DE3042606A1 - Ueberzogene metallgegenstaende und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Ueberzogene metallgegenstaende und verfahren zu ihrer herstellung

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DE3042606A1
DE3042606A1 DE19803042606 DE3042606A DE3042606A1 DE 3042606 A1 DE3042606 A1 DE 3042606A1 DE 19803042606 DE19803042606 DE 19803042606 DE 3042606 A DE3042606 A DE 3042606A DE 3042606 A1 DE3042606 A1 DE 3042606A1
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DE
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coating
maximum
porous
metal
chromium
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Withdrawn
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DE19803042606
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English (en)
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Theodore Florman Scotia N.Y. Chase jun.
James Burton Saratoga N.Y. Petrie
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05D5/00Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/08Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface
    • B05D5/083Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface involving the use of fluoropolymers
    • B05D5/086Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface involving the use of fluoropolymers having an anchoring layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D2350/00Pretreatment of the substrate
    • B05D2350/60Adding a layer before coating
    • B05D2350/65Adding a layer before coating metal layer

Description

— U —
überzogene Metallgegenstände und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf den Schutz von Metallgegenständen, wie Reaktorbehältern, Rührwerken, Kreiselmischern oder Schnellrührern, Pumpen und dgl., die unter korrosivem Bt:trieb stehen, und auf Verfahren zum Aufbringen von Schutzüberzügen auf solche Gegenstände.
Bislang sind Auskleidungen aus Glas und fluorhaltigen Kunststoffen zum Schutz von Gegenständen eingesetzt worden, die abträglichen oder korrosiven Umgebungen ausgesetzt s ind.
Die Technologie der Glasauskleidungen entwickelte sich aus Fortschritten beim Emaillieren von Porzellan. Dennoch unterscheidet sich das Auskleiden mit Glas davon insofern, als Glas schwerer auf eine dickere Metallgrundlage aufgebracht wird, und zeichnet sich durch größere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Angriff durch stark korrosive Chemikalien aus.
Viele verschiedene Metalle können verglast werden. Die üb-
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lichsten Metalle, die als Grundlage für eine Verglasung verwendet wurden, sind Gußeisen und Kohlenstoffstahl, die wegen ihrer geringen Kosten und laichten Verfügbarkelt gewählt werden. Andere Metalle, die mit Glas überzogen werden können, umfassen bestimmte hochzugfeste Stähle, einschließlich rostfreier Stähle, und einige hochlegierte Nickel-Chrom-Legierungen.
Ein Vorteil, der glasverkleideten Anlagen und Ausrüstungen naturgegeben ist, wie z.B. in einem Kohlenstoffstahlbehälter, der mit einem Grundüberzug aus Glas und mehrfachen Außenschichten aus Oberflächenglas verkleidet ist, ist z.B. die Fähigkeit, Säurekorrosion sowie Expansion und Kontraktion aufgrund von Druckänderungen zu widerstehen.
Glas hat jedoch seine Grenzen, da es empfindlich gegenüber alkalischen und abtragenden Materialien ist und durch Schlag oder Stoß leicht beschädigt werden kann. Außerdem haben die Glasauskleidung und das Metallsubstrat gewöhnlich verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten, so daß mit Glas ausgelegte Anlagen wärmeschockempfanglich sind, was das Glas zerspringen und in Bruchstücke zerbrechen läßt.
Ein anderer Nachteil von mit Glas ausgelegten Anlagen bezieht sich auf die Reparatur, wenn diese nötig ist. Im allgemeinen sind spezielle Zemente oder speziell gefertigte Verschlüsse erforderlich, um kleine Mängel zu reparieren, was insgesamt die Unversehrtheit des Behälters herabsetzt und mögliche Produktverunreinigung verursacht. Für größere Flächen sind spezielle korrosionsbeständige Tantalplatten nötig. Häufig ist der Schaden so, daß die Einheit zur erneuten vollständigen Verglasung an den Hersteller zurückgegeben werden muß, was zu Ausfallzeiten und Reparaturkosten beiträgt.
