DE1621656A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entkrustung von Metallgegenstaenden - Google Patents

Description

7QQ1 4.8.1966

P ATENT I N GE N IEU RE CARL H, HÄUSER u. GEORG VOGE L -STUTTGART

Albert Έ, Schmidsrauter, Stuttgart

Verfahren und Vorrichtung zur Entkrustung

von Metallgegenständen

Die Erfindung "betrifft ein
Verfahren und eine zur Anwendung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zum EntkruBten von Metallgegenständen, insbesondere zur Beseitigung von Betonriickständen an Baumaschinen und 'Baugeräten sowie von Wasserateinatilagerungen an Kühl-» Heiz- und Wasserauf tiereitungeanlagen·

Betonrückstände an Baumaschinen und Baugeräten wie zum Beispiel an Schalungeteilen werden in der Segel auf mechanischem Wege durch Klopfen, Kratzen, Bürsten, Fräsen, Sand- oder Nadelstrahlen beseitigt. Dabei sind Beschädigungen und vorzeitige Abnutzungen unvermeidlich· ; - -■--

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Ea ist auch bekannt, chemische Mittel, zum Beispiel Säuren und Säuregemische speziell für die Entkrustung von Baumaschinen und Baugeräten auf kaltem Wege zu verwenden« Das erfordert eine manuelle Bedienung durch Sprühen, Bürsten, Fluten usw. Auch benötigen solche Mittel jeweils lange Reaktionszeiten, namentlich wenn an die Behandlung noch metallschonende Bedingungen geknüpft werden. An Grenzschichten zwischen Agglomeraten und sauren Medien bilden sich Neutralzonen und diffusionshemmende Salzkonzentrate, teils auch intermediäre Keimböden für schwerlösliche Verbindungen, zum Beispiel Gips- und ThosphatabScheidungen, wodurch ein freier Reaktionsablauf behindert und der Itösevorgang verzögert wird·

Außerdem ist der offene Umgang mit solchen Mitteln oft von Gesundheits- und Kleiderschäden der damit Beschäftigten sowie von gesetzwidriger Untergrund- und Kanalverunreinigungen begleitet· Ferner können beim manuellen Gebrauch chemische Entkrustungsmittel nicht bis zu ihrer Erschöpfung ausgenützt werden, so daß sie einem unwirtschaftlichen Verschleiß verfallene Diese Nachteile der an sich brauchbaren chemischen Entkrustungsmittel trugen ihetnen allgemeine Mißachtung und Ablehnung mindestens bei Anwendung an Großmaschinen und nicht tauchfähigen Gegenständen ein.

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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sollen die Arbeitsvorgänge zum Entkrusten solcher Gegenstände bei wenig Handarbeit) geringem Chemikalienaufwand und auf me tall schonende Weise rasch verlaufen, Unterbrechungen zur Instandsetzung der Geräte auf eine Mindestzeit beschränkt und der Arbeitsfluß beschleunigt werden· Dabei kann von bekannten und bewährten chemischen Entkrustungsmitteln in Verbindung mit einer Umwälzvorrichtung in einer Weise Gebrauch gemacht werden, die mit wenig Manipulationen einen raschen Erfolg unter nahezu völliger Ausnutzung der chemischen Wirkstoffe bei geringster Gefährdung der damit Beschäftigten verbürgt und außerdem eine vorschriftsmäßige Kontrolle und Aufbereitung der verbrauchten Umsatzmittel zuläßt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß flüssige chemische Entkrustungsmittel, zum Beispiel Säuren oder Säuregemische mit Zusatz von Indikatorfarbstoffen, zum Beispiel Kongorot, bei Temperaturen bis 4-0 - 80° 0 und unter einem Druck von etwa 8 atü in kontinuierlicher Strömung oder kurz frequentierenden Druckstößen auf verkrustete Flächen von Gegenständen verspritzt, gesammelt, von Feststoffen geschieden und zur Wiederverwendung bis zur Erschöpfung der lösewirksamen Stoffe im Kreislauf gefördert werden.

