DE2637836C2

DE2637836C2 - Vorrichtung zum Vernickeln von Bauteilen

Info

Publication number: DE2637836C2
Application number: DE2637836A
Authority: DE
Inventors: Edwin Dipl.-Ing. Erben; Ladislav Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Koydl
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MT Aerospace AG
Priority date: 1976-08-21
Filing date: 1976-08-21
Publication date: 1983-12-08
Also published as: FR2362215A1; JPS5953350B2; FR2362215B3; JPS5326238A; NL7709141A; US4183320A; GB1540339A; DE2637836A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vernickeln eines fertigen Bauteils, das mit einem elektrischen Stromfluß erwärmt und zugleich mit einem kontinuierlich fließenden, Nickeltetracarbonyl enthaltenden Gasstrom beaufschlagt wird, wobei die Vorrichtung eine ortsfeste Reaktionskammer mit einem Gaseinlaßrohr und einem Gasauslaßrohr enthält

Im Rahmen der Herstellung von Uran für Energiegewinnungsanlagen ist es notwendig, eine Isotopentrennung durchzuführen, im Verlauf deren das erwünschte U 235 vom hauptsächlich in Uranmetall -»enthaltenden U 238 getrennt werden muß. Um diese Isotopentrennung durchzuführen, wird als Zwischenprodukt Uranhexafluorid (UF₆) hergestellt, das Gegenstand des eigentlichen Trennverfahrens ist Dieses Gas ist nicht nur radioaktiv, sondern darüber hinaus in außerordentlichem Maße gegenüber anderen Materialien aggressiv und korrosiv, was seine Handhabung außerordentlich erschwert Die Wirtschaftlichkeit von Trennanlagen ist grundsätzlich äußerst gering, d. h, zum Erzielen einer bestimmten Menge des gewünschten Endprodukts ist ein außerordentlich hoher Aufwand an Anlageinvestition notwendig. Hieraus resultiert zwangsläufig, daß Anlagen über Jahrzehnte hinaus in Benutzung bleiben müssen, um rentabel zu werden. Im Zusammenhang mit dem oben Gesagten bedeutet dies aber, daß alle mit dem Prozeßgas in Berührung kommenden Anlagenteile nicht nur vorübergehend, sondern dauernd korrosionsfest sein müssen. Als. Schutzschicht wird eine Nickelschicht bevorzugt. Es war aber bislang schwierig, eine homogene, durchgehende Schicht zu erzeugen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum besonders vorteilhaften Vernickeln von Schleudertrommeln für Gaszentrifugen zu finden.

Die Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine rasche, reproduzierbare Beschichtung von Trommeln möglich, wobei außerdem auf einfache Weise eine genaue Temperaturregelung und durch entsprechende Ausbildung der Gaseinlaßrohre eine homogene Beaufschlagung des Beschichtungsmittel über die gesamte Fläche der Trommel möglich ist Das Beschichtungsgas dringt selbst in haarfeine Spalten ein.

Die Ausbildung der Schicht und die örtliche Schichtdicke kann durch Führung bzw. örtliche Konzentration des Beschichtungsgasstromes weitgehend beeinflußt werden; insbesondere kann der beim ίο Galvanisieren besonders unerwünschte »Kanteneffekt« unterbunden werden, der auf das. Phänomen zurückzuführen ist, daß die elektrische Stromdichte an Kanten besonders hoch ist wodurch an scharfen Kanten beim Galvanisieren eine höhere Schichtdicke herausgebildet wird als an.ebenen Flächen. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es allerdings auch möglich, beispielsweise ein fertiges Bauteil über die verschiedenen Gaseinlaßrohre mit unterschiedlichen Gasstromen zu beaufschlagen und somit für örtlich größere oder geringere Schichtdicke zu sorgen.

