DE19844934A1 - Brennstoff für das thermische Spritzen - Google Patents

Brennstoff für das thermische Spritzen

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Linde Gas AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/129—Flame spraying

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Abstract

Es werden mit der Erfindung neue Brennstoffe für das thermische Spritzen aufgezeigt, welche durch Verbrennung thermische Energie für das thermische Beschichten liefern. DOLLAR A Als Alternative zu konventionellen Brennstoffen oder als Ergänzung zu konventionellen Brennstoffen eignet sich erfindungsgemäß verflüssigtes Gas als Brennstoff. Das verflüssigte Gas kann ein oder mehrere Kohlenwasserstoffe und/oder Kohlenwasserstoffverbindungen, insbesondere Methan, enthalten. In Weiterbildung wird das verflüssigte Gas durch verflüssigtes Erdgas (LNG) gebildet. Als thermische Spritzverfahren kommen erfindungsgemäß die Verfahrensvarianten des Flammspritzens, des Hochgeschwindigkeits-Flammspritzens oder des Detonationsspritzens in Frage.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brennstoff für das thermische Spritzen, welcher durch Verbrennung thermische Energie für das thermische Beschichten liefert, sowie Verfahren zum thermischen Spritzen unter Verwendung dieses Brennstoffes.
Das thermische Spritzen umfaßt Verfahren, bei denen Spritzzusätze innerhalb oder außerhalb von Spritzgeräten an-, auf- oder abgeschmolzen und auf vorbereitete Oberflächen aufgeschleudert werden. Die Oberflächen werden dabei nicht aufge­ schmolzen. Die Spritzschichten können dabei aus Spritzzusätzen im flüssigen oder plastischen Zustand aufgetragen werden.
Das thermische Spritzen zum Beschichten von Oberflächen kennt als Verfahrens­ varianten das autogene Flammspritzen oder das Hochgeschwindigkeits-Flamm­ spritzen, das Lichtbogenspritzen, das Plasmaspritzen, das Detonationsspritzen und das Laserspritzen.
Thermische Spritzverfahren sind in allgemeiner Form beispielsweise in
  • - Übersicht und Einführung in das "Thermische Spritzen", Peter Heinrich, Linde- Berichte aus Technik und Wissenschaft, 52/1982, Seiten 29 bis 37, oder
  • - Thermisches Spritzen - Fakten und Stand der Technik, Peter Heinrich, Jahrbuch Oberflächentechnik 1992, Band 48, 1991, Seiten 304 bis 327, Metall-Verlag GmbH,
beschrieben.
Weitere Details zum thermischen Spritzen sind beispielsweise der europäischen Norm EN 657 zu entnehmen.
Thermische Spritzverfahren zeichnen sich im wesentlichen dadurch aus, daß sie gleichmäßig aufgetragene Beschichtungen ermöglichen. Durch thermische Spritz­ verfahren aufgetragene Beschichtungen können durch Variation der Spritzmaterialien an unterschiedliche Anforderungen angepaßt werden. Die Spritzmaterialien können dabei in Form von Drähten, Stäben oder als Pulver verarbeitet werden. Beim thermi­ schen Spritzen kann zusätzlich eine thermische oder mechanische Nachbehandlung oder ein Versiegeln vorgesehen sein.
Die beim thermischen Spritzen bislang eingesetzten Brennstoffe sind Brenngase oder flüssige Brennstoffe. Als Brenngase werden Acetylen, Ethen, Propan, Methylacetylen- Propadien, Propylen und Wasserstoff verwendet. Der Einsatz von Erdgas als Brenn­ gas ist ebenfalls denkbar. Als flüssige Brennstoffe finden Kerosin, Petroleum oder Diesel Verwendung. Diese flüssigen Brennstoffe werden als mittlere Erdölfraktionen gewonnen und weisen in der Regel einen Siedepunkt zwischen 180°C und 240°C auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alternative Brennstoffe aufzuzeigen, welche sich für den Einsatz beim thermischen Spritzen eignen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Brennstoff verflüssigtes Gas umfaßt.
Unter verflüssigtem Gas wird dabei ein Gas verstanden, welches unter Normal­ bedingungen in gasförmigem Aggregatzustand vorliegt.