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Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete, in allen Teilen säure- und wärmebeständige Vorrichtung kann gemäß der Erfindung im einzelnen aus einem Vorratsbecken für die Entkrustungsmittel, einer Beheizungseinrichtung, einer Förderpumpe, einem Druckunterbrecher, einem Einsteilgehäuse für die zu entkrustenden Gegenstände mit einem Riesel- oder Düsensystem, einem Gitterte den _? einer Auffangwanne für angebrauchte Entkrustungsmittel, einem auswechselbaren Einsatz für abgesetzte Feststoffe und einem Feinfilter bestehen·

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind allenfalls Fahrzeugwaschanlagen und im Kleinformat Geschirrspülvorrichtungen vergleichbar. Mit solchen Vorrichtungen werden die Gegenstände jedoch nur unter Dauerberieselung und Aufheizung des Reinigungsmittels behandelt· Das dabei verwendete billige und praktisch neutrale Reinigungsmittel erfordert aber keine Aufbereitung zur Wiederverwendung· Infolgedessen sind auch die bei diesen Vorrichtungen auftretenden Probleme im Hinblick auf die Konstruktionsmittel weit einfacher als bei einer Vorrichtung zum Sntkrusten von Metallgegenständen mittels aggressive?, abwasserschädlicher Säuregemische.

Der Erfindungsgedanke des Verfahrens zur Entkrustung . yon Metallgegenständen entspringt im wesentlichen dem Ziel der Wärme- und Prallnutzung scharf versprengter

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Flüssigkeitsteilchen, um deren chemische Reaktoren auf hauptsächlich oxidische und carbonatische Agglomerate zu beschleunigen und mit Erosions- und Kavitationseffekten zu überlagern.

In der Regel werden für diese Zwecke Säuren, speziell Mineralsäuren mit Zusätzen von EFetzmitteln verwendet» Phosphorsäure hat den Vorzug, auf Stahl eine dichte Schutzschicht aus Eisen-III-Shosphat auszubilden« Andere Säuren, beispielsweise Schwefelsäure oder Sulfaminsäure werden zusätzlich mit JPassivierungsmitteln wie Ohromaten, Fluoriden, Kupfer- oder Molybdänsalzen u.a., teils auch mit organischen Schutzschichtbildners ausgerüstet·

Alle brauchbaren Mittel dieser Art bringen unter konstanter Wärme- und Srallwirkung ein Mehrfaches der üöseleistung an oxidischen und oarbonatisehen Agglomerate^ zum Beispiel Betonrückständen, Wasser« steln u_e dgl· gegenüber Anwendungen im Ruhezustand, in mäßiger Tauchbewegung oder auch bei sonstigen manuellen Behandlungsarten hervor· Darin liegt die wirtschaftliche Bedeutung dieser physikalisch chemlsehen Yerfahreneweise·

Das Verfahren wird ergänzt durch Auffangen der angebrauchten Raktionsflüssigkeit, Klären und Filtern, Wiedererwärmen und Rückfördern zum erneuten Einsatz

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im Kreislauf bis sum Yerbrauch der lösewirksamen Bestandteile· Zur optischen Erkennung einer eintretenden SrSchöpfung der Beaktionsflüssigkeit wird ihr zweckmäßig ein Indikatorfarbstoff zugesetzt, zum Beispiel Kongorot mit Umschlag von blau nach rot bei pH-Werten zwischen 3»O und 5,2, gegebenenfalls eine Indikatormischung· Erschöpfte Eeaktionsflüssigkeit und sämtliche Abgänge mit Bntkrustungsbehandlungen können zum Beispiel mit Kalkbruhe aufbereitet werden, so daß sie nach wasserrechtlichen Bestimmungen abgeleitet bzw« abgelagert werden dürfen· Unkontrolliertes Abfließen oder Versickern schädlicher Hotten ist dabei vermeidbar·

Auswahl des Sntkrustungsmittels spielt somit eine untergeordnete Holle, da das erfindungsgemäße Verfahren weniger auf dem Stoff Charakter als auf einer vorteilhaften Übertragung physikalisoii chemischer Erfahrungsätze auf ein bisher versaoalässigtes, beschränktes Anwendungsgebiet beruht· Dazu gehört, daß eine Temperaturerhöhung um 10° C in der Hegel die Heaktionsgeschwindigkeit annähernd verdoppelt· "Semex sind es Erfahrungen aus der Hydrodynamik und aus dem Energiegesetz, die — im Sinne des Sprichwortes "Steter Tropfen höhlt den Stein" - zur Reaktionsbeschleunigung beim Gebrauch

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chemischer En.tkrustungsmi.ttel in Dauerströmung oder in Druckstößen "beitragen.

