DE2854654A1 - Verfahren und einrichtung zum auftragen von schutzueberzuegen auf metallrohre - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum auftragen von schutzueberzuegen auf metallrohre

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DE2854654A1 DE19782854654 DE2854654A DE2854654A1 DE 2854654 A1 DE2854654 A1 DE 2854654A1 DE 19782854654 DE19782854654 DE 19782854654 DE 2854654 A DE2854654 A DE 2854654A DE 2854654 A1 DE2854654 A1 DE 2854654A1
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Description

  • Verfahren und Einrichtung zum Auftragen von Schutzüber-
  • zügen auf Metallrohre Die Erfindung bezieht sich auf den Korrosionsschutz von Metallen, insbesondere auf Verfahren zum Auftragen von Schutzüberzügen auf Metallrohre und Einrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren.
  • Am vorteilhaftesten kann die Erfindung bei der Herstellung von Wärmetauschern eingesetzt werden, bei denen die Rohrwandung Medien mit unterschiedlichen physikalischchemischen Eigenschaften trennt, z. B. in der Wärmeenergetik, wo das äußere Medium aus Verbrennungsprodukten eines schwefelreichen Brennstoffes und das innere Medium aus Wasser und Wasserdampf besteht.
  • Die Herstellung von Rohren aus einem Metall, das eine hinreichende Korrosionsfestigkeit gegenüber zwei in ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften unterschiedlichen Medien besitzt, ist oft mit der Notwendigkeit verbunden, hochlegierte Speziallegierungen zu verwenden, was wirtschaftlich nicht gerechtfertigt ist. In einer Reihe von Fällen gelingt es praktisch nicht, eine derartige Legierung auszuwählen.
  • Einer der Wege zur Lösung des genannten Problems ist die Herstellung von bimetallischen Rohren und Rohren mit Schutzüberzügen. Im ersteren Fall ergeben sich erhebliche technische Schwierigkeiten, die nicht immer vertretbar sind. Im zweiten Fall weisen die Schutzüberzüge an Rohren aus billigen niedriglegierten und unlegierten Stählen nicht immer eine ausreichend hohe Beständigkeit in zwei unterschiedlichen Korrosionsmedien auf.
  • Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Schutzüberzügen an Metallrohren gestatten es, auf der Innen- und der Außenfläche der Rohre Über züge gleicher oder ähnlicher Zusammensetzung zu erhalten.
  • Von den verschiedenen Arten von überzügen an Rohren besitzen diffundierte Überzüge die höchsten technologischen Eigenschaften. Die stärkste Verbreitung erfuhren Rohre mit diffundierten Überzügen aus Zink. Weniger verbreitet sind diffundierte überzüge aus Aluminium. Rohre mit diffundierten überzügen aus schwer schmelzbaren Metallen (Chrom, Mangan, Silizium u. ä.) werden nur sehr begrenzt hergestellt. Dies erklärt sich dadurch, daß die angewandten Verfahren zum Auftragen der Schutzüberzüge sich durch niedrige Produktivität und hohen Arbeitsaufwand auszeichnen und nicht immer die geforderte Qualität des zu schützenden Metalls gewährleisten.
  • So umfaßt das am meisten verbreitete Verfahren der Diffusionsmetallisierung von Rohren in einem Metallisationsgemjsch aus Pulver des aufzubringenden Metalls, aus einem inerten Zusatz und aus irgendeinem Halogenid oder einem mit der Halogenverbindung des aufzubringenden Elementes imprägnierten keramischen Schrot folgende Arbeitsgänge: Vorbereiten der Rohre zur Metallisierung, Einbringen der Rohre in einen Behälter, Füllen des Raumes zwischen den Rohren und innerhalb der Rohre mit dem Metallisationsgemisch (Füllgut), hermetisches Abdichten des Behälters, Erwärmen des Behälters mit den Rohren in einem Vergütungsofen und isothermisches Halten bei einer vorgegebenen Temperatur, Abkühlen des Behälters im-Ofen, Abkühlen des Behälters an der Luft, öffnen des Behälters, Reinigen der Oberfläche der Rohre von den anhaftenden Teilchen des Metallisationsgemisches.
