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DE2440086B2 - Verfahren und vorrichtung zum inneren abdichten von rohrmuffenverbindungen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum inneren abdichten von rohrmuffenverbindungen

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Publication number
DE2440086B2
DE2440086B2 DE19742440086 DE2440086A DE2440086B2 DE 2440086 B2 DE2440086 B2 DE 2440086B2 DE 19742440086 DE19742440086 DE 19742440086 DE 2440086 A DE2440086 A DE 2440086A DE 2440086 B2 DE2440086 B2 DE 2440086B2
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DE
Germany
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sleeve
expansion body
sealing
pipe
thermoplastic
Prior art date
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Granted
Application number
DE19742440086
Other languages
English (en)
Other versions
DE2440086C3 (de
DE2440086A1 (de
Inventor
Kurt 4100 Duisburg; Wimmershoff Herbert Ing.(grad.) 5602 Langenberg; Osten Karl-Friedrich 6000 Frankfurt Peitz
Original Assignee
Main-Gaswerke AG, 6000 Frankfurt; Rhein-Plastic-Rohr GmbH, 5420 Lahnstein
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Main-Gaswerke AG, 6000 Frankfurt; Rhein-Plastic-Rohr GmbH, 5420 Lahnstein filed Critical Main-Gaswerke AG, 6000 Frankfurt; Rhein-Plastic-Rohr GmbH, 5420 Lahnstein
Priority to DE2440086A priority Critical patent/DE2440086C3/de
Publication of DE2440086A1 publication Critical patent/DE2440086A1/de
Publication of DE2440086B2 publication Critical patent/DE2440086B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2440086C3 publication Critical patent/DE2440086C3/de
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    • B29C66/8145—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the constructional aspects of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/81455—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the constructional aspects of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps being a fluid inflatable bag or bladder, a diaphragm or a vacuum bag for applying isostatic pressure
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/16—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders
    • F16L55/162—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe
    • F16L55/163—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a ring, a band or a sleeve being pressed against the inner surface of the pipe
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum inneren Abdichten von Rohrmuffenverbindungen, insbesondere der Stemmuffenverbindungen von Erdgasrohrleitungen, bei dem ein das Abdichtungsmittel tragender hohlzylindrischer und elastischer Dehnkörper in die Rohrleitung eingebracht, und das Abdichtungsmittel durch Aufweiten des Dehnkörpers mittel Zufuhr von Druckluft an den inneren Ringspall der Muffenverbindung angepreßt wird, worauf der Dehnkörper entlastet und aus der Rohrleitung entfernt wird.
Bekanntlich weisen die Muffenverbindungen der seit vielen Jahrzehnten im Erdreich verlegten Rohre der städtischen Gasversorgungsnetze Abdichtungen auf, die aus Hanffasern in Form von Stricken bestehen. Ihre Dichtungswirkung beruht darauf, daß sie durch den Feuchtigkeitsgehalt des Stadtgases aufgequollen und dadurch unter hohem Druck in den Verbindungsspalt zwischen Muffe und Rohr gepreßt werden. Seit aber die alte Gasversorgung umgestellt wird und auf die neuzeitliche Versorgung mit Fern- und Erdgas, ergeben sich schwerwiegende Probleme dadurch, daß da* Ferngas zu wenig Feuchtigkeit enthält und das Erdgas völlig trocken ist. Die Folge davon ist, daß die alten Faserabdichtungen austrocknen und die Muffenverbindungen undicht werden, wodurch sich die bekannten Gefahren, wie Vergiftungen und Explosionen, ergeben. Außerdem entstehen den Gasversorgungsunternehmen durch allmähliche Gasverluste in den Rohrnetzen betrachtliche wirtschaftliche Schaden.
Zur Beseitigung dieses Übelstandes sind verschiedene Maßnahmen angewendet worden. Hierzu gehört die sogenannte »Sanierung« der alten Gasrohre, wobei flexible Rohre aus gasbeständigem Kunststoff in die verlegten Gasrohre eingebracht werden.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der US-PS 30 80 269 bekannt. Dabei wird auf die Innenoberfläche des auszukleidenden Rohres und auf das aus thermoplastischem Kunststoff bestehende flexible Rohr ein Klebstoff aufgebracht und nach Einführen des Kunststoffrohres in das Metallrohr wird ein aufblasbarer Dehnkörper in das flexible Rohr eingeführt. Bei gleichzeitiger Erwärmung des Kunststoffrohres und Andrücken durch den Dehnkörper an die Innenoberfläche des Metallrahmens erfolgt eine Verbindung durch Kleben.
