PRODUCTION PROCESS FOR A METAL PIPE WITH A CORROSION AND SHOCK PROTECTING LAYER

Abstract: 1. Method for the manufacture of a metal tube with a covering of a thermoplastic plastics layer, particularly a polyethylene layer, wherein a hot melt adhesive is applied between the metal tube and the covering, by the following method steps : a) cleaning of the metal tube surface, b) heating of the metal tube to a temperature which lies at least 5 degrees K above the dew point temperature of the ambient atmosphere, c) heating of the hot-melt adhesive sheet to at least 350 degrees K directly before contact with the metal tube, d) application of the hot-melt adhesive sheet, e) heating of the thermoplastic plastics strip directly before contact with the metal tube covered with the hot-melt adhesive sheet at least 380 degrees K, f) covering of the coated metal tube with the thermoplastic plastics strip, g) application of the hot-melt adhesive sheet and the thermoplastic plastics strip with a roller, h) cooling of the covered metal tube to room temperature.

Description: Metallrohr mit einer Korrosions- und Stossschutzbeschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft ein Metallrohr mit einer Korrosions- und Stossschutzbeschichtung aus einem härtbaren Kunststoffharz, einem darauf angeordneten Heissschmelzkleber und einer Deckurninantelung aus thermoplastischem Kunststoffband sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. Aus der DE-AS 24 07 427 ist es bekannt, Stahlrohre mit Folien aus Heissschmelzkleber (Äthylencopolymer) und thermoplastischem Kunststoff (Polyäthylen) unter Anwendung einer Anpressrolle zu ummanteln. Es werden dabei direkt extrudierte Folien verwendet, 0 die also Temperaturen von 180 - 240 C aufweisen. Über die Temperatur und den Oberflächenzustand des Stahlrohres ist nichts offenbart. Durch eine spezielle Vorrichtung wird auf die Folien eine Reckspannung aufgebracht, die nur für den Bereich der Schweissnaht reduziert wird. Es ist weiterhin bekannt, Metallrohre zunächst mit einem unter Vernetzung härtbaren Kunststoffharz wie z. B. Epoxyharz zu beschichten, darüber eine Schmelzkleberschicht, in der Regel Äthylencopolymerisat, und darauf wiederum eine Deckbeschichtung, in der Regel als Folienband oder Extrusionsschlauch aufzubringen (US-PS 33 90 704, DE-OS 32 30 955, DE-OS 29 44 809, DE-PS 19 65 802, DE-PS 20 20 901). In allen Fällen wird das Metallrohr auf Temperaturen oberhalb 140 - 316 OC aufgeheizt, um eine Verbindung der Beschichtung zu erreichen. Aus der DE-AS 22 22 911 ist bekannt, Stahlrohre nur auf 70 - 90 0C Oberflächentemperatur zu erwärmen, sodann mit einer Epoxyharzschicht und einem Doppelschlauch aus direkt extrudiertem Äthylencopolymer und Polyäthylen zu versehen. Die niedrige Temperatur des Stahlrohres soll mit Rücksicht auf eine bereits vorhandene Innenbeschichtung gewählt werden. Aus der US-PS 32 31 443 ist es bekannt, Stahlrohre mit einer Epoxyharzbeschichtung zu versehen, sodann ein mit einem Klebstoff versehenes Polyäthylenband, das auf ca. 35 - 65 0C angewärmt wird, auf das Stahlrohr zu wickeln. Über die Temperatur des Stahlrohres ist keine Aussage gemacht worden. Als Nachteil haftet allen Verfahren nach dem Stand der Technik an, dass die fertigen Beschichtungen eine hohe Schrumpfspannung aufweisen, gleichgültig, ob das Rohr mit einem Extrusionsschlauch oder einer Wickelfolie ummantelt wurde. In Versuchen wurde festgestellt, dass sowohl in Rohraxial - als auch in Radialrichtung Dehnungen von 20 - 70 % normal sind. Unter diesen Spannungen leidet auf Dauer die Haftfestigkeit der Beschichtung auf dem Stahlrohr. Es ist bekannt, dass Stahlrohrbeschichtungen mit aufgesintertem Polyäthylen derartige Schrumpfspannungen nicht aufweisen. Als Nachteil der Sintertechnik ist jedoch anzuführen, dass die 0 Stahlrohroberfläche auf Temperaturen von 280 - 300 C zu er- hitzen ist. Allen Verfahren gemeinsam (Ausnahme US-PS 32 31 443) haftet zudem der entscheidende Nachteil an, dass die Erwärmung des Stahlrohres und das Aufbringen der Beschichtung in einem engen zeitlichen Zusammenhang stehen aufgrund der gehannten Wärmeführung für das Stahlrohr und zudem bei der Extrusionsbeschichtung die Durchsatzmenge der Beschichtungsstrecke an die Leistung des Extruders gekoppelt ist. Von daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Metallrohr der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur Ummantelung des Metallrohres mit thermoplastischem Kunststoff unter Verwendung von Heissschmelzklebern und ggf. unter Vernetzung härtbarer Kunststoffharze zu schaffen, das zum einen eine langlebige festhaftende Korrosionsschutzschicht hat und zum anderen das Problem der Kopplung der Ausstossmenge an die Leistung des Kunststoffband-Extruders bzw. des Kleberfolien-Extruders löst. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 3 genannten Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen erfasst. Voraussetzung für eine gute Haftung der Beschichtung ist ein Säubern der Stahloberfläche durch chemische Mittel oder einfach durch Sandstrahlen. Sandstrahlen hat zudem den Vorteil, dass sich dadurch die Stahloberfläche leicht erwärmt. Es wurde festgestellt, dass eine starke Aufheizung der Stahlrohroberfläche nicht erforderlich ist, sondern lediglich eine Erwärmung, die um 5 K oberhalb der Taupunkttemperatur der Umgebungsatmosphäre liegt. Mit dieser Temperaturerhöhung wird in der Regel erreicht, dass die relative Feuchtigkeit der Umgebungsluft der Stahirohroberfläche unter 85 % sinkt. Dies ist ausreichend, um darauffolgend einen Heissschmelzkleber oder ein härtendes Kunststoffharz aufzubringen, ohne dass die Feuchtigkeit die Haftung zwischen dem Stahlrohr und der Beschichtung stört. Sowohl für den Kleber als auch für das thermoplastische Kunststoffband können vorextrudierte kalte Folien verwendet werden, die in der benötigten Breite und Dicke im Handel erhältlich sind oder auf einem separaten Extruder selbst hergestellt werden können. Durch die erfindungsgemässe Erwärmung auf die genannten Temperaturen wird die in den kalten Folien eingefrorene Spannung gelöst, so dass nach dem Wickeln die fertige Isolierung nahezu spannungsfrei ist. Als Heissschmelzkleber werden sinnvoller weise-lopolymere des thermoplastischen Kunststoffes verwendet, der als Deckfolie verwendet werden soll, also z. B. ein Athylencopolymer als Kleber für ein Kunststoffband aus Polyäthylen oder Vinylcopolymer für ein Kunststoffband aus PVC. Die Schichtdicken für den Schmelzkleber und das härtbare Kunststoffharz sind erfindungsgemäss derart gewählt, dass eine vollständige Benetzung der Oberflächen möglich ist, insbesondere unter Berücksichtigung der Anpressung der Folien durch eine Rolle. Die Dicke des thermoplastischen Kunststoffbandes hängt von der Art der Deckbeschichtung ab. Als vorteilhaft hat sich eine Foliendicke von 0,3 - O 0,5 mm erwiesen, die durch 6 - 10faches überlapptes Umwickeln auf eine Gesamtschichtstärke der Deckbeschichtung von ca. 2,5 - 3 mm anwächst. Diese Vielfachumwicklung hat zudem den Vorteil, dass der gleiche Rohrabschnitt mehrfach von der Anpressrolle überrollt wird und so eine innige Verbindung der Kunststoffschichten erreicht wird. Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden erläutert: Ein Stahlrohr von 1.420 mm ¯ mit einer Wanddicke von 16 mm wird spiralförmig durch eine Sandstrahlanlage gefördert und dort entzundert, anschliessend wird mit Pressluft die Oberfläche nachgesäubert. Das Stahlrohr weist an der Oberfläche 0 eine Temperatur von 20 C auf. Die Lufttemperatur in der Halle beträgt 25 OC, die relative Luftfeuchtigkeit 90 %. Die Taupunkttemperatur liegt bei 23 OC; das Rohr wird auf Temperaturen von mindestens 28 OC erwärmt, bevor eine Heissschmelzkleberfolie auf das Rohr gewickelt wird, Stoss an Stoss. Unmittelbar vor der Berührung mit dem Stahlrohr überstreicht die Heissschmelzkleberfolie aus Äthylencopolymerisat einen Infrarotstrahler, dessen Leistung so eingestellt ist, dass die Folie eine Erwärmung auf 80 0C erhält. Direkt hinter der Wickelstation für die Kleberfolie ist eine weitere Wickelstation für ein vorextrudiertes, kaltes Band aus Polyäthylen angeordnet. Das Polyäthylenband in einer Schichtdicke von 0,4 mm überstreicht ebenfalls einen Infrarotstrahler, dessen Leistung so eingestellt ist, dass das 0 Polyäthylenband auf 130 C erwärmt wird, und wird dann auf das Stahlrohr gewickelt mit einer Überlappung, so dass durch mehrfaches Umwickeln eine Schichtdicke von insgesamt 2,5 mm entsteht. Bei diesem Prozess läuft das Stahlrohr spiralförmig an den Wickelstationen vorbei. Über dem Stahlrohr ist eine Anpressrolle angeordnet, die beide Wickelfolien fest auf die Stahlrohroberfläche drücken. Mit einer Wasserbrause wird das Rohr anschliessend auf Raumtemperatur abgekühlt. Die kalte Polyäthylen-Deckfclie hat in Querrichtung eine eingefrorene Spannung. Die Querkontraktion beträgt 67 %. Nach dem Wickeln entnommene Proben des Polyäthylenbandes zeigen sowohl in Längs- als auch in Querrichtung eine Kontraktion von 2 %.

