DE19728808C1 - Befestigung einer aus Kunststoff bestehenden Korrosionsschutzfolie an der Wandinnenfläche eines von einem gasförmigen oder flüssigen Medium beaufschlagten Behälters, Kanals oder Gehäuses - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Befestigung einer aus Kunststoff bestehenden Korrosionsschutzfolie an der Wandinnenfläche eines von einem gasförmigen oder flüssigen Medium beauf­ schlagten Behälters, Apparates, Kanals oder Gehäuses, wobei an der Wandinnenfläche Befestigungsplatten angebracht sind, die aus Kunststoff bestehen oder eine Beschichtung aus Kunst­ stoff aufweisen und mit denen die Korrosionsschutzfolie durch Wärmeeinwirkung verschweißt ist.

Mikrochipfabriken, Chemikalienproduzenten und -distributo­ ren sowie Kraftwerke, Müllverbrennungsanlagen und zahlrei­ che industrielle Prozeßanlagen sind zum Transportieren, Lagern, Ab- oder Weiterleiten von hochkorrosiven Gasen oder Flüssigkeiten mit meist aus Stahlblech bestehenden Behäl­ tern, Containern, Apparaten, Kanälen oder Gehäusen verse­ hen, die zum Schutz an ihrer Wandinnenfläche mit einer Kor­ rosionsschutzfolie verkleidet sind. Zur Befestigung der Korrosionsschutzfolie an den Wandinnenfläche sind verschie­ dene Befestigungsarten bekannt. Angestrebt wird eine gas­ dichte bzw. flüssigkeitsdichte Befestigung, die auch den sonstigen Betriebsbeanspruchungen, wie Wärmeausdehnung der Schutzfolie, Gasdruckänderungen usw. standhält. Außerdem soll die Montage der Folie schnell und wirtschaftlich ge­ schehen. Aus DE 195 04 442 A1 ist eine Befestigung bekannt, bei der an der Wandinnenfläche aus Kunststoff bestehende oder mit einer Kunststoffbeschichtung versehenen Platten angeschraubt sind, gegen welche die Schutzfolie anliegt. Der Anlagebereich wird von einer Adapterfolie abgedeckt. Der Kunststoff der Platte bzw. Plattenbeschichtung und der Kunststoff der Adapterfolie haben einen höheren Schmelz­ punkt als die Korrosionsschutzfolie. Beim Andrücken und Wärmeeinwirkung eines Schweißwerkzeugs wird der von dem Plattenkopf und der Adapterfolie eingefaßte Bereich der Schutzfolie aufgeschmolzen und mit diesen beiden nicht­ schmelzenden Teilen verbunden. Bei dieser Befestigungsart wird der gesamte Bereich der Schutzfolie zwischen den Plat­ tenköpfen und den gegenüberliegenden Adapterfolien aufge­ schmolzen. Infolgedessen wird eine lange Abkühlzeit benö­ tigt. Die zusätzlich erforderliche und aufgeschweißte Adap­ terfolie beeinträchtigt die Oberflächengüte der Schutzfo­ lie. Die relativ hohe Schmelzzone kann bei ungenauer Anlage der Schweißvorrichtung und/oder der Adapterfolie zu Verfor­ mungen und infolge schweißbedingter Dünnstellen langfristig sogar zu Undichtigkeiten in der Schutzfolie führen.

Die Erfindung bezweckt, eine Befestigung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, daß die Montage vereinfacht, die Montagezeit verkürzt und die Verbindung zwischen den Befestigungsplatten und der Korrosionsschutzfolie verbessert wird.

Zur Lösung sieht die Erfindung die im Kennzeichen des An­ spruchs 1 genannten Merkmale vor.

