PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005028534A1 09.03.2006
Titel Isolierte Rohrleitungen aus Stahl
Anmelder Stucke, Walter, 40878 Ratingen, DE
Erfinder Stucke, Walter, 40878 Ratingen, DE
Vertreter Kaewert, K., Rechtsanw., 40593 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 19.06.2005
DE-Aktenzeichen 102005028534
Offenlegungstag 09.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.03.2006
IPC-Hauptklasse F16L 59/14(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse F16L 59/16(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      F16L 59/20(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      
Zusammenfassung Nach der Erfindung werden zum Nachisolieren von Stahlrohren an den Nachisolierungsstellen Beschichtungspartikel gegen die Rohroberfläche geschleudert.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft isolierte Rohrleitungen aus Stahl, insbesondere das Nachisolieren von Stahlrohrverbindung und geschweißten Abgängen, noch weiter bevorzugt kunststoffisolierten Erdgasleitungen aus Stahl. Derartige Leitungen finden aber auch für andere Medien Anwendung. Dabei kann es sich um flüssige oder gasförmige Brennstoffe, oder chemische Rohstoffe, z.B. Sauerstoff oder Wasserstoff, handeln.

Die meisten Rohrleitungen aus Stahl sind korrosionsgefährdet.

Die Erdgasleitungen sind im Erdreich wie auch oberhalb des Erdreiches feuchtigkeitsbelastet. Deshalb rosten Erdgasleitungen aus Stahl. Zusätzlich kann es zu einer Elektrokorrosion kommen.

Die Erdgasleitungen sind zum allergrößten Teil im Erdreich verlegt. Dort kommt es auch zu elektrischen Spannungen und zu Stromfluß bzw. zu Streuströmen. Besonders große Belastungen aus Streuströmen ergeben sich an elektrifizierten Eisenbahnstrecken bzw. an Straßenbahnstrecken. Bei Eisenbahnen und Straßenbahnen kann der Antriebsmotor üblicherweise zugleich zur Bremsung eingesetzt werden. Die Elektromotoren werden dadurch zu Generatoren. In der Regel wird der entstehende Bremsstrom in das Erdreich geleitet. Bei den Hochgeschwindigkeitszügen ist der Bremsstrom noch in einer Entfernung von vielen Kilometern meßbar.

Zusammen mit der Feuchtigkeit im Erdreich und der Beschaffenheit des Erdreiches beinhalten die Streuströme eine große Korrosionsgefahr. Durch Korrosion kann es ohne weiteres örtlich zu einem Stahlabtrag am Stahlrohr von 9 oder 10% pro Jahr an der Rohrwandung kommen. Die Leckagen sind dann absehbar. Bei Leckagen wird weniger der Verlust an Erdgas als die Explosionsgefahr z..B. an Erdgasleitungen als nicht tolerierbar angesehen.

Zur Vermeidung von Korrosion ist es deshalb üblich, Stahlrohre mit einer Isolierung zu versehen. Die Isolierungen sind jedoch aus unterschiedlichen Gründen häufig mangelhaft.

Stand der Technik für die Isolierung sind eine Vorbehandlung der zu isolierenden Rohrflächen und ein mehrschichtiger Isolierungsaufbau. Es wird ein zweischichtiger und ein dreischichtiger Isolierungsaufbau angeboten. Die bekannten Isolierungen haben sich insbesondere als 3-Schichten-Schutz mit einer Epoxidharz(EP)-Schicht, einer Kleberschicht und einer schwarzen Polyethylen(PE)-Schicht bewährt. Die Technik für das Aufbringen von Kleberschicht und PE-Schicht ist in der Veröffentlichung „Prüfung von beschichteten Rohren" Mitteilung der Mannesmannröhren-Werke AG, 1973, VDI-Verlag Düsseldorf, beschrieben. Desgleichen ist dort ein Pulveraufschmelzverfahren beschrieben, das zum Auftragen von EP-Schichten verwendet wird.

Das PE kommt in verschiedenen Beschaffenheiten vor, als HDPE, als MDPE und als LDPE. Anstelle der PE-Schicht kommen auch Polypropylen-(PP)Schichten für die Isolierung in Betracht.

Desgleichen kommen auch andere Kunststoffe als PP für den Kunststoffmantel in Betracht. Im weiteren schließt die Bezeichnung PE sowohl die unterschiedlichen Beschaffenheiten als auch andere Kunststoffe ein, wenn nicht ausdrücklich anderes angesprochen ist.

Probleme entstehen dann, wenn mangelhaftes Material für die Isolierung verwendet wird und/oder die Isolierung der Rohre durch mangelhaften Transport, mangelhafte Lagerung und mangelhafte Rohrverlegung verletzt wird.

Dramatische Fehler entstehen beim Isolieren, wenn minderwertiges farbiges PE eingesetzt wird. Minderwertig ist das farbige PE ohne ausreichende Stabilisierung. Bei üblicher Lagerung sind die isolierten Rohren einer Belastung durch UV-Strahlung ausgesetzt. Dadurch zersetzt sich die PE-Schicht.

Dramatische Fehler entstehen auch bei mangelhafter Vorbereitung der Rohrenden für eine Verbindung der Rohrenden mit den Rohrenden anderer Rohre.

Die Verletzung kann aus mehreren Gründen entstehen. Dann kann die Feuchtigkeit unter die Rohrisolierung wandern und beste Voraussetzungen für eine Korrosion finden.

Dramatische Fehler können auch bei mangelhafter Rohrverlegung entstehen.

Bei der Rohrverlegung müssen die Stahlrohre aneinander gesetzt werden. Üblicherweise werden die Rohrleitungen an den Stoßstellen geschweißt. Zum Schweißen werden die Rohrenden in einem ausreichenden Umfang von der Isolierung befreit. Das wird als Abisolieren bezeichnet.

Bereits beim Abisolieren kommen diverse katastrophale Fehler vor.

Dazu gehören:

ein Durchschneiden der Isolierung bis in den Stahl,

eine falsche Wärmebehandlung der Isolierung zur Erleichterung des Abziehens der Isolierung,

eine falsche Nachbehandlung der abisolierten Rohrflächen,

eine falsche Nachisolierung.

Zum Nachisolieren werden die Schweißstellen üblicherweise gesäubert und häufig mit Isolierungsbändern umwickelt. Es ist auch bekannt, Schrumpfmuffen zum Nachisolieren von Rohrstößen zu verwenden. Die Schrumpfmuffen sind vorzugsweise mehrteilig ausgebildet und werden vor dem Schweißen auf eines der zu verbindenden Rohrenden geschoben und zwar so weit, daß sie durch den Schweißvorgang nicht beschädigt werden. Nach dem Schweißen werden die Schrumpfmuffen über die Schweißstelle geschoben. Dabei wird eine ausreichende Überlappung mit der bestehenden Rohrisolierung gewahrt. Durch Erwärmung der Schrumpfmuffe mit offener Flamme tritt der Schrumpf ein. Die Schrumpfmuffe umschließt die beiden Rohre an dem Rohrstoß dicht.

Das Problem der Nachisolierung stellt sich nicht nur an den Rohrstößen bzw. Rohrverbindungen sondern auch an den sogenannten Abzweigung von Rohrleitungen bzw. Erdgasleitungen. Bei einem Hausanschluß an eine Erdgasleitung wird eine Leitung sehr viel kleineren Durchmessers mit der Erdgasleitung verbunden. üblicherweise wird die Erdgasleitung im Anschlußbereich von der Isolierung befreit, ein ausreichendes Loch bzw. ausreichender Abgang in die Erdgasleitung eingebracht und ein Anschlußflansch bzw. Anschweißfitting als ein Teil der Anschlußleitung an die Erdgasleitung angeschweißt. Die Schweißstelle wird wiederum behandelt und danach mit den bekannten Bändern umwickelt. Die Erfindung geht davon aus, daß die bekannte Wickel- und Bänderisolierung nicht immer die optimale Isolierung ist. Aus Sicht der Erfindung ergeben sich auch Probleme mit unterschiedlichen Schichtdicken der Isolierung.

Die Erfindung hat auch erkannt, daß eine offene Flamme an der Kunststoffisolierung Probleme verursachen kann. Desgleichen kann das zum Reinigen von Stahlflächen und Rohrverbindungen eingesetzte Lösungsmittel Probleme verursachen. Das gilt auch für Voranstrich-Lack.

Zur Beseitigung obiger Probleme ist nach einem älteren Vorschlag der EP1382896 A2 vorgesehen, eine Schrumpfmuffe an der Verbindung von Leitungsrohr und Abzweigung einzusetzen. Vorzugsweise wird das mit einer Technik zum Abisolieren kombiniert, wie sie in der EP 0213061 beschrieben ist. Die bekannte Technik zum Abisolieren geht davon aus, daß bei mehrschichtiger Isolierung mit einer Epoxid-Unterschicht(EP-Schicht) nur eine Durchtrennung der Isolierung bis zur EP-Schicht erfolgt und daß die EP-Schicht in einem Überlappungsbereich mit der Nachisolierung verbleibt. Zwischen dem Überlappungsbereich und dem zu verschweißenden Rohrende ist eine vollständige Abisolierung des Stahlrohres vorgesehen, um die Schweißstellen für den Schweißvorgang frei zu machen.

Nach einem älteren Vorschlag wird die Isolierung dadurch verbessert, daß zusätzlich oder anstelle der EP-Schicht eine Siliziumdioxid-(SiO2)-Schicht und/oder Titandioxid(TiO2)-Schicht aufgebracht wird. Wahlweise kann auch Siliziumdioxid und/oder Titandioxid in Mischung mit dem EP oder mit dem Material des Kunststoffmantels bzw. mit dem Material der Kunststoffmuffe oder dem Kleber Einsatz finden.

Der Kunststoff gehört zur Kohlenstoff-Chemie.

Im periodischen System gehören die Kunststoffe zur Gruppe IV.

Beide Stoffe haben Doppelbindungen zwischen -C = C-

Das bestimmt die chemischen Reaktionen mit sich und anderen Stoffen.

Das bestimmt auch den Energie-Umsatz in Netzwerkpotentialen.

Daher ergeben sich Reaktionen untereinander.

Aus einer Reaktion entsteht ein neuer Werkstoff.

Kunststoffe erfahren eine bedeutende Eigenschaftsnutzung.

Die Langzeitbenutzungsgröße von Kunststoffen liegt je nach Belastung zwischen wenigen Jahren und mehreren Jahrzehnten.

Danach ergibt sich ein deutlicher Eigenschaftsabfall.

Siliziumdioxid und Titandioxid gehören zur Phys.-Chemie.

Im periodischen System gehören Silikate zur Gruppe IV.

Es bestehen keine Doppelbindungen zwichen -Si – Si-

Daher sind keine reinen chemischen Reaktionen mit anderen Stoffen zu erwarten. Siliziumdioxid zeigt bei Energiezufuhr eine besondere unterschiedliche Reaktionen. Es bilden sich je nach Energiezustand Kettenstrukturen, Flächenstrukturen und Blattstrukturen.

Es ist je nach Energiezustand mit einer Volumensvergrößerung entsprechend den physikalischen Gesetzes zu rechnen.

Zu den bedeutenden Eigenschaften gehört die Undurchlässigkeit gegen Kohlendioxid, der eine bedeutender Korrosionspartner bei herkömmlich isolierten Erdgasrohrleitungen aus Stahl ist.

