DE1704533A1 - Verfahren zum Verschliessen von Undichtigkeiten in hohen Bauteilen - Google Patents

Description

Chemische Werke Albert, Wiesbaden-Biebrich, Albertstraße 10-14

Pat entanmeldung

Verfahren zum Verschließen von Undichtigkeiten in hohlen Bauteilen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen von Undichtigkeiten von hohlen Bauteilen, insbesondere Rohrleitungen für Flüssigkeiten oder Gase, mit Hilfe von Kunststoffen und/ oder Elastomeren.

Es ist bekannt, hohle Bauteile - darunter sind Gefäße, Behälter und Rohrleitungen zu verstehen - durch Auskleiden mit Kunststoffen oder Elastomeren, z.B. Kunstharzen, Kunstkautschuk, oder mit bituminösen Massen abzudichten. Wenn jedoch im Laufe der Zeit Undichtigkeiten in der Auskleidung und in der Rohr- bzw. Gefäßwandung auftreten, können diese nicht ohne weiteres repariert werden, weil sie von der Innenseite nicht frei zugänglich sind.

Es ist auch bekannt, Undichtigkeiten von Gefäßen oder Rohren durch Aufbringen von Dichtungsmassen auf die Außenfläche, beispielsweise g durch Umwickeln oder Aufstreichen von festen Isolier- oder Spachtelmassen zu beheben. Dazu ist es erforderlich, daß die Oberfläche der Bauteile freigelegt wird. Dieses Vorgehen bereitet jedoch erhebliche Schwierigkeiten, wenn die Gefäße bzw.Rohre eingebaut sind, z.B. wenn sie unter Putz liegen. Außerdem ist durch das Aufbringen der Abdichtungsmittel auf die Außenfläche nicht die Gewähr gegeben, daß das Dichtungsmaterial auch in etwa vorhandene feinere Risse eindringt und diese abdichtet.

Die Nachteile der bekannten Verfahren werden durch die vorliegende Erfindung behoben, welche vorsieht, daß man die Bauteile

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a) innen ganz oder teilweise mit einer flüssigen Phase von härtbaren Kunststoffen und/oder Elastomeren füllt, die Füllung mittels Druck in die Undichtigkeiten preßt, danach das noch flüssige Dichtungsmittel wieder abläßt oder

b) von außen ganz oder teilweise mit einer flüssigen Phase von härtbaren Kunststoffen und/oder Elastomeren überzieht, den Überzug mittels Unterdruck von innen in die Undichtigkeiten einbringt, gegebenenfalls danach das noch flüssige Dichtungsmittel wieder abnimmt,

und darauf den verbliebenen Kunststoff beziehungsweise das verbliebene Elastomere härtet.

Dm'ch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Möglichkeit geschaffen, hohle Bauteile auf einfache und besonders wirksame Weise abzudichten, ohne daß sie aus ihrer ursprünglichen Anordnung entfernt beziehungsweise freigelegt werden müssen.

Als Dichtungsmittel können härtbare beziehungsweise sich verfestigende Kunststoffe und/oder Elastomere, beispielsweise Amin- oder Phenolharze , Epoxydharze, Polyesterharze, Alkydharze, Polyurethane, trocknende öle oder härtbare Polymerisationsharze, wie Alkylolacrylamid- oder methacrylamid- Homo- oder Mischpolymerisate, Mischungen von Hydroxyalkylester der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure enthaltenden Polymeren mit Aminharzen, beispielsweise Melaminharz; Carboxyl-Gruppen enthaltende Polymerisationsharze, beispielsweise Acrylatharze mit freien Carboxyl-Gruppen, im Gemisch mit Epoxydharz; polymere Glycidyläther der Acrylsäure oder Methacrylsäure, gegebenenfalls auch in Form von Mischpolymerisaten, im Gemisch mit geeigneten Härtern, beispielsweise Aminen oder Säureanhydriden, Natur- oder Kunstkautschuk, wie Chlorbutadien-Kautschuk, Butylkautschuk, Butadlen-Styrol-Mischpolymerisate, Acrylnitrilkautschuk, Polyisobutylen, Kthylen-Propyleri-Mischpolymerisate,

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chlorsulfoniertes Polyäthylen, Polysulfidmassen oder dergleichen, verwendet v/erden. Bei Verwendung von Epoxydharzen ist es zweckmässig, diese zusammen mit einem Härter zu verwenden. Die Polyesterharze können lufttrocknend sein, beispielsweise durch Einbau von Allylgruppen; sie können auch als ungesättigte Polyester in Lösungen von Vinylmonomeren, z.B. Styrol oder Vinyltotuol, unter Zusatz üblicher Härtungsmittel Verwendung finden. In der Regel wird man Dichtungsmittel bevorzugen, die keinen zu hohen Schwund aufweisen und die noch gute Hafteigenschaften besitzen.

