DE69512369T2

DE69512369T2 - Verfahren, vorrichtung und anlage zum beschichten von rohren, insbesondere pipelinen

Info

Publication number: DE69512369T2
Application number: DE69512369T
Authority: DE
Inventors: Bernard Cavalie
Original assignee: Eupec Pipecoatings France SAS
Current assignee: Eupec Pipecoatings France SAS
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1995-07-20
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2015-07-21
Also published as: CO4600691A1; DE69512369D1; FR2723006B1; ATE184815T1; DK0721382T3; FI961400A0; GR3032062T3; FI961400A; EP0721382A1; FR2723006A1; NO960926D0; BR9506288A; NO308727B1; EP0721382B1; NO960926L; PE7397A1; ES2138746T3; WO1996003222A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Schutzbeschichtung auf einem Rohr, insbesondere auf einem untertauchbaren oder eingrabbaren Pipeline-Rohr, mit Arbeitsschritten zum Auftragen wenigstens einer Schicht aus einem epoxydhaltigen Korrosionsschutzmaterial, wenigstens einer Schicht aus einem Polypropylen und/oder Polyethylen enthaltenden Klebermaterial, und eventuell wenigstens einer Schicht aus einem eine Schutzhülle bildenden Material.
Pipeline-Rohre werden im allgemeinen zum Transport von Kohlenwasserstoffen verwendet, und es ist wichtig, dass der Korrosionsschutz der Pipeline-Rohre über die gesamte Länge der Transportleitung, insbesondere in den Beschichtungsbereichen an den Schweissnähten der Rohre, sichergestellt ist. Dieser Schutz ermöglicht es, die langjährige Haltbarkeit der Pipelines zu gewährleisten.
Aufgrund dessen müssen die Rohre eine Schutzbeschichtung aufweisen, die es erlaubt, die Korrosionsbeständigkeit unter Betriebsbedingungen sicherzustellen, die mechanische, chemische, elektrochemische und thermische Einschränkungen berücksichtigen. Außerdem ist die Dicke der Schutzbeschichtung ein bedeutendes Kriterium für die Parameter der auf diese Weise hergestellten Rohre.
Wenn die Röhre zur unterseeischen Verlegung bestimmt sind, steht ihre Beschichtung mit dem Meerwasser in Berührung, und die chemische Zusammensetzung der die Beschichtung bildenden Stoffe ist ebenfalls ein wichtiges Kriterium für die Qualität der Rohre. Vorzugsweise sollen die Werkstoffe so wasserundurchlässig sein, dass sichergestellt ist, dass bei einer Tauchzeit von drei Tagen die Absorption weniger als 10% beträgt.
Die Beschichtung erfolgt im allgemeinen nach Erhitzen des Rohrs auf eine zwischen 200 und 260ºC liegende Temperatur, die für die Polymerisation bestimmter für die Beschichtung verwendeter Werkstoffarten, wie zum Beispiel Epoxydpulver, erforderlich ist.
Gegenwärtig bestehende industrielle Beschichtungsanlagen weisen umfangreiche technische Einrichtungen und große Abmessungen auf; diesen Anlagen haftet der Nachteil an, dass sie nur gerade Rohrlängen beschichten. Außerdem erfordert die Verwendung thermisch aushärtbarer und thermoplastischer Werkstoffe Ausrüstungen wie einen Extruder, eine Epoxydpulverkabine, eine Induktionsheizungsstufe, einen Kühltunnel.
Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen einer Schutzbeschichtung eines Rohrs haben einen weiteren Mangel. Es ist technisch schwierig, eine Schutzbeschichtung herzustellen, die Schichten verschiedener chemischer Zusammensetzungen aufweist.
Die Druckschrift JP-A-3042078 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer Beschichtung für den Korrosionsschutz von Metallrohren; bei dem eine Vorbereitungsschicht aus einem epoxydartigen Stoff und dann auf dieser Vorbereitungsschicht durch thermische Zerstäubung eine Schicht aus Polyolefinharz aufgetragen wird.