Es ist auch bekanntgeworden, das trockene Gas mit Wasser oder chemischen Mitteln zu befeuchten, damit die Faserdichtungen wieder quellen können. Bekannt ist ferner, die undicht gewordenen Muffenverbindungen von außen durch Einbringen von wirksamerem Dichtungsmaterial abzudichten. Die bisher bekannten Maßnahmen dieser Art sind jedoch mit den Nachteilen verbunden, daß sie beträchtliche Kosten verursachen, daß in vielen Fällen Straßenaufbrüche notwendig sind, die zu den bekannten Verkehrsbehinderungen führen, oder daß ihre Wirkung, z. B. bei der Gasbefeuchtung, nicht langanhaltend genug ist, so daß diese in gewissen
b5 Zeitabständen wiederholt werden muß.
Ein fernerhin bekanntes Verfahren besteh! darin, daß der Ririgspali der MiniiMivclbiiiduMgL-M vuii innen her mit einem Abdichtungsmittel nachträglich abgedichtet
wird. So wird beispielsweise gemall der DT-OS 22 12 330 in die Rohrleitung ein als »Packer« bezeichnetes Gerät eingebracht, welches zwei im geringen Abstand voneinander angeordnete aufblähbare Blasen aufweist. Die Blasen legen sie!·, im aufgeblähten Zustand abdichtend an die Innenwand des Rohres an und bilden so zwischen sich einen Ringraum, in welchem sich der Ringspalt der Muffenverbindung befindet. In den Ringraum wird dann mit dem »Packer« ein schnell dichicndes Abdichtungsmateriai eingebracht, welches unter Druck in die undichte Stelle der Muffenverbindung eingepreßt wird.
Mit der DT-OS 20 40 838 wird für das Ausbessern von undichten Rohrleitungen ein in das Rohr einführbarer zylindrischer Hohlkörper vorgesehen, der aus einem dehnbaren Werkstoff, z. IJ. aus Gummi, besteht und auf seinem äußeren Umfang die Dichtungsmasse trägt. Diese wird durch Aufblasen des Hohlkörpers an die schadhafte Sielle des Rohres angepreßt.
In der »Neue DELIWA-Zeitschrift« 1973, Heft 11, wird auf den S. 502 bis 505 über ein neues Verfahren zur Gasrohrnetz-Sanierung berichtet, welches darin besteht, daß in die Rohrleitung und in den Bereich der Muffenverbindung ein aufblasbarer Dehnkörper eingebracht wird, um dessen Umfang eine mit einem polymerischen Kleber bedeckte Aluminiumfolie gewikkclt ist. Diese Folie wird durch Aufblasen des Dehnkörpers an die Innenwand des Rohres angedrückt, wobei ein Teil des Klebers als abdichtendes Material in den Muffenspalt eindringt. Die Folie verhindert dabei das Zurückfließen des Klebers vor der Aushärtung und bleibt an dem polymerisierten Material haften. Sie soll so einen zusätzlichen Schutz bieten. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß das Umhüllen des Dehnkörpers mit der Folie wegen der hierauf befindlichen, relativ dicken Schicht des zähflüssigen Klebers mit Schwierigkeiten verbunden ist und daß das Einbringen des so vorbereiteten Dehnkörpers in die Rohrleitung sehr schnell erfolgen muß, damit ein vorzeitiges Polymerisieren des Klebers verhindert wird. Bei längeren Rohrstrecken bereitet das erforderliche schnelle Einbringen Schwierigkeiten, außerdem kann dabei ein Teil des Klebers durch ungenaues Arbeiten vor Erreichen der Muffenverbindung von der Aluminiumfolie abgestreift werden. Ein sicheres Abdichten hängt daher weitgehend von der Geschicklichkeit der Arbeiter ab.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren sowie eine hierfür dienende Vorrichtung zu schaffen, womit es ermöglicht wird, undicht gewordene Muffenverbindungen von Gasrohrleiaingen in einfacher Weise von innen her abzudichten, ohne daß dabei die erwähnten Nachteile auftreten, und womit eine sichere Abdichtung über einen langen Zeitraum gewährleistet wird.
