DE10312700A1

DE10312700A1 - Kunststoffrohr

Info

Publication number: DE10312700A1
Application number: DE2003112700
Authority: DE
Inventors: Roberto Rudi; Anga Bolli
Original assignee: Brugg Rohr AG Holding
Current assignee: Brugg Rohr AG Holding
Priority date: 2003-03-21
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2004-09-30

Abstract

Es wird ein Kunststoffrohr mit einer Permeationssperre in Form einer das Kunststoffrohr (1) umhüllenden Metallschicht beschrieben, wobei die Metallschicht (3) eine Folie mit einer in Richtung der Längsachse des Kunststoffrohres (1) verlaufenden Naht und die Folie (3) quer zur Längsachse des Kunststoffrohrs (1) faltenbalgartig verformt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffrohr mit einer Permeationssperre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Medientransportrohre aus Kunststoff haben im Vergleich zu Metallrohre den Nachteil, daß sie gegenüber Gasen mit kleinen Molekülen permeabel sind. Falls die Moleküle genügend klein sind, findet eine temperaturabhängige Permeation statt.

In wasserführenden, isolierten Leitungen mit einem Mediumrohr aus Kunststoff diffundiert bei Temperaturen über 70°C Wasserdampf durch das Mediumrohr und gelangt in die Isolationsschicht. Feuchte Isolationsmaterialien verlieren drastisch an Isolationswert. Analog können Sauerstoffmoleküle mittels Permeation von außen nach innen in das durchfließende Wasser gelangen und dieses an Sauerstoff anreichern. Dies fördert bei Stahlteilen, z. B. bei Radiatoren im gleichen Rohrsystem, die Korrosion und führt außerdem zu einer vorzeitigen Alterung des Kunststoffrohres.

Bei wasserführenden, nicht isolierten Leitungen aus Kunststoff spielt die Permeation von Wasserdampf von innen nach außen keine bedeutende Rolle, hingegen wirkt sich die Permeation von Sauerstoffmolekülen von außen nach innen nachteilig aus.

Zur Behebung dieser Nachteile hat man bereits in die Wandung eines Kunststoffrohres eine Metallfolie eingebracht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei wiederholten bedingten Expansions- und Kontraktionsbewegungen des Rohres durch betriebsbedingte Temperatur- und Druckwechsel die Gefahr der Delaminierung und Rissbildung der Metallfolie groß ist. Das Problem entsteht dadurch, daß die Metallfolie und die Kunststoffschichten unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten und Elastizitätsmodule haben.

Zur Lösung der genannten Probleme ist es aus der CH-A1 674 763 bekannt, eine Permeationssperre vorzusehen, die aus einem auf dem Innenrohr aufliegenden, zusammendrückbaren Polstermaterial und einer nackten oder einer ein- oder beidseitig beschichteten Metallfolie besteht, die von einem Mediummantelrohr umgeben ist. Das Polstermaterial ist ein schraubenlinienförmig, mit überlappenden Bandkanten gewickeltes Polsterband aus einem mit einem Elastomer kaschierten gewobenen Polyamidband.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kunststoffrohre wasserdampfdiffusionsdicht auszubilden, ohne daß die Gefahr eines Undichtwerdens der Permeationssperrschicht besteht. Insbesondere soll die Permeationssperrschicht gesichert sein gegen axiale und radiale Kräfte.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten Merkmale gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die faltenbalgartige Ausführung der Metallschicht eine Übertragung der temperaturbedingten radialen und axialen Kräfte auf die Metallschicht weitestgehend unterbleibt. Die radialen und axialen Kräfte werden durch die einzelnen Faltenbälge aufgefangen. Die weichplastischen Schichten beiderseits der Metallschicht kapseln die Metallschicht ein und schützen diese vor einer Beschädigung.

Bei einem mit der erfindungsgemäßen Permeationssperrschicht versehenen Kunststoffrohr konnte eine Diffusionsrate von weniger als 0,1 mg pro m²/Tag festgestellt werden. Das Kunststoffrohr wurde dabei einem Schnelltest unterzogen, bei dem 1.600 Zyklen zwischen 20°C und 95°C durchgeführt wurden.