Die Erfindung hat zum Ziel, für die Herstellung einer Schutzbeschichtung auf einem Metallrohr, insbesondere auf einem Pipeline-Rohr, ein Verfahren vorzuschlagen, das es erlaubt, sich zum einen der oben genannten Mängel zu entledigen und zum anderen eine Rohrbeschichtung mit besonderen Kennwerten zu erzielen, wobei das Verfahren sowohl in der Fabrik als auch am Ort einer Baustelle durchgeführt werden kann.
Ferner bezweckt die Erfindung die am Ort einer Baustelle erfolgende Herstellung eines Teils einer Beschichtung in fabrikmäßiger Qualität, so dass eine unterbrechungsfreie Beschichtung von Zonen, zum Beispiel Schweisszonen, die zwei Rohre verbinden, sichergestellt wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Schutzbeschichtung auf einem untertauchbaren oder eingrabbaren Rohr, wobei die Beschichtung insbesondere auf an der Baustelle geschweissten Rohrverbindungen oder in der Fabrik auf Winkelrohren, Bogenstücken oder Zubehörteilen erfolgen kann, mit folgenden Arbeitsschritten zum Auftragen der Beschichtung:
Auftragen wenigstens einer Schicht aus einem epoxydhaltigen Korrosionsschutzmaterial,
Auftragen wenigstens einer Schicht aus einem Polypropylen und/oder Polyethylen enthaltenden Klebermaterial, und eventuell
Auftragen wenigstens einer Schicht aus einem eine Schutzhülle bildenden Material,
wobei die das Auftragen betreffenden Arbeitsschritte durch Aufstrahlen von Teilchen der aufzutragenden Materialien unter kontrollierter Atmosphäre und unter Flammwirkung mittels wenigstens eines Teilchenflammstrahlers erfolgen.
Vorteilhaft umfasst das Verfahren folgende weiteren Merkmale: Vor den das Auftragen betreffenden Arbeitsschritten wird
- die Oberfläche des Rohrs durch Sandstrahlen und/oder Kugelstrahlen abgetragen,
- das Rohr auf eine über 50ºC und unter 200ºC liegende Temperatur vorerwärmt.
Zum Auftragen werden mit Hilfe wenigstens eines Teilchenflammstrahlers pulverförmige Materialien aufgestrahlt die aus folgender Gruppe ausgewählt sind:
Korrosionsschutzepoxyd, modifiziertes klebendes Polyethylen, modifiziertes klebendes Polypropylen, Polyethylen, Polypropylen.
- Die aufzutragenden Materialteilchen werden mit einem Strahl neutralen Trägergases aufgestrahlt.
- Der Strahl, der das Pulver und sein Trägergas enthält, wird mittels eines neutralen Schutzgases, das den Strahl einhüllt, geschützt.
- Der Strahl, der das Pulver und sein Trägergas enthält, und das Schutzgas sind von einer Flamme umgeben, die mittels eines Brennstoffs und eines Sauerstoffträgers erzielt wird.
- Das Trägergas und das Schutzgas werden aus folgender Gruppe gewählt: Stickstoff, Argon.
- Die Flamme wird mittels eines Brennstoffs erzielt, der aus folgender Gruppe gewählt wird: Acetylen, Crylen, Tetren.
- Die Flamme wird mittels eines Sauerstoffträgers erzielt, der aus folgender Gruppe gewählt wird: Sauerstoff, Sauerstoff/Stickstoff-Gemische.
Mit Hilfe eines Teilchenflammstrahlers werden 3.000 bis 12.000 g/m²/h Epoxyd und 3.000 bis 10.000 g/m²/h Polypropylen und/oder Polyethylen aufgestrahlt.
Die Druckschrift WO-A-93 02 802 zeigt einen unter kontrollierter Atmosphäre und unter Flammwirkung arbeitenden Polyolefinharzteilchen-Flammstrahler, der aus einer Leitung zur Zufuhr von Trägergas und von Teilchen, einer Schutzgasleitung, einer Brennstoffleitung und einer Sauerstoffträgerleitung gespeist wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zum Aufstrahlen von Teilchen unter kontrollierter Atmosphäre und unter Flammwirkung, wobei die Einrichtung folgende Merkmale aufweist: in Reihenanordnung wenigstens einen Flammstrahler zum Aufstrahlen von Teilchen eines epoxydhaltigen Korrosionsschutzmaterials, wenigstens einen Flammstrahler zum Aufstrahlen von Teilchen eines Polypropylen und/oder Polyethylen enthaltenden Klebermaterials und eventuell einen Flammstrahler zum Aufstrahlen von Teilchen wenigstens eines Materials, das eine Schutzhülle bildet, wobei die Flammstrahler gleichzeitig aus einer Leitung zur Zufuhr von Trägergas und Teilchen, einer Schutzgasleitung, einer Brennstoffleitung und einer Sauerstoffträgerleitung versorgt werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Einrichtung weisen folgende weitere Merkmale auf:
