DD255362A1 - Korrosionsschutzverfahren fuer rippenrohre - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Beschichten von Rippenrohren fuer Waermeuebertrager von Wasser- bzw. Oelkuehlern. Erfindungsgemaess wird die Beschichtung mit dem Metallspritzverfahren durchgefuehrt in der Weise, dass das Auftragsgeraet bei der axialen Relativbewegung zum rotierenden Rippenrohr waehrend des Spritzvorgangs einen Winkel ungleich 90 einschliesst und der Abstand zwischen Spritzduesenvorderkante und Kernrohrdurchmesser das 5- bis 8fache der Summe aus Kernrohrradius und der halben Lamellenhoehe betraegt, wobei die Umfangs- und Relativgeschwindigkeit definierte Werte einnehmen.

Description

Kernrohrdurchmesser das 5- bis 8fache der Summe aus Kernrohrradius und der halben Lamellenhöhe beträgt. Dabei beträgt erfindungsgemäß die Umfangsgeschwindigkeit, bezogen auf den Außendurchmesser des Rippenrohrs, je nach geforderter Schichtdicke 15bis25m/min und die axiale RelativgeschwindigkeitzwischenO,6bis 1,4m/min. Diese ansonsten unüblichen Parameter gewährleisten einen einwandfreien Überzug des vorbehandelten und an den Enden abgedeckten Rippenrohrs. Die zur Kernrohrachse geneigte Auftragseinrichtung ist nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung um eine senkrechte zu dieser Ebene liegenden zweiten Ebene schwenkbar gelagert.

Die auf diese Weise mit dem Korrosionsschutzverfahren beschichteten Rippenrohre weisen einen sehr guten Korrosionsschutz auf, der den jeweiligen Einsatzbedingungen angepaßt ist. Dabei sind alle bekannten metallischen bzw. anorganischen Beschichtungswerkstoffe einsetzbar, die mit gasbeheizter Metallspritzpistolen, Lichtbogenspritzgeräten und Plasmaspritzgeräten aufgetragen werden können, so daß Kombinationen von Beschichtungswerkstoffe auf diese Weise auch bei Rippenrohren möglich werden.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Parameter beim Metallspritzverfahren wird erstmalig bei eng berippten Rippenrohren mit einer Teilung bis 2,5 mm das Verfahren anwendbar, im Gegensatz zur bisher vertretenen Meinung der Fachpresse. Es entsteht ein festhaftender Überzug bei gleichzeitiger Gewährleistung eines maximalen Wärmeübergangs Rohr zu Rippe sowie gute aerodynamische Eigenschaften.

Ausführungsbeispiel

Das Verfahren soll anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Ein Rippenrohr, bestehend aus einem Kernrohr mit einem Durchmesser von 18 mm und einem bewickelten Rippenband mit einer Rippenhöhe von 10 mm ist mit Hilfe des Metallspritzverfahrens mit Zink zu beschichten. Der Rippenabstand beträgt 2,62 mm. Dabei ist der Abstand zwischen Düsenvorderkante der Metallspritzpistole und Kernrohr so gewählt, daß er das 5- bis 8fache der Summe aus Kernrohrradius und der halben Lamellenhöhe beträgt. Bei den gewählten Parametern wurde ein Abstand von 80mm eingestellt.

Ein an sich bekannter Antriebsmechanismus versetzt das Rippenrohr in eine Drehbewegung um seine Längsachse derart, daß die Umfangsgeschwindigkeit des berippten Rohres im Bereich zwischen 15 und 25 m/min beträgt. Dabei nimmt das Auftragsgerät eine erfindungsgemäße Schrägstellung in bezug auf die Mittelachse des Rohrs ein, so daß die Mittelachse der Spritzdüse mit dem Rippenrohr einen Winkel im Bereich zwischen 45° und 89° einschließt. Dabei erweist sich bei einem Rippenrohr mit einem Rippenabstand von 2,62mm ein Anstellwinkel von ca. 80° als geeignet, um das Kernrohr und Lamelle mit

einem festhaftenden Überzug von gleichmäßiger Schichtdicke zu überziehen. Das so eingestellte Auftragsgerät wird nunmehr mit einer Relativgeschwindigkeit zum Rippenrohr in Längsrichtung von 0,6 bis 1,4m/min, in Abhängigkeit von der geforderten Schichtdicke, über das -Rohr hinweg bewegt, wobei der Hauptstrahl auf das obere Drittel des Kernrohres gerichtet ist.

