DE2411949A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung waermeisolierter leitungsrohre - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen herstellung waermeisolierter leitungsrohre

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Description

Kabel- und Metallwerk Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft
I-I318 11. März
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung wärmeisolierter Leitungsrohre .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung wärmeisolierter Leitungsrohre, bei dem zunächst ein aufschäumbarer Kunststoff auf ein Metallrohr extrudiert und anschließend aufgeschäumt wird.
Biegefähige Metallrohre, die mit einer biegefähigen Kunststoffumhüllung versehen sind, beispielsweise biegefähige Kupferrohre, die in einer solchen Hülle eingeschlossen sind, werden überall da benutzt, wo es darauf ankommt, daÄ*in dem Rohr geförderte Mittel vor einem Temperaturaustausch mit der Umgebung zu schützen. Rohre, die mit einer Kunststoffhülle aus einem Schaumstoff bedeckt sind, bieten besondere Vorteile vor den Metallrohren, deren Hüllen kompakt ausgebildet |4 Kompakte Umhüllungen können zwar zur Erzielung einer hohen Wärmeisolierung Längskanäle aufweisen, diese Längskanäle können aber erfahrungsgemäß Ursache von Korrosionserscheinungen sein, die die Außenfläche des Metallrohres angreifen. Die Entstehung von Längskanälen ist bei einer Isolierhülle aus einem geeigneten Schaumstoff jedoch ausgeschlossen.
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung einer wärmeisolierenden Hülle aus einem biegefähigen Schaumstoff auf einem blanken biegefähigen Metallrohr bekanntgeworden, bei dem mittels eines Extruders eine dünne Schicht aus einem aufschäumbaren Kunststoff auf das Metallrohr gesprüht wird und der Kunststoff anschließend zum Aufschäumen gebracht wird. Dieses Verfahren arbeitet sehr wirtschaftlich, jedoch weisen die nach diesem Verfahren hergestellten Rohre den Nachteil auf, daß die Isolierschicht für viele
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Anwendungszwecke nicht die genügende Festigkeit und Temperaturbeständigkeit aufweist (DAS 1 504 632).
Es ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung wärmeisolierter Leitungsrohre bekanntgeworden, bei dem auf das Metallrohr ein Abstandshalter wendelförmig aufgebracht, um dieses Gebilde eine Folie längseinlaufend zum Schlitzrohr geformt, in den offenen Schlitz ein aufschäumbarer Kunststoff eingetropft und abschließend die Folie an ihren Bandkanten verschweißt wird. Der Schaumstoff beginnt nach dem Verschweißen der Folie aufzuschäumen und füllt dabei den Ringraum zwischen dem Metallrohr und der Folie aus. Auch für dieses Verfahren gilt das oben Gesagte (DOS 1 96O 932)
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, in kontinuierlicher Weise wärmeisolierte Leitungsrohre mit einer Schaumstoffisolierung herzustellen, die eine höhere Temperaturbeständigkeit und eine höhere mechanische Festigkeit des Schaumes aufweisen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß als Kunststoff ein Thermoplast verwendet wird und vor dem Aufschäumen eine Vernetzung eingeleitet wird. Als Thermoplaste finden Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polybuten, Polypropylen oder deren Copolymere Verwendung. Während die bisher üblichen Schaumstoffe aus Weichpolyäthylen, Polyurethan etc. bis zu 90° in besonderen Fällen auch bis zu 1000C beständig waren, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren Rohre herzustellen, die bis zu 120 beständig sind. Der Vernetzungsvorgang verhindert dabei ein Herabtropfen des Kunststoffes von dem zu isolierenden Rohr. In Durchführung der Erfindung ist es zweckmäßig, vor dem Aufextrudieren der Kunststoffschicht auf das Metallrohr eine an der Schaumstoffschicht gut haftende Folie aufzubringen. Die Haftung zwischen der Schaumstoffschicht und der Folie soll bewirken, daß die Schäumung nur in zwei Richtungen radial oder tangential erfolgen kann.
