den Schlauch 4 entsprechend den vorstehend erläuterten Verfahren eingeleitet, der unter Druck aus dem Schlauch 4 heraustritt und den Kleber 2 über das Auskleidungsmaterial 3 erwärmt und dadurch aushärtet, so daß das Auskleidungsmaterial 3 fest mit der Innenfläche der Rohrleitung 1 verbunden wird.

Bei diesem Verfahren kann der Schlauch 4 durch das Auskleidungsmaterial 3 gleichzeitig mit dessen Einführen in die Rohrleitung 1 eingeführt werden. Daher ist keinerlei spezieller Arbeitsgang zum Einführen des Schlauchs 4 erforderlich. Da ferner der Druck des Fluids weiter auf die Innenfläche des Auskleidungsmaterials 3, das durch die Rohrleitung 1 geführt ist, während des gesamten Arbeitsgangs einwirkt und da das Auskleidungsmaterial 3 immer fest an der Innenfläche der Rohrleitung 1 anhaftet, löst sich das Auskleidungsmaterial 3 nie unerwartet von der Innenfläche der Rohrleitung 1, und keine Luft kann zwischen das Auskleidungsmaterial 3 und die Innenfläche der Rohrleitung 1 kommen, was zu Fehlern der Klebeverbindung zwischen der Rohrleitung und der Auskleidung führen könnte.

Beispiel

Ein verformbares Eiüenrohr mit 150 mm Innendurchmesser und 200 m Länge ist installiert, und etwa 2 mm dickes Auskleidungsmaterial ist fest auf die Innenfläche des Rohrs aufgeklebt, das dann mit Sand von etwa 10 cm Dicke abgedeckt wird. Dann werden blattförmige Thermoelemente zwischen dem Rohr und dem Auskleidungsmaterial entlang dem Rohrsystem in Abständen von etwa 20 m angeordnet, so daß die Temperatüren an diesen Stellen gemessen werden können. Die Temperaturen vor dem Experiment betrugen an jeder Stelle 15 _+ 2⁰C.

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Danach wird ein Schlauch mit Poren durch das Rohr eingeführt. In den Schlauch wird unter Druck stehender Dampf mit 1,5 kg/cm² überdruck mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 200 kg/h eingeleitet. Gleichzeitig wird Luft mit O,7 kg/cm² Überdruck durch den Bereich zwischen dem Schlauch und dem Rohr während 30 Minuten mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 150 m³/h geleitet. Die Temperaturen an den verschiedenen Stellen werden festgestellt und als Kurve A in Fig. 7 dargestellt.

Eine in der gleichen Weise erhaltene Temperaturverteilung, wobei jedoch etwa 15 Gewichtsprozent unter Druck stehender Dampf mit der Luft vermischt werden, ist in Kurve B in Fig. 7 dargestellt.

Leitet man heißes Wasser von 9O⁰C durch das Rohr während 30 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 170 l/min, so erhält man zum Vergleich die Kurve C in Fig. 7. Wenn andererseits ein Heizmedium, bestehend aus einem Gemisch von unter Druck stehendem Dampf mit 1,5 kg/cm^a Überdruck und einer Strömungsgeschwindigkeit von 300 kg/h und Luft mit 0,7 kg/cm² und einer Strömungsgeschwindigkeit von 150 m³/h durch das Rohr während 1 Stunde geleitet wird, so erhält man als weiteres Vergleichsbeispiel die Temperaturverteilung gemäß Kurve D in Fig. 7.

Bei Überprüfung der in Fig. 7 dargestellten Ergebnisse ergab sich, daß im Falle der Kurve A, wo die Temperatur in der Nähe des Rohreinlasses durch den Luftstrom etwas abgesenkt ist, ein optimaler Temperaturbereich von 60 bis 7O°C entlang dem übrigen Teil der Rohrleitung aufrechterhalten wird. Im Falle der Kurve B wird verhindert, daß die Temperatur am Ende der Rohreinlaßseite aufgrund des Dampfes in der Luft abfällt, so daß ein etwa gleicher Temperaturgradient über die gesamte Rohrlänge aufrechterhalten wird. Obwohl in den Fällen der Kurven A und B die

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Neigung besteht, daß die Temperatur am Rohrende etwas niedriger ist, erzeugt eine derartige Temperaturdifferenz im praktischen Betrieb nur geringe Probleme. Die Temperaturmessung am Rohrende ist jedoch vorteilhaft, um eine Information über die niedrigste Temperatur über die gesamte Rohrleitung, die Temperaturverteilung entlang der Rohrleitung und die Heizdauer zu erhalten. Im Falle der Kurve C, die auf der Rohreinlaßseite eine hohe Temperatur nahe 9O°C zeigt, ist jedoch die Temperatur ersichtlich zu hoch. Ferner verbleibt in diesem Fall eine große Menge an warmem Wasser in dem Rohr und muß abgeführt werden. Bei der

