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Verfahren zur Herstellung von korrosionsfesten Schutzbe-
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zügen bei Anlagenteilen der chemischen und artverwandten Industrie
unter Anwendung der Vulkanisation an Ort und Stelle Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung von korrosionsfesten Schutzbezügen an den Innenflächen von Behältern
und an die Dichtflächen der Behälter-Flansche sowie an den Oberflächen von Behälter-Innenausstattungen
zur Aufnahme apparativer Einrichtungen, unter Anwendung der Vulkanisation an Ort
und Stelle, bei dem vor der Vulkanisation auf denFlanschdichtflächen und denjenigen
Oberflächen der Innenausstattungen, an denen die apparativen Einrichtungen aufliegen,
ein Schutzbezug aus einer Schicht aus Hartgummi oder einem druck- und temperaturbelastbaren
Thermoplasten und auf der Innenfläche des Behälters und den weiteren Flächenteilen
der Innenausstattungen ein Schutzbezug aus einer Schicht auf Basis von natürlichem
oder synthetischem Kautschuk aufgebracht wird, und anschließend vulkanisiert wird.
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Behälter in Form von Reaktionsgefäßen wie Autoklaven, Kesseln und
Tanks, Kolonnen wie Destillations-, Rektifikations- und Stripkolonnen, Türmen wie
Wasch- und Entgasungstürmen, Wärmeaustauscher und dergleichen, stellen Anlagenteile
dar, die in der chemischen und artverwandten Industrie vielfach eingesetzt werden.
An diesen Behältern sind in der Regel Flansche und Flanschstutzen angebracht.
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Sie enthalten auch oft Innenausstattungen in Form von verschiedenen
Konstruktionselementen wie T-Profilen oder
Laschen, um darauf apparative
Einrichtungen, beispielsweise einfache Rohre, Düsenrohre (zum Beispiel in Waschtürmen),
Strömungsstörer (zum Beispiel in Rührgefäßen) und dergleichen auflegen, beziehungsweise
befestigen zu können.
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Die im Rahmen der Erfindung in Betracht gezogenen Behälter und Flansche
aller Art sowie die Innenausstattungen der Behälter zur Aufnahme der verschiedenen
apparativen Einrichtungen bestehen in der Regel aus metallischen Werkstoffen, vorzugsweise
unlegierten und legierten Stählen und bedürfen aufgrund ihrer Verwendung eines Korrosionsschutzes.
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Mit dem genannten, allgemein üblichen Verfahren läßt sich zwar ein
zufriedenstellender Korrosionsschutz erreichen, es ist jedoch umständlich und zeitaufwendig
und weist im Hinblick auf die Vulkanisation an Ort und Stelle mehrere Nachteile
auf.
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Das Vulkanisieren wird bekanntlich nach der Methode der Vulkanisation
im Vulkanisierkessel oder der Vulkanisation an Ort und Stelle durchgeführt. Wenn
die gegen Korrosion zu schützenden Anlagenteile wegen ihrer Größe im Vulkanisierkessel
(Vulkanisierautoklaven) nicht aufgenommen werden können oder ein solcher beispielsweise
an einer Baustelle nicht vorliegt, ist die Vulkanisation an Ort und Stelle die einzig
mögliche Vulkanisiermethode.
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Die Vulkanisation an Ort und Stelle kann unter Druck oder drucklos
durchgeführt werden (vgl. VDI Richtlinien 2537 vom Januar 1976 zum "Oberflächenschutz
mit Bahnen auf Basis von Natur- und Synthesekautschuk"; VDI = Verein deutscher Ingenieure).
Handelt es sich um einen Behälter, der Druckbelastungen ausgesetzt werden kann,
wird zweckmäßigerweise so vulkanisiert, daß der Behälter gleichsam sein eigener
Vulkanisierautoklav ist. In diesem
Fall wird im allgemeinen bei
einem Druck von bis zu 6 bar (absolut) und bei einer Temperatur von bis zu 160 OC
mit vorzugsweise Sattdampf oder Heißluft als Wärmeträger vulkanisiert. Bei der drucklosen
Vulkanisation wird vorzugsweise mit demjenigen Medium, für das der Behälter vorgesehen
ist, und bei der entsprechenden Betriebstemperatur vulkanisiert.
