DE2623645A1 - Verfahren zum reinigen austenitischer werkstoffoberflaechen, insbesondere von ferritischen kontaminationen - Google Patents

Description

Vereinigte Österreichische Eisen- und Stahlwerke Alpine Montan Aktiengesellschaft, Wien (Österreich)

Verfahren zum Reinigen austenitischer Werkstoffoberflächen, insbesondere von ferritischen Kontaminationen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen austenitischer Werkstoffoberflächen, insbesondere von ferritischen Kontaminationen, mit Hilfe eines auf d.5«* zu reinigende Oberfläche aufgeblasenen Gemisches aus Korund und Flüssigkeit.

Die als korrosionsbeständig bekannten austenitischen Chrom-Nickel-Stähle weisen unter korrosiven Bedingungen vor allem unter Langzeiteinwirkung Korrosionsschäden auf, die dann kurzfristig mit Rücksicht auf das Sicherheitsrisiko zum Stillstand von Anlagen führen können. Die sich auf nicht rostenden Stählen ausbildende Passivschicht, die diese Werkstoffe gegenüber vielen Angriffsmedien vor Korrosion schützt, kann nämlich unter bestimmten Bedingungen ganz oder örtlich abgebaut werden. Auf diese Weise entstehen aktive Bereiche, die sich durch Lokalelementbildung mit der passiven Umgebung unter hoher Geschwindigkeit auflösen können. Dies führt zu Korrosionsarten, die nur für nicht rostende Stähle charakteristisch sind, wobei die Lochfraskorrosion und die Spaltkorrosion besonders hervorzuheben sind. Diese Korrosionen an austenitischen Oberflächen können durch ferritisches Eisen eingeleitet

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werden, so daß, um solche Korrosionsarten zu vermeiden, von austenitischen Werkstückoberflächen ferritisches Eisen und festhaftende Belegungen möglichst entfernt werden müssen. Zu diesem Zweck wird üblicherweise eine Oberflächenschichte, z.B. durch Schleifen, abgetragen. Um die Lebensdauer solcher Werkstücke möglichst groß zu halten, wird die Oberfläche dieser Werkstücke nach einer gewissen Einsatzdauer neuerlich gereinigt, und zwar mit Hilfe eines auf die zu reinigende Oberfläche aufgeblasenen Gemisches aus Korund und Wasser. Dabei werden Effekte erzielt, die vom Waschvorgang über Polierwirkungen bis zum Beseitigen von betriebsbedingten Rückständen und geringfügigen ferritischen Verunreinigungen reichen. Mit Hilfe dieses bekannten Strahlverfahrens war es jedoch nicht möglich, noch nicht gereinigte austenitische Werkstoffoberflächen so zu behandeln, daß eine besondere Oberflächengüte und Reinheit erhalten wird, wie sie beispielsweise für Kernummantelungen im Reaktorbau gefordert werden.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Verfahren so zu verbessern, daß austenitische Werkstoffoberflächen in einem besonders hohen Maß von allen Verunreinigungen, wie Fett, öl, ferritische Kontaminationen, Walz- und Wärmebehandlungszunder, gereinigt werden können, ohne daß eine maschinelle Vorbehandlung der Werkstoffoberflächen notwendig wäre.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das einen Korundanteil von 10 bis 90 Vol.% aufweisende Korund-Flüssigkeitsgemisch durch ein Druckgas mit einem sich mit dem Flüssigkeitsanteil von 4 auf 10 atm erhöhenden Mindestdruck beschleunigt wird und daß auf die bestrahlte Oberfläche Spülflüssigkeit aufgebracht wird, bevor die bestrahlte Oberfläche abtrocknet. Durch die Beschleunigung des Korund-Flüssigkeitsgemisches mit einem Druckgas, vorzugsweise Druckluft, vergleichsweise hohen Druckes wird erreicht, daß die Korundteilchen eine ähnliche Wirkung wie beim Trockenstrahlverfahren erhalten, weil die jedes Korundteilchen umgebende Flüssigkeitshaut durch

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das Druckgas weitgehend zerstört wird und nicht mehr eine Dämpfung des Anpralls des Korundteilchens an der zu reinigenden Oberfläche mit sich bringt. Die Oberfläche des zu reinigenden austenitischen Werkstoffes wird daher abgetragen, ohne daß ferritische Eisenteile in die Werkstoffoberfläche hineingeschlagen werden. Je mehr Flüssigkeit im Korund-Flüssigkeitsgemisch vorhanden ist, umso größer muß natürlich der Gasdruck gewählt werden.