- Die Einrichtung weist in Reihenanordnung ferner wenigstens einen Vorwärmbrenner auf.
- Der Teilchenflammstrahler weist im Zusammenhang mit der für die Zufuhr von Trägergas und Teilchen dienenden Leitung ein Organ zur Steuerung des Teilchenstroms und ein Organ zur Regelung des Teilchenstroms auf, das auf einen Verteiler bzw. ein Ventil zur Teilchenzufuhr wirkt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zum Herstellen der Schutzbeschichtung auf einem Rohr, mit einem Gestell, das Vorrichtungen zum Tragen des Rohrs und zur rotatorischen und/oder translatorischen Relativbewegung des Rohrs sowie eine Vorrichtung zum Aufstrahlen von Teilchen unter Flammwirkung und unter kontrollierter Atmosphäre, wie vorstehend beschrieben, aufweist.
Vorteilhaft umfasst weist die Anlage folgende weiteren Merkmale:
- sie weist ferner eine Vorrichtung zum Vorerwärmen des Rohrs auf,
- sie weist in Reihenanordnung ferner eine Vorrichtung zum Sandstrahlen und/oder Kugelstrahlen und/oder Chromatieren auf,
- sie weist eine Vorrichtung zum Kühlen des beschichteten Rohrs auf, die der Strahlvorrichtung in bezug auf die Richtung der Relativbewegung des Rohrs und der Vorrichtung nachgelagert ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Rohr mit Schutzbeschichtung, das mittels des oben beschriebenen Verfahrens hergestellt wird, wobei die Beschichtung aufeinanderfolgend folgende Schichten aufweist: eine Epoxydschicht; eine Kleberschicht aus modifiziertem Polyethylen und/oder modifiziertem Polypropylen, die eine Hülle bildet, deren Dicke mehr als 0,5 mm beträgt; und eventuell zusätzlich eine mehr als 0,5 mm dicke Hüllschicht aus wenigstens einem Material, das aus Polypropylen und Polyethylen ausgewählt ist, wobei die Hülle mit metallischen Granulaten und/oder Mineralstoffen durchsetzt sein kann.
Die nachfolgende Beschreibung und die anliegenden Zeichnungen - die alle beispielshalber und ohne beschränkende Wirkung gegeben werden - verdeutlichen die Erfindung.
Fig. 1 zeigt im Schnitt ein erfindungsgemäßes Rohr, das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in der erfindungsgemäßen Anlage hergestellt wurde.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 3 zeigt schematisch einen Flammstrahler und eine Einrichtung zum Steuern und Regeln des vom Flammstrahler abgegebenen Teilchenstroms.
Fig. 4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Anlage. Die Fig. 5A und 5B zeigen ein Beispiel für eine Anwendung des Verfahrens am Ort einer Baustelle zum Hau oder zur Reparatur einer Pipeline.
Schutzbeschichtungen, insbesondere Korrosionsschutzbeschichtungen, von Rohren erfolgen herkömmlicherweise durch verschiedene Verfahren, wie Extrudieren, elektrostatisches oder pneumatisches Zerstäuben, Anbringen von Bändern oder Hülsen, Imprägnieren und Bewickeln.