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Eine andere Lösung des Schutzes von Gegenständen, die korrosivem Betrieb ausgesetzt sind, besteht in der Verwendung von Fluoroplastharzen ode- polymeren Fluorkohlenstoffverbindungen zum Überziehen oder Beschichten der Gegenstände. Die Fluoroplastharzausklexdung ist z.B. in der chemischen Industrie für die Verwendung in Anlagen, Rohrleitungen, Ventilen, Pumpen und dgl. gut bekannt.
Zu den als Auskleidungen für Verrohrungen und chemische Anlagen verfügbaren Fluoroplasten gehören Polytetrafluorethylen (PTFE), fluoriertes Äthylenpropylen (FÄP) und Polyvinylidenfluorid (PVF„), Polychlortrifluoräthylen (PCTFE) und Perfluoralkoxyfluorkohlenstoff (PFA). Fluoroplaste wurden bei zahlreichen Prozessen eingesetzt, z.B. bei zwei repräsentativen Techniken, die in den folgenden Absätzen im einzelnen wiedergegeben sind.
Kino der Techniken wurde von der Carborundum Company, Protective Plastics Division, Avondale, PA 19311, entwickelt, wobei Glas oder Kohlenstoffaserverstärkung mit einem Fluorkohlenstoff kombiniert wird, um eine verstärkte Fluorpolymerauskleidung zu schaffen, die direkt auf das zu schützende Metallsubstrat aufgeschmolzen wird. Mit dieser Technik können Innen- oder Außenflächen komplexer Formen, wie Säuleninnenräume, Rührer, Ventilatoren und Schnellrührer, mit geeigneten Kunststoffauskleidungen oder Überzügen versehen werden.
Eine andere Technik zur Erstellung eines Schutzüberzugs für Gegenstände ist in der US-PS 3 419 414 offenbart, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Diese Patentschrift offenbart ein Verfahren zum Aufbringen eines Fluoroplastüberzugs. Insbesondere ist sie auf das überziehen von metallplattenartigen Körpern, wie Meta11-Verbindungswerkzeugen oder Kochutensilien, auf die zuerst eine abriebfeste Unterschicht, die keramisches Oxid enthält,
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und zweitens eine Überschicht aus der Haftung entgegenwirkendem polymerein Fluorkohlenstoffharz aufgebracht werden, gerichtet. Dieses Verfahren wendet eine Kombination einer unteren, abriebfesten, Keramikoxid-Abriebschicht, gekoppelt mit einer dem Ankleben entgegenwirkenden Außenschicht aus polymeren Fluorkohlenstoffmaterial an, wobei die Abriebschicht in das polymere Fluorkohlenstoffmaterial eindringt und Ausstülpungen oder Spitzen bildet, um den Abrieb und wesentliche Erosion des polymeren Antihaftmaterials zu verzögern. So wird der vergleichsweise verhältnismäßig weiche polymere Fluorkohlenstoffüberzug gegen zu starke Erosion durch die zutrage tretenden Spitzen der Abriebschicht geschützt. Ein solcher Schutz wäre jedoch nicht wirksam gegenüber einer korrosiven Umgebung aufgrund des möglichen Angriffs an den freien Vorsprüngen aus keramischem Oxid.
Der erfindungsgemäße Schutzüberzug liefert dem zu schützenden Metallgegenstand zuerst eine poröse Metallegierung mit verstärkter Abriebfestigkeit gegenüber korrosiver Umgebung und zweitens einen überzug polymerer Fluorkohlenstoffverbindung, der eine starke mechanische Bindung zur Oberfläche der porösen Metallegierung ausbildet und die äußere Oberfläche des Legierungsüberzugs vollständig bedeckt, um einen solchen überzug gegen die erwähnten korrosiven Umgebungen zu schützen.
