METHOD FOR ENVELOPING A STEEL PIPE

Abstract: 1. A process for enveloping a steel pipe with polyethylene, in which, after cleaning its surface, at least one layer of epoxy resin is applied to the steel pipe as a bonding agent, and before the epoxy resin is hardened at least one adhesive layer of ethylene copolymer is applied, characterized in that the surface of the steel pipe is chromised, dried completely and then the epoxy resin is aplied at a pipe temperature of at least 200 degrees C.

Description: Verfahren zum Ummanteln eines Stahirohres Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ummanteln eines Stahirohres gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, Stahirohre, insbesondere solche, die im Erdboden verlegt werden, mit einem dem Schutz gegen Korrosion dienenden Überzug aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie Polyäthylen oder Polyvinylchlorid zu versehen. Die Verbindung des Überzugs mit dem Stahl rohr erfolgt meistens durch Verkleben. Für das Überziehen der Rohre kann der Kunststoff bekanntlich in Form eines nahtlosen Schlauchs durch Extrudieren unter Verwendung einer ringförmigen Düse, durch die das Rohr hindurchgeführt wird, aufgebracht werden, nachdem die Rohroberfläche mit einem Klebstoff beschichtet worden ist. Es ist auch bekannt, den Kunststoff in Form eines Folienbandes schraubenlinienförmig um das Rohr zu wickeln. Aus der DE-PS 19 65 802 ist ein Verfahren zum Ummanteln eines Stahl rohres bekannt, bei dem ein gereinigtes Stahl rohr induktiv auf 140 - 200 9C erwärmt und mittels Spritzpistolen mit einer Epoxyharzschicht als Haftvermittler beschichtet wird. Auf die aushärtende Epoxyharzschicht wird dann eine extrudierte Folie aus einem Äthylencopolymerisat als Kleberschicht und darüber eine ebenfalls extrudierte Folie aus Polyäthylen als äussere Mantelschicht aufgetragen. Eine derartige im Prinzip aus drei Schichten bestehende Ummantelung, deren Einzelschichten selbstverständlich auch jeweils in mehreren Teilschichten aufgetragen werden können, weist ausgezeichnete, gegenüber dem damaligen Stand der Technik verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften auf. In manchen Fällen werden jedoch insbesondere hinsichtlich der Schälfestigkeit unter Peuchtigkeitsein- wirkung und erhöhter Temperatur (bis 80 "C Dauerlast) und hinsichtlich des Schutzes gegen Unterrostung (cathodic disbonding) sehr hohe Qualitätsanforderungen gestellt, die auch von diesem Ummantelungssystem nicht immer bzw. nicht mit der gewünschten Sicherheit erfüllt werden. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Stahl rohr- ummantelung der gattungsgemässen Art dahingehend zu verbessern, dass die ummantelten Stahirohre gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Schälfestigkeit unter Feuchtigkeitseinwirkung bei gleichzeitig erhöhter Temperatur (z.B. von bis zu + 80"C) und erhöhten Widerstand gegen Unterrostung aufweisen. gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 - 14 angegeben. Im folgenden wird die Erfindung näher erläutert. Die Verbesserung der Haftung zwischen dem Stahl rohr und der Kunst stoffummantelung, deren Einzelschichten auch in jeweils mehreren Teilschichten aufgetragen sein können und die auch mit zusätzlichen Schichten versehen sein kann; etwa als mechanische Schutzschicht (z.B. Zementbeschichtung, Kautschukbeschichtung), wird durch das an sich bekannte Chromatieren der Stahl rohroberfl äche erreicht. Wesentliche Bedingungen für das erfindungsgemässe Verfahren sind, dass die Oberfläche des Stahl rohres chemisch und/oder mechanisch gründlich gereinigt (z.B. mindestens entsprechend DIN 55 928) und vor dem Auftragen des Kunststoffs restlos getrocknet ist, damit die Bildung von Dampfblasen unter dem Kunststoff vermieden wird. Die Ummantelung eines Stahl rohres kann in folgender Weise vorgenommen werden. Ein Stahl rohr von z.B. 159 mm äusserem Durchmesser und 4,5 mm Wanddicke wird durch Strahlen mit gerundetem Stahldrahtkorn, dessen Einzelkorn also keine oder nur wenige scharfe Kanten aufweist, an der zu beschichtenden Oberfläche grundlich gereinigt. Das Stahistrahlen wird so durchgeführt, dass eine mittlere Rauhtiefe von 40 - 50 pin entsteht. Infolge des gerundeten Stahldrahtkornes weist das Stahl rohr nach der Reinigung ein im Prinzip apfelsinenhautför- mi ges, d.h. abgeflachtes Oberflächenprofil ohne scharfe Kanten auf. Das auf Raumtemperatur befindliche Stahlrohr wird dann in einer Kabine, die gegen ein Austreten von Chromatdämpfen in die Umwelt gesichert ist, mit der Chromatierung in ein- bis zweiprozentiger saurer wässriger Lösung (z.B. einer 6-wertigen Chromverbindung, die ein Silikat enthält) durch Übergiessen benetzt. Das Benetzen könnte auch auf andere Weise, z.B. mit Hilfe einer Walze oder durch Tauchen in ein entsprechendes Bad erfolgen. Besonders gute Ergebnisse werden 2 erzielt, wenn eine Chromatschicht von 400 - 600 mg/m (Trocken- schichtgewicht) auf der Stahlrohroberfläche entsteht. Es ist eine gleichmässig dicke Chromatschicht anzustreben. Dies wird einerseits durch das abgeflachte Oberflächenprofil des Stahlrohres erreicht, das nicht stark zerklüftet ist und daher keine örtlich stärkeren Ansammlungen der Chromatierung begünstigt. Andererseits kann die Schichtdicke durch die Konzentration der wässrigen Lösung beeinflusst werden. Nach dem Auftragen der Chromatierung wird die Oberfläche des Stahlrohres vollständig getrocknet. Dabei ist selbstverständlich zu vermeiden, dass Chromatdämpfe in die Umwelt gelangen. Uberschüssiges Material ist daher nicht nur beim eigentlichen Auftragen, sondern auch beim Trocknen unbedingt zurückzugewinnen. Für die Trocknung hat sich insbesondere eine induktive Erwärmung des Stahlrohres auf etwa 0 180 - 200 C als vorteilhaft erwiesen. Gegebenenfalls kann auch zusätzliche Wärmeenergie durch Infrarotbestrahlung z.B. kurz vor der Beschichtung mit Epoxyharz aufgebracht werden. Das erwärmte und getrocknete Stahlrohr wird anschliessend bei einer 0 Rohrtemperatur von mindestens 2PO C in einer Beschichtungsstation elektrostatisch mit Epoxyharzpulver in einer Menge besprüht, die einer Trockenfilmdicke von etwa 50 pm entspricht. Aufgrund der in das Stahl rohr eingebrachten Wärme schmilzt das Epoxyharzpulver zu einem geschlossenen Film auf und beginnt auszuhärten. In an sich bekannter Weise wird vor Beendigung der Aushärtung der thermoplastische Kunststoff z.B. durch Aufrecken eines nahtlosen extrudierten Foliendoppelschlauches aus einer inneren z.B. 150 ,um dicken Äthylencopolymeri- satschicht und einer äusseren z.B. 1,8 mm dicken Polyäthylenschicht auf das Stahlrohr aufgebracht und das Stahlrohr anschliessend auf Raumtemperatur abgekühlt. Das bekannte Ummanteln durch schraubenlinienförmiges Umwickeln mit einer Kleberfolie und einer Folie für die äussere Mantelschicht ist ebenso anwendbar. Es ist auch möglich, innerhalb des Kunststoffmantels Variationen in den Schichtfolgen durchzuführen, beispielsweise mehrere Kleber- oder mehrere Teilschichten der äusseren Mantelschicht aufzutragen oder Zwischenschichten einzubringen, die aus einer Mischung von Epoxyharz und dem verwendeten Kleber und/oder aus dem Kleber und dem Material der äusseren Mantelschicht bestehen. Letzteres begünstigt einen kontinuierlichen Ubergang der unterschiedlichen Materialeigenschaften in den Einzel schichten des gesamten Kunststoffmantels. Das gemäss dem vorstehenden Beispiel beschichtete Stahlrohr weist 0 unter Einwirkung von Wasser bei + 65 C nach ca. 250 Std. eine Schäl- festigkeit von 80 - 100 N/cm und einen Disbondingwert nach ASTM G 8 von 0 - 1 mm auf. Für eine Stahl rohr, das in entsprechender Weise ohne Chromatierung nach dem Stand der Technik mit 50 pm Epoxyharz, 150 jim Äthylencopolymerisat und 1,8 mm Polyäthylen beschichtet wurde, betragen diese Qualitätsdaten 50 - 60 N/cm bzw. O - 5 mm.