Diese Verfahren erlauben das Auftragen mehrerer Schichten von Stoffen verschiedener Zusammensetzungen, im allgemeinen durch eine Folge von voneinander unabhängigen Arbeitsschritten. Aufgrund dessen müssen die verschiedenen konzentrischen Schichten im Hinblick auf ihre Haftung und mechanische Haltbarkeit miteinander verträglich sein. Um auf einem in Fig. 1 dargestellten Pipeline-Rohr 1 Arbeitsgänge zum Auftragen von Schichten, wie zum Beispiel einer aus Epoxyd bestehenden Korrosionsschutzschicht 2, einer aus einem Klebstoff bestehenden Schicht 3 und wenigstens einer aus thermoplastischem Material - wie Polyethylen, Polypropylen oder Rilsan - bestehenden Schicht 4, die zusammen eine Beschichtung 5 bilden, durchzuführen, verwendet man erfindungsgemäß eine in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 6 zum Aufstrahlen von Teilchen unter kontrollierter Atmosphäre und unter Flammwirkung, mit mindestens einem Teilchenflammstrahler 7.
Mit der Flammvorrichtung 6 zum Aufstrahlen von Teilchen aus pulverförmigem Material ist es möglich, eine Beschichtung 5 herzustellen, die verbesserte Eigenschaften aufweist, und zwar als Hauptvorteil die Tatsache, dass das Rohr 1 vor dem Auftragen der Beschichtung auf weniger als 200ºC erwärmt wird.
Die Verringerung der Temperatur, bei der die Schichtauftragung erfolgt, bietet neben einer Energiekostensenkung den Vorteil, dass die Auftragungstemperatur gleichmäßiger verteilt wird und die Anwendung auf einer Baustelle flexibler wird. Die Einstellung der durch die Flamme sichergestellten Temperatur zum Auftragen eines gegebenen Materials ermöglicht eine spürbare Verringerung des plastischen Fließens der benachbarten Beschichtung, was besonders bei der Beschichtung 5 von am Ort der Baustelle geschweissten Stößen interessant ist. Damit wird erreicht, dass das solcherart beschichtete Rohr 1 leichter abkühlt.
Es wurde festgestellt, dass die bei anderen, bekannten Verfahren verwendeten Werkstoffe in Pulverform verwendbar sind und durch einen Flammstrahler 7 mit dem Strahl eines neutralen Trägergases, wie zum Beispiel Stickstoff, aufgestrahlt werden können. Bei dem in der Erfindung verwendeten Strahlungsverfahren sind die Träger- und Schutzgasstrahlen von einer Flamme umgeben, die durch Verbrennung eines Gases, zum Beispiel Acetylen, Crylen oder Tetren, in Verbindung mit einem Sauerstoffträger, zum Beispiel Sauerstoff oder einem Sauerstoff/Stickstoff-Gemisch, erzielt wird. Die insbesondere durch ein Schutzgas erfolgende Einstellung der Auftragungsatmosphäre am Flammstrahler ist unerlässlich, um eine Verschlechterung der verwendeten Polymere zu vermeiden. Auf diese Weise gewährleistet die Verwendung einer Vorrichtung 6 zum Aufstrahlen von Teilchen unter gesteuerter Atmosphäre und unter Flammwirkung eine chemische und mechanische Verbindung der Schichten aus verschiedenen Stoffen. Das nahezu gleichzeitige Aufstrahlen der Pulver gewährleistet auch einen fortschreitenden Dichteübergang von einem Material einer Schicht zum Material der nachfolgenden Schicht, wodurch eine Verbundgrenzfläche geschaffen wird:
Die im pulverförmigen Zustand aufgestrahlten Teilchen werden vorteilhaft aus folgender Gruppe ausgewählt:
Korrosionsschutzepoxyd, modifiziertes klebendes Polyethylen, modifiziertes klebendes Polypropylen, Polyethylen, Polypropylen oder Rilsan.
Eine erste aufgestrahlte Schicht aus Teilchen von Korrosionsschutzepoxyd ist für die Pipelinebeschichtung unerlässlich
Die im Stand der Technik bekannte induktive Erwärmung ist auf einer Baustelle schwierig zu bewerkstelligen und wird vorteilhaft durch Flammheizung ersetzt, was die Komplexität der Anlage zur Durchführung des Verfahrens erheblich verringert.
Das erfindungsgemäße Verfahren und seine Vorrichtung 6 zum Aufstrahlen von Teilchen sind auf Baustellen von besonderem Interesse.
