DE19904024A1 - Verfahren zur nachträglichen Oberflächenvergütung endmontierter Kesselanlagen, Lufterhitzer, Zyklone und Wärmeüberträger zur Erhöhung der Erosionsbeständigkeit - Google Patents
Verfahren zur nachträglichen Oberflächenvergütung endmontierter Kesselanlagen, Lufterhitzer, Zyklone und Wärmeüberträger zur Erhöhung der ErosionsbeständigkeitInfo
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Abstract
Es wird ein neues Verfahren zur nachträglichen Oberflächenvergütung endmontierter Kesselanlagen und Wärmeüberträger zur Erhöhung der Erosionsbeständigkeit der Wärmeübertragungseinheiten vorgestellt. Hierbei wird eine viskose und pastöse Flüssigkeit, bestehend aus einer gelösten bzw. suspendierten Organosilan- bzw. -silikatverbindung als Aerosol auf die endmontierten Austauschereinheiten abgeschieden und durch ein nachfolgendes Temperaturprogramm verfestigt und schließlich erschmolzen. Die Einbringung des Aerosols erfolgt wie die Prozeßgaseinbringung, wobei hierbei das Aerosol in Luft oder bei hohen Temperaturen mit Stickstoff oder stickstoffangereicherter Luft zur Verdichtung bzw. zum Erschmelzen gebracht werden soll. Mit diesem Verfahren ist es möglich, nicht nur neue endmontierte Kesselanlagen und Wärmeaustauscher oberflächlich zu vergüten, sondern auch Schädigungen der Oberflächenvergütung, die erosionsbedingt während des Betriebs dieser Anlagen auftreten, in analoger Weise zu reparieren. Die Herstellung dieser Oberflächenvergütungen ist für Anlagen mit einer maximalen Betriebstemperatur von mindestens 300 DEG C möglich. Eine Erosionsbeständigkeit einer solchen glasartigen Schicht ist für Betriebstemperaturen, die eine Temperatur von 20 bis max. 850 DEG C in dieser oberflächenvergütenden Schicht hervorrufen, erreichbar.
Description
Beim Betrieb von Abhitzekesseln, Lufterhitzer, Zyklone, Wärmeüber
tragungseinheiten, Dampferzeugern und Wärmeüberträger, insbesondere im Betrieb mit
Rauchgasen, die Staub und Schmutzpartikel enthalten, kommt es bekannter Weise zu
starken Erosionserscheinungen am Wärmeträger führenden Platten- oder Rohrsystem.
Aufgrund der zum Teil großen Dimensionierung dieser Systeme und der Verwendung
verschiedener Metalle scheiden Maßnahmen zur Oberflächenbehandlung der
Wärmeübertragungseinheiten vor der Endmontage in der Regel aus. Glasartige
Schichten auf Stählen werden in der Regel über Emaillierungsprozesse hergestellt. Zu
diesem Zweck muß zunächst eine Haftschicht und anschließend eine partikelhaltige
Mischung über eine Suspension aufgetragen werden, die beim Erhitzen zu Glas
aufschmiltzt. Diese Emailschichten sind in der Regel dick, verhältnismäßig schwer und
neigen bei Temperaturschwankungen zum Abplatzen. Außerdem sind sie nach der
Montage fertigungstechnisch schwer aufzubringen und die während des Betrieb einer
Anlage entstehenden Schäden können nachträglich kaum oder nur aufwendig repariert
werden.
Eine im Stande der Technik bekannte Substanzklasse aus Organosilikatverbindungen,
wie beispielsweise in den Offenlegungsschriften 197 14 949 und 197 15 940
beschrieben, kann beispielsweise für den im folgenden beschriebenen neuen
verfahrentechnischen Lösungsansatz Verwendung finden.
Es wird ein neues Verfahren zur nachträglichen Oberflächenvergütung endmontierter
Kesselanlagen und Wärmeübertrager zur Erhöhung der Erosionsbestädnigkeit der
wärmeträgerführenden Systeme vorgestellt. Hierbei wird eine viskose bzw. pastöse
Flüssigkeit bestehend aus einer gelösten bzw. suspendierten Organosilan- bzw.
-silikatverbindung als Aerosol auf die endmontierten Wärmeübertragungssysteme
abgeschieden, durch ein nachfolgendes Temperaturprogramm verfestigt und schließlich
erschmolzen.
Die Verfahrenstechnische Neuerung besteht in der Art der Aufbringung der
Schutzschicht auf die Wärmeübertragungseinheiten. Dies erfolgt nicht durch Methoden
wie PVD, CVD oder durch Rakeln, Tauchen, Gießen, Schleudern, Spritzen oder
Streichen (siehe beispielsweise Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3.