Ausgehend von dem bekannten Verfahren, wobei ein das Abdichtungsmittel tragender Dehnkörper in die Rohrleitung bis zu der undichten Muffenverbindung eingebracht wird, besteht die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe darin, daß mit dem Dehnkörper eine dis Abdichtungsmittcl tragende und den Dehnkörper umgebende Hülse aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylchlorid, in den Bereich der Muffenverbindung gebracht, auf Erweichungstemperatur erwärmt, dann durch Aufweiten des Dehnkörpers zusammen mit dem Abdichtungsmiiicl an die Rohrinnenwand angepreßt und anschließend in angepreßtem Zustand bis zur Verfestigung abgekühlt wird, worauf der Dehnkörper aus der Rohrleitung entfernt wird.
Die Erwärmung der thermoplastischen Hülse kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung durch eine elektrische Widerstandserhitzung oder auf induktivem Wege erfolgen.
Die beispielsweise elektrische Erwärmung des aufzubringenden Materials ist dabei — wie eingangs erwähnt — an sich bekannt.
Durch das mit Hilfe des aufgeweiteten Dehnkörpers
ίο erfolgte radiale Expandieren der plastisch gewordenen Kunststoffhülse und durch seine Verfestigung infolge des anschließenden Abkühlens entstehen in diesem vorwiegend radial gerichtete Spannungen, durch welche das ihn bedeckende Abdichtungsmitlei ständig fest gegen die Rohrinnenwand und gegen den Muffenspalt gepreßt wird. Die Hülse verbleibt somit als unlösbares unter Spannung stehendes Stützmittel für die Abdichtung in dem Gasrohr. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem bekannten Verfahren besteht ferner darin, daß die Rohrleitung im Bereich der Muffenverbindung nicht in aufwendiger Weise gereinigt werden muß. Eine zweckmäßige Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, daß der Dehnkörper aus einem starren zylindrisehen Kern mit einem Anschlußkanal für die Di uckluftzuführung und mit Luftaustrittsöffnungen sowie aus einem an dem Kern im entlasteten Zustand anliegenden und mit den stirnseitigen Enden fest damit verbundenen schlauchförmigen Abschnitt aus elastischem Werkstoff,
JO wie Gummi od. dgl., gebildet ist, und daß das Abdichtungsmittel auf einer den Dehnkörper umschließenden thermoplastischen Kunststoffhülse angeordnet ist, und eine diese umgebende nach Art einer Manschette ausgebildete Hülle aus elastischem Werk-
jri stoff, wie Gummi od. dgl., aufweist.
Zum Erhitzen der thermoplastischen Hülse ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß diese an ihrer Wandung mit zu ihrem Erhitzen dienenden Widerstandsheizelementen, wie metallischen
■to Drähten oder Folienstreifen, versehen ist, welche mit durch Zugeinwirkung von diesen trennbaren Leitungsdrähten an eine elektrische Stromquelle angeschlossen sind.
Eine andere Erhitzungsmöglichkeit wird dadurch geschaffen, daß der Kern des Dehnkörpers an seinem äußeren Umfang eine an eine elektrische Stromquelle anschließbare Heizdrahtwicklung aufweist, und daß die Innenseite der Hülse mit ihrer gesamten Fläche eng an dem Schlauchstück anliegt. Dadurch wird es ermöglicht, daß die Behei/.ungsvorrichtung als Teil des Dehnkörpers immer wieder verwendet und ihre Wärme voll auf die Hülse übertragen werden kann.
