DD139635A1 - Herstellung von isolierten rohrleitungen durch verschaeumen in horizontaler oder geneigter lage - Google Patents

Abstract

Dis Erfindung betrifft eine wärmeisolierte' Rohrleiturig für den Transport von heißen und kalten Medien aas in horizontaler -oder·' geneigter Lage hergestellten vorgefertigten isolierten Rohren und deren „Verbindungen vorzugsweise für die Erdverlegung. Erfindungsgemäß wird, die Entlüftung des Ringraumes'zwischen Medienrohr und'-wasserdichter Umhüllung durch einen Entlüftungskanal .vorgenommen, der zur Aufnahme eines Warnsignalsystems dient. Die AusschäUmung der Isolierung aus vorzugsweise Polyurethan-Hartschaum für bis . 1.2 m lange.isolierte •Rohre -erfolgt'in einem Schuß, Die Verdichtung wird über die Eirifüllmenge gesteuert, Sei gleitend'gelagerten Medienrohren Wird eine alkalisch eingestellte Gl’eitpaste' verwendet, die als Korrosionsschutz.wirkt. Die Wärmebeanspruchbarkeif' der verschäumten Isolierung wird durch Anordnung einer wärmedärornenden Lagerungsachicht.heraufgesetzt. Hohe materialökonomische Effekte ergeben sich durch'Anwendung einer wasserdichten Umhüllung als Hüll- und Schutzrohr aus industriell hergestellten Schläuchen aus z.B.. Polyäthylen der Dicke 0,1 bis 0,5 mm, - Fig,1 und 2 ~

Description

Herstellung von isolierten Rohrleitungen durch Verschäumung in horizontaler oder geneigter Lage

Anwendungsgebiet der Erfindung ' . '

Me Erfindung betrifft eine wärmeisolierte Rohrleitung für den Transport von heißen und kalten Medien, die aus vorgefertigten isolierten Rohren besteht und vorzugsweise, für die Erdverlegung geeignet ist·

Charakter der bekannten technischen Lösung

Bekannt ist, den Hohlraum zwischen Medienrohr und Mantelrohr in annähernd vertikaler Lage des Medienrohrss kontinuierlich auszuschäumen. Hierbei wird der Mischkopf für die Eomponentenverschäuüiung in den Hohlraum gebracht« Das Verfahren hat den Nachteil, daß für jede Medienrohr» nennweite ein hoher technologischer Aufwand betrieben werden muß, Verbindungen auf der Baustelle 'lassen sich nach dieser Technologie nicht herstellen« Es ist ferner ein Verfahren bekannt, nach dem eine kontinuierliche Verschäuiüung in horizontaler Lage des Medienrohres mit bshnenartiger Ummantelung vorgenommen wird β Während dos Schäumprozesses wird die flexible Bahn rcnrartig verschleißt« Nach diesem Verfahren lassen sich zwar beliebig lange Rohre ummanteln, jedoch läßt die erreichte Festigkeit eine Erdverlegung nicht zu,-Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, nach dem in horizontaler Lage der Hohlraum Krischen Medienrohr und einem luftdurchlässigen Mantelrohr ausgeschäumt vjird« Die !«ft des Hohlraumes entweicht zwischen den einzelnen

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Bändern des. Mantelrohres·/Wach diesem Verfahren lassen sich Isolierungen mit-homogener Schaumstoffstruktur ohne Luftsackbildung herstellen· Bei hoher Wasserbeanspruchung, z» B· im Druckwasserbereich bei erdverlegten Rohrleitungen, werden dem Einsatz derartige Rohre jedoch Grenzen gesetzt·

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, insbesondere für die Herstellung von Fernwärmeleitungen ein Verfahren für die Herstellung von isolierten Rohren und Verbindungen zu entwickeln, nach dem eine ttaschäumung von horizontal und/oder geneigt liegenden Medienrohren ermöglicht wird. Die Erfindung· verfolgt weiter das Ziel, den Materialeinsatz zu reduzieren, den technologischen Aufwand im Vorfertigungsprozeß' zu verringern und die Arbeitsproduktivität und die Qualität zu erhöhen.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine wesentliche Vereinfachung der Herstellungstechnologie im Vorfertigungsprozeß erreicht· Die Umschäumung des Medienrohres kann in horizontaler oder geneigter Lage ohne Lufteinschlüsse bei geringem Materialeinsatz erfolgen· Die. Konstruktion verhindert eine Korrosion des Medienrohres und sichert eine hohe Temperaturbeständigkeit der verschäumten Isolierung auch im Eontaktbereich Medienrohr/ Isolierung· Von besonderer Bedeutung ist die Herstellbarkeit von druckwasserdichten Verbindungen ohne Luft~ sackbildungen auf der Baustelle* .

