DE112007000204T5

DE112007000204T5 - Beschichtungsverfahren für Rohre mit Schweissnaht

Info

Publication number: DE112007000204T5
Application number: DE112007000204T
Authority: DE
Inventors: Robert E. Richmond Hill Steele; Dennis T.H. Toronto Wong; Peter Calgary Singh; Chunglee Hank Calgary Yih
Original assignee: Shawcor Ltd
Current assignee: Shawcor Ltd
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2009-04-09
Also published as: BRPI0706215A2; US8038829B2; RU2008129134A; CA2537348A1; RU2424254C2; MY158682A; JP2009527699A; US20090165944A1; WO2007095741A1; CA2642093C; CA2642093A1; BRPI0706215B1; CN101384377B; CN101384377A

Abstract

Verfahren zur Beschichtung eines Rohrs, das eine erhabene Schweißnaht auf einem äußeren Umfang davon aufweist, wobei die Schweißnaht aus dem äußeren Umfang des Rohrs herausragt; wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Auftragen eines härtbaren Harzpolymers auf das Rohr und Bindenlassen des härtbaren Harzpolymers an das Rohr, wobei eine gehärtete oder teilweise gehärtete Polymerschicht darauf gebildet wird;
während das Rohr heiß ist, Auftragen einer Klebstoffzusammensetzung in Pulverform auf das Rohr, das die gehärtete oder teilweise gehärtete Polymerschicht darauf aufweist, unter Bedingungen, die Schmelzen der Klebstoffzusammensetzung zu einem kontinuierlichen Film und Binden an die gehärtete oder teilweise gehärtete Polymerschicht ermöglichen;
während das Rohr heiß ist, Auftragen eines Polyolefins in Pulverform auf das Rohr, das die Klebstoffzusammensetzungsschicht darauf aufweist, unter Bedingungen, die Schmelzen des Polyolefinpulvers zu einem kontinuierlichen Film und Binden an die Klebstoffzusammensetzungsschicht ermöglichen, wobei eine Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis auf dem Rohr gebildet wird;
in einer Stufe im...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung eines Metallrohrs und insbesondere die Beschichtung eines Rohrs, das eine Schweißnaht auf seinem äußeren Umfang aufweist.
Schutzüberzüge werden ausgiebig zum Schutz eines Metallrohrs, zum Beispiel eines Stahlrohrs, vor Korrosion und mechanischer Beschädigung verwendet. Eine allgemein verwendete im Handel erhältliche Beschichtung ist die in dem U.S.-Patent 5,026,451 (Trzecieski et al.) beschriebene, die dem vorliegenden Anmelder übertragen wurde, wobei ein Epoxidharz auf das Rohr aufgetragen wird, und ein äußerer Polyolefinüberzug durch eine intermediäre Copolymerklebstoffschicht an die Epoxidschicht gebunden wird. In einer bevorzugten Ausführungsform beschreibt das Patent von Trzecieski et al. das Auftragen des äußeren Polyolefinüberzugs durch ein Kreuzkopfextrusionsverfahren.
In dem Kreuzkopfextrusionsverfahren wird das Polyolefin durch eine Ringdüse, durch deren Zentrum das Rohr axial zugeführt wird, extrudiert. Da es bezüglich der Durchmesser der Kreuzkopfextrusionsdüsen praktische Einschränkungen gibt, ist es im Fall eines Rohrs mit großem Durchmesser bevorzugt, den äußeren Überzug durch ein Verfahren mittels seitlicher Ummantelung, wobei eine kontinuierliche Polyolefinfolie helikal um den äußeren Umfang des Rohrs gewickelt wird, bereitzustellen.
Stahlrohre werden in zwei Grundkonfigurationen bereitgestellt. Ein nahtloses Rohr wird kontinuierlich aus geschmolzenem Stahl zu einem Rohr geformt, und daher gibt es keine Naht oder Schweißnaht. Derartige Rohre können ohne Rücksicht auf die Bedeckung einer erhabenen Schweißnaht beschichtet werden. Nahtlose Rohre können jedoch nicht mit sehr großen Durchmessern hergestellt werden und sind teuer. Somit ist ihre Verwendung auf Anwendungen, umfassend sehr hohe Drücke oder Beanspruchungen, wie Steigleitungen oder Unterwasserleitungsrohre, oder Anwendungen, die großen, kontinuierlichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, wie ein Bohr- und Futterrohr, beschränkt. Die meisten Rohre, die zum Transport von Öl, Gas und Wasser verwendet werden, sind geschweißte Rohre. Diese werden aus einer Stahlplatte hergestellt, die gebogen und zu einem Rohr geformt und dann entlang den Kanten geschweißt wird, wobei ein Rohr gebildet wird. Bei Rohren mit einem kleinen Durchmesser ist die Anwendung von elektrischem Widerstandsschweißen (ERW) üblich, das zu einer Schweißnaht führt, die mit dem Rohrkörper bündig ist. Dieses Verfahren ist jedoch auf ein Rohr mit relativ kleinem Durchmesser beschränkt, wobei der Durchmesser gegenwärtig 24" oder weniger beträgt. Größere Rohre als dieses werden derart geformt, dass die Schweißnähte aus der äußeren Oberfläche des Rohrrestes hervorstehen.
Es gibt zwei Grundverfahren zur Herstellung eines Rohrs mit großem Durchmesser. Das erste und häufigste ist das Formen einer Stahlplatte zu einer "U"-Form, dann weiter zu einer "O"-Form. Die Kanten werden dann zusammengeschweißt, um ein sogenanntes "langnahtiges" Rohr zu erzeugen. Das zweite Verfahren, das an Popularität gewinnt, ist das kontinuierliche Formen und Schweißen einer Stahlplatte auf spiralförmige Art und Weise, um ein sognanntes "spiral geschweißtes" oder "spirales Rohr" zu erzeugen. In beiden Fällen ragen Schweißnähte sowohl aus dem Rohrdurchmesser heraus als auch in den Rohrdurchmesser hinein.
Im Fall der vorliegenden Erfindung ist die Schweißnaht auf der äußeren Oberfläche des Rohrs die relevante. Die zur Beschreibung der Form einer Schweißnaht verwendet; Terminologie kann unter Bezugnahme auf 1 erklärt werden und wird nachstehend verwendet. 11 zeigt die Schweißnahtwurzel, 12 die Krone und 13 einen Unterschnitt. 14 zeigt die Höhe der Schweißnaht. Die Form und Höhe der Schweißnaht variiert zwischen den zwei Verfahren (spiral und langnahtig) sowie von Hersteller zu Hersteller. Die ideale Form ist eine, die einen glatten Übergang vom Rohrkörper erzeugt und die nicht zu hoch ist, wie in 2 veranschaulicht. Diese Konfiguration wird jedoch selten erzielt, wenn die Schweißnaht nicht in Form geschliffen wird. Häufiger wird bei den Schweißnähten von den in den 2 bis 5 gezeigten Formen ausgegangen, die eine Schweißnaht mit scharfen Kanten (3), scharfen Kanten mit einem schwachen Unterschnitt (4), scharfen Kanten mit einem starken Unterschnitt (5) und eine Schweißnaht mit starken Unterschnitten auf beiden Seiten und einer Vertiefung auf der Oberseite (6) veranschaulichen.
Wenn das Beschichtungsverfahren mittels seitlicher Ummantelung bei dem Rohr, das stark erhabene Schweißnähte oder im Wesentlichen Schweißnähte mit quadratischem Querschnitt auf seinem äußeren Umfang aufweist, verwendet wird, wird oft festgestellt, dass der Kontakt zwischen der kontinuierlichen Folie und Teilen der Schweißnaht, zum Beispiel den konkaven Wurzel- und Unterschnittteilen 11 und 13, schlecht oder nicht vorhanden sein kann, was zu Holräumen an der Schweißnahtwurzel führt. Dies wird besonders betont, wenn das Schweißnahtprofil in der Nähe der Wurzel im Wesentlichen quadratisch oder unterschnitten ist. Bei einem spiral geschweißten Rohr ist es typischweise noch schwieriger, eine gleichmäßige Bedeckung der Schweißnaht als bei einem "langnahtigen" Rohr mit einer einzelnen sich axial ausdehnenden Schweißnaht zu erzielen. Es gibt ein besonderes Problem bei einem "doppelgelenkigen", spiral geschweißten Rohr, in dem zwei Rohrlängen zusammengeschweißt sind, wobei ein längeres Rohr gebildet wird, da derartige Rohre immer mindestens eine Stelle, an der zwei Schweißnähte in einem Winkel von 90° aufeinandertreffen, enthalten.
In der Regel wird die Folie zur seitlichen Ummantelung durch einen Extruder längsseits der Rohrbeschichtungslinie bereitgestellt. Die Verwendung einer kontinuierlichen Folie, die benachbart zur Rohrbeschichtungsanlage auf eine Temperatur erwärmt wird, die eine Haftung zwischen dem Rohr und der Folie ermöglicht, ist ebenfalls möglich. In bekannten Verfahren wird Abschrecken der äußeren Polymeroberfläche mit Wasser typischerweise innerhalb eines Meters der Extrusionsdüse oder der Station zur seitlichen Ummantelung angewendet, um das Polyolefin ausreichend zu verfestigen, um eine Beschädigung während der weiteren Handhabung, zum Beispiel durch den Kontakt mit Förderrädern, zu verhindern. Während die äußere Oberfläche abzukühlen beginnt, entwickelt die Polyolefinschicht eine Ringspannung um das Rohr. An der erhabenen Schweißnaht versucht diese Ringspannung, das geschmolzene Polymer in eine tangentiale Konfiguration zu ziehen, und dies verursacht eine Abnahme der Dicke auf der Oberseite der Schweißnaht. Poren, Schichtentrennung oder Diskontinuitäten können sich in der Beschichtung, die an den konkav vertieften Halsteil angrenzt, entwickeln oder feine Löcher oder Hohlräume können innerhalb der Dicke des Beschichtungsmaterials vorkommen, mit dem Ergebnis, dass die Schutzeigenschaften der Beschichtung als mangelhaft oder unzureichend angesehen werden können.
