DE2247738A1 - METAL PIPE LINING METHOD - Google Patents

Description

Verfahren zum Auskleiden von Metallrohren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auskleiden von Metallrohren mit thermoplastischen Kunststoffen. METHOD OF LINING METAL PIPE The invention relates to a method for lining metal pipes with thermoplastics.

Bei derartigen Beschichtungen ist erforderlich, daß der aufgebrachte Kunststoff sehr fest auf der metallischen Unterlage haftet und einen glatten und gleichmässigen Überzug bildet, der eine möglichst einheitliche Stärke an jeder Stelle der Beschichtung aufweist.With such coatings it is necessary that the applied Plastic adheres very firmly to the metal base and has a smooth and uniform coating, which is as uniform as possible at every point of the coating.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse das zu beschichtende Rohr mit pulverförmigem Kunststoff zu füllen und durch induktive Erwärmung,beispielsweise mittels einer oder mehrerer Induktionsspulen,bis zxua Ansintern des Kunststoffpulvers in einer gewünschten Schichtstärke zu erhitzen, den nicht angesinterten Anteil aus dem Rohr zu entfernen und die auf der Rohrinnenseite angesinterte Schicht durch erneute induktive Erhitzung zu verschmelzen und zu glätten. (DAS 1 249 737) Nach dieser Methode gelingt es, ohne grösseren apparativen Aufwand, Rohre innen mit einer homogenen Kunststoffschicht beliebiger Stärke zu versehen, die fest haftet.It is known that to meet these requirements that to be coated Fill the tube with powdered plastic and use inductive heating, for example by means of one or more induction coils, until the plastic powder is sintered on to heat in a desired layer thickness, the not sintered portion the pipe and the sintered layer on the inside of the pipe through to merge and smoothen again inductive heating. (DAS 1 249 737) After This method succeeds, without major expenditure on equipment, tubes inside with a to provide a homogeneous plastic layer of any thickness that adheres firmly.

Allerdings bereitet es Schwierigkeiten, lange Rohre mit geringen lichten Weiten innen zu beschichten. Weil die Rohre mit Kunststoffpulver gefüllt werden, kann die Beschichtung praktisch nur in serikrechter Lage erfolgen.However, it is difficult to clear long pipes with low clearances Coating wide inside. Because the pipes are filled with plastic powder, the coating can practically only be carried out in a vertical position.

Die Handhabung sowie Befüllung und Entleerung langer und dünner Rohre mit Kunststoffpulver ist dabei etwas umständlich.The handling, filling and emptying of long and thin pipes plastic powder is a bit cumbersome.

Die Innenbeschichtung von Rohren mit geringen Durchmessern, beispielsweise mit lichten Weiten von 8 bis 25 mm und sehr grossen Längen, z.B. Längen von 7 bis 14 m gelingt nach der DAS 2 o52 314 dadurch, daß man einen mit Pulver beladelten Luftstrom und anschliessend einen Luftstrom allein durch das horizontal gelagerte Rohr bläst. Hierbei wird in an sich bekannter Weise eine Induktionsspule über das Rohr gezogen und während dieser Zeit durch das feststehende Rohr ein mit Pulver beladener Luftstrom im Kreislauf geführt.The internal coating of pipes with small diameters, for example with clear widths from 8 to 25 mm and very large lengths, e.g. lengths from 7 to 14 m is achieved according to DAS 2 o52 314 by loading one with powder Air flow and then an air flow solely through the horizontally mounted Pipe blows. Here, an induction coil is used in a known manner Tube pulled and during this time through the stationary tube with powder loaded air flow guided in the circuit.

