DE102005006225B3 - Method for cleaning of incrustated pipelines, especially water mains, involves subjecting heated incrustations in impacting fashion to rough vacuum - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Reinigungsverfahren für Rohrleitungen, insbesondere für Wasserleitungen, in denen sich mit der Zeit Schwebstoffe an den Rohrinnenwänden ablagern und hochporöse, z. T. dicke Krusten bilden (i. F. Inkrustationen).The The invention relates to a cleaning method for pipelines, in particular for water pipes, in which suspended with the time suspended solids on the pipe inner walls and highly porous, z. T. thick encrustations form (in the first case incrustations).
Im Rohrleitungssystem etwa eines Wohnhauses bestehen die Inkrustationen gewöhnlich aus Kalk-, Rost- und/oder Manganablagerungen. Sie lassen sich zwar mechanisch entfernen, aber installierte Rohrsysteme sind verwinkelt und stellenweise von kleinem Durchmesser (wenige Millimeter), so dass besondere Techniken erforderlich sind.in the Pipe system of about a residential house consist of the incrustations usually from lime, rust and / or manganese deposits. They can be done remove mechanically, but installed piping systems are bent and in places of small diameter (a few millimeters), so that special techniques are required.
Insbesondere
ist aus der
Zusätzlich wird bereits von der Möglichkeit Gebrauch gemacht, die oben genannten Verfahren mit beispielsweise chemischen Verfahren zur Reinigung von Wasserleitungen zu kombinieren. Ein gängiges Verfahren umfasst beispielsweise die folgenden Schritte:
- • Entleeren der Rohrleitungen,
- • Aufheizen der Rohre und Verdunstungstrocknung,
- • Grobreinigung der getrockneten Inkrustationen durch Granulat-Strahlen,
- • Feinreinigung durch Säure,
- • Neutralisieren der Säurereste,
- • Erneute Verdunstungstrocknung der gereinigten Rohre,
- • Kunststoffbeschichtung der Rohrinnenwände, um zukünftige Ablagerungen zu vermeiden.
- • emptying the pipes,
- • heating of the pipes and evaporation drying,
- • Rough cleaning of the dried incrustations by granular radiation,
- • fine cleaning by acid,
- Neutralizing the acid residues,
- • renewed evaporation drying of the cleaned pipes,
- • Plastic coating of inner pipe walls to avoid future deposits.
Das Aufheizen der Rohre wird vorzugsweise durch einen heißen Luftstrom konvektiv erreicht. Auch elektrisches Aufheizen durch ohmschen Stromfluss in der Rohrwand ist eine Möglichkeit, die oft beim Auftauen gefrorener Wasserleitungen zum Einsatz kommt. Allerdings besteht hierbei die Gefahr einer Beschädigung der Leitung an mechanisch schwachen Stellen, wenn diese zu heiß werden.The Heating the tubes is preferably by a hot air flow achieved convectively. Also electrical heating by ohmic current flow in the pipe wall is one way which is often used when defrosting frozen water pipes. However, there is a risk of damage to the Lead at mechanically weak points if they get too hot.
Beim konvektiven Verfahren wird trockene, aufgeheizte Luft mit einem Kompressor durch die Rohrleitungen geblasen. Dies heizt die Verkrustungen auf, und von ihrer Oberfläche her setzt Verdunstung des Porenwassers ein. Der entstehende Wasserdampf wird von der Luft abgeführt. Am Rohrleitungseintritt herrscht typischerweise ein Überdruck von etwa 6000 hPa gegenüber dem Umgebungsluftdruck, am Rohrleitungsaustritt liegen beim Eintritt in die Abluftleitungen noch etwa 2000 hPa Überdruck vor. Entsprechend hoch sind die Verdampfungstemperaturen des Wassers. Der Überdruck ist erforderlich, da zur Erzeugung eines intensiven Wärmeübergangs auf die Verkrustungen hohe Luftströmungsgeschwindigkeiten erforderlich sind, die insbesondere in den Rohrleitungselementen mit kleinem Durchmesser zu hohen Druckverlusten durch Strömungsreibung führen.At the convective method is dry, heated air with a Compressor blown through the pipes. This heats the encrustations on, and from their surface Her evaporation of pore water begins. The resulting water vapor is removed from the air. At the pipe inlet there is typically an overpressure of about 6000 hPa compared the ambient air pressure, at the pipe outlet are on entry in the exhaust air ducts still about 2000 hPa overpressure before. Corresponding high are the evaporation temperatures of the water. The overpressure is necessary because to generate an intense heat transfer on the encrustations high air flow rates required which are particularly small in the pipeline elements Diameter lead to high pressure losses due to flow friction.
