DE2830931A1

DE2830931A1 - Verfahren zum abdichten schadhafter stellen von emaillierten flaechen

Info

Publication number: DE2830931A1
Application number: DE19782830931
Authority: DE
Inventors: Horst Hermansky
Original assignee: Ibg Monforts & Reiners & Co GmbH; Monforts & Reiners Ibg
Current assignee: Ibg Monforts U Co 4050 Moenchengladbach De GmbH
Priority date: 1978-07-14
Filing date: 1978-07-14
Publication date: 1980-01-24
Also published as: DE2830931C2

Description

Verfahren zum Abdichten schadhafter Stellen von
emaillierten Flachen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten schadhafter Stellen von ernaillierten Gleichen, z. B von Kessel-bzw. Behälterin-nenwanden und gegebenenfalls deren Stutzen oder von Apparaten, wie Rührwerken, gegenüber mit den Flächen in Berührung kommenden und bei Kontakt mit dem emaillierten Untergrund durch diesen verunreinigten Medien, insbesondere Flüssigkeiten.
Vor allem in der chemischen Industrie werden emaillierte Stahlkessel, Apparate, Rührwerke o. ä. verwendet, die beispielsweise zum Aufbewahren, Behandeln oder Mischen von Medien, wie mehr oder weniger viskose Flüssigkeiten, vorgesehen sind. In vielen Fällen muß dabei unbedingt verhindert werden, daß die Medien mit dem emaillierten Untergrund, z. B. Stahl, in Berührung kommen, weil dadurch der Stahl korrodiert und/oder die Medien verunreinigt werden.
Da jedoch bei Betrieb der emaillierten Behälter bzw.
Apparate immer wieder Emailschäden auftreten, ist man gezwungen, diese Fehler zu reparieren. Bisher werden solche Reparaturen in der Regel mit Hilfe von teilweise oder ganz aus Tantal oder ähnlich teuren Metallen, wie Silber, Gold und/oder Platin, bestehenden Stopfen, Kappen, Platten oder - bei der Ausbesserung von Behälter-Stutzen -Schürzen ausgeführt. Zwischen den aus Tantal oder anderen teuren gegenüber den fraglichen Medien resistenten etallen bestehenden Bauteilen und der emaillierten zu reparierenden Fläche können dabei teilweise oder ganz aus Polytetrafluoräthylen (RUFE) hergestellte Dichtscheiben liegen.
Ersichtlich is-t der Aufwand zu den Reparaturen wegen des sehr hohen Materialpreises der erwähnten Metalle groß.
Als Nachteil der bekannten Reparaturkörper bzw. zum Abdichten von Emailfehlern vorgesehenen Abdeckkörpern kommt hinzu, daß diese Bauteile eine relativ geringe Eigenelastizität haben. Trotz des hohen Aufwandes können daher infolge von thermisch bedingten Dimensionsänderungen, sphärischen Formen oder bei erheblichen Unebenheiten der zu reparierenden Flächen Undichtigkeiten auftreten. Um der entsprechenden Gefahr zu begegnen, verwendet man die genannten Dichtscheiben aus PTFE. Dieses Kunststoffmaterial muß dabei allerdings unter erheblichen Druck gesetzt werden, damit es eventuellen Unebenheiten oder Verformungen der zu reparieren den Fläche fließend folgen kann. Da jedoch mit der Größe des ausgeübten Drucks die elastische Rückstellmöglichkeit von Kunststoffen, wie PTFE, abnimmt, können trotz der eingelegten Dichtscheiben Undichtheiten auftreten, wenn erhebliche thermisch bedingte Dimensionsänderungen während des Betriebs des reparierten Behälters bzw. der Apparatur vorkommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand der bisher zum Reparieren der emaillierten Flächen verwendeten Abdeckkörper zu vermindern und die Abdeckkörper gleichzeitig so auszubilden, daß sie auch bei für das Abdichten extrem ungünstigen Formen der jeweiligen Behälter bzw. Apparate und bei erheblichen thermisch bedingten Dimensionsänderungen der letzteren einen sicheren Schutz gegen ein Vordringen der zu lagernden bzw. zu behandelnden oder zu mischenden Medien zu den jeweils beschädigten Emailstellen bieten. Bei dem Verfahren eingangs genannter Art besteht die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe darin, daß als Abdeckkörper Fluorkohlenstoff-Formteile verwendet werden. Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und einige besonders wesentliche Merkmale der Abdeckkörper sind in den Unteransprüchen beschrieben worden.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Abdichten schadhafter Stellen emaillierter i'lächen mit Hilfe von den Erfordernissen der Emailflächen und den Eigenschaften des jeweils verwendeten Fluorkohlenstoffs angepaßten Reparaturteilen bzw. Abdeckkörpern, wie Stopfen, Kappen und Platten sowie - zur Stutzenausbesserung - Schürzen geschaffen worden, bei dem als Abdeckkörper Fluorkohlenstoff-Formteile verwendet werden, <le beispielsweise aus gepreßtem und gesintertem PTFE bestehen oder vorzugsweise aus einem mit gepreßtem und gesintertem Fluorkohlenstoff umgebenen, ein- oder mehrteiligen Stahlkern hergestellt sind.