  • Beim Chromieren von Rohren aus einem niedriggekohlten Stahl auf eine Tiefe bis 0,2 mm beträgt die Haltezeit bei gleichbleibender Temperatur 10 bis 15 Stunden, und die Gesamtdauer des Metallisierungsprozesses unter Berücksichtigung der Erwärmung und Abkühlung macht 30 bis 53 Stunden aus. Ein derart langes Verweilen des Metalls bei hoher Metallisierungstemperatur (1000 - 1150 °C) führt zur Änderung seiner Struktur und seiner physikalischen Eigenschaften, welche nicht immer durch nachfolgende thermische Behandlung von Rohren wiederhergestellt werden können. Hierbei verändert sich gewöhnlich auch die chemische Zusammensetzung des Metalls durch z. B. Entkohlung in der an der Diffusionsschutzschicht anliegenden Zone.
  • Die bezeichneten Nachteile begrenzen die Verwendung von Rohren mit Schutzüberzügen. So z. B. haben die Schutzüberzüge wegen der Verschlechterung der Festigkeitswerte des Metalls keine Verbreitung zum Schutz von Rohren aus hochfesten und hitzebeständigen niedriglegierten Stählen gefunden.
  • Für das Auftragen von Diffusionsschutzüberzügen auf Rohre werden üblicherweise thermische Einkammer-Anlagen periodischer Wirkung verwendet. Derartige Anlagen besitzen begrenzte Möglichkeiten hinsichtlich ihrer Leistungssteigerung, weil mit dem Anstieg der Einzelleistung und der Vergrößerung des Volumens der einzubringenden Rohre die Dauer ihrer Erwärmung und Abkühlung sowie die Ungleichmäßigkeit der Erwärmung der Rohre zunehmen.
  • Zum Inchromieren von Rohren ist bereits die Verwendung von Dreikammer-Vakuumvergütungsöfen bekannt, bei denen die erste Kammer zur Erwärmung von Rohren und Chrom (Metallisator) dient, in der zweiten Kammer die Diffusionssättigung der Rohre mit Chrom erfolgt und in der dritten die Abkühlung von Rohren und Metallisator stattfindet. Die Kammern sind hintereinander angeordnet und durch Durchgangs-Vakuumverschlüsse voneinander getrennt. Zum Inchromieren werden die Rohre in einen offenen Behälter eingebracht, der als Kasten ausgebildet ist, worauf Chrom- oder Ferrochrompulver eingeschüttet wird. Hiernach wird der Behälter auf einen beweglichen Wagen aufgestellt, der in die erste Kammer gefahren wird. Die Belastungsfähigkeit derartiger Anlagen bleibt niedrig. Außerdem wird beim Inchromieren im Vakuum eine starke Entkohlung des Rohrmetalls beobachtet.
  • In der Technik ist die Verwendung von Durchlauf-Vakuum-Anlagen oder anders gearteten Durchlaufanlagen zur Diffusionsmetallisierung von Rohren nicht bekannt. Jedoch werden Vakuumanlagen dieses Typs zur Diffusionsmetallisierung von Stahlband benutzt. In diesen Anlagen wird das Band metallisiert, indem es über einem auf die Temperatur der aktiven Verdampfung erhitzten Metallisator läuft. Eine derartige Anlage besteht aus einer Kammer, wo das Band von einer Rolle abgewickelt wird, einer Metallisierungskammer mit Metallverdampfer, in welcher das Band metallisiert wird, und einer Kammer, in der das Band zu einer Rolle nach der Metallisierung aufgewickelt wird.
  • Bekannt ist ferner der Einsatz von zwei Typen Fördereinrichtungen zum Transport von Rohren durch die Abwärmkammern - einer Rollen- und einer Rädereinrichtung. Die beiden Fördereinrichtungen ermöglichen den gleichzeitigen Transport mehrerer Rohre, indem sie deren fortschreitende Bewegung unter gleichzeitiger Drehung um die Rohrachse sicherstellen. Für Fälle der einseitigen Erwärmung der Rohre ist eine Räderverschiebevorrichtung bevorzugt, die gegenüber der Rolleneinrichtung eine höhere Drehzahl des Rohrs auf einer bestimmten Bahnstrecke gewährleistet.