Indem die Erwärmung durch Flammwirkung und die Abstrahlung von Teilchen, die zur Bildung einer Lage der Beschichtung 5 bestimmt sind, gleichzeitig erfolgen, werden durch eine konstante Zufuhr von thermischer Energie - im Gegensatz zu einer Vorerwärmung - konstante physikalische Bedingungen unabhängig von der Dicke der aufgetragenen Schicht sichergestellt. Die Erwärmung durch Flammwirkung ermöglicht das Auftragen einer Schicht von gewünschter Dicke, ohne Beschränkung der Dicke.
Demgegenüber erzwingt eine Vorerwärmung eine Beschränkung der Dicke der aufgetragenen Schicht, indem die thermische Energie des Stahlrohrs sich in die verschiedenen Werkstoffe ausbreitet, aus denen die Beschichtung 5 zusammengesetzt ist, und den Zustand der gerade gebildeten Schicht verändert.
Zusammengefasst ist es mit dem erfindungsgemäß Verfahren von nun an möglich, die Dicken der Schichten in Abhängigkeit von den Erfordernissen einzustellen; insbesondere können Beschichtungen mit Dicken in der Größenordnung von 0,5 mm, 10 mm, ja sogar 20 mm oder mehr hergestellt werden.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine Vorrichtung 6, die in Reihenanordnung wenigstens einen Flammstrahler 7 zum Aufstrahlen von Teilchen eines epoxydhaltigen Korrosionsschutzmaterials 2, wenigstens einen Flammstrahler 7 zum Aufstrahlen von Teilchen von Klebermaterial 3 aus modifiziertem Polypropylen oder modifiziertem Polyethylen, und eventuell einen Flammstrahler 7 zum Aufstrahlen von Teilchen wenigstens eines eine Schutzhülle 4 bildenden Materials, nämlich Polyethylen und/oder Polypropylen, wobei die verschiedenen Flammstrahler 7 gleichzeitig aus einer Leitung 8 zur Zufuhr von Trägergas und Pulver, einer Schutzgasleitung 9, einer Brennstoffleitung 10 und einer Sauerstoffträgerleitung 11 gespeist werden.
Zwei besondere Ausführungsbeispiele können in Betracht gezogen werden:
1. Eine Beschichtung aus zwei Schichten: eine Epoxydschicht 2 und eine eine Hülle 4 bildende Schicht 3 aus modifiziertem klebenden Polyethylen oder modifiziertem klebenden Polypropylen.
2. Eine Beschichtung aus drei Schichten: eine Epoxydschicht 2, eine Schicht 3 aus klebendem Polyethylen oder klebendem Polypropylen, und eine eine Hülle 4 bildende Schicht aus Polyethylen oder Polypropylen.
Die verschiedenen Flammstrahler 7 können auf einer oder mehreren zum Rohr 1 parallelen Leisten 12 oder auch auf einer Folge von Kränzen, die jeweils ihre eigene Funktion haben, angeordnet werden.
So kann die Vorrichtung 6 zusätzlich eine Reihe von (in der Figur nicht dargestellten) Vorwärmbrennern umfassen, die den Teilchenflammstrahlern 7 zugeordnet sind und entweder auf der bzw. den Leisten 12 oder auf wenigstens einem Kranz angeordnet sind.
Wie in Fig. 3 dargestellt, umfasst ein Teilchenflammstrahler 7 der Vorrichtung eine Zufuhrleitung für Trägergas und eine Zufuhrleitung für Schutzgas, die durch einen Verteiler 18 geregelt werden. Der Flammstrahler 7 ist an den Verteiler 18 über Leitungen 8 und 9 angeschlossen, um den Flammstrahler 7 mit Trägergas und Pulver sowie mit Schutzgas zu speisen. Erfindungsgemäß werden der Trägergasleitung 8 ein Organ 16 zur Steuerung des Teilchenstroms und ein Organ 17 zur Regelung des Teilchenstroms zugeordnet, wobei die Regelung 17 jeweils auf den Verteiler 18 und ein Ventil 19 zur Pulverzufuhr wirkt.
In der Tat ist die Vorrichtung 6 insbesondere dazu bestimmt, Schichten von relativ großer Dicke aufzutragen, die 0,5 mm übersteigen und mehrere Zentimeter erreichen können. Der verwendete Flammstrahler muss hinsichtlich der pro Zeiteinheit abgegebenen Pulvermenge gesteuert und geregelt werden, um zum einen eine vollständige Homogenität der Schichtdicke zu gewährleisten und zum anderen eine Auftragungsgeschwindigkeit sicherzustellen, die mit den Industrie- oder Baustellenanforderungen - zum Beispiel der Herstellung einer Beschichtung für eine Schweissnaht auf einem Pipelineverlegungsschiff - vereinbar ist.