Die erfindungsgemäße Laserschweißung hat zunächst den Vor­ teil, daß die Korrosionsschutzfolie durch die Befestigung nicht beschädigt wird. Die Laserstrahlen durchdringen die Korrosionsschutzfolie und werden von der Befestigungsplatte bzw. deren Beschichtung absorbiert, wobei sie nur geringfü­ gig in diese eindringen und auf deren Oberfläche einen dün­ nen Schmelzfilm von beispielsweise 0,1 bis 0,2 mm Dicke bilden. Durch die Wärmeentwicklung wird auch die anliegende Fläche der aus der gleichen Kunststoffgrundmasse bestehen­ den Korrosionsschutzfolie leicht angeschmolzen, so daß die Kontaktflächen gewissermaßen verschmelzen und nach der Ab­ kühlung sehr fest miteinander verbunden sind. Die an den Kontaktflächen gebildete Schmelzmasse ist so gering, daß sie schon nach sehr kurzer Zeit abgekühlt ist, also durch geringe Abkühlzeiten eine schnellere Montage erlauben. Außerdem bleibt die von Gas beaufschlagte Oberfläche der Korrosions­ schutzfläche völlig glatt.

Verschiedene Kunststoffe sind für die Befestigungsplatten bzw. deren Beschichtung und die Korrosionsschutzfolie ge­ eignet. Vor allem kommt Fluorkunststoff in Betracht, wie ECTFE, PVDF, FEP, MFA, PFA u. dgl. Während die Korrosions­ schutzfolie aus einer transparenten Kunststoffmasse be­ steht, enthalten die aus Kunststoff bestehenden Befesti­ gungsplatten oder solche, die mit einer Kunststoffbeschich­ tung versehen sind, in ihrer Kunststoffmasse Laserstrahlen absorbierende Partikel. Zweckmäßig sind Partikel eingela­ gert, welche Licht der Wellenlänge von 400 bis 2000 nm ab­ sorbieren. Das Verschweißen kann mittels Festkörper-, Gas- oder Halbleiterlaser erfolgen, die Laser entsprechender Wellenlänge bilden. Als Partikel- können Farbpigmente, Ruß­ teilchen o. dgl. verwendet werden. Die gewissermaßen "gefärbten" Befestigungsplatten sind, das ist ein günstiger Nebeneffekt, bei der Montage unter der transparenten Korro­ sionsschutzfolie gut zu sehen, so daß das Lasergerät exakt angesetzt werden kann.

Die Befestigungsplatten können verschieden ausgebildet und auf unterschiedliche Weise an der in der Regel aus Stahl­ blech bestehenden Kanal- oder Gehäusewand befestigt sein. So kann jede Befestigungsplatte mit einem Bolzen versehen sein, der durch eine Bohrung in der Kanal- oder Gehäusewand ragt und mit dieser fest verbunden ist. Der Bolzen kann auf der Außenfläche der Kanal- oder Gehäusewand durch Splinte, Keile, Sperringe oder dergleichen befestigt sein. Auch kann er als Gewindebolzen ausgeführt sein, der in eine entspre­ chende Gewindebohrung in der Kanal- oder Gehäusewand einge­ schraubt ist. In diesen Fällen ist die Befestigung von der Außenfläche her zu besorgen; das kann auch bei der Vorfer­ tigung der Wandteile im Werk geschehen. Für eine Befesti­ gung nur von der Wandinnenfläche her ist es möglich, in die Kanal- oder Gehäusewand einen Schubbolzen einzutreiben und an diesem eine Befestigungsplatte anzubringen. Besteht die Befestigungsplatte ganz aus Kunststoff, der Laserstrahlen absorbierende Partikel enthält, bildet deren Kopffläche be­ reits die Schweißfläche. Bei dieser Ausführung kann die Be­ festigungsplatte mit dem Bolzen als Baueinheit geformt sein. Alternativ kann eine mit einem Bolzen verbundene me­ tallische Grundplatte vorgesehen sein, die wenigstens auf ihrer Kopffläche mit einer entsprechenden Kunststoffbe­ schichtung versehen ist. Eine derartig beschichtete Grund­ platte kann auch für eine Befestigung, z. B. Verschraubung mit einem Schubbolzen, ausgebildet sein. Alternativ kann die Befestigungsplatte mit einer Vertiefung versehen sein, auf deren Bodenfläche unter Zwischenlage einer Dämpfer­ scheibe eine am Kopf eines Schubbolzens angebrachte Druck­ platte einwirkt.