Gemäß vorstehenden Darlegungen schafft die Erfindung ein Verfahren zum schützenden überziehen eines Metallgegenstandes, damit dieser korrosiven Materialien besser widersteht., wobei (1) ein poröser Überzug einer Metallegierung auf die Oberfläche des Gegenstands, zur Aufnahme und zur starken Haftung des Überzugs daran geeignet vorbereitet, thermisch aufgesprüht wird, wodurch die Metallsubstratoberfläche mit einer Metallegierung in einer Dicke von etwa 0,127 bis etwa 1,016 mm (etwa 5 bis etwa 40 mils) und
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bevorzugt etwa 0,51 mm (etwa 20 mils) überzogen und (2) auf dem überzug der porösen Metallegierung eine Schicht einer wärmehärtbaren, polymeren Fluorkohlenstoff-Verbindung aufgebracht wird, die den Metallegierungsüberzug vollständig bedeckt, wobei die Dicke der polymeren Fluorkohlenstoffschicht etwa 0,051 bis etwa 0,51 mm (etwa 2 bis etwa 20 mils) und vorzugsweise etwa 0,25 mm (etwa 10 mils) ausmacht.
Die als überzüge über der Metallegierungsschicht verwendeten polymeren Fluorkohlenstoffverbindungen können entweder einmalig oder mehrmals nacheinander aufgebracht werden. Die letzte oder dritte Stufe ist das Härten oder Reifen des Überzugs der polymeren Fluorkohlenstoffverbindung, bewirkt durch Erwärmen des Metallgegenstandes zum Härten der Polymerverbindung,und um sicherzustellen, daß diese in den porösen Metallegierungsüberzug eindringt und die Poren des Metallegierungsüberzugs wirksam füllt und diesen vollständig bedeckt, so daß kein Teil des Überzugs korrosiven Materialien ausgesetzt ist.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Gegenstände weisen eine Metallkernstruktur, einen porösen Metallegierungsüberzug, der haftend auf die Oberfläche der Metallkernstruktur aufgebracht ist, und mindestens eine Einzelschicht einer gehärteten polymeren Fluorkohlenstoffverbindung auf, die auf den porösen Metallegierungsüberzug aufgebracht ist und die Poren im wesentlichen füllt und die äußere Oberfläche des porösen Metallegierungsüberzugs vollständig bedeckt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mehrmals überzogen und gehärtet, wie nachfolgend im einzelnen beschrieben. Dem Überziehen geht bevorzugt eine Vorbereitung der Oberfläche des zu schützenden
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Gegenstandes voraus, um ein geeignet gereinigtes und aufgerauhtes Metallsubstrat zu schaffen und die Haftung eines porösen Metallegierungsüberzugs oder Matrix, durch geeignete Maßnahmen, wie durch thermisches Aufsprühen, aufgebracht, zu gewährleisten. Methoden, die sich für die Oberflächenvorbereitung als geeignet erwiesen haben, umfassen das Waschen und das Sandstrahlen der Oberfläche.
Was die vorläufige Oberflächenvorbereitung betrifft, so sollte klar sein, daß das Aufrauhen der Oberfläche vor dem Aufbringen des porösen Metallegierungsüberzugs nicht in allen Fällen ein wesentlicher Schritt ist, da die Oberflächen mancher Gegenstände von Natur aus rauh genug sind.
Im allgemeinen wird beim Überziehen zuerst auf eine saubere rauhe Oberfläche des Gegenstands ein poröser Metalllegierungsüberzug oder eine Matrix aufgebracht, was in geeigneter Weise durch thermisches Aufsprühen von erhitzten Metallegierungsteilchen auf die Oberfläche geschehen kann. Dies führt zur Bildung einer stark haftenden porösen Matrix der Legierung auf dem Metallsubstrat. Sodann wird eine Diffusionsschicht eines Pulvers einer wärmehärtbaren polymeren Fluorkohlenstoffverbindung auf die poröse Legierungsmatrix aufgebracht. Das Aufbringen der polymeren Fluorkohlenstoffverbindung kann elektrostatisch geschehen, oder unter Verwendung einer Schwerkraft oder Druck ausnutzenden Sprüheinrichtung, aber auch durch Bürsten, Bestreichen und dgl. Die polymere Fluorkohlenstoffverbindung kann entweder als Einzelschicht oder in aufeinanderfolgenden Schichten gehärtet werden, um eine gehärtete Verbundschicht gewünschter Dicke und gewünschten SchutzVermögens zu erstellen.
