DE1621668C3 - Vorrichtung zum Beizen von metallischen Gegenständen - Google Patents

Description

Speichertanks und am oberen Ende mit einem Aus- Beizwirkung sowie eine Reinigungsmittel-Zusammengleichstank verbunden ist und daß alle Tanks über setzung in entmineralisiertem Wasser enthalten, Ventileinrichtungen wechselweise mit einer Druck- welche dazu dient, das Brennelementbündel 4 zu entgasquelle oder mit einer Entlüftung verbindbar sind. fetten, bevor der Beizvorgang beginnt. Der obere

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der 5 tragende Abschnitt 2 des Beizbehälters 1 ist mit

Beizbehälter als lotrecht angeordnetes Rohr ausge- einem mit Polypropylen ausgekleideten Flußeisen-

bildet. Zweckmäßig werden die Speichertanks nied- Ausgleichstank 10 mit Detektoren 11 und 12 für

riger als der Beizbehälter angeordnet. hohen und niedrigen Flüssigkeitsstand ausgerüstet.

Zum Betätigen der Ventileinrichtungen und zum Die Kopplung der Ventile 5 und 6 stellt sicher, daß

Sicherstellen der stetigen Füllung des Beizbehälters 10 zu einer Zeit immer nur ein Speichertank 7, 8 oder 9

bei Betrieb können Detektoren für hohen und nied- mit dem Beizbehälter 1 und dem Ausgleichstank 10

rigen Flüssigkeitsstand im Ausgleichstank vorgesehen in Verbindung stehen kann. Elektromagnetisch be-

werden. tätigte Gasventile 13 a bzw. 136 steuern die Zufuhr

Dadurch, daß der Beizbehälter während der ganzen und den Abzug von Druckluft oder eines sonstigen Behandlungsdauer der Gegenstände mit Flüssigkeit 15 geeigneten Gases, beispielsweise Stickstoff, nach und gefüllt bleibt, wird ein gleichmäßiges Beizen der im von den Speichertanks 7, 8 und 9 und dem Aus-Beizbehälter enthaltenen Gegenstände erzielt, und gleichstank 10. Ein Gas/Flüssigkeits-Trennflächendie bei der bekannten Einrichtung eine so große detektor 14 ist an der Leitung angebracht, die vom Rolle spielenden Sprayprobleme treten bei der erfin- Ventil 5 nach dem Beizflüssigkeits-Speichertank 7 dungsgemäßen Vorrichtung erst gar nicht auf. 20 verläuft. Die Anlage ist so eingerichtet, daß alle

Es hat sich gezeigt, daß unter Betriebsbedingungen Speichertanks niedriger als der Beizbehälter angein einem wassergekühlten Kernreaktor die verfestigte ordnet sind, was sicherstellt, daß der letztere selbst- und verunreinigte bzw. verseuchte Oberflächen- entleerend ist und daß die Behandlungsflüssigkeiten schicht, welche sich auf Brennelementhüllen aus Zir- nicht in Berührung mit den Ventilen 5 und 6 gelankonium oder einer Zirkoniumlegierung während der 25 gen, wenn die Anlage nicht in Betrieb ist. Nur ein Brennelementherstellung bildet, gegen Korrosion einziges Ventil 5 ist dem Angriff durch die Beizdurch Wasser und Dampf von hoher Temperatur flüssigkeit ausgesetzt, und dies nur für die Dauer des beträchtlich weniger widerstandsfähig ist als das Beizvorganges.

Grundmetall. Daher ist es erforderlich, diese Schicht Beim Betrieb wird durch den Einlaß von Druck-

zu entfernen, bevor die Brennelementbündel in den 30 luft oder eines sonstigen geeigneten Gases, beispiels-

Kernreaktor eingebracht werden. weise Stickstoff, durch das zugeordnete Gaszufuhr-

Eine Beizvorrichtung nach der Erfindung, die bei- ventil 13 a nach dem oberen Teil irgendeines der

spielsweise Bündel von Kernbrennelementen, welche Speichertanks 7, 8 oder 9 oberhalb der Flüssigkeits/

mit einer Hülle aus Zirkonium oder einer Zirkonium- Gas-Trennfläche Flüssigkeit aus dem Tank gedrückt,

legierung versehen sind, zu bearbeiten vermag, wird 35 um den Beizbehälter 1 zu füllen. Die Flüssigkeit läuft

nunmehr anhand der Zeichnung näher beschrieben, vom Beizbehälter 1 in den Ausgleichstank 10 über,

welche eine schematische Anordnung der Vorrich- dessen Gasventil 13 b zum Entlüften geöffnet ist.