Auch nach bei höherer Energiebelastung ist noch mit einer Dauerstandzeit von mehreren Jahrzehnten zu rechnen.

Zusammenfassend ergibt sich nach der Erfindung ein Kombiprodukt, dessen Bestandteile unterschiedlichen Gesetzen folgen, nämlich im einen Fall der Kohlenstoffchemie und im anderen Fall der Physikalischen Chemie. Die Silikat-Chemie verläuft nach den Regeln der Anorganischen Chemie unter Bildung von Ketten-, Flächen- und Blattstrukturen ab.

Allgemein ist von Metakieselsäuren (H2SiO3)n und Metasilicaten (SiO3)n zu sprechen. In dem Zusammenhang kommen vor:

Die Titandioxid-Chemie ist eine Ergänzung in beiden Chemie-Gruppen und trägt dazu bei, den Stahl zusätzlich zu schützen durch die Kristallform „Rutil" im Epoxiharz-Bindeverfahren zum Stahl.

Gleichzeitig steigt die Temperaturbelastbarkeit der Epoxiharzschicht bedeutungsvoll an.

Siliziumdioxid und/oder Titandioxid können in verschiedenen Schichten der Isolierung eingebaut werden:

  • a) als Schicht unmittelbar auf der Stahloberfläche und/oder
  • b) in Mischung mit EP oder in Mischung mit anderem Material unterhalb der bekannten EP-Schicht oder einer vergleichbaren Schicht
  • c) in Mischung mit dem EP oder einem anderen Material anstelle der bekannten EP-Schicht
  • d) als Schicht oberhalb der bekannten EP-Schicht oder einer vergleichbaren Schicht
  • e) in Mischung mit dem bekannten Kleber bzw. eingebettet in den bekannten Kleber
  • f) in Mischung mit dem bekannten Kleber oder einem anderen Material unterhalb der bekannten Kleberschicht
  • g) in Mischung mit dem bekannten Kleber oder einem anderen Material anstelle der bekannten Kleberschicht
  • h) in Mischung mit dem bekannten Kleber oder einem anderen Material oberhalb der bekannten Kleberschicht
  • i) als Schicht unterhalb der Kunststoffaußenschicht (aus PE oder einem anderen Thermoplasten oder Mischungen davon)

Üblicherweise werden die Kunststoffaußenschichten aufextrudiert oder als Folienmaterial aufgebracht.

Besonders günstig lassen sich das Siliziumdioxid und das Titandioxid in Verbindung mit dem Kleber auftragen. Der Kleber kann dabei den Haftvermittler für das Siliziumdixid und/oder das Titandioxid bilden. Besonders leicht läßt sich eine Mischung von Siliziumdioxid und/oder Titandioxid und dem Kleber aufbringen.

Es kann jedoch von Vorteil sein, das Siliziumdioxid und/oder Titandioxid so aufzubringen, daß geschlossene Schichten aus diesem Material entstehen.

Mit der DE 1033425A1 ist zum Nachisolieren vorgeschlagen worden, das Epoxidharz (EP) in Pulverform aufzubringen. Nach dem älteren Vorschlag ist vorzugsweise ein Auftragen des EP mittels eines gasförmigen Trägermittels und eines Siebes vorgesehen.

Für das Isolieren kann es Einfluß haben, ob es sich um eine Neuisolierung oder um eine Nachisolierung handelt. Bei der Nachisolierung mit einer Schrumpfmuffe ist eine Schrumpfmuffe von Vorteil, welche innen mit einer Kleberschicht vorbereitet ist.

Bei der Neuisolierung wie auch bei der Nachisolierung wird eine haftungsfreundliche Rohroberfläche angestrebt. Günstig sind gereinigte Oberflächen.

Für das Reinigen kommen diverse Verfahren in Betracht. Das schließt mechanische Verfahren wie das beschriebene Bürsten und Sandstrahlen oder Strahlen mit Stahlkugeln ein. Zum Teil ist die Reinigung schwierig.

Hintergrund ist, daß nach der Bearbeitung der Rohre mit ölhaltigen Emulsionen oder anderen fetthaltigen Mitteln oder auch mit Korrosionsschutzmitteln wie Magnesiumstearat erhebliche Rückstände verbleiben. Bei anschließendem Aufrauhen der Rohroberfläche durch Strahlen mit Strahlmittel stören die Rückstände. Zum Teil verhindern die Rückstände die gewünschte Rauhigkeit, zum Teil bleiben die Rückstände in den Materialporen, zum Teil sammeln sich die Rückstände in dem Strahlmittel, so daß die Wirksamkeit der Strahlmittel nachläßt.

Eine wesentliche Verbesserung der Rohroberfläche wird dadurch erreicht, daß die Rückstände durch Wärmebehandlung auf der Rohroberfläche verkrackt werden. Anschließend lassen sich die so behandelten Rückstände leicht von der Rohroberfläche lösen. Das Lösen kann mechanisch erfolgen, z.B. durch Bürsten. Wahlweise verbleiben die Rückstände auch in gebundener Form auf der Rohroberfläche.

Je stärker die Wärmebehandlung ist, desto schneller und vollständiger verkracken die Rückstände. Vorzugsweise wird die Erwärmung des Rohres auf max. 200 Grad Celsius beschränkt, um eine Beeinträchtigung des Stahlgefüges zu vermeiden. Vorzugsweise wird mindestens eine Erwärmung von 160 Grad Celsius an der Rohroberfläche erzeugt.

Die Erwärmung der Rohroberfläche kann durch Strahlung und/oder Berührung der Rohroberfläche mit dem Heizmittel bewirkt werden. Als Heizmittel kommen Heizgase in Betracht, desgleichen Heizstrahler. Die Heizgase und Heizstrahler werden im Abstand von der Rohroberfläche gehalten. Als Heizmittel kommen auch Heizmatten in Betracht, die auf die Rohroberfläche gelegt werden.

Die Wärmebehandlung kann vor und/oder nach dem Strahlen erfolgen.

Die Wärmebehandlung kann bei der Rohrherstellung oder bei der Rohrverlegung Anwendung finden. Bei der Rohrherstellung findet immer regelmäßig eine Druckprüfung mit einer Öl-Wasser-Emulsion statt. Die Rohre werden dabei an den ungeschützten Flächen, auch außen an den Rohrenden mit der Emulsion verschmutzt.

Alternativ oder zusätzlich zur Wärmebehandlung kann die Rohroberfläche nach dem Strahlen mit Kaliumpermanganat behandelt werden.

Mit dem Kaliumpermanganat wird das Chromatieren ersetzt. Beim Chromatieren wird eine Chromverbindung mit 6facher Bindungswirkung aufgetragen. Diese Chromverbindung ist sehr giftig. Nach der Reaktion mit Öl reduziert sich zwar die Wertigkeit der Chromverbindung auf eine 3fache Wertigkeit. Nach der Reaktion ist die Chromverbindung ungiftig. Gleichwohl bleibt die hohe Anfangsgiftigkeit, welche die Anwendung der Chromatierung in der Bundesrepublik Deutschland bisher verhindert hat.

Das Kaliumpermanganat ist ungiftig. Das Kaliumpermanganat ist sogar als pharmazeutisches Mittel in der Anwendung. Mit Kaliumpermanganat wird Öl oxidiert.

Das Kaliumpermanganat wird vorzugsweise in wässriger Lösung eingesetzt. Der Anteil des Kaliumpermanganats im Wasser beträgt vorzugsweise 1 bis 5Gew%, bezogen auf die Gesamtmenge aus Wasser und Kaliumpermanganat.

Von Vorteil für die Reaktion des Kaliumpermanganats bzw. für die Oxidation des Öls ist eine über der Raumtemperatur liegende Temperatur der wässrigen Lösung. Vorzugsweise liegt die Temperatur zwischen 50 und 60 Grad Celsius

Die wässrige Lösung kann aufgesprüht oder aufgespritzt werden. Je nach Druck trägt das Spritzen zur Reinigung der Oberfläche bei.

Die ablaufende wässrige Lösung wird mechanisch gereinigt. Zum Beispiel wird der anfallende Schlamm mit geeigneten Filtern aus der Lösung abgeschieden. Danach kann die wässrige Lösung wieder auf die Rohroberfläche aufgegeben werden. Der Kreislauf der wässrigen Lösung wird mit einer geeigneten Pumpe bewirkt.

Wahlweise wird das Ablaufen der wässrigen Lösung noch durch Bürsten unterstützt. Die Bürsten können im oder nach dem Aufschlagbereich der wässrigen Lösung angeordnet sein. Die Bürsten können stehend angeordnet oder bewegt sein.

Die gereinigte Fläche bietet eine ausreichende Haftung für die dichte Verbindung mit einer Schrumpfmuffe. Vorzugsweise ist darüber hinaus zwischen der gereinigten Stahlfläche und der Schrumpfmuffe ein Haftvermittler vorgesehen. Der Haftvermittler kann ein Kleber sein. Wahlweise ist zusätzlich eine Lackierung der gereinigten Stahlfläche für die Haftvermittlung vorgesehen. Desgleichen kann eine Beschichtung mit einem EP-Pulver zur Haftvermittlung erfolgen, das dann auf der gereinigten Stahlfläche aufgeschmolzen und ausgehärtet wird.

Die Aufbringung von pulverförmigem EP sieht vorzugsweise einen Korndurchmesser von 0,01mm bis 0,02 mm vor. Je kleiner der Korndurchmesser des Pulvers ist und je genauer die Aufschmelzung erfolgt, desto gleichmäßiger bildet sich eine EP-Schicht auf dem vollständig abisolierten Rohrende aus.

Korngrößen kleiner oder gleich 0,005 mm werden jedoch nach Möglichkeit vermieden, wenn die beteiligten Mannschaften mit dem Pulver in Berührung kommen können. Bei solch kleinkörnigem Pulver wird eine Belastung der Lungen befürchtet.

Sofern die Aufbringung des EP-Pulvers mit geeigneter Kapselung erfolgt, ist die oben beschriebene Korngrößengrenze unbeachtlich.

Zur Gleichmäßigkeit trägt auch die Art des Pulverauftrages bei.

Günstig ist es, das Pulver aufzustreuen und/oder aufzublasen und/oder aufzuschleudern. Zum Aufschleudern wird auf die oben erwähnte Veröffentlichung Bezug genommen.

Um die Nachisolierungsstellen herum kann auch ein Wirbelbett aufgebaut werden. Auch die Kombination verschiedener Verfahren kann von Vorteil sein, z.B. das Streuen von oben und das Schleudern von unten.

Auch die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, das EP und andere partikelförmige Beschichtungsmaterialien aufzubringen. Im folgenden wird die Erfindung an Hand von pulverförmigem EP erläutert. Das schließt die Anwendung auf andere partikelförmige Beschichtungsmaterialien ein.

Vorzugsweise geht der Beschichtung eine Oberflächenreinigung auf Sa 2½ bis Sa 3 voraus. Anschließend wird das EP-Pulver mit der oben beschriebenen Körnung mit einer bei umlaufendem Rohr mit einer stationären Auftragsvorrichtung aufgetragen; desgleichen und im übrigen mit einer umlaufenden und/oder hin- und hergehenden Auftragsvorrichtung aufgetragen wird. Die umlaufende und/oder hin- und hergehend bewegte Auftragsvorrichtung ist besonders für die Nachisolierung an geschweißten Rohrleitungen innerhalb und außerhalb des Rohrgrabes geeignet.

