<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aussenbeschichtung von Rohren mit Kunststoffen nach dem Pulverschmelzverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei derartigen Beschichtungen ist erforderlich, dass der aufgebrachte Kunststoff sehr fest auf der metallischen Fläche haftet und einen glatten und gleichmässigen Überzug bildet, der eine möglichst einheitliche Stärke an jeder Stelle der Beschichtung aufweist.
Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse das zu beschichtende Rohr mit einem pulverförmigen, auf der erwärmten Werkstückoberfläche schmelzbaren Überzugsmaterial in Berührung zu bringen, das durch einen aufsteigenden, das Überzugsmaterial in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand versetzenden Gasstrom nach der deutschen Patentschrift Nr. 933019 aufgewirbelt wird. Durch Erhöhung des Gasdruckes in der vom Flüssigkeitsauftragen her bekannten Weise wird dabei das schmelzbare Material aus einem Vorratsbehälter heraus um das oberhalb des Vorratsbehälters befindliche Werkstück geleitet, wodurch ein Überzug ausgebildet wird (deutsche Patentschrift Nr. 1172165).
Es ist ferner bekannt, lange Gegenstände, insbesondere Rohre, unter Ausnutzung der Vorteile des Wirbelsinterverfahrens zu überziehen, wobei das zu beschichtende, vorher erhitzte Rohr horizontal durch einen mit seitlichen Ein- und Austrittsöffnungen für den Gegenstand versehenen Wirbelsinterbehälter geführt wird. Oberhalb der Wirbelschicht wird dabei ein unter dem Umgebungsdruck liegender Unterdruck aufrechterhalten (deutsche Auslegeschrift 1571011).
Durch diese bekannten Verfahren gelingt es, Rohre aussen mit einer homogenen Kunststoffschicht beliebiger Stärke zu versehen, die sehr fest auf dem Untergrund haftet.
Allerdings bereitet es Schwierigkeiten, lange Rohre mit geringen lichten Weiten aussen mit einem einheitlich starken Kunststoffüberzug zu überziehen. Rohre geringen Durchmessers sind zwar leicht und schnell zu erhitzen, aber ebenso schnell fliesst die zugeführte Wärme wieder ab, so dass es nicht einfach ist, solche Rohre während des Beschichtungsvorganges mit einer einheitlichen Wärmemenge und damit mit einem überall gleichstarken überzug zu versehen. Es ist ferner schwierig, lange senkrecht angeordnete Rohre mit aufgewirbeltem Kunststoffpulver zu überziehen, weil durch Druckabfall des Wirbelgases die Gefahr besteht, dass zwar in den unteren Teilen des Rohres eine ausreichende Schichtstärke erreicht wird, bei den weiter oben befindlichen Teilen, insbesondere den Rohrenden, jedoch die Teile nicht ausreichend stark beschichtet sind.
Diese Nachteile können durch horizontales Hindurchführen der erhitzten Rohre durch einen Wirbelbehälter weitgehend ausgeglichen werden. Es bereitet jedoch Schwierigkeiten, das Wirbelgefäss jeweils für die verschiedenen Durchmesser aufweisenden Rohre mit geeigneten Abdichtungen zu versehen. Es ist zudem nicht einfach, einen konstanten, unter dem Umgebungsdruck liegenden Unterdruck oberhalb der Wirbelschicht aufrechtzuerhalten.
Der Hauptnachteil dieser und anderer bekannter Schmelzverfahren ist aber darin zu sehen, dass es durch sie nicht möglich ist, gleichmässig starke porenfreie Überzüge in Schichtstärken unter 200, um zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und andere Nachteile zu vermeiden und einen gangbaren Weg aufzuzeigen, Rohre verschiedenen Durchmessers, insbesondere auch Rohre mit geringen Durchmessern auf der Aussenseite mit einem überall gleichstarken, homogenen und glatten, gegebenenfalls unter 200 jU dünnen, Kunststoffüberzug zu versehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man einen mit Kunststoff beladenen turbulenten Luftstrom auf die vorher erhitzte Rohroberfläche aufbläst, den Pulverüberschuss absaugt und die Rohroberfläche gegebenenfalls ein weiteres Mal zur Glättung des aufgesinterten Kunststoffüberzuges erhitzt.
