DE3319515A1

DE3319515A1 - Leitungsrohr fuer den transport erwaermter medien

Info

Publication number: DE3319515A1
Application number: DE19833319515
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dr. 3006 Burgwedel Hanisch
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1983-05-28
Filing date: 1983-05-28
Publication date: 1984-11-29

Description

Leitungsrohr für den Transport erwärmter Medien
Die Erfindung betrifft ein Leitungsrohr für den Transport erwärmter Medien, bestehend aus einem Kunststoffinnenrohr aus vernetztem Polyäthylen, einem Außenrohr aus thermoplastischem Kunststoff und einer zwischen Innen- und Außenrohr gelegenen Permeationssperre, wobei die Permeationssperre durch eine um das Innenrohr herumgeformte Metallfolie mit in Längsrichtung des Rohres verlaufenden überlappenden Bandkanten gebildet ist und die Metallfolie sowohl mit dem Innenrohr als auch mit dem Außenrohr verklebt ist.
Ein solches Leitungsrohr ist aus der DE-OS 3104161 bekannt. Bei einer dort beschriebenen Ausführungsform besteht sowohl das Innen- als auch das Außenrohr aus vernetztem Polyäthylen. Dieses bekannte Leitungsrohr soll als Fußbodenhejzungsrohr eingesetzt werden, wobei die Permeationssperre verhindern soll, daß Sauerstoff in das Polyäthylenrohr einpermeiert, der dann vom Wasser gelöst wird und zu einer Korrosion an der Kesselwandung führen kann. Durch die Vernetzung des Polyäthylens soll weiterhin die Standfestigkeit der Rohrwandung erhöht werden und der Kaltfluß reduziert werden. Da in Fußbodenheizungen die Vorlauftemperatur höchstens 50 °C beträgt - meistenteils liegt sie wesentlich niedriger -, reicht die bekannte Konstruktion für diesen Anwendungsfall durchaus aus.
Will man jedoch Medien mit einer höheren Temperatur, beispielsweise in der Größenordnung von 100 0C und mehr, transportieren, so ist dieses Rohr nicht mehr geeignet, da die Berstdruckfestigkeit von Kunststoffen um so geringer wird, je näher man ihrem Schmelzpunkt kommt. Da das verwendete Polyäthylen hoher Dichte einen Schmelzbereich von in etwa 115 - 125 0C hat, würde das bekannte Rohr beim Transport eines Mediums mit diesen Temperaturen bei Druckbeaufschlagung durch das Medium bersten. Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieses bekannten Rohres bei der Verwendung bei hohen Temperaturen ist darin zu sehen, daß infolge der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Kunststoff und Metall die Metallfolie ubermäljig gereckt werden würde und es somit zu Haarrissen in der Folie kommen könnte, die dann nicht mehr als Permeationssperre wirken kann. Da der Ausdehnungskoeffizient von Kunststoffen nicht linear mit der Temperatur ansteigt, sondern in der Nähe des Schmelzbereiches des Kunststoffes wesentlich höher ist als bei niedrigeren Temperaturen, verstärkt sich das oben beschriebene Verhalten in der Nähe des Schmelzbereiches erheblich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Leitungsrohr dahingehend zu verbessern, daß mit diesem auch Medien transportiert werden können, deren Temperatur deutlich oberhalb 95 0C liegt. Auch soll ein Dauerbetrieb unter erhöhtem Druck möglich sein.
Diese Aufgabe wird bei einem Leitungsrohr der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß das Innenrohr aus einem Niederdruck-Polyäthylen und das Außenrohr aus einem teilkristallinen Thermoplasten oder einem Polyesterelastomeren mit einem Schmelzbereich von mehr als 130 OC, vorzugsweise von mehr als 150 °C, besteht. Vorzugsweise wird Polypropylen verwendet. Da Polypropylen einen engen Schmelzbereich von in etwa 1650 hat., liegt bei einer Medientransporttemperatur von beispielsweise 95 0C - diese Temperatur nimmt bei Dauerbetrieb auch die Rohrwandung an - die Wandungstemperatur in etwa 70 0C unter dem Schmelzbereich, was bedeutet, daß bei Betriebstemperatur das Polypropylen-Außenrohr noch eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit aufweist. Daraus resultiert, daß das Polypropylen-Außenrohr als mechanische Stütze für das bereits erweichende Innenrohr dient. Da zwischen dem Innen- und dem Außenrohr infolge der Verklebung mit der Metallfolie ein Kraftverbund besteht, behindert das Polypropylenrohr eine höhere Ausdehnung des Innenrohres. Ebenfalls wird eine überdehnung der Metallfolie vermieden, weil der Ausdehnungskoeffizient des Polypropylens bei diesen Temperaturen wesentlich niedriger liegt als in unmittelbarer Nähe seines Schmelzbereiches. Das Rohr gemäß der