Wahlweise lässt sich mit der Auftragsvorrichtung auch eine Kunststoffschaumaußenschicht durch Pulverauftrag herstellen.

Die stationäre Vorrichtung kann die Partikel auf das umlaufende Rohr streuen.

Dazu eignet sich besonders ein Sieb mit einer Partikelzuführung. Das Sieb wird dann über dem Rohr angeordnet. Die Siebfläche ist in weiten Grenzen wählbar. Um eine gleichmäßige Durchtrittsmenge zu gewährleisten, kann das Sieb mit einer Rütteleinrichtung und/oder mit einem Rührwerk versehen sein. Die Partikelzuführung kann aus einem Vorratsbehälter mit einer darunter angeordneten Zellenradschleuse bestehen. Die Zellenradschleuse dient der Dosierung.

Im folgenden ist eine umlaufende Auftragsvorrichtung beschrieben. Das schließt eine hin- und hergehende Bewegung der Vorrichtung ein.

Umgekehrt kann auch die Vorrichtung ortsfest angeordnet sein und das zu isolierende bzw. nachzuisolierende Werkstück bewegt werden.

Die bewegte Vorrichtung kann verschiedene Formen besitzen. Im Extremfall handelt es sich um eine handbetätigte Auftragsdüse bzw. um ein handbewegetes Sieb.

Günstig ist es, wenn die Auftragsvorrichtung aus einem Gehäuse mit einem Innenrohr und einem Außenrohr.

Beide Rohre der Beschichtungsvorrichtung sind vorzugsweise aus zwei Hälften zusammengesetzt, so dass sie sich um die Nachisolierungsstelle herum montieren lassen bzw. wieder demontieren lassen.

Wahlweise können die Rohre der Beschichtungsvorrichtung auch aus mehr Teilen zusammen gesetzt sein.

Wahlweise können die Rohre auch einteilig bzw. geschlossen sein. Das bietet sich bei Verwendung der Beschichtungsvorrichtung für die Beschichtung der Rohre bei der Rohrherstellung an.

Eine Beschichtungsvorrichtung mit einteiligen bzw. geschlossenen Rohren ist aber auch beim Nachisolieren anwendbar, soweit die Vorrichtung über das Rohr zur Beschichtungsfläche geschoben werden kann.

Solche Vorrichtung eignen sich auch für die Isolierung bzw. Nachisolierung von Abzweigungen und anderen Sonderteilen in der Rohrleitung

Zwischen beiden Rohren besteht ein Ringraum, der als Druckraum genutzt wird. Dazu sind beide Rohre gegeneinander abgedichtet. Zur Abdichtung sind an den Rohrenden vorzugsweise Kragen vorgesehen, mit denen sich die Rohre überlappen.

Vorzugsweise wird das äußere Rohr fest angeordnet, während das innere Rohr in dem äußeren Rohr drehbeweglich angeordnet ist. Wahlweise handelt es sich dabei um eine Gleitlagerung oder eine Wälzlagerung.

Das äußere Rohr wird wahlweise fest angeordnet, während das innere Rohr bewegt wird. Zum Antrieb kann auf dem inneren Rohr ein verzahnter Ring vorgesehen sein, der mit einem Motor und einem Ritzel angetrieben wird.

Vorzugsweise wird das innere Rohr gleichmäßig mit einer Drehzahl kleiner/gleich 50 Upm gedreht.

Der Ringraum zwischen beiden Rohren wird durch eine Zuleitung mit dem EP-Pulver und über die gleiche Zuleitung oder über eine andere Zuleitung zum Beispiel mit Druckluft oder Stickstoff als Trägergas gespeist.

Die Druckluftzuleitung oder Stickstoffzuleitung kann auch für die anderen Auftragsvorrichtungen verwendet werden.

Die einströmende Druckluft oder Stickstoff trägt das EP-Pulver durch verschiedene Düsen in dem inneren Rohr gegen die nachzuisolierende Fläche.

Die Düsen sind zum Beispiel in einer axial verlaufenden Linie auf dem Umfang des inneren Rohres angeordnet.

Die Düsen können erheblichen Abstand voneinander haben. Die Düsen können auch wie die Sieböffnungen eines Siebes nebeneinander liegen. Der mögliche Abstand wird dadurch bestimmt, ob die Partikel nur aufgestreut werden oder ob die Partikel mit mehr oder weniger Geschwindigkeit mit einem Trägergas durch die Düsen getragen werden.

Die Düsen können auf einer geraden und/oder einer gekrümmten Linie liegen. Die Düsen können auch auf einer Fläche verteilt sein.

Wahlweise sind die Düsen auch ganz oder teilweise auf der Umfangsfläche verteilt. Bei Verteilung auf dem ganzen Umfang entsteht ein Düsenring.

Durch Umlaufen des inneren Rohres findet eine gleichmäßige Verteilung des EP auf der nachzuisolierenden Fläche statt.

Die Rohrbewegung der Auftragsvorrichtung, wie auch die Werkstückbewegung kann auch von Hand erfolgen.

Durch die erfindungsgemäße Verwirbelung des EP-Pulvers mit einem Trägergas entsteht ein Wirbelbett aus EP-Pulver.

Die Ausnehmungen für den Durchtritt von EP-Pulver können durch Bohrungen gebildet werden. Die Bohrungen lassen sich mit herkömmlichen Werkzeugen herstellen.

Darüber hinaus stehen in zeitgemäßen Werkstätten auch Stanzen und Plasmaschneider zur Verfügung, die Ausschnitte nach beliebigem Muster mit geringem wirtschaftlichem Aufwand erlauben.

Bei der Anwendung von Druckluft oder Stickstoffgas kann für das Auftragen des EP kann ein Luftdruck von 0,3 bis 0,5 bar ausreichend sein.

Der Druck und das Wirbelbett basieren vorzugsweise darauf, daß das Trägergas durch entsprechende Öffnungen aus der Auftragsvorrichtung entweichen kann. Dabei dient das Trägergas zugleich der Temperaturregelung. Es wird verhindert, daß heiße Stellen in der Vorrichtung entstehen, in denen die Aushärtung des PE sich beschleunigt.

Vorzugsweise wird das EP-Pulver mit einer Temperatur von kleiner/Gleich 90 Grad Celsius, nach weiter bevorzugt mit einer Temperatur kleiner/gleich 75 Grad Celsius und höchst bevorzugt mit einer Temperatur kleiner/gleich 60 Grad Celsius auf die zu beschichtende Fläche aufgebracht.

Für das weitere Aushärten können eine oder mehrere weitere Wärmebehandlungen Anwendung finden. Wahlweise fällt die weitere Erwärmung mit der Aufbringung weiterer Schichten zusammen.

Besonders geeignet ist ein Warmauftrag von Kleber, zum Beispiel mit einer Temperatur von 160 bis 180 Grad Celsius. Die Wärme des Kleberauftrages trägt zur Aushärtung des EP bei.

Desgleichen kann ein Warmauftrag von PE für das Aushärten genutzt werden. Das gilt sowohl für den Auftrag von PE-Pulver als auch für das Aufextrudieren oder für einen Folienauftrag. Der PE Auftrag kann mit einer Temperatur von 180 bis 220 Grad Celsius erfolgen. Die Wärme des PE Auftrages kann die notwendige Restwärme zur Aushärtung des EP beibringen.

Beim Aufbringen können Pulver und/oder Beschichtungsflächen vorgewärmt werden. Desgleichen kann mit einem erwärmten Trägergas zum Anblasen des EP-Pulvers gearbeitet werden. Trägergastemperaturen können zum Beispiel bis 60 Grad betragen.

Die Erwärmung kann auch in anderer Form aufgebracht werden, zum Beispiel durch Heißgas und/oder durch Strahlung und/oder auf induktivem Wege. Die Strahlungswärme beinhaltet wahlweise eine Beaufschlagung mit Infrarotlicht.

Desgleichen ist eine Wärmebehandlung mit aufliegenden Heizmanschetten oder Heizmatten möglich. Günstig sind elektrisch beheizte Heizmanschetten oder Heizmatten, die sich sehr gut regeln lassen. Wahlweise sind mehrere Heizmanschetten vorgesehen, die gemeinsam oder unabhängig von einander betätigbar sind.

Die Wärme kann von außen und/oder von innen aufgebracht werden.

Bei der Neuisolierung von Stahlrohren wird vorzugsweise die Wärme aus der Rohrherstellung zum Aufschmelzen und Aushärten der EP-Schicht genutzt.

Bei der Nachisolierung kann die Wärme induktiv im Stahlrohr erzeugt werden und hinsichtlich der Wärme eine ähnliche Situation wie bei der Neuisolierung entstehen.

Wahlweise ist es auch möglich, die zum Aushärten von EP erforderliche Wärme durch andere Schichten, nämlich durch PE und Kleber, hindurch zuzuführen.

Die Vorwärmtemperatur der Beschichtungsflächen kann wesentlich höher als die Vorwärmtemperatur des Pulvers sein. Die Erwärmung der Beschichtungsflächen kann verschieden erfolgen. Günstig ist eine induktive Erwärmung.

Die Erwärmung des Pulvers kann allein vom Trägergas verursacht werden. Es kann auch eine davon unabhängige Erwärmung mittels geeigneter Heizstrecken erfolgen.

Aufgrund der Erwärmung des EP-Pulvers kann das EP-Pulver unmittelbar beim Auftreffen auf der Beschichtungsfläche kleben. Das Kleben der auftreffenden Pulverpartikel erleichtert die gleichmäßige Beschichtung.

Die Erwärmung wird so gesteuert, daß die Pulverpartikel auf der Stahloberfläche und aneinander haften, nach Möglichkeit sogar aufschmelzen.

Für die Beschichtung ist ferner die geringe Dicke der EP-Schicht günstig. Die Dicke beträgt 0, 01 bis 0,1 mm, vorzugsweise 0,04 bis 0,06 mm, noch weiter bevorzugt 0,05 mm.

Bei der geringen Schichtdicke ist die Kräfteverteilung günstig. Das erweichte EP verläuft zu einer Schicht, ohne abzutropfen. Nicht einmal Tropfnasen sind bei geringer Schichtdicke zu befürchten. Das gilt besonders, wenn Siliziumdioxid eingebaut wird. Dabei kann es günstig sein, das Material in Form von Flocken aufzubringen.

Das erfindungsgemäße Material hat sehr vorteilhafte thixotrope Eigenschaften.

Das erfindungsgemäße Auftragsverfahren eignet sich auch für die Rohrherstellung. Bei der Rohrherstellung kann das Rohr fortlaufend durch die oben beschriebene Vorrichtung gefahren und darin beschichtet werden.

Es kommen auch andere Beschichtungsverfahren für das Aufbringen des EP-Pulvers als das Aufschmelzen in Betracht. Zu den anderen Beschichtungsverfahren gehört auch eine statische Aufladung der Stahlfläche und des Pulvers, so daß das Pulver aufgrund der Ladungskräfte an der gereinigten Stahlfläche haftet. Danach kann das Pulver durch die oben beschriebene Erwärmung zu einer Schicht verschmolzen werden. Zum Auftragen des EP-Pulvers können die gleichen Vorrichtungen Verwendung finden, die oben beschrieben sind.

Nach dem Aufschmelzen soll die EP-Schicht aushärten.