  • Dies wiederum trägt zu einer gleichmäßigeren Erwärmung der Rohroberfläche bei. Die Verwendung der Rohrverschiebevorrichtung dieser Art für Vakuummetallisierungsanlagen gewährleistet nicht eine gleichmäßige Erwärmung der Rohre und deren gleichmäßige Metallisierung. Erklärlich ist das dadurch, daß zum Unterschied von erdvergütungsöfen, wo die Wärme sowohl durch Strahlung als auch durch Konvektion des erhitzten Gases übertragen wird, in den Vakuumöfen die Wärmeübertragung von einer Wärmequelle, die zugleich die Quelle des Dampfes des zu verdampfenden Metalls ist, ausschließlich durch Strahlung zustandekommt, weshalb beim gleichzeitigen Transport mehrerer in Reihe angeordneter Rohre die in der Mitte der Reihe befindlichen Rohre stärker als die an der Peripherie der Reihe befindlichen Rohre bei gleicher Entfernung von der Wärmequelle erwärmt werden. Infolge der Wärmeverluste ist auch die Temperatur an den peripherischen Abschnitten des Ofens etwas niedriger als in der Mitte.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Behebung der oben erwähnten Nachteile, und zwar durch die Schaffung eines solchen Verfahrens zum Auftragen von Schutzüberzügen auf Rohre und einer Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die es gestatten, daß die Rohre nach der Metallisierung und der entsprechenden thermischen Behandlung eine Struktur und mechanische Eigenschaften aufweisen, die denen von Rohren ohne Schutzüberzugähnlich ist.
  • Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren zum Auftragen von Schutzüberzügen auf Metallrohre, insbesondere durch Diffusionsmetallisierung der Metallrohre in einer Vakuumkammer mit Metalldampf, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor Beginn der Metallisierung in das Rohrinnere ein Metall eingebracht wird, dessen Schmelztemperatur wesentlich unterhalb der Schmelztemperatur des Rohrmetalls liegt, und daß die Metallisierung des Rohrs bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des im Inneren des Rohrs befindlichen Metalls unter kontinuierlicher axialer Drehung des Rohres und dessen Längsverschiebung in der Vakuumkammer über dem zu verdampfenden Metall durchgeführt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, auf der Außen- und der Innenfläche der Rohre Diffusionsschutzüberzüge aus verschiedenen Metallen zu erhalten, die korrosionsfest gegen aggressive Medien sind, in denen die Rohre eingesetzt werden.
  • Das vorgeschlagene Verfahren erlaubt es auch, die Zeit der Erwärmung, Metallisierung und Abkühlung der Rohre beträchtlich zu verringern, weil das Rohr oder eine Reihe von Rohren unmittelbar der Erwärmung ausgesetzt wird, während bei den bekannten Verfahren die Erwärmung der Rohre über den Behälter und den zerkleinerten Metallisator zustandekommt. Bei der Diffusionsmetallisierung wird die Temperatur des Rohres ausgehend von ihrem Einfluß auf die Qualität des Metalls und die Geschwindigkeit der Metallisierung gewählt. Nach der Metallisierung läuft die Abkühlung der Rohre ebenfalls mit einer hohen Geschwindigkeit ab, da sie nach der Metallisierung in eine wassergekühlte Aufnahmekammer verschoben werden. So bildet sich z. B. beim Inchromieren der Außenfläche von Rohren gemäß der Erfindung eine Diffusionschromschicht von"0,l5 - 0,20 mm Dicke an den Rohren aus niedriggekohltem Stahl im Laufe von 5 - 6 min gegenüber 10 bis 15 Stunden bei der Metallisierung von Rohren nach dem bekannten Verfahren. Hierbei wird die Dauer des Prozesses nur durch die Zeit der Bildung einer Diffusionsschicht an den Rohren limitiert. Diese hohe Ausbildungsgeschwindigkeit der Diffusionsschicht schließt Entkohlungsvorgänge in den Oberflächengrenzschichten des Metalls aus.
  • Außerdem trägt die hohe Auftragsgeschwindigkeit der Schutzüberzüge auf Rohre zur Steigerung der Produktivität und zur Senkung der Selbstkosten bei.