Um gute Pließeigenschaften und damit eine genügende Eindringtiefe an den undichten Stellen beziehungsweise in etwa vorhandene Risse zu gewährleisten, ist es wichtig, daß die Kunststoffe beziehungsweise Elastomere in flüssiger Form eingesetzt werden. Unter "flüssiger Phase" sind Kunststoffe beziehungsweise Elastomere zu verstehen, die als solche flüssig sind oder die in Form einer Lösung, Dispersion oder Emulsion vorliegen.So können die Kunststoffe beziehungsweise Elastomere im Ausgangszustand sehr niedrigviskos sein.Iri diesem Falle können sie ohne oder mit nur einer geringen Menge eines zusätzlichen Lösungs- oder Verdünnungsmittels verwendet werden. Wenn die Kunststoffe jedoch höherviskos sind oder in Form einer höherviskosen, wn 3eispiel Pigmente und/oder Füllstoffe enthaltenden Mischung Verwendung finden, ist es zweckmäßig , Lösungs-, Dispergier- oder Verdünnungsmittel zuzusetzen. Damit wird durch die Zusätze bewirkte Viskositätserhöhung wieder kompensiert. Die Kunststoffmischungen können auch Regler, Katalysatoren und gegebenenfalls Netzmittel enthalten.!! Falls Füllstoffe und/oder Pigmente als Zusätze zu den Dichtungsmitteln verwendet werden, wird deren Teilchengröße

erheblich

zweckmäßig so gewählt, daß ihr Durchmesser/kleiner ist als derjenige der undichten Stellen. Dadurch wird eine Blockierung des Eindringens von flüssigem Dichtungsmittel in die Risse und Spalten durch unerwünschtes Verstopfen mit den Feststoffen vermieden. In der Regel wird man jedoch die Verwendung fUllstoffreier Dichtungsmittel vorziehen.

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ÖAD OHiUlNAL

Ferner besteht die Möglichkeit, die Kunststoffe und/oder Elastomeren in Form einer Dispersion, z.B. als Latex, wie Kautschuklatex, gegebenenfalls zusammen mit den üblichen Zusätzen, wie .Vulkanisationsingredienzien, zu verwenden. Bei der Verwendung von Latex sowie in anderen Fällen kann es zweckmäßig sein,die Härtung durch Wärmezuführung vorzunehmen. Unter dem Ausdruck "Härtung" kann eine Verfestigung des flüssigen beziehungsweise niedrigviskosen Zustands oder eine Vulkanisation verstanden werden. Die Härtung kann beispielsweise durch Polymerisations-, Additions-, Kondensationsreaktion oder durch Vernetzung unter Einbau von Brückengliedern, wie dies bei der Vulkanisation der Fall ist, erfolgen. Bei Anwendung von Wärme kann der Bauteil von außen, zum Beispiel durch Direktbeheizung mit Gasbrennern oder elektrischen Heizelementen, durch Strahlung oder mittels Durchführung eines Heizmediums durch einen Heizm^ntel aufgeheizt oder von innen, beispielsweise unter Einführen beziehungsweise Durchleiten von heißen Gasen, wie Luft oder Flüssigkeiten, erwärmt werden. Die Wärmebehandlung wird man insbesondere bei metallischen· Bauteilen vorziehen. Beim Durchleiten von Gasen, beispielsweise von Luft, können gegebenenfalls auch Lösungsmitteldämpfe oder flüchtige, bei der Härtung entstandene Reaktionsprodukte entfernt werden. Bei Wärmezufuhr von außen wird man die Wärmeeinwirkung gegebenenfalls nur auf die undichte Stelle und ihre unmittelbare Umgebung beschränken.