Nach diesen beiden und. ähnlichen bekannten Verfahren ist es jedoch nicht möglich, gleichmäßig und dabei starke Schichten auf der Innenseite von Stahlrohren aufzubringen. Ein durchgehender Schmelzfluss des Kunststoffbeschiçhtungsmaterials birgt nämlich die Gefahr in sich, daß es zur Läuferbildung kommt, wodurch unterschiedliche Schichtstärken resultieren.After these two and. however, it is similar known processes not possible, even and at the same time thick layers on the inside of steel pipes to raise. A continuous melt flow of the plastic coating material namely harbors the risk that it comes to the formation of runners, whereby different Layer thicknesses result.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und andere Nachteile zu vermeiden und einen gangbaren Weg aufzuzeigen, Rohre mit beliebigen Durchuessern auf der Innenseite mit einem korrosionsfesten, gut haftenden Überzug zu versehen.The invention is based on these and other disadvantages to avoid and to show a feasible way to use pipes with any diameter to be provided on the inside with a corrosion-resistant, well-adhering coating.

Insbesondere soll das Verfahren ermöglichen, gleichmassig starke Schichten auf der Innenseite aufzubringen. Das Verfahren soll einfach und wirtschaftlich sein und keine komplizierten Einrichtungen erfordern.In particular, the method should enable layers of uniform thickness to apply on the inside. The process should be simple and economical and do not require complicated facilities.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, daß man in das Rohr das thermoplastische Auskleidungsmittel in Form eines an einem Ende geschlossenen Schlauches eint'ührt, diesen unter Druck setzt und anschliessend das Rohr mindestens auf Schmelz- oder En#eichungs temperatur des Kunststoffs er wärmt.This object is achieved according to the invention in that one in the Tube the thermoplastic lining means in the form of a closed one at one end Introduces the hose, pressurizes it and then at least the pipe heated to the melting or de-calibration temperature of the plastic.

Dabei kann man die Erwärmung durch elektrische Widerstandsheizung- durchführen oder nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung durch induktive Erhitzung.The heating by means of electrical resistance heating can be perform or according to a further embodiment of the invention by inductive heating.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Rohr vor dem Einführen des Auskleidungsmittels an einer inneren Oberfläche anoxidiert, wobei dieses Anoxidieren vorzugsweise durch saures Beizen erzielt wird.According to a further embodiment of the invention, the pipe is in front the introduction of the lining agent is partially oxidized on an inner surface, wherein this partial oxidation is preferably achieved by acid pickling.

Bevorzugt werden Rohre verwendet, die an der Oberfläche durch Flugrostbildung anoxidiert sind.Preference is given to using pipes that are formed on the surface by flash rust formation are partially oxidized.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann man vor dem Einbringen des Schlauches einen duroplastischen Haftvermittler in Schichtstärken von bis zu 10/um auf der Innenoberfläche des Rohres aufbringen.According to a further embodiment of the invention, before the introduction of the hose a thermosetting adhesion promoter in layer thicknesses of up to Apply 10 / µm to the inner surface of the pipe.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher beschrieben.The invention is based on the drawing and the following exemplary embodiments described in more detail.

Beispiel 1 In ein Stahlrohr 1 mit äUßerem Durchmesser 42,4 inin und einer Wandstärke von 3,56 mm wird ein aus Polyäthylen bestehender Kunststoffschlauch 2 vom äußeren Durchmesser und einer Wandstärke von 2mm eingeführt. Dieser ist an seinem vorderen Ende zugeschmolzen und wird von der Stahlkappe 3, die den gleichen Durchmesser wie das zu beschichtende Rohr 1 aufweist, aufgenonanen. Das Stahlrohr 1 wird vorher durch Beizung mit wässriger gepufferter Salzsäurelösung der 2#'o Ameisensäure zugesetzt wird und anschliessender Wasserwäsche an seiner Oberfläche von Zunder und anderen Fremdstoffen befreit. Vor der Beschichtung des Rohres hat sich an seiner Oberfläche soviel Flugrost gebildet, daß ein ockerfarbener Farbton resultiert.Example 1 In a steel pipe 1 with an outer diameter of 42.4 inches and a wall thickness of 3.56 mm is a plastic hose made of polyethylene 2 introduced with the outer diameter and a wall thickness of 2mm. This is on its front end is fused shut and is held by the steel cap 3, which is the same Diameter as the pipe 1 to be coated, aufgenonanen. The steel pipe 1 is beforehand by pickling with aqueous buffered hydrochloric acid solution of the 2% formic acid is added and subsequent water washing on its surface of scale and other foreign matter. Before coating the pipe has to be on his Surface rust formed so much that an ocher color tone results.

