DE1565279C3 - Abgedichtetes, oberhalb 750 Grad C Rohrtemperatur in Luft arbei tendes Metallrohrelement - Google Patents
Abgedichtetes, oberhalb 750 Grad C Rohrtemperatur in Luft arbei tendes MetallrohrelementInfo
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Description
Schicht aus Chromoxid läuft die Reaktion nicht in dieser Richtung ab, da Chrom auf Grund seiner vielen
möglichen Wertigkeiten höherer Ordnung als Reduktionsmittel wirken kann und die Eigenschaft
hat, Sauerstoff zu binden, wodurch das Magnesiumoxid hinsichtlich seiner Isolationseigenschaften negativ
beeinflußt wird. Bei der bekannten Dotierung von Magnesiumoxid mit Lithium bzw. Lithiumoxid in geringen
Mengen kann eine sauerstoffabgebende Wirkung auch nicht erwartet werden.
Durch die Erfindung wird insbesondere der Vorteil erreicht, daß die Lebensdauer bei gleichbleibend guten
Isolationseigenschaften von bekannten Isolationsmitteln erheblich vergrößert wird und ein Einsatz bei
höheren Temperaturen möglich ist.
Die gewünschte Wirkung läßt sich bereits mit einem Zusatz von 1 bis 2 °/o Nickeloxid oder etwa
1 bis 3 % Eisenoxid erzielen, wobei die Korngröße der Zusätze vorzugsweise etwa die gleiche wie die des
Isolationspulvers sein soll. Nachdem der Zusatz sorgfältig mit dem üblichen MgO-Pulver gemischt und
15 Stunden lang bei 1100 bis 1200° C geglüht wurde, kann das Pulver in normaler Weise für die Herstellung
von Rohrelementen verwendet werden.
Anstatt die erfindungsgemäß verwendeten Oxide mit dem Isolationspulver zu vermischen, können sie
auch auf die innere Rohroberfläche aufgetragen werden, wobei beispielsweise eine dünne Schicht (10 bis
100 Mikron) Eisen, Nickel oder Kupfer auf eine Seite des hitzebeständigen Bandes aufgespritzt und
dann in Luft oder Sauerstoff oxidiert wird. Hierbei ist es unter Berücksichtigung der anschließenden
Schweißung vorteilhaft, die Kanten des Bandes während der Sprühbehandlung und der Oxidation abzudecken.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von zwei praktischen Beispielen näher erläutert.
Vier abgedichtete Rohrelemente mit Spiralen aus einer Fe-Cr-Al-Legierung und einem Inconel-Mantel
wurden mit handelsüblichem MgO-Pulver gefüllt. Bei zweien dieser vier Elemente war dem Pulver 1 %
Nickeloxyd zugeführt worden. Alle Elemente wurden
ίο einer Belastung von 10 W/cm2 (Rohrtemperatur
nach 100 Stunden 860° C) ausgesetzt. In den beiden Nickeloxyd enthaltenen Elementen war der Isolationswiderstand
multipliziert mit der Rohrlänge nach 1 Stunde 10 M Ohm cm und nach 100 Stunden 12 M
Ohm cm. In den Elementen ohne diesen Zusatz nahm der Isolationswiderstand von 4 M Ohm cm nach
1 Stunde auf 0,1 M Ohm cm nach 100 Stunden ab.
ao Bei dieser Prüfung kamen zwei abgedichtete Elemente aus Inconel-Mantel, mit Spiralen aus Ni-Cr-Draht
und mit gewöhnlichem MgO-Pulver als Füllung zur Anwendung. Die Innenwand eines der
Rohre wurde mittels Flammenspritzverfahren mit
as einer 0,1 mm dicken Ni-Schicht belegt und anschließend
1A Stunde bei 1100° C unter gleichzeitigem
Durchblasen von Luft oxydiert. Beide Elemente wurden in freier Luft mit 12 W/cm2 betrieben. Der Isolationswiderstand
multipliziert mit der Rohrlänge betrug für das auf der inneren Rohroberfläche mit
Nickeloxyd belegte Element 6 M Ohm cm nach 1 Stunde und 15 M Ohm cm nach 100 Stunden, verglichen
mit 1 M Ohm cm nach 1 Stunde und 0,4 M Ohm cm nach 100 Stunden für das unbehandelte
Rohr.