Die Aushärtung des EP erfolgt abhängig von der Materialbeschaffenheit. Das gilt zumindest für das EP-Material. Je nach EP-Material kann eine Glasübergangstemperatur von 55 bis 90 Grad Celsius maßgebend sein Darüber hinaus kann das Material der Schrumpfmuffe Berücksichtigung finden. Je nach Material hat die Schrumpfmuffe einen Erweichungspunkt, der zum Beispiel zwischen 111 und 160 Grad Celsius liegen kann. In Abhängigkeit von den beteiligten Materialien erfolgt die Aushärtung des EP. Die Aushärtetemperatur kann auch zwischen 130 und 200 Grad Celsius liegen. Bei geringerer Aushärtetemperatur ist eine längere Aushärtezeit vorgesehen. Je nach Temperatur kann die Aushärtezeit zum Beispiel 30 min betragen. Solche Aushärtezeiten sind aus der üblichen Herstellung neuer Rohre bekannt.

Die Rohrisolierung neu hergestellter Rohr erfolgt kontinuierlich. Dabei werden die genannten Aushärtezeiten von 30 min aufgrund der Länge der Wärmebehandlungseinrichtungen und aufgrund des Verfahrens als unproblematisch empfunden. Bei üblichem Verfahren ergeben sich genormte Eigenschaftswerte, welche einer Verfahrensänderung entgegenstehen.

Wie oben ausgeführt, hat das wärmetechnische Gründe, die unberücksichtigt bleiben können, wenn in erfindungsgemäßer Weise die Aushärtetemperatur erhöht und die Aushärtezeit verringert werden.

Etwas anderes gilt auch für die Nachisolierung. Bei der Nachisolierung bedingt eine so lange Aushärtezeit eine entsprechende Verweildauer der Mannschaft an der Nachisolierungsstelle.

Bei der Neuisolierung von Abzweigungen und Sonderbauteilen kommt es in der Regel zu diskontinulierlicher Verfahrensweise.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Aushärtezeit verringert, um die Nachisolierungszeit und damit auch die Kosten zu verringern. Nach dem älteren Vorschlag wird durch Auswahl von EP mit höherer Glasübergangstemperatur und mit höherer Aushärtetemperatur eine wesentliche Verringerung der Aushärtezeit erreicht. Überraschender Weise kann die Aushärtezeit auf 20 min, 10 min, 5 min, sogar bis auf 2 min reduziert werden. Die Verringerung der Aushärtezeit ist auch unabhängig von der Frage der Nachisolierung für die Rohrisolierung von Vorteil, weil dadurch weniger Anlagevolumen für die Rohrisolierung erforderlich ist, weil auch weniger Energie für die Aushärtung eingebracht werden muß

Die notwendige Erwärmung für die Aushärtung wird in gleicher Weise wie für die Verschmelzung aufgebracht werden.

Nach dem älteren Vorschlag wird wahlweise zusätzlich die Wärme der Schrumpfmuffe für die Aushärtung genutzt. Umgekehrt kann auch die Wärme der Rohrverbindung oder Abzweigung für den Schrumpfvorgang genutzt werden.

Zur Beinflussung der Aushärtung der EP-Schicht und/oder zur Beeinflussung des Schrumpfvorganges schließt sich der Schrumpfvorgang der Schrumpfmuffe vorzugsweise zeitlich möglichst dicht an die Bildung der EP-Schicht an. Dabei muß die Schrumpfmuffe nach Bildung der EP-Schicht über die Verbindungsstelle bzw. über die Abzweigstelle gezogen werden. Je nach Handhabung der Schrumpfmuffe kann es erforderlich werden, vor der Positionierung der Schrumpfmuffe zunächst eine ausreichende Festigkeit bzw. Eigenfestigkeit der EP-Schicht durch Abkühlung sicherzustellen, damit eine Berührung der Schrumpfmuffe keine Verletzung der EP-Schicht verursacht.

Nach der Positionierung der Schrumpfmuffe wird die Schrumpfmuffe auf Schrumpftemperatur erwärmt. Dabei ist es von Vorteil, die Muffe innen und außen zu erwärmen. Die Erwärmung von innen kann wahlweise mit Heißgas und/oder durch die noch warme EP-Schicht erfolgen. Es kommen auch andere Erwärmungsvorgänge in Betracht.

Die Schrumpftemperatur ist materialabhängig.

Die höhere Glasübergangstemperatur und die höhere Aushärtetemperatur sind bei dem EP von den Bausteinen/Bestandteilen des EP abhängig. Für harte EP-Schichten finden aromatische Dicarbonsäuren Verwendung. Für flexible EP-Schichten finden aliphatische Dicarbonsäuren Verwendung.

Günstig ist regelmäßig eine Stabilisierung des Makromoleküls. Dazu eignen sich besonders sekundäre Wasserstoffbrücken.

Die Glasübergangstemperatur ergibt sich als ein relativ geringes Temperatur-Intervall zwischen energieelastischem und entropieelastischem Verhalten. Die Übergangstemperatur dieser Veränderung ist die Veränderung des E-Moduls des Produktes und wird als Glasübergangstemperatur bezeichnet. Normalerweise liegt die Glasübergangstemperatur bei EP zwischen +20 und +40 Grad Celsius. In Sonderfällen liegt die Glasübergangstemperatur bei EP zwischen –100 und +100 Grad Celsius.

Wie oben beschrieben, kommt zusätzlich oder anstelle der EP-Schicht noch eine SiO2-Schicht auf dem Rohr in Betracht. Vor allem die zusätzliche Schicht trägt erheblichem zum Korrosionsschutz bei. Die SiO2-Schicht ist praktisch Kohlendioxid-undurchlässig. Eine sonst befürchtete Korrosion Fe + O2 + CO2 + H2O zu Fe2O3 wird verhindert. Hierdurch wird ein Korrosionsvorgang es Stahls im Eisen-Anteil vermieden und die Langzeitnutzung des Stahlrohrsystems auch unabhängig von Kathodenschutz wesentlich verlängert. Das Kohlendioxid als Korrosionspartner wird ausgeschlossen.

Es ist von Vorteil, als SiO2 überwiegend &agr;-Tridymit zu verwenden, welches in reiner Form bei 117 Grad Celsius sich in &bgr;-Tridymit umwandelt. Verunreinigungen des Tridymits führen zu einer Temperatur-Verschiebung, zumeist zu einer Erhöhung des Umwandlungspunktes.

Durch Verwendung von Siliziumdioxid findet in dieser Schicht durch die Erwärmung eine Volumensvergrößerung statt, die den darüber liegenden Kunststoffmantel bzw. die Schrumpfmuffe unter zusätzlicher Spannung hält, so daß Hohlräume verhindert werden.

Darüber hinaus kann eine vorteilhafte Kombination durch Reaktion mit der EP-Schicht bei einer Temperatur im Bereich von 130 bis 180 Grad Celsius erreicht werden. Das Siliziumdioxid ist für jede Aushärtetemperatur geeignet.

Die vorstehend beschriebenen Vorteile ergeben sich nicht nur bei der Nachisolierung sondern auch bei der Herstellung der Stahlrohre mit werksseitiger Isolierung der Stahlrohre, insbesondere in Ummantelungsformen. Das gleiche gilt für die Nachisolierung und Neuisolierung von Abzweigungen und anderen Sonderbauteilen.

Die Aufbringung des Siliziumdioxids kann wie die Aufbringung der EP-Schicht erfolgen. Günstig sind dabei Körnungen des Siliziumdioxids von 0,008 bis 0,03 mm.

Wahlweise werden das Siliziumdioxid und das Titandioxid im Pulver-Aufschmelzverfahren aufgebracht. Dabei ist kein Schmelzen des Siliziumdioxids oder Titantioxids sondern das Schmelzen eines anderen Mischungsanteiles vorgesehen. Der Mischungsanteil wird entsprechend dem Schmelzpunkt ausgewählt. Das Pulver wird vorzugsweise mit mindestens 50 Grad Celsius vorgetrocknet und vorgewärmt aufgetragen.

Vorteilhafterweise können die gleichen bzw. baugleiche Vorrichtungen wie beim Aufbringen der EP-Schicht für das Aufbringen von Siliziumdioxid und für das Aufbringen von Titandioxid verwendet werden.

Für eine leistungsfähige Isolierung kann es von Vorteil sein, verschiedene Auftragsvorrichtungen hintereinander anzuordnen. Dann durchlaufen die Rohre verschiedene Auftragsstationen. Das gleiche kann bei der Isolierung von Abzweigungen und Sonderbauteilen Anwendung finden.

Bei geringerer Isolierungsleistung kann es zweckmäßig sein, das Auftragsmaterial in der Auftragsvorrichtung auszuwechseln, z.B. EP-Pulver gegen Kleber-Pulver, gegen Siliziumdioxid bzw. Titandioxid und ggfs. gegen PE-Pulver.

Desgleichen ist von Vorteil, eine elektrostatische Aufladung anzuwenden, um eine Haftung der Partikel zu erreichen. Soweit das Auftragsmaterial nicht oder nur wenig für eine statische Aufladung geeignet ist, kann dem Auftragsmaterial ein besser aufladbares Material zugemischt werden.

Nach der Erfindung wird eine vorteilhafte Auftragung auch dadurch erreicht, daß die Siliziumdioxid und/oder Titandioxid in Mischung mit einem Material aufgetragen wird, welches eine Klebewirkung hat und nach dem Auftragen durch eine Wärmebehandlung verflüchtigt werden kann. Ein solches Material ist zum Beispiel ein Isobutylen, insbesondere Polyisobutylen.

Die Klebewirkung kann durch Einmischung zusätzlicher Kleber, z.B. von Kollophonium verstärkt werden.

Wahlweise wird eine Mischung aus Polyisobutylen und Siliziumdioxid in der Form von Tridymit aufzutragen. Das Polyisobutylen wird in der Ausführung Oppanol B der BASF aufgetragen. Die Palette der Oppanol B-Produkte umfaßt den ganzen Molekulargewichtsbereich von Oligomeren bis zu hochmolekularaen Produkten. Die niedermolekularen Produkte sind ölige Flüssigkeiten, die mittelmolekularen sind zähe klebrige Massen. Vorzugsweise finden die niedermolekularen Oppanolprodukte B1, B3, B5 Anwendung. Dabei kommen vorzugsweise Tridymit-Anteile mit mehr als 50 Gew% zur Anwendung, bezogen auf die Gesamtmenge von Tridymit und Oppanol. Günstige Verhältnisse ergeben sich bei einem Tridymit-Anteil von 80 bis 90 Gew%.

In der Oppanolmenge hat das Oppanol B1 vorzugsweise einen Anteil von 2,5 bis 12,5 Gew%, das Oppanol B3 vorzugsweise einen Anteil von 72,5 bis 82,5 Gew% und das Oppanol B5 einen Anteil von 2,5 bis 7,5 Gew%. Wahlweise ist auch in der -Menge noch ein Zusatz eine Klebers, vorzugsweise Paraffin und Kollophonium bzw. Balsamharz vorgesehen. Die Menge Paraffinmenge beträgt dann vorzugsweise 2,5 bis 7,5 Gew%, die von Kollophonium 2,5 bis 17,5 Gew%, bezogen auf die Menge aus Oppanol, Paraffin und Kollophonium bzw. Balsamharz.