Diese neue Anwendungsweise schließt jedoch eine Auffindung und den Einsatz völlig neuartiger Entkrustungsmittel nicht aus* die zusätzlich zu den physikalisch chemischen Beschleunigungsfaktoren in sich schon eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit gewährleisten und zugleich eine zuverlässige Passivierung auf Stahlflächen» In dieser Hinsicht leisten bekanntlich oxidierende Beigaben zu mineralsauren Entkrustungsmitteln gute Dienste, deren Einbau in das vorliegende Verfahren vorteilhaft erscheint·

Im Falle einer Verwendung von fhosphorsäure für verkrustete Stahlgegenstande, deren Flächen im Zuge der Behandlung gleichzeitig gegen Rost.durch Bisen-III- !hosphatsehickten geschützt werden sollten, unterbinden gewisse oxidierende Beimengungen die heftige Entwicklung von Wasserstoffbläschen im Heißverfahren. Außerdem wird das intermediär entstehende, lösliche Eisen-II-Ihosphat unverzüglich in das unlösliche Eisen-III-Ehosphat umgewandelt· Es entsteht damit ein porenfreier Schutzfilm·

Unter den vielen Möglichkeiten oxidierender Zusätze habext sich Peroxydiphosphorsäure bzw. ihr Kaliumsalz

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sowie Perschwefelsäure bzw· ihre Ammonium- oder Kaliumsalze als besonders förderlich für diese Zwischenreaktion erwiesen, insbesondere auch in Gemeinschaft mit Zink« oder Mangansalzen·

Als Ausführungsbeispiele für Entkrustungsmittel mit gutem Hostschutzeffekt seien folgende Zusammensetzungen genannt!

1· 50-prozentige Phosphorsäure mit 3-5 Prozent Netzmittel, 5 Prozent Kaliumperoxydiphosphat und 0,005 Prozent Kongorot\

2. 25-prozentige Phosphorsäure mit 5-5 Prozent Netzmittel, 5 Prozent Perschwefelsäure und 0,005 Prozent Kongorotj

3· 30-prozentige Phosphorsäure mit 3-5 Prozent Netzmittel, 2 Prozent Zinknitrat, 3 Prozent Kaliumpersulfat und 0,005 Prozent Kongorotj

4. 30-prozentige Phosphorsäure mit 3-5 Prozent Netzmittel, 2 Prozent Mangansulfat, 3 Prozent Ammoniumpersulfat und 0,005 Prozent Kongorot.

Auf diese Verfahrensweise ist erfindungsgemäß eine die Einzelaufgaben des Verfahrens zusammenfassende Torrichtung abgestimmt· Sem Zweck der Sauerbesprühung der zu entkrustenden Gegenstände mit heißen aggressiven Flüssigkeiten vorbeschriebener Art haben sich wärm·-

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und säurebeständiger Baustoffe aller Teile der Vorrichtung anzupassen. Der Kreislaufbetrieb erfordert restloses Auffangen angebrauchter Entkrustungsmittel, Abscheidung unlöslicher Krustenbestandteile, Wiedererwärmung und Rückforderung.

Die wesentlichen Seile einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneter Vorrichtung sind auf der Zeichnung schematisch an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. In dieser Darstellung sind

das Vorratsbeeken für Entkrustungsmittel mit 1, das Heizaggregat mit 2,

die Hochdruckförderpumpe mit 3» die Verbindungsleitung mit 4, der Druckunterbrecher mit 5» die Biesel- oder Düsenanlage mit 6, das Einstellgehäuse für zu entkrustende Gegenstände mit I₁

der Gitterboden mit 8,

die Auffangwanne mit 9,

der Einsatz für absetzbare Feststoffe mit 10 und der Peinfilter mit 11

bezeichnet·

Das Vorratsbecken 1 nimmt die chemischen Mittel zur

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Entkrustung auf, die vom Heizaggregat 2 auf konstanter Temperatur von beispielsweise 80° 0 gehalten werden· Dieses Vorratsbecken hat eine Verbindung mit dem Feinfilterabfluß und schließt den Kreislaufbetriebe