Lehre der Erfindung kann bevorzugt überall dort verwendet werden, wo es darum geht, Medien mit einer Temperatur von 900 und höher zu transportieren, wobei es darauf ankommt, daß eine Gaspermeation in das Medium vermieden werden maul5. Anstelle von Polypropylen als Außenrohrmaterial sind z. B. auch Polyesterelastomere, wie z. B. das unter dem Handelsnamen Hytrel erhältlich, vorteilhaft einsetzbar. Wesentlich ist, daß bei den erhöhten Temperaturen um 100 0C und höher die mechanische Festigkeit im wesentlichen hinsichtlich des Kriechverhaltens besser ist als die des bekannten Hochdruckpolyäthylens Mit besonderem Vorteil kann das erfindungsgemäße Leitungsrohr als mediumführendes Innenrohr in Fernwärmeleitungen eingesetzt werden, die aus einem Innenrohr und einem Außenrohr bestehen, zwischen denen eine Schicht aus Wärmeisolationsstoff angeordnet ist. Ein solches Fernwärmeleitungsrohr ist beispielsweise in der älteren Anmeldung P 3307120 beschrieben.
Die Erfindung ist anhand des in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Das dargestellte Leitungsrohr besteht aus einem Innenrohr 1, einer Permeationssperre 2 sowie einem Außenrohr 3. Die Permeationssperre 2 ist aus einer Metallfolie gebildet, vorzugsweise einer Aluminiumfolie, die mit überlappenden Bandkanten 4 um das Innenrohr 1 herumgelegt ist. Die Permeationssperre 2 ist sowohl mit dem Innenrohr 1 als auch mit dem Außenrohr 3 verklebt. Auch die Bandkanten 4 sind miteinander verklebt.
Das Innenrohr besteht aus Niederdruck-Polyäthylen und ist vorzugsweise feuchtigkeitsvernetzt. Das Außenrohr 3 besteht aus Polypropylen, wobei dem Polypropylen Zusatzstoffe beigegeben sein können, welche die UV-Beständigkeit, die Alterungsbeständigkeit etc. verbessern sollen.
Auch ist es möglich, dem Polypropylen andere Verschnittstoffe beizugeben.
Die Herstellung eines solchen Leitungsrohres läuft wie folgt-ab: Aus einer Mischung, die beispielsweise aus Polyäthylen hoher Dichte, Silanen, Peroxiden und Vernetzungskatalysator sowie Stabilisatoren verschiedenster Art besteht, wird mittels eines Extruders das Innenrohr 1 extrudiert. In einem nächsten Arbeitsgang wird eine beidseitig mit Copolymer beschichtete Aluminiumfolie längseinlaufend um das Innenrohr 1 herumgelegt und unmittelbar danach mittels eines weiteren Extruders das Außenrohr 3 aufextrudiert. Durch die Wärme der extrudierten Schmelze verklebt die Aluminiumfolie sowohl mit sich selbst, mit dem Innenrohr 1 als auch mit dem Außenrohr 3. Man erhält so einen biegbaren Verbund, ohne daß es zu Einrissen in der Metallfolie kommt. Um die Vernetzung des Innenrohres 1 zu bewirken, wird warmes Wasser durch die fertige Rohrlänge hindurchgeleitet, wobei ein Teil des Wassers als Dampf in die Wandung des Innenrohres 1 eindiffundiert, dort mit dem aufgepfropftem Silan reagiert und die Vernetzung bewirkt. Zweckmäßigerweise kombiniert man diese Vernetzung gleichzeitig mit der Dichtigkeitsprüfung des Leitungsrohres.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Innenrohr 1 unmittelbar nach der Extrusion durch ein Wasserbad hindurchzuleiten bzw. nach Fertigstellung des Innenrohres 1 dieses auf eine Trommel aufzuwickeln und in einem gesonderten Arbeitsgang in einem Dampfraum die Vernetzung zu bewirken.
- L e e r s e i t e -

Claims

Patentansprüche t8 Leitungsrohr für den Transport erwärmter Medien, bestehend aus einem Kunststoffinnenrohr aus vernetztem Polyäthylen, einem Außenrohr aus thermoplastischem Kunststoff und einer zwischen Innen- und Außenrohr gelegenen Permeationssperre, wobei die Permeationssperre durch eine um das Innenrohr herumgeformte Metallfolie mit in Längsrichtung des Rohres verlaufenden überlappenden Bandkanten gebildet ist und die Metallfolie sowohl mit dem Innen- als auch mit dem Außenrohr verklebt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1) aus einem Nieder druckpolyathylen und das Außenrohr (3) aus einem teilkristallinen Thermoplasten oder einem Polyesterelastomer mit einem Schmelzbereich von mehr als 130 OC, vorzugsweise mehr als 150 °C, besteht.
2. Leitungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (3) aus Polypropylen besteht.
3. Verwendung eines Leitungsrohres nach Anspruch 1 oder 2 als mediumführendes Innenrohr einer Fernwärmeleitung, die aus einem Innenrohr und einem Außenrohr aus thermoplastischem Kunststoff sowie einer zwischen den Rohren in situ aufgeschäumten Kunststoffschicht auf der Basis von Polyurethan bestehen.