Zwischen das Fluorkohlenstoff-Formteil und die abzudichtende Emailfläche soll dabei zweckmäßig ein härtende Dichtungsmaterial, insbesondere ein Kitt, eingelegt werden. Unter anderem, um ein Austreten des Dichtungsmaterials aus dem Raum zwischen dem als Fluorkohlenstoff-Formteil ausgebildeten Abdeckkörper und der abzudichtenden Emailfläche zu verhindern, ist es günstig, eine an den Abdeckkörper angeformte Dichtlippe vorzusehen. Diese Dichtlippe, die an dem Fluorkohlenstoff-Formkörper, beispielsweise als halber O-Ring, angedreht sein kann, soll einen so großen Umfang haben, daß die jeweilige gesamte schadhafte Stelle in der Emailfläche ganz von der Dichtlippe umgeben ist. Die Dichtlippe hat aber nicht nur die Aufgabe, ein Austreten von Dichtungsmaterial zu verhindern, sondern vor allem diejenige, die Dichtfläche (Auflagefläche) zu verkleinern und dadurch den Druck an der Dichtfläche bei gleicher auf den Abdeckkörper ausgeübter Anpreßkraft zu erhöhen.
Als Material für die erfindungsgemäßen Fluorkohlenstoff-Formteile kommt, wie gesagt, vor allem PTFE infrage. Anwendbar sind aber auch Alternativstoffe oder Copolymere dieses Materials, wie PFA, EOTFE, PVDF oder iZP. Bei mit der zu reparierenden Emailfläche verschraubten Abdeckkörpern, wie Stopfen, Kappen oder Platten, enthalten die Fluorkohlenstoff-Formteile in der Regel einen Metallkern, insbesondere aus Stahl oder einem ähnlich festen, elastischen Material. Dieser Metallkern wird, wenn der Abdeckkörper selbst als Schraube ausgebildet ist, beispielsweise bei einem Stopfen, oder wenn der Abdeckkörper mit einer einzigen Schraube zu befestigen ist, zweckmäßig so geformt, daß er sich relativ zu der Kunststoffummantelung nicht verdrehen kann.
Im Falle des relativ kleinflächigen Stopfens ist dessen Schraub- bzw. Dichtkopf vorzugsweise aus einem mit gegepreßtem oder gesintertem Fluorkohlenstoff umgebenen Stahlkern gebildet, wobei an letzterem ein Schraubbolzen zum Einschrauben in den zu reparierenden Untergrund der emaillierten Fläche angesetzt ist.
Zum Abdichten von größeren schadhaften Stellen werden erfindungsgemäß platten- bzw. kappenförmige, insbesondere einen Metallkern aufweisende, Fluorkohlenstoff-Formteile verwendet. Diese sind so ausgebildet, daß sie mit wenigstens einer einen mit Fluorkohlenstoff ummantelten Kopf aufweisenden, in ein Schraubloch des Untergrundes zu setzenden Metallschraube auf der abzudeckenden Fläche befestigt werden können.
