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Verfahren zum Plattieren von Metallgroßbehältern,insbesondere für
Reaktorkammern od. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Plattieren von
Metallgroßbehältern, insbesondere für Reaktorkammern oder für die chemische Industrie,
mit korrosionsbeständigem Metall.
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Die üblichen Plattierungsverfahren, bei denen die Plattierungsschicht
mechanisch durch Aufwalzen, durch galvanisches Niederschlagen, durch Aufspritzen
oder auf ähnliche Weise auf den metallischen Grundkörper aufgebracht wird, sind
zur Innenplattierung von Großbehältern, wie Reaktorgefäßen, wenig geeignet. Teils
lassen sich damit nur verhältnismäßig dünne Plattierungsschichten erzielen, teils
ergeben sie eine ungenügende Haftung der Plattierungsschicht auf dem Grundkörper,
teils ist ihre praktische Durchführung sehr umständlich. Vor allem treten bei der
Plattierung mit stärkeren Schichten in größeren Flächen erhebliche Fertigungsschwierigkeiten
auf. Bei Reaktorgefäßen oder ähnlichen Großbehältern, die innen mit nichtrostendem
Metall ausgekleidet werden müssen, wird diese Plattierungsschicht daher im allgemeinen
durch Auftragsschweißen erzeugt. Dieses Verfahren ist jedoch außerordentlich zeitraubend
und entsprechend teuer. Die Aufbringung einer genügend starken Plattierungsschicht
aus nichtrostendem Metall auf die Innenwand eines rohrförmigen Reaktordruckgefäßes
von beispielsweise 4 bis 5 m Durchmesser und 8 bis 20 m Höhe erfordert eine monatelange,
ununterbrochene Arbeit und kostet mehrere hunderttausend Mark. Es kommt hinzu, daß
bei der Auftragsschweißung eine einzige Schweißraupenschicht meist nicht genügt,
weil bei diesem Verfahren stets die Gefahr besteht, daß sich das aufgetragene, nichtrostende
Metall im Schweißbad mit dem Grundmetall mischt. Man ist daher gezwungen, aus Sicherheitsgründen
mindestens zwei oder drei Schweißraupenlagen übereinander anzubringen.
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Es ist bekannt, Metallbleche sowie auch rohrförmige oder zylindrische
Gegenstände mit Hilfe eines detonierenden Sprengmittels mit einer Plattierung zu
versehen. Hierbei handelt es sich aber um verhältnismäßig kleine Gegenstände, bei
denen das aufzuplattierende Blech in einem einzigen Stück entsprechend der Innenflächenform
der zu plattierenden Gegenstände geformt und aufplattiert wird. Für Großbehälter,
wie Reaktorkammern od. dgl., wurde dieses Verfahren aber niemals in Erwägung gezogen,
weil die Dimensionen dieser Großbehälter hierfür nicht geeignet erschienen. Man
hat daher für diese Großbehälter bisher immer nur das vorstehend genannte außerordentlich
zeitraubende und kostspielige Auftragsschweißverfahren angewendet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen,
welches dieses teuere und zeitraubende Plattierungsverfahren für Großbehälter überflüssig
macht und dessen Nachteile beseitigt. Dabei geht die Erfindung von dem an sich bekannten
Verfahren zum Plattieren mit Hilfe eines detonierenden Sprengmittels aus.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Plattierungsschicht
in Abschnitte aufgeteilt wird, die gegebenenfalls entsprechend dem räumlichen Verlauf
der zu plattierenden Bereiche des Metallgroßbehälters vorgeformten Abschnitte auf
den zugehörigen Bereichen des Metallgroßbehälters angebracht und in an sich bekannter
Weise mittels der sie bedeckenden Sprengmittelschichten nacheinander oder gleichzeitig
auf diese Bereiche aufplattiert werden.
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Auf diese Weise ist es möglich, große und größte Metallbehälter, wie
Reaktorgefäße, sehr rasch und mit wesentlich geringeren Kosten als bisher mit einer
Innenplattierung zu versehen. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist sowohl. technisch
als auch wirtschaftlich ohne übermäßig großen Energieaufwand durchführbar. Auf diese
Weise wird ein wesentlicher technischer Fortschritt auf dem Gebiet des Großbehälterbaues
erzielt.