Oppanol B zeichnet sich aus durch Beständigkeit gegen Alterung und gegen chemische Einwirkung sowie durch ihre Klebfreudigkeit aus. In der Mischung ist eine ausreichende Haftung des Siliziumdioxids auf der Rohroberfläche gewährleistet.

Nach dem Tridymitauftrag ist eine Erwärmung der Rohroberfläche vorgesehen. Vorzugsweise findet eine Erwärmung auf 105 Grad Celsius ohne mechanische Belastung des Auftrages statt. Dazu eignet sich besonders eine induktive Erwärmung.

Durch die Erwärmung verflüchtigt sich das Oppanol B. Es verbleibt eine geschlossene Tridymit-Schicht auf der Rohroberfläche.

Auf die so entstandene Tridymit-Schicht kann ein Kleber aufgetragen werden. Wahlweise enthält auch der Kleber einen Tridymit-Anteil.

Auf den Kleber wird wahlweise eine PE-Schicht aufgetragen und bei jeweils günstiger Temperatur ausgehärtet. Diese Temperatur liegt vorzugsweise bei 165 bis 185 Grad Celsius. Der Kleber ist wahlweise ein Copolymer-Kleber, z.B. ein Butylkautschuk-Kleber. Günstig kann auch die Verwendung von Paraffin in Mischung mit Kolophonium sein.

Überraschenderweise hat diese Mischung eine vorteilhafte Klebewirkung.

Die PE-Schicht wird bei der Herstellung von Großrohren regelmäßig gewickelt.

Bei kleinen Rohren wird vorzugsweise ein Schlauch auf das Rohr gezogen bzw. ein das Rohr umgebender Schlauch erzeugt.

Wahlweise wird das PE auch in Pulverform aufgetragen.

Das geschieht vorzugsweise wie das Auftragen der oben beschriebenen anderen Pulver, aber mit anderer Temperatur.

Obige Technik kann aber auch beim oben beschriebenen Nachisolieren Anwendung finden. Die Nachisolierung ist notwendig, wenn Rohrenden miteinander verbunden werden oder Abzweigungen in Rohren gewünscht werden, desgleichen wenn Rohranschlüsse notwendig werden.

Die entstandene Siliziumschicht bewirkt eine wesentliche Verbesserung des bekannten Schichtenschutzes an Stahlrohren.

Günstig ist dabei die Einhaltung einer Dünnschicht, bei der die Adhäsionskräfte der Partikel groß genug sind, um sie an der Rohroberfläche zu halten.

Für die Wirkung der Dünnschichten ist auch maßgebend, welche Rauhigkeit die Oberfläche des Stahlrohres besitzt. Die Rauhigkeit kann in weiten Grenzen durch Stahlstrahlen der Rohroberfläche bei dessen Reinigung vor der Nachisolierung eingestellt werden. Die richtige Rauhigkeit für das jeweils verwendete Material kann mit einigen Versuchen eingestellt werden.

Siliziumdioxid ist in der Natur weitverbreitet und findet sich sowohl in kristallisierter wie auch in amorpher Form. Kristallisiert kommt es in drei verschiedenen Kristallarten vor: als Quarz, als Tridymit und als Cristobalit. Es wird unterschieden zwischen &agr;-, &bgr;-, &ggr;-Tridymit und &agr;-, &bgr;-, &ggr;-Cristobalit.

Die übliche Erscheinungsform ist dabei der Quarz.

&agr;-Tridymit hat eine metastabile Form. Die Zusammenhänge sind in dem nachfolgenden Zustandsdiagramm für Siliziumdioxid dargestellt. Wahlweise lassen sich die unterschiedlichen Siliziumdioxide auch künstlich herstellen.

Die unterschiedlichen Vorkommen ermöglichen in einfacher Form eine Mischung von unterschiedlichem Siliziumdioxid.

Vorzugsweise ist eine Mischung aus Tridymit mit einem Umwandlungspunkt von 117 Grad Celsius und Cristobalit mit einem Umwandlungspunkt von 250 Grad Celsius vorgesehen. Im Falle des Auftragens auf der EP-Schicht bildet das Siliziumdioxid auf der Innenseite der Kleberschicht eine eigenständige in sich geschlossene Schicht.

Dem Auftragen des Siliziumdioxids ist die Eigenwärme der Kleberschicht von mindestens 150 Grad Celsius und die Eigenwärme der anschließend aufgebrachten PE-Schicht von mindestens 165 Grad Celsius förderlich.

Bei der beschriebenen Siliziumdioxid-Mischung hat der Mischungsanteil mit dem Umwandlungspunkt von 117 Grad Celsius vorzugsweise einen Anteil von 95 bis 99 Vol% an der gesamten Siliziumdioxid-Mischung. Die jeweils restlichen Vol% können durch das Siliziumdioxid mit dem Umwandlungspunkt von 250 Grad Celsius dargestellt werden. Dabei handelt es sich dann vorzugsweise um 5 bis 1 Vol% Cristobalit.

Jeder Mischungsanteil kann eine andere Korngröße bzw. ein anderes Kornband besitzen. Zum Beispiel kann der eine Mischungsanteil eine Korngröße von 0,008 bis 0,015 mm und der andere Mischungsanteil eine Korngröße von 0,015 bis 0,03 mm besitzen.

Die Schichtdicke einer erfindungsgemäße Siliziumschicht beträgt wahlweise 0,005 bis 0,02 mm.

Der Zustand des Siliziumdioxids in der Schicht ändert sich bei Erwärmung.

Bei einer Zustandsänderung mit Überschreitung eines höheren Umwandlungspunktes wird Energie aufgenommen und ggfs. gespeichert. Die Energie wird der Umgebungswärme oder einer elektrischen Ladung des Umfeldes entnommen. Dies wird im folgenden als höherer Zustand bezeichnet. Im höheren Zustand verbessern sich einige gewünschten Isolierungseigenschaften des Siliziumdioxids. Das heißt, unter Wärmebelastung und Strombelastung wird die Siliziumdioxidschicht noch besser, während sich herkömmliche Beschichtungen, die nur aus Thermoplasten bestehen, verschlechtern.

Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Isolierung nicht toxisch, so daß die Handhabung problemlos ist, desgleichen die Verlegung im Erdreich.

Auch beim Schweißen sind keine nachteiligen Folgen für die Rohrverleger oder für die Umwelt oder für das Stahlrohr zu erwarten, wenn die Siliziumdioxidschicht der Schweißwärme ganz oder teilweise ausgesetzt wird.

Die Siliziumdioxid bleibt bis zum Schmelzpunkt stabil, der bei reinem Siliziumdioxid bei 1700 Grad Celsius liegt.

Weitere Vorteile ergeben sich durch die Trocknung des Siliziumdioxids. Aufgrund entsprechenden Trocknungsgrades reduziert sich ein möglicher Volumenschrumpf. Vorzugsweise wird die Trocknung so weit getrieben, daß die Volumensvergrößerung bei einer Zustandsänderung bzw. Änderung der Konfigurationsstufe den Schrumpf stets überwiegt. Die Volumensvergrößerung erfolgt bei 117 bis 119 Grad Celsius und bei 200 bis 250 Grad Celsius

Durch den vernachlässigbaren Schrumpf werden Spannungen vermieden.

Ganz besondere Vorteile ergeben sich gegenüber der Belastung der Isolierung aus Bremsströmen bzw. Streuströmen. Die Siliziumdioxidschicht hat nämlich eine ähnliche Dielektrizitätsgröße wie PE. Dadurch wird in dieser Hinsicht die bisherige Isolierung wesentlich gesteigert, wobei die Standzeit der Siliziumschicht wesentlich länger als die Standzeit von PE oder anderem Kunststoff ist.

Im Vergleich zu einem Schichtenschutz gemäß dem älteren Vorschlag nach der EP138289A2 ergeben sich mit einer Siliziumdioxid/Titandioxidschicht folgende Aushärtetemperaturen und Härtezeiten.

Für die Nachisolierung ist es von Vorteil, die Rohrenden mit der Nachisolierung auf größerer Länge zu überlappen. Das gilt besonders für geringere Aushärtetemperatur. Die Überlappung kann zum Beispiel 50 bis 300 mm Länge je Rohrende besitzen.

Die Schrumpfmuffe übergreift in der Isolierstellung beide miteinander verbundene Rohrenden. Dabei erstreckt sich die Schrumpfmuffe vorzugsweise bis über den beim Abisolieren stehen gebliebenen EP-Streifen auf die vom Abisolieren unberührte Rohrisolierung.

Die Anwendung der Schrumpfmuffe beschränkt sich bisher nur auf gerade Rohrverbindungen Für Abzweigungen gibt es keine Schrumpfmuffen.

Vorzugsweise ist für Abzweigungen eine Schrumpfmuffe vorgesehen, welche zumindest teilweise der Abzweigung angepaßt ist. Die Anpassung kann verschieden erfolgen:

Wahlweise wird dabei eine Schrumpfmuffe verwendet, die entsprechend groß ist und an der Stelle der Abzweigung mit einer Öffnung versehen ist, so daß die Schrumpfmuffe über die Abzweigung gezogen werden kann und die Abzweigung nach dem Schrumpf durch das Loch hindurch ragt. Dadurch erleichtert sich die Isolierung schon wesentlich. An der Abzweigung kann in herkömmlicher Wicklung ein Anschluß der Isolierung an die Schrumpfmuffe erfolgen.

Die montierte Abzweigung kann danach gleichfalls mit einer als Schrumpfteil ausgebildeten Kappe oder dergleichen umschlossen werden.

Wahlweise wird eine T-förmige Schrumpfmuffe verwendet, die an der Stelle der Abzweigung nicht nur das Loch sondern zusätzlich einen der Abzweigung bzw. dem Anschweißfitting nachgebildeten Rohrstutzen aufweist. Die Schrumpfmuffe wird wie die zuvor erläuterte Schrumpfmuffe gehandhabt, kann aber sowohl die Erdgasleitung als auch die. Abzweigung umschließen.

Wahlweise umfaßt die Schrumpfmuffe auch nur die Abzweigung. Dann kann in herkömmlicher Wicklung mit Isolierungsbändern ein Anschluß der Isolierung an das Leitungsrohr erfolgen.

Sofern die Abzweigung beim Neubau der Erdgasleitung geplant ist, kann die Schrumpfmuffe auf das entsprechend vorbereitete Stahlrohr der Erdgasleitung gezogen werden. In anderen Ausführungsformen wird die Schrumpfmuffe aus Teilen zusammengesetzt und/oder überlappend um das Stahlrohr verlegt.

Wie oben beschrieben, erfolgt die Vorbereitung der Erdgasleitung durch Einbringen einer Öffnung in die Stahlleitung und durch Anschweißen eines Stahlflansches für die Abzweigung. Vorzugsweise erfolgt vor dem Schweißen und nach dem Schweißen eine Reinigung der Schweißflächen. Eine vorteilhafte Reinigung erfolgt mit Stahlstrahlung. Die Stahlstrahlung unterscheidet sich von der Sandstrahlung durch die Verwendung von Stahlkugeln anstelle von Sand.

Die Schrumpfmuffe wird anschließend über die Abzweigung und über die Schweißstellen gezogen und geschrumpft. Vorteilhaft ist, wenn die Schrumpfmuffe sich mit der Kunststoffisolierung überlappt. Das Überlappungsmaß beträgt vorzugsweise mindestens 10mm und vorzugsweise höchstens 50mm. Das Überlappungsmaß wird bei schräg verlaufenden oder bogenförmig verlaufenden Schnitten in der Kunststoffisolierung vom Schnittrand am Außenmantel an gerechnet.

