DE2350976C2 - Process for lining pipes - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auskleiden von Rohren mit einer aus Kunststoff, insbesondere aus organischem Polymerharz bestehenden, flexiblen, faserverstärkten Innenhülle, bei dem die Innenhülle in das Rohr eingeführt und endseitig abgedichtet wird, in die Innenhülle dann ein Medium unter Druck eingeleitet und die Außenwand der Innenhülle hierdurch gegen die Innenwand des Rohres gedruckt, die Innenhülle zur Verfestigung einer Wärmebehandlung ausgesetzt und darauf druckentlastet wird und die Abdichtungen entfernt werden.The invention relates to a method for lining pipes with a plastic, in particular from organic polymer resin, flexible, fiber-reinforced inner shell, in which the inner shell is in the Tube is inserted and sealed at the end, then a medium is introduced under pressure into the inner shell and the outer wall of the inner liner is thereby pressed against the inner wall of the pipe, the inner liner for the Solidification subjected to a heat treatment and then depressurized and the seals removed.
Dieses Verfahren ist aus der US-PS 23 12 993 bekannt. Verwendet wird eine Innenhülle mit einem Außendurchmesser, die dem Innendurchmesser des zu reparierenden Rohres entspricht. Die Innenhülle besteht zunächst aus einem allenfalls teilweise ausvulkanisierten Gummi oder vergleichbaren Kunststoff. Sie wird nach dem Einführen in das Rohr zunächst durch Druckluft gegen die Rohrinnenwand gedruckt. Anschließend wird Dampf eingeleitet, um den Vulkanisationsprozeß auszuführen.This method is from US-PS 23 12 993 known. An inner sleeve is used with an outer diameter that corresponds to the inner diameter of the to repairing pipe. The inner shell initially consists of a partially vulcanized one Rubber or similar plastic. After being inserted into the tube, it will initially pass through Compressed air is pressed against the inner wall of the pipe. Steam is then introduced to start the vulcanization process to execute.
Das bekannte Verfahren erfordert nicht nur besonders hohe Drücke und Temperaturen, sondern ist in der Praxis zur Reparatur von Großrohren nicht geeignet. Für manche Anwendungsfälle nachteilig ist außerdem der Zwang, die Innenhülle mit dem Rohr zu verkleben.The known method not only requires particularly high pressures and temperatures, but is in the Practice for repairing large pipes not suitable. It is also disadvantageous for some applications the need to glue the inner shell to the pipe.
Ein anderes Verfahren zur Innenabdichtung von Rohrleitungen ist aus der DD-PS 88 228 bekannt. Auch dieses Verfahren ist für die Reparatur von Großrohren ungeeignet und verwendet eine Klebeverbindung zur Festlegung der Innenhülle am Rohr.Another method for the internal sealing of pipelines is known from DD-PS 88 228. Even this method is unsuitable for the repair of large pipes and uses a glue connection for Fixing the inner shell on the pipe.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reparatur von Rohren vorzuschlagen, das im Regelfall ohne Klebeverbindung auskommt und hinsichtlich des Durchmessers der zu reparierenden Rohre nicht beschränkt ist.In contrast, the invention is based on the object of a method for repairing pipes to propose that, as a rule, do without an adhesive connection and with regard to the diameter of the to repairing pipes is not limited.
Zur Lösung wird ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren vorgeschlagen, daß bei einem wesentlich kleineren Nennaußendurchmesser der Innenhülle als es der Innendurchmesser des Rohres ist, die in Umfangsrichtung verlaufenden Verstärkungsfasern ein hohes und die axial verlaufenden Verstärkungsfasern ein geringes Streckvermögen haben, so daß die in Umfangsrichtung verlaufenden Verstärkungsfasern bei der Expansion der Innenhülle eine nicht erholbare Streckung erfahren.To solve it, it is proposed, based on the method mentioned at the outset, that in one much smaller nominal outer diameter of the inner shell than it is the inner diameter of the pipe, the in the circumferential direction reinforcing fibers a high and the axially extending reinforcing fibers have a low stretchability, so that the reinforcing fibers running in the circumferential direction at the expansion of the inner shell experience an unrecoverable stretch.