Mit geringstem Materialeinsatz ist eine absolut '!Wasserdichte Rohrleitung herstellbar, deren Wärmeisolierung hohe Medientempe-ra türen aufnimmt.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu entwickeln, mit der.Medienrohre im VorfertigungsprozeB und auf der Baustelle in horizontaler und geneigter Lage in einer wasser- und luftdichten Umhüllung vollständig ohne Luftsackbi!düngen und mit geringem Materialeinsatz umschäumt werden können· Ferner besteht die Aufgabe darin, die Korrosion am Medienrohr zu unterbinden und das Medienrohr wirkungsvoll gegen weitere Korrosion zu schützen, den Temperatureinsatz der isolierten Rohrleitung zu erhöhen und mit gerinstem Materialeinsatz eine wasserdichte Umhüllung der Isolierung und des Medienrohres vorzunehmen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Entlüftung des Hohlraumes zwischen der wasserdichten Um- . ^:

hüllung und dem Medienrohr während des Schäumungsprosesses über einen angeordneten .Entlüftungskanal erfolgt, der zur Aufnahme eines Warnsystems dient und daß die Entlüftung des Hohlraumes der Verbindung zweier isolierter Rohre über ein Entlüftungsverbindungsstück mit Entlüftungsschiitseη erfolgt, das an ein oder zwei Entlüftungskanäle angeschlossen ist·

Der Entlüftungskanal besteht aus einem geschlitzten Rohr, das seitlich aus der Isolierung herausragt« Auf diese herausragenden Ansatzstücke werden Verbindungsstücke zum E&tlüften des Hohlraumes aufgesteckt»

. Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß der Entlüftungs-' kanal aus einen herausziehbaren und somit wiedervervHidungsfähigen geschlitzten Rohr besteht« . .

Zur schnelleren und vollständigeren Entlüftung des Hohlrauifies von sehr langen Rohren werden eine oder zwei Absaugvorrichtungen an den Enden der Entlüftungsrohre angeschlossen,

Nach diesem Verfahren können sowohl Rohre mit Verbundbau zwischen Medienrohr und wasserdichter Umhüllung als auch Rohre mit gleitend in der Isolierung gelagerten Medienrohren vollständig entlüftet werden· In.einem Schuß kann nach diesem Verfahren ein bis 12 m langes isoliertes Rohr hergestellt werden. ^j Entsprechend der Einfüllmenge kann die Verdichtung der Isolierung, z. B. aus Polyurethan-Hartschaum gesteuert werden. Die Einfüllung der flüssigen Komponenten kann von einer oder von zwei Seiten aus gleichzeitig vorgenommen werden. . Bei Einfüllung der flüssigen Komponenten an einem Ende wird die Konstruktion für den Zeitraum der Einfüllung leicht angehoben, so daß die flüssigen Komponenten, bedingt durch das Gefälle und den Einfülldruck, da3 entgegengesetzte Ende erreichen. Nach Beendigung des Einfüllvorganges wird das Rohr wieder gesenkt und die flüssigen Komponenten'pegeln sich im Hohlraum aus. Die Einfüllung der flüssigen Komponenten von beiden Rohrenden aus erfolgt in horizontaler Lage des zu isolierenden Rohres. La der seitliche Unterschied der Vermischung der ,jeweils benachbarten flüssigen Komponenten gering ist, werden Schaumstoffüberwälzungen vermieden und eine homogene Schaumstoffstruktur erreicht.

Me Einbringung der flüssigen Komponenten nach Schließung der wasserdichten Umhüllung im Verbindungsbereich zweier isolierter Rohre erfolgt über e.injin der Isolierung des . vorgefertigten isolierten Rohres eingeschäumtes Einfüllrohr oder über eine Einfüllöffnung, Die Entlüftung des Hohlraumes erfolgt durch ein Entlüftungsverbindungsstück über den Entlüftungskanal im isolierten Rohr. Durch Anordnung des Einfüllrohres im isolierten Rohr wird ein Einschneiden und späteres Schließen der-Einfüllöffnung vermieden» Zur Vermeidung von Wärmebrücken wird das Einfüll

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rohr ausgeschäumt. · "..' .