Es hat sich zwar gezeigt, daß durch den in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsanteil gewählten Gasdruck die Werkstoffoberfläche in einem bisher durch reines Bestrahlen nicht erreichten Ausmaß gereinigt werden kann, daß der erzielbare Reinheitsgrad aber insbesondere für den Reaktorbau nicht ausreicht. Erst durch ein zusätzliches Spülen konnten die gewünschten Werte eingehalten werden, und zwar nur dann, wenn die Spülflüssigkeit vor dem Abtrocknen der bestrahlten Oberfläche auf diese aufgebracht wurde, da durch diese Maßnahme offensichtlich ein neuerliches Anhaften der Verunreinigungen an der Werkstoffoberfläche vermieden wird. Ob das Aufbringen zusätzlicher Spülflüssigkeit gleichzeitig mit dem Reinigungsstrahl oder nachher erfiLgt, ist von untergeordneter Bedeutung für das Verfahren, wenn nur gewährleistet wird, daß naß in naß gearbeitet wird.

Besonders günstigen Reinheitsgrad erreicht man, wenn in Weiterbildung der Erfindung der Korundanteil des Korund-Flüssigkeitsgemisches 40 Vol.96 und der Gasdruck 6 atm beträgt. Diese Werte lassen sich aber je nach den besonderen Verhältnissen und Bedingungen en !sprechend variieren.

Um eine ausreichende Spülung der bestrahlten Oberfläche zu gewährleisten, sind 1 bis 10 1/100 cm² Spülflüssigkeit aufzubringen. Als Spülflüssigkeit kann, wie auch als Flüssigkeit für das Korund-Flüssigkeitsgemisch Wasser verwendet werden.

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Werden Oberflächen mit einem besonders hohen Reinheitsgrad verlangt, so kann in weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem Bestrahlen der Werkstoffoberfläche mit dem Korund-Flüssigkeitsgemisch und vor dem Spülen noch eine Reiriigungsbeize, beispielsweise eine verdünnte Salpetersäure, auf die Oberfläche aufgebracht werden.

Wie bei verschiedenen Versuchen festgestellt werden konnte, war bei einem Korund-Wassergemisch mit 40 % Korund und einem Gasdruck von 6 atm zur Beseitigung von

Wärmebehandlungszunder etwa 1 bis 2 kg/100 cm Strahlgut erforderlich. Zur Beseitigung von Walzzunder wurden 2 bis 3 kg/100 cm Strahlgut verwendet, wobei bei allen untersuchten Proben eine Ferritfreiheit erreicht worden ist, wenn etwa 10 bis 15auö von der Oberfläche abgestrahlt wurden. Für die Beseitigung von Verunreinigungen durch Fett, Öl, Ferritstaub und Glühung wurden etwa 1 bis 2 kg

Strahlgutmenge pro 100 cm erforderlich, wobei der Durchsatz etxia 6 kg/min betrug. Der Strahlkegeldurchmesser an der Werkstoffoberfläche wurde dabei zwischen 20 und 200 mm gewählt.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß zum Bestrahlen der Werkstoffoberfläche nicht immer neues Strahlgut verwendet werden muß. Das verbrauchte Strahlgut kann nämlich ohne weiteres in einem Zentrifugal-Separator gereinigt und wieder zum Bestrahlen verwendet werden, wobei die verbleibenden Ferrit-Verunreinigungen des Strahlgutes keine Rolle spielen.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   Verfahren zum Reinigen austenitischer Werkstoffoberächen, insbesondere von ferritischen Kontaminationen, mit Hilfe eines auf die zu reinigende Oberfläche aufgeblasenen Gemisches aus Korund und Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das einen Korundanteil von 10 bis 90 Vol.96 aufweisende Korund-Flüssigkeitsgemisch durch ein Druckgas mit einem sich mit dem Flüssigkeitsanteil von 4 auf 10 atm erhöhenden Mindestdruck beschleunigt wird und daß auf die bestrahlte Oberfläche Spülflüssigkeit aufgebracht wird, bevor die bestrahlte Oberfläche abtrocknet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der K^rundanteil des Korund-Flüssigkeitsgemisches 40 Vol.96 und der Gasdruck 6 atm beträgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülflüssigkeit in einer Menge von 1 bis 10 1/100 cm aufgebracht wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Bestrahlen der Werkstoffoberfläche mit dem Korund-Flüssigkeitsgemisch und vor dem Spülen eine Reinigungsbeize, beispielsweise eine verdünnte Salpetersäure, auf die Oberfläche aufgebracht wird.

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