Claims: 1. Process for the continuous enveloping of a steel pipe from polyethylene, in which, after cleaning its surface, at least one layer of epoxy resin is applied to the steel pipe as a bonding agent, and before the epoxy resin is fully hardened at least one adhesive layer of ethylene copolymer is applied thereon, characterised in that the surface of the steel pipe is chromised with a layer of regular thickness, dried completely and then the epoxy resin is applied at a pipe temperature of at least 200° C, whereby the chromising takes place in a dry layer thickness of less than 1 µm and by applying an aqueous acidic solution of a mixture of 3-valent and 6-valent chromium compounds with a pH value of 2.8 to 3.5, preferably of 3.1, which contains an inorganic binding agent, e.g. a silicate, for fixing on the pipe surface, the drying of the chromate layer takes place at temperatures of 120-220° C and whereby the application of the chromising agent, which is at room temperature, takes place at a temperature of the steel pipe surface of +10 to +40° C. 2. Process according to Claim 1, characterised in that the application of the chromate layer to the steel pipe takes place by pouring or wetting with a roller. 3. Process according to Claim 1, characterised in that in order to achieve a regular thickness of the chromate layer the steel pipe surface is cleaned before chromising in such a manner that a flattened-off surface profile like the skin of an orange results. 4. Process according to Claim 3, characterised in that a mean surface roughness of 40 to 50 µm is produced by said cleaning. 5. Process according to Claim 3 or 4, characterised in that the cleaning takes place by spraying with rounded steel grit. 6. Process according to one of Claims 1-5, characterised in that the steel pipe is heated inductively to dry the chromate layer. 7. Process according to one of Claims 1-6, characterised in that the steel pipe is exposed to infrared radiation to dry the chromate layer completely before coating with epoxy resin. 8. Process according to one of Claims 1-7, characterised in that the epoxy resin is applied in powder form. 9. Process according to one of Claims 1-8, characterised in that the mixture of 3-valent and 6-valent chromium compounds is applied as a one-percent to two-percent (% weight) solution.

Inventors: STUCKE, WALTER, THOMAS, DIETER
Applicants: MANNESMANN AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: F16L58
IPC codes: B29C63, F16L58, B05D7