Die im allgemeinen mit einer Rostschicht bedeckte rauhe Oberfläche des Stahlrohres wird.ν mit einer'pastösen Gleitschicht mit hohem Graphitgehalt und einem P-g-Wert von 7,5- 8,5 oberflächlich geglättet» Bei Temperaturbeanspruchung im Betriebszustand unterläuft die Graphitpaste die Rostschicht. Bei Ausdiffundieren der flüchtigen Bestandteile legen sich die Graphitkristalle in hexagonaler Blättchenstruktur dem Medienrohr an· Durch die Alkalität der Graphitpaste wird nicht nur der KorrosionsVorgang unterbunden sondern eine Reduktion der Eisenoxydschicht hervorgerufen. Die guten Gleiteigenschaften der Grphitblättchen,untereinander sichern eine Bewegung des Medienrohres in der Ummantelung«. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird über dem.Medienrohr mit Korrosionsschutzschicht eine Wärmedämm- und Lagerungsschicht aus z. B. textilem Gewebe, wie Nadelfilz, angeordnet, die mit der ausgeschäumten Isolierung durch Verklebung u./ö· Verzahnung verbunden ist. Durch Anordnung einer derartigen inneren Wärmedämmschicht wird- die innere - " Schicht der aufgeschäumten Isolierung aus s,. B· Polyure~ thanhartschaum geringer thermisch und mechanisch beansprucht, wodurch der.Einsatz des -isolierten Rohres bei höheren !Temperaturen möglich ist«. Die -Temperaturbeanspruchung von isolierten Rohren mit Polyurethanhartschaum kann durch eine derartige Wärmedämm- und Lagerschicht um 20 bis 40 % erhöht werden«

Zur Sicherung einer hohen Produktivität wird die Wärmedämm-UDd Lagerschicht in Form.eines vorgefertigten Schlauches im Vorfertigungsprozeß über das Medienrohr gezogen*

Zur Erzielung materialökonomischer Effekte besteht die wasserdichte Umhüllung aus einem an den Innenflächen profilierten Hüll- und Schützrohr sowie einer Dichtung, die zwischen Hüll- und Schutzrohr und aufgeschäumten Isolierung angeordnet ist und mit der aufgeschäumten Isolierung dmich:-Haftver~

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bund und Schaumdruck verbunden ist und mit dem Hüll- und

. Schutzrohr ein Verbund durch Verklebung und/oder über die Profilierung des Hüllrohres und Schutzrohres und dem Schaumdruck besteht. Bei der Herstellung der Verindung wird die Dichtung an einem Ende durch ein Dichtungsverbindungsstück verlängert· V Die Verbindung der Dichtung von zwei isolierten Rohren kann sowohl durch ein oder beidseitiges Aufschrumpfen und/oder Aufkleben eines schlauchartigen, als auch durch Aufschweißen eines bahnenartigen Dichtungsverbindungsstückes auf die von Hüll- und Schutzrohr frei gelegten Dichtungsabschnittes erfolgen.

Nach tJberschieben des Hüll- und Schutzrohr.es liegt das elastische Dichtungsverbindungsstück durch den Schaumdruck an dem Hüll- und Schutzrohr an· Zur Erziehlung materielökonomischer Effekte wird die Dichtung aus industriell vorgefertigten nahtlosen Schläuchen aus z. B, Polyäthylen bzw* PVC-weich hergestellt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: den Längsschnitt des Rohrelementes zu Beginn des Verschäumungsprozesses,

Fig« 2: den Querschnitt der Fig. 1

Fig .3 : den Querschnitt der Fig. 1 mit eingelegter Dichtungshülle,

Fig. 4: den Querschnitt der Fig. 1 wobei im Inneren der

. wasserdichten Umhüllung eine Dichtungshülle eingeklebt ' ' ist,' ' ' ' ' '

Fig. 5s' den Längsschnitt eines isolierten Rohrelementes, Fig. 6i den Längsschnitt eines isolierten Rohrelementes mit Dichtimgshülle,:

Pig«, 7: einen Querschnitt gemäß Fig. 6, Fig» 8ί den Längsschnitt eines isolierten Rohrelementes mit , einer-Dämm-: und Lagerschicht um das Medienrohr, 51g« 9: den Längsschnitt einer ,isolierten-Rohrleitung

während des Verschämnens der Verbindungsstelle zweier Rohrelemente,

51g.10: den Längsschnitt einer isolierten Rohrleitung während des Verscnäumens der Verbindungsstelle zweier Rohrelemente gemäß einer anderen Methode als in Eig· 9 dargestellt.