Alternativ kann die Schrumpfmuffe vor dem Verschweißen über die Abzweigung geschoben werden. Zum Verschweißen der Rohrstöße werden die Enden der Schrumpfmuffe zurückgeschoben, um eine Beschädigung durch Schweißen zu verhindern. Nach dem Verschweißen können die Schrumpfenden wieder vorgeschoben werden und kann der Schrumpf beginnen.

Wahlweise ist auch ein Schweißen der Rohrenden unter der Schrumpfmuffe möglich. Dazu sind die Schrumpfmuffen dann mit Abstandshaltern oder Spreitzern versehen. Der Abstandshalter und Spreitzer gewährleistet während der Erwärmung der Schweißflächen einen ausreichenden Abstand der Schrumpfmuffe, um eine Beschädigung durch die Schweißwärme zu vermeiden. Günstig ist dabei eine Elektroschweißung, weil die Elektroschweißung sehr viel geringe Wärmebelastungen für die Umgebung frei setzt.

Die Schrumpfmuffen können einstückig sein oder aus einem oder mehreren Teilen zusammengesetzt werden.

Wahlweise können auch mehrere Schrumpfmuffen zu einer Gesamtschrumpfmuffe zusammengesetzt werden. Dabei ist vorzugsweise eine schlauchartige Schrumpfmuffe vorgesehen, die an der Erdgasleitung in Leitungslängsrichtung den gesamten Nachisolierungsbereich überdeckt. Vorzugsweise ist zusätzlich eine Überlappung der schlauchartigen Schrumpfmuffe mit der Kunststoffisolierung auf den Rohren vorgesehen. Die Überlappung beträgt vorzugsweise mindestens 10 mm und vorzugsweise höchstens 50 mm.

Im Bereich der Abzweigung ist die Schrumpfmuffe in der oben beschriebenen Form gelocht. Diese Schrumpfmuffe wirkt vorzugsweise mit einer weiteren topfartig ausgebildeten Schrumpfmufee zusammen, die über den Anschlußflansch oder Anschlußstutzen der Abzweigung gezogen werden kann und mit der anderen Schrumpfmuffe verbunden werden kann. Dabei kann die topfartige Schrumpfmuffe einen Kragen besitzen, mit dem sie unter die andere Schrumpfmuffen greifen kann oder auf der anderen Schrumpfmuffe aufliegen kann.

Vorzugsweise findet eine Klebeverbindung zwischen der Schrumpfmuffe und der Erdgasleitung bzw. mit der Abzweigung statt. Der Kunststoff der Schrumpfmuffe kann so gewählt werden, daß ohne Hilfsmittel eine Klebefähigkeit, ggfs. erst nach Erwärmung eine Klebefähigkeit entwickelt.

Vorzugsweise ist die Schrumpfmuffe innenseitig mit einer Kleberschicht versehen. Es handelt sich um einen Schmelzkleber.

Die einstückige Ausbildung ist günstig für einen Neubau von Erdgasleitungen.

Bei nachträglichem Anbringen einer Abzweigung kann die Anbringung einer Schrumpfmuffe einfacher werden, wenn die Schrumpfmuffe aus einem oder mehreren Teilen um die Abzweigung herum zusammen gesetzt wird. Die Schrumpfmuffe kann an den Nahtstellen verschweißt oder verklebt oder auch mechanisch verbunden werden. Darüber hinaus ist es von Vorteil, eine Verklebung der Schrumpfmuffen oder von Schrumpfmuffenteilen mit dem Stahlleitungsrohr bzw. mit dessen Isolierung oder eine Verklebung mit der Abzweigung bzw. mit dessen Isolierung vorzusehen. Durch die Verklebung werden die Schrumpfmuffen schließend zur Anlage an die korrosionsgefährdeten Flächen des Leitungsrohres gebracht. Dadurch wird die Luft an den Flächen des Leitungsrohres verdrängt, von der die Korrosionsgefahr ausgeht.

Die Schrumpfmuffenteile können Schlauchstücke und/oder Manschetten und/oder Hauben und/Kappen und/oder Stutzen oder dergleichen sein.

Wahlweise werden die Schrumpfmuffen noch zusätzlich durch bekannte Klebestreifen gesichert.

Die Schrumpfmuffe besteht vorzugsweise aus Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP) oder einer Kunststoffmischung mit wesentlichen PE- und/oder PP-Mischungsanteilen. Das Polyethylen besitzt eine vorzugsweise eine Dichte von mindestens 0,926 Gramm pro Kubikzentimeter. Das gleiche gilt für die das Polypropylen.

Polyethylen hat in der Bundesrepublik Deutschland eine vorgeschriebene Mindestdicke von 1 mm im aufgeschrumpften Zustand und ist vorzugsweise an der Berührungsfläche mit dem Stahlrohr bzw. an der Berührungsfläche mit der Abzweigung verklebbar. In anderen Ländern finden sich andere Regelungen, denen die Dicke der Schrumpfmuffe angepaßt wird. Wo keine Regelung besteht, ist vorzugsweise eine Mindestdicke von 1 mm vorgesehen.

Die Klebefähigkeit kann sich auf Schrumpfmuffenteile beschränken. Wahlweise ist nur der mit dem Anschlußflansch bzw. Anschlußstutzen korrespondierende Schrumpfmuffenteil klebefähig.

Bei der Klebung kann ein zusätzlicher Kleber zum Einsatz kommen. Vorzugsweise ist die Schrumpfmuffe aber selbst klebend, insbesondere nach Erwärmung auf Schrumpftemperatur. Die Erwärmung erfolgt wahlweise mit Warmluft. Die Warmluft kann elektrisch oder durch Verbrennung oder mit einer anderen Heizeinreichtung erzeugt werden. Vorzugsweise wird eine offene Flamme an der Kunststoffisolierung vermieden. Die Erwärmung kann auch durch Strahlung oder durch Berührung mit anderen Heizmitteln erzeugt werden.

Die Erwärmung wird vorzugsweise mit einer Temperaturanzeige kontrolliert. Besonders günstig sind Materialien, deren Farbe bei Erreichen der gewünschten Temperatur umschlägt. Vorzugsweise werden dabei organische Farbstoffe mit Großmolekülen verwendet. Dem liegt folgender Vorgang zugrunde:

Bei Erreichen der Temperaturgrenze in Anwesenheit von Sauerstoff wird das Großmolekül gespalten. Es entsteht ein Substitutionsprodukt mit anderen Farben. Solche Temperaturgrenzen können z.B. bei 45 Grad Celsius oder 80 Grad Celsius liegen.

Die Farbänderungen erfolgen z.B. von gelb nach rot und violett oder von violett über grün nach gelb.

Solche organischen Farben sind wegen ihrer Instabilität sonst wirtschaftlich unbedeutend. Wahlweise findet eine instabile Farbschicht aus Anwendung, deren Instabilität bei 40 bis 80 Grad Celsius liegt.

Wahlweise besteht die instabile Farbschicht aus einem Polyisobuthylen. Je nach Beschaffenheit des Polyisobuthylens ist die Instabilitätstemperatur anders. Im wesentlichen ist dabei das Molekulargewicht (Mol-Gew) maßgebend. Das Molekulargewicht (auch als Molekularmasse bezeichnet) ist die Masse eines Moleküls, bezogen auf das Kohlenstoff Isotop 12C. Vorzugsweise werden Mischungen mit mindestens einem Polyisobuthylen und einem Polyisobuthylen anderen Molekulargewichts verwendet. Dabei ist der Abstand beider Gewichte mindestens 10.000 D (Einheit Dalton), vorzugsweise mindestens 30.000 D und noch weiter bevorzugt mindestens 50.000 D. Dabei kann das eine Polyisobuthylen so gewählt werden, daß seine Instabilitätstemperatur unterhalb der Schrumpftemperatur liegt, während die andere Instabilitätstemperatur so ausgewählt werden kann, das seine Instabiltätstemperatur über der Schrumpftemperatur an der Grenze der Warmfestigkeit des PE liegt. Es kann auch ein Polyisobuthylen mit einer Instabilitätstemperatur gewählt werden, die anderen Funktionen genügt. Desgleichen kann eine Buthylkautschuk-Grundsubstanz als instabiler Farbträger verwendet werden.

Wahlweise kann die Farbschicht zugleich eine Klebeschicht bilden.

Im Schadensfall kann die Muffe geöffnet und kontrolliert werden, ob die erforderlichen Temperaturen eingehalten worden sind und ob eine ausreichende Dichtwirkung entstanden ist.

Bei Leckagen hat der Luftsauerstoff Zutritt zu dem Schmelzkleber. Desgleichen ist bei mangelnder Spülung ein Restsauerstoff im Bereich des Schmelzklebers vorhanden und kann in Reaktion mit dem Sauerstoff eine Farbänderung entstehen, welche die Undichtigkeit anzeigt. Hier ist die Auslegung der Instabilitätstemperatur auf die Schrumpfungstemperatur bzw. auf die Temperatur des Spülgases zweckmäßig.

Zum Beispiel entsteht eine Farbschicht, die zugleich Klebeschicht ist, durch Zumischung von Hartparaffin und Balsamharz. Eine geeignete Mischung kann swie folgt zusammengesetzt sein:

Polyisobuthylen (50.000 Mol.Gew) mit 30 bis 70 Gew%

Polyisobuthylen (10.000 Mol.Gew) mit 30 bis 55 Gew%

Hartparaffin (mit einem Schmelzpunkt von 80 Grad Celsius) mit 10 Gew%

Balsamharz (Kolophonium mit einem Schmelzpunkt von 105 Grad Celsius) mit 5 Gew%

Die oben beschriebenen Gew% beziehen sich auf die Gesamtmischung.

In der Mischung bildet das Hartparaffin ein Gleitmittel.

Das Balsamharz erhöht die Haftwirkung des Klebers.

Mit der oben beschriebenen Mischung lassen sich Haftwerte erreichen, wie sie in DIN-EN 10285 für einen 3-Schichtenschutz gefordert werden.

Es können auch Schrumpfmuffen mit Kaltklebefähigkeit eingesetzt werden. Dann fällt die Gefahr von Schäden aus übermäßiger Erwärmung weg.

Bei Kaltklebefähigkeit werden die Schrumpfmuffen vor dem Einsatz mit einer Trennfolie/Schutzfolie an den Klebeflächen versehen, die bei dem Einsatz entfernt wird.

Im übrigen ist beim Setzen der Schrumpfmuffen von Vorteil, wenn der Innenraum zwischen Schrumpfmuffen und Stahlrohr bzw. Abzweigung vor dem Schrumpf evakuiert und/oder während des Schrumpfes mit einem Gas inertisiert wird.

Bevorzugtes Inertisierungsmittel ist trockenes Stickstoffgas. Vorzugsweise wird die Luft mit dem Inertgas bzw. Schutzgas ausgespült.

Durch Evakuieren und/oder Spülen wird verhindert, daß die Schrumpfmuffe Korrosionspartner des Stahles einschließt. Korrosionsgefahr geht dabei besonders von Luft aus.

Zur Kontrolle ausreichender Spülung kann in das austretende Spülgas eine offene Flamme gehalten werden. Bei Erlöschen der Flamme kann von einer ausreichenden Spülung ausgegangen werden.