Vorzugsweise wird man kalthärtende Kunststoffsysteme verwenden, weil sich dabei ein zusätzlicher apparativer und Energieaufwand erübrigt. Die Kalthärtung wird in der Regel bei Temperaturen unter 60°C durchgeführt und kann durch Auswahl geeigneter Härter oder Beschleuniger erfolgen. Es ist auch möglich, kalt vulkanisierende Elastomerensysteme als Dichtungsmittel zu verwenden.

Mit Vorteil wird man solche Kunststoff- beziehungsweise Elastomerensysteme verwenden, die nach der Härtung beziehungsweise Verfestigung besonders beständig gegen die in den Gefäßen, Behältern oder Rohrleitungen befindlichen Gase oder Flüssigkeiten sind und keine oder nur eine geringe Gasdurchlässigkeit haben

sollen
sollen. Auch/die Dichtungsmittel seilest nicht korrodierend auf das Material einwirken, aus dem die hohlen Bauteile bestehen.

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Wenn beispielsweise die Rohrleitungen zur Förderung anorganischer oder organischer Flüssigkeiten dienen, kann es zweckmässig sein, zum Beispiel für Mineralöle, Epoxydharze oder Polyester, für saure Medien Phenolharze oder chlorsulfoniertes Polyäthylen, für alkalische Medien warmgehärtete Epoxydharze, für aliphatische Kohlenwasserstoffe oder Alkohole Polyurethane oder Acrylnitril-Butadien-Mischpolyraerisate als Dichtungsmaterial zu verwenden. Falls in den Rohrleitungen zum Beispiel Flüssigkeiten zusammen mit festen Stoffen - wie dies bei der Flotation oder dergleichen Vorgängen üblich ist - gefördert werden,wird man zweckmäßig solche Dichtungsmittel auswählen, die sich durch besonders hohe Abriebfestigkeit auszeichnen, beispielsweise Polyurethane. %

Die hohlen Bauteile können aus Metall, Keramik, Glas, Beton, Kunststoffen bestehen.

Da das in flüssiger Phase vorliegende Dichtungsmittel unter Druck in die Undichtigkeiten eingepreßt wird, kann es verhältnismäßig tief in die undichten Stellen, zum Beispiel in etwa vorhandene Risse, Spalten, Kapillaren, Lunker, Lecks oder Schraub- beziehungsweise Flanschverbindungen eindringen, wo es dann verfestigt wird. Beim Verfestigen bildet das beispielsweise in eine Flanschverbindung eingepreßte Dichtungsmaterial bei Verwendung geeigneter Stoffe nach der Härtung Jj zwischen den beiden abzudichtenden Flächen einen mechanisch eehr festen und gegebenenfalls chemisch außerordentlich widerstandsfähigen Dichtungsfilm.

Vor dem Einbringen des Dichtungsmittels werden die Bauteile xunächst vollständig entleert und gesäubert, um eine einwandfreie Haftung des Dichtungsmittels an den Wandungen der hohlen Bauteile zu ermöglichen. Erst dann wird das Dichtungsmittel eingebracht. Darauf läßt man zum Beispiel mit einer druckerzeugenden Einrichtung, wie einem Kompressor, einer Druckgasflasche oder dergleichen, die zum Beispiel Luft, vorzugsweise aber ein inertes Gas, wie Stickstoff oder Kohlensäure enthält, über ein Reduzierventil den geeigneten Druck auf das

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Innere der Leitung einwirken. Druck und Zeit der Einwirkung richten sich nach den konstruktiven Gegebenheiten der Leitung, der Härtungsgeschwindigkeit, dem Fließ-und Eindringvermögen des flüssigen Kunststoffes und der Größe der Undichtigkeiten beziehungsweise Wandstärke. Die Einwirkungsdauer kann beispielsweise zwischen etwa 5 Minuten und etwa 1 Stunde schwanken. Im allgemeinen reichen j5Q Minuten und üblicher Überdruck, in der Regel bis zu 10, beispielsweise 5 Atmosphären aus. Wenn die Kunststoff-Füllung in der Leitung lange genug unter Druck gestanden hat, läßt man den noch flüssigen Kunststoff beziehungsweise die Kunststofflösung oder -Dispersion aus der Leitung, gegebenenfalls unter Anwendung von Druck, ausfließen und führt die Härtung des an den undichten Stellen verbliebenen Kunststoffbeziehungsweise Kunstharz-Dichtungsmittels durch. Je nach den Gegebenheiten der Bauteile, der Auswahl des Dichtungsmittels und den Bedingungen kann die Härtung durchgeführt werden. Sie kann beispielsweise im Bereich zwischen 15 Minuten und einigen Tagen erfolgen. Die Wartnhärtung kann beispielsweise im Bereich von 15 Minuten bis 6 Stunden, vorzugsweise bis zu 4 Stunden, und die Kalthärtung im Bereich von einigen Stunden bis zu einigen Tagen durchgeführt werden.