Das vom gröbsten Rost gesäuberte Medienrohr 1 wird mit einem Gleit- und Korrosionsschutzmittel 2 aus alkalischer. Graphitpaste, die einen.. Pg-Wert von vorzugsweise 7?5 bis 8,5 und einen Graphitanteil von vorzugsweise 20. bis 30 % aufweist, beschichtet« Danach wird über das Medienrohr 1, wie in Fig. 1 dargestellt, eine wasserdichte Umhüllung , geschoben, die der Länge des zu isolierenden Seiles des Meäienrohres 1 entspricht« An das Medienrohr 1 und die wasser« dichte Umhüllung 3 wird von.beiden Seiten je ein Begren~ zungselement 4 angeschlossen» die als Lagerung für das Medienrohr 1 und die wasserdichte Umhüllung 3 während des Yerschämnprosesses dienen.

Die.Begrenzungselemente 4 weisen Öffnungen auf_s in die der Entlüftungskanal 5 und das Einfüllr-ohr 6 eingeführt und gelagert werden» Der Entlüftungekanal· 5j der über die ; gesamte Länge mit Schlitzen 7 versehen ist und aus den Begrenzungselementen 4 herausragt, kann an eine Absaugvorrichtung 8 angeschlossen werden«

£ur Herstellung· dor Isolierung wird das Einfüllrohr 6 durch eine öffnung im Begrenzungselement 4 in den Ring— 37aum zwischen Medienrohr 1 und Umhüllung 3 eingeführt und. die flüssige Komponente 9 eingefüllt« Bei einseitigem Einfüllen der Komponente 9 wird ^:das Medienrohr 1 mit der Umhüllung 3 leicht angehoben/ damit die Komponente 9 bis .zur-gegenüberliegenden Seite läuft» Danach wird das Modienrohr 1 wieder in die horizontale Lage gebracht» Das Füllen erfolgt fortlaufend bis sum vorderen' ' Be3?eicb des -HingrcuTass _f so daß ein'Vermischen der zuerst eingefüllten flüssigen Eoiap-crjonte 9 sit eier zuletzt einge-

füllten vermieden wird· Das Steigen des Schaumes beginnt im hinteren Bereich des Ringraumes und setzt sich mit kurzer zeitlicher Verschiebung nach vorn fort· Bei beidseitigem Einfüllen der flüssigen Komponente 9 beginnt der Schäumprozeß in der Mitte des Rohrabschnittes· Die im Ringraum befindliche Luft wird über die Schlitze des Entlüftungskanals 5 abgeführt. Bei nur kurzen Schäumzeiten wird die Luftabführung durch eine Absaugvorrichtung beschleunigt.

Mit dieser Einrichtung, können isolierte Rohre bis zu 12 Meter Länge hergestellt werden, die eine homogene Schaumstoff struktur der aufgeschäumten Isolierung 10 aufweist. Wie in Fig. 3; 4; 6 und 7 dargestellt, ist zwischen der Isolierung 10 und dem Hüllrohr 3" eine Dichtungshülle 11, beispielsYi/eise aus industriell hergestellten nahtlosen Schläuchen aus z· B. Biyäthylen vorzugsweise der Dicke 0,1 bis 0,5 mm, angeordnet.

