DE102009015533B9

DE102009015533B9 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von metallischen Rohren oder anderen langen Bauteilen mit begrenztem Querschnitt

Info

Publication number: DE102009015533B9
Application number: DE102009015533A
Authority: DE
Inventors: Klaus Kreilos
Original assignee: Babcock Borsig Service GmbH
Current assignee: Babcock Borsig Service GmbH
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2009-04-02
Publication date: 2011-01-13
Anticipated expiration: 2029-04-03
Also published as: PL2236217T3; CA2696550A1; KR101261020B1; CA2696550C; DE102009015533B3; EP2236217A1; KR20100110263A; EP2236217B1; CN101947507A; US20100255202A1

Abstract

Verfahren zum Beschichten von metallischen Rohren oder anderen langen Bauteilen begrenzten Querschnitts, insbesondere von Rohren für Wärmetauscher, mit einer säurebeständigen Korrosionsschutzschicht, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Zuführen des zu beschichtenden Rohres in eine erste Bearbeitungslinie, in der das Rohr axial transportiert wird,
– Vorwärmen des Rohres oder eines Rohrabschnittes,
– Aufbringen einer Haftgrundschicht,
– Erwärmen des Rohres zum Erreichen einer Polarisation zwischen Haftgrund und Rohr,
– Trocknen des Rohres zum vollständigen Austreiben aller löslicher Bestandteile,
– Zuführen des Rohres in eine zweite Bearbeitungslinie, in der das Rohr axial transportiert wird,
– Vorwärmen des Rohres,
– Aufbringen der Beschichtung in einem Extruder mit Querkopf,
– Aufheizen des Rohres in einem Induktionsofen,
– Aushärten des beschichteten Rohres und
– Abkühlen des beschichteten Rohres.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von metallischen Rohren oder anderen langen Bauteilen begrenzten Querschnitts, insbesondere von Rohren für Wärmetauscher sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Für die Kraftwerksindustrie werden große Wärmetauscher benötigt, welche in den Rauchgaskanälen eingebaut werden. Das Rauchgas verlässt den Kessel und den nachgeschalteten Luftvorwärmer, kurz LUVO genannt, mit etwa 130 bis 170°C. Diese Temperatur richtet sich nach der Brennstoffart und liegt auf jedem Fall weit über dem Säuretaupunkt des Rauchgases. Würde man die Rauchgase im LUVO unter den Säuretaupunkt abkühlen, würde dieser und die nachgeschalteteten Bauteile durch den Säurefraß zerstört. Aus diesem Grund muss die Rauchgastemperatur an der kältesten Stelle des LUVOs sicher über dem Säuretaupunkt liegen.
In der dem LUVO nachgeschalteten Rauchgasentschwefelungsanlage, kurz REA genannt, werden jedoch je nach Fahrweise der REA nur Rauchgastemperaturen kleiner als 100 und 110°C benötigt. Diese Temperatursenke zwischen LUVO und REA von > 30 K kann zur Steigerung des Kraftwerkswirkungsgrades und damit zur Reduzierung des CO₂-Ausstoßes oder aber zur Wiederaufheizung der Rauchgase hinter der REA genutzt werden. Um diese Energie zu nutzen, benötigt man jedoch säurebeständige Wärmetauscher, welche in den Rauchgasstrom geschaltet werden und mittels eines Wärmeträgermediums die Wärme abführen können.
Es ist auch bereits bekannt, die zuvor beschriebenen säurefesten Wärmetauscher entweder aus Fluorkunststoffen wie zum Beispiel „PFA”, „MFA” oder „TFM” zu bauen oder aber aus hochwertigem Chrom-Nickel Werkstoff wie zum Beispiel „A59”. Zeitweise sind auch emaillierte Rohre zum Einsatz gekommen, welche sich jedoch schlecht bewährt haben und nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen eingesetzt werden können.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin so genannte „gelinerte Rohre” einzusetzen. Bei diesem Verfahren wird eine „PFA” Schicht, der so genannte „Liner”, ohne festen Verbund auf ein Rohr, insbesondere auf ein Stahlrohr aufgebracht und dient so als Korrosionsschutz. Alle anderen Materialien haben sich nicht bewährt und mussten verworfen werden.