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Die Folie, die zweckmäßigerweise längseinlaufend um das Metallrohr herumgeformt werden sollte, besteht vorteilhafterweise aus Papier oder einem geeigneten Kunststoff, damit eine spätere Montage des Rohres erleichtert wird.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, auf das Metallrohr eine Mischung aus 100 Teilen Polyäthylen, 2 Teilen Peroxyd, 2 Teile eines Treibmittels und 0,5 Teile eines Alterungsschutzmittels aufzuextrudieren. Das Peroxyd dient als Vernetzer, während das Alterungsschutzmittel , die Lebensdauer des Schaumes erhöhen soll und ihn gegen Kupfer stabilisiert. Die erzielbaren Raumgewichte des Kunststoffschaumes liegen je nach Treibmittelmenge und Type zwischen 50 kg und 400 kg/m .
Der Aufschäumvorgang sollte wenig oberhalb der Zersetzungstemperatur des Vernetzungsmittels vorgenommen werden, Es hat sich nämlich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Schäumung nicht nach dem Vernetzen, sondern während der Zersetzung des Vernetzers vorgenommen wird* Dies ist notwendig, damit die Viskosität der vernetzenden Polyäthylenschmelze möglichst tief liegt und das Treibmittel gut wirksam werden kann.
Als besonders vorteilhaft hat sich ein Verfahren erwiesen, bei dem das in Pulver- oder Granulatform vorliegende Polyäthylen zunächst auf das vorgewärmte Rohr aufgebracht, daß das beschichtete Rohr durch eine Düse zur Einstellung der Schichtdicke der Isolierung auf dem Rohr hindurchgezogen, daß das Polyäthylen anschließend in einer Wärmvorrichtung auf die Zersetzungstemperatur des Vernetzers erwärmt und daß schließlich das vernetzende Polyäthylen aufgeschäumt wird. Durch diesen Verfahrensablauf läßt sich die gesamte Herstellung einerseits wesentlich vereinfachen und es ist möglich, durch das vorherige Vernetzen des Polyäthylens beim Aufschäumen einen wesentlich höheren Aufschäumgrad mit
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einer erheblich feineren Schaumstruktur als bisher herzustellen. Das vernetzende Polyäthylen verhindert ein Abtropfen des Schaumes von dem Rohr. Durch die Düse wird eine gleichbleibende Wanddicke der Isolierung erzielt.
Die Erfindung ist anhand des in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Figur 2 gibt eine Einzelheit aus Figur 1 in vergrößertem Maßstab wieder.
Mit 1 ist eine Trommel bezeichnet, von der ein blankes Metallrohr 2, beispielsweise aus Kupfer, abgezogen und einer Heizeinrichtung 3 zugeführt wird. Das erwärmte Metallrohr 2 gelangt dann in eine Beschishtungavorricht'ang 4, in -*?slcher das in Pulverform vorliegende PolyäthyJ.!3K 5 auf das Metallrohr 2 aufgebracht wird. Durch das Erwärmen des Matallrohres 2 haftet das Polyäthylen 5 von selbst am Metallrohr 2. Ea ist jedoch auch ausglich, diesen Effe-kt zusätzlich durch elektrostatische .Aufladung zu verbessern.
Das mit dem Polyätb.ylea beschichtete Metallrohr 2 gelangt anschließend in die Düse 6, deren genauerer Aufbau aus Figur 2 hervorgeht. Diese Düse 6 hat eine sich in Bewegungsrichtung des Metallrohres 2 konisch verengende Öffnung 7i deren Austrittsöffnung so bemessen ist, daß sie genau dem Durchmesser des fertig isolierten Leitungsrohres 8 mit ungeschäumter Isolierung entspricht. Der Durchmesser dieser Öffnung ist also gleich dem Durchmesser des Metallrohres 2 plus der doppelten Wandstärke der aufgebrachten Polyäthylenschicht. Das überschüssige auf dem Metallrohr 2 aufgebrachte Polyäthylen wird durch die verengte Öffnung der Düse 6 abgest-reift und ergibt in der Öffnung 7 einen Polyäthylenwulst, der das Metallrohr 2 von allen Seiten umgibt und dadurch für die einwandfreie Beschichtung desselben rundum sorgt.