Bei besonders hoher Wasserbeanspruchung, ζ· B. im Druckwasserbereich, wird die Dichtung aus vorgefertigten PVC-weich Schläuchen der Dicke 0,5 bis 2 mm hergestellt. Die Dichtungshülle 11 wird vor dem Verschäumen in den Ringraum lose eingelegt (Fig. 3) oder an der Innenseite des Hüll-• .-rohr es 3" beispielsweise durch Verkleben befestigt (Fig. 4·), Zur Erhöhung der Einsatzbreite· der isolierten Rohrleitungen, wird über das mit Gleit- und Korrosionsschutzmittel 2 versehene Medienrohr 1 eine Wärmedämm- und Lagerschicht. 12 ausz« B. textilem Gewebe, wie Nadelfilz, angeordnet, die mit der ausgeschäumten Isolierung durch Verklebung und/oder Verzahnung verbunden ist« (Fig« 8). ·

In Fig» 9 wird dargestellt, wie die Verbindungsstellen zweier isolierter Rohre durch Verschäumen isoliert werden* Diese Isolierung wird auf der Baustelle nach dem Verlegen und Verschweißen der Medienrohre 1 durchgeführt. Dazu wird an die Entlüftungskanäle 5 zweier benachbarter Rohrabschnitte ein Verbindungsstück 13 Ewischengesehaltet, das ebenfalls mit Schlitzen zur Luftabsaugung versehen ist.

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Danach wird der Zwischenraum durch die Dichtungshülle 11 des einen Rohrabschnittes überbrückt und mit der Dichtungs~ hülle 11 des anderen Rohrabschnittes verklebt, aufgeschrumpft oder verschweißt und mit einer wasserdichten Umhüllung 3 versehen» Das Abdichten der Verbindungsstelle kann auch durch andere Mittel erfolgen_e

Über eine Einfüllöffnung 14, an der ein Verschlußstück 15 vorgesehen sein kann, wird flüssige Komponente 9 eingefüllt, die die Verbindungsstelle durch Verschäumung isoliert·

.10 Die Einfüllöffnung 14 muß danach wasserdicht verschlossen, werden.

In dem Entlüftungskanal 5 kann ein Warnsignal 16 eingebracht werden, das entstehende Undichtigkeiten signalisiert.

Bei einer weiteren Variante der Erfindung wird gemäß der Fig« 10 vorgesehen, die flüssige Komponente 9 über.ein in der Isolierung 10 eines Rohrabschnittes angeordnetes Rohr 17, in die Verbindungsstelle einzuleiten« Dadurch wird vermieden, daß an der zu isolierenden Verbindungsstelle durch die Einfüllöffnung 14 eine undichte Stelle entsteht· Bei dieser Variante muß die Luft aus der Verbindungsstelle durch eine Absaugvorrichtung 8 über· den Entlüftungskanal 5 abgesaugt werden«

Der Entlüftungskanal 5 kann nach dem Erhärten der Isolierung 10 herausgezogen und wieder verwendet werden«, Soll ein Haftverbund zwischen Medienrohr 1, Isolierung 10 und wasserdichter Umhüllung 3 erreicht werden, wird das Medienrohr 1 nicht mit Gleit- und Korrosionsschutzmittel. 2 versehene Als wasserdichte Umhüllung 3 kann, anstelle des Hüllrohres'3" und der Dichtungshülle 11-, auch ein wasserdichtes Mantelrohr 3¹ vorgesehen werdenc

Claims (6)

Erfindungsansprüche

1. Herstellung von isolierten Rohrleitungen in horizontaler oder geneigter Lage des Medienrohres durch Verschäumen des Ringraumes zwischen'Medienrohr und der wasserdichten Ummantelung, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringraum zwischen der wasserdichten Umhüllung (3) und.dem Medienrohr (1) ein mit Schlitzen (7) Versehener Entlüftungskanal (5) angeordnet ist, an den beim Verschäumen der Verbindungsstelle zweier isolierter Rohre ein mit Schlitzen versehenes Verbindungsstück (13) ein- oder aufsteckbar ist.

2. Herstellung nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Isolierung (10) und dem Hüllrohr (3") eine Dichtungshülle (11) beispielsweise ein Kunststoffschlauch angeordnet ist..

3· Herstellung nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß im Entlüftungskanal (5) ein Warnsignalsystem (16) vorgesehen ist.

4. Herstellung nach Punkt 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Medienrohr (1) und Isolierung (10) eine Wärmedämm- und Lagerschicht (12) aus beispielsweise textilem,Gewebe vorgesehen ist.

5« Herstellung nach Punkt 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, :

daß das Medienrohe (1) mit einem Gleit- und Korrosions-Schutzmittel (2) aus alkalischer Graphitpaste beschichtet

6. Herstellung nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß an

den Entlüftungskanal (5) Absaugvorrichtungen (8) .anschließ-. bar sind* . " . : '.