Wahlweise wird der oben beschriebene Spülvorgang mit der Erwärmung der Schrumpfmuffe kombiniert. Dazu wird das Spülgas vor dem Eindringen auf die Schrumpftemperatur erwärmt. Das kann z.B. mit Hilfe eines geeigneten, beheizten Wärmetauschers erfolgen, durch den das Spülgas hindurchgeleitet wird. Die Beheizung des Wärmetauschers kann wie oben beschrieben erfolgen.

Wahlweise wird die Schrumpfung gesteuert, so daß z.B. zuerst an den Muffenenden eine Schrumpfung einsetzt und die Schrumpfung sich dann zur Muffenmitte hin fortsetzt.

Oder es wird die Schrumpfung so gesteuert, daß die Schrumpfung erst in der Muffenmitte einsetzt und sich dann zu den Muffenenden fortsetzt.

Oder es wird die Schrumpfung so gesteuert, daß sie an einem anderen Punkt einsetzt und sich in andere Richtungen fortsetzt.

Die Steuerung kann dadurch erleichtert werden, daß an der Schrumpfmuffe mehrere Zuleitungen und/oder mehrere Ableitungen für das erwärmte Spülgas vorgesehen sind, so daß das erwärmte Spülgas zunächst an den Stellen eingetragen werden kann, an denen der Schrumpfvorgang beginnen soll, und daß das erwärmte Spülmittel anschließend an den Stellen zugeleitet werden kann, an denen der Schrumpfvorgang mit Verzögerung einsetzen soll.

Günstig ist, wenn zu den verschiedenen Zuleitungen und/oder Ableitungen verschiedene Leitungen führen, in den Schieber angeordnet sind, mit denen eine schnelle und einfache Umleitung des erwärmten Spülgases stattfinden kann.

Die Steuerung des Schrumpfvorganges kann auch ganz oder teilweise durch unterschiedliche Erwärmung bzw. unterschiedlich warmes Spülgas bewirkt werden.

Bei einer Temperaturregelung an dem für die Erwärmung des Spülgases vorgesehenen Wärmetauscher kann die oben beschriebene Anwendung eines Temperaturanzeigers an der Schrumpfmuffe entbehrlich machen. Unabhängig davon behält das Farbmaterial als Dokumentation richtigen Schrumpfens eine wesentliche Bedeutung, wenn ein Farbmaterial verwendet wird, das nach Überschreiten der Instabilitätsgrenze nicht mehr die ursprüngliche Farbe annimmt, wenn es sich wieder abkühlt.

Zum Spülen sind entsprechende Eintrittsöffnung und Austrittsöffnungen an den Schrumpfmuffen vorgesehen. Die Öffnungen zum Spülen können an entfernten Stellen angeordnet sein. Die Öffnungen können auch in geringer Entfernung angeordnet werden. Vorzugsweise finden sich Eintrittsöffnung am untersten Umkehrpunkt bzw. an der Unterseite der Schrumpfmuffe und die Austrittsöffnungen am höchsten Einbaupunkt bzw. am Scheitel der Schrumpfmuffe. Soweit die Abzweigung den höchsten Punkt oder untersten Punkt bildet, ist dort eine Austrittsöffnung bzw. eine Eintrittsöffnung an der Schrumpfmuffe vorgesehen.

Bei liegender Abzweigung sind die Öffnungen wahlweise an dem zur Abzweigung gehörigen Schrumpfmuffenteil und/oder an dem zur Erdgasleitung gehörigen Schrumpfmuffenteil vorgesehen.

Günstig ist, wenn durch den Schrumpf der Schrumpfmuffe und wahlweise durch zusätzliches Andrücken der Schrumpfmuffen bzw. Schrumpfmuffenteile das eingeschlossene Gas ausgetrieben wird. Durch Evakuieren der Schrumpfmuffe bzw. durch Evakuieren des Zwischenraumes zwischen der Schrumpfmuffe und dem Leitungsrohr bzw. des Zwischenraumes zwischen der Schrumpfmuffe und der Abzweigung kann der aus anstehende Luftdruck zum Andrücken genutzt werden. Ein durch Unterdruck von 0,7 bis 0,9 bar entstehender äußerer Druck bewirkt eine sichere Anlage der Schrumpfmuffe an der Abzweigung.

Vorteilhafterweise kann die Dichtwirkung der Schrumpfmuffe, insbesondere die Dichtwirkung an den Manschetten/Stutzen-Enden der Schrumpfmuffe durch fortdauerndes Anliegen eines Unterdruckes kontrolliert werden. Dabei kann von einer ausreichenden Dichtwirkung ausgegangen werden, wenn der angeliegende Unterdruck sich ohne fortschreitende Saugung nicht mehr als ein zulässiges Maß verändert. Das zulässige Maß läßt sich mit wenigen Versuchen bestimmen.

Der Anschluß für die Spülgasleitung und/oder für das Evakuieren kann durch geeignete Rohrstutzen gebildet werden. Günstig sind Rohrstutzen an der Schrumpfmuffe, die eine Klemmverbindung oder auch eine Schraubverbindung erlauben. Solchermaßen vorbereitete Anschlüsse verkürzen die Arbeitszeit für die Schrumpfverbindung erheblich, so daß ihr baulicher Aufwand weit überkompensiert wird.

Für den Anschluß der Spülgasleitung können auch einfache Öffnungen an den Schrumpfmuffen vorgesehen sein. In die Öffnungen können die Spülgasleitungen gesteckt werden.

Desgleichen können die Evakuierungsleitungen mit geeigneten Öffnungen in den Schrumpfmuffen zusammen wirken.

Wahlweise handelt es sich bei den Öffnungen auch um Schlitze.

Nach dem Spülen und/oder Evakuieren werden die Stutzen, Öffnungen und dergleichen geschlossen, um ein Eindringen von Korrosionspartnern zu verhindern.

Bei den beschriebenen Stutzen läßt sich ein Verschluß ebenso leicht und schnell bewirken wie beim Anschluß der Leitungen.

Bei den Öffnungen, auch bei den Schlitzen, sind vorzugsweise geeignete Lappen an den Schrumpfmuffen vorgesehen, mit denen sich die Öffnungen abdecken lassen. Die Lappen werden dann auf den Öffnungen verklebt oder verschweißt.

Mit den Lappen und Schlitzen entsteht an den Schrumpfmuffen eine Bauweise, die einem Briefverschluß ähnlich ist.

Vorzugsweise werden die Stutzen und die Schlitze vor dem Schließen mit einem Dichtmittel gefüllt. Besonders geeignete Dichtmittel sind dabei Kleber.

Die Qualität und Wirtschaftlichkeit bestimmen die Nachisolierung. In dem Rahmen sind Dichte und Erweichungspunkt des gewählten PE- oder PP der Stahlrohrisolierung maßgebend. Das gleiche gilt für die Aushärtungstemperatur und Aushärtungszeit des ausgewählten EP(Epoxidharz)-Pulvers in der Anwendung. Die Qualität des EP-Pulvers in der Glasübergangstemperatur ist für den vorgesehenen Einsatz entscheidend bzw. bestimmt den Unterrostungsweg an Schnitt- oder Verletzungskanten im EP und den damit verbundenen Widerstand gegen Streuströme und den Boden-Chemie-Angriff.

Die Qualität der Nachisolierung bestimmt die Nutzungszeit des gesamten Rohrsystems.

Über der EP-Schicht liegen die weiteren Schichten PE-Kleber und PE/PP bzw. anderen Thermoplasten. Als andere Thermoplaste kommen z.B. LDPE (PE geringer Dichte), MDPE und HDPE (PE hoher Dichte) in Betracht.

Aus dem Gesamtsystem ergibt sich die Dichtungswirkung der Isolierung gegen

Wasser, Sauerstoff und Kohlendioxid sowie gegen

Mechanische Belastungen aus Erdbewegungen, Grundwasser und Verkehrslasten und

Bemerkenswert ist der hohe Widerstand gegen Streuströme im Erdreich. Die vorgeschlagenen Siliziumdioxidschichten und Titandioxidschichten bewirken ein hohes Dielektrikum.

Als besonders günstig haben sich EP-Pulver mit einem Aushärtungsbereich von 130 bis 200 Grad Celsius, vorzugsweise 160 bis 180 Grad Celsius, erwiesen. Die Aushärtungszeit verringert sich mit zunehmender Aushärtungstemperatur. Während bei 130 Grad Celsius noch mit 30 min Aushärtungszeit gerechnet werden kann, verringert sich die Aushärtungszeit bei 150 Grad Celsius Aushärtungstemperatur auf 10 min. Bei 160 Grad Celsius kann eine Aushärtungszeit von 5 min ausreichend sein, bei 180 Grad Celsius eine Aushärtungszeit von 2 min.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

1 zeigt im Ausschnitt eine Erdgasleitung 200 aus Stahlrohr mit einer Kunststoffisolierung. Die Einzelheiten sind in 6 dargestellt. Dort ist das Stahlrohr mit 1 bezeichnet, die Kunststoffisolierung mit 3. Die Kunststoffisolierung 3 besteht aus einer Schicht 3a aus PE und aus einer Schicht 3b aus Epoxidharz (EP) innen am Stahl und einer Hartkleberschicht 3c.

  • 1. Der oben beschriebene Haftkleber besteht vorzugsweise aus Polyisobuthylen mittleren Molekulargewichtes von etwa 50.000 D oder etwa 10.000 D oder aus Mischungen von Materialien dieser Molekulargewichte. Ferner besteht der Haftkleber aus Hartparaffin zum besseren Gleiten (Verteilen) während der Herstellung der Schrumpfmuffe und während der Nutzung. Darüber hinaus ist Balsamharz ein Bestandteil des Haftklebers. Der Balsamharz dient der Erhöhung der Haftwirkung.

    Die Mischung kann die oben beschriebenen unterschiedlichen Anteile aufweisen. Im Ergebnis ist die erfindungsgemäße Schrumpfmuffe im Temperaturbereich von minus 30 Grad Celsius bis plus 50 Grad Celsius voll einsetzbar. Bei sorgfältiger Verarbeitung ist keine Kantenunterrostung der 3-Schichtenschutz-Enden auf dem Leitungsrohr zu fürchten.

    Die Kleberschicht hat vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,15 bis 0,25 mm und wird auf die Innenseite der Schrumpfmuffe aufgetragen und durch Wärmezuführung aktiviert. Die Wärmezuführung kann von außen und/oder von innen erfolgen, bevorzugt mit Warmluft bzw. erwärmtem Inertgas oder durch elektrische Beheizung. Durch die Erwärmung wird der Schmelzkleber plastifiziert und entwickelt der Schmelzkleber seine Haftwirkung.

Im übrigen ist es günstig, wenn Rohre mit einer PE-Außenschicht mit oxidationshemmenden Stabilisatoren und mit einem Rußanteil verwendet werden. Die Isolierung dieser Rohre ist in sehr viel größerem Umfang UV-beständig, so daß übliche längere Lagerungen der Rohre der Isolierung wesentlich weniger schaden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

1 zeigt im Ausschnitt eine Erdgasleitung 200 aus Stahlrohr mit einer Kunststoffisolierung.

2 zeigt einen Schichtenaufbau der Isolierung auf dem Stahlrohr, wobei Silizizumdioxid und/oder Titandioxid optional an verschiedenen Stellen vorgesehen sind.