tung in Seitenansicht wiedergibt. Wenn die Flüssigkeit, welche in den Ausgleichstank

Die Vorrichtung weist einen lotrecht angeordneten 10 überläuft, die Höhe des hohen Flüssigkeitsstandzylindrischen Beizbehälter 1 mit einer Bohrung von 40 Detektors 11 erreicht, schließt dieser das Speicheretwa 200 mm auf, der aus glasfaserverstärktem Poly- tank-Gaszufuhrventil 13 α und öffnet sein Gasablaßpropylen besteht, abgesehen von einem oberen tra- ventil 13 b, während sich das Gasablaßventil 13 b des genden Abschnitt 2 aus Edelstahl, welcher mit Poly- Ausgleichstanks 10 schließt und dessen Gaszufuhrpropylen ausgekleidet ist und mit einem Polypro- ventil 13 a sich öffnet, so daß beispielsweise Stickpylen-Haltering 2 a sowie einem abnehmbaren, eben- 45 stoff in den oberen Teil des Ausgleichstanks 10 oberf alls mit Polypropylen ausgekleideten Deckel 3 zum halb der Flüssigkeits/Gas-Trennfläche im Ausgleichs-Be- und Entladen des Beizbehälters 1 mit einem tank 10 eingelassen wird. Dadurch wird die Flüssig-Brennelementbündel 4 ausgerüstet ist. Jedes Brenn- keit im Ausgleichstank 10 in den Beizbehälter 1 hinelementbündel besteht typischerweise aus 36, jeweils untergedrückt. Wenn die Flüssigkeit im Ausgleichs-4 m langen Brennstoffelementen, die an den oberen 50 tank 10 die Höhe des niedrigen Flüssigkeitsstand-Enden an einer runden, mit Löchern versehenen Detektors 12 erreicht, bewirkt dieser die Umkehrung Edelstahlplatte angebracht sind, welche eine Hebe- der Gasventile 13 a und 13 b sowohl des Speicher-Öse aufweist, und die an ihren unteren Enden mittels tanks als auch des Ausgleichstanks 10, so daß das eines perforierten Polypropylen-Gitters mit Abstand Ventil 13 a im Speichertank nochmals Druckluft oder voneinander angeordnet sind. Das Kernbrennelement- 55 Stickstoff in den Speichertank einläßt und das Ventil bündel wird durch, die Lokalisierung der perforierten 13 b im Ausgleichstank 10 wiederum zum Entlüften Edelstahlplatte auf dem Polypropylen-Haltering 2 a verbunden ist. Somit wird wiederum Flüssigkeit aufim oberen lasttragenden Abschnitt 2 des Beizbehäl- wärts durch den Beizbehälter 1 hindurchgedrückt, ters 1 gehalten, wobei der Haltering 2 α mit Kanälen Eine Wiederholung dieser Folge verursacht eine versehen ist, welche eine Flüssigkeitsströmung nach 60 oszillierende Wirbelströmung der Flüssigkeit auf- und von dem Beizbehälter 1 ermöglichen. Das untere und abwärts im Beizbehälter 1 über ein Brenn-Ende des Beizbehälters 1 ist mittels gekoppelter KoI- elementbündel 4 hinweg, welches darin enthalten ist. ben betätigter Ventile 5 bzw. 6 und einer Polypro- Die Dauer der Hin- und Herbewegung der Flüssigpylen-Rohrleitung mit drei mit Polypropylen ausge- keit im Beizbehälter 1 kann mittels automatischer kleideten Flußeisen-Speicher- bzw. Vorratstanks 7, 8 65 Einrichtungen vorgegeben oder manuell gesteuert und 9 verbunden, welche jeweils Beizflüssigkeit, ent- werden.

mineralisiertes Wasser für das Waschen des Brenn- Ein typischer Ablauf von Behandlungszyklen,

elementbündels 4 nach dem Beizen zum Stoppen der welcher beim Beizen von Brennelementbündeln mit

Hüllen aus Zirkonium oder einer Zirkoniumlegierung Anwendung findet, ist folgender:

Dauer

1. Waschen mit Reinigungsmittel (Alkali-Entfettung in entmineralisiertem Wasser bei 50° C) 5 bis 10 Min.

2. Waschen mit entmineralisiertem wenigstens Wasser, kalt 5 Min.

3. Waschen mit entmineralisiertem wenigstens Wasser, kalt 5 Min.

4. Waschen mit Beizflüssigkeit (2% Azeotrop-Fluorwasserstoff- bzw. Flußsäure und 20°/o konzentrierte Salpetersäure in entmineralisiertem Wasser bei 30° C) ... 2 bis 10 Min.