In der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zur Bereitstellung einer Beschichtung auf einem Rohr, das eine Schweißnaht auf seinem äußeren Umfang aufweist, wobei die Schweißnaht aus dem äußeren Umfang des Rohrs herausragt, bereitgestellt. In dem vorliegenden Verfahren wird ein hartbares Harzpolymer auf das Rohr aufgetragen, und man lässt das hartbare Harz an das Rohr binden, wobei eine gehärtete oder teilweise gehärtete Polymerschicht auf dem Rohr gebildet wird. Bevorzugt wird direkt danach und während das Rohr noch heiß ist, eine Klebstoffzusammensetzung in Pulverform auf das Rohr mit der gehärteten oder teilweise gehärteten Polymerschicht darauf unter Bedingungen, die eine Bindung der Klebstoffzusammensetzung an die hartbare Polymerschicht ermöglichen, aufgetragen. Bevorzugt wird direkt danach und während das Rohr noch heiß ist, ein Polyolefin in Pulverform auf das Rohr unter Bedingungen, die eine Bindung des Polyolefins an die Klebstoffzusammensetzung ermöglichen, aufgetragen. Man lässt das Polyolefinpulver an die Klebstoffzusammensetzungsschicht binden und schmelzen, wobei eine Polyolefinschicht auf dem Rohr gebildet wird. Die Beschichtung an diesem Punkt wird nachstehend als "Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis" bezeichnet.
In einer Stufe im Anschluss an die Bildung der Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis wird ein äußerer Polyolefinüberzug durch Querfließpressen auf das Rohr aufgetragen. Der äußere Polyolefinüberzug ist an die Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis bindungsfähig und wird in einer Stufe, in der das Rohr ausreichend heiß ist, um eine Bindung des Polyolefinüberzugs zu ermöglichen, aufgetragen. Das Rohr mit dem äußeren Polyolefinüberzug wird dann auf Umgebungstemperatur abgekühlt. In einer anderen Ausführungsform kann die querfließgepresste Polyolefinschicht direkt in Reihe mit dem Auftragen der Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis aufgetragen werden. In diesem Fall besteht keine Notwendigkeit, zwischen dem Auftragen der Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis und dem Auftragen der äußeren Schicht aus dem querfließgepressten Polyolefin dem Rohr zusätzliche Wärme zuzuführen.
In allen Fällen wird das Kühlen des Rohr entweder ganz von der Innenseite des Rohrs oder durch eine Kombination durchgeführt, bei der das anfängliche Kühlen von der Innenseite des Rohrs erfolgt, und das Kühlen von außen erst folgt, nachdem die direkt an das Rohr angrenzende Beschichtung im Wesentlichen abgekühlt ist.
Kühlen von innen wird angewendet, um sicherzustellen, dass eine direkt an das Rohr angrenzende Beschichtung im Wesentlichen abgekühlt ist oder sich verfestigt hat, zum Beispiel die Klebstoffzusammensetzung und zumindest ein Teil der Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis sich verfestigt haben, bevor das Äußere des beschichteten Rohrs schnell abgekühlt wird. Wenn ein Polyolefin von einem Schmelzzustand in einen festen Zustand übergeht, schrumpft es typischerweise um 10 bis 20%. Wenn die Beschichtung von der äußeren Oberfläche nach innen gekühlt wird, übt die verfestigte Außenschicht eine große Spannung tangential zu der erhabenen Schweißnaht aus, die sich in eine Kraft senkrecht zu allen konkaven Oberflächen, wie an der Schweißnahtwurzel, umwandelt. Dies wird durch die volumetrische Schrumpfung des an die Schweißnaht angrenzenden, geschmolzenen Materials, während es sich verfestigt, betont. Indem sich das an die Schweißnaht angrenzende Material auf der Rohroberfläche zuerst verfestigt, wird eine ausreichende Festigkeit erzeugt, die ihm eine Widerstandsfähigkeit gegenüber den zur Oberfläche senkrechten Kräften, die es wegzuziehen versuchen und Poren und/oder Risse erzeugen, ermöglicht.
Zumindest bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung überwinden die vorstehend angegebenen Nachteile bekannter Verfahren. Das Auftragen einer Polyolefinbeschichtungsschicht auf Pulverbasis, die an die Schweißnahtwurzel angrenzt, führt zu einem glatteren Übergang zwischen der Schweißnaht und dem angrenzenden Rohrumfang. Dieser glatte Übergang zusammen mit den Wirkungen des Kühlens der inneren Oberfläche des Rohrs dienen zur Verfestigung des Beschichtungsmaterials auf der Rohroberfläche, was zu einer gleichmäßigeren Beschichtungsdicke ringsum das Rohr und über der Schweißnaht führt. In bevorzugten Formen ist der Unterschied der Dicke der Beschichtungsmaterialien zwischen der Oberseite der Schweißnaht und dem Rohrkörper minimal. Die Beschichtung passt sich eng an das Schweißnahtprofil an und es gibt keine "Schweißnaht-Zeltbildung". Dieses Ergebnis kann sowohl mit langnahtigen als auch spiral geschweißten Rohren erzielt werden.
Kühlen der inneren Oberfläche des Rohrs kann, zum Beispiel wie in Wong et al., U.S.-Patent 6,270,847 , beschrieben, dessen Offenbarungen hier durch Bezugnahme aufgenommen sind, erfolgen.
Verschiedene Verfahren können zur Bereitstellung der gehärteten oder teilweise gehärteten Polymerschicht und zum Auftragen der Klebstoffzusammensetzung unter solchen Bedingungen, dass sie an das gehärtete oder teilweise gehärtete Polymer bindet, verwendet werden.
In einer bevorzugten Form umfasst das hartbare Harzpolymer ein Epoxidharz. Andere hartbare Harze, die zum Auftragen auf das Rohr in einer Schutzbeschichtung geeignet sind, und ihre Verfahren zum Aufragen und Harten sind Fachleuten allgemein bekannt und müssen hier nicht ausführlich beschrieben werden. Während sich der Einfachheit halber das Folgende auf Epoxidharz bezieht, ist es selbstverständlich, dass die beschriebenen Verfahren auf andere hartbare Harzpolymere anwendbar sind.
Epoxidharz kann zum Beispiel in hartbarer, flüssiger Form unter Verwendung von Verfahren, wie in dem vorstehend erwähnten U.S.-Patent 5,026,451 beschrieben, dessen Offenbarungen hier durch Bezugnahme aufgenommen sind, aufgetragen werden. In einer Form wird die flüssige Beschichtung zum Beispiel bis zur Stufe eines unvollständig gehärteten Gels, bevorzugt durch Erwärmen des Rohrs unter Erwärmungsbedingungen, die Fachleuten allgemein bekannt sind, teilweise gehärtet.
In einem weiteren Beispiel kann das Epoxidharz in Form eines bevorzugt unvollständig gehärteten, schmelzgebundenen Epoxids (FBE) aufgetragen werden, wie in dem U.S.-Patent 4,345,004 (Miyata et al.), 4,510,007 (Stucke) und U.S.-Patent 5,178,902 (Wong et al.), die auf den vorliegenden Anmelder übertragen worden sind, beschrieben, wobei die Offenbarungen von allen hier durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Zur Bereitstellung der Bindung zwischen der Klebstoffzusammensetzung und der Epoxidharzschicht muss die Klebstoffzusammensetzung chemische Gruppen enthalten, die in der Lage sind, an die Epoxidzusammensetzung zu binden oder bevorzugt mit der Epoxidzusammensetzung zu reagieren, und muß auch in der Lage sein, an die Polyolefinschicht der Verbundbeschichtung auf Pulverbasis zu binden. Am häufigsten umfasst die Klebstoffzusammensetzung ein modifiziertes Polyolefin, wobei das Polyolefin funktionelle Gruppen, die mit den im Epoxid vorhandenen funktionellen Gruppen reagieren, enthält. Beispiele solcher modifizierten Polyolefine sind Fachleuten allgemein bekannt. Allgemein bekannte chemische Gruppen, die in Polyolefine eingebracht werden, um sie an Epoxide bindungsfähig zu machen, schließen die von Co- oder Pfropfcopolymeren von Vinylacetat, Ethylacrylat, Methylacrylat und Maleinsäure abgeleiteten ein. Die Polyolefinklebstoffzusammensetzung kann aus Mischungen funktionalisierter und nichtfunktionalisierter Polyolefine bestehen. Zahlreiche Beispiele modifizierter Polyolefine, die an Epoxid bindungsfähig sind und die in dem vorliegenden Verfahren verwendet werden können, sind in den vorstehend erwähnten Patenten '902 von Wong et al., '004 von Miyata et al. und '007 von Stucke et al. sowie in U.S. Re. 30,006 von Sakayori et al., deren Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist, ausführlicher beschrieben.
Der Copolymerklebstoff wird in Pulverform auf das Rohr aufgetragen, während das Rohr heiß ist. In einer besonders bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung wird ein Copolymerklebstoff gemäß den Verfahren, die in dem Patent '902 von Wong et al. beschrieben sind, aufgetragen, wobei FBE und Copolymerklebstoff auf das Rohr co-gesprüht werden und man sie schmelzen lässt, wobei die Zwischenschicht gebildet wird, die aus einer zwischengelagerten und verzahnten Domäne, auf die vorstehend Bezug genommen wurde, besteht, wobei derartige Domänen jeweils aus Epoxid und Copolymerklebstoff bestehen. In diesem Fall verstärkt das Epoxid den Klebstoff und verleiht ihm eine höhere Schmelzfestigkeit, wodurch das Auftreten jeglicher Tendenz zur Trennung oder zu Diskontinuitäten in der Beschichtungsschicht verringert wird.
Adäquate Ergebnisse können jedoch durch Auftragen des Copolymerklebstoffs als eine diskrete Schicht auf der Epoxidschicht erzielt werden, mit der Maßgabe, dass der Copolymerklebstoff eine ausreichende Schmelzfestigkeit aufweist, wobei die Schmelzfestigkeit auf die Fähigkeit des Polymers hinweist, einem Fließen oder einer Bewegung bei Temperaturen, bei denen die Beschichtungsschichten während einer Kühlstufe einer Spannung ausgesetzt sind, standzuhalten. Polymere mit einer hohen Schmelzfestigkeit werden durch einen niedrigen Schmelzflussindex angezeigt, der auf ein höheres Molekulargewicht des Polymers hinweist. Typischerweise ist die Geschwindigkeit des Schmelzens zu einer kontinuierlichen Schicht umso langsamer je höher das Molekulargewicht ist.