Das verflüssigte Gas kann ein oder mehrere Kohlenwasserstoffe und/oder Kohlen­ wasserstoffverbindungen enthalten. Beispielsweise kann das verflüssigte Gas Ethan oder bevorzugt Methan enthalten. Insbesondere enthält das verflüssigte Gas im wesentlichen Methan, d. h. mit einem Anteil von über 50 Mol-%. In Ausgestaltung dazu enthält das verflüssigte Gas Methan mit einem Anteil von über 90 Mol-%. In Weiter­ bildung wird das verflüssigte Gas durch verflüssigtes Erdgas (LNG = Liquefied Natural Gas) gebildet. Verflüssigtes Erdgas enthält in der Regel zwischen etwa 97 und 99 Mol-% CH4. Das verflüssigte Erdgas kann von Verunreinigungen (typische Verunreini­ gungen sind beispielsweise Wasser und CO2) befreit sein.
Als Ausgangsprodukt für verflüssigtes Erdgas dient in der Regel das sogenannte Naturgas, das in zahlreichen Ländern der Erde aus Lagerstätten gewonnen wird. Kühlt man Erdgas bei einem Druck von 1 bar auf -163,8°C ab, kondensiert es zu einer Flüssigkeit, die in wärmeisolierten Speicherbehältern (z. B. Tanks) transportiert werden kann. Bei der Verflüssigung fallen zum größten Teil die im Naturgas enthal­ tenen Verunreinigungen aus.
Verflüssigtes Erdgas besitzt einen Brennwert von 11,1 kWh/m3 bzw. 8,01 kWh/kg. LNG-Tanks zum Einsatz als Kraftstoff für Fahrzeuge - in der Regel mit sogenannten Vakuumsuperisolationen versehen, die eine relativ verlustfreie Lagerung ermöglichen - weisen beispielsweise einen Druck von bzw. bis zu etwa 10 bar auf.
Das verflüssigte Gas kann einen Teil des Brennstoffes bilden. Bevorzugt besteht der Brennstoff aber aus verflüssigtem Gas, wobei von Verunreinigungen abgesehen wird. Das bedeutet, dem verflüssigten Gas wird kein weiterer Brennstoff zugemischt.
In Versuchen hat sich gezeigt, daß Verfahren zum thermischen Spritzen unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Brennstoffes zur Lieferung der thermischen Energie für das thermische Beschichten sich gut bewähren. Als thermische Spritz­ verfahren kommen erfindungsgemäß die Verfahrensvarianten des Flammspritzens, des Hochgeschwindigkeits-Flammspritzens oder des Detonationsspritzens in Frage.
Mit der Erfindung gelingt damit eine Erweiterung der Palette der beim thermischen Spritzen verwendbaren Brennstoffe. Verflüssigtes Gas stellt insbesondere eine attraktive Alternative für flüssige Brennstoffe dar. Verflüssigtes Gas liegt bereits oft in den Speicherbehältern unter Druck vor, wodurch sich zusätzliche Vorteile ergeben.

Claims (9)

1. Brennstoff für das thermische Spritzen, welcher durch Verbrennung thermische Energie für das thermische Beschichten liefert, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff verflüssigtes Gas umfaßt.
2. Brennstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verflüssigte Gas ein oder mehrere Kohlenwasserstoffe und/oder Kohlenwasserstoffverbindungen enthält.
3. Brennstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verflüssigte Gas Methan enthält.
4. Brennstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verflüssigte Gas im wesentlichen Methan enthält.
5. Brennstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das verflüssigte Gas mit einem Anteil von über 90 Mol-% Methan enthält.
6. Brennstoff nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das verflüssigte Gas durch verflüssigtes Erdgas (LNG = Liquefied Natural Gas) gebildet wird.
7. Brennstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff aus verflüssigtem Gas besteht.
8. Verfahren zum thermischen Spritzen unter Verwendung eines Brennstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Lieferung der thermischen Energie für das thermische Beschichten.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das thermische Spritzverfahren ein Flammspritzverfahren, ein Hochgeschwindigkeits- Flammspritzverfahren oder ein Detonationsspritzverfahren ist.
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