Die Erfindung ist anhand der in den 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In der 1 ist ein seitlicher Schnitt durch ein Leitungsrohr gemäß der Lehre der Erfindung dargestellt. Auf dem Kunststoffrohr 1, welches vorzugsweise ein Kunststoffrohr aus vernetztem Polyethylen ist, ist eine Permeationssperrschicht angeordnet. Diese Permeationssperrschicht besteht aus einer ersten, direkt auf dem Kunststoffrohr 1 angeordneten Polsterschicht 2, vorzugsweise ein Gel auf der Basis von Polyurethan oder Polyurea. Dieses Gel ist sehr flexibel und kann beispielsweise durch Extrusion oder Spritzen auf das Kunststoffrohr 1 aufgetragen werden. Über der Schicht 2 ist die eigentliche diffusionsdichte Schicht 3 angeordnet, welche in Form einer Folie längseinlaufend auf die Schicht 2 aufgelegt ist. Die die Schicht 3 bildende Folie kann eine Metallfolie, ein- oder beidseitig mit Kunststoff beschichtet oder blank oder aber eine metallbedampfte Kunststofffolie sein.
Die Folie kann vorteilhafterweise mit überlappenden Bandkanten auf die Schicht 2 aufgelegt werden. Die überlappenden Bandkanten können miteinander verklebt oder verschweißt sein.
Die Schicht 3 ist von einer weiteren Schicht 4 umgeben, welche ebenfalls vorzugsweise ein Gel auf der Basis von Polyurethan oder Polyurea ist.
Die 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Schnitts durch die Wandung des Leitungsrohres nach 1.
Hier ist erkennbar, daß die Schicht 3 mit quer zur Längsachse des Rohres verlaufenden Faltenbälgen versehen ist oder auf andere Weise verformt ist. Denkbar wäre auch eine wellenförmige Verformung.
Die Folie kann wird in einem gesonderten Arbeitsgang hergestellt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, zunächst eine erste Schicht des Gels auf das Kunststoffrohr aufzutragen, sodann eine blanke Metallfolie, vorzugsweise eine Aluminiumfolie um die Schicht aus Gel herumzuformen, die zum Rohr geformte Folie mit einer balgenförmigen Wellung zu versehen und anschließend auf die balgenförmig verformte Folie die zweite Schicht aus Gel aufzutragen.
Die aus den Schichten 2, 3 und 4 bestehende Permeationssperrschicht ist diffusionsdicht aufgrund der metallischen Schicht 3 und ist wegen der Einbettung der Schicht 3 in den elastischen oder plastischen Schichten 2 und 4 gegen Krafteinwirkungen geschützt. Bei axial oder radial wirkenden Kräften nehmen die balgenförmige Verformung der Schicht 3 die Längen- bzw. Durchmesseränderung auf, ohne daß die metallische Lage der Schicht 3 in Mitleidenschaft gezogen wird.
Das Kunststoffrohr nach der Lehre der Erfindung ist besonders geeignet als Innenrohr eines wärmeisolierten Leitungsrohres wie es beispielsweise in der EP-PS 0897788 beschrieben ist. Die dort beschriebene Fernheizleitung ist in Fachkreisen unter dem Namen Calpex bekannt.
Die Abmessungen der Permeationssperrschicht betragen z. B.
Wanddicke (Schichten 2, 3 und 4) = 0,35 mm
Wanddicke der Schicht 3 = 0,35 μm.
Bei dem vorteilhafterweise verwendeten Gel auf Polyurethanbasis handelt es sich um ein thermoplastisches Polyurethan oder Polyurea mit einer Dehnfähigkeit von über 100 %.

Claims

Kunststoffrohr mit einer Permeationssperre in Form einer das Kunststoffrohr umhüllenden Metallschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (3) eine Folie mit einer in Richtung der Längsachse des Kunststoffrohres (1) verlaufenden Naht und daß die Folie quer zur Längsachse des Kunststoffrohrs (1) faltenbalgartig verformt ist.
Kunststoffrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Metallfolie ist.
Kunststoffrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine metallbedampfte Kunststofffolie ist.
Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mit überlappenden Bandkanten angeordnet ist.
Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der äußeren Oberfläche des Kunststoffrohres (1) und der Metallschicht (3) eine elastische oder weichplastische Masse (2) vorgesehen ist, welche Dehnungen des Kunststoffrohres aufnehmen kann.
Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Metallschicht (3) eine Schicht aus einer elastischen oder weichplastischen Masse vorgesehen ist.
Kunststoffrohr nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weichplastische Masse (2, 4) ein Gel auf Basis Polyurethan oder Polyurea ist.
Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (3) eine Wanddicke zwischen 25 und 40 μm aufweist.
Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die metallbedampfte Kunststofffolie (3) eine Wanddicke von 20 – 40 μm aufweist.
Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der auf dem Kunststoffrohr (1) aufliegenden Schicht aus weichplastischer Masse (2), Metallschicht (3) und weichplastischer Masse (4) zwischen 0,1 bis 0,5 mm beträgt.
Wärmeisoliertes Leitungsrohr, bestehend aus zumindest einem Innenrohr einer das Innenrohr umgebenden Wärmedämmschicht, sowie einem die Wärmedämmschicht umgebenden Außenrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestaltet ist.