  • Am häufigsten werden Rohre mit nach ihrer Zusammensetzung unterschiedlichen Überzügen an ihrer Außen- bzw.
  • Innenfläche bei Wärmetauschern verwendet. Die Wahl des Überzugs für die Außen- und die Innenfläche der Rohre wird ausgehend von der Korrosionsfestigkeit dieser Überzüge in den jeweiligen Arbeitsmedien vorgenommen. Hierbei wird der Umstand berücksichtigt, daß das Metall, welches auf die Innenfläche der Rohre aufgetragen wird, eine Schmelztemperatur niedriger als die des Rohrmetalls haben und beim Aufbringen des diffundierten Überzuges sich im Rohrmetall lösen soll. Das Metall für die Außenfläche der Rohre kann eine unterschiedliche Schmelztemperatur (oberhalb, gleich oder unterhalb der Schmelztemperatur des Rohrmetalls) aufweisen. Die Temperatur beim Auftragen eines Überzugs und die Dauer dieses Prozesses werden je nach der geforderten Dicke des aufzutragenden Überzugs gewählt. Wenn die Metallisierungstemperatur keine wesentliche Einwirkung auf die Eigenschaften des Rohrmetalls ausübt, wird eine größtmögliche Temperatur des Prozesses ausgehend von den Bedingungen des Transports der Rohre gewählt. In den Fällen aber, wenn die Erwärmung bei der Metallisierung einen Einfluß auf die Struktur und Eigenschaften des Rohrmetalls ausübt und dieser Einfluß sich durch nachfolgende thermische Behandlung nicht beseitigerr läßt, wird die Metallisierungstemperatur mit Rücksicht auf die minimale negative Einwirkung der Metallisierungstemperatur auf die Eigenschaften des Rohrmetalls gewählt.
  • Gemäß einer der Varianten der Erfindung ist die Schmelztemperatur des zu verdampfenden Metalls höher als die Schmelztemperatur des in das Innere eines jeden Rohres eingebrachten Metalls. Hierdurch kann die Auswahlmöglichkeit der Schutzüber züge für verschiedene korrosive Medien erheblich erweitert werden, weil auf die Rohraußenfläche Überzüge aus schwer schmelzbaren Metallen aufgetragen werden können, deren Schmelztemperatur über denjenigen des Metalls im Rohr und des Rohrmetalls selbst liegt.
  • In einer anderen Variante der Erfindung wird die Metallisierung von Rohren bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des zu verdampfenden Metalls durchgeführt. Eine solche Ausführungsvariante der Erfindung läßt eine wesentliche Erhöhung der Temperatur der Diffusionsmetallisierung von Rphren zu, was wiederum den Metallisierungsprozeß der Rohre beschleunigt. Dadurch können die Arbeitsleistung beim Auftragen von Schutzüberzügen gesteigert und die Selbstkosten gesenkt werden.
  • Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß während der Metallisierung der Rohre der vordere Abschnitt eines jeden Rohres gegenüber dem hinteren Abschnitt so angehoben ist, daß die Längsachse des Rohres mit der Horizontalebene einen Winkel von höchstens 150 einschließt.
