DE3617701C2

DE3617701C2 -

Info

Publication number: DE3617701C2
Application number: DE3617701A
Authority: DE
Inventors: Andreas 4320 Hattingen De Rueberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1990-01-25
Also published as: DE3617701A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines korrosionsgeschützten Materials. Die Erfindung betrifft auch ein korrosionsgeschützes Material.

Üblicherweise werden die verschiedensten Materialien da durch korrosionsfest gemacht, daß auf das Material eine organische, z. B. aus Kunststoff bestehende Beschichtung aufgetragen wird. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß solche Beschichtungen nicht dauerhaft resistent gegen Wasserdampfdiffusion sind und chemisch aggresiven Medien nur unzureichend widerstehen. Das giIt besonders bei Tem peraturen oberhalb von 100° C wie sie z. B. in Anlagen zur Rauchgasentschwefelung vorliegen.

Es ist weiterhin bekannt, Metallteile mit einem korro sionsbeständigen Metall durch Spritzen, Walzplattierung, Tauchen oder Galvanisieren zu beschichten. Spritzen er fordert eine Nacherwärmung, wenn eine diffusionsdichte OberfIäche der Beschichtung erzielt werden soll. Dieses Verfahren ist daher sehr aufwendig. Eine Walzplattierung kann nur im Walzwerk auf Plattenmaterial aufgebracht wer den. Eine Beschichtung durch Tauchen oder Galvanisieren ist begrenzt auf relativ kleine Teile und wenige tauchfä hige Korrosionsschutzmetalle wie Zink.

Bei einem bekannten, schwingungs- und geräuschgedämpften Blechbauelement (DE-OS 25 53 889) wird ein Blech aus rück federndem Metall mit einem Metallband unter Zwischenlage eines Weichklebers kaschiert.

Bei dem bekannten Blechbauelement ist jeweils eine Lage des Metallblechs mit einer Lage des Metallbandes ka schiert. Die Korrosion durch Eindiffundieren korrodierend wirkender Gase oder Dämpfe, z. B. Wasserdampf wird bei dem bekannten Blechbauelement nicht verhindert, und die Verhin derung von Korrosion ist bei dem bekannten Blechbauelement auch nicht beabsichtigt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dementspre chend darin, ein Verfahren zur Herstellung eines korro sionsgeschützten Materials und ein korrosionsgeschützes Material der eingangs genannten Art anzugeben, das auch bei erhöhten Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen über 100° C, im Langzeitbetrieb gegen den Angriff, insbe sondere das Eindringen korrosiver Medien im Bereich der benachbarten Kanten oder Ränder der Metallfolien beständig ist, wobei das Aufbringen der Beschichtung mit einfachen Mitteln auch an fertigen Strukturen und auch an relativ großen Teilen möglich ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Aufgabe durch folgende Verfahrensschritte gelöst: Aufkleben von mindestens zwei Metallfolien, ausgewählt aus einem ge genüber dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Ein satzbedingungen korrosionsfesten Metall auf einen Träger aus nicht korrosionsbeständigem Werkstoff derart, daß sich die Metallfolien an ihren zueinander benachbarten Kanten überlappen oder aneinanderstoßen, und abdichtendes Verbinden be nachbarter Metallfolien miteinander an den Überlappungsstellen bzw. Stoßstellen.

Das korrosionsgeschützte Material zur Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung aus einem Träger aus nicht korrosionsbeständigem Werkstoff und mindestens zwei auf dem Träger aufgeklebten Metallfolien aus einem gegenüber dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Einsatzbedingungen korrosionsfesten Metall, wobei sich die Metallfolien an ihren zueinander benachbarten Kanten überlappen oder aneinanderstoßen und ab dichtend an den Überlappungs- bzw. Stoßstellen miteinander verbunden sind.

