DE3335502C1 - Process and device for covering a preheated steel pipe with pulverulent coating materials - Google Patents

Process and device for covering a preheated steel pipe with pulverulent coating materials

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DE3335502C1 DE19833335502 DE3335502A DE3335502C1 DE 3335502 C1 DE3335502 C1 DE 3335502C1 DE 19833335502 DE19833335502 DE 19833335502 DE 3335502 A DE3335502 A DE 3335502A DE 3335502 C1 DE3335502 C1 DE 3335502C1
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Abstract

The present invention relates to a novel process for covering steel pipes, which operates without film-covering or tube-covering. The three-layer covering (thermoset/adhesive/thermoplastic) is applied only by sintering, that is to say spraying, and spinning respectively, onto the preheated steel pipe, in succession in one operation. For carrying out the proposed process, a new device has been developed, the coating system of which consists of a spray-coating device and a spin-coating device. <IMAGE>

Description

Die Aufgabe, die sich die Erfindung gestellt hat, wird durch folgende Verfahrensschritte gelöst: - auf das vorerhitzte Stahlrohr wird zunächst eine Schicht eines heißhärtenden, duroplastischen Kunststoffharzes, wie z. B. Epoxidharz, elektrostatisch aufgesprüht, - danach wird ein Kleber, wie z. B. Äthylencopolymerisat oder Äthylen-Acrylsäurecopolymerisat, aufgesprüht oder aufgeblasen, - ein thermoplastischer Kunststoff, wie z. B. Polyäthylen, wird aufgeschleudert und durch die Wärme des vorerhitzten Rohres aufgesintert - und die aufgesinterte Kunststoffschicht wird anschließend mittels Heizstrahler geglättet. The object set by the invention is achieved by the following Process steps solved: - First a layer is applied to the preheated steel pipe a thermosetting, thermosetting plastic resin, such as. B. epoxy resin, electrostatic sprayed on, - then an adhesive, such as. B. ethylene copolymer or ethylene-acrylic acid copolymer, sprayed on or inflated, - a thermoplastic plastic, such as B. polyethylene, is centrifuged and preheated by the heat of the Sintered on the pipe - and the sintered-on plastic layer is then smoothed by means of a radiant heater.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung, bestehend aus einem Vorwärmofen, einer Rohrdrehvorrichtung, einer Beschichtungsanlage und einer Heizstrahleranlage, vorgeschlagen, deren zweiteilige Anlage zur Beschichtung des vorerhitzten Rohres mit drei nacheinander aufzubringenden Schichten erfindungsgemäß aus folgenden Komponenten besteht: - einer an sich bekannten Sprüheinrichtung zum Aufbringen des duroplastischen Kunststoffes und des Klebers, die in Längsrichtung über dem Rohr verfahrbar ist und eine in einem zur Rohroberfläche anstellbaren Gehäuse befindliche Pulversprühkammer enthält, in der höhenverstellbare Sprühpistolen angeordnet sind - und einem oder mehreren in Längsrichtung des Rohres verfahrbaren und unter dem Rohr angeordneten Anwurfwagen zum Auftragen des thermoplastischen Kunststoffes. To carry out the method, a device is made from a preheating furnace, a tube turning device, a coating system and a radiant heater system, proposed the two-part system for coating of the preheated tube with three layers to be applied one after the other according to the invention consists of the following components: - a known spray device for Application of the thermosetting plastic and the adhesive in the longitudinal direction can be moved over the pipe and one in a housing that can be adjusted to the pipe surface contains located powder spray chamber, arranged in the height-adjustable spray guns are - and one or more movable in the longitudinal direction of the pipe and under The starting trolley arranged on the pipe for applying the thermoplastic material.

In einer besonderen Ausführungsform kann die Sprüheinrichtung, die normalerweise senkrecht über dem zu beschichtenden Stahlrohr angeordnet ist, seitlich am Stahlrohr auf Schienen vorbeigeführt werden. In a particular embodiment, the spray device, the is normally arranged vertically above the steel pipe to be coated, laterally be guided past the steel pipe on rails.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich gegenüber den bekannten Verfahren durch folgende Vorteile aus. The method according to the invention is distinguished from the known Process through the following advantages.