Es können auch mehrere miteinander durch Zugmittel verbundene Dehnkörper mit ihren Abdichtungsmitteln im axialen Abstand hintereinander angeordnet und durch Druckluftleitungen und elektrische Zuleitungsdrähte miteinander verbunden sein. Damit wird iir Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen dit Möglichkeit geschaffen, daß mehrere Muffenverbindun gen, ■/.. B. eines langen Leitungsstranges, nacheinander ir einem Arbeitsgang abgedichtet werden können, uhiu daß der Dehnkörper jeweils für das Abdichten einei weiteren Verbindung aus der Rohrleitung herausge/o gen und mit neuem Abdichliingsmittel versehen werdet
b5 muß.
In den Zeichnungen sind zwei Ausfiihnmnsbeispii-li der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fi g. 1 einen Längsschnitt durch einen in ihss Gasrolv
eingebrachten Dehnkörpcr mit einer thermoplastischen Hülse, die mit einer elektrischen Widerstandsbeheizung ausgerüstet ist.
Γ i g. 2 den gleichen Körper wie F i g. 1 im expandierten Zustand.
Γ i g. 3 die abgedichtete Slcmmuffenvcrbindung.
I" ig. 4 einen Längsschnitt durch einen Dehnkörper, welcher eine elektrische Widerstandsheizwicklung aufweist, und
I7 i g. 5 den gleichen Körper wie l: i g. 4 im aufgeweiteten Zustand.
In die Rohrleitung 1 bzw. 2 ist in den Bereich der Stcmmuffcnvcrbindung 3 der aus dem starren zylindrischen Kern 4 und dem elastischen Schlauchstück 5 bestehende Dehnkörper eingeführt. Die hierfür dienenden Mittel sind nicht dargestellt. Die Slirnenden 6 des Schlauchslückcs sind mit dem Umfang des Kernes fest verbunden, z. B. durch Bandagen 7 oder durch Aufvulkanisieren. Der Kern weist den Kanal 8, der an eine nicht dargestellte Druckluftleitung angeschlossen ist, und den Druckluflaustrilt 9 auf, der in eine Vertiefung 10 am Umfang des Kernes 4 mündet. Den Luftaustritt 9 bzw. die Vertiefung 10 konzentrisch umgebend ist die aus Polyvinylchlorid bestehende Hülse 11 angeordnet, der seinerseits von der Gummimanschette 12 konzentrisch umgeben ist. Letztere weist für die zu erfolgende Abdichtung mit der Innenwand der Gasrohre die Rippen 13 auf. An der Außenfläche der Manschette 12 befindet sich zur Unterstützung der Abdichtung die plastisch bleibende Masse 14, die jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Die thermoplastische Hülse 11 ist an ihrer Außen- und Innenwand mit axial und im Abstand nebeneinander angeordneten metallischen schmalen Folienstreifen 15 in monofiler Wicklung versehen, deren finden mit den Zulcitungsdrähten 17,18 für den elektrischen Heizstrom verbunden sind. Diese Drähte bzw. ihre Verbindungen sind so beschaffen, daß sie durch einen von außerhalb der Gasrohrleitung erfolgenden Zug von den Folienslreifen 15 abgetrenn werden können, wenn die Abdichtung fertiggestellt ist. Das Abdichten des Muffenspaltes 16 erfolgt in de Weise, daß nach erfolgtem Einbringen des Dehnkörper 4, 5 in die Rohrleitung zunächst die Hülse 11 durcl Erhitzen mittels der Widcrstandsheizstreifen 15 in dei plastischen Zustand versetzt wird. Nach Abschalten de Stromes wird dem Kern 4 Druckluft zugeführt. Wie ii F i g. 2 veranschaulicht, wird dadurch das Schlauchstücl
ίο 5 aufgeweitet, welches dadurch die plastisch gewordcni Hülse 11 und mit diesem die Gummimanschette 12 ai die Rohrinnenwand gepreßt. Dabei verteilt sich di< Abdichtungsmasse 13 und dringt zum Teil in dei Muffenspalt ein. Nach Abkühlen der Hülse 11 wird di< Verbindung der Drähte 17, 18 durch Zug gelöst. Da: Abkühlen kann an ruhender Luft oder durch dii Einwirkung der Druckluft erfolgen. Nach erfolgte; Verfestigung der Hülse 11 wird das Schlauchstück i druckcntlastet, so daß sich dieses wieder an Kern ' anlegt, und die Verbindung der Drähte 17, 18 gelöst Anschließend wird der Dehnkörper aus der Rohrleitung gezogen. Gemäß Fig. 3 besteht die Abdichtung danr aus der Gummimanschette 12, gegebenenfalls mit dei dauerplastischen Masse 14, welche ständig durch di( unter innerer Spannung stehende Hülse 11 gegen der Muffenspalt und die Rohrinnenwand gepreßt wird.