  • Diese Variante der Erfindung ist beim Auftragen von Schutzüberzügen auf lange Rohre am wirksamsten. Die Metallisierung der Innenfläche des Rohres kann unter Verwendung von Metallstücken unterschiedlicher Form als Metallisator durchgeführt werden, die in dem in Bewegungsrichtung des Rohres vorderen Rohrende untergebracht sind. Während der Metallisierung wird das bei der Erwärmung im Rohrinneren erschmolzene Metall je nach der Erwärmung des Rohres zu dem in Bewegungsrichtung des Rohres hinteren Rohrende verschoben und sein Rest abgegossen. Durch Anderung des Neigungswinkels des Rohres lsssensich die Kontaktzeit des Rohres mit dem flüssigen Metall sowie die Parameter der aufzutragenden Schicht (die Stärke der Schicht und die Konzentration des zu sättigenden Elementes in ihr) verändern.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Auftragen von Schutzüberzügen auf Metallrohre enthält eine Vakuumkammer mit Metallverdampfer, eine vorgeschaltete Zuführkammer und eine nachgeordnete Kammer für die Aufnahme von Rohren sowie Vakuumverschlüsse und Speicher und eine Transportvorrichtung für die Rohre durch alle Kammern. Diese Transportvorrichtung weist Transportrollen bzw. Räder gleichen Durchmessers auf, die in Lagerböcken befestigt sind, welche in der Bewegungsrichtung der Rohre in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Drehachsen der Räder in jeder Lagerung zueinander parallel sind und mit den Drehachsen der ähnlich angeordneten Räder in anderen Lagerböcken zusammenfallen und wobei die Drehpunkte der Räder in jeder Lagerung auf einem imaginären Bogen mit einem Mittelpunkt liegen, der von der Horizontalebene, in der sich die Metallverdampfer befinden, maximal entfernt ist.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Diffusionsmetallisierung von Rohren bietet die Möglichkeit, Überzüge von nach der chemischen Zusammensetzung unterschiedlichen Metallen auf die Außen- und die Innenfläche von Rohren gleichzeitig aufzutragen. Die Gleichmäßigkeit der Stärke der aufzutragenden Schicht wird dadurch erreicht, daß sich die Rohre während der Metallisierung unter gleichen Temperaturverhältnissen befinden. Dies wird durch bogenförmige Anordnung in jeder Lagerung von Rädern und dementsprechend von Rohren auf Rädern sichergestellt. Da die Temperatur des Verdampfers in seinem zentralen Teil maximal und an seiner Peripherie etwas niedriger ist, sind die Rohre, die unter dem zentralen Teil des Verdampfers durchlaufen, weiter von ihm entfernt als die übrigen Rohre.
  • Gemäß einer der Varianten der Erfindung weist jeder Lagerbock einen Mechanismus zum Verdrehen um seine vertikale Symmetrieachse auf. Dies erlaubt, das Verhältnis zwischen der Drehgeschwindigkeit der Rohre und der Vorschubgeschwindigkeit auf einfachste Weise zu ändern, und gibt die Möglichkeit, in Abhängigkeit vom Durchmesser der Rohre den Abstand zwischen ihnen zum effektiven Auftragen von Überzügen zu ändern.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Gesamtansicht der Einrichtung zum AuStragen einer Schutzschicht auf Metallrohre im Längsschnitt; Fig. 2 eine Transportvorrichtung für die Rohre in einer Vorderansicht von der Eintragsseite her; Fig. 3 einen Schnitt III-III in Fig. 2; Fig. 4 die Transportvorrichtung nach Fig. 2 in Draufsicht.
  • Nach Fig. 1 enthält die Einrichtung zur Diffusionsmetallisierung von Rohren Kammern 1, 2, 3 zur Metallisierung, Zuführung und Aufnahme von Metallrohren 4. Die Kammern 1, 2, 3 sind hintereinander angeordnet und durch Durchgangs-Vakuumverschlüsse 5 vom Typ der Schieberverschlüsse voneinander getrennt. Innerhalb der Metallisierungskammern 1 sind Metallverdampfer 6 untergebracht.
  • Ein jeder Verdampfer 6 stellt einen geschlossenen Behälter aus feuerfestem Material mit Oeffnungen für den Durchtritt der Rohre 4 dar. Im Inneren des Verdampfers 6 sind Heizelemente 7 und Rückstrahlschirme 8 installiert. Die Kammer 2 für die Zuführung und die Kammer 3 für die Aufnahme der Rohre 4 sind nach ihrer Konstruktion ähnlich und enthalten gitterartige Speicher 9 für die Rohre 4, welche in der Vertikalebene mit Hilfe eines elektrischen Antriebs 10 synchron verschoben werden. Zum Bewegen der Rohre durch die Kammern 1, 2, 3 ist in der Einrichtung eine Vorrichtung 11 vorgesehen, die in Form von in einem gewissen Abstand voneinander in der Bewegungsrichtung der Rohre 4 angeordneten Lagerböcke 12 ausgeführt ist, in welchen Räder 13 gleichen Durchmessers gelagert sind. Die Drehachsen der Räder 13 in jedem Lagerbock 12 sind zueinander parallel und fallen mit den Drehachsen der entsprechend angeordneten Räder 13 an anderen Lagerböcken 12 zusammen.