5. Fixierung — Waschen mit entmineralisiertem Wasser — kalt.. 2 bis 5 Min.

6. Entmineralisiertes Wasser, kalt.. wenigstens

5 Min.

7. Entmineralisiertes Wasser, kalt.. wenigstens

5 Min.

Diese Vorgänge werden mittels Druckknöpfen ferngesteuert, außer bei den Beiz- und Fixierungs-Waschfolgen mit entmineralisiertem Wasser, wenn das Drücken eines einzelnen Druckknopfes die Beizflüssigkeit für eine vorbestimmte Zeit in Zyklen hin- und herströmen läßt, an deren Ende die Flüssigkeit vom Beizbehälter 1 in den Speichertank 7 am Flüssigkeits/Gas-Trennflächen-Detektor 14 vorbei entleei t wird, der die Beendigung der Entleerung der Beizflüssigkeit aus dem Beizbehälter abfühlt und dann schnell Ventile betätigt, um die Fixierungswäsche mit entmineralisiertem Wasser für eine vorbestimmte Zeit zyklisch erfolgen zu lassen.

Die beschriebene Beizvorrichtung reduziert Handhabungsschäden an den zu beizenden Gegenständen auf ein Mindestmaß und eignet sich zur Verwendung bei einer Vielfalt von Kombinationen der Beiz-, Fixier- und Waschfolgen von unterschiedlicher Dauer, und zudem ermöglicht die oszillierende Wirbelströmung während des Beizens ein gutes Mischen sowie eine gute Wärmeübertragung und Gasdispersion, was eine nahezu gleichmäßige Oberflächenbehandlung ergibt. Diese Faktoren, verbunden mit einem sehr schnellen Übergang von Beiz- auf Fixierfolgen, und das NichtVorhandensein von Vergiftungs- und Spritzgefahren für das Bedienungspersonal ergeben gemeinsam eine vorteilhafte und wirksame Beizvorrichtung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Bei herkömmlichen Beizvorrichtungen wird nor- Patentansprüche: malerweise eine Anzahl horizontal angeordneter Bäder vorgesehen. Die zu beizenden metallischen

1. Vorrichtung zum Beizen von metallischen Gegenstände werden in eines dieser Bäder, welches Gegenständen in einem langgestreckten Beiz- 5 eine Beizflüssigkeit enthält, völlig eingetaucht, wobei behälter, dem eine Anzahl Speichertanks für die die letztere, beispielsweise mittels Propeller oder Aufnahme von Beizflüssigkeiten und eine Ein- Umlaufpumpen, durcheinandergewirbelt wird, um richtung für das Füllen des Beizbehälters mit ein ausreichendes Mischen zu- gewährleisten, wäh-Beizflüssigkeit aus irgendeinem der Speichertanks rend ferner eine Rotation oder Oszillation der zu zugeordnet sind, wobei die Beizflüssigkeit im io beizenden Gegenstände vorgesehen werden kann. Beizbehälter einer oszillierenden Wirbelströmung Wenn von zu beizenden Gegenständen genügend unterworfen ist, dadurch gekennzeich- Material entfernt worden ist, wird die Beizwirkung net, daß der bei Betrieb ständig gefüllt gehal- unter Verwendung mechanischer Einrichtungen tene Beizbehälter (1) am unteren Ende über durch schnelles Transportieren der Gegenstände nach Ventile (5, 6) mit jeweils einem der Speicher- 15 einem anderen Bad mit Flüssigkeit, welche die Beiztanks (7, 8, 9) und am oberen Ende mit einem wirkung schnell zu stoppen vermag, beendigt. Wei-Ausgleichstank (10) verbunden ist und daß alle teres Abwaschen der gebeizten Gegenstände kann Tanks (7, 8, 9, 10) über Ventileinrichtungen durch Transportieren nach anderen Bädern vorge-(13 a, 13 b) wechselweise mit einer Druckgas- sehen werden. Andere Arten von Beizvorrichtungen quelle oder mit einer Entlüftung verbindbar sind. 20 enthalten den Zweiphasen-Beiztank, bei welchem

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Beizflüssigkeit und Fixierlösungen als zwei getrennte kennzeichnet, daß der Beizbehälter (1) als lot- Phasen, die durch eine Zwischenphase getrennt werrecht angeordnetes Rohr ausgebildet ist. den, den gleichen Tank einnehmen. Für das Mischen