Im Rahmen der Erfindung wird der turbulente Luftstrom vorteilhafter Weise mit einer Kunststoffpulvermenge von 0, 5 bis 50, vorzugsweise 1 bis 5 kg Kunststoffpulver/m3 beladen. Dabei bläst man vorzugsweise den mit Kunststoffpulver beladenen turbulenten Luftstrom tangential zur Rohrachse auf die vorher erhitzte Rohroberfläche auf und entfernt den Pulverüberschuss wieder durch Absaugen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung bläst man den mit Kunststoffpulver beladenen turbulenten Luftstrom mittels einer Ringdüse auf die vorher erhitzte Rohroberfläche auf und entfernt anschliessend den Pulverüberschuss durch Absaugen.
Bevorzugt führt man den mit Kunststoffpulver beladenen Luftstrom im Kreis, wobei man den verbrauchten Pulveranteil laufend durch Zudosieren frischen Kunststoffpulvers ersetzt.
Wird die Glättung des aufgesinterten Kunststoffüberzuges durch einmaliges Erhitzen vor dem Aufblasen des Kunststoffpulvers nicht erreicht, so kann die Rohroberfläche zweckmässig ein weiteres Mal erhitzt werden.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens enthält eine das Rohr umgebende Induktionsspule, einen Beschichtungskopf und einen Vorratsbehälter für das Beschichtungsgut. Sie besteht erfindungsgemäss aus einem Beschichtungskopf, der mit einem tangential angeordneten Einlassstutzen und einem Luftaussaugsteigstutzen versehen ist sowie flexiblen Zu- und Ableitungen für den mit Kunststoff beladenen Luftstrom, einer Pulverdosierung mit Pulversilo, einem Druckgebläse zur Zuführung des Luftstromes sowie einem Zyklon zur Abscheidung des überschüssigen, nicht verbrauchten Pulvers aus dem Luftstrom und dem Sauggebläse zum Absaugen der Luft.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einlassstutzen in einem Winkel von 40 bis 600 zur Rohrachse
<Desc/Clms Page number 2>
angeordnet. Der Beschichtungskopf der Vorrichtung besteht zweckmässig aus einem Gehäuse mit Öffnungen zum Hindurchbewegen des zu beschichtenden Rohres.
Mit gleicher Wirkung kann der Beschichtungskopf auch als Ringdüse ausgebildet und mit einem weiteren Einlassstutzen und einem weiteren Luftabsaugstutzen versehen sein.
Bevorzugt enthält die Ringdüse Leitbleche und besitzt einen Zulaufring und einen Absaugring.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen dargestellt und wird in den folgenden Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 schematisch und beispielsweise eine Vorrichtung zur Aussenbeschichtung von Rohren nach dem erfindungsgemässen Verfahren mit zylindrischem Beschichtungskopf im Schnitt ; Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit einem als Ringdüse ausgebildeten Beschichtungskopf im Schnitt ; Fig. 3 eine komplette Beschichtungsanlage zur kontinuierlichen Aussenbeschichtung von Stahlrohren.
Es bedeuten--l--das zu beschichtende Rohr,--2--die Induktionsspule,--3--den Beschichtungskopf, 4'-Einlassstutzen für den mit Kunststoffpulver beladenen turbulenten Luftstrom, --5, 5'--Luftabsaugstutzen,-6 und 6'-flexible Zu-und Ableitungen für den mit Kunststoffpulver beladenen Luftstrom, --7-- ein Druckgebläse zur Zuführung des Luftstromes, --8-- die Pulverdosierung, --9-- das Pulversilo,--10--ein Zyklon zur Abscheidung des überschüssigen, nicht verbrauchten Pulvers aus
EMI2.1
mitlaufende Säge.
Beispiel l : Gemäss Fig. 1 wird ein zwischen geeigneten Halterungen vertikal eingespanntes 6 m langes Stahlrohr, 25 mm lichte Weite und 2, 5 mm Wandstärke --1-- durch das überziehen einer Induktionsspule - durch Mittelfrequenz von 4000 kHz auf 3200C erwärmt. Auf die mit einer Geschwindigkeit von 3 m/min über das Rohr gezogene Induktionsspule folgt im Abstand von 20 mm ein Beschichtungskopf--3--, der so ausgebildet ist, dass an der der Spule abgewendeten Seite ein tangentialer Einlassstutzen --4-- und an der der Spule zugewendeten Seite ein etwa doppelt so grosser Luftabsaugstutzen--5--angebracht ist. In dem
EMI2.2
MmLuftabsaugstutzen--5--abgesaugt.