Nach der Erfindung werden somit Folien aus einem gegenüber dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Einsatzbedingungen korrosionsfesten Metall unter Abdichtung benachbarter Kanten oder Ränder auf das zu schützende Material aufgeklebt. Dadurch kann das zu schützende Material vollständig mit der korro sionsfesten Metallfolie abgedeckt werden, wobei auch der Kleber durch die Folien aus dem korrosionsfesten Metall geschützt wird und selbst nicht gegenüber dem jeweiligen Medium beständig sein muß. Der Kleber muß aber unter den herrschenden Einsatzbe dingungen, insbesondere unter den herrschenden Temperaturbedingungen beständig und wirksam sein.

Vorteilhafterweise werden die benachbarten Kanten der Metallfolien durch Verschweißen, insbesondere Stoß schweißen, Mikroplasmaschweißen und vorteilhafter weise in überlappender Anordnung abdichtend mit einander an den Überlappungsstellen bzw. Stoßstellen verbunden. Dadurch wird verhindert, daß korrosive Medien in den Raum unterhalb der korrosionsfesten Metallfolie eindringen können.

Ein besonders wirksames und auch allgemein anwend bares Verfahren stellt das sogenannte Schweißlöten zur abdichtenden Verbindung zwischen den benach barten Kanten oder Rändern der Metallfolien dar. Dabei wird unmittel bar nach dem Schweißvorgang und vor Ausbildung einer Oxidschicht auf den Metallfolien im Bereich der Schweißnaht ein Lötmetall aufgetragen, das gegen über dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Einsatzbedingungen korrosionsbeständig ist. Das Lötmetall wird z. B. in Form eines Drahtes, Bandes oder Streifens in einem kontinuierlichen Arbeits gang aufgetragen; in vielen Fällen setzt die Bildung der Oxidschicht erst bei Temperaturen im Bereich von ca. 200-300° C ein, so daß die Auftra gung des Lötmetalls praktisch noch im glühenden Zustand der Folienränder vorgenommen werden muß. Auf diese Weise läßt sich besonders auch beim Schweißen dünner Metallfolien eine durchgehend dichte Schweißnaht erzielen.

Zweckmäßigerweise wird im Bereich der abdichtenden Verbindung eine Prüfmasse zur Prüfung der Dichtheit der Verbindung zwischen dem Träger und den Metallfolien angeordnet, bevor die Verbindung durchgeführt wird, so daß z. B. die Dichtheit der Schweißnaht überprüft werden kann, bevor das korrosionsgeschützte Material zum Einsatz kommt.

Die erfindungsgemäß hergestellten, korrosionsge schützten Materialien sind auch in hochkorrosiven Umgebungen beständig und können in verschiedensten Anlagen Verwendung finden, z. B. in Anlagen zur Rauchgasreinigung, in Lager- und Transportbe hältern, Rohrleitungen, Auffangwannen und dergl.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungs gemäßen Verfahrens und des erfindungs gemäßen korrosionsgeschützten Mate rials;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungs gemäßen Verfahrens und des erfindungs gemäßen korrosionsgeschützten Mate rials; und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungs gemäßen Verfahrens und des erfindungs gemäßen korrosionsgeschützten Mate rials.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung eines korrosions geschützten Materials ist das zu schützende Material im Schnitt als Platte oder Träger 1 dargestellt. Dieser Träger 1 besteht aus einem metallischen oder nichtmetallischen Material, das unter den jeweilig herrschenden Bedingungen gegenüber einem bestimmten (gasförmigen oder flüssigen) korrosiven Medium nicht beständig ist. Es kann sich dabei z. B. um Stahl, Kunststoff oder andere Werkstoffe handeln, wie sie beispielsweise in Anlagen zur Rauchgasreinigung, in Lager- oder Transportbehältern, in Rohrleitungen, in Auffang wannen und dergl. Verwendung finden. Die Platte bzw. der Träger 1 wird an der zu schützenden Ober fläche zunächst bis zu dem jeweils benötigten Reinheitsgrad, bei hohen Anforderungen auch bis zu einem Reinheitsgrad Sa 21/2-3 nach DIN 55928, Teil 4 gereinigt. Anschließend wird auf diese gereinigte Oberfläche nach üblichen Verfahren, z. B. durch Streichen, Spachteln, Walzen oder Spritzen, ein unter den herrschenden Einsatzbedingungen be ständiger Kleber 2 in einer Menge im Bereich von 50-350 g/qm aufgetragen. In besonderen Anwendungs fällen können jedoch auch kleinere oder größere Mengen des Klebers 2 zur Anwendung kommen. Bei spielsweise in einer Rauchgasentschwefelungsanlage wird ein modifizierter Polymerisat-Kleber (IC-Industriebedarf-Handels- und Consulting GmbH, Köln, Best.-Nr. IC-Me-K200-K1) eingesetzt.