Darüber hinaus weist unter besonderen Umständen die Erwärmung durch elektrischen Strom noch weitere Vorzüge auf: bei wenig beanspruchten Bauteilen beispielsweise, deren Herstellung wegen der geringen Beanspruchung auch nicht mit der Sorgfalt vorgenommen wird, wie dies bei hochbeanspruchten Teilen der Fall ist, können insbesondere bei Schweiß-, Lot- oder sonstigen Fügestellen Haarrisse verbleiben, die an sich harmlos sind, die aber wegen der sich in diesen Rissen absetzenden Feuchtigkeit besonderen Anlaß zur Bildung von HF bieten können; da an derartigen Zonen die von elektrischem Strom durchflossene Materialstärke abnimmt, steigt demnach die Temperatur und somit auch die Nickelablagerung, so daß sich selbsttätig an besonders gefährdeten Stellen ein Nickelüberzug größerer Dicke ausbildet

Um die bei der extrem beanspruchten Schleudertrommel einer Gaszentrifuge besonders hohe Genauigkeit zu erzielen, wird mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Gaszentrifuge während des Beschichtungsvorganges in Drehung versetzt, so daß aus einer etwa örtlich vorhandenen Beschichtungskonzentration nicht eine örtlich dickere Schicht resultieren kann, sondern allenfalls eine über den Umfang verteilte größere Schichtdicke, die aber ihrerseits keine Unwucht bildet; daher kann auch die Reaktionskammer zur Aufnahme der Schleudertrommel verhältnismäßig klein gehalten werden, da nunmehr der gleichmäßigen Verteilung des Beschichtungsgases keine größere so Bedeutung mehr zukommt; es ist lediglich notwendig, daß die Reaktionskammer ständig über Einlaß und Auslaß durchströmt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß ein Gaseinlaßrohr die beiden Widerlager in der Drehachse verbindet und das andere ortsfeste längs der Kontur der Schleudertrommel mit zu dieser hingewandten Auslaßöffnungen angeordnet ist. Durch diese beiden Rohre tritt Beschichtungsgas in die Reaktionskammer, die einen Auslaß zum Aufrechterhalten des erforderlichen Durchgangsstroms aufweist. Das eine der beiden erfindungsgemäßen Rohre beaufschlagt hierbei das Innere der Schleudertrommel, während das andere der beiden Rohre Beschichtungsgas zur Oberfläche der Trommel hin über Düsen ausströmen läßt, wobei sich die Trommel während des Beschichtungsvorgangs, wie oben erläutert, ständig in Umlauf befindet Es wird somit gewährleistet, daß jede Oberflächenstelle der Trommel mit Beschichtungsgas

beaufschlagt wird, ohne daß unnötig viel Beschichtungs- ?as der Reaktionskammer zugeführt werden muß. Es ist sogar möglich, eine größere Reaktionskammer zur Aufnahme mehrerer Schleudertrommeln vorzusehen, wobei durch die erfindungsgemäße Ausbildung gewährleistet ist, daß jeweils bei jeder Trommel die gleiche, genau dosierbare Menge von Gas über die Oberfläche hinweggeleitet ist Es kann somit aus dem in die Reaktionskammer eingeleiteten Reaktionsgas und der an jeder Schleudertrommel anliegenden Stromstärke ein direkter Rückschluß auf die Schichtdicke an der Schleudertrommel gezogen werden.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert, in der eine Vorrichtung zum Vernickeln einer Gaszentrifugen-Schleudertrommel schematisch dargestellt ist

Eine Reaktionskammer 1 ist «n ihrem unteren Ende mit zwei Einlaßrohren 2 und 3 sowie an ihrem oberen Ende mit einem Auslaßrohr 4 versehen. Koi-zentrisch innerhalb der zylindrischen Reaktionskammer 1 ist eine Gaszentrifugen-Schleudertrommel 5 angeordnet, die an ihrem Boden und Deckel von einem unteren bzw. oberen Kontaktring 6, 7 abgestützt ist Die beiden Kontaktringe 6, 7 sind jeweils mit einem Teil eines (in der Zeichnung nicht dargestellten) Stromkreises verbunden, der durch die Schleudertrommel geschlossen wird. Beide Kontaktringe sind drehbar angeordnet und der obere Kontaktring 7 steht mit einem Antriebsmotor

8 in Verbindung, über den der Kontaktring 7 und damit auch die Schleudertrommel 5 in Drehung versetzbar sind, da aufgrund des einwandfreien elektrischen Übergangs zwischen Kontaktring 6, 7 und Schleudertrommel 5 für einen sauberen Paßsitz gesorgt werden muß, über den auch das Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors 8 übertragbar ist.