Durch das Aufsintern der pulverförmigen Beschichtungsstoffe auf das Stahlrohr entstehen während der Abkühlungsphase gegenüber dem Beschichten mit Folien oder Schläuchen wesentlich geringere Schrumpfspannungen in der Rohrumhüllung sowohl in axialer wie auch in radialer Richtung. By sintering the powder coating materials onto the Steel pipes are created during the cooling phase compared to coating with foils or tubing both have significantly lower shrinkage stresses in the pipe coating in the axial as well as in the radial direction.

Das Aufsintern der pulverförmigen Beschichtungsmaterialien ergibt auf dem gesamten Rohrschaft gleichmäßige Schichtdicken. Hohlräume an den Schweißnahtübergängen entstehen nicht. Im Falle des Aufbringens von Folien oder Schläuchen müssen wegen der entstehenden Zugspannungen im Bereich der Schweißnähte Sondermaßnahmen zur Vermeidung von Hohlräumen getroffen werden. Diese Maßnahmen bedeuten aber erhöhte Schichtdicken und damit höhere Verbrauchsmengen an thermoplastischem Kunststoff, z. B. Polyäthylen. The sintering of the powdery coating materials results Uniform layer thicknesses on the entire tube shaft. Cavities at the weld seam transitions do not arise. In the case of the application of foils or hoses, due the resulting tensile stresses in the area of the weld seams. Special measures to avoid them be hit by cavities. However, these measures mean increased layer thicknesses and thus higher consumption quantities of thermoplastic material, e.g. B. polyethylene.

Die für die Beschichtung bereits vorhandenen Sinteranlagen können relativ einfach und kostensparend in die erfindungsgemäß vorgeschlagene Beschichtungsanlage umgebaut werden. In einer solchen Anlage für eine Einzelrohrbeschichtung können auch kleine Losgrößen kostengünstig beschichtet werden. Im Gegensatz zu einer Extrudervorrichtung, die für jeden Rohrdurchmesser eingerichtet werden muß, bleibt die Vorrichtung zur Sinterbeschichtung für alle Rohrdurchmesser gleich. The sintering systems already available for the coating can relatively simple and cost-saving in the coating system proposed according to the invention to be rebuilt. In such a system for a single pipe coating can even small batches can be coated cost-effectively. In contrast to an extruder device, which must be set up for each pipe diameter, the device remains for Sinter coating the same for all pipe diameters.

Das Verfahren nach der Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. The method according to the invention is described below using an exemplary embodiment are explained in more detail.

Es soll ein Stahlrohr mit einem äußeren Durchmesser von 1420 mm, einer Wandstärke von 16,0 mm und einer Länge von 18 m beschichtet werden. Hierfür wird das Rohr über einen Schrägrollgang in eine Außenstrahlanlage gefahren, wo die Rohroberfläche mit Stahlkorn gestrahlt, d. h. gereinigt wird. Das gestrahlte Rohr wird in einem Vorwärmofen auf eine Temperatur am Rohranfang von ca. 3000C und am Rohrende von ca. 3600C (max. 380°C) aufgeheizt. Dieser vom Rohranfang zum Rohrende hin stetig ansteigende Temperaturverlauf ist aus dem deutschen Patent DE-PS 2448 292 bekannt. It should be a steel pipe with an outer diameter of 1420 mm, a wall thickness of 16.0 mm and a length of 18 m can be coated. Therefor the pipe is moved over an inclined roller conveyor to an external blasting system, where the Pipe surface blasted with steel grain, d. H. is cleaned. The blasted pipe is heated in a preheating furnace to a temperature at the beginning of the pipe of approx. 3000C and on Tube end heated to approx. 3600C (max. 380 ° C). This from the beginning of the pipe to the end of the pipe A steadily increasing temperature profile is from the German patent DE-PS 2448 292 known.