Die bevorzugte Form des Aufbringens der porösen Metallegiorungsmatrix ist das thermische Sprühen, wie es breite gewerbliche Anwendung findet, und der Begriff "thermisches
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Sprühen" sollte so verstanden werden, daß er Plasmasprühen, Flammsprühen, elektrisches Bogensprühen, Zerstäuben und jede andere zur Bildung eines Überzugs aus geschmolzenen Teilchen der Legierung auf der Oberfläche des Gegenstands geeignet wirksame Technik umfaßt.
Die Metallegierungsschicht wird zu einer zum Überziehen des Metallsubstrats ausreichenden Dicke abgelegt, wodurch Korrosionsschutz und auch eine poröse, unregelmäßige Oberfläche geschaffen wird, an der die äußere Schicht des polymeren Fluorkohlenstoffmaterials stark haftet. Außerdem wird die Wärme in den heißen Metallteilchen leicht an das Motallsubstrat abgeführt, was dazu führt, daß die Teilchen auf dem Substrat in Form eines porösen Überzugs oder einer Matrix aufgebracht sind. Eine solche Dicke liegt bei etwa 0,127 bis etwa 1,016 mm (etwa 5 bis etwa 40 mils), vorzugsweise bei etwa 0,51 mm (etwa 20 mils). Diese letztere Dicke ist als bevorzugt anzusehen, da sie für einen angemessenen überzug ohne Verwendung kostspieligen, überschüssigen Überzugsmaterials im Durchschnitt ausreicht.
Die für die Bildung des porösen Überzugs verwendete Metalllegierung wird unter chromreichen Nickelbasislegierungen, chromreichen Eisenbasislegierungen, chromreichen Kobaltbasislegierungen und deren Kombinationen ausgewählt.
Das polymere Material der Fluorkohlenstoffverbindung ist wärmehärtbar und wird auf den porösen Legierungsüberzug in Pulverform und in einer gesteuerten Menge so aufgebracht, daß nach dem Härten ein Polymerüberzug auf dem porösen überzug entsteht, der ausreicht, die Poren zu imprägnieren und die äußere Oberfläche des porösen Metallegierungsüberzugs vollständig zu bedecken. Ein solcher Polymerüberzug hat eine Dicke von etwa 0,051 bis etwa 0,51 mm (etwa 2 bis etwa 20 mils), vorzugsweise etwa 0,25 mm (etwa 10 mils).
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Letztere Dicke ist als bevorzugt anzusehen, da sie im Durchschnitt eine ausreichende Schutzschicht des polymeren Materials ohne Verwendung kostspieligen, überschüssigen Materials liefert. Die Polymermaterialien aus Fluorkohlenstoff verbindung, die erfindungsgemäß verwendbar sind, werden unter Polytetrafluoräthylen (PTFE), fluoriertem Äthylenpropylen (FEP), Polyvinylidenfluorid (PVF2), Polychlortrifluoräthylen (PCTFE), Perfluoralkoxyfluorkohlenstoff (PFA) und deren Kombinationen ausgewählt. Das Polymermaterial der Fluorkohlenstoffverbindung kann in einer einzigen Aufbringung oder Schicht aufgebracht und gehärtet oder nacheinander in mehreren Schichten aufgebracht werden, die nacheinander gehärtet werden, um zu einer Verbundschicht der angegebenen Dicke zu führen. Nacheinander aufgebracht haften die Polymerlagen chemisch an der Basisschicht aus Fluorkohlenstoffpolymeren und liefern nach dem Härten einen verschlossenen, zähen und korrosionsbeständigen äußeren überzug auf dem porösen Metalley i.oruntjüüberzug auf dem Metallgegenstand. Härten der Schicht oder jeder Schicht, wenn mehr als eine Schicht verwendet wird, aus dem Fluorkohlenstoff-Polymermaterial geschieht durch Erwärmen auf eine Temperatur und ausreichend lange, um die Polymerisation zu starten oder das Polymermaterial zu härten und dieses in den Metallegierungsüberzug diffundieren zu lassen. Die Temperatur hängt im allgemeinen von der speziell verwendeten Polymerverbindung ab, und gewöhnlich wird die Härtungstemperatur durch die Angaben der Lieferfirma vorgeschrieben. Das beschriebene Härten und Diffundieren des Polymermaterials in den Metallegierungsüberzug bewirkt e'ne starke Haftung des Polymermaterials durch mechanische Bindung an den porösen Metallegierungsüberzug.
