DE10128843C1

DE10128843C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Innenreinigung von Druckgasbehältern mittels Wasserstrahlhochdruck

Info

Publication number: DE10128843C1
Application number: DE2001128843
Authority: DE
Inventors: Uwe Starke
Original assignee: Ghc Gerling Holz & Co Handels
Current assignee: Ghc Gerling Holz & Co Handels
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2021-06-16

Abstract

Das Verfahren nutzt den Wasserstrahl als Reiniger der Innenoberfläche. Mit der Aufprallenergie wird der Druckgasbehälter so erwärmt, daß mit Vakuumtechnik die Wasserrückstände in der Metalloberfläche entfernt werden. Die Druckgasbehälter sind somit chemisch sauber/trocken und geben korrosiven Stoffen keine Möglichkeit zu reagieren. Dazu ist dieses Verfahren noch wesentlich wirtschaftlicher als die bekannten Verfahren mittels Sandstrahlen mit nachfolgender Passivierung.

Description

Technisches Gebiet

Es handelt sich um ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Innenreinigung von Druckgasbehältern mittels Wasserstrahlhochdruck

Bekannte Technik

In der Industrie ist ein Verfahren der chemischen Passivierung (Beizen mit Säure) bekannt und wird angewendet. Ziel ist es, die Druckgasbehälter chemisch reaktionsarm vorzubereiten, um die Bildung von Säuren in den Gasflaschen zu vermeiden. Ferner ist es aus der DE 35 31 697 C2 bekannt, Druckgasbehälter mittels Wasserhochdruck zu reinigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Trocknung der Gasbehälter zu verbessern. Gelöst wird dies durch die in Anspruch 1 angegebene Methode.

Der Vorteil gegenüber jeder anderen Reinigung ist die porentiefe, ohne jede Reinigungszusätze erreichte Reinheit. Die Gasflaschen werden in einem Arbeitsgang von stärksten Verschmutzungen gereinigt. Die Gasflaschen erreichen dabei eine Temperatur von ca. 70°C und sind anschließend mit getrockneter Luft leicht zu trocknen. Nach dem Trocknen wird das Flaschenventil eingedichtet und die Flasche wird noch in heißen (< 60°C) Zustand evakuiert (2 mbar). Durch den Unterdruck wird der Verdampfungspunkt der Wassermoleküle in der Metallinnenwandung der Gasflaschen herabgesetzt und die restlichen Wassermoleküle werden durch die Vakuumpumpe herausgesaugt. Die Flaschen haben dadurch eine sehr hohe Reinheit und können mit korrosiven Gasen wie Chlorwasserstoff befüllt werden. Die Gase finden durch die hohe Reinheit keine Reaktionsmöglichkeit und die Flaschen werden nicht mehr durch Innenkorrosion angegriffen.

Parameter

Eine drehende Lanze mit 4 Düsen (2 × 0,6 mm und 2 × 0,5 mm), eine Düse 45° nach vorn, eine Düse 45° nach hinten und zwei Düsen 90° nach rechts und links.

Die Lanze dreht sich mit ca. 200 U/min und fährt mit einem Vorschub von ca. 500 mm/min in die Gasflasche. Der Wasserdruck, mit dem das Wasser auf die Innenwand trifft, beträgt ca. 1800 bar. Die Wassermenge ist zu ca. 30 l ermittelt worden. Durch die rotierende Lanze wird die Flasche innen gereinigt.

Die Anlage besteht aus einer handelsüblichen Wasserhochdruckpumpe mit ca. 110 kW Antriebsleistung und einer Reinigungsanlage. Die Reinigungsanlage besteht aus einem Handlingsgerät, einem Wärmetauscher, der Hochdruckpumpe, einem Drehantrieb mit Reinigungslanze und einem regelbaren Vorschubantrieb (siehe Schemaskizze).