Der Zulaufstutzen--4--ist flexibel mit einer Leitung--6-- verbunden, in welche ein Gebläse--7--die erforderliche Luftmenge hineinpresst und in die in der Dosiervorrichtung --8-- aus dem Pulversilo --9-- die erforderliche Polyamid-11-Pulvermenge von 3 kg/m3 eindosiert wird. Der Saugstutzen--4--ist über eine flexible Verbindung--6'--mit dem Zyklon--10--,
EMI2.3
der gleichen Geschwindigkeit von 3 m/min über das Rohr gezogen, wobei auf der erhitzten Rohroberfläche ein porenfreier, fest haftender Kunststoffilm in einer Schichtstärke von 150 mm aufgeschmolzen wird.
Beispiel 2 : Es wird wie bei Beispiel 1 verfahren, nur ist gemäss Fig. 2 der Beschichtungskopf als Ringdüse dergestalt ausgebildet, dass der Pulverluftstrom durch den Zulaufring--12--, in welchen Leitbleche --14-- so eingebaut sind, dass der mit Pulver geladene Luftstrom auf die Rohroberfläche rotierend aufgeblasen wird, und durch den Ringkanal für die Abluft--13--ohne Pulververluste abgesaugt werden kann. Auch bei diesem System wurde ein völlig gleichmässiger, fest haftender und porenfreier Polyamid-11-Überzug in einer Schichtdicke von 300 m erreicht.
Beispiel 3 : Gemäss Fig. 3 wird ein aus einem aufgerollten Stahlband--15--über Verformungsrollen--16--und einer Schweisseinrichtung --17-- kontinuierlich erzeugtes, geschweisstes Stahlrohr--l--mit einer lichten Weite von 20 mm und einer Wandstärke von 2 mm durch eine
EMI2.4
40 m/sec turbulent aufgeblasen, in welchem 5 kg/m3 Polyvinylchlorid-Pulver in einer Körnung von 40 bis 80 mm enthalten sind. Das beschichtete Rohr durchläuft sodann die Kühleinrichtung--19--, in welcher durch einen tangential zur Rohrachse aufgeblasenen kalten Luftstrom das Rohr mit überzug bis auf zirka 500C wieder abgekühlt wird. Durch die mitlaufende Säge--20--wird das Rohr sodann in 6 m lange Stücke zerschnitten.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass es auf eine einfache und wirtschaftliche Weise gelingt, Rohre aussen mit einer homogenen festhaftenden Kunststoffschicht beliebiger Stärke zu versehen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere auch zum Erzielen sehr dünner Überzüge, beispielsweise von 100 bis 150 J1m geeignet.
Durch das Aufblasen eines kontinuierlichen mit Kunststoffpulver beladenen turbulenten Luftstromes ist eine genaue Dosierung des aufzuschmelzenden Pulvers, d. h. der Pulvermenge pro Volumen Luft, möglich, so dass
<Desc/Clms Page number 3>
einheitliche Beschichtungen erhalten werden, wobei Anfang und Ende des Rohres gleichmässig überzogen sind.
Das Verfahren und die zu dessen Durchführung verwendeten Vorrichtungen arbeiten vollkontinuierlich, wobei keine Pulververluste auftreten.
Mit dem Verfahren ist es auch möglich, Rohre mit geringen Durchmessern zu überziehen, wobei von besonderem Vorteil ist, dass die Rohre nicht gedreht zu werden brauchen. Durch die Erhitzung der Rohre mit einer Induktionsspule wird nicht nur eine gleichmässige Vorerhitzung bewirkt, sondern durch das dichte Nachfolgen des Beschichtungskopfes und der sukzessiven Erhitzung wird jeweils eine bestimmte, vorher genau bestimmbare Pulvermenge an das Rohr angefrittet. Die angefrittete Pulvermenge wird dabei kontinuierlich ersetzt.
Die zur Durchführung der Erfindung benutzte Vorrichtung ist einfach konstruiert, arbeitet zeitsparend und erfordert nur einen geringen Grad an Überwachung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Aussenbeschichtung von Rohren mit Kunststoffen nach dem Pulverschmelzverfahren,
EMI3.1
vorher erhitzte Rohroberfläche aufbläst, den Pulverüberschuss absaugt und die Rohroberfläche gegebenenfalls ein weiteres Mal zur Glättung des aufgesinterten Kunststoffüberzuges erhitzt.