Beim überziehen eines Gegenstands gemäß der Erfindung wurde ein Schutzüberzug auf die innere Oberfläche eines Zentrifugen-Pumpengehäuses aus Stahl zur Verwendung unLeikorrosiven Bedingungen aufgebracht. Die innere Oberfläche
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des Pumpengehäuses wurde zuerst mit Heißdampf/Seifenlösung gereinigt. Sodann wurde die Oberfläche bei 4,76 bis 5,44 bar (70 bis 80 psi) mit kugeligem Stahlgrit von 0,84 mm (20 mesh) sandgestrahlt, um eine geeignet aufgerauhte Oberfläche zu schaffen. Dann wurde durch Sprühen mit Hilfe des elektrischen Bogens unter Verwendung chromreichen Nickelbasislegierungsdrahtes, insbesondere eines Drahtes aus Hastelloy C-276 (der Stellite Division der Cabot Corporation) ein überzug geschmolzener Legierungsteilchen auf die gerauhte Oberfläche aufgebracht. Beim Aufprall kühlten sich die geschmolzenen Legierungsteilchen durch Wärmeleitung an das verhältnismäßig kühlere Substrat unter Bildung eines porösen Überzugs oder einer Matrix auf dem Metallsubstrat ab. Die chemische Zusammensetzung für Hastelloy C-276 auf Gewichtsprozentbasis wird vom Hersteller in der Broschüre F-30.356E von 1976 wie folgt angegeben:
Element % Gehalt
2,5 maximal
14,50-16,50
15,00-17,00
3,00-4,50 . .. ■ .4,00-7,00
0,08 maximal 1,00 maximal 0,02 maximal 0,35 maximal 0,04 maximal 0,03 maximal Rest
Die unverdünnt abgeschiedene chemische Zusammensetzung von mit der Legierung C-276 bedeckten Elektroden hat maximal 0,20 % Silicium.
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(D Co
(2) Cr
(3) Mo
(4) W
(5) Fe
(6) Si
(7) Mn
(8) C
(9) V
(10) P
(11) S
(12) Ni
Die Dicke der porösen Metallunterschicht lag im Bereich von 0,25 bis 0,38 mm (10 bis 15 mils), aber dünnere und dickere überzüge, wie von etwa 0,127 bis etwa 1,016 mm (etwa 5 bis etwa 40 mils), sind brauchbar. Sodann wurde ein Polymermaterial wärmehärtbarer Fluorkohlenstoffverbindung, und zwar Perfluoralkoxyfluorkohlenstoff-Pulver (erhalten von der E.I. duPont de Nemours and Co. unter der Bezeichnung "PFA") auf den porösen Metallegierungsüberzug aufgebracht. Nach dem Aufbringen der Oberschicht aus dem Polymermaterial der Fluorkohlenstoffverbindung wurde das Pumpengehäuse auf eine Temperatur von etwa 4000C (etwa 7500F) für etwa 40 min erwärmt, um das Polymermaterial der Fluorkohlenstoffverbindung auf den Schmelzpunkt und die vorgeschriebene Härtungstemperatur zu bringen. Nach dem Schmelzen drang das Polymermate rial in die Zwischenräume der porösen Legierungsmatrix ein und imprägnierte sie, um so eine extrem starke mechanische Bindung oder Verankerung des Polymermaterials an den Legierungsüberzug zu bewirken. Dieses Polymermaterial wurde dann mit aufeinanderfolgenden Schichten aus Perfluoralkoxyfluorkohlenstoff überzogen, die nacheinander so gehärtet wurden, daß die Dicke des Endverbundes aus Fluorkohlenstoff-Polymermaterial etwa 0,25 mm (etwa 10 mils) betrug. Mit dieser Dicke war das poröse Legierungsmaterial vollständig und angemessen bedeckt, um es gegen korrosive Materialien zu schützen, die durch das Pumpengehäuse strömten.
Ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Uberzugaverfahrens ist die Schaffung einer Schutzschicht polymeren Fluorkohlenstoffs, die die Unterschicht aus Metallegierungsmatrix vollständig bedeckt und nicht für die korrosiven Materialien, die die geschützte Oberfläche berühren mögen, freiläßt. Die Sandwich-artige oder Verbundstruktur der anfallenden Schutzschicht des erfindungsgemäßen Ver-
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fahrens vermeidet viele Nachteile, die für nicht so überzogene oder mit anderen Materialien überzogene Gegenstände charakteristisch sind und die auch unter abträglichen oder korrosiven Bedingungen verwendet werden sollen. Beispielsweise sind erfindungsgemäß geschaffene Überzüge flexibel im Vergleich mit Glasüberzügen und brechen somit nicht leicht durch Wärme- oder Druckzyklen. Mit dom erfindungsgemäßen Schutzüberzug versehene Gegenstände können praktisch hohen Betriebstemperaturen entweder unter hohen Drücken oder unter Vakuum widerstehen und sind nur durch die maximalen Betriebstemperaturen des Herstellers des Polymerisats begrenzt. Dieser Leistungstyp wird nicht immer mit anderen Arten von geschützten Gegenständen erreicht, wie bei mit Glas ausgekleideten Anlagen. Sollte ferner der Polymerüberzug des Flüorkohlenstoffs versagen, wird die Verschlechterung der Unterschicht aus Metallegierung, wenn überhaupt, verhältnismäßig langsam sein, verglichen mit einer Oberfläche, die nicht mit einer solchen Unterschicht versehen ist. Die Geschwindigkeit irgendeiner Verschlechterung des Metallegierungsüberzugs und der Außenschicht aus Fluorkohlenstoffpolymerem hängt von verschiedenen Variablen , nämlich der Art des korrosiven Materials, der Zusammensetzung des Metallegierungsüberzugs, der als Zwischenschicht den Metallgegenstand bedeckt, und den Eigenschaften des gehärteten polymeren Fluorkohlenstoffmaterials, das die äußere Schutzschicht bildet, ab. Jedes Versagen der Außenschicht ist visuell oder durch Ultraschall leicht festzustellen, und die Oberfläche kann gereinigt und in situ einfach durch Wiederholen der Schritte des oben beschriebenen Uberzugsverfahrens repariert werden.
Um den Nachweis eines Oberflächendefekts zu erleichtern oder zu ermöglichen, kann die äußere Schicht aus einer polymeren Fluorkohlenstoffverbindung aus zwei oder mehr aufeinan-
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der folgenden Schichten bestehen, so daß die letzten zwei Schichten aus Polymermaterial verschiedenfarbig sein können, um die visuelle Feststellung von Oberflächendefekten zu ermöglichen. Beispielsweise kann die letzte Schicht aus polymerem Fluorkohlenstoffmaterial grün und die darunter liegende oder irgend eine andere Schicht zwischen dem Metallegierungsüberzug und der äußeren Polymerschicht rot gefärbt sein. So würde, wenn die äußere Schicht genügend Abrieb erfahren hat oder beschädigt ist, die rote Schicht sichtbar werden, was ein Ende des Schutzüberzugs anzeigt. Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß jede Kombination farbiger Schichten verwendet werden kann oder daß die Verwendung anderer chemischer Zusätze, wie von Fluoreszenzstoffen, erfolgen kann, um den Nachweis von Mängeln in der Oberfläche des so nach dem erfindungsgemäßen Verfahren überzogenen Metallgegenstands /.u unterstützen. Zum Reparieren wird die Fehlerstelle bis auf das Metallsubstrat herab sandgestrahlt und die Oberfläche mit dem Metallegierungsüberzug wieder aufgebaut, worauf das oben beschriebene polymere Fluorkohlenstoffmaterial aufgebracht und gehärtet wird. Dieses Verfahren umgeht die Verwendung von Keramikstopfen oder die Notwendigkeit zu vollständiger erneuter Grundierung, Kleber und dergleichen, was zu herabgesetzter Struktureinheit und zu erheblichen Ausfallzeiten für Reparaturen führen kann. Außerdem hinterläßt eine Reparatur von zuvor nach dem erfindungsgemäßen Verfahren überzogenen Gegenständen keine Rückstände des Reparaturmaterials, die in der Anlage hergestellte Produkte oder nach dem Verfahren überzogene Erzeugnisse verunreinigen könnten.
Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Innere oder Äußere komplizierter Formen wie von Säulen, Reaktorbehältern, Rohren, Rührern, Rohrkrümmungen, Ventilatoren, Schnellrührern und dgl., mit Schutzüberzügen versehen werden, die aggressiven oder korrosiven Umgebungen widerstehen.
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Claims (16)

  1. Ansprüche
    '1; Verfahren zum Aufbringen eines Schutzüberzugs auf einen Metallgegenstand, damit dieser korrosiven Materialien widersteht, dadurch gekennzeichnet, daß
    ein poröser überzug aus einer den korrosiven Materialien widerstehenden Metallegierung auf eine geeignete Oberfläche des Gegenstands thermisch aufgesprüht,
    auf den porösen überzug eine Schicht einer warmehärtbaren, polymeren Fluorkohlenstoffverbindung aufgebracht wird, die den überzug vollständig bedeckt und
    der Gegenstand zum Härten der Verbindung und zum Einfließenlassen der Verbindung in den porösen überzug zum Füllen der Poren des Überzugs erwärmt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine zusätzliche Schicht der wärmehärtbaren, polymeren Fluorkohlenstoffverbindung zu der ersten Schicht hieraus aufgebracht wird, so daß die Schichten eine Verbundschicht der polymeren Fluorkohlenstoffverbindung auf dem porösen Überzug bilden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmehärtbare polymere Fluorkohlenstoffverbindung in Pulverform aufgebracht wird.
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  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse überzug zu einer Dicke von etwa 0,13 mm (5 mils) bis etwa 1,02 mm (40 mils) aufgebracht und die polymere Fluorkohlenstoffverbindung auf den porösen überzug in einer Schicht solcher Dicke, die nach dem Härten eine Dicke gehärteter Verbindung von etwa 0,05 mm bis etwa 0,5 mm (etwa 2 bis etwa 20 mils) ergibt, aufgebracht wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die polymere Fluorkohlenstoffverbindung in Pulverform als eine Anzahl aufeinanderfolgender Schichten aufgebracht wird, wobei jeder Überzug der polymeren Fluorkohlenstoff verbindung nacheinander auf etwa 4000C (7500F) zum Härten erwärmt wird, worauf die Schichten eine Verbundschicht aus gehärteter polymerer Fluorkohlenstoff verbindung mit einer Dicke von etwa 0,05 mm bis etwa 0,5 mm (etwa 2 bis etwa 20 mils) auf der Außenfläche des porösen Metallegierungsüberzugs liefern.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmehärtbare, polymere Fluorkohlenstoffverbindung in Pulverform elektrostatisch aufgebracht wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallegierung unter chromreichen Nickelbasislegierungen, chromreichen Eisenbasislegierungen, chromreichen Kobaltbasislegierungen und deren Kombinationen ausgewählt wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallegierung unter Verwendung eines Drahtes mit einer aus einer chromreichen, korrosionsbeständigen Nickelbasislegierung bestehenden Oberfläche folgender
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    (D Co (2) Cr (3) Mo (4) W (5) Fe (6) Si (7) Mn (8) C (9) V (10) P (11) S (12) Ni
    Zusammensetzung in Gew.-% thermisch besprüht wird:
    Element % Gehalt
    2,5 maximal
    14,50-16,50
    15,00-17,00
    3,00- 4,50
    4,00- 7,00
    0,08 maximal 1,00 maximal. 0,02 maximal 0,35 maximal 0,04 maximal 0,03 maximal Rest
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polymere Fluorkohlenstoffverbindung unter fluoriertem A" thy lenpropy len, Polychlortrifluoräthylen, Perfluoralkoxyfluorkohlenstoff, Polytetrafluoräthylen, Polyvinylidenfluorid und deren Kombinationen ausgewählt wird.