Dem Vorratsbecken 1 entzieht die Hochdruck—Förderpumpe 3 die vorgelegte Flüssigkeit, drückt sie durch die Verbindungsleitung 4 über den Druckunterbrecher 5 zur Riesel- oder Düsenanlage 6 im Einstellgehäuse 7* Von dort gelangt die von den eingestellten Gegenständen und den Gehäusewänden ablaufende, nunmehr angebrauchte Flüssigkeit samt abgeschwemmten Feststoffen durch den Gitterboden 8 in die Auffangwanne 9, wo absetzbare Feststoffe in einem auswechselbaren Einsatz gesammelt werden.

Die von Grobverunreinigungen befreite, noch mit Schwebstoffen behaftete Flüssigkeit durchwandert das Feinfilter 11 und fließt schließlich zum Vorratsbecken zurück zur erneuten Verwendung im Kreisläufe

Der im beschriebenen Verfahren und in der zugehörigen Vorrichtung gegebene technische Fortschritt ist einleuchtend· Außerdem kommt die Erfindung den arbeitshygienischen Belangen und denen des Boden- und Gewäesersohutzes entgegen· Verfahren und Vorrichtung eignen

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sieb, nickt nur zur Beseitigung von Betonrückständen an Baumaschinen oder Baugeräten, sondern auch zur Beseitigung von Wassersteinablagerungen an Kühl-» Heiz- und Wasseraufbereitungsanlagen> zum Entzundern von Walz» und Siehprodukten sowie zum Entrosten, Phosphatieren, Bondern u. dgl» fertigmontierter Maschinen und großer Maschinenteile·

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Claims (1)

1. 7001 4.8ο1966

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   Patentansprüche

   1· Verfahren zum Entkrusten von Metallgegenständen, insbesondere zum Beseitigen von Betonrückständen an Baumaschinen und Baugeräten, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige chemische EntkruBtungsmittel, beispielsweise Säuren oder Säuregemische, mit Zusatz von Indikatorfarbstoffen, beispielsweise Kongorot, bei !Temperaturen von 40 - 80° 0 und unter einem Druck von etwa 8 a tu in kontinuierlicher Strömung oder frequentierenden Druckstössen auf verkrustete Flächen von Gegenständen ver-

   spritzt, gesammelt, von Feststoffen geschieden und zur Wiederverwendung bis zur Erschöpfung der lösewirksamen Stoffe im Kreislauf gefördert werden.

   2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entrostungsmittel eine 30-prozentige Phosphorsäure mit 3 - 5 j6 Netzmittel, 5 f> Kaliumperoxydiphosphat und 0,005 $> Kongorot ist·

   3« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entkrustungsmittel eine 25-prozentige Phosphorsäure mit 3 - 5 Ji Netzmittel, 5 1» Perschwefelsäure und 0,005 $> Kongorot ist·

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   4· Verfaliren nach. Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß das Entkrustungsmittel eine 30-prozentige Enosphorsäure mit 3 - 5 # Netzmittel, 2 $ Zinknitrat, 5 $ Perschwefelsäure und 0,005 # Kongorot ist.

   Verfahren nach. Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entkrustungsmittel eine 30-prozentige fhosphorsäure mit 3 - 5 $ Hetzmittel, 2 # Mangansulphat, 3 ^ Ammoniumpersulfat und 0,005 $> Kongorot ist·

   6· Vorrichtung aus säure- und wärmebeständigen Werkstoffen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe aus einem Vorratsbecken für die Entkrustungsmittel, einer Beheizungseinrichtung, einer Förderpumpe, einem Druckunterbrecher, einem Binstellgehäuse für die zu entkrustenden Gegenstände mit einem Hiesei- oder Düsensystem, einem Gritterboden, einer Auffangwanne für angebrauchte Entkrustungsmittel, einem auswechselbaren Einsatz für abgesetzte Feststoffe und einem Feinfilter besteht»

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