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Bei allen diesen Varianten der Vulkanisation an Ort und Stelle ist
ein dichtes Abschließen des Behälters an seinen Flanschen erforderlich. Um dies
zu erreichen, werden bei dem bekannten und üblichen Verfahren die Dichtflächen der
Flansche vor der Vulkanisation mit einer Schicht aus Hartgummi oder einem druck-
und temperaturbelastbaren Thermoplasten belegt. Die hierzu erforderlichen Arbeiten,
nämlich das Zuschneiden von entsprechenden Hartgummi- oder Thermoplast-Plattenstücken,
ihr Aufkleben auf die Metallflächen der Flansche, wobei spezielle und relativ schwer
zu handhabende Klebstoffe wie Epoxidharze verwendet werden müssen, und das anschließende
Zuschneiden und Anpassen an die Flansche sind sehr zeitaufwendig und müssen mit
großer Genauigkeit und Sorgfalt durchgeführt werden. Nur unter diesem Aufwand ist
eine ausreichende Abdichtung erzielbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es demnach, das eingangs genannte Verfahren
insbesondere dahingehend zu verbessern, daß es einfach und schnell durchführbar
wird und dichte Flanschabschlüsse sowie relativ hoch druckbelastbare Auflageflächen
bereits vor der Vulkanisation gewährleistet.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß neben der Hartgummi-
oder Thermoplastschicht eine auf den zu
schützenden Flächen anliegende
Zwischenschicht auf Basis von natürlichem oder synthetischem Kautschuk, die nach
der Vulkanisation eine Härte von 40 bis 100,vorzugsweise 45 bis 75 Shore-A, aufweist,
angebracht wird.
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Zweckmäßige Kautschuktypen für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind (vgl. die genannten VDI-Richtlinien 2537): Naturkautschuk (NR, Polyisopren
natürlicher Herkunft), Synthesekautschuk (IR, synthetisches Polyisopren), Polybutadien-Kautschuk
(BR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Polychlorbutadien-Kautschuk
(CR), Isobutylen-Isopren-Kautschuk (IIR) und Chlorsulfonyl-Polyethylen-Kautschuk
(CSM).
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Für die Bereitung der Zwischenschicht wird vorzugsweise Polychlorbutadien-Kautschuk
(CR) oder Isobutylen-Isopren-Kautschuk (IIR) eingesetzt.
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Für die Bereitung des Schutzbezuges für die Innenfläche der Behälter
und für die Oberflächen der Innenausstattu-.-gen mit Ausnahme der Auflageflächen
der apparativen Einrichtungen wird vorzugsweise Naturkautschuk (NR) Synthesekautschuk
(IR), Polychlorbutadien-Kautschuk (CR), Isobutylen-Isopren-Kautschuk (IIR) oder
Chlorsulfonyl-Polyethylen-Kautschuk (CSM) eingesetzt.
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Für die Bereitung der Hartgummi- und Thermoplastschicht wird vorzugsweise
ausvulkanisierter Naturkautschuk (NR) oder Synthesekautschuk (IR) bzw. Polypropylen
(PP), Polyperfluorethylen-Propylen (PFEP), Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polytetrafluorethylen
(PTFE) verwendet.
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Die Dicke der Zwischenschicht beträgt 0,2 bis 1 mm, vorzugsweise 0,2
bis 0,5 mm.
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Die Hartgummi- bzw. Thermoplastschicht, die an der elast;ischen Zwischenschicht
anliegt, ist 2 bis 10 mm vorzugsweise 2 bis 6 mm, dick. Diese Dicke hat auch'der
Schutzbezug für die Innenfläche des Behälters und für
die Oberflächen
der Innenausstattungen mit Ausnahme der Auflageflächen der apparativen Einrichtungen.
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Das Anbringen der erfindungsgemäß einzusetzenden Bahnen oder Platten
auf die zu schützenden Metallflächen und die anschließende Vulkanisation an Ort
und Stelle erfolgt nach den in den VDI-Richtlinien 2537 oder 2534 beschriebenen
Arbeitsweisen.
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Zunächst werden die Metallflächen zweckmäßigerweise mit Hilfe der
Sandstrahlung gereinigt. Auf die sauberen Flächen werden dann die entsprechend zugeschnittenen
Bahnen oder Platten mittels Primer und Haftvermittler aufgeklebt.
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Die anschließende Vulkanisation an Ort und Stelle wird nach einer
der bekannten Varianten durchgeführt. Sofern es der in Behandlung stehende Behälter
zuläßt, wird vorzugsweise unter Druck vulkanisiert. Der Vulkanisationsdruck beträgt
vorzugsweise 3 bis 6 bar (absolut) und die Vulkanisationstemperatur vorzugsweise
133 bis 160 OC. Als Wärmeträger wird vorzugsweise Dampf benutzt. Bei dieser Sattdampf-Vulkanisation
unter Druck beträgt die Vulkanisationszeit, ähnlich wie bei der Vulkanisation im
Vulkanisierkessel, in der Regel 1 bis 3 Stunden. Im Fall der drucklosen Vulkanisation
wird bevorzugt durch das für den Behälter vorgesehene Medium und bei der vorgesehenen
Betriebstemperatur vulkanisiert. Die drucklose Vulkanisation kann auch mit Hilfe
eines eigenen Wärmeträgermediums, beispielsweise Warmwasser oder Warmluft, durchgeführt
werden. Die Vulkanisationstemperatur beträgt je nach Medium vorzugsweise 25 bis
100 OC. Die benötigte Vulkanisationszeit ist länger als die bei der Vulkanisation
unter Druck.