Daher ist in diesem Fall die Schmelzfestigkeit des Copolymerklebstoffs wünschenswerterweise nicht übermäßig hoch, da dies zu Problemen beim Auftragen führen kann, da bei der Temperatur des Auftragens der Copolymerklebstoff mit hoher Schmelzfestigkeit nicht ausreichend fließt, um die erforderliche Beschichtung, die sich eng und kontinuierlich an das epoxidbeschichtete Rohr anpasst, bereitzustellen.
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung kann ein Fachmann durch Ausprobieren leicht die Schmelzfestigkeitseigenschaften des Copolymerklebstoffs bestimmen, die notwendig sind, um eine Beschichtung ohne Schichtentrennung, Diskontinuitäten, feine Löcher, Hohlräume oder dergleichen zu erzielen, während eine adäquate Konformität der Copolymerklebstoffschicht mit dem Rohr im Laufe der Anwendung bereitgestellt wird.
Wie vorstehend angemerkt, stellt die Polyolefinschicht in bevorzugten Formen der vorliegenden Erfindung einen glatten Übergang zwischen der Schweißnaht und dem angrenzenden Rohrumfang bereit. Ein derartiger glatter Übergang ergibt sich bevorzugt daraus, dass das Polyolefinpulver konkave Halsteile, die an den lateralen Seiten der Schweißnähte vorhanden sind, zumindest teilweise auffüllt. Das Pulver ist bevorzugt elektrostatisch geladen, und dies kann eine bevorzugte Abscheidung des Pulvers in scharf abgerundeten Bereichen der konkaven Halsteile hervorrufen. Obwohl die Grenzfläche zwischen der so erhaltenen Polyolefinschicht und dem äußeren Polyolefinüberzug bei dem beschichteten Rohr, das gemäß der Erfindung hergestellt wurde, im Querschnitt einen gewissen Grad an Konkavität zeigen kann, ist diese Konkavität wünschenswerterweise deutlich geringer als die Konkavität, die an der Grenzfläche zwischen der Epoxidschicht und dem Metall des Rohrs gezeigt wird. Der Unterschied der zwei Konkavitäten kann, bezogen auf die jeweiligen Krümmungsradien, quantitativ bestimmt werden. Wünschenswerterweise beträgt der Krümmungsradius der Grenzfläche zwischen der Polyolefinschicht und dem äußeren Polyolefinüberzug mindestens das 10-fache, stärker bevorzugt das 20-fache und noch stärker bevorzugt mindestens das 50-fache des Krümmungsradius der Konkavität, die am Halsteil auf den lateralen Seiten der Schmelznaht vorhanden ist.
In bevorzugten Formen der Erfindung wird der glatte Übergang durch Auftragen des Polyolefins in Pulverform mit einer Dicke erzielt, die wesentlich größer als die kombinierte Dicke von schmelzgebundenem Epoxid und Copolymerklebstoff ist, die aufgetragen und nachstehend als "darunterliegende Schicht" bezeichnet wird. Während die Dicken der einzelnen Schichten, die aufgetragen werden sollen, gemäß den Abmessungen des Rohrs offensichtlich variieren, kann zwischen den relativen Dicken der Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis und der darunterliegenden Schicht bei einem bestimmten beschichteten Rohr ein Vergleich angestellt werden. Die bezeichneten Dicken sind die der Schichten, wie sie auf den schwach gekrümmten Teil des Rohrumfangs aufgetragen werden. In bevorzugten Formen der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis ungefähr das 0,5-fache bis etwa 5-fache der Dicke der darunterliegenden Schicht.
Bei der Durchführung wurde festgestellt, dass das Auftragen des Polyolefins auf Pulverbasis mit einer Dicke von weniger als etwa dem 0,5-fachen der Dicke der darunterliegenden Schicht offensichtlich zu einem zunehmenden Vorkommen von nicht ausreichendem Auffüllen der an den Schweißnahthals angrenzenden, konkaven Teile führt, mit dem Ergebnis, dass die vorstehend angegebenen Probleme der Schichtentrennung, Bildung von Diskontinuitäten, feinen Löchern oder Hohlräumen entstehen können. Es wird festgestellt, dass eine Zunahme der Dicke der Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis auf über etwa das 5,0-fache der Dicke der darunterliegenden Schicht zu einer geringen Verbesserung der Qualität der Beschichtungsschichten des Produkts führt, während die Kosten des Beschichtungsvorgangs zunehmen.
Die Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis ist stärker bevorzugt etwa 1,0- bis 4,0-fach dicker als die darunterliegende Schicht und noch stärker bevorzugt etwa 1,2- bis etwa 2,0-fach dicker.
In einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung werden die Schritte des Auftragens des Epoxidharzes, Copolymerklebstoffs, wenn er verwendet wird, Polyolefins in Pulverform und äußeren Polyolefinüberzugs durchgeführt, während das Rohr eine Temperatur von etwa 180 bis 240°C aufweist.
In einigen Fällen kann das Auftragen des äußeren Polyolefinüberzugs bei einer im Wesentlichen niedrigeren Temperatur als wünschenswert angesehen werden. In einer weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung kann dies durch ein Verfahren erfolgen, in dem im Anschluss an das Auftragen des Polyolefins in Pulverform das Rohr durch Aufbringen eines Kühlmediums auf die innere Oberfläche des Rohrs gekühlt wird, bis sich die Polyolefinschicht verfestigt hat, zum Beispiel wie in dem Patent '847 von Wong et al. beschrieben. Zu diesem Zeitpunkt kann Kühlen von außen, zum Beispiel Abschrecken der äußeren Oberfläche des beschichteten Rohrs mit Wasser, angewendet werden, um den Kühlprozess weiter zu unterstützen.
Eine Beschichtungsanlage wird dann mit dem beschichteten Rohr beladen, und der Stahl oder ein anderes Metall des Rohrs wird zum Beispiel auf etwa 90°C induktiv erwärmt. Das vorgewärmte Rohr wird dann durch einen Infrarotheizofen geführt, wobei die Polyolefinbeschichtung auf eine Temperatur zwischen 110°C und 160°C, bevorzugt 130°C plus oder minus 10°C, erwärmt wird. In einigen Fällen kann es möglich sein, die induktive Erwärmung zu verringern oder wegzulassen und sich nur auf die Infraroterwärmung zu verlassen.
Der äußere Polyolefinüberzug kann durch seitliche Ummantelung der vorgewärmten Beschichtung mit einer extrudierten Polyolefinfolie bis zu der gewünschten Dicke aufgetragen werden. Die Dicke der seitlich ummantelten Beschichtung liegt typischerweise in dem Bereich von etwa 1 mm bis 5 mm. Abschrecken mit Wasser wird auf der äußeren Polymeroberfläche, typischerweise innerhalb von 2 m der Extrusionsdüse, angewendet, um das Polyolefin ausreichend zu verfestigen, um einen Kontakt mit dem Handhabungsgerät, wie Förderrädern, zu ermöglichen.
Während in einer bevorzugten Form der äußere Polyolefinüberzug durch ein Verfahren mittels seitlicher Ummantelung aufgetragen wird, ist es auch möglich, den äußeren Polyolefinüberzug durch ein Kreuzkopfextrusionsverfahren aufzutragen. Eine derartige Kreuzkopfextrusion zusammen mit dem Auftragen eines Copolymerklebstoffs ist in dem U.S.-Patent 5,026,451 (Trzecieski et al.), das auf den vorliegenden Anmelder übertragen wurde, beschrieben, dessen Offenbarungen hier durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Seitliche Ummantelung kann unter Verwendung der Verfahren, die Fachleuten allgemein bekannt sind und wie allgemein in dem U.S.-Patent 4,510,007 (Stucke) beschrieben, das hier durch Bezugnahme aufgenommen ist, erfolgen.
Die vorliegende Erfindung wird nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen ausführlicher beschrieben, wobei:
1 eher schematisch eine Schweißnaht im Querschnitt auf dem außeren Umfang eines Rohrs zeigt.
2 bis 6 ähnliche Ansichten wie 1 sind, die verschiedene weitere Formen einer Schweißnaht zeigen.
7 eher schematisch und in der Art eines Fließdiagramms Verfahren, die in einem bekannten Rohrbeschichtungsverfahren verwendet wurden, zeigt.
8 eher schematisch eine Endansicht, teilweise im Querschnitt, der entlang der Linie VIII-VIII in 7 genommen wurde, die den Vorgang an der Station zur seitlichen Ummantelung in dem Verfahren von 7 ausführlicher veranschaulicht, zeigt.
9 bis 11 ähnliche Ansichten wie 1 sind, die die nachfolgenden Stufen in dem Verfahren mittels seitlicher Ummantelung zeigen.
12 und 13 eher schematisch und in der Art eines Fließdiagramms eine bevorzugte Form eines Beschichtungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
14 eine ähnliche Ansicht wie 12 und 13 ist, die eine weitere bevorzugte Form eines Beschichtungsverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 und 16 mikrofotografische Querschnitte, die in dem Bereich der Halsteile einer Schweißnaht genommen wurden und Fehler veranschaulichen, die in der durch bekannte Verfahren erhaltenen Beschichtung entstehen können, zeigen.
17 ein mikrofotografischer Querschnitt ist, der in dem Bereich des Halsteils einer Schweißnaht genommen wurde und die Integrität der Beschichtung, die gemäß einem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt wurde, zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen zeigt 7 ein herkömmliches Rohrbeschichtungsverfahren. Man lässt ein Rohr 21 um seine Achse rotieren, während es vorwärts in einem durch den Pfeil 22 angezeigten Drehsinn auf herkömmliche Art und Weise durch die Beschichtungsanlage geführt wird.