Claims (7)
1. Abgedichtetes, oberhalb 750° C Rohrtem- aus einer Chrom-Nickel-Legierung besteht, diese
peratur in Luft arbeitendes Metallrohrelement, 5 oberflächlich verzundert werden, um dadurch eine
gekennzeichnet durch einen Gehalt an Oxidschicht zu erhalten. Im letztgenannten Fall beNickel-,
Eisen- und/oder Kupferoxiden in seinem steht dann, da Chrom sehr stark positiv, jedenfalls
Inneren. positiver als Nickel, ist, die Oxidschicht im wesent-
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekenn- liehen aus CrO.
zeichnet, daß die Nickel-, Eisen- und/oder Kupfer- io Durch die USA.-Patentschrift 3 201 738 ist es be-
oxide in dem aus MgO bestehenden. Isolations- kannt, die elektrischen Isolationseigenschaften von
pulver enthalten sind. ' Magnesiumoxid durch Dotierung des Magnesium-
3. Element nach Anspruch 1, dadurch ge- oxids mit Lithiumoxid zu verbessern. Diese Zusatzkennzeichnet,
daß'die Nickel-, Eisen- ünd/oder stoffe werden hierbei mit derartig geringen Mengen
Kupferoxide in dem Schichtauftrag an der Innen- 15 dem Magnesiumoxid beigegeben, daß mit ziemlicher
oberfläche des Rohrs enthalten sind. Sicherheit anzunehmen ist, daß diese in die Kristall-
4. Element nach ieinem der Ansprüche 1 bis.3, formation des Magnesiumoxids eingebaut sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz .an Es hat sich herausgestellt, daß bei den bekannten Nickel-, Eisen- und/oder Kupferoxid 1 bis 3 Ge- abgedichteten Rohrelementen nach längerer Betriebswichtsprozent beträgt. 20 dauer bei vergleichsweise hohen Temperaturen der
dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz .an Es hat sich herausgestellt, daß bei den bekannten Nickel-, Eisen- und/oder Kupferoxid 1 bis 3 Ge- abgedichteten Rohrelementen nach längerer Betriebswichtsprozent beträgt. 20 dauer bei vergleichsweise hohen Temperaturen der
5. Verfahren zur Herstellung von Rohrelemen- Isolationswiderstand abnimmt. Praktische Untersuten
nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, drangen haben gezeigt, daß die Abnahme des Isoladaß
auf ein hitzebeständiges Band durch Flamm- tionswiderstands von der Art der für Rohr- und Wispritzen
eine Nickel- und/oder Kupferschicht auf- derstandsdraht verwendeten Legierungen abhängt,
gebracht und anschließend oxidiert wird, worauf 25 Legierungen vom Fe-Cr-Al-Typ zeigen eine Verdas
Band zu einem Mantelrohr geformt wird. schlechterung der. Isolation bereits bei Rphrober-
6. Verfahren zur Herstellung von Rohrelemen- flächentemperaturen von 750° C, während die entten
nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, sprechende Temperatur für Ni-Cr-Legierungen bei
daß auf ein hitzebeständiges Band durch Flamm- 875° C liegt. Diese Verschlechterung der Isolationsspritzen eine aus Nickel-, Eisen- und/oder Kup- 30 eigenschaften tritt unabhängig davon ein, ob.es sich
feroxiden bestehende Schicht aufgebracht und das bei dem Isolationsprüfer um Berylliumoxid, Magne-Band
sodann zu einem Rohrkörper geformt wird. siumoxid oder andere zu diesem Zwecke bekannte
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch Oxide handelt. Die einmalige Verbesserung des Isogekennzeichnet,
daß die Kanten des Bandes wäh- lationsmittels, ohne die eine nachhaltende Wirkung
rend der Spritzbehandlung und der Oxidation ab- 35 erreicht wird, kann dies auch nicht verhindern,
gedeckt werden. Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Rohrelement der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem eine Verschlechterung
gedeckt werden. Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Rohrelement der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem eine Verschlechterung
der Isolationseigenschaften des Isolationsmittels ver-
40 hindert wird. ' '■ ' '" ■ ■'■ ' ·
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird
■'■■'"'■ :': ' durch einen Gehalt an Nickel-, Eisen- und/oder
Die Erfindung betrifft ein abgedichtetes, oberhalb Kupferoxid im Inneren des Rohrs gelöst.