EMI3.2
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a process for the external coating of pipes with plastics using the powder melting process and a device for carrying out this process.
With such coatings it is necessary that the applied plastic adheres very firmly to the metallic surface and forms a smooth and uniform coating which has the most uniform possible thickness at every point of the coating.
It is known, in order to meet these requirements, to bring the pipe to be coated into contact with a powdery coating material which melts on the heated workpiece surface and which is whirled up by an ascending gas flow according to German patent specification No. 933019 which puts the coating material in a liquid-like state. By increasing the gas pressure in the manner known from the application of liquids, the fusible material is guided out of a storage container around the workpiece located above the storage container, whereby a coating is formed (German Patent No. 1172165).
It is also known to coat long objects, in particular pipes, taking advantage of the fluidized-bed sintering process, the previously heated pipe to be coated being guided horizontally through a fluidized-fluid sintering container provided with lateral inlet and outlet openings for the object. A negative pressure below ambient pressure is maintained above the fluidized bed (German Auslegeschrift 1571011).
These known methods make it possible to provide pipes on the outside with a homogeneous plastic layer of any thickness that adheres very firmly to the substrate.
However, it is difficult to coat long pipes with small clear widths on the outside with a uniformly thick plastic coating. Small diameter pipes can be heated easily and quickly, but the heat supplied flows away just as quickly, so that it is not easy to provide such pipes with a uniform amount of heat during the coating process and thus with a coating of the same thickness everywhere. It is also difficult to coat long, vertically arranged pipes with whirled up plastic powder, because the pressure drop in the fluidizing gas means that a sufficient layer thickness is achieved in the lower parts of the pipe, but in the parts further up, especially the pipe ends the parts are not coated sufficiently.
These disadvantages can be largely compensated for by passing the heated tubes horizontally through a vortex container. However, there are difficulties in providing the vortex vessel with suitable seals for each of the tubes having different diameters. In addition, it is not easy to maintain a constant, sub-ambient pressure above the fluidized bed.
The main disadvantage of this and other known melting processes, however, is to be seen in the fact that they do not make it possible to achieve uniformly thick, pore-free coatings in layer thicknesses of less than 200.
The invention is based on the object of avoiding these and other disadvantages and showing a feasible way of providing pipes of different diameters, in particular pipes with small diameters, on the outside with a homogeneous and smooth plastic coating of the same thickness everywhere, possibly less than 200 μU thin .
This object is achieved according to the invention by blowing a turbulent air stream loaded with plastic onto the previously heated pipe surface, sucking off the excess powder and, if necessary, heating the pipe surface once more to smooth the sintered plastic coating.
In the context of the invention, the turbulent air flow is advantageously loaded with an amount of plastic powder of 0.5 to 50, preferably 1 to 5 kg of plastic powder / m 3. In this case, the turbulent air flow loaded with plastic powder is preferably blown tangentially to the pipe axis onto the previously heated pipe surface and the excess powder is removed again by suction.
According to a further development of the invention, the turbulent air stream loaded with plastic powder is blown onto the previously heated pipe surface by means of an annular nozzle and the excess powder is then removed by suction.
Preferably, the air stream loaded with plastic powder is circulated, the consumed powder portion being continuously replaced by metering in fresh plastic powder.
If the sintered-on plastic coating is not smoothed by heating it once before the plastic powder is inflated, the pipe surface can expediently be heated again.
A device for carrying out the method according to the invention contains an induction coil surrounding the tube, a coating head and a storage container for the material to be coated. According to the invention, it consists of a coating head, which is provided with a tangentially arranged inlet nozzle and an air suction riser, as well as flexible supply and discharge lines for the plastic-laden air flow, a powder metering system with a powder silo, a pressure blower for supplying the air flow and a cyclone for separating the excess, unused powder from the air stream and the suction fan to extract the air.
According to a preferred embodiment, the inlet connector is at an angle of 40 to 600 to the pipe axis
<Desc / Clms Page number 2>
arranged. The coating head of the device expediently consists of a housing with openings for moving the pipe to be coated through.
With the same effect, the coating head can also be designed as an annular nozzle and be provided with a further inlet connection and a further air suction connection.
The ring nozzle preferably contains baffles and has an inlet ring and a suction ring.