Die Vor- und Nachteile der bekannten verwendeten Materialien werden nachfolgend kurz beschrieben:
PFA (Perfluorpropylvinylether)
PFA ist absolut säurebeständig. Selbst nach vielen Betriebsjahren ist keinerlei Säurefraß nachweisbar. Es gibt jedoch bestimmte Nachteile. Zum einen ist das Material sehr teuer, so dass man bemüht sein muss, die Wandstärke der Schläuche (man spricht hier auch von Rohren) so gering wie möglich zu halten. Hinzu kommt die schlechte Wärmeleitfähigkeit, welche ebenfalls zu geringen Wandstärken zwingt. Demgegenüber steht die im Vergleich zu Stahl sehr geringe Festigkeit, welche bei höheren Temperaturen noch stark nachlässt und damit entweder zu starken Wandstärken oder zu geringen Schlauchdurchmessern führt. Hohe Wandstärken führen gemeinsam mit den schlechten Leitfähigkeiten zu hohen Kosten und geringe Durchmesser der Schläuche auch zu engen Gassen für den Rauchgasdurchlass, was wiederum zu Verschmutzungen der Wärmetauscher führen kann. In den Turbulenzbereichen des Rauchgases können die Schläuche aneinander schlagen, wodurch mechanische Schäden auftreten können.
Modifiziertes PTFE (Polytetrafluorethylen)
Modifizierte PTFE-Werkstoffe, welche im Bereich der Säurefestigkeit ähnliche Eigenschaften wie PFA aufweisen haben jedoch im Gegensatz zu PFA keinen Schmelzpunkt. Aus diesem Grund können sie auch nicht schmelzextrudiert verarbeitet werden sondern lediglich pastenextrudiert. Das heißt, das Material wird nicht verschmolzen (wie bei PFA) sonder lediglich in pastöser Form zusammengepresst, welches einer Sinterung gleichkommt. Da sich die Moleküle zudem nur längs zur Extrusionsrichtung ausrichten, entsteht zwar eine relativ hohe Festigkeit in Längsrichtung, in Querrichtung ist die Dauerstandfestigkeit jedoch verhältnismäßig gering. Zudem weist das Material eine hohe Kaltflusseigenschaft auf. Das heißt, das Material fließt im Laufe der Zeit unter Druck weg. Dieser Prozess ist leider nicht zu stoppen, so dass an den Eindichtungsstellen der Schläuche in den Rohrböden immer wieder Leckagen auftreten. Ansonsten gelten die gleichen Probleme wie auch beim PFA.
Chrom-Nickel Werkstoff
Chrom-Nickel Werkstoff „A59” ist nahezu säurebeständig. Bereits nach geringer Betriebszeit ändert sich jedoch seine bei der Fertigung glatte Oberfläche. Die Oberfläche wird rau und damit sehr schmutzanfällig, was zur Blockierung der Rauchgase führen kann. Da „A59” jedoch eine hohe Festigkeit aufweist, können Rohre mit größerem Durchmesser verwendet werden, was der Verschmutzung wiederum teilweise entgegenwirkt. Der größte Nachteil des „A59” ist jedoch der hohe Preis. Die Kosten für einen Wärmetauscher gleicher Leistung liegen beim „A59” etwa doppelt so hoch wie beim PFA.
Emaillierte Rohre
Emaillierte Rohre haben sich in der Praxis zu einem großen Teil nicht bewährt. Zwischen Stahlrohr und Emailschicht bildet sich Wasserstoff, welcher die Emailschicht aufplatzen lässt und somit zur Zerstörung der Rohre führt. Die Ursache der Wasserstoffbildung ist noch nicht genau geklärt. Entsprechende Untersuchungen werden zurzeit bei den Emailherstellern durchgeführt. Ein Ergebnis liegt jedoch noch nicht vor.