Vor dem Befestigen der erfindungsgemäßen Abdeckkörper mit Hilfe von an diese angesetzten Schraubbolzen oder aber mit Hilfe von gesonderten Schrauben wird die zu reparierende Stelle der Emaillefläche zunächst gereinigt und abgeschliffen, und es werden die erforderlichen Gewindekern-Löcher in den Untergrund der schadhaften Emaillestelle eingebracht. Alsdann wird der Abdeckkörper so auf die schadhafte Stelle aufgesetzt, daß eine gegebenenfalls am Abdeckkörper vorhandene umlaufende Dichtlippe die schadhafte Stelle ganz umgibt. Infolge der Elastizität des Stahlkerns und wegen der durch den Anpreßdruck teilweise fliegenden Dichtlippe können dann auch unebene oder beispielaweise sphärische Emailflächen schon bei relativ geringer auf den Abdeckkörper wirkenden Anpreßkraft so sicher und dauerhaft abgedeckt werden, daß selbst starke thermisch bedingte Dimensionsänderungen nicht mehr zu Undichtheiten führen können.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können unter Anwendung der Fluorkohlenstoff-Formkörper auch Emailreparaturen an Öffnungslöchern, insbesondere an Stutzen von innen emaillierten Behältern oder Kesseln ausgeführt werdon. Gerade an den scharfen Außenkrümmungen am Außenrand vn Kessel-Stutzen treten häufig Beschädigungen der Emaille auf. Erfindungsgemäß erfolgen solche Reparaturen vorzugsweise dadurch, daß ein als der Innenform des Stutzens angepaßte Schürze ausgebildetes Fluorkohlenstoff-Formteil mit auf dem Außenrand des Stutzens bzw. der Öffnung auf-J egendem umlaufendem Flansch und mit mindestens einer an der Innenseite der Öffnung anliegenden Dichtlippe in den Stutzen passend eingesetzt wird. Die Dichtlippen liegen dabei - an dem dem Flansch gegenüberliegenden Ende der Schürze - unter Druck an der Wand des Stutzens an. Der auf die Dichtlippen wirkende Druck entsteht dadurch, daß der Radius der Dichtlippen etwas größer ist, als der freie Durchmesser des Stutzens im Bereich der Dichtlippen. Vorzugsweise wird außerdem - ähnlich wie bei den vorgenannten Stopfen, Kappen oder Platten - der durch die Dichtlippen begrenzte Raum zwischen dem Fluorkohlenstoff-Formteil (Schürze) und der Wandung des Stutzens mit einem aushärtbaren Dichtmaterial, insbesondere einem Kitt, ausgefüllt. Die Dichtlippen verhindern auch hierbei eine Berührung des Kitts mit dem Innenraum des Behälters bzw.
mit dem darin befindlichen Medium.
Vorzugsweise bei Beschädigungen der emaillierten Kante an der Außenseite des Stutzens ist es zweckmäßig, in den Flansch des als Schürze ausgebildeten Fluorkohlenstoff-Formteils einen Metallring, z. B aus Stahl, einzulegen. Als Metallring ist u. a. ein Stahl-Wellring geeignet. Der Metallring dient dazu, ein Abdrücken der Beschädigung der Emaille durch den Fluorkohlenstoff-Formkörper hindurch zu verhindern. Zweckmäßig wird der Metallring innerhalb des Flansches auf der dem Behälter zugewandten Flanschfläche mit lt und auf der der Außenseite des Flansches zugewandten Fläche mit Silikon-Kautschuk bedeckt. Alternativ kann auch ein als Wellring ausgebildeter Metallring aus Stahl beiderseits mit It belegt werden. Zum Einfügen des Metallrings in den Flansch des als Schürze ausgebildeten Fluorkohlenstoff-Formteils wird vorzugsweise in den Flansch radial von außen eine Ausnehmung, insbesondere ein durch Eindrehen gebildeter Einstich, eingebracht. Der Metallring kann dann in die Ausnehmung bzw. in den Einstich eingelegt werden, indem man den äußeren Flanschring anhebt und den Ring darüberstülpt, bis er in der Ausnehmung liegt.
Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 und 2 ein als Stopfen ausgebildetes Fluorkohlenstoff-Formteil im Längs- und Querschnitt; Fig. 3 und 4 Querschnitt und Draufsicht eines plattenförmigen Fluorkohlenstoff-Formteils; und Fig. 5 ein als Schürze zur Stutzenauskleidung ausgebildetes Fluorkohlenstoff-Formteil im Querschnitt.
Das zum Burchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Fluorkohlenstoff-Formteil gemäß Fig. 1 und 2 ist ein Stopfen, der einen Metallkern 1 mit angesetztem Schraubbolzen 2 aufweist, wobei der Kopf des Stopfens bzw. der Metallkern 1 mit einem Mantel 3 aus PTFE versehen ist. Der PURE-Mantel 3 ist selbst als Sechskant-Schraubkopf ausgebildet. Der Stopfen gemäß Fig. 1 und 2 kann also unmittelbar in ein in den Untergrund der zu reparierenden emaillierten Fläche eingebrachtes Schraubloch eingedreht werden. Beim Einschrauben berührt der Schraubkopf die emaillierte Fläche im wesentlichen nur im Bereich einer Dichtlippe 4. Lettere kann als halber O-Ring an den Mantel 3 angedreht sein. Der Durchmesser des O-Rings 4 ist so gewählt, daß die schadhafte Stelle der Emailfläche ganz von ihm umgeben wird. Da die Auflagefläche des O-Rings 4 relativ klein ist, genügt eine entsprechend geringe Anpreßkraft des Stopfens gemäß Fig.