Der untere Kontaktring ist durchbohrt und ist drehbar, aber im wesentlichen gasdicht auf dem Einlaßrohr 2 angeordnet; er wird von einem Brauserohr

9 durchdrungen, das seinerseits koaxial zur Schleudertrommel 5 verläuft und dementsprechend im Kontaktring 7 mündet In den Umfang des Brauserohres 9 ist eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten Düsen 10 gebohrt durch die das Beschichtungsgas in das Innere der Gaszentrifuge austreten kann. Dieses Gas beaufschlagt die Innenwände der Schleudertrommel 5, bevor es durch Auslaßöffnungen (nicht dargestellt) in den Reaktionsraum 1 hinaus entweicht Derartige Auslaßöffnungen können beispielsweise durch Bohrungen im oberen Kontaktring 7 gebildet werden.

Beim Beschichten einer extrem dünnen, vielgliedrigen Schleudertrommel kann das Brauserohr 9 derart ausgebildet werden, daß es die Schleudertrommel 5 abstützt und die aus deren Gewicht resultierenden Kräfte über das Beschichtungsgas-Einlaßrohr 2 in die Bettung der Reaktionskammer einleitet

Exzentrisch ist neben dem Beschichtungsgas-Einlaßrohr ein zweites Beschichtungsgas-Einlaßrohr im Boden der Reaktionskammer 1 angeordnet das in ein Konturrohr 11 mündet; dieses Konturrohr 51 umgibt schablonenartig die Schleudertrommel 5 und weist somit einen oberen und unteren im wesentlichen zur Schleudertrommel radial verlaufenden Abschnitt, sowie einen langen,, im wesentlichen zur Schleudertrommel achsparallel verlaufenden Abschnitt auf; die Abschnitte sind benachbart zur Stirn-, Seiten- und Bodenfläche der Schleudertrommel angeordnet und weisen zur Schleudertrommel hingerichtete Sprühdüsen 12 auf, aus denen das zum Rohr 3 eingeleitete Gas unmittelbar zur Wand der Schleudertrommel 5 hin ausströmt. Nachdem dieses Beschichtungsgas mit der Oberfläche der Schleudertrommel 5 in Kontakt gekommen ist, verläßt es den Reaktionsraum 1 durch das Auslaßrohr 4.

Der in der Zeichnung dargestellte Reaktionsraum 1, der nur zur Aufnahme einer Schleudertrommel 5 vorgesehen ist, kann auch für die Beschichtung mehrerer Schleudertrommeln ausgelegt werden, wenn jeweils jeder Trommel zwei Kontaktringe, ein Antrieb und ein aus Konturrohr und Brauserohr gebildetes Beschichtungssystem zugeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Vernickeln eines fertigen Bauteils, das mit einem elektrischen Stromfluß erwärmt und zugleich mit einem kontinuierlich fließenden, Nickeltetracarbonyl enthaltenden Gasstrom beaufschlagt wird, wobei die Vorrichtung eine ortsfeste Reaktionskammer mit einem Gaseinlaßrohr und einem Gasauslaßrohr enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vernickeln der Schleudertrommel einer Gaszentrifuge an den beiden Enden der Reaktionskammer (1) je ein elektrisch leitfähiges, mit einem Stromkreis verbundenes und drehbares Widerlager (6,7) zur Aufnahme der Schleudertrommel (5) angeordnet ist, von denen das eine zum anderen koaxial ist und mindestens eines durch eine Antriebseinrichtung (8) in Drehung versetzbar ist, und daß zwei Gaseinlaßrohre (9, 11) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Einlaßrohr (9) die beiden Widerlager (6,7) in der Drehachse verbindet und das andere (11) ortsfest längs der Kontur der Schleudertrommel (5) mit zu dieser hingewandten Auslaßöffnungen (12) angeordnet ist