Rohre mit Liner
„Gelinerte” Rohre haben den Vorteil, dass sie als Druckkörper ein Stahlrohr verwenden. Hierdurch dient die PFA Schicht lediglich als Korrosionsschutz, und kann somit in geringer Wandstärke auf das Druckrohr aufgezogen werden. Dies führ zu einer starken Kostenreduzierung. Nachteilig ist jedoch, dass die Säure wegen des Parzialdruckgefälles durch die „Linerung” hinurchdiffundiert und zwischen Druckrohr und „Liner” zu Korrosionsprodukten führt. Hierdurch platzt der „Liner” auf, was wiederum zur Zerstörung des Rohres durch Säure führt. Zudem ist der „Liner” mechanisch sehr anfällig. Bei Schlägen gegen die Rohre, ob gewollt beim Reinigen oder ungewollt bei anderen Reparaturarbeiten, wird der „Liner” oft unbeabsichtigt und unbemerkt durch kleinste Löcher beschädigt, welches beim anschließenden Betrieb bald zu Korrosionsschäden führt.
Die Beschichtung von Maschinenbauteilen mit organischen Fluorpolymeren ist in vielerlei Ausgestaltungen bekannt. Sie erfolgt immer dann, wenn Antihaftbeschichtungen benötigt werden, welche auch unter dem Markennamen Teflon^® bekannt geworden sind oder aber wenn es gilt, die Bauteile vor äußeren Einflüssen zu schützen. Entsprechende Auskleidungen bzw. Beschichtungen gibt es beispielsweise in vielen Bereichen des chemischen Anlagenbaus. Allgemein gesagt ist eine Beschichtung dann von Nöten, wenn die Gefahr besteht, dass die metallischen Bauteile durch Korrosion beschädigt und damit die zugehörigen Anlagen hinsichtlich ihrer Standzeit beeinträchtigt sind. So werden beispielsweise Pumpenlaufräder oder Rührwerkskomponenten seit Jahren mit organischen Fluorpolymeren beschichtet.
Die bekannte Vorgehensweise zur Beschichtung von größeren Bauteilen geschieht wie folgt:
Zunächst wird das Werkstück entfettet und gesandstrahlt und dann eine Haftgrundierung der sogenannte Haftprimer aufgebracht. Auf diesen Haftprimer wird anschließend die Fluorkunststoffschicht aufgebracht. Dazu werden die einzelnen Werkstücke bei vorgegebener Temperatur in einen Ofen gefahren und dort eine bestimmte Zeit belassen, bis sie ihre Beschichtungstemperatur erreicht haben. Dann werden sie aus dem Ofen entfernt und mit Haftprimer beschichtet. Anschließend werden sie erneut eine vorbestimmte Zeit in den Ofen gefahren, um die Haftprimerschicht mit dem metallischen Bauteil zu verbinden (sog. Polarisation). Anschließend werden sie wiederum aus dem Ofen geholt und mit der ersten Fluorkunststoffschicht beschichtet. Dieser Prozess wiederholt sich mehrere Male, da beim herkömmlichen Verfahren in jedem Beschichtungsvorgang nur etwa eine Schichtstärke von 500 μm aufgebracht werden kann und das Werkstück ca. fünf Mal in den Ofen hinein und wieder aus dem Ofen herausgefahren werden muss. Zudem unterliegt das bekannte Verfahren Einschränkungen hinsichtlich der Größe der Werkstücke, da die Werkstücke nicht größer als der Ofen sein dürfen. Der weltweit größte uns bekannte Ofen für diese Zwecke hat eine Länge von etwa 11 m. Dies bedeutet, dass mit dem bekannten Beschichtungsverfahren nur kürzere Bauteile beschichtet werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde das eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zum Beschichten von metallischen Bauteilen so auszugestalten und weiterzubilden, dass auch relativ lange Bauteile unter zeitlich und wirtschaftlich optimalen Bedingungen maschinell beschichtet werden können. Insbesondere soll es ermöglicht werden, die Bauteile kontinuierlich zu beschichten.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht zu nächst in einem Verfahren zum Beschichten von metallischen Rohren oder anderen langen Bauteilen begrenzten Querschnitts mit säurebeständigen Korrosionsschutzschichten, welches durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

– Zuführen des zu beschichtenden Rohres in eine erste Bearbeitungslinie, in der das Rohr axial transportiert wird,
– Vorwärmen des Rohres oder eines Rohrabschnittes,
– Aufbringen einer Haftgrundschicht,
– Erwärmen des Rohres zum Erreichen einer Polarisation zwischen Haftgrund und Rohr,
– Trocknen des Rohres zum vollständigen Austreiben aller löslicher Bestandteile,
– Zuführen des Rohres in eine zweite Bearbeitungslinie, in der das Rohr axial transportiert wird,
– Vorwärmen des Rohres,
– Aufbringen der Beschichtung in einem Extruder mit Querkopf,
– Aufheizen des Rohres in einem Induktionsofen,
– Aushärten des beschichteten Rohres und
– Abkühlen des beschichteten Rohres.

Eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens löst die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine erste Bearbeitungslinie mit einem ersten Antrieb, einer ersten Vorwärmeinrichtung, einer Einrichtung zur Aufbringung der Haftgrundschicht und wenigstens einem Ofen zum Aushärten und Trocknen sowie einer zweiten Bearbeitungslinie mit einem zweiten Antrieb, einer zweiten Vorwärmeinrichtung, einem Extruder mit Querkopf zum Aufbringen der Beschichtung, einem Induktionsofen und einem Ofen zum Aushärten.
Wenn im Folgenden kurz von ,Rohr' die Rede ist, sollen davon alle möglichen zu beschichtenden Bauteile umfasst sein, deren Länge die Ausdehnung und den Querschnitt um eine Vielfaches übersteigen. Da die Beschichtung von außen erfolgt, können die Rohre oder andere hohle Bauteile auch einseitig verschlossen sein.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist es möglich, dass die erste und zweite Bearbeitungslinie getrennt voneinander betrieben werden. Alternativ ist es auch denkbar, sie hintereinander gemeinsam zu betreiben. Die getrennte Ausführung wird jedoch im Allgemeinen die bevorzugte sein, da einerseits die Länge der Bearbeitungslinien sonst relativ groß wird und es durch die Aufteilung möglich ist, die Beschichtung mit Haftprimer und die spätere eigentliche Fluorkunststoffbeschichtung zu verschiedenen Zeiten und an verschiedenen Orten durchzuführen. Insbesondere führt bei getrennten Linien der Stillstand einer Linie nicht sofort zum Stillstand der gesamten Anlage.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die zu beschichtenden Rohre vor jeder Bearbeitungslinie mit geeigneten Rohrverbindungselementen verbunden werden und der Behandlungsprozess kontinuierlich abläuft. Auf diese Weise ist es also gewissermaßen möglich „endlose” Bauteile zu beschichten, was aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten besonders zweckdienlich ist.
Nach weiteren Lehren der Erfindung sollen die zu behandelnden Bauteile vor Zufuhr in die erste Bearbeitungslinie entfettet und/oder gesandstrahlt werden, um eine sichere Verbindung zwischen Haftgrundschicht und Bauteil zu gewährleisten. Wenn hier von „Sandstrahlen” die Rede ist, soll darunter auch die Bestrahlung mit Korund-, Glaskörpern oder dergleichen verstanden werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Rohr in der ersten Bearbeitungslinie nicht nur axial transportiert, sondern gleichzeitig um seine Längsachse gedreht, so dass seine Oberfläche gewissermaßen eine schraubenlinienförmige Bewegung erfährt. Auf diese Weise ist es möglich, dass das Aufbringen der Haftgrundschicht durch Aufsprühen erfolgen kann, wobei der Bereich des Aufsprühens in axialer Richtung relativ kurz ausfallen kann, wenn die Drehgeschwindigkeit in Bezug auf die Vorschubgeschwindigkeit entsprechend abgestimmt ist. Der Haftprimer wird also gewissermaßen „wendelförmig” auf das zu beschichtende Bauteil aufgetragen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das Vorwärmen des Bauteils in der ersten Bearbeitungslinie mittels Heißluft erfolgt. Ein vorgewärmtes Rohr erlaubt bei der Aufbringung der Haftgrundschicht einen besseren Kontakt zwischen Haftprimer und Rohr, was für eine gleichmäßige Beschichtung unerlässlich ist.