1 und 2, um einen zum Abdichten der schadhaften Stelle ausreichenden Anpreßdruck mit Hilfe des Stopfens zu erzeugen.
Der Raum zwischen der zu reparieren den Fläche und der dieser zugewandten Fläche des Stopfens wird vorzugsweise mit einem härtenden Kitt ausgefüllt. Die Dichtlippe 4 verhindert dabei sowohl ein Austreten des Kitts beim Festschrauben als auch eine Berührung zwischen Kitt und dem jeweils von der schadhaften Stelle in der Emailfläche abzuschirmenden Medium. Es ist zweckmäßig, den Metallkern so zu formen, z. B. zu verzahnen, daß der Kern 1 und damit der Schraubbolzen 2 beim Drehen des Stopfens mitgedreht wird.
Mit Hilfe von Schrauben mit mit Fluorkohlenstoff ummanteltem Kopf, die ähnlich wie der Stopfen gemäß Fig 1 und 2 ausgebildet sind, können auch größere Platten gemäß Fig. 3 und 4 oder Kappen auf zu reparieren den Stellen von emaillierten Flächen befestigt werden. Eine solche Platte 5 besteht erfindungsgemäß vorzugsweise aus einem mit Fluorkohlenstoff 6 dick ummantelten elastischen Stahlkern 7 mit mindestens einem Bohrloch 8 zum Einsetzen einer Befestigungsschraube 9 mit ebenfalls mit Fluorkohlenstoff 10 ummanteltem Kopf 11. Auch diese Platte soll auf der der Emailfläche 12 zugewandten Fläche wenigstens eine Dichtlippe 13 aufweisen, die die gesamte abzudichtende schadhafte Stelle 14 umfaßt und auch im übrigen im weqentlichen dieselbe Aufgabe hat wie bei dem Stopfen gemäß Fig 1 und 2. Zwischen der Platte 5 und der Emailfläche li t vorzugsweise ein aushärtendes Dichtmaterial 15.
Rig 5 zeigt den Querschnitt durch eine erfindungsgemäß mii; Gilfe eines als Schürze ausgebildeten Fluorkohlen-.S"(llf-Formteils reparierte Stutzenöffnung eines Kessels.
bs ist dabei angenommen, daß an der Kante zwischen Sbubzenflansch 20 und Stutzenhals 21 eine beschädigte Stelle 22 vorliegt. In den Stutzen ist daher - bei zylindrischer Stutzenöffnung - eine rotationssymmetrische, insgesamt mit 23 bezeichnete Schürze aus Fluorkohlenstoff eingesetzt worden. Die Schürze besteht aus einem Hals 24 und einem Flansch-25. Der Hals 24 weist am unteren, dem Behälterinnern zugewandten Ende 26 mindestens eine umlaufende Dichtlippe 27 auf. Der Raum zwischen dem Stutzenhals 21 und dem Schürzenhals 24 wird vorzugsweise mit einem aushärtenden Dichtungsmaterial 28, insbesondere einem Kitt, ausgefüllt. Die Dichtlippen 27 verhindern ein Eindringen des Dichtungsmaterials 28 in das Innere des Behälters und eine Berührung des bei Betrieb in den Behälter eingefüllten Mediums mit dem Dichtungsmaterial.
Wesentlich ist, daß die Dichtungslippen 27 einen Außen durchmesser aufweisen, der größer ist als die lichte Weite des Stutzenhales 21. Dadurch wird erreicht, daß die Dichtlippen 27 in jedem Falle, d. h. auch bei thermisch bedingten Dimensionsänderungen des Stutzenhalses 21, fest gegen dessen Wandung gepreßt sind.
Wenn an der Kante des Stutzens eine Verletzung 22 vorliegt, würde ohne besondere Vorkehrungen die Gefahr bestehen, daß der unter Druck relativ leicht fließende Fluorkohlenstoff der Schürze 23 in die Verletzung 22 eingedrückt wird. Es ist daher vorteilhaft, in eine radiale Ausnehmung 29 des Schürzenflansches 25 einen Metallring 30 einzusetzen. Es kann sich hierbei um einen Stahl-Wellring handeln, der beiderseits in ein Füllmaterial 31, wie It, eingebettet ist. Die radiale Ausnehmung 29 des Schürzenflansches 25 läßt sich, falls die Schürze 23 beispielsweise aus gepreßtem und gesintertem PTFE besteht, durch Eindrehen herstellen. Der Metallring 30 kann dann in die Ausnehmung 29 eingebracht werden, indem man das äußere Teil 32 des Schürzenflansches 25 rundum nach oben klappt.
