DE2255084B2

DE2255084B2 - Verbundrohr und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2255084B2
Application number: DE19722255084
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Phys. 4100 Duisburg Landgraf
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1972-11-07
Filing date: 1972-11-07
Publication date: 1979-11-22
Also published as: DE2255084C3; DE2255084A1

Description

Die Erfindung betrifft ein aus einem metallischen, vorzugsweise aus Stahl bestehenden, Kernrohr, aus einer oder mehreren Überzugsschichten eines polymeren Klebers, insbesondere eines Äthylencopolymerisates, und aus einer äußeren Ummantelung aus Polyäthylen oder einem anderen thermoplastischen Kunststoff gebildetes Verbundrohr.

Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, insbesondere im Erdreich ?u verlegende Rohre mit einem dem Schutz gegen Korrosion dienenden Überzug aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie Polyäthylen oder

ίο Polyvinylchlorid, zu versehen. Die Verbindung des Oberzuges mit dem metallischen Gegenstand erfolgt meistens durch Verkleben. Für das Überziehen kann der Kunststoff bekanntlich in Form eines nahtlosen Schlauches durch Extrudieren unter Verwendung einer Ringdüse, durch die der langgestreckte Gegenstand hindurchgeführt wird, aufgebracht werden, nachdem dieser auf die Verarbeitungstemperatur erwärmt und dann mit einer Klebstoffschicht bedeckt worden ist Es ist auch bekannt, den Kunststoff in rirm eines Folienbandes wendelförmig um Rohre zu wickeln (DE-PS 7 23 200, US-PS 27 00631). Mit der DE-AS 12 28 052 ist es bekanntgeworden, als Klebemittel eine auf ein Stahlrohr aufgesinterte Polyäthylenpulverschicht zu verwenden, über welche ein extrudiertes Polyäthylenband gewickelt wird.

Zur Verbesserung der Haftung des Kunststoffüberzuges mit einem Stahlrohr wird mit der DE-OS 19 65 802 vorgeschlagen, auf das erwärmte Rohr zunächst eine Epoxyharzschicht aufzuspritzen und darauf als Kleb-

jo stoff ein Band eines Äthylencopoiymerisates, z. B. ein Acryläthylenpolymerisat, aufzuwickeln, das anschließend mit einem extrudierten thermoplastischen Folienband umwickelt wird. Das Stahlrohr wird vor dem Aufbringen des als Haftvermittler dienenden Epoxyharzes zweckmäßig auf eine Temperatur oberhalb 100⁰C erhitzt, bei der das Harz unter Vernetzung aushärtet. Das Auftragen des Äthylencopolymerisatbandes erfolgt während der Ausl rtung des Epoxyharzes.

Es hat sich nun in manchen Anwendungsfällen herausgestellt, daß sich die Haftung des Kunststoffüberzuges an der Oberfläche des Kernrohres verschlechtert, wenn letzteres der Einwirkung von Feuchtigkeit ausgesetzt wird, beispielsweise durch Lagerung in Wasser oder durch Kondensation bei Temperaturwechsei. Dabei diffundiert das Wasser bzw. der Wasserdampf durch den Kunststoff und bewirkt ein Ablösen des als Haftvermittler dienenden Epoxyharzes von der Rohroberfläche. Die Verwendung von duroplastischen Harzen mit wesentlich verbesserter Wasserfestigkeit setzt die Anwendung wesentlich höherer Härtetemperaturen voraus, die sich wegen der Tt.npcraturstabilität, der Manipulierbarkcit und der erforderlichen Kühlzeit bzw. der dadurch begrenzten Arbeitsgeschwindigkeit bei kontinuierlicher Arbeitsweise verbieten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Haftfestigkeit des Kunststoffüberzuges auf dem Kernrohr (Stahlrohr), insbesondere die Wasser- b/.w. Dampfdiffusionsfestigkeit, zu verbesssern.
Mit einem Verbundrohr gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil vermieden, und zwar dadurch, daß auf der Schicht des heißgehärteten Duroplasten eine bei niedrigeren Temperaturen, insbesondere bei Raumtemperatur, aushärtende Duroplastschicht angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der bei niedrigen Temperaturen aushärtenden Duroplastschicht wird eine optimale Wasser- b/.w. Dampfdiffusionsfestigkeit des Verbundrohres gewährleistet, insbesondere wird damit eine feste Verbindung zwischen

dem Kernrohr und der aus der Schicht des polymeren Klebers, insbesondere eines Äthylencopolymerisates, und aus dem Polyäthylenmantel bestehenden thermoplastischen Umhüllung sichergestellt.

Durch die Abkühlung der heiligehärteten Duroplastschicht und wegen der zusätzlichen Aufbringung des kalthärtenden Duroplasten wird trotz der Erhitzung des Kernrohres auf die für das Einbrennen des heißhärtenden Duroplasten erforderliche hohe Temperatur erreicht, daß der kontinuierlich erfolgende Beschichtungs-Vorgang beschleunigt und damit wirtschaftlich durchgeführt werden kann, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung bzw. einer unzulässigen Beanspruchung der Stabilität des Polyäthylenmantels besteht

In Weiterbildung der Erfindung wird fernerhin vorgesehen, daß die heißhärtende Duroplastschicht aus einem Phenolharz oder einem Phenolepoxyharz und die bei niedrigeren Temperaturen aushärtende Duroplastschicht aus Epoxyharz besteht. Zweckmäßig enthält die heißhärtende Duroplastschicht an sich bekannte phosphor- oder chromsaure Bestandteile und/oder Korrosionsinhibitoren. Für die Ausbildung eines besonders wirksamen Schichtaufbaues des Verbundrohres beträgt die Dicke der Duroplastschichten unter 0,1 mm, der polymeren Kleberschicht unter 0,3 mm und der Polyäthylenmantelschicht über 1,5 mm.