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Vorwärmen des Bauteiles auch in der zweiten Bearbeitungslinie mittels Heißluft erfolgt. Hier ist eine Vorwärmung von besonderer Wichtigkeit, da der im Extruder flüssig aufgebrachte Fluorkunststoff sonst an der kalten Metalloberfläche des Bauteiles vorschnell vernetzen würde und es im Extremfall sogar zum Abtropfen des Fluorkunststoffs nach Verlassen des Extruderquerkopfes kommen könnte. Natürlich kann die Vorwärmung auch durch andere geeignete Maßnahmen erfolgen.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Aufbringen der Haftgrundschicht und auch die Beschichtung im Extruder jeweils in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen. Dies ist für einen wirtschaftlichen kontinuierlichen Fertigungsbetrieb von besonderem Interesse. Dabei muss dem Aufbring- und Trocknungsprozess eine erhöhte Aufmerksamkeit geschenkt werden, damit die Schichtdicke auf dem zu beschichtenden Bauteil überall gleich dick ist. So dürfen beim Aufbringen der Haftgrundierung auf ein Rohr beispielsweise keine „Nähte” durch zu dicke oder zu dünne „Beschichtungsgrenzlinien” auftreten.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung erfolgt das Aushärten des beschichteten Bauteiles in einem Ofen. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass eine gleichmäßige Aushärtung der Fluorkunststoffschicht ermöglich wird.
Bevorzugt werden als Bauteile Rohre und dort insbesondere Stahlrohre verwendet. Für die Beschichtung werden bevorzugt die organischen Fluorpolymere PFA (Perfluorpropylvinylether) oder MFA (Perfluormethylvinylether) eingesetzt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer entsprechenden Vorrichtung zum Beschichten von Rohren der erste Antrieb der ersten Bearbeitungslinie mit einer Drehvorschubeinrichtung versehen. Diese Drehvorschubeinrichtung lässt sich so regeln, dass axiale und rotatorische Bewegungen einzeln beeinflusst werden können, um eine optimale Anpassung an die Breite der Aufbringzone des Haftprimes zu ermöglichen. Bevorzugt wird zum Aufbringen der Haftprimerschicht eine Sprühdüse verwendet, welche in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung als Breitstrahldüse ausgebildet ist, die sich im Wesentlichen parallel zur Rohrlängsachse erstreckt.
Die Erfindung wird nachfolgend einer lediglich ein bevorzugtes Einführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
1 schematisch, die Komponenten einer ersten erfindungsgemäßen Bearbeitungslinie und
2 schematisch, die Komponenten einer zweiten erfindungsgemäßen Bearbeitungslinie.
Für die Beschichtung wurde eine Art „On Line” Verfahren entwickelt. Ein beliebig langes Rohr 1, bevorzugt aus Stahl, liegt auf einem Rollengang 2 und wird durch einen speziellen Drehvorschub 3 drehend vorgeschoben. Ein endlos langes Rohr 1 entsteht dabei dadurch, dass mittels Verbindungselementen ein Rohr am nächsten befestigt wird, um einen kontinuierlichen Prozess zu erreichen. Hierbei steht die Umdrehung des Rohres 1 in einem bestimmten Verhältnis zum Vorschub. Dieses Verhältnis ist durchmesserabhängig.
Hinter dem Drehvorschub 3 ist eine Rohrvorwärmung 4 geschaltet, um das Rohr, bevorzugt mit einem Heißluftgebläse 5 auf eine primerspezifische Temperatur vorzuwärmen.
Nach der Vorwärmung ist eine entwickelte Spritzvorrichtung 6 installiert. Im Zusammenwirken der Rohrvorwärmung 4 und Spritzvorrichtung 6 ist es möglich, eine gleichmäßige Primerschicht mit der vorgegebenen Schichtdicke auf das sich drehende Rohr 1 in einem einzigen Arbeitsgang aufzutragen.