Claims: Patentansprüche 1. Metallrohr mit einer Korrosions- und Stossschutzbeschichtung aus einem härtbaren Kunststoffharz, einem darauf ange ordneten Heissschmelzkleber und einer Deckummantelung aus thermoplastischem Kunststoffband, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckummantelung in Längs- und Querrichtung eine Dehnung kleiner + 4 % aufweist. 2. Metallrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heissschmelzkleber aus einem mit einer Dikarbonsäure versetzten Copolymer des Thermoplastes besteht, das die Deckummantelung bildet 3. Verfahren zur Herstellung eines Metallrohres nach Anspruch 1 mit einer Ummantelung aus einem thermoplastischen Kunst stoffband, insbesondere einem Polyäthylenband, wobei zwischen dem Metallrohr und der Ummantelung ein Heissschmelz kleber eingebracht wird, gekennzeichnet durch die Kombi nation folgender Verfahrensschritte: a) Säubern der Metallrohroberfläche, b) Erwärmen des Metallrohres auf eine Temperatur, die mindestens 5 K oberhalb der Taupunkttemperatur der Umgebungsatmosphäre liegt, c) Aufbringen einer Heissschmelzkleberfolie, d) Erwärmen der#Heissschmelzkleberfolie auf mindestens 350 K unmittelbar vor Berührung mit dem Metallrohr, e) Ummantelung des beschichteten Metallrohres mit dem thermoplastischen Kunststoffband, f) Erwärmen des thermoplastischen Kunststoffbandes unmittel bar vor Berührung mit dem beschichteten Metallrohr auf mindestens 380 K, g) Anpressen der Heissschmelzkleberfolie und des thermo plastischen Kunststoffbandes mit einer Rolle, h) Abkühlen des ummantelten Metallrohres auf Raumtemperatur. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich unmittelbar vor dem Aufbringen der Heissschmelz kleberfolie eine Schicht aus einem unter Vernetzung härt baren Kunststoffharz auf das Metallrohr aufgebracht wird. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke des härtbaren Kunststoffharzes mindestens 0,005 mm beträgt. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass das härtbare Kunststoffharz aus Epoxyharz des Bisphenol-A-Types besteht und vor Aufbringen der Heiss schmelzkleberfolie durch Mikrowellenstrahlung auf Reakions temperatur erwärmt wird. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Heissschmelzkleberfolie mindestens 0,005 mm dick aufgetragen wird. 8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Kunststoffband eine Dicke von mindestens 0,3 mm aufweist. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heissschmelz kleberfolie und thermoplastische Kunststoffband durch Infrarotstrahlung erwärmt wird. 10. Verwendung einer vorextrudierten erkalteten Heissschmelz kleberfolie aus einem mit einer Dikarbonsäure versetzten Copolymer und eines vorextrudierten erkalteten thermo plastischen Kunststoffbandes zur Erzeugung einer spannungs armen Ummantelung auf einem gegebenenfalls mit einem härtbaren Kunststoffharz beschichteten Metallrohr durch Strahlungserwärmung der Folie und des Bandes auf eine Temperatur, bei der die Schrumpfspannung des Materials gelöst werden und anschliessendes Anpressen an die Rohrober fläche.

Inventors: GROSS, HEINZ, DIPL.-ING., KROLL, PETER, WELSING, KLAUS-OTTO, DIPL.-ING.
Applicants: HOESCH AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: F16L58
IPC codes: C08J5, F16L58, B29D23, B29C63