Bevorzugt wird, daß beim Auskleiden von Flanschrohren die Enden der Innenhülle mittels Stirnplatten auf der Außenseite der Flansche festgelegt werden.It is preferred that when lining flange pipes the ends of the inner shell are fixed by means of end plates on the outside of the flanges.
Wenn auch im Falle der Erfindung gelegentlich eine Klebeverbindung von Innenhülle und Rohr gewünscht wird, kann dies unter Verwendung einer Klebstoffschicht geschehen, die auf eine der miteinander zu verbindenden Flächen vor dem Einführen der Innenhülle in das Rohr aufgebracht wird.Even if, in the case of the invention, an adhesive connection between the inner casing and the pipe is occasionally desired this can be done using a layer of adhesive that is on one of the to each other connecting surfaces is applied before the introduction of the inner sheath into the pipe.
Der entscheidende Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik liegt in der Art der Innenhülle, die aus einem kleinen Anfangsdurchmesser in den größeren Innendurchmesser des Rohres gebracht werden kann und diesen größeren Durchmesser dann aufgrund der nicht erholbaren Streckung eines Teils ihrer Verstärkungsfasern beibehält.The decisive advantage of the invention over the prior art lies in the type of inner shell, which brought from a small initial diameter to the larger inner diameter of the pipe and this larger diameter then due to the unrecoverable stretching of a part of their reinforcing fibers.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In den Zeichnungen zeigtAn embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. In shows the drawings
F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Abschnitt einer faserverstärkten Innenhülle;F i g. 1 shows a cross section through a section of a fiber-reinforced inner shell;
Fig.2 einen Längsschnitt durch einen unter Flur verlegtes und schadhaft gewordenes Rohr mit den
Vorbereitungsmaßnahmen zu seiner Reparatur; und
F i g. 3 eine der F i g. 2 ähnliche Darstellung, wobei die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens deutlich
wird.2 shows a longitudinal section through a pipe that has been laid under the floor and has become damaged, with the preparatory measures for its repair; and
F i g. 3 one of the F i g. A representation similar to FIG. 2, wherein the device for carrying out the method becomes clear.
In F i g. 1 bezeichnet der Buchstabe A eine Innenhülle. Der Buchstabe B bezeichnet in den F i g. 2 und 3 ein unter dem Erdreich 12 liegendes, beschädigtes Rohr, wobei das Erdreich 12 natürlich gepflastert oder ungepflastert sein kann, was von den jeweiligen Umständen abhängt. Am Rohr B erkennt man eine Bruchstelle oder eine Lecköffnung 4 mit nach innen weisenden, aufgerauhten Kanten 4'. Schutt 5 ist durch den Durchbruch 4 auf den Boden des Rohres B gelangt. Die Innenhülle A weist einen Korpus 3 aus einem thermoplastischen Harz oder einer weichen, in der Wärme erhärtenden Harzverbindung von oben erwähnter Eigenschaft mit einem latenten Aushärter oder Vernetzer auf. Als Beispiel für eine geeignete Harzverbindung in einem latenten wärmeaushärtenden Zustand sei das folgende genannt.In Fig. 1, the letter A denotes an inner shell. The letter B denotes in the F i g. 2 and 3 show a damaged pipe lying under the ground 12, whereby the ground 12 can of course be paved or unpaved, depending on the particular circumstances. On the pipe B one recognizes a break point or a leak opening 4 with inwardly pointing, roughened edges 4 '. Rubble 5 has reached the bottom of the pipe B through the opening 4. The inner shell A has a body 3 made of a thermoplastic resin or a soft, thermosetting resin compound of the above-mentioned property with a latent curing agent or crosslinking agent. As an example of a suitable resin compound in a latent thermosetting state, the following can be mentioned.
