-
-
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