So erlauben die erfindungsgemäßen Flammstrahler 7 in einem Anwendungsbeispiel ein Aufstrahlen von 3.000 bis 12.000 g/m²/h Epoxyd und 3.000 bis 10.000 g/m²/h Polypropylen und/oder Polyethylen.
Ein Vorteil der Erfindung ist die Anwendung mit einem Flammstrahler, der mit einem den Strahl schützenden Gas arbeitet, das es ermöglicht, die chemischen Eigenschaften und/oder die thermische Alterungsbeständigkeit des oder der Materialien zu bewahren, was beim Auftragen mehrerer aufeinanderfolgender Schichten wesentlich ist.
Die in einem Polymer enthaltenen funktionellen Verbindungen, die dank der erfindungsgemäßen Verwendung eines Teilchenflammstrahlers unter gesteuerter Atmosphäre erhalten bleiben, sind in der Lage, mit den Epoxydverbindungen chemisch zu reagieren, wodurch es möglich wird, eine Zusammenstellung verschiedener Schichten mit hohem Haftwert zu erzielen, wobei die Haftung chemischer und mechanischer Natur ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zum Herstellen einer Schutzbeschichtung auf einem Rohr (1) mittels des beschriebenen Verfahrens und der beschriebenen Vorrichtung, wobei die Anlage ein Gestell 13 umfasst, das - wie in Fig. 4 dargestellt - Vorrichtungen 20 zum Tragen des Rohrs und zur rotatorischen und/oder translatorischen Relativbewegung des Rohrs 1 und der Vorrichtung 6 zum Aufstrahlen von Teilchen unter Flammwirkung und unter kontrollierter Atmosphäre aufweist.
Die Anlage kann effektiv verwirklicht werden, indem entweder - wie in Fig. 4 dargestellt - eine kranzförmige Aufstrahlvorrichtung 6 verwendet wird und das Rohr 1 sich in Längsrichtung translatorisch oder rotatorisch und translatorisch bewegt, oder indem eine Aufstrahlvorrichtung 6 verwendet wird, die sich rotatorisch und translatorisch um ein feststehenden Rohr bewegt, oder indem allgemein Bewegungen der Vorrichtung 6 und des Rohrs 1 kombiniert werden, so dass die gesamte Oberfläche des Rohrs mit einem homogenen Materialauftrag bedeckt wird.
Zur Herstellung einer Beschichtung eines Rohrstücks oder eines Stoßes zwischen zwei beschichteten Rohren kann man vorsehen, dass sich die Vorrichtung 6 rotatorisch und translatorisch um das/die feststehenden Rohre bewegen kann.
Die Anlage kann zusätzlich zur Vorrichtung - mit oder ohne ihre Vorerwärmeinrichtung 21 in Form von Brennern - eine (in der Figur nicht dargestellte) Einrichtung zum Sandstrahlen, Kugelstrahlen, Chromatieren oder auch eine Einrichtung 22 zum Kühlen des beschichteten Rohrs umfassen.
Die Erfindung betrifft auch das gemäß dem Verfahren hergestellte Rohr, wie es in Fig. 1 dargestellt ist und auf folgende Weise hergestellt werden kann.
Vor dem Aufbringen der Beschichtung 5 erfährt das Rohr 1 eine Reinigung durch Sandstrahlen oder Kugelstrahlen. Anschließend wird das Stahlrohr 1 geringfügig erwärmt, um jegliche Spuren von Feuchtigkeit zu entfernen. Man erhöht die Temperatur des Rohrs 1, damit es ungefähr 50ºC erreicht, mittels eines Vorwärmbrenners, der der Teilchenstrahlvorrichtung beigeordnet werden kann.
Mit Hilfe der Flammstrahler 7 zum Aufstrahlen von Epoxydpulver wird pulverförmiges Epoxyd 2 auf dem Rohr aufgetragen; die Epoxydschicht 2 bietet Schutz gegen Korrosion.
Gleichzeitig oder nach einer definierten Zeit wird eine Schicht 3 aus mit Maleinsäureanhydrid modifiziertem Polyethylen oder eine Schicht 3 aus ebenfalls mit Maleinsäureanhydrid modifiziertem Polypropylen aufgetragen, um der genannten Schicht eine Klebereigenschaft zu sichern. Diese Schicht kann ebenfalls eine Schutzhülle des Rohrs bilden.