Die getrockneten Inkrustationen lösen sich relativ leicht durch Granulat-Strahlen. Das trockene Granulat, z.B. Schlacke, wird durch einen nicht aufgeheizten Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit durch das Rohrleitungssystem gepresst und reißt die mittlerweile mürben Inkrustationen mit sich.The dissolve dried incrustations Relatively easily by granular rays. The dry granules, e.g. Slag, is due to an unheated airflow with high speed pressed through the piping system and rips which meanwhile degrade Incrustations with it.
Aufgrund des durch das konvektive Aufheizen erzielten, zur Rohrinnenwand hin abfallenden, Temperaturprofils und der Verdunstungsvorgänge im Inneren der Verkrustungen verbleibt auch nach langer Trocknungszeit an den Rohrinnenwänden ein Ablagerungsrest mit breiiger Konsistenz, der immer noch Flüssigkeit enthält und zum Verklumpen des Granulates führen kann.by virtue of of the convective heating achieved, to the pipe inner wall sloping down, temperature profiles and the evaporation processes inside The incrustations remain even after a long drying time at the Pipe inner walls a deposit residue with mushy consistency, which is still liquid contains and can lead to clumping of the granules.
Die letzten Schritte des obigen Beispiels (Verdunstungstrocknung und Kunststoffbeschichtung) sind gewiss optional und betreffen nicht mehr unmittelbar die Beseitigung der Inkrustationen. Zur Vorbereitung der Kunststoffbeschichtung werden die Rohrinnenwände mittels Granulat aufgeraut. Es ist klar, dass die Inkrustationen vor diesem Prozess möglichst vollständig entfernt worden sein sollten. Im Folgenden wird die Beschichtung nicht weiter diskutiert.The last steps of the above example (evaporation drying and Plastic coating) are certainly optional and do not apply more immediate the elimination of incrustations. For preparation the plastic coating, the pipe inner walls are roughened by means of granules. It is clear that the incrustations before this process as possible Completely should have been removed. The following is the coating not discussed further.
Neben
der beschriebenen Verdunstungstrocknung ist auch die Unterdrucktrocknung
von Rohrleitungssystemen bekannt. Sie macht sich zunutze, dass die
Verdampfungstemperatur von Flüssigkeiten
mit dem in der Umgebung der Flüssigkeit vorliegenden
Druck abnimmt. Insbesondere wenn das Aufheizen der Rohre nicht oder
nur mit großem Aufwand
erfolgen kann, stellt die Unterdrucktrocknung eine gute Alternative
dar. In Fernrohrleitungen wird der Druck soweit abgesenkt, dass
Feuchtigkeit an den Rohrwänden
bereits bei Umgebungstemperatur verdampft. Der Dampf wird kontinuierlich
mit der Luft abgesaugt und vorzugsweise durch eine gekühlte Kondensationsvorrichtung
geführt.
Ein solches Verfahren wird genauer in der
Die Trocknung dicker Verkrustungen in Wasserrohren bei Umgebungstemperatur mittels Unterdruck erscheint hingegen weniger angebracht, da das Wasser durch die schwammartigen Krusten in erheblichen Mengen festgehalten wird. Wegen des zur Verdampfung erforderlichen hohen Energiebedarfs wird nur ein geringer Teil der eingelagerten Flüssigkeit verdampfen, und zwar vornehmlich an der freien Oberfläche der Verkrustungen. Die weiter im Inneren der Verkrustungen gespeicherte Flüssigkeitsmenge wird bei ihrer Verdampfung behindert, da der entstehende Dampf wegen der noch wassergefüllten Poren nicht frei ins Rohrinnere diffundieren und es zu Rekondensation kommen kann. Der Trocknungsprozess der Inkrustation würde entsprechend lange dauern. Außerdem würde die bei Umgebungstemperatur im verkrusteten Rohr gespeicherte Wärmeenergie nicht zur Verdampfung der gesamten in den Verkrustungen gespeicherten erheblichen Flüssigkeitsmengen ausreichen.The Drying thick encrustations in water pipes at ambient temperature by means of negative pressure, however, appears less appropriate, since the Water held by the spongy crusts in significant quantities becomes. Because of the high energy demand required for evaporation Only a small part of the stored liquid will evaporate, namely especially on the free surface the incrustations. The further stored inside the encrustations amount of liquid is obstructed in its evaporation, because of the resulting steam because the still water-filled Pores do not freely diffuse into the interior of the tube and make it to recondensation can come. The drying process of the incrustation would be correspondingly long to last; to endure, to continue. Furthermore would the Heat energy stored at ambient temperature in the encrusted tube not for vaporization of the whole stored in the encrustations considerable amounts of liquid suffice.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Entfernung von Inkrustationen aus Rohrleitungssystemen, insbesondere Wasserleitungen, vorzuschlagen. Die Verbesserung soll in einer Beschleunigung der Krustentrocknung und einer verbesserten Ablösung der getrockneten Krusten bei der Grobreinigung bestehen.It The object of the invention is an improved method for removal incrustations from piping systems, in particular water pipes, propose. The improvement is intended to accelerate the Crust drying and improved detachment of the dried crusts when coarse cleaning.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens an.The Task is solved by a method having the features of the main claim. The subclaims give advantageous embodiments of the method.