Der Polyäthylenschlauch besteht aus Hochdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex von 2 g/1O min. Sodann wird der Schlauch mit Preßluft von 2 at Uberdruck bespannt. Anschließend wird eine Induktionsspule 4, die an einen 10 kW Hochfrequenzgenerator angeschlossen ist, mit einer Geschwindigkeit von 2 m/Minute über das Rohr 1 gezogen.The polyethylene tube consists of high pressure polyethylene with a Melt index of 2 g / 10 min. The hose is then pressurized with compressed air at 2 atmospheres strung. Then an induction coil 4, which is connected to a 10 kW high frequency generator is connected, pulled over the pipe 1 at a speed of 2 m / minute.

Dieses enfärmt sich auf 1900 C, wodurcll infolge der nach innen abgestrahlten Wärme der Kunststoffschlauch 2 plastisch wird und sich durch den inneren Druck an die erhitzte Rohroberfläche, nach Fig. B, anpaßt.This heats up to 1900 C, which is due to the inward radiation Heat the plastic tube 2 becomes plastic and is attached by the internal pressure the heated pipe surface, according to Fig. B, adjusts.

Nach dem Abkühlen des Rohres unter 100° C wird das verschlossene Ende des Kunststoffschlauches 2 abgeschnitten und die beiden Enden,wie in Abbildung C dargestellt, über die Enden des Rohres 1 gestülpt. Das so erhaltene innen beschichtete Stahlrohr weist einen festen Haftverbund zwischen Kunststoffschlauch und MetalloberfLäche auf.After cooling the tube below 100 ° C, the sealed end of the plastic tube 2 cut off and the two ends, as in Figure C shown, placed over the ends of the tube 1. The thus obtained inside coated Steel pipe has a firm adhesive bond between the plastic hose and the metal surface on.

Die Schichtstärke ist an allen Stellen der Beschichtung gleich stark.The layer thickness is the same at all points of the coating.

Beispiel 2 Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, nur wird anstelle der induktiven Erhitzung, durch Anlegen einer Gleichspannung von 80 Volt bei 5 Amp. durch Widerstandserhitzung die Temperatur von 2000 C erreicht. Auch in diesem Falle wird das gleiche Ergebnis erhalten.Example 2 The procedure is as in Example 1, only instead of inductive heating, by applying a direct voltage of 80 volts at 5 amps. Reached a temperature of 2000 C through resistance heating. In this case too will get the same result.

Beispiel 3 gs wird wie bei Beispiel 2 verfahren, nur anstelle eines Polyäthylenschlauches ein gleich dimensionierter Schlauch aus Polyundekanamid in das Rohr eingeführt. Vor dessen Einführung wird die Rohroberfläche mit einem duroplastischen Haftvermittler, bestehend aus einem in organischen Lösungsmitteln gelösten Polymeren auf Basis Butadien-Styrol, wobei die Polymerisation des Butadien in Pos.Example 3 gs is carried out as in Example 2, only instead of one Polyethylene hose is a hose of the same size made of polyundecanamide in inserted the pipe. Before it is introduced, the pipe surface is covered with a thermoset Adhesion promoter, consisting of a polymer dissolved in organic solvents based on butadiene-styrene, with the polymerization of butadiene in pos.

1 - 2 erfolgt, in einer Stärke von 10 µm beschichtet.1 - 2 takes place, coated to a thickness of 10 µm.

Sodann wird das Rohr noch vor dem eigentlichen Beschichtungsprozeß einer Temperung bei 1500 C über einen Zeitraum von 10 minuten unterworfen, wodurch das Abdunsten der Lösungsmittel des Haftvermittlers und seine Vorpolymerisation bewirkt wird.Then the pipe is still before the actual coating process a tempering at 1500 C for a period of 10 minutes, whereby the evaporation of the solvent of the adhesion promoter and its prepolymerization is effected.