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- innerhalb jeder Phase und für den Übergang der zu kennzeichnet, daß die Speichertanks (7, 8, 9) 25 beizenden Gegenstände unmittelbar von der Beizniedriger als der Beizbehälter (1) angeordnet phase in die Fixierphase ist gesorgt. Eine weitere sind. Wäsche der gebeizten Gegenstände kann in anderen

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Tanks erfolgen. Im ganzen gesehen weisen die bebis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betäti- kannten Beizanlagen jedoch Nachteile auf, welche gen der Ventileinrichtungen (13 a, 13 b) und zum 3° nur eine unzulängliche Steuerung des Beizverfah-Sicherstellen der stetigen Füllung bei Betrieb des rens möglich machen, und zwar wegen des langsamen Beizbehälters (1) Detektoren (11, 12) für hohen Übergangs zwischen Beizen und Fixieren sowie wegen und niedrigen Flüssigkeitsstand im Ausgleichs- des unzureichenden Mischens der Beizflüssigkeit, tank (10) vorgesehen sind. Darüber hinaus sind oft sorgfältige Sicherheitsvor-

35 kehrungen nötig, um das Bedienungspersonal vor Vergiftungs- und Bespritzungsgefahren zu schützen, und außerdem werden komplizierte mechanische

Verbindungselemente verwendet, welche der Korrosion durch die Beizflüssigkeit ausgesetzt sind. In der 40 US-PS 3118 456 ist die Behandlung von Rohren mit einer Flüssigkeit beschrieben, die entlang den Rohren und in einen Ausgleichstank durch Gasdruck, geför-

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum dert und dann wieder in der gleichen Weise zurück-Beizen von metallischen Gegenständen in einem gefördert wird. Diese Einrichtung bezieht sich jedoch langgestreckten Beizbehälter, dem eine Anzahl Spei- 45 nicht auf das Beizen von Gegenständen in einem chertanks für die Aufnahme von Beizflüssigkeiten Beizbehälter. Es ist zwar eine oszillierende Wirbel- und eine Einrichtung für das Füllen des Beizbehäl- strömung, d. h. eine hin- und hergehende Strömung, ters mit Beizflüssigkeit aus irgendeinem der Spei- zwischen zwei Speichertanks durch das in Behandchertanks zugeordnet sind, wobei die Beizflüssigkeit lung stehende Rohr hindurch vorgesehen, aber wähim Beizbehälter einer oszillierenden Wirbelströmung 50 rend der Behandlung wird die gesamte Flüssigkeit unterworfen ist. vom einen Speichertank in den anderen gefördert.

Der Wirkungsgrad eines Beizvorganges kann von Zwischen den Förderungen von Flüssigkeit ist das verschiedenen Faktoren abhängen, wobei die wich- Rohr daher mit komprimierter Luft gefüllt, und diese tigsten das Wegnehmen von Material von der zu Luft kann in den die Reinigungsflüssigkeit enthaltenbeizenden Oberfläche mit einer gleichmäßigen Rate 55 den Tank gelangen und schnell in der Flüssigkeit über die gesamte Oberfläche eine gute Wärmeüber- hochsteigen, um eine lebhafte Bläschenbildung hertragung und Gasverteilung an der zu behandelnden vorzurufen und einen dichten Spray von Reinigungs-Oberfläche in Verbindung mit wirksamen Mischen flüssigkeit zu erzeugen. Die vorgenannte US-PS beder Beizflüssigkeit sind. Darüber hinaus ist die schreibt eine Einrichtung zur Überwindung dieses Schnelligkeit, mit welcher der Beizvorgang gestoppt 60 Sprayproblems durch Verwendung von Spray-Wiewerden kann, wenn die gewünschte Materialmenge dergewinnungsmitteln, die mit jedem Speichertank von dem zu beizenden Gegenstand entfernt worden verbunden sind.

ist, ebenfalls wichtig. Zusammen ergeben diese Fak- Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung

toren unter Idealbedingungen eine sehr genaue Steue- für ein wirksames und genau kontrollierbares Beizen rung des gesamten Beizverfahrens, und zwar derart, 65 von metallischen Gegenständen zu schaffen,
daß die gewünschte Materialmenge entfernt und Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

gleichzeitig ein Anfressen sowie eine Verunreinigung der bei Betrieb ständig gefüllt gehaltene Beizbehälter der behandelten Oberfläche vermieden werden. am unteren Ende über Ventile mit jeweils einem der