Diese Ausführungsform des Verfahrens ist besonders gut geeignet zum Abdichten von Bauteilen, wie Behältern oder Rohrleitungen, die zum Beispiel unterirdisch verlegt oder in Mauerwerk beziehungsweise Beton oder unter Putz eingebaut sind.

In besonders gelagerten Fällen ist es auch möglich, das Einbringen des flüssigen Dichtungsmittels in die undichten Stellen von außen vorzunehmen, indem man die Rohrleitung oder den Behälter

fegebenenfalls nur /so lange auf die undichte Stelle

aufbringt, beispielsweise durch Sprühen, Tropfen, Streichen oder dergleichen, bis keine Flüssigkeit mehr eingesaugt wird. Diese Ausführungsform des Verfahrens wird man jedoch nur an solchen Bauteilen durchführen, die frei angeordnet oder leicht zugänglich sind und bei der die undichten Stellen eindeutig lokalisiert sind. In der Regel wird man die zuerst genannte Ausführungsform vorziehen.

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Das erfindungsgemäße Verfahren bringt den Vorteil mit sich, daß auch schwer zugängliche hohle Bauteile, wie Behälter, Rohrleitungen und dergleichen ohne Verunreinigung und ohne wesentliehen Aufwand an Zeit, Energie und apparative Mittel rasch und dauerhaft abgedichtet werden können. Der besondere Vorteil besteht darin, daß die Undichtigkeiten nicht lokalisiert werden müssen. Das Dichtungsmittel kann bezüglich seiner Beständigkeit noch auf den chemischen beziehungsweise physikalischen Charakter des in dem Behälter enthaltenen beziehungsweise in disem geförderten Gutes abgestimmt werden. Infolgedessen ist auch beim späteren Gebrauch der abgedichteten Bauteile eine möglichst hofce Verarbeitungssicherheit gegeben. Diese trifft auch für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu, weil dabei für das Personal keine Gefährdung oder Beeinträchtigung durch lästige oder gesundheitsschädliche Lösungsmitteldämpfe durch Handhabung heißer Flüssigkeiten gegeben ist. Außerdem fällt das umständliche Ein- und Ausbauen der Bauteile, daß in der Regel von Pachleuten durchgeführt werden muß, vollständig weg.

Beispiel 1

Eine ältere, in der Wand unter Putz und Fliesenvericxüi.oong verlegte undichte Gasrohrleitung (Durchmesser J>/k Zoll, Länge etwa 6 m) wurde von der obersten Anschlußstelle mit Hilfe eines dünnen, in die· Leitung eingeführten Rohres langsam mit einem dünnflüssigen, kalthärtenden Epoxydharzgemisch aus 2000 g Epoxydharz auf Basis von Diphenylolpropan und Epichlorhydrin, 300 g Äthylacetat und 260 g Diäthylentriamin gefüllt. Die völlig gefüllte Leitung wurde sofort durch Anschluß an eine Stickstoff-Stahl druckf lasche 5 Minuten lang unter einen Druck von 5 Atü gesetzt. Danach wurde an der untersten Anschlußstelle der Leitung das bereits in der Viskosität angestiegene Epoxydharzgemisch abgelassen und die entleerte Leitung 60 Minuten lang erneut unter einen Druck von 5 Atü gesetzt.Darauf wurde zur Entfernung der Lsöungsmittel 2 Stunden lang Stickstoff in schwachem Strom durch die Leitung geblasen. Die so behandelte Gasleitung war auch bei Anwendung hoher Drucke bis zu 5 Atü dicht.