Arbeitsablauf

Der Werker stellt eine zu reinigende Gasflasche in den dafür vorgesehenen Stellplatz. Der Greifer vermisst die Flasche, greift diese in der Mitte, meldet die Gesamtlänge an die Vorschubeinheit und transportiert diese zum Reinigungsplatz. Die Flasche wird gedreht und auf der Lanzeneinführung aufgesetzt. Die Anlage bekommt die Meldung "Reinigung Start" und die Hochdruckreinigung mit der rotierenden Lanze läuft ab. Danach wird die Flasche auf einem gegenüber liegenden Stellplatz wieder in die stehende Position abgestellt. In der Prozesszeit kann der Werker die zuvor gereinigte Flasche entnehmen und weiter bearbeiten und eine neue Flasche in den Startplatz stellen. Das durch die hohe Aufprallenergie erhitzte Wasser läuft noch durch einen Wärmetauscher zum Vorwärmen des Vorlaufwassers.

Versuchsreihe

Es wurden Reinigungsversuche mit 1800-2000 bar gefahren. Festgestellt wurde, dass sich die Flaschen mit einer Druckanhebung von 100 bar um ca. 2,5°C mehr erwärmen. Stark korrodierte Flaschen waren nach der Innenreinigung metallisch sauber. Je nach Vorlauftemperatur oder Druck wurde eine Aufheizung der Flasche um ca. 40-50°C erreicht. Die gemessenen Temperaturwerte nach der Reinigung waren 54-70°C. Die Flaschen wurden nach der Reinigung mit Stickstoff ausgeblasen und das Ventil eingedreht, anschließend wurden die Flaschen evakuiert. Es war zu beobachten, dass mit Erreichen von 0,3 bar Druck eine verstärke Wasserdampfwolke hinter der Vakuumpumpe abgezogen wurde. Bei diesem Unterdruck blieb die Unterdruckanzeige kurz stehen. Bei weiter sinkendem Druck nahm der Wasserdampf wieder ab, die Flaschen wurden weitere ca. 6 min auf 0 bar laut Anzeige evakuiert. Es ist zu vermuten, dass sich durch den hohen Druck auf die Wandung eine größere Menge Wasser mit eingetragen hat. Durch das Evakuieren in heißem Zustand senkt sich der Verdampfungstemperatur in der Flasche und auch das Wasser in der Wandung verdampft und wird mit herausgezogen:

1. Versuch

1800 bar, 28 l/min, 2 × 2,5 min, Flasche 67 l, 110 kW, Düse 2 × 0,6 und 2 × 0,5 mm, Gasart: HCl
Flasche hatte nach der Reinigung ca. 54°C, sauber, kein Rost zu erkennen.
Man merkte, dass durch die geringere Vorlauftemperatur die Flasche um den gleichen Betrag geringer aufheizte.
Mit Stickstoff getrocknet, Ventil eingedreht und in heißen Zustand evakuiert und mit HCl das Vakuum gebrochen. Wasservorlauf 9 °C und Flaschentemperatur 54°C (zu kalt); Fl. Nr. GHC 7369.

2. Versuch

1800 bar, 28 l/min, 2 × 2,5 min, Flasche 67 l, 110 kW, Düse 2 × 0,6 und 2 × 0,5 mm, Gasart: HCl
Flasche hatte nach der Reinigung ca. 63°C, sauber, kein Rost zu erkennen.
Mit Stickstoff getrocknet, Ventil eingedreht und in heißen Zustand evakuiert und mit HCl das Vakuum gebrochen. Wasservorlauf 14 °C und Flaschentemperatur 63°C; Fl. Nr. GHC 6752.

3. Versuch

1800 bar, 28 l/min, 2 × 2,5 min, Flasche 67 l, 110 kW, Düse 2 × 0,6 und 2 × 0,5 mm, Gasart: HCl
Flasche hatte nach der Reinigung ca. 68°C, sauber, kein Rost zu erkennen.
Mit Stickstoff getrocknet, Ventil eingedreht und in heißen Zustand evakuiert und mit HCl das Vakuum gebrochen. Wasservorlauf 17 °C und Flaschentemperatur 68°C; Fl. Nr. GHC 6752.