Leerseite

Claims

Verfahren zum abdichten schadhaft-er Stellen von emaillierten Eichen Paentansnrche 1. Verfahren zum Abdichten schadhafter Stellen von ernaillierten Flächen, beispielsweise von Kessel- bzw. Behälterinnenwänden und gegebenenfalls deren Stutzen oder von Apparaten, wie 1?ührwerken, gegenüber mit den Flächen in Berührung kommenden und bei Kontakt mit dem emaillierten Untergrund durch diesen verunreinigten Medien, insbesondere Flüssigkeiten, bei dem die schadhaften Stellen mit Hilfe von aus gegenüber den Medien beständigen Werkstoffen bestehenden Abdeckkörpern, wie Stopfen, Kappen oder Platten bzw. Stutzenauskleidungen, dichtend belegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckkörper ein Fluorkohlenstoff-Formteil (3, 6, 23) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Polytetrafluoräthylen als Fluorkohlenstoff verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Fluorkohlenstoff-Formteil und die abzudichtende Fläche ein härtendes Dichtungsmaterial-(15, 28), insbesondere ein Kitt, eingefügt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Austreten des Dichtungsmaterials aus dem Raum zwischen dem als Fluorkohlenstoff-Formteil ausgebildeten Abdeckkörper (3, 5, 23) und der abzudichtenden Fläche durch eine an den Abdeckkörper angeformte Dichtlippe (4, 13, 27) verhindert wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fluorkohlenstoff-Formteil mit einem Metallkern (1, 7, 30), insbesondere aus Stahl oder einem ähnlich festen, elastischen Material, verwendet wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluorkohlenstoff-Formteile mit Hilfe eines an den Metallkern (1) angesetzten Schraubbolzens (2) oder mit Hilfe einer Schraube (9) mit mit Fluorkohlenstoff ummanteltem Kopf (11) im Untergrund der emaillierten Fläche befestigt werden.
7. Verfahren nac h einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abdichten einer schadhaften Stelle (14) ein platten- bzw. kappenförmiges, insbesondere einen Metallkern (7) aufweisendes, Fluorkohlenstoff-Formteil (5) mit Hilfe wenigstens einer einen mit Fluorkohlenstoff (10) ummantelten Kopf (11) aufweisenden, in ein Schraubloch (8) des Untergrundes zu setzenden Metallschraube (9) auf der ab zudeckenden Fläche (12) befestigt wird.
8. Fluorkohlenstoff-Formteil zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine auf der der abzudichtenden emaillierten Fläche zugewandten Seite angeformte, insbesondere angedrehte, die jeweilige schadhafte Stelle ganz umgebende Dichtlippe (4, 13) aus Fluorkohlenstoff.
9. Fluorkohlenstoff-Formteil nach Anspruch 8 gekennzeichnet durch eine unter der Andrückkraft der Metallschraube (9) bzw. der Metallschrauben elastisch federnd an die abzudichtende Fläche anpressbare, insbesondere bombierte, Formgebung.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine schadhafte Stellen (22) aufweisende Öffnung, insbesondere ein Stutzen, eines innen emaillierten Behälters bzw. Kessels durch Einpassen eines als Schürze (23) ausgebildeten Fluorkohlenstoff-Formteils mit auf dem Außenrand (20) der Öffnung aufliegendem umlaufendem Flansch (25) und mit mindestens einer an der Innenseite der Öffnung anliegen Dichtlippe (27) ausgekleidet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Innenseite des Behälters durch die Dichtlippe (27) begrenzte Raum zwischen dem Fluorkohlenstoff-Formteil und der Wandung (21) der Öffnung mit einem aushärtbarem Dichtmaterial (28), insb-esondere einem Kitt, ausgefüllt wird.
12. Fluorkohlenstoff-Formteil zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch einen umlaufend in den Flansch (25) eingebetteten Metallring (30), insbesondere aus Stahl.
13. Formteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (30) ein Stahl-Wellring ist.
14. Formteil nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Flansches (25) zwischen dem Metallring (30) und der dem Behälter zugewandten Flanschfläche ein Füllmaterial (31), wie It, und zwischen dem Metallring (30) und der vom Behälter abgewandten Flanschfläche (32) Silikon-Kautschuk eingefügt ist.
15. Formteil nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß beide Flächen des als ellring ausgebildeten Metallrings (30) mit It belegt sind.
16. Formteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (30) in eine radial von außen in den Flansch (25) eingebrachte Ausnehmung (29), insbesondere in einen durch Eindrehen gcbildeten Einstich, eingelegt ist.