In der Zeichnung sind vier erfindungsgemäße Befestigungen einer Korrosionsschutzfolie an einer Kanalwand schematisch in einem Querschnitt dargestellt und zwar in

Fig. 1 mit einer versplinteten Befestigungsplatte,

Fig. 2 mit einer festgeschraubten Befestigungsplatte,

Fig. 3 mit einer an einem Schubbolzen angeschraubten Be­ festigungsplatte und

Fig. 4 mit einer napfförmig ausgebildeten Befestigungs­ platte, die mittels eines Schubbolzens fixiert ist.

Nach Fig. 1 ist eine aus Stahlblech oder dergleichen beste­ hende Kanalwand 1 auf der Wandinnenfläche mit einer Korro­ sionsschutzfolie 2 aus einem transparenten Kunststoff, z. B. Fluorkunststoff wie PVDF, ECTFE, FEP, MFA, PFA oder der­ gleichen verkleidet. Die Flächenabmessungen der etwa 0,5 bis 3,0 mm dicken Folie entsprechen dem Kanalquerschnitt. Die Befestigung der Korrosionsschutzfolie 2 geschieht durch Laserschweißung an Befestigungsplatten 3, die in einer ge­ eigneten Anzahl und Verteilung an der Wandinnenfläche ange­ bracht sind und aus einem Laserstrahlen absorbierenden Kunststoff bestehen oder mit einem solchen Kunststoff be­ schichtet sind, wobei es sich in beiden Fällen um den glei­ chen Kunststoff handelt, aus dem auch die Korrosionsschutz­ folie 2 besteht, nur mit dem Unterschied, daß der Kunst­ stoff der Befestigungsplatte 3 oder deren Beschichtung La­ serstrahlen absorbierende Partikel, z. B. Farbpigmente, Ruß oder dergleichen enthält, während die Korrosionsschutzfolie 2 durchlässig für Laserstrahlen ist. Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist an die aus einem solchen Laserstrahlen ab­ sorbierenden Kunststoff bestehende Befestigungsplatte 3 ein aus dem gleichen Kunststoff bestehender Bolzen 4 ange­ formt, wobei zur Versteifung ein Stahlkern 5 eingebettet ist. In der Kanalwand sind in geeigneter Anzahl und Vertei­ lung Bohrungen 8 vorhanden, durch welche die Bolzen 4 ge­ steckt werden. Unter Zwischenlage einer metallischen Unter­ legscheibe 6 ist der Bolzen 4 auf der Wandaußenfläche durch einen Splint 7 befestigt. Die eingezogene und gegen die Kopffläche der Befestigungsplatte 3 anliegende Korrosions­ schutzfolie wird dann durch Gegendrücken eines Laser­ schweißgeräts gegen deren Innenfläche mit der aus Kunst­ stoff bestehenden Kopffläche der Befestigungsplatte 3 ver­ schweißt. Der Laserkopf (nicht dargestellt) ist zweckmäßig so bemessen, daß er die Kopffläche der Befestigungsplatte 3 bestrahlt. Auch können mehrere Laserköpfe in entsprechenden Abständen an einem Arbeitsrahmen angebracht sein, so daß gleichzeitig mehrere Befestigungsplatten bestrahlt werden können.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 besteht die Befestigungs­ platte 3 aus einer metallischen Grundplatte 9 mit einem Ge­ windebolzen 10, der in eine Bohrung 8 einer Kanalwand 1 eingeschraubt ist. Die Grundplatte 9 ist mit einer Kunst­ stoffmasse ummantelt und ihre Kopffläche bildet eine mit der Korrosionsschutzfolie 2 durch Laserschweißen verbundene Kontaktfläche.