Dabei ist mit 9 die Wandung des Stahlrohres bezeichnet, mit 8 eine unmittelbare Schicht aus Siliziumdioxid auf dem Stahlrohr, mit 7 eine Schicht aus einer Mischung von Siliziumdioxid und EP, mit 6 die übliche EP-Schicht, mit 5 eine Siliziumdioxidschicht, mit 4 ist eine Schicht aus einer Mischung von Kleber und Siliziumdioxid, mit 3 eine herkömmliche Kleberschicht, mit 2 eine Schicht aus Siliziumdioxid und mit 1 eine herkömmliche PE-Schicht.

Die Glasübergangstemperatur ist in der 3 anhand von Thermoplasten und Duromeren dargestellt. Die Temperaturabhängigkeit ist anhand der Änderungen des E-Moduls mit zunehmender bzw. abnehmender Temperatur dargestellt.

Der Glasübergangsbereich bildet sich im Bereich b aus.

Die Glasübergangstemperatur Tg liegt dort, wo die beiden Kurven sich im Bereich b am nächsten kommen.

4 zeigt ein Zustandsdiagramm des Siliziumdioxids.

5 zeigt eine Auftragvorrichtung für pulverförmige Beschichtungsbestandteile für das Nachisolieren.

Die Auftragvorrichtung besitzt ein Gehäuse, das aus einem äußeren Rohr 202 und einem Inneren Rohr 203 besteht. Das innere Rohr 203 besitzt an jedem Ende einen nach außen weisenden Kragen. Einer der Kragen ist mit einer Außenverzahnung 205 versehen. Das äußere Rohr 202 besitzt an jedem Ende gleichfalls einen Kragen. Die Kragen weisen nach innen und umfassen die Kragen des Enden des inneren Rohres mit einem ausreichenden Spiel für eine Drehbewegung des inneren Rohres in dem äußeren Rohr. Dabei hintergreift das äußere Rohr 202 die Innenwand des inneren Rohres 203 mit Ringen 208. Die Ring 208 werden in der dargestellten Stellung der Rohre 202 und 203 angeschraubt.

Die Bewegung des inneren Rohres wird mit Hilfe eines Motors 207 erreicht, der in einem Kragen des äußeren Rohres 202 angeordnet ist und mit seiner Motorwelle durch den Kragen hindurch ragt. Auf dem freien Ende der Motorwelle sitzt ein Zahnradritzel 206, das mit der Verzahnung 205 des inneren Rohres 203 kämmt.

Durch Betätigung des Motors 207 kann der innere Ring 203 in dem äußeren Ring in jede gewünschte Richtung gedreht werden.

Die beiden Ringe 202 und 203 umschließen einen Ringraum.

In den Ringraum führt eine Zuleitung 210, durch die pulverförmiges Beschichtungsmittel, insbesondere EP oder Siliziumdioxid oder Titandioxid mittels Druckluft oder Stickstoffgas oder eines anderen Trägergases eingetragen wird.

Dieses Beschichtungsmittel wird durch Düsen 204 im inneren Rohr 203 gegen eine Nachisolierungsfläche ausgetragen. Die Breite der Auftragvorrichtung entspricht der Breite der Nachisolierungsfläche. Im Ausführungsbeispiel ist die Breite der Nachisolierungsfläche der Breite der Auftragvorrichtung angepasst worden. Das wird durch Einmessung der Schneidkanten am außen liegenden Kunststoffmantel erreicht, die das Abisolieren einleiten. In anderen Ausführungsbeispielen wird die Auftragsvorrichtung angepasst, indem die überschüssigen Düsen verschlossen werden. Das wird in verschiedenen Ausführungsbeispielen durch Abdecken mit Ringen oder anderen Mitteln erreicht.

Beim Auftragen des Beschichtungsmittels entweicht das überschüssige Trägergas durch den Zwischenraum 209 entlang der dem Rohr.

Die Diesen 204 sind auf einer in axialer Richtung verlaufenden Reihe angeordnet. Die Düsen 204 sind gleichmäßig verteilt. In anderen Ausführungsbeispielen sind die Düsen ungleichmäßig verteilt. Es kommt auch eine Verteilung der Düsen 204 auf einer Fläche vor.

Die Nachbehandlungsfläche befindet sich an einer Schweißstelle 211 einer Rohrleitung 201. Die Schweißstelle ist durch Zusammenfügen zweier Rohrenden entstanden. Die Rohrenden sind in der oben beschriebenen Form abisoliert. Die Auftragvorrichtung überspannt genau die abisolierte Fläche, so dass dort aufgrund der Drehung des inneren Rohres umlaufend eine gewünschte Beschichtung für eine Nachisolierung entsteht.

Das äußere Rohr des Gehäuses kann dabei ortsfest angeordnet sein.

Öffnungen 264 des inneren Rohres erlauben einen Durchtritt des aufzutragenden Materials gegen die Nachisolierungsfläche der Rohrleitung 201.

Die Öffnungen 264 sind im Ausführungsbeispiel nach 6 rautenförmig angelegt. Zwischen den einzelnen Öffnung bestehen Stege 215. Aufgrund der Form der Öffnungen ist sichergestellt, dass die Stege 215 des inneren Rohres die Beschichtung nicht stören. In anderen Ausführungsbeispielen sind anders geformte Ausnehmungen, rund und/oder eckig vorgesehen. Wichtig sind minimierte Stege 215 und deren Verlauf quer zur Drehrichtung.

Der Vorteil des mechanischen Wirbelbettes ist, dass im Idealfall ganz auf die Druckluft oder Stickstoffgas oder ein anderes Trägermittel verzichtet werden kann, mit dem im Ausführungsbeispiel nach 5 gearbeitet wird. Zumindest kann die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases ganz erheblich verringert werden. Vorzugsweise wird die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases mindestens auf das Maß verringert, dass notwendig ist, um die Beschichtungspartikel mit dem Trägergas aus eines Vorratsbehälters durch die Leitung 210 in den Ringraum zu führen.

Sofern der Vorratsbehälter unmittelbar auf dem äußeren Gehäuse angeordnet ist, ist es möglich, ganz ohne Trägergas zu arbeiten. Dabei können die Beschichtungspartikel über eine Dosiereinrichtung wie zum Beispiel eine Zellenradschleuse in den Ringraum eindosiert werden.

Für die Beschichtung ist die Reduzierung des Trägergases von erheblicher Bedeutung, weil sich entsprechend der Reduzierung der Menge an Trägergas auch das Problem der Entsorgung des Trägergases aus dem Raum oberhalb der Beschichtungsfläche reduziert.


Anspruch[de]
  1. Isolieren, Neuisolieren und Nachisolieren,

    von Stahlrohren Abzweigen und Sonderbauteilen für Rohrleitungen mit einem Kunststoffmantel,

    insbesondere für Ergasleitungen,

    wobei ein Epoxidharz und thermoplastischer Kunststoff, bevorzugt Polyäthylen oder Polypropylen, Verwendung finden,

    und

    zwischen dem Kunststoffmantel und dem Stahlrohr mindestens eine Schicht vorgesehen ist, die ganz oder teilweise aus Partikeln besteht, die mechanisch aufgetragen werden,

    dadurch gekennzeichnet,

    daß die Partikel aufgestreut

    oder

    die Partikel mit einem Trägergas gegen die zu beschichtende Fläche geschleudert werden.
  2. Isolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Kunststoffmantel durch Auftragen eines Pulvers hergestellt wird.
  3. Isolierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxidharzschicht in mehreren Stufen wärmebehandelt wird.
  4. Isolierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeinhalt weiterer Schichten für das Aushärten der Epoxidharzschicht genutzt wird.
  5. Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer Auftragvorrichtung um die Isolierungsstelle herum ein Ringraum erzeugt wird, wobei der Ringraum isolierungsseitig ein umlaufendes oder hin- und hergehend bewegtes und mit Düsen versehenes Rohr besitzt und die Beschichtungspartikel mit einem Trägergas durch die Düsen gegen die zu beschichtende Fläche geschleudert werden
  6. Isolieren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung des Ringraumes ein inneres Rohr und ein äußeres Rohr verwendet werden, deren Zwischenraum abgedichtet ist und aus einer Zuleitung mit einem Trägergas und den Beschichtungspartikeln beaufschlagt wird, wobei das innere Rohr mit den Düsen versehen ist, die gegen die Nachisolierungsfläche gerichtet sind.
  7. Isolieren nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch die Verwendung eines inneren Rohres mit gleichmäßig oder ungleichmäßig auf einer Linie oder auf einer Fläche verteilte Düsen, wobei die Linie oder Fläche gerade und/oder gekrümmt verläuft und/oder wobei die Düsen ganz oder teilweise auf dem Umfang des Rohres verteilt sind und/oder wobei die Düsen aneinander liegen und/oder Abstand voneinander besitzen und/oder wobei die Düsen Sieböffnungsweite besitzen.
  8. Isolieren nach einem der Ansprüche 5 bis 7„ dadurch gekennzeichnet, dass für den Ringraum Rohre verwendet werden, die an den Enden mit Kragen versehen sind und sich mit den Kragen überlappen.
  9. Isolieren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Rohre mit Kragen verwendet werden,

    von denen der Kragen des äußeren Rohres einen Antrieb trägt, der mit einer Welle durch den Kragen hindurch in den Ringraum greift und dort ein Ritzel trägt, und

    von denen der Kragen des inneren Rohres außenseitig eine Verzahnung besitzt, mit der das Ritzel des Antriebes kämmt.
  10. Isolieren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergas nach Abladen der Beschichtungspartikel entweicht.
  11. Isolieren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Gehäuses, dass aus mindestens zwei Teilen besteht und um das zu isolierenden bzw. nachzuisolierende Rohr oder um die Abzweigung oder um das Sonderbauteil herum zusammensetzbar und/oder demontierbar ist.
  12. Isolieren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch das Auftragen von pulverförmigem EP und/oder pulverförmigem Siliziumdioxid und/oder pulverförmigem Titandioxid und/oder von Mischungen davon.
  13. Isolieren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragbreite der Auftragvorrichtung der Breite der Nachisolierungsfläche auf dem Rohr angepasst wird.
  14. Isolieren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Einmessen der Schälkanten an dem Kunststoffaußenmantel beim Abisolieren, das dem Nachisolieren vorausgeht oder durch Veränderung der Auftragbreite der Auftragvorrichtung.
  15. Isolieren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Verschließen der überflüssigen Düsen zum Anpassen der Auftragbreite.
  16. Isolieren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht mit Siliziumdioxid mit einer Dicke von 0,005 bis 0,02 mm erzeugt wird.
  17. Isolieren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumdioxid als Pulver mit einer Korngröße von 0,005 bis 0,03 mm verwendet wird, vorzugsweise in Mischungen mit unterschiedlichen Kornbändern verwendet wird, wobei der eine Mischungsanteil Korngrößen von 0,005 bis 0,015 mm und der andere Mischungsanteil Korngrößen von 0,015 bis 0,03 mm besitzt.
  18. Isolieren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch EP-Pulver mit einer Korngröße kleiner 0,3 mm, vorzugsweise einer Korngröße kleiner 0,1 mm und noch weiter bevorzugt einer minimalen Korngröße von 0,05 mm.
  19. Isolieren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch Siliziumdioxidpulver mit einer Korngröße kleiner 0,02 mm, vorzugsweise einer Korngröße bis 0,01 mm, noch weiter bevorzugt einer minimalen Korngröße von 0,05 mm.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com