A. Gegebenenfalls wird das Rohr vorbehandelt, damit es die nachfolgende Beschichtung annimmt, typischerweise umfassend Waschen, um lose Verunreinigungen, wie Schmutz, Eis etc., zu entfernen, Vorwärmen auf eine minimale Temperatur von 3°C über dem Taupunkt und besonders typischerweise auf eine Temperatur zwischen 40 und 70°C und Sandstrahlen, um Rost und Walzzunder zu entfernen und ein Oberflächenprofil zu etablieren, und
B. mögliche zusätzliche Oberflächenbehandlungen, wie Waschen mit Phosphorsäure, Chromat etc., können angewendet werden.
C. Das Rohr wird auf eine Auftragungstemperatur von FBE (fusion bond epoxy; schmelzgebundenem Epoxid), typischerweise in dem Bereich von 200 bis 240°C oder in einigen Fällen 180 bis 250°C, vorgewärmt. In der Regel wird ein derartiges Vorwärmen durchgeführt, indem das Rohr 21 durch eine Induktionserwärmungsspule oder einen Tunnelofen geführt wird.
D. Das vorgewärmte Rohr wird durch eine FBE-Auftragungsvorrichtung 23 transportiert, wobei elektrostatisch geladenes, schmelzgebundenes Epoxidpulver auf das heiße Rohr aufgetragen wird. Das Pulver schmilzt und bindet beim Kontakt an das heiße Rohr. Die Dicke der schmelzgebundenen Epoxidschicht, die auf dem Rohr aufgebaut wird, liegt typischerweise in dem Bereich von etwa 100 μm bis 300 μm. Beispiele der schmelzgebundenen Epoxidpulver, die verwendet werden können, schließen die Folgenden ein: Scotchkote 6233 (Warenzeichen), von 3M, Morden, Manitoba, Kanada, erhältlich; Scotchkote 626, von 3M, Austin, Texas, U.S.A., erhältlich; Napguard 7-2514 FG, Napguard 7-2501 und Napguard 7-2500, alle von DuPont Powder Coatings Houston, Texas, U.S.A., erhältlich; EP-2004 und EPF 1011, von Jotun, Vereinigte Arabische Emirate, erhältlich; und Resicoat R5-726, von AKZO NOBEL, Deutschland, erhältlich.
E. Direkt im Anschluss an das Auftragen von FBE wird das Rohr durch einen Klebstoffpulverapplikator 24, der ein Copolymerklebstoffpulver auf das heiße Rohr aufträgt, transportiert, wobei das Copolymerklebstoffpulver sofort auf dem heißen Epoxid schmilzt und sich eine Copolymerklebstoffschicht auf dem schmelzgebundenen Epoxid bildet. Die Dicke der Schicht, die aufgebaut wird, liegt typischerweise in dem Bereich von 100 μm bis 250 μm.