Beim Beschichtungsvorgang wird das Rohr auf eine Tempera tur von 2400 C eniärmt. Bei dieser Temperatur ist sowohl die Vernetzung des Haftvermittlers als auch das Anschmelzen des Kunststoffschlauches an die Imlenoberfläche des Rohres erfolgt.During the coating process, the pipe is brought to a temperature of 2400 C eniarmed. At this temperature, both the crosslinking of the adhesion promoter and also the melting of the plastic hose on the inner surface of the pipe he follows.

Die mit der erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es auf einfache und wirtschaitliche Weise gelingt,Rohre mit beliebigen Durchmessern innen mit einer homogenen, festhafteiiden Kunststoffschicht zu versehen, die an allen Stellen eine gleichmäßige erheblichte Schichtstärke aufweist. Auch die kritischen Stellen, besonders der Anfang und das Ende der Rohre, sind mit einer schützenden Ummantelung versehene Das Verfahren ist sehr vielseitig und auf alle Thermoplaste anwendbar, insbesondere auf Polyolefine und Polyamide. Nach dem Einführen eines aus dem gewünschten Auskleidungsmaterial gefertigten Schlauches und Andrücken durch Preßluft an die Rohrinnenwand wird bei der nachfolgenden Erwärmung das Rohr so hoch erhitzt, daß zwar der Kunststoff an der dem Rohr zugewandten Seite zu schmelzen beginnt der Kunststoffschlauch aber nicht voll durchschmilzt, sondern auf seiner Innenseite, d.h. der dem heißen Rohr.'abgewendater Seite, sich, weil über den Glaspunkt, wohl plastisch verformt, aber nicht schmelzflüssig wird" Beim Abkühlen zieht sich das metallische Rohr stark zusammen, so daß eine Pressung auf den dann wieder fest gewordenen Schlauch erzielt wird. We-il nun der Kunststoffschlauch an der Trennwand schmelzflüssig wird, können dfe dem jeweiligen Kunststoff eigenen Polaritätsnerkrnale die zur Erzielung einer optimalen Haftung erforderliche Ausrichtung zum Metall erfahren.The advantages achieved with the invention are in particular that it is possible in a simple and economical way to produce pipes of any diameter to be provided inside with a homogeneous, firmly sticky plastic layer that adheres to has an even, raised layer thickness in all places. Even the critical ones Places, especially the beginning and the end of the pipes, are protected Sheathing provided The process is very versatile and applies to all thermoplastics applicable, especially to polyolefins and polyamides. After inserting a made of the desired lining material hose and pressing through Compressed air to the inner wall of the pipe is so high in the subsequent heating of the pipe heated that although the plastic melt on the side facing the tube However, the plastic tube does not begin to melt through, but on its own Inside, i.e. the side facing away from the hot pipe, because over the glass point, probably plastically deformed, but does not become molten "When it cools, it pulls the metal tube tightly together, so that a pressure is then firmly on the again become tube is achieved. Because now the plastic hose is attached to the partition If it becomes molten, the respective plastic can have its own polarity markers experience the alignment with the metal required to achieve optimal adhesion.

Darüber hinaus können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch sehr unpolare thermoplastische Kunststoffe, wie Polyäthylen und Polypropylen als Innenbeschichtungsinaterial verwendet werden, unter der Voraussetzung, daß man an der Trennschicht Kunststoff/tIetalloberfläche aktiven Sa#uerstoff anreichert.In addition, according to the method according to the invention can also be very non-polar thermoplastics such as polyethylene and polypropylene as interior coating material can be used, provided that the separating layer is made of plastic / metal surface enriches active oxygen.

Dies gelingt im Ra}#inen der Erfindung dadurch, daß man sauer gebeizte Rohre an der Luft trocknen läßt. Als Beizmittel können dabei übliche Beizflüssigkeiten saurer Natur verwendet werden. Bewährt hat sich als Beizmittel eine wässerige, gepufferte Lösung von Chlorwasserstoff, der 2 Gew.5S an Ameisensäure zugesetzt war.In the context of the invention, this is achieved by pickling in an acidic manner Allow pipes to air dry. Customary pickling liquids can be used as pickling agents acidic in nature. An aqueous, buffered pickling agent has proven to be effective Solution of hydrogen chloride to which 2% by weight of formic acid was added.