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäl; F i g. 4 sieht vor, daß die zur Erhitzung der thermoplasti sehen Hülse 11 dienenden Widerstandsheizclemente ii Gestalt einer den Umfang des Kernes 4 umschließender monofilen Heizdrahtwicklung 19 ausgebildet ist, weicht wie zuvor mit den Zuleitungsdrähten 17, 18 verbunder ist. Damit wird ermöglicht, daß das Heizelemenl wiederholt verwendet werden kann, da es ein Teil des aus dem Kern 4 und dem elastischen Schlauchstück S gebildeten Dehnkörpers ist. Die Funktionsweise ist die gleiche, wie in F i g. 5 veranschaulicht.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

  1. Patentansprüche:
    !. Verfahren zum inneren Abdichten von Rohrmuffenverbindungen, insbesondere der Stemmufienverbindungen von Erdgasrohrleitungen, h ■' 'em ein das Abdichtungsmittel tragender hohlz\ ; ischer und elastischer Dehnkörper in die Ruiirleitung eingebracht und das Abdichtungsmittel durch Aufweiten des Dehnkörpers mittels Zufuhr von Druckluft an den inneren Ringspalt der Muffenverbindung angepreßt wird, worauf der Dehnkorper entlastet und aus der Rohrleitung entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Dehnkörper (4, 5) eine das Abdichtungsmitlei (12, 14) tragende und den Dehnkörper umgebende Hülse (II) aus thermoplastischem kunststoff, vorzugsweise Polyvinylchlorid, in den Bereich der Muffenverbindung gebracht, auf Erweichungstemperatur erwärmt, dann durch Aufweiten des Dehnkörpers zusammen mit dem Abdichtungsmittel an die Rohrinnenwand angepreßt und anschließend in angepreßtem Zustand bis zur Verfestigung abgekühlt wird, worauf der Dehnkörper aus der Rohrleitung entfernt wird. '5
  2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Hülse (II) aus thermoplastischen Kunststoff durch elektrische Widerstandserhitzung oder auf induktivem Wege vorgenommen wird.
  3. 3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnkörper aus einem starren zylindrischen Kern (4) mit einem Anschlußkanal (8) für die Druckluftzuführung und mit Luftaustrittsöffnungen (9) sowie aus einem an dem Kern im entlasteten Zustand anliegenden und mit den stirnseitigen Enden (6) fest damii verbundenen schlauchförmigen Abschnitt (5) aus elastischem Werkstoff, wie Gummi od. dgl., gebildet ist und daß das Abdichtungsmitte! auf einer den Dehnkörper umschließenden thermoplastischen Kunststoffhülse angeordnet ist und eine diese umgebende, nach Art einer Manschette ausgebildete Hülle (12) aus elastischem Werkstoff, wie Gummi od. dgl., aufweist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Hülse (11) an ihrer Wandung mit zu ihrem Erhitzen dienenden Widerstandsheizelementen, wie metallischen Drähten oder Folienstreifen (15), versehen ist, welche mit durch Zugeinwirkung von diesen trennbaren Leitungsdrähten (17, 18) an eine elektrische Stromquelle angeschlossen sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhitzen der thermoplastischen Hülse (11) der Kern (4) des Dchnkörpers an seinem äußeren Umfang eine an eine elektrische Stromquelle anschließbare Heizdrahtwicklung (19) aufweist und daß die Innenseite der Hülse (II) mit ihrer gesamten Fläche eng an dem Schlauchstück (5) des Dehnkörpers anliegt.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere miteinander durch Zugmittel verbundene Dehnkörper (4, 5) mit ihren Abdichtungsmitteln (11,12 bzw. 14) im axialen Abstand hintereinander angeordnet und durch Druckluftleitungen und elektrische Zuleitungsdrahte (17,18) miteinander verbunden sind.
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