Dann wird das erwärmte Rohr von dem Vorwärmofen zu einer Drehvorrichtung transportiert, in der das Rohr mit ca. 12 Umdrehungen pro Minute gedreht wird. Hier wird das Rohr mit Hilfe der speziellen Beschichtungsanlage in folgender Weise beschichtet. Zunächst wird heißhärtendes, pulverförmiges Epoxid mit Hilfe einer in Längsrichtung des Rohres verfahrbaren Aufsprüheinrichtung und darin angeordneten elektrostatischen Sprühpistolen in einer dünnen Schicht von ca. 50 u aufgesprüht. Eine solche Sprühvorrichtung ist aus dem deutschen Patent DE-PS 2451 672 bekannt. Eine in einem Abstand von 120 mm hinter den ersten Sprühpistolen angeordnete zweite Sprühpistole sprüht eine Schicht von ca. 100 ,u pulverförmiges Äthylen-Acrylsäurecopolymerisat als Kleber auf die Epoxidschicht auf. In einem Abstand von 300 mm hinter der Aufsprühvorrichtung für den Dünnschichtenauftrag werden drei Pulveranwurfwagen mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 2,5 m/min unter dem drehenden Rohr in Längsrichtung des Rohres entlang gefahren. Diese Anwurfwagen schleudern das Polyäthylenpulver gegen die erwärmte Rohroberfläche. Das aufgeschleuderte Polyäthylenpulver bleibt an der Oberfläche haften und sintert dort zu einer Schicht von mindestens 3 mm Dicke auf. Zur Glättung der Polyäthylenoberfläche wird nach der Beschichtung eine fahrbare Heizstrahleranlage, die mit Gas-/Infrarot-Strahlern bestückt ist, über die Rohrlänge gefahren. Die Rohrenden werden durch Blechabdeckungen in einem Bereich von ca. 150 mm frei von den Ummantelungsschichten gehalten.Then the heated tube is transferred from the preheating furnace to a rotating device transported, in which the pipe is rotated at approx. 12 revolutions per minute. here the pipe is coated in the following way with the help of the special coating system. First, heat-curing, powdered epoxy is applied using a lengthways of the pipe movable spraying device and arranged therein electrostatic Spray guns sprayed on in a thin layer of approx. 50 u. Such a spray device is known from German patent DE-PS 2,451,672. One at a distance of 120 A second spray gun arranged mm behind the first spray guns sprays a layer of about 100, u powdery ethylene-acrylic acid copolymer as an adhesive on the Epoxy layer on. At a distance of 300 mm behind the spray device for The thin layer application is carried out by three powder feed trolleys with one feed speed at a speed of 2.5 m / min under the rotating pipe in the longitudinal direction of the pipe. These trolleys throw the polyethylene powder against the heated pipe surface. The thrown-on polyethylene powder sticks to the surface and sinters there to a layer of at least 3 mm thickness. For smoothing the polyethylene surface After the coating, a mobile radiant heater system with gas / infrared heaters is equipped, moved over the length of the pipe. The pipe ends are covered by sheet metal kept free of the cladding layers in an area of approx. 150 mm.

Danach wird das Rohr von der Drehvorrichtung gehoben und mit Luft abgekühlt. After that, the tube is lifted from the rotating device and filled with air cooled down.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht der Beschichtungsvorrichtung mit einem zu beschichtenden Rohr und F i g. 2 die Beschichtungsvorrichtung im Querschnitt und in der Seitenansicht. In the drawing, an exemplary embodiment is shown in FIG Coating device according to the invention shown. 1 shows a perspective Overall view of the coating device with a pipe to be coated and F i g. 2 shows the coating device in cross section and in side view.

In der Zeichnung sind durch Ziffern gekennzeichnet: t Rohrdrehvorrichtung 2 das zu beschichtende Rohr 3 Sprühpistole für Epoxidpulver 4 Sprühpistole für Kleberpulver 5 Anwurfwagen für Polyäthylenpulver - Leerseite - The following are identified by numbers in the drawing: t Pipe turning device 2 the pipe to be coated 3 spray gun for epoxy powder 4 spray gun for glue powder 5 launch trolleys for polyethylene powder - blank page -