Bestandteil GewichtsteileComponent parts by weight
Polyvinyl-Chloridharz 100Polyvinyl chloride resin 100
Acrylester wärmehärtender Plastifizierer 40
(Tetraäthylen-Glycol-Dimethacrylat)Acrylic ester thermosetting plasticizer 40
(Tetraethylene glycol dimethacrylate)
Diiso-Octylphthalat 20Diiso-octyl phthalate 20
Stabilisierer (Cd. BA Stearat) 3Stabilizer (Cd.BA stearate) 3
Wärmeaushärtender Auslöser 2
(Di-t-butyl-Perbenzoat)Thermosetting Actuator 2
(Di-t-butyl perbenzoate)
Das Harz ist in seinem normalen, unbehandelten Zustand bei Zimmertemperatur außerordentlich flexibel und besitzt eine Härte von etwa 85 (Shore D) bei 20° C. Die Stärke der innenhülle A beträgt vorzugsweise zwischen 2 mm und 100 mm.In its normal, untreated state, the resin is extremely flexible at room temperature and has a hardness of about 85 (Shore D) at 20 ° C. The thickness of the inner shell A is preferably between 2 mm and 100 mm.
Der Korpus 3 enthält eingebettet und mit ihm verbunden ein zylindrisches verstärkendes Gewebe mit sich in Längsrichtung erstreckenden Fasern 1 und sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fasern 2. Die Fasern sind im Ausführuigsbeispiel verwebt. Die Faser 1, die die Kette bildet, besitzt geringe Dehnung und ist beispielsweise streckungsorientiertes Polyester oder Polyamid oder eine Glasfaser o. dgl., während die den Schuß des Gewebes bildende Faser 2 eine hohe Dehnbarkeit besitzt, wie beispielsweise ungereckte Polyester- oder Polyamidfasern. Beispielsweise kann die Faser 1 eine Dehnung von 10% und die Faser 2 eine Dehnung von 100% besitzen, wobei eine maximale Dehnung bzw. ein Bruch bei mindestens 600% auftritt, und wobei eine nicht erholbare Dehnung von mindestens 25% vorliegt.The body 3 contains embedded and connected to it with a cylindrical reinforcing fabric fibers 1 extending in the longitudinal direction and fibers 2 extending in the circumferential direction. The fibers are interwoven in the example. The fiber 1 that forms the warp has little elongation and is For example, stretch-oriented polyester or polyamide or a glass fiber o. The like., While the Weft of the fabric forming fiber 2 has high extensibility such as undrawn Polyester or polyamide fibers. For example, the fiber 1 can have an elongation of 10% and the fiber 2 one Have an elongation of 100%, with a maximum elongation or break occurring at at least 600%, and there is an unrecoverable elongation of at least 25%.
Zur Reparatur beschädigter Rohre B mit Anschlußflanschen 6 wird das Rohrsystem im Falle einer unter Druck stehenden Gas- oder Wasserleitung von Gas bzw. Wasser entleert. Ein Zugang zu den Stirnseiten des Rohres B ist entweder durch bereits vorhandene Mannlöcher möglich oder dadurch, daß Mannlöcher oder Gruben 7 und T an gegenüberliegenden Stirnseiten des Rohres B gegraben werden und kurze Verbinderstücke 6' beiderseits des Rohres B aus dem Rohrsystem entfernt werden. Wenn der Zugang zu den gegenüberliegenden Stirnseiten des Rohres B möglich ist, wird der Schutt 5 entfernt und die Innenfläche des Rohres B gesäubert.To repair damaged pipes B with connecting flanges 6, the pipe system is emptied of gas or water in the case of a gas or water pipe under pressure. Access to the end faces of the pipe B is possible either through existing manholes or by digging manholes or pits 7 and T on opposite end faces of the pipe B and removing short connector pieces 6 'on both sides of the pipe B from the pipe system. If access to the opposite end faces of the pipe B is possible, the debris 5 is removed and the inner surface of the pipe B is cleaned.