The invention is illustrated with reference to the drawings and is described in more detail in the following exemplary embodiments. 1 shows schematically and for example a device for the external coating of pipes according to the inventive method with a cylindrical coating head in section; FIG. 2 shows a section from FIG. 1 with a coating head designed as an annular nozzle; FIG. 3 shows a complete coating system for the continuous external coating of steel pipes.
It means - l - the pipe to be coated, - 2 - the induction coil, - 3 - the coating head, 4 'inlet nozzle for the turbulent air flow loaded with plastic powder, --5, 5' - air suction nozzle, -6 and 6 'flexible supply and discharge lines for the air flow loaded with plastic powder, --7-- a pressure fan for supplying the air flow, --8-- the powder dosing, --9-- the powder silo, - 10- -a cyclone to separate the excess, unused powder
EMI2.1
moving saw.
Example 1: According to Fig. 1, a 6 m long steel tube, 25 mm inside width and 2.5 mm wall thickness, clamped vertically between suitable brackets, is heated to 3200C by means of a medium frequency of 4000 kHz by covering an induction coil. The induction coil, which is pulled over the pipe at a speed of 3 m / min, is followed at a distance of 20 mm by a coating head - 3 - which is designed so that a tangential inlet connection --4-- and on the side facing the coil an air suction nozzle - 5 - which is about twice as large is attached. By doing
EMI2.2
Mm air suction nozzle - 5 - extracted.
The inlet nozzle - 4 - is flexibly connected to a line - 6 - into which a blower - 7 - presses the required amount of air and into which in the dosing device --8-- from the powder silo --9- - the required amount of polyamide 11 powder of 3 kg / m3 is added. The suction nozzle - 4 - is via a flexible connection - 6 '- with the cyclone - 10--,
EMI2.3
at the same speed of 3 m / min over the pipe, a pore-free, firmly adhering plastic film in a layer thickness of 150 mm being melted on the heated pipe surface.
Example 2: The procedure is as in Example 1, but according to Fig. 2 the coating head is designed as an annular nozzle in such a way that the powder air flow through the feed ring - 12 - in which baffles - 14 - are installed so that the The air stream charged with powder is inflated in a rotating manner onto the pipe surface, and can be sucked off through the annular duct for the exhaust air - 13 - without powder losses. With this system, too, a completely uniform, firmly adhering and pore-free polyamide-11 coating with a layer thickness of 300 m was achieved.
Example 3: According to FIG. 3, a welded steel tube - 1 - with a clear width of 20 mm, continuously produced from a rolled steel strip - 15 - via deformation rollers - 16 - and a welding device - 17 - and a wall thickness of 2 mm through a
EMI2.4
40 m / sec turbulent inflation, which contains 5 kg / m3 polyvinyl chloride powder with a grain size of 40 to 80 mm. The coated pipe then passes through the cooling device - 19 - in which the pipe with the coating is cooled down again to around 500C by a cold air stream blown up tangentially to the pipe axis. The pipe is then cut into 6 m long pieces by the rotating saw - 20.
The advantages achieved with the invention consist in particular in the fact that it is possible in a simple and economical manner to provide pipes on the outside with a homogeneous firmly adhering plastic layer of any thickness.
The method according to the invention is in particular also suitable for achieving very thin coatings, for example from 100 to 150 μm.
By blowing a continuous turbulent air stream loaded with plastic powder, precise dosing of the powder to be melted, i.e. H. the amount of powder per volume of air, possible so that
<Desc / Clms Page number 3>
uniform coatings are obtained, the beginning and end of the tube being evenly coated.
The process and the devices used to carry it out work fully continuously, with no powder losses occurring.
With the method it is also possible to coat pipes with small diameters, it being of particular advantage that the pipes do not need to be turned. By heating the tubes with an induction coil, not only is uniform preheating effected, but also by closely following the coating head and successive heating, a certain amount of powder that can be precisely determined beforehand is fritted onto the tube. The amount of fritted powder is continuously replaced.
The apparatus used to carry out the invention is of simple construction, saves time and requires only a low level of supervision.
PATENT CLAIMS:
1. Process for the external coating of pipes with plastics using the powder fusion process,
EMI3.1
inflates the previously heated pipe surface, sucks off the excess powder and, if necessary, heats the pipe surface again to smooth the sintered plastic coating.
EMI3.2