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Ummanteln eines vorerhitzten Stahlrohres mit pulverförmigen Beschichtungsstoffen, dadurch gekennzeichnet, - daß auf das vorerhitzte Stahlrohr zunächst eine Schicht eines heißhärtenden duroplastischen Kunststoffharzes, wie z. B. Epoxidharz, elektrostatisch aufgesprüht wird, - daß danach ein Kleber, wie z. B. Äthylencopolymerisat oder Äthylen-Acrylsäurecopolymerisat aufgesprüht oder aufgeblasen wird, - daß ein thermoplastischer Kunststoff, wie z. B. Claims: 1. Method for sheathing a preheated steel pipe with powdery coating materials, characterized in - that on the preheated Steel pipe first a layer of a thermosetting thermosetting plastic resin, such as B. epoxy resin, is sprayed on electrostatically, - that then an adhesive, such as B. ethylene copolymer or ethylene-acrylic acid copolymer sprayed on or is inflated, - that a thermoplastic such. B. Polyäthylen, aufgeschleudert und durch die Wärme des vorerhitzten Rohres aufgesintert wird - und daß die aufgesinterte Kunststoffschicht anschließend mittels Heizstrahler geglättet wird. Polyethylene, centrifuged and preheated by the heat of the Tube is sintered - and that the sintered plastic layer is then is smoothed by means of radiant heaters. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Vorwärmofen, einer Rohrdrehvorrichtung, einer Beschichtungsanlage und einer Heizstrahleranlage, gekennzeichnet durch eine zweiteilige Anlage zur Beschichtung des vorerhitzten Rohres mit drei nacheinander aufzubringenden Schichten, bestehend aus - einer an sich bekannten Sprüheinrichtung zum Aufbringen des duroplastischen Kunststoffes und des Klebers, die in Längsrichtung über dem Rohreverfahrbar ist und eine in einem zur Rohroberfläche anstellbaren Gehäuse befindliche Pulversprühkammer enthält, in der höhenverstellbare Sprühpistolen angeordnet sind - und einem oder mehreren in Längsrichtung des Rohres verfahrbaren und unter dem Rohr angeordneten Anwurfwagen zum Auftragen des thermoplastischen Kunststoffes. 2. Apparatus for performing the method according to claim 1, consisting from a preheating furnace, a tube turning device, a coating system and a radiant heater system, characterized by a two-part system for coating of the preheated tube with three layers to be applied one after the other, consisting of from - a spray device known per se for applying the thermoset Plastic and the adhesive, which can be moved in the longitudinal direction over the pipe and a powder spray chamber located in a housing that can be adjusted to the pipe surface contains, in the height-adjustable spray guns are arranged - and one or several movable in the longitudinal direction of the pipe and arranged under the pipe Launching trolley for applying the thermoplastic plastic. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüheinrichtung seitlich am Rohr auf Schienen vorbeigeführt wird. 3. Apparatus according to claim 1 to 2, characterized in that the spray device is guided past the side of the pipe on rails. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ummanteln eines vorerhitzten Stahlrohres mit pulverförmigen Beschichtungsstoffen gemäß den Patentansprüchen. The invention relates to a method and a device for sheathing a preheated steel pipe with powdery coating materials according to the Claims. Die Ummantelung von Stahlrohrleitungen für Erdverlegungen mit organischen Stoffen hat den Zweck, die Stahloberfläche von den aggressiven Böden zu trennen. The sheathing of steel pipelines for underground laying with organic The purpose of fabrics is to separate the steel surface from the aggressive soil. Für die aggressive Wirkung sind hauptsächlich das im Boden vorhandene Wasser und die in ihm gelösten Salze sowie der im Wasser gelöste Sauerstoff verantwortlich. Beschichtungen mit Kunststoffen wie Polyäthylen oder Epoxid bezeichnet man als passiven Rohrschutz, die Schutzwirkung durch kathodische Schutzstromsysteme dagegen als aktiven Rohrschutz.For the aggressive effect are mainly what is in the soil Water and the salts dissolved in it as well as the oxygen dissolved in the water are responsible. Coatings with plastics such as polyethylene or epoxy are referred to as passive Pipe protection, the protective effect through cathodic protective current systems, on the other hand, as active Pipe protection. Heute werden fast ausschließlich beide Schutzarten gleichzeitig angewandt. Die Beschichtung übernimmt allerdings den Hauptanteil des Schutzes gegen mechanische Beschädigungen und Korrosion. Daher wird eine verbesserte Haltbarkeit von Rohrbeschichtungen gefordert. Today, both types of protection are used almost exclusively at the same time. However, the coating takes over the main part of the protection against mechanical Damage and corrosion. Hence, there is an improved durability of pipe coatings required. Eine zuverlässige Haftung der Beschichtung führt zu einer erhöhten mechanischen Widerstandsfähigkeit des beschichteten Stahlrohres gegen Beschädigungen beim Transport, der Lagerung und bei der Verlegung der Rohrleitungen sowie bei späteren unterirdischen Erdbewegungen. Reliable