Bei der Kurve D ist die Temperatur an der Rohreinlaßseite mit etwa 1OO°C so außerordentlich hoch, daß ein Teil des Auskleidungsmaterials beschädigt wird. Eine Einschränkung der Einleitungsdauer von unter Druck stehendem Dampf mildert offenbar dieses Problem bis zu einem gewissen Grade, jedoch kann in diesem Fall die Temperatur am anderen Rohrende nicht ausreichend erhöht werden.

Es zeigt sich, daß erfindungsgemäß die Rohrleitung über ihre gesamte Länge auf eine geeignete Temperatur gleichförmig erwärmt werden kann. Ferner wird der Druck des unter Druck stehenden Dampfes innerhalb des Schlauchs über seine

gesamte Länge annähernd konstant gehalten, wobei kein Druckverlust aufgrund einer Leckage festgestellt wurde. Daher ist es möglich, das Bindemittel rasch auszuhärten und gleichzeitig das Auskleiden des Rohrs innerhalb eines kurzen Zeitraums durchzuführen, ohne daß das Auskleidungsma-

terial und das Bindemittel aufgrund der Wärme beschädigt oder verschlechtert werden.

Das vorstehende Ausführungsbeispiel ging von einem Rohr aus, das bereits an seiner Innenfläche mit einer Ausklei-

dung versehen war; dieses erfindungsgemäße Verfahren kann auch auf den Auskleidevorgang selbst angewendet werden.

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Das erfindungsgemäß eingesetzte Auskleidungsmaterial 3 '' ist flexibel, undurchlässig und schlauchförmig; es sollte so flexibel sein, daß es sehr leicht in einen flachen Zustand zusammengelegt und durch einen Innendruck zylindrisch aufgeweitet werden kann. Als Basismaterialien für das Auskleidungsmaterial sind beispielsweise geeignet: Naturkautschuk, Polychloropren, Styrol-Butadien-Kautschuk, Nitrilkautschuk, Äthylenpropylenkautschuk, Butylkautschuk und andere synthetische Kautschukarten, Polyamid, PoIyurethan, Polyolefin, Polyvinylchlorid, Elastomere von Polyesterharzen und andere synthetische Harze. Erfindungsgemäß verwendbare flexible schlauchförmige Auskleidungsmaterialien können beispielsweise durch integrales Aufkleben einer Schicht aus derartigem Basismaterial auf den Außenumfang eines schlauchförmigen Textilmantels hergestellt werden, der aus Naturfaser, wie Baumwolle oder Hanf, einer Faser eines synthetischen Harzes, wie Polyvinylalkohol, Rayon, Polyamid, Polyester oder Polyäther, oder aus einer anorganischen Faser, wie Glasfaser oder Kohlenstoffaser durch schlauchförmiges Weben oder Stricken hergestellt ist. Ein durch Reihenstricken hergestellter schlauchförmiger Textilmantel aus einer synthetischen Polyesterfaser, der auf seiner Außenseite mit einem Polyester-Elastomer beschichtet ist, ist als Auskleidungsmaterial für Rohrleitungen besonders bevorzugt. Das Polyester-Elastomer ist ein Blockcopolymerisat eines aromatischen Polyesters und eines' aliphatischen Polyätherdiols und wird als thermoplastisches, synthetisches Harz angesehen, das flexibel und gasundurchlässig ist und ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich der Gummielastizität, der Formbarkeit, der Hitze-, Wetter-, Wasser-, Öl- und Chemikalienbeständigkeit sowie hinsichtlich der Abriebfestigkeit aufweist. Dieses Elastomer ist als Basismaterial für das Auskleidungsmaterial besonders geeignet, da es eine hohe Zug- und Reißfestigkeit sowie

** eine gute Haftfähigkeit gegenüber synthetischen Polyesterfasern aufweist. Ein derartiges Elastomer ist im Handel

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unter dem Handelsnamen "Hytrel" (DuPont, USA) und "Pelprene" (Toyobo, Japan) erhältlich.