Zum Einbringen einer Innenhülle A bzw. B in das gesäuberte, beschädigte Rohr B dienen zwei mit mittigen Öffnungen versehene Stirnplatten 9 und 9', deren Durchmesser etwa dem Durchmesser der Rohrstirnflansche 6 entspricht. Die Stirnplatten 9 und 9' werden lösbar hermetisch an jeweils einem Flansch 6 verklammert, beispielsweise, indem die Stirnplatten und Flansche mit entsprechenden Abstand aufweisenden öffnungen zum Einsetzen von Bolzen versehen sind, die dann fest angezogen werden können. Ein tragbarer Luftheizer 10 üblicher Bauart besitzt einen Auslaß, der über einen flexiblen Schlauch an die mittige Öffnung einer Stirnplatte 9 angeschlossen ist. Der Einlaß des Luftheizers ist an den Auslaß eines motorgetriebenen Gebläses 11 angeschlossen, dessen Einlaß seinerseits über einen flexiblen Schlauch mit der mittigen öffnung der anderen Stirnplatte 9' verbunden ist. Übliche Einrichtungen sind zur Regulierung der Temperatur der umlaufenden Luft vorgesehen, die von dem Luftheizer 10 erwärmt wird. Weiter sind Einrichtungen vorgesehen, um zusätzliche Luft in den Kreislauf gelangen zu lassen, wenn der Druck in dem System für den FallTwo end plates 9 and 9 ′, which are provided with central openings and whose diameter corresponds approximately to the diameter of the pipe end flanges 6, are used to introduce an inner casing A or B into the cleaned, damaged pipe B. The end plates 9 and 9 'are releasably hermetically clamped to a respective flange 6, for example by providing the end plates and flanges with correspondingly spaced openings for inserting bolts, which can then be tightened firmly. A portable air heater 10 of conventional design has an outlet which is connected to the central opening of a face plate 9 via a flexible hose. The inlet of the air heater is connected to the outlet of a motor-driven fan 11, the inlet of which is in turn connected via a flexible hose to the central opening of the other end plate 9 '. Conventional devices are provided for regulating the temperature of the circulating air which is heated by the air heater 10. Means are also provided to allow additional air to enter the circuit when the pressure in the system justifies it
erhöht werden soll, daß die Wärmeausdehnung nicht ausreichen sollte, die Innenhülle A bzw. B expandieren. Zum Einbringen einer innenhülle B, deren Außendurchmesser beträchtlich kleiner ist als die lichte Weite des Rohres B, wird diese in ihrer Länge so bemessen, daß ihre Enden über die Enden des Rohres B hinausragen. Nach dem Einsetzen in das Rohr B werden die Enden der Innenhülle aufgeweitet und von der jeweiligen Stirnplatte 9, 9' gegen den zugehörigen Rohrflansch 6 gepreßt, sobald die Stirnplatten mit den Flanschen 6 verklammert werden. Der Luftheizer 10 und das Gebläse 11 werden dann eingeschaltet, se daß die Luft aufgewärmt und durch die Innenhülle 8 in Zirkulation gebracht wird. Die zirkulierende Luft expandiert und kann darüber hinaus unter Druck gesetzt werden, indem zusätzliche Luft eingepumpt wir«d. Durch die Temperatur und den Druck in dem Kreislauf wird die Innenhülle 8 gegen die Innenwand des Rohres B gedrückt, und die in Umfangsrichtung verlaufenden Fasern 2 erfahren eine nicht erholbare Streckung. Die Innenhülle 8 schmiegt sich mit ihrem Abschnitt 8' fest an die Innenwand des Rohres B an, wodurch die Bruchstelle 4 wie auch die gesamte Innenfläche des Rohres abgedeckt werden. Die heiße Luft wird so lange in Umlauf gehalten, bis das Harz der Innenhülle angebunden hat; bei dem oben angegebenen speziellen Harz wird die Luft beispielsweise bei etwa 40°C bis zu etwa 200°C über eine Zeitspanne von 10 bis 500 Minuten hinweg in Zirkulation gehalten, wobei die Fasern 2 durch Recken orientiert wurden und ihre gereckte Kondition beibehalten.should be increased so that the thermal expansion should not be sufficient, the inner shell A or B expand. To introduce an