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Nach Beendigung der Vulkanisation an Ort und Stelle liegt der erfindungsgemäß
ausgestattete Behälter vor.
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Die nach der Vulkanisation vorliegenden Hartgummischichten
besitzen
eine Härte von 60 bis 85 Shore-D, vorzugsweise von 65 bis 75 Shore-D.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist mehrere Vorteile auf. Die Schutzbezüge
aus der relativ dicken Hartgummi bzw. Thermoplastplatte und der darauf angeklebten
relativ dünnen elastischen Zwischenplatte lassen sich schnell und in einfacher Weise
maßgerecht fertigen. Ihre Anbringung auf die Metallflächen mit Hilfe entsprechender
Haftvermittler läßt sich ebenfalls leicht und schnell durchführen. Der spezielle
Aufbau dieser Schützbezüge für die Flanschflächen und für die Flächen zum Aufnehmen
von apparativen Einrichtungen gewährleistet eine planparalleleAuflage und eine einwandfreie
Abdichtung beziehungsweise hohe Druckbelastbarkeit, so daß die Vulkanisation an
Ort und Stelle störungsfrei durchgeführt werden kann. Bei der Vulkanisation entsteht
eine feste Verbindung sowohl zwischen der elastischen Zwischenplatte und der Hartgummi-
bzw. Thermoplastplatte, als auch zwischen der Metallfläche und der elastischen Zwischenplatte.
Mit diesen Schutzbezügen werden auch die Spannungen, die zwischen Metall (Stahl)
und Hartgummi infolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten bei Temperaturdifferenzen
auftreten, durch die dazwischenliegende elastische Schicht ausgeglichen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also eine hohe Dichtigkeit
und Druckbelastbarkeit sowie eine korrosionsfeste Auskleidung mit langer Lebensdauer
erreicht.
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Die Erfindung wird nun an Beispielen noch näher erläutert.
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Beispiel 1 Es wurden die zwei Umlenkkammern mit Flansch eines Wärmeaustauschers
erfindungsgemäß ausgekleidet.
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Dazu wurden die zu schützenden Flächen durch Strahlen metallisch blank
gereinigt und mit den üblichen Primer und Haftvermittlern für das Ankleben der Schutzbezüge
angestrichen. Die Flansch-Dichtflächen wurden mit einer 4 mm dicken Platte aus (ausvulkanisiertem)
Hartgummi auf der Basis von Synthesekautschuk (IR) der Härte 75 Shore-D und einer
0,5 mm dicken Platte aus (unvulkanisiertem) Weichgummi auf der Basis von Isobutylen-Isopren-Kautschuk
(IIR) belegt, wobei die 0,5 mm dicke Platte auf der Metallfläche auf lag. Auf die
Kammerinnenflächen wurden 4 mm dicke Bahnen auf-der Basis von Synthesekautschuk
(IR) aufgebracht.
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Die so korrosionsfest ausgekleideten Umlenkkammern mit Flansch konnten
für die Vulkanisation an Ort und Stelle ganz dicht abgeschlossen werden.
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Beispiel 2 Es wurde eine Rauchgas-Entschwefelungskolonne erfindungsgemäß
ausgekleidet. In einer solchen Kolonne sind bekanntlich Düsen-Waschrohre auf querliegenden
metallischen Trägern angeordnet.
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Nach Reinigung der zu schützenden Flächen wurde auf der Innenfläche
der Kolonne eine 3 mm dicke Bahn auf Basis von Polychlorbutadien-Kautschuk (CR)
aufgeklebt. Die Auflagestellen der Rohre auf den querliegenden Trägern wurden wie
die Flansch-Dichtflächen in Beispiel 1 belegt. Durch die erfi8dungsgemäße Auskleidung
ist die Kolonne dicht abschließbar und kann deshalb sofort in Betrieb genommen werden,
wobei die Vulkanisation der Auskleidung abläuft (die Betriebstemperatur liegt bei
der in Rede stehenden Waschkolonne bekanntlich bei etwa 80 "C und es herrscht Atmosphärendruck).