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Die Abschnitte der Plattierungsschicht können in Längsrichtung oder
in Umfangsrichtung des Metallgroßbehälters nebeneinander angeordnet und aufplattiert
werden. Die verbliebenen Trennfugen können an sich durch Auftragsschweißung geschlossen
werden, jedoch kann auch dieser Arbeitsgang dadurch erspart werden, daß die Abschnitte
an ihren Rändern gegenseitig überlappt angeordnet und aufplattiert werden, so daß
sie eine praktisch zusammenhängende Innenauskleidung des Großbehälters bilden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen schematisch dargestellten
Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.
A b b. I zeigt
in perspektivischer Darstellung einen vorn aufgeschnittenen zylindrischen Behälterteil
oder Rohrkörper mit einer Innenplanierung aus axial verlaufenden aufplattierten
Metallabschnitten; A b b. II a und II b zeigen im Längsschnitt jeweils eine Hälfte
eines zylindrischen Behälter- oder Rohrstückes mit zwei verschiedenen Anordnungen
von aufzuplattierenden sprengstoffbelegten Blechabschnitten vor der Detonation des
Sprengmittels; A b b. III zeigt in Draufsicht eine Behälter- oder Rohrhälfte mit
überlappt aufplattierten axial verlaufenden Abschnitten; A b b. IV zeigt in perspektivischer
Darstellung einen vorn aufgeschnittenen zylindrischen Behälterteil oder Rohrkörper
mit einer Innenplattierung aus in tangentialer oder Umfangsrichtung auf die Innenwand
aufplattierten Metallabschnitten; A b b. V zeigt im Querschnitt einen zylindrischen
Behälter oder Rohrteil mit einer Anordnung eines in Umfangsrichtung aufzuplattierenden
sprengstoffbelegten Blechabschnittes vor der Detonation des Sprengmittels, und A
b b. VI zeigt links im Längsschnitt und rechts in Draufsicht jeweils eine Hälfte
eines Behälters mit in Umfangsrichtung aufplattierten und sich gegenseitig überlappenden
Plattierungsabschnitten.
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Bei der Ausführungsform gemäß A b b. I und II a bzw. 1I b ist ein
zylindrischer Behälter oder rohrförmiger Hohlkörper 1 aus Stahl innen mit Blechabschnitten
2 aus nichtrostendem Metall, wie Chromnickelstahl, plattiert, welche in Axialrichtung
nebeneinander aufplattiert sind. Die Blechabschnitte 2 sind mit Sprengmittelschichten
3 in Form von Folien oder Matten belegt.
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Gemäß A b b. II a ist der Blechabschnitt 2 in einem kontinuierlich
steigenden Anstellwinkel5 in Längsrichtung des Behälters 1 angeordnet. An dem auf
der Innenfläche der Behälterwand anliegenden Ende des Blechabschnitts 2 ist ein
Zünder 4 vorgesehen. Gegebenenfalls kann auch eine sich konisch vom Zünder bis zur
vollen Breite des Plattierungsabschnitts erweiternde Anlaufstrecke vorgeschaltet
werden, um im eigentlichen Plattierungsbereich eine über die ganze Breite des Blechabschnitts
reichende, gleichmäßig fortschreitende Detonationsfront zu erhalten. Man kann auch
eventuell zwischen dem Plattierungsabschnitt 2 und der Sprengmittelschicht 3 eine
Pufferschicht aus nichtmetallischem, vorzugsweise elastischem Material, wie Gummi
oder Kunststoff, anordnen.
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Gemäß Ab b. Il b ist der aufzuplattierende Blechabschnitt nur über
eine kürzere Strecke von der Zündstelle aus in einem Anstellwinkel geneigt angeordnet
und verläuft dann weiter im wesentlichen parallel zu der Behälterwand. In jedem
Fall wird der Anstellwinkel 5 je nach den Verhältnissen entsprechend der Materialart,
der Blechstärke und der Sprengmittelart gewählt. Die Blechabschnitte 2 können im
übrigen in Querrichtung bereits entsprechend der Umfangswölbung der Wand des Behälters
1 gekrümmt sein.
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Nach erfolgter Zündung wird der Plattierungsabschnitt bei der Detonation
des Sprengmittels mit außerordentlich hoher Geschwindigkeit gegen das Grundmaterial
der Behälterwand gedrückt. Dabei entsteht durch Bildung eines Strahles im Winkel
zwischen dem aufzuplattierenden Blechabschnitt und dem Grundmaterial ein Metallstrahl,
der die eventuell vorhandenen Oxyde von den Oberflächen des aufzuplattierenden Blechabschnitts
und des Grundmaterials aufnimmt und dadurch eine einwandfreie Plattierung ermöglicht.