inner casing B, the outer diameter of which is considerably smaller than the inside diameter of the pipe B, the length of the latter is so dimensioned that its ends protrude beyond the ends of the pipe B. After being inserted into the tube B , the ends of the inner casing are widened and pressed by the respective end plate 9, 9 'against the associated pipe flange 6 as soon as the end plates are clamped to the flanges 6. The air heater 10 and the fan 11 are then switched on, so that the air is heated and circulated through the inner shell 8. The circulating air expands and can also be pressurized by pumping in additional air «d. As a result of the temperature and the pressure in the circuit, the inner sheath 8 is pressed against the inner wall of the tube B , and the fibers 2 running in the circumferential direction experience an unrecoverable stretch. The section 8 'of the inner casing 8 clings firmly to the inner wall of the pipe B , whereby the break point 4 as well as the entire inner surface of the pipe are covered. The hot air is kept circulating until the resin of the inner shell has bonded; in the case of the specific resin given above, for example, the air is kept in circulation at about 40 ° C. to about 200 ° C. for a period of 10 to 500 minutes, the fibers 2 being oriented by drawing and maintaining their drawn condition.
Nachdem das Harz abgebunden hat oder vernetzt ist, werden der Luftheizer 10 und das Gebläse 11 abgeschaltet und der Druck aus dem System abgelassen, die aufgeweitete Innenhülle abgekühlt sowie die Stirnplatten von den Flanschen 6 abgenommen und durch die Gruben 7 entfernt. Das Rohr B wird dann mit Hilfe der Verbinderstücke 6' wieder an die angrenzenden Rohrabschnitte angeschlossen und es werden schließlich die Gruben 7 wieder verschlossen.After the resin has set or has crosslinked, the air heater 10 and the fan 11 are switched off and the pressure is released from the system, the expanded inner shell is cooled and the end plates are removed from the flanges 6 and removed through the pits 7. The pipe B is then reconnected to the adjacent pipe sections with the aid of the connector pieces 6 'and the pits 7 are finally closed again.
Nach dem oben geschilderten Arbeitsablauf wird die aufgeweitete Innenhülle gewöhnlich an der Innenwand des Rohres B festgeklebt sein, obgleich dies nicht notwendig ist, speziell wenn die Härte der aufgeweiteten Innenhülle mindestens ein Selbsttragen bei nicht vorhandenem Innendruck ermöglicht, sei es, weil das Harz thermoplastisch oder in der Wärme erhärtend ist. Jedoch ist es in vielen Fällen erwünscht, daß die Innenhülle und das reparierte Rohr fest aneinanderhängen; wenn sich daher ein Verbinden bei dem oben dargestellten Arbeitsablauf nicht sicher erreichen läßt, wird eine Kleberschicht, die vorteilhafterweise wärmeempfindlich oder wärmeaktivierbar ist, auf die Außenseite der Innenhülle 8 oder auf die Innenwand des Rohres B aufgebracht, so daß sich die beiden Teile fest und flächig miteinander verbinden.After the above workflow, the expanded inner shell will usually be glued to the inner wall of the pipe B , although this is not necessary, especially if the hardness of the expanded inner shell allows at least a self-support in the absence of internal pressure, be it because the resin is thermoplastic or in the heat is hardening. However, in many cases it is desirable that the inner liner and the repaired pipe are tightly adhered to one another; Therefore, if a connection can not be achieved safely in the above workflow, an adhesive layer, which is advantageously heat-sensitive or heat-activated, is applied to the outside of the inner shell 8 or to the inner wall of the tube B , so that the two parts are firmly and flat connect with each other.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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