Ein Ausführungsbeispeil des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des Verbundrohres wird im folgenden näher erläutert:

Ein Stahlrohr mit ca. 100 mm äußerem Durchmesser und ca. 5 mm Wanddicke wird zunächst sandgestrahlt, durch Heizstrahler auf etwa 50⁰C vorgewärmt und dann elektrostatisch mit einer 50 μ dicken Schicht eines Vorkondensates aus einem butanoüsierten Resolharz mit einem aus Epichlorhydrin kondensierten Epoxyharz in geeigneten Verdünnungsmitteln (FK-Anteil ca. 50%) beschichtet Nach einer Ablüftzeit von etwa 5 Sekunden für das Verdunsten des Lösungsmittels wird für das Einbrennen des Duroplasten das Rohr zweckmäßig induktiv in etwa 10 Sekunden auf 250°C erhitzt. Nach dem Einbrennen wird das Rohr mit Wasser auf eine mittlere Temperatur von etwa 80°C abgekühlt. Das so vorbehandelte Rohr kann ohne Beschädigung der ersten Duroplastschicht auf Transportrollen kontinuierlich der weiteren Bearbeitungsstufe zugeführt werden, und zwar wird zwischen zwei Transportrollen eine etwa 25 μ betragende Schicht eines unverdünnten kalthärtenden Epoxyharzes auf die heißgehärtete Duroplastschicht mittels einer Abstreifmanschette aufgebracht. Im Anschlußhieran wird das Rohr aufdenTransportrollen durch den ringförmigen, von zwei Extrudern gespeisten Düsenkopf geführt, wobei es gleichzeitig mit einer inneren Schicht eines Äthylencopolymerisates und einer äußeren Polyäthylen-Mantelschicht in schlauchförmiger Anordnung umhüllt wird. Abschließend erfolgt die Abkühlung des fertigen Verbundrohres.

Claims

Patentansprüche:

1. Verbundrohr, gebildet aus einem metallischen, vorzugsweise aus Stahl bestehenden, Kernrohr, aus einer oder mehreren Oberzugsschichten eines polymeren Klebers, insbesondere eines Äthylencopolymerisates, und aus einei ..jßeren Ummantelung aus Polyäthylen oder einem anderen thermoplastischen Kunststoff, wobei zwischen dem metallischen Kernrohr und der polymeren Kleberschicht mindestens eine Schicht eines heißgehärteten duroplastischen Haftvermittlers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schicht des heißgehärteten Duroplasten eine bei niedrigeren Temperaturen, insbesondere bei Raumtemperatur, aushärtende Duroplastschicht angeordnet ist.

2. Verbundrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heißhärtende Duroplastschicht aus einem Phenolharz oder einem Phenol-Epoxyharz besteht.

3. Verbundrohr nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei niedrigeren Temperaturen aushärtende Duroplastschicht aus Epoxyharz besteht.

4. Verbundrohr nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die heißhärtende Duroplastschicht an sich bekannte phosphor- oder chromsaure Bestandteile und/oder Korrosionsinhibitoren enthält.

5. Verbundrohr nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Duroplastschichten unter 0,1 mm, der polymeren Kleberschicht unter 0.3 mm und der Polyäthylenmantelschicht über 1,5 mm beträgt.

6. Verfahren zum Herstellen eines Verbundrohres nach einem der Ansprüche I bis 5, wobei das zu ummantelnde und sandgestrahlte Kernrohr entweder durch axiales Hindurchführen durch einen ringförmigen, von mindestens einem Extruder gespeisten Düsenkopf mit einem schlauchförmigen Polyäthylenüberzug versehen oder durch schraubenlinienartiges Vorbeiführen an einer oder mehreren Extruder-Breitschlitzdüsen mit einem Polyäthylenstreifenband umwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der Polyäthylenummantelung das Kernrohr mit einer Duroplastschicht versehen, danach zumindest an seiner Oberfläche in weniger als 60 Sekunden auf eine Temperatur über 150°C erhitzt und nach einer Abkühlung der heißgehärteten Duroplastschicht diese mit einem kalthärtenden Duroplasten beschichtet wird, auf welche dann die Äthylencopolymerisatschicht aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Heißhärtung der ersten Duroplastschicht das Kernrohr auf eine Temperatur oberhalb derjenigen erhitzt wird, bei der sich die Polyäthylenummantelung oder die Äthylencopolymerisatschicht zu zersetzen beginnt, vorzugsweise auf etwa 250⁰C, und daß die Kalthärtung der zweiten Duroplastschicht bei oder unterhalb der Temperatur des Erweichungsbereiches bzw. des Kristallitschmelzpunktes des Polyäthylens der äußeren Ummantelung erfolgt.