Die Erfindung macht sich zwei nicht unbedingt allgemein bekannte Sachverhalte zunutze:
- 1. Die Inkrustationen sind nicht chemisch mit der Rohrinnenwand verbunden. Durch mechanische Einwirkung (z.B. Deformation, Erschütterungen, erosive Behandlung) fallen trockene Krusten leicht und fast vollständig ab. Sie zerbröseln sehr leicht zu Staub.
- 2. Wird durch Aufheizung des Rohres das Wasser in den Krusten so weit erwärmt, dass seine Temperatur deutlich oberhalb der Verdampfungstemperatur bei Unterdruck (Grobvakuum) liegt, dann führt die schlagartige Evakuierung des Rohrsystems auch zur instantanen Verdampfung von tiefer liegendem Porenwasser, wobei Teile der Inkrustation geradezu abgeprengt werden können. Als Folge wird weit mehr Wasser pro Zeiteinheit verdampft als bei einem der genannten Verfahren nach dem Stand der Technik.
- 1. The incrustations are not chemically connected to the pipe inner wall. By mechanical action (eg deformation, shocks, erosive treatment) dry crusts fall off easily and almost completely. They very easily crumble to dust.
- 2. If the water in the crusts heated by heating the tube so far that its temperature is well above the evaporation temperature at low pressure (rough vacuum), then the sudden evacuation of the pipe system also leads to the instantaneous evaporation of deeper-lying pore water, with parts of the incrustation can be blasted off. As a result, far more water is evaporated per unit time than in any of the prior art methods mentioned.
Die Lehre der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, das inkrustierte Rohrsystem zunächst in an sich bekannter Weise aufzuheizen und dann eine schlagartige Evakuierung der geheizten Rohre herbeizuführen, welche auf ein Grobvakuum führt. Die Beseitigung der ge trockneten Krusten erfolgt danach mit irgendeinem bekannten mechanischen Verfahren, bevorzugt mit einem Granulatstrahlverfahren, wobei sich zeigt, dass die Abtragung des Krustenmaterials erheblich gesteigert wird.The Therefore, the teaching of the present invention is that of being encrusted Pipe system first to heat up in a conventional manner and then a sudden Evacuation of the heated pipes, which leads to a rough vacuum. The Eliminate the dried crusts afterwards with any known mechanical methods, preferably with a granular blasting method, which shows that the removal of the crustal material considerably is increased.
Die Erfindung wird näher erläutert anhand der einzigenThe Invention will be closer explained by the single
In
Eine
Temperaturmessvorrichtung
Mit
einem Heißluftgebläse
Im Laborversuch lag die Temperatur der Rohrmitte nach 10 Minuten Aufheizzeit bei etwa 46 °C.in the Laboratory test was the temperature of the tube center after 10 minutes of heating at about 46 ° C.
Sodann
werden die Kugelhähne
Der
Unterdruck wurde im Laborversuch für 10 Minuten aufrechterhalten.
In dieser Zeit stieg der absolute Druck im Kessel
Offenbar setzt die Verdampfung im gesamten Querschnitt der Verkrustung gleichzeitig ein, wenn Unterdruck hergestellt wird. Dafür spricht auch die staubtrockene Konsistenz der Inkrustationen nach dem obigen Experiment. Sie zerfielen beim Reiben bzw. beim Abheben von der Rohrwand (Schraubendreher) leicht. Reste von Feuchtigkeit waren nur unmittelbar an der Rohrwand am kälteren Rohrende erkennbar.apparently sets the evaporation throughout the cross-section of the encrustation simultaneously when negative pressure is established. This is also the dust-dry Consistency of incrustations after the above experiment. They disintegrated when rubbing or when lifting off the pipe wall (screwdriver) light. Residues of moisture were only directly on the pipe wall in the colder Tube end recognizable.