Das über einen großen Bereich zum Verkleben des Auskleidungsmaterials 3 auf der Innenfläche der Rohrleitung 1 eingesetzte Bindemittel sollte vorzugsweise nicht flüchtig sein, d.h. sollte vorzugsweise frei von flüchtigen Substanzen, wie Lösungsmitteln oder Feuchtigkeit, sein Die Verwendung eines lösungsmittelfreien Bindemittels, das bei Umgebungstemperatur selbst aushärtet oder lediglich durch Erhitzen aushärtet, ist daher erfindungsgemäß bevorzugt. Beispiele für bevorzugte Bindemittel sind: Epoxy-,. Acryl- und Polyester-Harze. Flüssige, harzartige Bindemittel, in denen Mikrokapseln, die ein Härtungsmittel oder einen Härtungsbeschleuniger enthalten, dispergiert sind, können ebenfalls erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise eingesetzt werden. Die Auswahl der Bindemittel erfolgt erfindungsgemäß nach dem gewünschten Zweck. Die in das Auskleidungsmaterial zu gebende Bindemittelmenge kann leicht ermittelt werden, und zwar unter Berücksichtigung der auf das Auskleidungsmaterial pro Längeneinheit aufzubringende Bindemittelmenge und der Gesamtlänge des Auskleidungsmaterials 3, das auf die Innen fläche der Rohrleitung 2 aufgebracht werden soll.

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Leerseite

Claims

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u.Z.: R 003 (He/kä) 24. Sep. 1981

Case: FP-144 WG

TOKYO GAS CO., LTD, Tokio

Ashimori Industry Co., Ltd., Osaka

" Verfahren und Vorrichtung zum Auskleiden der Innenflä che einer Rohrleitung "

Patentansprüche

Verfahren zum Auskleiden der Innenfläche einer Rohrleitung, mit einem flexiblen schlauchförmigen Auskleidungs-

material, das auf seiner Innenfläche ein Bindemittel aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) Befestigen des ringförmigen Abschnitts am einen Ende

des Auskleidungsmaterials an einer Stelle vor der Rohr-

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leitung,

b) Aufprägen eines Druckmitteldrucks auf die Rückseite des ringförmig befestigten Abschnitts des Auskleidungsmaterials, so daß dieses an einem in dem Aüskleidungsmaterial ausgebildeten Wendepunkt gewendet wird,

c) Aufrechterhalten des Druckmitteldrucks auf das Auskleidungsmaterial, so daß der Wendepunkt innerhalb der Rohrleitung fortschreitet und das ausgestülpte Auskleidungsraaterial durch den Druckmitteldruck gegen die Innenfläche der Rohrleitung gedrückt wird, an der das Ausklei-

dungsmaterial mit Hilfe des Bindemittels festgeklebt wird,

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d) Verwenden eines flexiblen Schlauchs, der direkt oder indirekt am Ende des Auskleidungsmaterials befestigt ist, eine poröse Struktur aufweist und dessen Durchmesser geringer ist als der des Auskleidungsmaterials, wobei durch kontinuierliches Ausstülpen des Auskleidungsmaterials der flexible Schlauch ins Innere der Rohrleitung gezogen wird, und

e) Einleiten eines erwärmten gasförmigen Fluidstroms ins Innere des flexiblen Schlauchs, so daß der Fluidstrom durch die Poren des Schlauchs zur Innenfläche der Rohrleitung gelangt und das Auskleidungsmaterial erwärmt wird, um das Aushärten des zwischen der Innenfläche der Rohrleitung und dem Auskleidungsmaterials befindlichen Bindemittels zu beschleunigen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel vor dem Ausstülpen auf die Innenfläche des flexiblen Auskleidungsmaterials aufgebracht

wird.
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3 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel beim Wenden des Auskleidungsmaterials auf dessen Innenfläche aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erwärmte, gasförmige Fluidstrom während des Aufstülpens des Auskleidungsmaterials kontinuierlich in den flexiblen Schlauch eingeleitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erwärmte, gasförmige Fluidstrom nach dem Abschluß des Ausstülpens des Auskleidungsmaterials kontinuierlich in den flexiblen Schlauch eingeleitet wird.

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6. Verfahren zum Aufbringen einer flexiblen, schlauchförraigen Auskleidung auf der Innenfläche einer Rohrleitung, wobei das Auskleidungsmaterial zunächst auf die Innenfläche der Rohrleitung mit Hilfe eines Bindemittels aufgeklebt wird, das sich auf der Oberfläche des Auskleidungsmaterials befindet, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) Einbringen eines flexiblen Schlauchs mit poröser Struktur in die mit dem Auskleidungsmaterial ausgekleidete Rohrleitung und

b) Einleiten eines erwärmten, gasförmigen Fluidstroms ins Innere des Schlauchs, so daß der Fluidstrom durch die Poren des Schlauchs zur Innenfläche der ausgekleideten Rohrleitung geführt wird, wobei das Auskleidungsmaterial erwärmt wird, um das Aushärten des zwischen diesem und der Innenfläche der Rohrleitung befindlichen Bindemittels zu beschleunigen.