Der Copolymerklebstoff, der verwendet wird, hängt von dem äußeren Überzug, der anschließend auf den Copolymerklebstoff aufgetragen wird, ab. In dem Fall, in dem der äußere Überzug Polyethylen ist, können zum Beispiel die folgenden Klebstoffe auf Polyethylenbasis verwendet werden.
Fusabond EMB500DG (Pulver), von Dupont, Sarnia, Ontario, Kanada, erhältlich;
Lotader 2100, von Arkema, Frankreich, erhältlich; und
Lucalen G3510H, von Basell, Deutschland, erhältlich.
In dem Fall, in dem der äußere Überzug Polypropylen sein soll, kann zum Beispiel ein Klebstoff auf Polypropylenbasis verwendet werden, wie die Folgenden:
Fusabond PMD4310D, von DuPont, Sarnia, Ontario, Kanada, erhältlich;
Hifax EP2015, von Basell, Italien, erhältlich;
Orevac 18732P, von Arkema, Frankreich, erhältlich; und
Borcoat 127E, von Borealis, Finnland, erhältlich.

F. Direkt im Anschluss an das Auftragen des Klebstoffs wird Polyolefin (zum Beispiel Polyethylen oder Polypropylen) aufgetragen, indem eine extrudierte Folie aus geschmolzenem Polymer durch seitliche Ummantelung in mehrfachen Überlappungen aus Folienextrudern aufgetragen wird, was durch 26 in 7 schematisch gezeigt ist, um die gewünschte Dicke des äußeren Überzugs zu erzielen. Die Dicke für Antikorrosionseinzelbeschichtungen liegt typischerweise in dem Bereich von etwa 1 mm bis 6 mm, kann jedoch wesentlich größer sein, wenn die Beschichtung eine Komponente eines wärmeisolierenden Beschichtungssystems ist.

Das extrudierte Material 31 kann zum Beispiel in dem Fall, in dem das Material 31 Polyethylen ist, umfassen:
Sclair 35BP und Sclair HEY449A, die beide von Nova Chemicals, Moore, Ontario, Kanada, erhältlich sind;
Lupolen 4552D, das von Basell, Deutschland, erhältlich ist;
Innovene, das von BP, Houston, Texas, Vereinigte Staaten von Amerika, erhältlich ist.
In dem Fall, in dem das extrudierte Material 31 Polypropylen umfasst, sind die Folgenden Beispiele von Polypropylenzusammensetzungen, die verwendet werden können:
BB108E, das von Borealis, Finnland, erhältlich ist;
Moplen Coat EP Bianco und Profax 7823, die beide von Basell, Italien, erhältlich sind; und Hostalen PP H2483, das von Hoechst, Deutschland, erhältlich ist.