Anschließend wird das Rohr 1 durch den Drehvorschub 3 durch einen Trocknungsofen 7 gefahren, dessen Länge so bemessen ist, dass er in Verbindung mit dem Vorschub die vorgegebene Verweilzeit im Trockenofen 7 gewährleistet. Diese Verweilzeit ist unbedingt einzuhalten, um die Polarisation, das heißt die Verbindung des Primers mit dem Stahlrohr 1, abschließen zu lassen. Außerdem müssen in dieser Zeit die flüchtigen Bestandteile vollständig aus dem Primer ausgetrieben werden, um eine spätere Blasenbildung bei der PFA-Beschichtung zu verhindern. Es muss sichergestellt werden, dass die Trocknung über die Schichtstärke gleichmäßig erfolgt. Wird beispielsweise zuerst die äußere Schicht getrocknet, kommt es zu Mikrorissen in der Schicht, da die Restfeuchte aus den inneren Schichten nicht mehr entweichen kann und deshalb die bereits getrocknete äußere Schicht aufreißt.
Dem Trocknungsofen 7 schließt sich dann ein Polarisationsofen 8 an, in dem die Polarisation, also die Verbindung von Haftprimer und Stahlrohr 1 erfolgt. Die Trocknungs- und Polarisationstemperatur in dem Ofen 7 und 8 muss dabei so gewählt und sichergestellt werden, dass zwar die Polarisationstemperatur über die volle Länge der Öfen erreicht und beibehalten wird, die Polymerisationstemperatur, durch die die spätere Verbindung zwischen Primer und PFA bzw. MFA erfolgt, jedoch nicht erreicht wird. Nach Durchfahren des Trocknungs- und Polarisationsofens 7 und 8 ist die Primerbeschichtung abgeschlossen. Hinter den Öfen 7, 8 kann dann das mit dem Haftprimer versehene Rohr 1' entnommen und ggf. vereinzelt werden. Es versteht sich, dass die im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel einzeln dargestellten Öfen 7 und 8 auch als gemeinsame Baueinheit realisiert werden könne.
Neben der Beschichtungslinie für den Primer ist eine ähnliche Linie für die zweite Beschichtung mit PFA oder MFA installiert. Bei dieser Linie wird das zuvor mit Primer beschichtete Rohr 1' wiederum auf einen Rollengang 10 gelegt und mittels eines Bandabzuges 11 mit konstanter Geschwindigkeit vorgeschoben. Erfindungsgemäß werden die einzelnen Fluorpolymer-Schichten nicht wie üblich nacheinander aufgetragen, sondern mit Hilfe eines Extruders 14 mit Querkopf (nicht dargestellt) in einem einzigen Vorgang aufgeschmolzen. Um das kalte Rohr 1' nicht in den mehrere Grad heißen Querkopf zu fahren, wird das Rohr 1' mittels einer speziellen Einrichtung 12 vorgewärmt, wobei genau darauf zu achten ist, dass die Polymerisationstemperatur nicht erreicht wird.
Mit Hilfe des Extruders 14 wird dann das in Schmelze befindliche PFA oder MFA in voller Schichtstärke in einem Arbeitsgang auf das Rohr 1' aufgeschmolzen. Erst nach Aufbringen der Schmelze wird das Rohr 1' mittels Induktionswärme in einem Induktionsofen 15 weit über den Polymerisationspunkt aufgewärmt. Hierdurch wird die Verbindung Primer-PFA (bzw. MFA) gewährleistet. In einem nachgeschalteten Ofen 16 wird diese Temperatur so lange gehalten, bis die Polymerisation abgeschlossen ist. Auch hier steht wie bei der Primerbeschichtung die Ofenlänge im direkten Zusammenhang zum Rohrvorschub. Nach Verlassen des Ofens 16 wird das nun fertig beschichtete Rohr 1'' gekühlt und über einen Rollengang (nicht dargestellt) zur weiteren Verwendung gefahren. Wie bei der Primerlinie werden auch hier die einzelnen Rohre mit Verbindern zusammengesteckt, so dass ein unendlich langes Rohr 1' entsteht und ohne Unterbrechung beschichtet werden kann.