²⁰ ?. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluidstrom unter Druck stehender Dampf verwendet wird.

8· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungsmaterial länger ist als die Rohrleitung und daß die Länge des flexiblen Schlauchs im wesentlichen gleich der des flexiblen Auskleidungsmaterials ist, so daß nach dem Einbau des Auskleidungsmaterials und des Schlauchs deren Endabschnitte abgeschnitten und verschlossen werden, während der Druckmitteldruck im Inneren des Auskleidungsmaterials aufrechterhalten wird.

9 Verfahren nach Anspruch 8/ dadurch gekennzeichnet, daß die verschlossenen Endabschnitte entfernt und das noch nicht gewendete Auskleidungsmaterial aus der Rohrleitung entfernt wird.

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10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Schlauch einen Textilmantel mit einer Innenauskleidung aufweist, die mit'einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daP zwischen dem Schlauch und dem an der Innenfläche der Rohrleitung anhaftenden Auskleidungsmaterial ein Ringkanal besteht, in den Luft eingeleitet wird.

¹I²· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft erwärmt ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft 1
stehenden Dampf enthält.

zeichnet, daß die Luft 1 bis 30 Gewichtsprozent unter Druck

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch

gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein flüssiges Zweikom-

ponenten-Bindemittelharz verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittelharz ein Epoxyharz ist.

16. Vorrichtung zum Auskleiden der Innenfläche einer Rohrleitung, mit einem flexiblen, schlauchförmigen Auskleidungsmaterial, das auf seiner Innenfläche ein Bindemittel aufweist, gekennzeichnet durch

a) eine Einrichtung zum Befestigen der Ringabschnitte am einen Ende des Auskleidungsmaterials an einer Stelle vor der Rohrleitung,

b) eine Einrichtung zum Aufprägen eines Druckmitteldrucks auf die Rückseite des ringförmigen, befestigten Abschnitts des Auskleidungsmaterials, so daß dieses an einem in dem Auskleidungsmaterial gebildeten Wendepunkt " gewendet wird, wobei die Druckmitteleinrichtung den

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Druck auf das Auskleidungsmaterial aufrechterhält, so daß der Wendepunkt innerhalb der Rohrleitung fortschreitet und wobei der Druckmitteldruck ferner das ausgestülpte Auskleidungsmaterial gegen die Innenfläche der Rohrleitung drückt, an der das Auskleidungsmaterial durch das Bindemittel festgeklebt wird,

c) einen flexiblen Schlauch, der direkt oder indirekt am Ende des Auskleidungsmaterials befestigt ist, eine poröse Struktur aufweist und dessen Durchmesser geringer ist als der des Auskleidungsmaterials, so daß beim kontinuierlichen Ausstülpen des Auskleidungsmaterials der Schlauch ins Innere der Rohrleitung gezogen wird, und durch

d) eine Einrichtung zum Einleiten eines erwärmten, gasförmigen Fluidstroms ins Innere des flexiblen Schlauchs, so daß der Fluidstrom durch die Poren des Schlauchs zur Innenfläche der Rohrleitung dringt und das Auskleidungsmaterial erwärmt wird, um das Aushärten des Bindemittels nach dem Abschluß des Ausstülpvorgangs des Auskleidungsmaterials zu beschleunigen.

17. Vorrichtung zum Befestigen eines flexiblen, schlauchförmigen Auskleidungsmäterials auf der Innenfläche einer Rohrleitung, wobei das Auskleidungsmaterial zunächst auf die Innenfläche der Rohrleitung mit Hilfe eines Bindemittels geklebt wird, das sich auf der Oberfläche des Auskleidungsmaterials befindet, gekennzeichnet durch

a) einen flexiblen Schlauch mit poröser Struktur, der innerhalb der mit dem Auskleidungsmaterial ausgekleideten

Rohrleitung angeordnet ist, und

b) eine Einrichtung zum Einleiten eines erwärmten, gasförmigen Fluidstroms ins Innere des Schlauchs, so daß der Fluidstrom durch die Poren des Schlauchs zur Innenfläche der ausgekleideten Rohrleitung geführt wird, so daß das

Auskleidungsmaterial erwärmt wird, um das Aushärten des zwischen diesem und der Innenfläche der Rohrleitung befindlichen Bindemittels zu beschleunigen.

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