4. Versuch

1800 bar, 28 l/min, 2 × 2,5 min, Flasche 67 l, 110 kW, Düse 2 × 0,6 und 2 × 0,5 mm, Gasart: HCl
Flasche hatte nach der Reinigung ca. 693°C, sauber, kein Rost zu erkennen.
Mit Stickstoff getrocknet, Ventil eingedreht und in heißen Zustand evakuiert und mit HCl das Vakuum gebrochen. Wasservorlauf 20 °C und Flaschentemperatur 69°C.
(zu lange mit Evakuierung gewartet 10 min); Fl. Nr. GHC 7410.

5. Versuch

1800 bar, 28 l/min, 2 × 2,5 min, Flasche 67 l, 110 kW, Düse 2 × 0,6 und 2 × 0,5 mm, Gasart: HCl
Flasche hatte nach der Reinigung ca. 69,5°C, sauber, kein Rost zu erkennen.
Mit Stickstoff getrocknet, Ventil eingedreht und in heißen Zustand evakuiert und mit HCl das Vakuum gebrochen. Wasservorlauf 20 °C und Flaschentemperatur 69,5°C; Fl. Nr. GHC 6708.

6. Versuch

1800 bar, 28 l/min, 2 × 2,5 min, Flasche 67 l, 110 kW, Düse 2 × 0,6 und 2 × 0,5 mm, Gasart: HCl
Flasche hatte nach der Reinigung ca. 69,3°C, sauber, kein Rost zu erkennen.
Mit Stickstoff getrocknet, Ventil eingedreht und in heißen Zustand evakuiert und mit HCl das Vakuum gebrochen. Wasservorlauf 20 °C und Flaschentemperatur 69,3°C; Fl. Nr. GHC 6801.

7. Versuch

1800 bar, 28 l/min, 2 × 2,5 min, Flasche 67 l, 110 kW, Düse 2 × 0,6 und 2 × 0,5 mm, Gasart: HCl
Flasche hatte nach der Reinigung ca. 69,3°C, sauber, kein Rost zu erkennen.
Mit Stickstoff getrocknet, Ventil eingedreht und in heißen Zustand evakuiert und mit HCl das Vakuum gebrochen. Wasservorlauf 20 °C und Flaschentemperatur 69,3°C; Fl. Nr. GHC 8160.

8. Versuch

1800 bar, 28 l/min, 2 × 2,5 min, Flasche 67 l, 110 kW, Düse 2 × 0,6 und 2 × 0,5 mm, Gasart: HCl
Flasche hatte nach der Reinigung ca. 70°C, sauber, kein Rost zu erkennen.
Mit Stickstoff getrocknet, Ventil eingedreht und in heißen Zustand evakuiert und mit HCl das Vakuum gebrochen. Wasservorlauf 20,5°C und Flaschentemperatur 70°C; Fl. Nr. GHC 7444.

Claims

1. Verfahren zur Innenreinigung von Druckgasbehältern mittels Wasserhochdruck, wobei durch den Wasserhochdruck die inneren Wandungen der Druckgasbehälter gereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch den hohen Wasserdruck in Verbindung mit dem vorgewärmten Frischwasser der Druckgasbehälter auf Temperaturen von bis zu 70°C erwärmt wird, das Trocknen der Druckgasbehälter durch unmittelbar anschließendes Ausblasen mit trockenen Stickstoff erfolgt und nach dem anschließenden Eindrehen des Ventils in den noch warmen Druckgasbehälter durch Evakuieren der noch warmen Druckgasbehälter die Restfeuchtigkeit aus den Druckgasbehältern entfernt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit

a) einem Gerät, das den Druckgasbehälter greift, und die Öffnung des Behälters über
b) einer Reinigungslanze mit regelbarem Vorschub positioniert, die definiert in den Behälter geschoben wird
c) einem Wärmetauscher, der das zufließende Frischwasser mittels des aus den Flaschen ablaufenden Wasser vorerwärmt
d) einer Vorrichtung zum Ausblasen der Druckgasbehälter mit trockenem Stickstoff
e) einer Vakuumpumpe zum Evakuieren der verschlossenen, warmen Druckgasbehälter.