  • Die Drehpunkte der Räder 13 in jedem Lagerbock 12 liegen auf einem imaginären Bogen, dessen Scheitelpunkt von der Horizontalebene, in der sich die Metallverdampfer 6 befinden, maximal entfernt ist. Die Räder 13 werden mit Hilfe eines Antriebs 14 über Kegelräder 15 und Zwischenräder 16 angetrieben.
  • Um der Einrichtung eine geneigte Lage zu geben, sind die Kammern 1, 2, 3 auf einem Rahmen 17 aufgesetzt, der sich auf einem Hebemechanismus 18 abstützt.
  • In den Metallisierungskammern 1 können ein oder mehrere Verdampfer 6 untergebracht werden. Zur Änderung der Drehgeschwindigkeit und des Vorschubes der Rohre 4 kann jeder Lagerbock 12 um seine vertikale Symmetrieachse durch eine entsprechend ausgebildete Einrichtung verdreht werden.
  • Die Anlage arbeitet wie folgt: In den Speicher 9 der Kammer 2 werden zur Metallisierung vorbereitete Rohre 4 mit in das Rohrinnere eingelegtem Metallisator eingebracht. Die letzte Reihe der Rohre wird unmittelbar auf die Räder 13 verschoben. Hiernach werden die Kammern 1, 2, 3 hermetisch abgeschlossen und mit Hilfe von Vakuumpumpen auf einen Enddruck von 10 1 - 10 6 Torr evakuiert. Der in den Verdampfern 6 befindliche Metallisator wird mit Hilfe der Heizelemente 7 auf seine Verdampfungstemperatur erhitzt. Nach Erreichen der geforderten Temperatur des Metallisators wird der bei den offenen Vakuumverschlüssen 5 angeordnete Antrieb 14 der Transportvorrichtung 11 eingeschaltet. Hierbei werden die auf den Rädern 13 aufliegenden Rohre 14, indem sie sich drehen, aus der Kammer 2 in die Kammer 1 verschoben, wobei sie über den Verdampfern 6 durchlaufen, erwärmt und auf der Außenseite mit dem Metalldampf metallisiert werden.
  • Der im Inneren der Rohre befindliche Metallisator wird vom Rohr 4 erhitzt, schmilzt und zerfließt auf der Innenfläche des Rohrs 4. Die Temperatur der Rohre 4 wird durch die Lage der Rückstrahlschirme 8 geregelt. Nachdem die Rohre 4 die Metallisierungskammern 1 passiert haben, gelangen sie in die Kammer 3, wo sie mit Hilfe des gitterartigen Speichers 9 von den Stützrädern 13 abgenommen werden. Nach der Metallisierung eines neuen Loses der Rohre 4 wird der Speicher 9 in der Kammer 2 um einen Schritt abgesenkt. Nach der Metallisierung sämtlicher Rohre 4 überdeckt man die Vakuumverschlüsse 5 und führt das Einbringen der neuen Rohre 4 in die Kammer 2 und das Austragen der metallisierten Rohre 4 aus der Kammer 3 durch.
  • Zur Änderung der Drehgeschwindigkeit der Rohre bei unveränderter Geschwindigkeit der fortschreitenden Bewegung der Rohre 4 oder zur Änderung des Achsenabstandes zwischen den Rohren 4 beim übergang von einem Durchmesser 4 zum anderen wird der Schwenkwinkel X (Fig. 4) der Lagerböcke 12 durch Drehen um ihre vertikale Symmetrieachse verändert.
  • Bei der Verwendung von Metallstücken zur Metallisierung der Innenfläche der Rohre 4 und bei der Notwendigkeit, die Stärke des Überzugs innerhalb der Rohre zu regeln, wird die gesamte Einrichtung mit Hilfe des Mechanismus 18 um einen Winkel bis zu 150 gegenüber der Horizontalebene geneigt, so daß der vordere Abschnitt eines jeden Rohres in bezug auf den hinteren Abschnitt angehoben ist.
  • Als Anwendungsbeispiel der Erfindung kann die Wärmeaustauschanlage für die Schwefelsäureproduktion dienen, bei welcher sich innerhalb der Rohre die Schwefelsäure und außerhalb fließendes Wasser befindet. Den gegen die Schwefelsäure beständigen Überzug bildet auf der Innenfläche des Rohres der diffundierte Überzug von Silizium und auf der Außenfläche der diffundierte überzug von Chrom.