adhesion of the coating leads to increased adhesion mechanical resistance of the coated steel pipe to damage during transport, storage and laying of the pipelines as well as later underground earth moving. Gegen chemische Unterwanderung werden die Rohrleitungen mittels eines kathodischen Schutzstromes geschützt. Da durch Verletzungen der Beschichtung eine kathodische Unterwanderung (cathodic-disbonding) durch Fremdstromeinwirkung entsteht, ergeht auch von daher die Forderung nach einer resistenten Rohrbeschichtung. The pipelines are protected against chemical infiltration by means of a cathodic protective current protected. Since damage to the coating causes a cathodic disbonding occurs due to the influence of external currents, This is why there is also the demand for a resistant pipe coating. Den gestellten Anforderungen entspricht eine Kombinationsbeschichtung mit einem duroplastischen Kunststoff, wie z. B. Epoxid, und einem thermoplastischen Kunststoff, wie z. B. Polyäthylen, am besten. Aus Gründen der erforderlichen Haftung zwischen den beiden Beschichtungsstoffen ist es notwendig, einen Kleber, z. B. Äthylencopolymerisat, anzubringen. Ein solcher Verbund Stahlrohr/Epoxid/Kleber/Polyäthylen zeichnet sich durch einen hervorragenden Schälwideti stand aus, der sich bei Temperaturwechselspielen während der Lagerung und beim Transport und beim Durchbiegen der Rohre bei der Verlegung und späteren Erdbewegungen günstig auswirkt. A combination coating meets the requirements with a thermosetting plastic, such as. B. epoxy, and a thermoplastic Plastic, such as B. polyethylene, best. For reasons of necessary liability between the two coating materials it is necessary to use an adhesive, e.g. B. ethylene copolymer, to attach. Such a composite steel pipe / epoxy / adhesive / polyethylene stands out thanks to an excellent peeling dish, which stands out when there are changes in temperature during storage and transport and when the pipes are bent when they are laid and subsequent earthmoving has a beneficial effect. Solch ein Dreischichtenaufbau einer Rohrummantelung ist aus der US-Patentschrift 33 90 704 bekannt, wobei die Aufbringung der Kunststoffschichten zumindest teilweise auf Metallfolien erfolgt. Such a three-layer construction of a pipe casing is from the US patent 33 90 704 known, the application of the plastic layers at least partially takes place on metal foils. Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift DE-PS 19 65 802 bekannt, den thermoplastischen Kunststoff in Form eines extrudierten Folienbandes aufzubringen. It is also known from the German patent DE-PS 19 65 802, to apply the thermoplastic in the form of an extruded film tape. Die spätere deutsche Patentschrift DE-PS 22 22 911 geht darüber hinaus einen Schritt weiter und bringt neben dem thermoplastischen Kunststoff auch den Kleber in extrudierter Form als nahtlosen Doppelschlauch auf.The later German patent DE-PS 22 22 911 goes beyond that one step further and brings not only the thermoplastic material but also the Glue in extruded form as a seamless double tube. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stahlrohrummantelung mit pulverförmigen Beschichtungsstoffen auf einem neuen Wege herzustellen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu entwickeln. The invention is based on the object of a steel pipe casing with powdery coating materials in a new way and a To develop apparatus for carrying out this process. Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren zum Ummanteln von Stahlrohren geht die Erfindung davon aus, daß alle drei Komponenten der Dreischichtenummantelung (duroplastischer Kunststoff/Kleber/thermoplastischer Kunststoff) ohne Folien- oder Schlauchummantelung im Wege des Aufsinterns, d. h. des Aufsprühens oder Aufblasens bzw. des Aufschleuderns, auf das Stahlrohr hintereinander in einem Arbeitsgang aufgebracht werden. Zur Durchführung des Verfahrens wird in nach der deutschen Patentschrift DE-PS 2448 292 bekannter Weise das Stahlrohr derartig vorerhitzt, daß am Rohranfang die niedrigste Aufheiztemperatur eingestellt wird und daß die Aufheiztemperatur bis zum Rohrende angenähert linear bis zum Maximalwert erhöht wird und damit die Rohrtemperatur der Beschichtungsstelle annähernd gleich gehalten wird. In contrast to the known processes for sheathing steel pipes the invention assumes that all three components of the three-layer coating (thermosetting plastic / adhesive / thermoplastic plastic) without foil or Hose sheathing by sintering on, d. H. of spraying or inflating or by centrifuging, applied to the steel pipe one after the other in one operation will. To carry out the process, according to the German patent specification DE-PS 2448 292 in a known manner preheated the steel pipe in such a way that at the beginning of the pipe the lowest heating temperature is set and that the heating temperature is increased approximately linearly up to the maximum value up to the end of the pipe and thus the Pipe temperature of the coating point is kept approximately the same.
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