G. Siliconwalzen, die auf der Außenseite der extrudierten Folie angewendet werden und gegenüber dem Rohr vorgespannt sind, werden verwendet, um Druck auf die geschmolzene, extrudierte Folie anzuwenden, um den Kontakt zwischen der Polyolefinschicht und dem Klebstoff und zwischen den Polyolefinfolienüberlappungen zu verbessern und um die Anpassung des geschmolzenen Polymers an Oberflächenunregelmäßigkeiten, wie erhabene Schweißnähte, zu verbessern.
H. Im Anschluss an die seitliche Ummantelung wird auf der äußeren Polymeroberfläche Abschrecken mit Wasser aus Wassersprühvorrichtungen 27, typischerweise innerhalb eines Meters der Extrusionsdüse, angewendet, um das Polyolefin ausreichend zu verfestigen, um einen Kontakt mit der Fördervorrichtung, wie Förderrädern, zu ermöglichen.
I. Das beschichtete Rohr 28 verlässt die Beschichtungsanlage.

8 zeigt die Wirkung einer Siliconwalze 29 bei der Druckanwendung auf die extrudierte Folie 31, benachbart zu einer Schweißnaht 32 auf dem Rohr 21.
Wie ersichtlich ist, drückt die sich vorwärts bewegende Schweißnaht 32 auf die Unterseite der geschmolzenen Folie 31 und schiebt sich nach oben in sie hinein.
Wie in 9 gezeigt, schiebt die Walze 29, die gegenüber dem Rohr 21 vorgespannt ist, das extrudierte Material 31 in Richtung der und in die sich vorwärts bewegende Schweißnaht 32.
Wie in 10 gezeigt, springt in einer nachfolgenden Stufe die Walze 29 auf die Schweißnaht 32 und als Folge der Reaktion der Walzenvorspannvorrichtung auf den abrupten Übergang von der Seite der Schweißnaht auf die Oberseite der Schweißnaht 32, tendiert sie dazu, die Oberseite der Schweißnaht 32 zusammenzudrücken, was offensichtlich eine Verdünnung der extrudierten Folie 31 in dem durch 31a in 10 gezeigten Bereich hervorruft.
Während die Walze 29 die Schweißnaht und den Halsteil 32a der Schweißnaht 32 auf der rechten Seite der Schweißnaht 32, wie aus 11 ersichtlich, überquert, zieht die Reibungshaftung der Walze 29 auf der extrudierten Folie 31 offensichtlich das extrudierte Material 31 von der sich entfernenden Schweißnaht 22 weg, und die Walze 29 ist nicht in der Lage, die Polymerfolie in den Halsteil 32a der Schweißnaht hinein zu formen.
Ferner entstehen während der Kühlphase offensichtlich Fehler in den Beschichtungsschichten, die in Verbindung mit 16 und 17 später ausführlicher beschrieben werden sollen.
12 und 13 zeigen ein Beispiel eines Beschichtungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, das in zwei Stufen durchgeführt wurde.
In dem veranschaulichten Verfahren sind die Anfangsschritte dieselben, wie die Schritte A bis C, die vorstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben wurden.

J. Auftragen von FBE durch elektrostatisches Sprühen wird aus einem Sprühapplikator 33 durchgeführt, wobei eine Beschichtung aus FBE mit einer Dicke typischerweise in dem Bereich von 150 μm bis 300 μm bereitgestellt wird. Das FBE kann zum Beispiel ein beliebiges der in Schritt D vorstehend aufgeführten sein.
K. Direkt im Anschluss an das Auftragen von FBE wird eine Klebstoffzwischenschicht, die zwischengelagerte und verzahnte Domänen aus Epoxid und Copolymer enthält, durch gemischtes elektrostatisches Sprühen von FBE aus dem Applikator 34 und elektrostatisch geladenem Copolymerklebstoffpulver aus den Applikatoren 36 und 37 so aufgetragen, dass die Anteile entlang der Linie variieren, wobei der Epoxidgehalt in der FBE-Schicht höher ist, und der Copolymerklebstoffgehalt in dem äußeren Teil der Schicht höher ist. Die aus den Applikatoren 34 bis 37 aufgetragene typische Gesamtdicke beträgt etwa 110 bis etwa 150 μm. Der Copolymerklebstoff kann zum Beispiel wie in Schritt E vorstehend beschrieben sein.
L. Direkt im Anschluss an das Auftragen des Klebstoffs wird elektrostatisch geladenes Polyolefinpulver durch Sprühen, zum Beispiel aus den Sprühvorrichtungen 38 bis 41, oder durch Tropfen des elektrostatisch geladenen Pulvers aus Rütteltöpfen aufgetragen, um die Menge des abgeschiedenen Pulvers zu regulieren. Das Polyolefinpulver kann zum Beispiel wie in Schritt F vorstehend diskutiert sein.

Das geladene Polyolefinpulver füllt die konkaven Halsteile der Schweißnaht auf und schmilzt, wobei eine kontinuierliche Polyolefinschicht, typischerweise mit einer Dicke von ungefähr 350 μm bis 1100 μm, gebildet wird.
Die Gesamtdicke der Schichten, die bis zu dieser Stufe auf das Rohr aufgetragen wurden, liegt typischerweise in dem Bereich von etwa 750 μm bis 1500 μm.

M. Sobald die Polyolefinschicht vollständig geschmolzen ist, wird das Rohr unter Verwendung von zum Beispiel dem Verfahren, das in dem Patent '847 von Wong et al. beschrieben ist, von innen gekühlt. Das Kühlmedium, in der Regel Wasser, wird durch ein Strahlrohr 42 in das Rohr 21 eingebracht, und besprüht die innere Oberfläche des Rohrs in dem durch ID in 12 gezeigten Bereich. Das Kühlen von innen verfestigt die Polyolefinschicht, bevor sie die Handhabungshilfe, wie Förderräder, erreicht.
N. Im Anschluss an die Verfestigung der Polyolefinschicht wird Kühlen von außen aus Wassersprühvorrichtungen 43 angewendet, um den Kühlprozess weiter zu unterstützen. Eine fehlstellenfreie Beschichtung wird mit einer ausgezeichneten Bedeckung angrenzend an die erhabene Schweißnaht erhalten. Die Bereiche des Schweißnahthalses werden mit der Polyolefinschicht so aufgefüllt, dass ein glatter Übergang zwischen dem Rohrkörper und der erhabenen Schweißnaht gebildet wird.
O. Eine Beschichtungsanlage wird mit dem beschichteten Rohr 44, wie aus 13 ersichtlich, beladen, und die Stahltemperatur des Rohrs wird induktiv auf etwa 90°C erhöht. In einer Form wird das vorgewärmte Rohr durch einen Infrarotofen 46 geführt, wobei die Polyolefinbeschichtung auf eine Temperatur zwischen 110°C und 160°C, bevorzugt 130 plus oder minus 10°C, erwärmt wird. In einer weiteren Form kann es möglich sein, die induktive Erwärmung zu verringern oder wegzulassen, indem eine hochwirksamere Infrarotheizvorrichtung verwendet wird.
P. Ein äußerer Polyolefinüberzug wird durch seitliche Ummantelung der vorgewärmten Beschichtung mit einer extrudierten Polyolefinfolie 48 unter Verwendung eines Extruders 47 aufgetragen. Die Dicke der seitlich ummantelten Beschichtung liegt typischerweise in dem Bereich von etwa 1 mm bis 5 mm. Das Polyolefin kann zum Beispiel wie in Schritt F vorstehend diskutiert sein.
Q. Siliconwalzen, zum Beispiel wie in 8 bis 11 gezeigt, werden typischerweise verwendet, um Druck auf die extrudierte Folie 48 anzuwenden, um den Kontakt zwischen der Polyolefinschicht und dem äußeren Polyolefinüberzug und zwischen den Polyolefinummantelungen zu verbessern und um die Polyolefinummantelungen an Oberflächenunregelmäßigkeiten, wie erhabene Schweißnähte, anzupassen.
R. Abschrecken mit Wasser wird auf dem äußeren Polyolefinüberzug aus Wassersprühvorrichtungen 49, typischerweise innerhalb eines Meters der Extrusionsdüse, angewendet, um den äußeren Polyolefinüberzug ausreichend zu verfestigen, um einen Kontakt mit Förderrädern oder ähnlichen Handhabungshilfen zu ermöglichen, und danach lässt man das Rohr auf Umgebungstemperatur abkühlen. In diesem Fall kann die Beschichtung nur durch Kühlen von außen gekühlt werden, obwohl es auch vorteilhaft sein kann, das kombinierte Verfahren aus Kühlen von innen und außen, das im Abschnitt "M" vorstehend beschrieben ist, zu verwenden, wenn die Rohrtemperatur sehr hoch ist.