Für eine Anbringung der Befestigungsplatte 3 an der Kanal­ wand 1 vom Kanalinneren her zeigt Fig. 3 einen Schubbolzen 11, der in die Kanalwand 1 mittels eines Bolzensetzgeräts eingetrieben worden ist und auf dessen Gewinde 13 eine an der Befestigungsplatte 3 angeformte Gewindehülse 12 auf­ schraubbar ist.

Alternativ kann entsprechend Fig. 4 die Befestigungsplatte 3' mit einer Vertiefung 14 versehen sein, auf deren Boden­ fläche 15 unter Zwischenablage einer Dämpferscheibe 17 eine am Kopf eines Schubbolzens 11 angebrachte Druckplatte 16 einwirkt. Die Befestigungsplatte 3' besteht vorzugsweise insgesamt aus Kunststoff, der Laserstrahlen absorbierende Partikel enthält und deren Ringfläche 18 mit der Korrosi­ onsschutzfolie 2 verschweißt ist. Doch ist es auch möglich, die Ringfläche 18 einer metallischen Befestigungsplatte 3' mit einer entsprechenden Kunststoffbeschichtung zu verse­ hen.

Bezugszeichenliste

1

Kanalwand

2

Korrosionsschutzfolie

3

Befestigungsplatte

3'

Befestigungsplatte

4

Bolzen

5

Stahlkern

6

Unterlegscheibe

7

Splint

8

Bohrung

9

Grundplatte

10

Gewindebolzen

11

Schubbolzen

12

Gewinde von

11

13

Gewindehülse

14

Vertiefung

15

Bodenfläche

16

Druckplatte

17

Dämpferscheibe

18

Ringfläche

Claims (7)

1. Befestigung einer aus Kunststoff bestehenden Korrosi­ onsschutzfolie an der Wandinnenfläche eines von einem gasförmigen oder flüssigen Medium beaufschlagten Be­ hälters, Apparates, Kanals oder Gehäuses, wobei an der Wandinnenfläche Befestigungsplatten angebracht sind, die aus Kunststoff bestehen oder eine Beschichtung aus Kunststoff aufweisen und mit denen die Korrosions­ schutzfolie durch Wärmeeinwirkung verschweißt ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Korrosionsschutzfolie (2) und die Befestigungsplatten (3) oder deren Be­ schichtung aus dem gleichen Kunststoff bestehen, wobei die Kunststoffmasse der Befestigungsplatten (3) oder deren Beschichtung Laserstrahlen absorbierende Parti­ kel enthält und die Korrosionsschutzfolie (2) durch Lasereinwirkung mit der Befestigungsplatte (3) oder deren Beschichtung verschweißt ist.

2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Befestigungsplatten (3) oder deren Be­ schichtung enthaltenen Partikel Licht der Wellenlänge von 400 bis 2000 nm absorbieren.

3. Befestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Korrosionsschutzfolie (2) durch Festkörperlaser, Gaslaser oder Halbleiterlaser ver­ schweißt ist.

4. Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsplatten (3) oder deren Beschichtung und die Korrosionsschutzfolie (2) aus Fluorkunststoff bestehen.

5. Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsplatten (3) mit einem Bolzen (4, 10) versehen sind, der durch je eine Bohrung (8) in der Kanal- oder Gehäusewand (1) ragt und mit dieser fest verbunden ist.

6. Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsplatten (3) an ei­ nem in die Kanal- oder Gehäusewand (1) eingetriebenen Schubbolzen (11) befestigt sind.

7. Befestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsplatte (3') mit einer Vertiefung (14) versehen ist, auf deren Boden­ fläche (15) unter Zwischenlage einer Dämpferscheibe (17) eine am Kopf eines Schubbolzens (11) angebrachte Druckplatte (16) einwirkt.