Durch diesen Beizvorgang und nachfolgendem Spülen mit Wasser bildet sich beim Trocknen eine Schicht aus Fe203, die als Flugrost die Rohre überzieht und die außerdem in der Lage ist, den durch thermische Krackung an der Trennschicht zwischen Kunststoff und Metall gebildeten Abbauprodukten, Sauerstoff zur Bildung von Carbonyl und Carboxylgruppen zuzuführen.Forms through this pickling process and subsequent rinsing with water When drying, a layer of Fe 2 O 3 forms, which covers the pipes as flash rust and which is also capable of thermal cracking at the release liner Decomposition products formed between plastic and metal, oxygen to form of carbonyl and carboxyl groups.

Auf diese Erzeugung polarer Gruppen an der Trennschicht zwischen Metall und unpolarern Thermoplast ist die unge-Wöhnlich große Haftkraft des Kunststoffs auf dem Metall zurückzuführen.On this creation of polar groups at the interface between metal and non-polar thermoplastic is the unusually high adhesive force of the plastic attributed to the metal.

Werden Kunststoffe als Auskleidungsmaterial verwendet, die bereits-#polare Gruppen enthalten, so ist es möglich, eine weitere. Verbesserung der Haftkraft dadurch zu erzielen, daß man vor Einbringen des Schlauches einen duroplastischen Haftvernittler aufbringt. Durch diese Zwischenschicht tritt eine erhebliche Steigerung der Haftkraft ein, wobei das oberflächliche Schmelzen des Kunststoffschlauches an der Irinenwand des Rohres etlra gleichzeitig mit dem Aushärten des Duroplastes erfolgt, wodurch ebenfalls ein inniger Verbund hergestellt wird.Are plastics used as lining material that are already- # polar Groups contain so it is possible to add one more. This improves the adhesive force to achieve that before inserting the hose, a thermosetting adhesive cross-linking agent brings up. This intermediate layer results in a considerable increase in the adhesive force a, whereby the superficial melting of the plastic tube on the Irinenwand of the tube etlra takes place simultaneously with the hardening of the thermoset, whereby an intimate bond is also established.

PatentansprücheClaims

Claims (7)

Patentansprü che 1.) Verfahren zum Auskleiden von Metallrohren mit thermoplastischen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man in das Rohr das thermoplastische Auskleidungsmittel in Form eines an einem Ende geschlossenen Schlauches einführt, diesen unter Druck setzt und anschließend das Rohr mindestens auf Schmelz- oder Erweichungstemperatur erwärmt. Claims che 1.) Method for lining metal pipes with thermoplastics, characterized in that the pipe is thermoplastic lining means in the form of a tube closed at one end introduces, puts this under pressure and then the tube at least on melting or heated softening temperature. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Erwärmung durch elektrische Widerstandserhitzung durchführt.2.) The method according to claim 1, characterized in that the Heating is carried out by electrical resistance heating. 3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Erwärmung durch induktive Erhitzung durchführt.3.) The method according to claim 1, characterized in that the Heating is carried out by inductive heating. 4.) Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenrizeichnet, daß man das Rohr vor dem Einführen des Auskleidungsmittels an seiner inneren Oberfläche anoxydiert.4.) Method according to one or more of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the pipe is inserted before the lining material is inserted anoxidized on its inner surface. 5 Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das anoxidieren durch saures Beizen erzielt.5 The method according to one or more of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the partial oxidation is achieved by acid pickling. 6.) Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Rohre verwendet, die an der Oberfläche durch Flugrost -bildung anoxidiert sind.6.) Method according to one or more of the preceding claims 1 to 5, characterized in that tubes are used which are on the surface are partially oxidized by rust film formation. 7.) Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Einbringen des Schlauches einen duroplastischen Haftvermittler in Schichtstärken von bis 10/'um auf der Innenoberfläche des Rohres aufbringt.7.) Method according to one or more of the preceding claims 1 to 6, characterized in that one before introducing the hose Duroplastic adhesion promoter in layer thicknesses of up to 10 / 'µm on the inner surface of the pipe. LeerseiteBlank page