Die so erhaltene Beschichtung weist im Wesentlichen eine gleichmäßige Dicke ringsum das Rohr auf. Der Unterschied in der Beschichtungsdicke zwischen der Oberseite der Schweißnaht und dem Körperteil ist minimal. Die Beschichtung passt sich an das Schweißnahtprofil an und es gibt keine "Schweißnaht-Zeltbildung". Es wird festgestellt, dass dies sowohl auf langnahtige als auch spiral geschweißte Rohre zutrifft.
14 zeigt ein Beispiel einer weiteren Form eines Beschichtungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, das einstufig durchgeführt wird.
In dem in 14 veranschaulichten Verfahren sind die Anfangsschritte dieselben, wie die vorstehend unter Bezugnahme auf 7 beschriebenen Schritte A bis C und die vorstehend unter Bezugnahme auf 12 beschriebenen Schritte J und L.

S. Wenn das Polyolefinpulver, zum Beispiel wie es aus den Sprühvorrichtungen 38, 39 und 41 aufgetragen wird, zu schmelzen beginnt, wird eine Polyolefinschicht 48 durch seitliche Ummantelung mit einer aus dem Extruder 47 extrudierten Folie aus geschmolzenem Polymer bis zu der gewünschten Dicke auf der Oberseite der Beschichtung aufgetragen. Die typische Dicke des äußeren Polyolefinüberzugs liegt in dem Bereich von etwa 1 mm bis etwa 5 mm. Das Polyolefin kann zum Beispiel wie in Schritt F vorstehend diskutiert sein.
T. Wie zuvor können Siliconwalzen verwendet werden, um Druck auf die extrudierte Folie anzuwenden, um den Kontakt zwischen dem äußeren Polyolefinüberzug und der Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis und zwischen den Überlappungen des äußeren Polyolefinüberzugs zu verbessern und um den äußeren Polyolefinüberzug an Oberflächenunregelmäßigkeiten, wie erhabene Schweißnähte, anzupassen.
U. Das Rohr wird in dem durch ID in 14 gezeigten Bereich unter Verwendung von Kühlmedium, das aus einem Strahlrohr 42, wie vorstehend beschrieben, zugeführt wird, von innen gekühlt. Das Kühlen von innen wird so angewendet, dass sich der äußere Polyolefinüberzug verfestigt hat, bevor er die Förderräder oder eine ähnliche Hilfsvorrichtung erreicht. Zu diesem Zeitpunkt kann Kühlen von außen aus Wassersprühvorrichtungen 49 angewendet werden, um den Kühlprozess zu unterstützen.

Mit den Verfahren, die in Verbindung mit 12 und 13 sowie 14 beschrieben wurden, trägt die Kombination aus den Copolymerklebstoff verstärkendem Epoxid, das eine viel höhere Schmelzfestigkeit verleiht, dem Auffüllen der konkaven Halsteile mit Polyolefinpulver und der Bereitstellung eines glatten Übergangs ringsum die Schweißnahtteile sowie den Wirkungen des Kühlens der inneren Oberfläche, die zur Verfestigung der Materialien ringsum die Rohroberfläche dienen, dazu bei, dass bessere Eigenschaften der Beschichtung und eine gleichmäßige Beschichtungsdicke ringsum das ganze Rohr, einschließlich des Schweißnahtteils, erzielt werden. Der Unterschied der Dicke zwischen der Oberseite der Schweißnaht und dem Rohrkörper ist minimal. Die Beschichtung passt sich an das Schweißnahtprofil an, und es gibt keine "Schweißnaht-Zeltbildung". Dies gilt sowohl für langnahtige als auch spiral geschweißte Rohre.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Rohrbeschichtungsverfahren wurde, wie unter Bezugnahme auf 7 bis 11 beschrieben, durchgeführt.
Die Bedingungen sind in Tabelle 1 nachstehend gezeigt. Tabelle 1

Schritt Bedingung Wert

C Vorwärmtemperatur des Rohrs 232°C

D FBE-Dicke 200 μm

F Klebstoffdicke 125 μm

F Dicke des äußeren Überzugs 3,5 mm
15 und 16 zeigen mikrofotografische Querschnitte durch eine Beschichtung, die mit dem in Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Verfahren erzielt wurde.
Aus 15 ist ersichtlich, dass es beim Vergleich der Dicke θ₁ über der Schweißnaht und der Dicke θ₂ über dem Rohrkörper eine große Diskrepanz gibt, und es findet eine Ablösung im Bereich 51 zwischen der FBE-Schicht 52 und dem Stahl 53 statt.
Im Bereich 54 gibt es eine Trennung der Schichten an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Klebstoff 52a und dem äußeren Polyolefinüberzug 56.
In 16 gibt es im Bereich 57 offensichtlich zwischen der Copolymerklebstoffschicht 52a und dem Polyethylen 56 eine große Lücke oder Öffnung zwischen den Schichten.
Beispiel 1
Ein Beschichtungsverfahren wurde durchgeführt, indem dem unter Bezugnahme auf 12 und 13 vorstehend ausführlich beschriebenen Verfahren gefolgt wurde.
Die nachstehend in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen wurden angewendet. Tabelle 2