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Beispiel 2

Es wurde wie im Beispiel 1 verfahren, jedoch unter Anwendung eines kalt vernetzenden Zweikomponentensystems auf Polyurethanbasis. Das dabei verwendete Dichtungsmittel hatte folgende Zusammensetzung:

1 000 g eines Hydroxylgruppenenthaltenden verzweigten Polyäthers (Hydroxylgruppengehalt etwa 11,5 %)$ 1 000 g Ricinusöl, 550 g Äthylacetat, 1 500 g eines Gemisches aus Diphenyl-4,4^fdiisocyanat mit homologen Isocyanaten (NCO-Gehalt etwa 30 #). Auch nach dieser Ausführungsform war die Rohrleitung dicht,, selbst bei höheren Drücken.

Beispiel 3

Zur Beseitigung von.Undichtigkeiten in einer Druckluftleitung wurde ein kalthärtendes ungesättigtes Polyestersystem verwendet. Es hatte folgende Zusammensetzung: 1 000 g einer 65 #igen Polyesterlösung in Styrol, 100 g Aceton, 5 g Kobaltnaphthenat (Kobaltgehalt 6 %) und 40 g einer 50 #igen Cyclohexanonperoxyd-Paste in Dimethylphthalat. Der hierbei verwendete lufttrocknende Polyester bestand aus: II76 g Maleinsäureanhydrid, 296 g Phthaleäureanhydrid, g54O g Tetrahydrophthalsäureanhydrid, 76O g Propandiol-1,2, Aj>2 g Pentaerythritdiallyläther und 310 g Äthylenglykol.

P In diesem Falle wurde durch Eindrücken der Polyesterlösung an der tiefsten Anschluß-Stelle der Leitung mit Hilfe eines Druckgefäßes ansteigendes Füllen der Leitung bewirkt. Bei dieser Ausftihrungsform wurde an die gefüllte Leitung etwa 10 Minuten lang ein Druck von 5 Atü angelegt. Darauf wurde das angebrachte Dichtungsmittel an der tiefsten Anschluß-Stelle abgelassen und erneut ein Druck von 5 Atü 1 Stunde lang an die entleerte Druckluftleitung angelegt, Zur Entfernung der Lösungsmittel wurde die Leitung darauf 2 Stun- den lang mit Luft durchgespült. Nach 2 Stunden war die Leitung bei der Prüfung mit Druckluft unter einem Druck von 10 Atü -***- dicht.

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ORtQlNAi. INSPCCTED

Claims (1)

1. Patentansprüche

   f 1)/verfahren zum Verschließen von Undichtigkeiten von hohlen Bauteilen, insbesondere Rohrleitungen für Flüssigkeiten oder Oase, mit Hilfe von Kunststoffen und/oder Elastomeren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bauteile

   a) innen ganz oder teilweise mit einer flüssigen Phase von härtbaren Kunststoffen und/oder Elastomeren füllt, die Füllungen mittels Druck in die Undichtigkeiten preßt, danach das noch

   flüssige Dichtungsmittel wieder abläßt oder (^

   b) von außen ganz oder teilweise mit einer flüssigen Phase von härtbaren Kunststoffen und/oder Elastomeren überzieht, den Überzug mittels Unterdruck von innen in die Undichtigkeiten einbringt,

   und darauf den verbliebenen Kunststoff beziehungsweise das verbliebene Elastomere härtet.

   2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man härtbare, im Ausgangszustand sehr niedrigviskose Kunststoffe verwendet.

   2) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die härtbaren Kunststoffe und/oder die Elastomeren ohne oder mit nur geringem Lösungs- oder Verdünnungsmittelzusatz verwendet.

   4) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die härtbaren Kunststoffe und/oder den Elastomeren, Stabilisatoren, Katalysatoren, Regler, Pigmente, Füllstoffe, Netzmittel oder andere Hilfsstoffe zusetzt.

   5) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man kalthärtende Kunststoff- und/oder Elastomeren-Syiteme verwendet.

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   6) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Härtung des Dichtungsmittels bei erhöhter Temperatur vornimmt, indem man den vorzugsweise metallischen Bauteil von außen aufheizt oder von innen durch Einführen beziehungsweise Durchleiten von heißen Gasen oder Flüssigkeiten erwärmt.

   7) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Kunstharze und/oder Elastomere verwendet, die nach der Erhärtung besonders hohe Beständigkeit gegen Gas oder Flüssigkeiten besitzen.

   8) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es an unterirdisch angeordneten oder eingebauten Bauteilen, vorzugsweise Rohrleitungen durchgeführt wird.

   Dr.LO/Gb

   13. April 1967

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