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Um sicherzustellen, daß das Polyäthylen In der Öffnung 7 stets im geschmolzenen Zustand bleibt, ist es zweckmäßig, die Düse 6 zusätzlich zu beheizen. Beschxchtungsvorrichtung k und Düse 6 liegen möglichst eng beieinander und werden vorteilhaft in einem durch die strichpunktierte Linie angedeuteten gemeinsamen Gehäuse untergebracht.
Nach dem Verlassen der Düse 6 wird das beschichtete Metallrohr in der Einrichtung 9 beheizt, und zwar je nach Fertigungsbedingungen bis etwa auf 230 C, wodurch das Polyäthylen zu vernetzen beginnt. In der Vorrichtung 10 wird das vernetzende Polyäthylen anschließend aufgeschäumt und dann einer Kühlrinne 11 zugeführt. Das fertig isolierte Metallrohr 12 kann dann auf eine übliche Trommel 13 aufgewickelt oder, wenn gerade Längen gefertigt werden sollen, einer Ablängvorrichtung zugeführt werden.
Die Vorrichtung 10 zum Aufschäumen des Polyäthylens kann nun beispielsweise als Heizeinrichtung ausgeführt sein, in welcher das beschichtete Metallrohr 8 auf eine Temperatur bis 280 C erwärmt wird.
In einer anderen Ausführungsform kann die Vorrichtung 10 auch als Strahlungsquelle für energiereiche Strahlen ausgebildet sein, durch welche zunächst eine Vernetzung und anschließend durch den abgespaltenen Wasserstoff eine Aufschäumung erreicht wird. In diesem Falle kann möglicherweise auf den Zusatz eines Treibmittels verzichtet werden. Diese Ausführungsform läßt sich mit besonderem Vorteil bei Polyvinylchlorid anwenden.
Ein mit dem Verfahren nach der Erfindung zu verarbeitendes Polyäthylen besteht vörteilhafterweise aus 100 Teilen Hartpolyäthylen, dem 2 Teile Peroxyd als Vernetzungsmittel, 0,5 Teile eines Alterungsschutzmittels und 2 Teile eines Treibmittels zur Schaumbildung, wie beispielsweise Azodicarbonamid, hinzugegeben sind.
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Zwischen dem Metallrohr 2 und der Polyäthylenschicht 8 kann noch eine nicht mehr dargestellte längseinlaufende sich überlappende Papier- oder Kunststoffolie vorgesehen sein, die bewirken soll, daß einerseits eine Haftung zwischen dem Rohr und dem Polyäthylen erreicht wird, damit die Schäumung nur in zwei Richtungen radial oder tangential erfolgen kann und andererseits eine spätere Montage des Rohres günstiger wird. Ein Ablösen der Polyäthylenschicht 8 von dem Kupferrohr 2 wird damit wesentlich vereinfacht.
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Claims (4)

  1. Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft
    ii. Mars 1974 Pat e η t a n Sprüche
    \ l.\Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung wärmeisolierter V_/ Leitungsrohre, bei dem zunächst ein aufschäumbarer Kunststoff auf ein Metallrohr extrudiert und anschließend aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff ein Thermoplast verwendet wird und vor dem Aufschäumen eine Vernetzung eingeleitet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufextrudieren der Kunststoffschicht auf das Metallrohr eine an der Schaumstoffschicht haftende Folie aufgebracht wird.
  3. 3* Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Metallrohr eine Mischung aus 100 Teilen Hartpolyäthylen, 2 Teilen Peroxyd, 2 Teilen eines Treibmittels und 0,5 Teilen eines Alterungsschutzmittels aufextrudiert wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschäumvorgang wenig oberhalb der Zersetzungstemperatür des Vernetzungsmittels vorgenommen wird.
    5* Verfahren nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das in Pulver- oder Granulatform vorliegende Polyäthylen zunächst auf das vorgewärmte Rohr aufgebracht wird, daß das beschichtete Rohr danach durch eine Düse zur Einstellung der Schichtdicke der Isolierung auf dem Rohr
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    hindurchgezogen iiird, daß das Polyäthylen anschließend in einer Wärmvorrichtung auf die Zersetzungstemperatur des Peroxyds er-wärmt und daß schließlich das vernetzende Polyäthylen aufgeschäumt wird.
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