Im Falle des Vergleichsrohres enthielten die Inkrustationen noch deutliche Wassermengen und es entstand beim Zerreiben der Krusten ein breiiger Belag, der einer effektiven Entfernung durch Strahlgut entgegensteht.in the Trap of the comparison tube, the incrustations still contained significant Quantities of water and it was a mushy when grinding the crusts Coating, which prevents effective removal by blasting.
Es kann deshalb bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens prinzipiell von einem verbesserten Ablöseverhalten der Inkrustationen ausgegangen werden.It can therefore carry out the method according to the invention principle assumed an improved separation behavior of the incrustations become.
Das Verfahren wurde auch im Feldversuch auf einer Sanierungsbaustelle erprobt. Nach einer Aufheiz- und einer anschließenden Evakuierungsphase wurde mit Granulat gestrahlt, wobei sich Inkrustationen in nicht gekannter Größe und Menge gelöst haben.The Procedure was also field-tested on a rehabilitation construction site tested. After a warm-up and a subsequent evacuation phase was blasted with granules, wherein incrustations in unknown Size and quantity solved to have.
Ein zukünftiges kommerzielles Verfahren zur Reinigung inkrustierter Rohrleitungen wird wie folgt vorgeschlagen:
- • Das inkrustierte Rohrsystem wird entleert und aufgeheizt. Die Wärme kann durch Heißluftkonvektion oder elektrisch zugeführt werden.
- • Ein vorab evakuierter Windkessel (absoluter Druck 20-30 hPa, also Grobvakuum) wird dem aufgeheizten Rohrsystem schlagartig angeschlossen. Der entstehende Dampf wird mittels einer Vakuumpumpe permanent aus dem Kessel abgesaugt. Es kann vorteilhaft sein, einen Wärmetauscher (Kondensator) zwischen Windkessel und Vakuumpumpe anzuordnen, um mit einer geringeren Pumpleistung auszukommen.
- • Mit einem mechanischen Verfahren werden die getrockneten Krusten schließlich entfernt. Granulat-Strahlen hat sich bereits bewährt und stellt eine bevorzugte Möglichkeit dar.
- • The encrusted pipe system is emptied and heated. The heat can be supplied by hot air convection or electrically.
- • A pre-evacuated air chamber (absolute pressure 20-30 hPa, ie rough vacuum) is abruptly connected to the heated pipe system. The resulting steam is permanently sucked out of the boiler by means of a vacuum pump. It may be advantageous to arrange a heat exchanger (condenser) between the air chamber and the vacuum pump in order to manage with a lower pumping capacity.
- • The dried crusts are finally removed by a mechanical process. Granule blasting has already proven itself and is a preferred option.
Aus praktischen Gründen kann es eine bevorzugte Variante des Verfahrens sein, auf den Windkessel zu verzichten (Transportproblem) und stattdessen nur eine ausreichend leistungsfähige Vakuumpumpe an das Rohrsystem anzuschließen. Wesentlich ist nur, das Grobvakuum möglichst schnell nach der Aufheizphase herzustellen. Das Volumen eines typischen Wasserrohrsystems in Wohnhäusern ist gewöhnlich recht gering und kann schnell evakuiert werden.Out practical reasons it may be a preferred variant of the method, the air chamber to give up (transport problem) and instead only one sufficient powerful Vacuum pump to connect to the pipe system. The only thing that matters is that As far as possible, rough vacuum produce quickly after the heating phase. The volume of a typical Water pipe system in residential buildings is usually quite low and can be evacuated quickly.
Selbstverständlich kann die beschriebene Vakuumtrocknung auch in mehreren Wiederholungsschritten erfolgen. Dies ist sinnvoll bei verfahrensbedingt erforderlichen Zwischentrocknungen oder falls die in der aufgeheizten Leitung gespeicherte Wärmemenge nicht zur vollständigen Verdampfung ausreicht.Of course you can the described vacuum drying also in several repetition steps respectively. This is useful in case of procedural required Intermediate drying or if stored in the heated line heat not to complete Evaporation is sufficient.
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Publication number | Publication date |
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WO2006084454A1 (en) | 2006-08-17 |
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Legal Events
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130903 |