Auflage, Band 15, Seite 257 (1981)), sondern durch ein prozeßintegrierbares
Einbringen eines Aerosols. Die Einbringung des Aerosols in den Apparat erfolgt in
analoger Weise wie die Prozeßgaseinbringung, wobei das Aerosol mit Hilfe von Luft,
Stickstoff oder stickstoffangereicherter Luft, unter Umständen auch mit originärem
Prozeßgas gebildet wird. Das Aerosol scheidet sich sodann auf nicht notwendiger Weise
heißeren als Aerosoltemperatur betriebenen Wärmeübertragungseinheiten ab.
Bereits abgeschiedene Substanz bedingt durch eine geringere Wärmeleitfähigkeit der
Verfestigung weiterer Kondensatschichten auf den Wärmeübertragungseinheiten vor,
wodurch im weiteren bevorzugt die "blanken" Stellen der Oberfläche bedeckt werden.
Ein solches Vorgehen wäre für jegliche Geometrie vorteilhaft und nicht eingebranntes
oder vorgetrocknetes Material kann anschließend mit Wasser ausgespült werden. Durch
die Verwendung der originären Gaszustromwege wird das Aerosol bevorzugt auf den
stark erosionsgefährdeten Oberflächenelementen abgeschieden, also auf den
Hauptanströmflächen.
Mit diesem Verfahren ist es möglich, nicht nur neue endmontierte Kesselanlagen,
Lufterhitzer, Zyklone und Wärmeaustauscher zur Verbesserung der
Erosionsbeständigkeit oberflächlich zu vergüten, sondern auch Reparaturen an
Schädigungen der Oberflächenvergütung, die während des Betriebs dieser Anlagen
auftreten, in gleicher Weise durchzuführen.
Hierbei macht sich insbesondere die Verwendung der originären Gaszustromwege
vorteilhaft bemerkbar, da das Aerosol bevorzugt geschädigte Oberflächen, da
Hauptanströmflächen, erreicht.
Die Herstellung dieser Oberflächenvergütungen ist für Anlagen mit einer maximalen
Betriebstemperatur von mindestens 300°C möglich. Eine Erosionsbeständigkeit einer
solchen glasartigen Schicht ist für Betriebstemperaturen, die eine Temperatur von 20
bis max. 850°C in dieser oberflächenvergütenden Schicht hervorrufen, erreichbar.
Wird ein solches Temperaturprogramm den Wärmeübertragungseinheiten aufgeprägt,
kann nach einer ersten Verdichtung eines solchen Kondensates bei Temperaturen bis
ca. 100°C das an sonstigen Flächen befindliche Kondensat mit Wasser oder Alkalien
abgespült werden.
Claims (7)
1. Verfahren zur gezielten Oberflächenvergütung stark erosionsbeanspruchter
Oberflächen endmontierter Kesselanlagen, Lufterhitzer, Zyklone und Wärmeaustauscher
aus Stahl.
2. Verfahren zur Reparatur von Oberflächenvergütungen endmontierter Kesselanlagen,
Lufterhitzer, Zyklone und Wärmeaustauscher aus Stahl.
3. Verfahren nach Anspruch 1 bzw 2, insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß ein
Aerosol einer viskosen bzw. pastösen polykondensierbaren Organosilan- bzw. -si
likatverbindung mit Hilfe des originären Gasdurchflusses oder mittels Luft oder Stickstoff
in die Kesselanlage, den Lufterhitzer, Zyklon bzw. den Wärmeaustauscher eingebracht
wird und auf den Wärmeaustauschersystemen abgeschieden wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. 2, und 3, wobei das abgeschiedene Aerosol
zunächst durch Erhöhung der Temperatur des Wärmeträgermediums auf 50 bis 390°C
verfestigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. 2, und 3 und 4, wobei nach einer Abkühlung der
verdichteten Schicht jeweils eine weitere Schicht nach Anspruch 3 aufgebracht werden
bzw. diese komplettiert werden und nach Anspruch 4 verfestigt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. 2, wobei nicht wie nach Anspruch 4 verdichtete
Schichten durch das Einbringen von Wasser oder Alkalien ab- bzw. ausgespült werden
können.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bzw. 2, wobei die nach Anspruch 4 verfestigte Schicht
durch Gasstrom- bzw. Wärmeträgermediumtemperaturen von 400 bis 500°C
endgehärtet wird.
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19904024A1 (de) |
Citations (6)
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1999
- 1999-02-02 DE DE1999104024 patent/DE19904024A1/de not_active Withdrawn
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Non-Patent Citations (2)
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|---|
| Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Verlag Chemie, Weinheim/Bergstr., 1972, 4.Aufl., Bd.2, S.254-258 * |
| Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Verlag Chemie, Weinheim/Bergstr., 1974, 4.Aufl., Bd.7, S.114-117 * |
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