Schritt Bedingung Wert

J FBE-Dicke 200 μm

K Klebstoffzwischenschichtdicke 125 μm
17 ist ein mikrofotografischer Querschnitt durch die Beschichtung, die erzielt wird.
Es gibt einen minimalen Unterschied in den Dicken θ₃ und θ₄ der Beschichtung über der Oberseite der Schweißnaht beziehungsweise über dem Rohrkörper. Es gibt keine Ablösung des FBE 52 von dem Stahl 53 und es gibt keine Trennung irgendeiner Schicht von einer angrenzenden Schicht oder irgendeine Diskontinuität welcher Art auch immer in der Beschichtung.
Es wird angemerkt, dass die Grenzfläche 58 zwischen der Polyolefinschicht 59 und dem äußeren Polyolefinüberzug 61 einen im Wesentlichen glatten Übergang zwischen dem Rohrkörper und der Oberseite der Schweißnaht bereitstellt. Der Krümmungsradius dieser Grenzfläche ist sehr groß und überschreitet den Krümmungsradius am scharf bogenförmig konkaven Halsteils 62 zwischen der Schweißnaht und der Oberfläche des Rohrkörpers bei weitem.
Beispiel 3
Ein Beschichtungsverfahren wurde gemäß dem Verfahren, das unter Bezugnahme auf 14 der Zeichnungen vorstehend ausführlicher beschrieben wurde, durchgeführt.
Eine mikrofotografische Untersuchung eines zu den Halsteilen der Schweißnaht benachbarten Querschnitts zeigte eine Rohrbeschichtung, ähnlich der in 17 gezeigten, mit ausgezeichneter Qualität.
Zusammenfassung:
Verfahren zur Beschichtung eines Rohrs, das eine erhabene Schweißnaht aufweist. Ein härtbares Harzpolymer wird auf das Rohr aufgetragen, und man lässt es binden, wobei eine gehärtete oder teilweise gehärtete Polymerschicht auf dem Rohr gebildet wird. Eine Klebstoffzusammensetzung in Pulverform wird auf die Polymerschicht aufgetragen, während sie heiß ist, wobei sie zu einem Film schmilzt, der an das Polymer bindet. Ein Polyolefin in Pulverform wird auf den Klebstoff aufgetragen, während er heiß ist, wobei es zu einem Film schmilzt, der an den Klebstoff bindet, wobei eine Beschichtung auf Pulverbasis gebildet wird. Im Anschluss an die Bildung der Beschichtung auf Pulverbasis wird das Rohr von der Innenseite gekühlt. Ein äußerer Polyolefinüberzug wird an die Beschichtung auf Pulverbasis gebunden, und das Rohr wird auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Mit diesem Verfahren können Poren, Hohlräume oder feine Löcher, die sich in der an die Schweißnaht angrenzenden Beschichtung bilden, vermieden werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5026451 [0002, 0017, 0032]
- US 6270847 [0014]
- US 4345004 [0018]
- US 4510007 [0018, 0033]
- US 5178902 [0018]

Claims

Verfahren zur Beschichtung eines Rohrs, das eine erhabene Schweißnaht auf einem äußeren Umfang davon aufweist, wobei die Schweißnaht aus dem äußeren Umfang des Rohrs herausragt; wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Auftragen eines härtbaren Harzpolymers auf das Rohr und Bindenlassen des härtbaren Harzpolymers an das Rohr, wobei eine gehärtete oder teilweise gehärtete Polymerschicht darauf gebildet wird; während das Rohr heiß ist, Auftragen einer Klebstoffzusammensetzung in Pulverform auf das Rohr, das die gehärtete oder teilweise gehärtete Polymerschicht darauf aufweist, unter Bedingungen, die Schmelzen der Klebstoffzusammensetzung zu einem kontinuierlichen Film und Binden an die gehärtete oder teilweise gehärtete Polymerschicht ermöglichen; während das Rohr heiß ist, Auftragen eines Polyolefins in Pulverform auf das Rohr, das die Klebstoffzusammensetzungsschicht darauf aufweist, unter Bedingungen, die Schmelzen des Polyolefinpulvers zu einem kontinuierlichen Film und Binden an die Klebstoffzusammensetzungsschicht ermöglichen, wobei eine Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis auf dem Rohr gebildet wird; in einer Stufe im Anschluss an die Bildung der Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis Kühlen des Rohrs von der Innenseite; Auftragen eines äußeren Polyolefinüberzugs, der an die Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis bindungsfähig ist, auf das Rohr, das die Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis darauf aufweist, und Bindenlassen des Polyolefinüberzugs an die Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis; Abkühlenlassen des Rohrs auf Umgebungstemperatur.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei im Anschluss an das Kühlen des Rohrs von der Innenseite Kühlen von außen angewendet wird, nachdem eine direkt an das Rohr angrenzende Beschichtung im Wesentlichen abgekühlt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, beinhaltend Erwärmen des Rohrs nach dem Kühlschritt und vor dem Auftragen des äußeren Polyolefinüberzugs.
Verfahren gemäß Anspruch 1, beinhaltend Kühlen durch Aufbringen eines Kühlmediums auf eine äußere Oberfläche nach dem Auftragen des äußeren Polyolefinüberzugs.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Klebstoffzusammensetzung ein Gemisch aus dem hartbaren Harzpolymer und einem Polyolefincopolymerklebstoff ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Klebstoffzusammensetzung ein Polyolefincopolymer umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das hartbare Harzpolymer eine Epoxidzusammensetzung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Polyolefin in Pulverform elektrostatisch geladen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Verhältnis der Dicke der Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis zu der kombinierten Dicke aus der Epoxidschicht und der Klebstoffzusammensetzungsschicht 0,5:1 bis 5:1 ist.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Verhältnis 1:1 bis 4:1 ist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Verhältnis 1,2:1 bis 2:1 ist.
Verfahren zur Beschichtung eines Rohrs, das eine erhabene Schweißnaht auf einem äußeren Umfang davon aufweist, wobei die Schweißnaht aus dem äußeren Umfang des Rohrs herausragt; wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Auftragen eines hartbaren Harzpolymers auf das Rohr und Bindenlassen des hartbaren Harzpolymers an das Rohr, wobei eine gehärtete oder teilweise gehärtete Polymerschicht darauf gebildet wird; während das Rohr heiß ist, Auftragen einer Klebstoffzusammensetzung in Pulverform auf das Rohr, das die gehärtete oder teilweise gehärtete Polymerschicht darauf aufweist, unter Bedingungen, die Schmelzen der Klebstoffzusammensetzung zu einem kontinuierlichen Film und Binden an die gehärtete oder teilweise gehärtete Polymerschicht ermöglichen; während das Rohr heiß ist, Auftragen eines Polyolefins in Pulverform auf das Rohr, das die Klebstoffzusammensetzungsschicht darauf aufweist, unter Bedingungen, die Schmelzen des Polyolefinpulvers zu einem kontinuierlichen Film und Binden an die Klebstoffzusammensetzungsschicht ermöglichen, wobei eine Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis auf dem Rohr gebildet wird; Auftragen auf das Rohr, das die Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis darauf aufweist, eines äußeren Polyolefinüberzugs, der an die Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis bindungsfähig ist, und Bindenlassen des Polyolefinüberzugs an die Polyolefinbeschichtung auf Pulverbasis; Kühlen des Rohrs von der Innenseite oder durch eine Kombination, bei der das Kühlen von der Innenseite des Rohrs am Anfang durchgeführt wird, und das Kühlen von außen erst folgt, nachdem die direkt an das Rohr angrenzende Beschichtung im Wesentlichen abgekühlt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei nach dem Kühlen des Rohrs von der Innenseite Kühlen von außen angewendet wird, nachdem eine direkt an das Rohr angrenzende Beschichtung im Wesentlichen abgekühlt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Klebstoffzusammensetzung ein Gemisch aus dem hartbaren Harzpolymer und einem Polyolefincopolymerklebstoff ist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Klebstoffzusammensetzung ein Polyolefincopolymer umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das härtbare Harzpolymer eine Epoxidzusammensetzung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Polyolefin in Pulverform elektrostatisch geladen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Verhältnis der Dicke der Polyolefinschicht auf Pulverbasis zu der kombinierten Dicke aus der Epoxidschicht und der Klebstoffzusammensetzungsschicht 0,5:1 bis 5:1 ist.
Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei das Verhältnis 1:1 bis 4:1 ist.
Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei das Verhältnis 1,2:1 bis 2:1 ist.