Vorzugsweise wird gleichzeitig eine dritte Schicht und/oder eine vierte Schicht, die aus einem Polyethylen oder einem Polypropylen besteht, aufgetragen, um eine Schutzhülle 4 zu bilden, die gegen Korrosion, gegen mechanische oder thermische Stoßbelastungen Schutz bietet.
Die Pulveraufstrahlungen mittels der in kurzen Abständen voneinander in einer Reihe angeordneten Flammstrahler 7 gewährleisten bei einer Änderung der Zusammensetzung der Schichten eine Übergangszone an der Grenzfläche zweier aufeinanderfolgender Schichten; dieser gleitende Übergang geht von der Zusammensetzung des Materials der unteren Schicht zur Zusammensetzung des Materials der unmittelbar darüber liegenden Schicht und verbindet die Schichten in physikalisch-chemischer und mechanischer Hinsicht.
Die Fig. 5A und 5B zeigen ein Anwendungsbeispiel des Verfahrens. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, auf einer Baustelle im Bereich einer Schweisszone 25 zwischen zwei industriell in der Fabrik beschichteten Rohren 1 eine Verbindung 26 zwischen den beiden Beschichtungen 5 der Rohre 1 herzustellen. Die in Fig. 5A gezeigte Verbindung 26 wird hergestellt, indem mit einem Flammstrahler 7 eine Korrosionsschutzschicht 27 aus Epoxyd und dann eine zum Beispiel aus modifiziertem Polypropylen oder Polyethylen bestehende, die Hülle bildende Klebeschicht 28 aufgetragen werden. Die Verbindung 26 kann auch hergestellt werden, indem - wie in Fig. 5B dargestellt - eine Korrosionsschutzschicht 27 aus Epoxyd, dann eine aus modifiziertem klebenden Polypropylen oder Polyethylen bestehende Schicht 28 und danach Polyethylen oder Polypropylen, die eine Hülle 4 der Beschichtung 5 bilden, aufgetragen werden, und zwar wiederum mit Hilfe eines Teilchenflammstrahlers.
Ein derartiges Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es:
- mit stark erleichterter Durchführung eine Beschichtung herzustellen, deren Dicke 0,5 mm übersteigen kann;
- Materialien, insbesondere die genannten Materialien, auf einem geringfügig erwärmten Rohr aufzubringen;
- eine Polymerisation der Epoxydschicht bei einer unter 200ºC liegenden Temperatur sicherzustellen, was mit anderen, herkömmlichen Verfahren nicht erreichbar ist;
- bestimmte Beschichtungsarten auf Teilen zu erzielen, die nicht auf Temperaturen über circa 200ºC erwärmt werden können;
- die Temperaturen zum Auftragen einer Materialschicht relativ zu einer anderen Schicht einzustellen, und zwar zu Beginn des Auftragungsvorgangs und während der Aufstrahlung von Teilchen zur Herstellung der Beschichtung;
- an der Außenseite des Rohrs, aber auch an der Innenseite des Rohrs Beschichtungen zu verwirklichen, die dem Korrosionsschutz, der thermischen Isolierung, der Feuchtigkeitsabweisung, der Reibungsminderung zur Senkung der Transportverluste usw. dienen.
Die Vorrichtung zum Aufstrahlen von Teilchen unter Flammwirkung und unter gesteuerter Atmosphäre ermöglicht es:
- verschiedene Beschichtungslagen gewünschter Dicke sowohl in einer Fabrik als auch am Ort einer Baustelle zu verwirklichen, ohne dass große technische Einrichtungen transportiert zu werden bräuchten;
- auf einer Baustelle einen Teil der Beschichtung mit Eigenschaften wiederherzustellen, die nahezu identisch mit in der Fabrik erzielten Eigenschaften von Rohrbeschichtungen sind, so dass über die gesamte Länge der Leitung eine kontinuierliche Beschichtung gewährleistet ist.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Schutzbeschichtung auf einem untertauchbaren oder eingrabbaren Rohr, mit folgenden Arbeitsschritten zum Auftragen der Beschichtung:

Auftragen wenigstens einer Schicht (2) aus einem epoxydhaltigen Korrosionsschutzmaterial,

Auftragen wenigstens einer Schicht aus einem Polypropylen und/oder Polyethylen enthaltenden Klebermaterial (3), und eventuell

Auftragen wenigstens einer Schicht aus einem eine Schutzhülle (4) bildenden Material,

wobei die das Auftragen betreffenden Arbeitsschritte durch Aufstrahlen von Teilchen der aufzutragenden Materialien unter kontrollierter Atmosphäre und unter Flammwirkung mittels wenigstens eines Teilchenflammstrahlers erfolgen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor den das Auftragen betreffenden Arbeitsschritten die Oberfläche des Rohrs (1) durch Sandstrahlen und/oder Kugelstrahlen abgetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor den das Auftragen betreffenden Arbeitsschritten das Rohr (1) auf eine über 50ºC und unter 200ºC liegende Temperatur vorerwärmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe wenigstens eines Teilchenflammstrahlers pulverförmige Materialien aufgestrahlt werden, die aus folgender Gruppe gewählt sind: Korrosionsschutzepoxyd, modifiziertes klebendes Polyethylen, modifiziertes klebendes Polypropylen, Polyethylen, Polypropylen.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Materialteilchen mit einem neutralen Trägergasstrahl aufgestrahlt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl, der das Pulver und sein Trägergas enthält, mittels eines neutralen Schutzgases, das den Strahl einhüllt, geschützt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl, der das Pulver und sein Trägergas enthält, und das Schutzgas von einer Flamme umgeben sind, die mittels eines Brennstoffs und eines Sauerstoffträgers erzielt wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas und das Schutzgas aus folgender Gruppe gewählt sind: Stickstoff, Argon.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flamme mittels eines Brennstoffs erzielt wird, der aus folgender Gruppe gewählt ist: Acetylen, Crylen, Tetren.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flamme mittels eines Sauerstoffträgers erzielt wird, der aus folgender Gruppe gewählt ist: Sauerstoff, Sauerstoff/Stickstoff-Gemische.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Teilchenflammstrahlers 3.000 bis 12.000 g/m²/h Epoxyd aufgestrahlt werden.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Teilchenflammstrahlers 3.000 bis 10.000 g/m²/h Polyethylen und/oder Polypropylen aufgestrahlt werden.

13. Einrichtung zum Aufstrahlen von Teilchen unter kontrollierter Atmosphäre und unter Flammwirkung, zur Herstellung einer Schutzbeschichtung auf einem Rohr durch Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 12, wobei die Einrichtung folgende Merkmale aufweist: in Reihenanordnung wenigstens einen Flammstrahler (7) zum Aufstrahlen von Teilchen eines epoxydhaltigen Korrosionsschutzmaterials, wenigstens einen Flammstrahler (7) zum Aufstrahlen von Teilchen eines Polypropylen und/oder Polyethylen enthaltenden Klebermaterials und eventuell einen Flammstrahler (7) zum Aufstrahlen von Teilchen wenigstens eines Materials, das eine Schutzhülle bildet, wobei die Flammstrahler (7) gleichzeitig aus einer Leitung zur Zufuhr von Trägergas und Teilchen (8), einer Schutzgasleitung (9), einer Brennstoffleitung (10) und einer Sauerstoffträgerleitung (11) versorgt werden.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Reihenanordnung ferner wenigstens einen Vorwärmbrenner aufweist.

15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilchenflammstrahler (7) im Zusammenhang mit der für die Zufuhr von Trägergas und Teilchen dienenden Leitung (8) ein Organ (16) zur Steuerung des Teilchenstroms und ein Organ (17) zur Regelung des Teilchenstroms aufweist, das auf einen Verteiler (18) bzw. ein Ventil (19) zur Teilchenzufuhr wirkt.

16. Anlage zum Herstellen einer Schutzbeschichtung auf einem Rohr (1) mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem Gestell (13), das Vorrichtungen (20) zum Tragen des Rohrs (1), und zur rotatorischen und/oder translatorischen Relativbewegung des Rohrs (1) sowie eine Vorrichtung (6) zum Aufstrahlen von Teilchen unter Flammwirkung und unter kontrollierter Atmosphäre nach einem der Ansprüche 13 bis 15 aufweist.

17. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Vorrichtung (21) zum Vorerwärmen des Rohrs (1) aufweist.

18. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Reihenanordnung ferner eine Vorrichtung zum Sandstrahlen und/oder Kugelstrahlen und/oder Chromatieren aufweist.

19. Anlage nach den Ansprüchen 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung (22) zum Kühlen des beschichteten Rohrs aufweist, die der Strahlvorrichtung in bezug auf die Richtung der Relativbewegung des Rohrs und der Vorrichtung nachgelagert ist.

20. Rohr mit Schutzbeschichtung, das mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 hergestellt wurde, wobei die Beschichtung aufeinanderfolgend eine Epoxydschicht (2) und eine Kleberschicht (3) aus modifiziertem Polyethylen oder modifiziertem Polypropylen zur Bildung einer Hülle, deren Dicke mehr als 0,5 mm beträgt, aufweist.

21. Rohr nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine Schicht aufweist, die eine Hülle (4) bildet, dessen Material aus Polyethylen und Polypropylen gewählt ist und dessen Dicke mehr als 0,5 mm beträgt.

22. Rohr nach den Ansprüchen 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle mit metallischen Granulaten und/oder Mineralstoffen durchsetzt ist.