Durch das erfindungsgemäße dieses Beschichtungsverfahrens ist es gelungen, ein säurefestes Rohr 1'' beliebiger Länge herzustellen. Die Säurefestigkeit ist sowohl durch die aufgebrachte PFA-(bzw. MFA-)Schicht gegeben als auch durch den säurefesten Primer. Durch die feste unlösbare Verbindung zwischen Rohr, Primer und PFA/MFA können die Schichten nicht durch Korrosionsprodukte unterwandert und abgelöst werden. Durch das druckfeste Trägerrohr werden Temperaturen und Drücke beliebiger Größe beherrscht. Auch die Durchmesser der Rohre können so gewählt werden wie es das Gesamtverfahren des jeweiligen Kraftwerks erfordern. Schließlich ist es auch möglich die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichteten Rohre zu biegen. So lassen sich beispielsweise beschichtete U-Rohre herstellen, wie sie in Wärmetauschern Verwendung finden.

Claims

Verfahren zum Beschichten von metallischen Rohren oder anderen langen Bauteilen begrenzten Querschnitts, insbesondere von Rohren für Wärmetauscher, mit einer säurebeständigen Korrosionsschutzschicht, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Zuführen des zu beschichtenden Rohres in eine erste Bearbeitungslinie, in der das Rohr axial transportiert wird, – Vorwärmen des Rohres oder eines Rohrabschnittes, – Aufbringen einer Haftgrundschicht, – Erwärmen des Rohres zum Erreichen einer Polarisation zwischen Haftgrund und Rohr, – Trocknen des Rohres zum vollständigen Austreiben aller löslicher Bestandteile, – Zuführen des Rohres in eine zweite Bearbeitungslinie, in der das Rohr axial transportiert wird, – Vorwärmen des Rohres, – Aufbringen der Beschichtung in einem Extruder mit Querkopf, – Aufheizen des Rohres in einem Induktionsofen, – Aushärten des beschichteten Rohres und – Abkühlen des beschichteten Rohres.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Bearbeitungslinie getrennt voneinander betrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dass die erste und zweite Bearbeitungslinie gemeinsam betrieben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zu beschichtenden Rohre vor jeder Bearbeitungslinie mit geeigneten Rohrverbindungselementen verbunden werden und der Behandlungsprozess kontinuierlich abläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass, die zu beschichtenden Rohre vor der ersten Bearbeitungslinie entfettet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zu beschichtenden Rohre vor der ersten Bearbeitungslinie gesandstrahlt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass, das Rohr in der ersten Bearbeitungslinie axial und drehend transportiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Haftgrundschicht durch Aufsprühen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwärmen des Rohres in der ersten Bearbeitungslinie mittels Heißluft erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Vorwärmen des Rohres in der zweiten Bearbeitungslinie mittels Heißluft erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen der Haftgrundschicht und/oder die Beschichtung im Extruder in einem einzigen Arbeitsgang erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Aushärten des beschichteten Rohres in einem Ofen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Rohre Stahlrohre verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Beschichtung organische Fluorpolymere PFA (Perfluorpropylvinylether) oder MFA (Perfluormethylvinylether) verwendet werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine erste Bearbeitungslinie mit einem ersten Antrieb (3), einer ersten Vorwärmeinrichtung (4), einer Einrichtung (6) zur Aufbringung der Haftgrundschicht und wenigstens einem Ofen (7, 8) zum Aushärten und Trocknen sowie einer zweiten Bearbeitungslinie mit einem zweiten Antrieb (11), einer zweiten Vorwärmeinrichtung (12), einem Extruder (14) mit Querkopf zum Aufbringen der Beschichtung, einem Induktionsofen (15) und einem Ofen (16) zum Aushärten.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass dass der erste Antrieb (3) eine Drehvorschubeinrichtung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass, die erste Vorwärmeinrichtung (4) ein Heißluftgebläse (5) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass, die zweite Vorwärmeinrichtung (12) ein Heißluftgebläse (13) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtung (6) zum Aufbringen der Haftgrundschicht eine Sprühdüse verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüse als Breitstrahldüse ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Bearbeitungslinie eine Einrichtung (9) zum Entfetten und/oder Sandstrahlen vorgeschaltet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass beide Bearbeitungslinien zu einer Gesamtlinie zusammengeschaltet sind.