750° C Rohrtemperatur in Luft arbeitendes Metall- Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin-
rohrelement(Wider^tänäsheizeleinent). ' ' : 45 dung können die Nickel-, Eisen- und/oder Kupfer-
Bei in feuchter Umgebung arbeitenden und über oxide in dem aus MgO bestehenden im Isolationsgewisse
Zeitspannen im Betrieb erhitzten Rohrele- pulver oder in dem Schichtauftrag an der Innenmenten
und bei damit ausgestatteten Haushaltsgerä- oberfläche des Rohrs enthalten sein,
ten muß. der Ableitungsstrom unterhalb bestimmter Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Grenzen liegen und es müssen bestimmte Höchst- 5° Verschlechterung der Isolationsmittel darauf beruht, werte einer zwischen Mantel und Heizspirale angeleg- daß bei höheren Temperaturen der Sauerstoff der ten, den Durchschlag der Isolation verursachenden verwendeten Metalloxide abgespalten wird und diese Spannung möglich sein-. dann bei längerem Gebrauch bis zur Metallform re-
ten muß. der Ableitungsstrom unterhalb bestimmter Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Grenzen liegen und es müssen bestimmte Höchst- 5° Verschlechterung der Isolationsmittel darauf beruht, werte einer zwischen Mantel und Heizspirale angeleg- daß bei höheren Temperaturen der Sauerstoff der ten, den Durchschlag der Isolation verursachenden verwendeten Metalloxide abgespalten wird und diese Spannung möglich sein-. dann bei längerem Gebrauch bis zur Metallform re-
Durch diese Bedingungen sind die Hersteller der- duziert werden. Diesem Vorgang kann nur entgegenartiger
Elemente gezwungen, diese- Elemente derart 55 gewirkt werden, indem über eine lange Zeitdauer der
abzudichten, daß keine Feuchtigkeit in das Isolations- Sauerstoffpartialdruck konstant gehalten wird, so daß
pulver eindringen kann, da ein Feuchtigkeitsgehalt im Gleichgewichtszustand eine gegebenenfalls aufdie
Isolationseigenschaften nachteilig beeinflußt. tretende Reduktion des Metalloxids durch eine er-
Es ist allgemein bekannt, als Isolationspulver zwi- neute Oxidation ausgeglichen wird. Die erfindungsschen
Heizleiter und Rohrelemente Magnesiumoxid 60 gemäß zugegebenen Nickel-, Eisen- und/oder Kupferoder
Berylliumoxid zu verwenden. oxide gewährleisten dieses, da sie über eine lange
Weiterhin ist es durch die deutsche Auslegeschrift Zeitdauer geringe Sauerstoffmengen abspalten, um
1171996 bekannt, die Rohrinnenfläche des Mantel- die Konstanz des Sauerstoffpartialdruckes zu bewirrohrs
von Heizelementen mit Metalloxiden zu ver- ken. Der im Betrieb von diesen Stoffen laufend absehen,
um einen höheren elektrischen Übergangs- 65 gegebene Sauerstoff verhindert ein Zersetzen des als
widerstand zwischen Mantelrohr und Heizleiter zu Isoliermittel verwendeten Magnesiumoxids, welches
erhalten. Bei dem hier beschriebenen Rohrelement eine Herabsetzung der Isolationseigenschaften des
ist als Isolationspulver gleichfalls Magnesiumoxid Magnesiumoxids zur Folge hätte. Bei der bekannten
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| Publication Number | Publication Date |
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Legal Events
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