Durch die Möglichkeit der Anordnung mehrerer Auftragsgeräte ist gleichzeitig die Beschichtung beider Rippenflanken und die Realisierung unterschiedlicher Werkstoffpaarungen bei einem Arbeitsgang gegeben, so daß dadurch ein den Beanspruchungsbedingungen angepaßter Korrosionsschutz erreicht wird.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht in der erstmaligen Anwendung des Metallspritz-Verfahrens zum Beschichten von Rippenrohren. Die Anlage ist zu einem hohen Grad automatisierbar und hat den Vorteil einer gleichmäßigen Oberflächenqualität durch den Wegfall der manuellen Arbeit. Gegenüber dem bisher üblichen angewandten Verfahren des Feuerverzinkens von Rippenrohren treten wesentliche Verbesserungen hinsichtlich der Arbeitsbedingungen, Arbeitszeitaufwand, Energieverbrauch und Umweltbelastung auf.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   1. Korrosionsschutzverfahren für Rippenrohre, gekennzeichnet dadurch, daß unter Anwendung des Metallspritzverfahrens die Mittelachse der Spritzdüse des Auftragsgerätes bei der axialen Relativbewegung zum Rippenrohr während des Spritzvorgangs die Längsachse des rotierenden Rippenrohrs in einem Winkel ungleich 90° schneidet und der Abstand zwischen Spritzdüsenvorderkante und Kernrohrdurchmesser das 5- bis 8fache der Summe aus Kernrohrradius und der halben Lamellenhöhe beträgt.
2. 2. Korrosionsschutzverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in Abhängigkeit von der Schichthöhe die Umfangsgeschwindigkeit bezogen auf den Außendurchmesser des Rippenrohres bei 15 bis 25 m/min und die axiale Relativgeschwindigkeit zwischen 0,6 bis 1,4m/min beträgt.
3. 3. Korrosionsschutzverfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Rippenrohr vorbehandelt und dessen Enden abgedeckt sind.
4. 4. Korrosionsschutzverfahren nach Anspruch 1 bis3, gekennzeichnet dadurch, daß das Auftragsgerät um eine senkrecht zur ersten Ebene liegende zweite Ebene schwenkbar angeordnet ist.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Korrosionsschutzverfahren zur Außenbeschichtung von Rippenrohren. Derartige Rippenrohre werden in Wärmeübertragern, vorzugsweise in Kühlern für Wasser, Öl und andere flüssige Medien eingesetzt, ohne daß dabei die Taupunkttemperatur der Umgebungsluft unterschritten wird.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Bekannt sind verschiedene Verfahren zum Beschichten von Rippenrohren, insbesondere mit feuermetallisch aufgebrachtem Zink und dessen Legierungen im Tauchverfahren. Dabei werden die Rohre sowohl allseitig, als auch nur außen feuerverzinkt. Nachteilig bei diesem Feuerverzinkungsverfahren ist die äußerst schwierige und aufwendige Gestaltung eines automatisierten Ablaufs. Bei Verfahren, die eine teilweise Mechanisierung des Feuerverzinkens von Rippenrohren zum Inhalt haben, wie das Gebrauchsmuster DE-GM 8332419.4, wird eine Einrichtung beschrieben, die einen kontinuierlichen Durchlauf der Rippenrohre durch eine Vorbehandlungsstrecke und durch eine kompakte Verzinkungseinrichtung unter Schutzgas vorsieht, bei der nach dem Überflutungsverfahren gearbeitet wird. Die Überflutung wird dabei mittels einer Zinkpumpe realisiert, die das flüssige Zink auf das Niveau des Rippenrohres fördert. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der hohe Anlagenaufwand, bei dem zusätzlich noch Probleme in der Abdichtung der Verzinkungsanlage nach außen auftreten. Dazu kommen noch Schwierigkeiten in der Abdichtung des Rohrinneren gegen das Eindringen von Zink an der Verbindungsstelle zwischen den einzelnen Rohren, die die Anlage nacheinander durchlaufen. In der Patentschrift DD-WP 224705 ist eine kompakte Verzinkungsanlage dargestellt, bei der das flüssige Zink über eine induktiv beaufschlagte Förderrinne auf ein höheres Niveau gelangt und sich dann über das unter dem Auslauf der Rinne befindliche Rippenrohr ergießt. Neben der schwierigen technischen Realisierbarkeit dieser Anlage ist nachteilig, daß das flüssige Zink in der Normalatmosphäre, begünstigt durch den kaskadenartigen Ablauf, verstärkt oxidiert und damit überdurchschnittlich hohe Mengen an Zinkoxid entstehen, für deren häufige Entfernung von der Badoberfläche keine Lösung aufgezeigt werden. Gleiches gilt für die Entfernung der umgesetzten Flußmittelreste. In der DE-PS 2748490 wird eine Vorrichtung zum Aufbringen einer metallischen Beschichtung längs einer vorbestimmten Bahn auf die Oberfläche eines metallischen Substrats mittels einer Einrichtung zum Flammspritzen dargestellt. Diese Lösung ist gekennzeichnet durch die Mechanisierung des Vorgangs in der Form, daß mit der angegebenen Vorrichtung längs einer Kante das Substrat aufgetragen wird, die für eine endgültige Verwendung als Schneidkante vorgesehen ist. Das Verfahren löst die manuellen Qualitätsprobleme ab, läßt sich aber nicht auf enge Räume bzw. Spalten übertragen, so daß es für die Beschichtung von Rippenrohren ungeeignet ist.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist es, ein Rippenrohr außen so zu beschichten, daß trot der komplizierten Geometrie der äußeren Oberfläche ein festhaftender korrosionsschützender Überzug bei gleichzeitiger Gewährleistung eines maximalen Wärmeübergangs ' zwischen Rohr und Rippe sowie gute aero- und thermodynamische Eigenschaften gewährleistet werden. Das Verfahren soll automatisierungsfähig sein und eine gleichmäßige Schichtdickenverteilung ermöglichen.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Parameter des Verfahrens der Spritzmetallisierung so zu verändern, daß eine Beschichtung von Rippenrohren mit einer Rippenteilung S2,5mm in einem automatisierten Ablauf möglich wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Anwendung des Metallspritzverfahrens die Mittelachse der Spritzdüse des Auftragsgerätes bei der axialen Relativbewegung zum Rippenrohr während des Spritzvorgangs die Längsachse des rotierenden Rippenrohrs in einem Winkel ungleich 90° schneidet und der Abstand zwischen Spritzdüsenvorderkante und