  • Zur Herstellung derartiger Überzüge wird innerhalb des Rohres eine 45-ige Silizium-Eisen-Legierung untergebracht, und das Rohr wird über einem Verdampfer mit Chrom metallisiert. Die Metallisierungstemperatur beträgt 1350 OC.
  • Hierbei bildet sich im Laufe von 5 Minuten auf der Außenfläche eine Diffusionsschicht von Chrom mit einer Stärke von 0,15 - 0,17 mm und einer Chromkonzentration auf der Oberfläche in der Größenordnung von 140 ... 47 1, während auf der Innenfläche eine 0,25 - 0,30 mm starke Diffusionsschicht von Silizium mit einer Siliziumkonzentration auf der Oberfläche von 17 ... 25 % entsteht.
  • Als anderes Anwendungsbeispiel der Erfindung kann die Herstellung von Kesselrohren für Heizflächen dienen. Als Schutzüberzug wird in diesem Fall der diffundierte überzug von Chrom auf der Außenfläche von Rohren verwendet.
  • Der Überzug wird bei einer Temperatur von 1250 ...
  • 1350 oC während 6 - 7 Minuten aufgetragen. Im Laufe dieser Zeit bildet sich auf der Oberfläche eine 0,15 - 0,20 mm starke Diffusionsschicht von Chrom. Hierbei weisen die Rohre nach der thermischen Behandlung eine ebensolche Struktur und ebensolche mechanische Eigenschaften wie ähnliche Rohre ohne Schutzüberzug auf.
  • Leerseite

Claims (6)

  1. Ansprüche 1 Verfahren zum Auftragen von Schutzüberzügen auf Metallrohre insbesondere durch Diffusionsmetallisierung der Metallrohre in einer Vakuumkammer mit zu verdampfendem Metall, dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn der Metallisierung in das Rohrinnere ein Metall eingebracht wird, dessen Schmelztemperatur wesentlich niedriger-als die Schmelztemperatur des Rohrmetalls ist, und daß die Metallisierung der Rohre bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur dieses im Rohrinneren befindlichen Metalls unter kontinuierlicher axialer Drehung und Längsverschiebung der Rohre in der Vakuumkammer über den Metallverdampfer durchgeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelztemperatur des zu verdampfenden Metalls höher als die Schmelztemperatur des in das Rohrinnere eingebrachten Metalls ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierung der Rohre bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des zu verdampfenden Metalls durchgeführt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Metallisierung der Rohre der vordere Abschnitt eines jeden Rohres in bezug auf den hinteren Abschnitt so angehoben wird, daß die Längsachse des Rohres mit der Horizontalebene einen Winkel von höchstens 150 einschließt.
  5. 5. Einrichtung zum Auftragen von Schutzüberzügen auf Metallrohre durch Metalldiffusion, bestehend aus einer mittleren Vakuumkammer mit Metallverdampfer einer vorgeschalteten Zuführkammer und einer nachgeordneten Aufnahmekammer mit Vakuumverschlüssen und Speichern sowie aus einer Transportvorrichtung für die Rohre durch alle Kammern, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung Räder (13) gleichen Durchmessers aufweist, die in Lagerböcken (12) befestigt sind, welche in der Bewegungsrichtung der Rohre (4) in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Drehachsen der Räder (13) in jedem Lagerbock zueinander parallel sind und mit den Drehachsen von entsprechend angeordneten Rädern (13) anderer Lagerböcke (12) zusammenfallen und wobei die Drehpunkte der Räder (13) jedes Lagerbockes (12) auf einem imaginären Bogen liegen, dessen Scheitelpunkt von der Horizontalebene, in der sich die Metallverdampfer (6) befinden, maximal entfernt ist.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerbock (12) einen Mechanismus zum Verdrehen um seine vertikale Symmetrieachse aufweist.
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DE4244306C1 (de) * 1992-12-28 1994-03-17 Astol Oberflaechenveredelung G Kontinuierliches Verfahren zum Diffusionslegieren von Oberflächenschichten metallischer Teile und technologische Linie zur Durchführung desselben

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