Auf diese Weise wird die Plattierung auch insofern wesentlich besser und zuverlässiger
als die bisher bei solchen Großbehältern übliche Plattierung durch Auftragsschweißung,
als eine Badmischung der zu verbindenden Metalle nicht vorkommen kann.
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Wenn die Blechabschnitte 2, wie in Ab b. I schematisch dargestellt
ist, einfach parallel nebeneinander aufplattiert werden, verbleiben zwischen den
benachbarten Seitenrändern der Blechabschnitte 2 Fugen 6. Diese Fugen werden nachträglich
mit entsprechendem Material ausgefüllt und geschlossen. Vorzugsweise geschieht dies
durch Auftragsschweißung z. B. mit Chromnickelstahlelektroden. Es ist ohne weiteres
einleuchtend, daß diese Fugenausfüllung im Verhätnis zu der Aufbringung der gesamten
Auskleidung durch Auftragsschweißung nur einen geringen Bruchteil der sonst erforderlichen
Arbeit und Zeit beansprucht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann aber auch diese Fugenausfüllung
dadurch vermieden werden, daß etwa gemäß A b b. III seitlich angeschrägte oder abgestufte
Blechabschnitte 2 verwendet werden, die dann überlappt, aufplattiert werden. In
diesem Fall wird man zweckmäßig die einzelnen Blechabschnitte 2 so anordnen, daß
sie vor der Auslösung der Sprengmitteldetonation mit ihren angeschrägten oder abgestuften
Längsrändern übereinandergreifen, worauf die Blechabschnitte nacheinander in der
Reihenfolge der überlappungen aufplattiert werden.
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Bei der in A b b. IV dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind
die Blechabschnitte 2 in Tagential- oder Umfangsrichtung der zylindrischen Innenwand
des Behälters 1 aufplattiert. Auch hier entstehen bei einfacher Anordnung der Blechabschnitte
2 parallel nebeneinander zwischen den Seitenrändern in Längs- und Querrichtung Fugen
6, die nachträglich durch Auftragsschweißung oder auf sonstige Weise ausgefüllt
werden.
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In A b b. V ist die Anordnung eines solchen Blechabschnitts 2 im Inneren
des zylindrischen Behälters vor dem Aufplattieren veranschaulicht. Der mit einer
Sprengmittelschicht 3 belegte Blechabschnitt 2 hat eine der Umfangswölbung der Behälterwand
1 entsprechende Krümmung und wird zunächst so angebracht, daß er an einem Ende,
an dem der Zünder 4 angeordnet ist, an der Innenfläche der Behälterwand 1
anliegt und sich dann mindestens anfänglich in einem entsprechend gewählten Anstellwinkel
5 von dieser Innenfläche entfernt. Bei der dargestellten Ausführungsform verläuft
der Blechabschnitt 2 im Anschluß an die Winkelneigung weiter in einem im wesentlichen
gleichbleibenden Abstand parallel zu der Behälterinnenwand. Das Aufplattieren eines
solchen Streifens erfolgt dann entsprechend dem Aufplattieren der axial verlaufenden
Plattierungsabschnitte gemäß A b b. II a bzw. II b.
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Auch in diesem Fall kann eine Fugenbildung dadurch vermieden werden,
daß die in tangentialer Richtung aufplattierten Blechabschnitte 2 sich an ihren
entsprechend abgeschrägten oder abgestuften Seitenrändern überlappen, wie dies in
A b b. VI veranschaulicht ist.
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Ein erfindungsgemäß mit einer Innenplattierung versehener Behälter
oder Rohrkörper kann wesentlich schneller und billiger hergestellt werden als mit
der bisher üblichen Auftragsschweißung. Gerade für
Großbehälter
oder rohrförmige Hohlkörper mit großen Innendurchmessern, wie Reaktorgefäße, eignet
sich dieses Herstellungsverfahren ganz besonders, weil bei solchen Großbehältern
ohne Schwierigkeiten innerhalb des Behälters oder Rohrschusses od. dgl. gearbeitet
werden kann. Die Innenplattierung kann auch mit anderem Plattierungsmetall als Chromnickelstahl
vorgenommen werden. Gegebenenfalls können auch zwei oder mehr Plattierungsabschnitte
übereinander entweder gleichzeitig oder nacheinander aufplattiert werden. Es ist
auch möglich, das Verfahren gemäß der Erfindung analog zur Außenplattierung von
rohrförmigen oder ähnlichen Behältern oder Hohlkörpern zu verwenden.