  10. 10. Metallgegenstand zur Verwendung in korrosiver Umgebung, mit einer Metallkörperstruktur, einer porösen Metalllegierung als haftendem Überzug, aufgebracht auf einen Oberflächenteil der Körperstruktur, und wenigstens einer Schicht einer auf den porösen überzug aufgebrachten und die Poren im wesentlichen füllenden und die Außenoberfläche des Überzugs vollständig bedeckenden, gehärteten, polymeren Fluorkohlenstoffverbindung.
  11. 11. Metallgegenstand nach Anspruch 10, dessen poröser Metal1-legierungsüberzug eine thermisch aufgebrachte Legierung aus der Gruppe chromreicher Nickelbasislegierungen, chromreicher Eisenbasislegierungen, chromreicher Kobalt-
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    basislegierungen und deren Kombinationen aufweist.
  12. 12. Metallgegenstand nach Anspruch 10, dessen poröser Metallegierungsüberzug eine thermisch aufgebrachte · chromreiche, korrosionsbeständige Nickelbasislegierung folgender prozentualer Zusammensetzung aufweist:
    % Gehalt 2,50 maximal 14,50-16,50 15,00-17,00 3,00-4,50 4,00-7,00 0,08 maximal 1,00 maximal 0,02 maximal 0,35 maximal 0,04 maximal 0,03 maximal Rest
  13. 13. Metallgegenstand nach Anspruch 10, dessen polymere Fluorkohlenstoffverbindung ein gehärtetes Produkt eines Materials aus der Gruppe fluorierten Äthylenpropylens, Polychlortrifluoräthylen, Perfluoralkoxyfluorkohlenstoff, Polytetrafluoräthylen, Polyvinylidenfluorid und deren Kombinationen ist.
  14. 14. Metallgegenstand nach Anspruch 10, dessen poröser Metallegierungsüberzug eine Dicke von etwa 0,13 bis etwa 1,02 mm (etwa 5 bis etwa 40 mils) und dessen Schicht aus gehärteter, polymerer Fluorkohlenstoffverbindung eine Dicke von etwa 0,05 bis 0,5 mm (etwa 2 bis etwa 20 mils) hat.
    Element (D Co (2) Cr (3) Mo (4) W (5) Fe (6) Si (7) Mn (8) C (9) V (10) P (11) S (12) Ni
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  15. 15. überzogener Metallgegenstand zur Verwendung in korrosiver Umgebung, mit einem Kernteil aus Stahl, einem porösen überzug aus thermisch aufgesprühter Metalllegierung aus der Gruppe chromreicher Nickelbasislegierungen, chromreicher Eisenbasislegierungen, chromr-'ichor Kobaltbasislegierungen und deren Kombinationen, der an einer Oberfläche des Gegenstands haftet, ui.·: eim-j,1 gehärteten Schicht einer polymeren Fluorkohlenstoffverbindung aus der Gruppe fluorierten Äthylenpropylens, Polychlortrifluoräthylens, Perfluoralkoxy 'iluorkoh.1 en-Stoffs, Polytetrafluoräthylens, Polyvinylidenfluorids und ihrer Kombinationen, die die Poren des porösen Überzugs im wesentlichen füllt und die Außenoberfläche bis zu einer Tiefe von etwa 0,05 bis etwa 0,5 mm (etwa 2 bis etwa 20 mils) vollständig bedeckt.
  16. 16. überzogener Metallgegenstand nach Anspruch 15, desaen Metallegierung eine korrosionsbeständige, chromreiohe Nickelbasislegierung fo.laender prozentualer Zusa»"'"enset-
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DE19803042606 1979-11-16 1980-11-12 Ueberzogene metallgegenstaende und verfahren zu ihrer herstellung Withdrawn DE3042606A1 (de)

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