Der Kleber 2 wird anschließend mit Folien 3 aus einem gegenüber dem jeweiligen Medium und unter den herrschenden Einsatzbedingungen korrosionsfesten Metall abgedeckt. Das Metall der Folie 3 wird entsprechend dem jeweiligen Anwendungszweck ausge wählt, z. B. aus geeigneten Metallen wie Titan oder Titanlegierungen, Nickel oder Nickellegierungen nach DIN 17007. Die Metallfolien 3 haben eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 0,5 mm.

Nach Aushärtung des Klebers 2 müssen für einen einwandfreien Korrosionsschutz die benachbarten Metallfolien 3 an den Stoßstellen abdichtend miteinander verbunden werden. In dem dargestellten ersten Aus führungsbeispiel wird diese abdichtende Verbindung durch Stoßschweißen erzielt; bevorzugt wird dazu ein Mikroplasmaschweißbrenner (IC-Industriebedarf- Handels- und Consulting GmbH, Köln) verwendet.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß die benachbarten Metallfolien 3 überlappend angeordnet sind und an den Überlappungsstellen abdichtend miteinander verbunden sind.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele enthalten bevorzugt eine abdichtende Schweißverbindung zwischen den benachbarten Kanten oder Rändern 4 an den Überlappungsstellen bzw. Stoßstellen der Metall folien 3. Verbindungen dieser Art lassen sich in besonders vorteilhafter Weise nach einem Schweiß lötverfahren erhalten, das nicht nur im vorlie genden Zusammenhang sondern allgemein anwendbar ist. Dabei wird z. B. in Verbindung mit einem Mikroplasmaschweißbrenner ein Lötmetall, z. B. Silberlot oder Hartlot, das gegenüber dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Einsatz bedingungen korrosionsfest ist, in Form eines Drahtes, Bandes oder Streifens unmittelbar nach dem Schweißvorgang und zweckmäßigerweise in einem kontinuierlichen Arbeitsvorgang im Bereich der Schweißnaht auf die benachbarten Kanten 4 der Metallfolien 3 aufgetragen, und zwar bevor sich in diesem Bereich eine Oxidschicht gebildet hat. Da die Bildung der Oxidschicht im Temperaturbereich von ca. 200° C bis ca. 300° C einsetzt, wird die Auftragung praktisch noch im glühenden Zustand der benachbarten Kanten oder Ränder 4 bzw. der Schweißnaht vorge nommen.

Die vorstehend beschriebenen Anordnungen schützen die Platte bzw. den Träger 1 in sehr hohem Maße gegen Korrosion z. B. in Folge von Diffussion, und besonders gegen Langzeiteinwirkung korrosiver Medien, da die Verbindung zwischen den benachbarten Kanten oder Rändern 4 an den Überlappungsstellen bzw. Stoßstellen der Metallfolien 3 dicht ist. Es hat sich herausgestellt, daß sonst übliche Verfahren wie Falzen, Löten oder Ultraschallschweißen keine ausreichend dichten Verbindungen ergeben. Eine Prüfung der nach den vorstehend in Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschriebenen Verfahren erzielten Verbindungen auf Dichtheit kann auf folgende Weise ermöglicht werden:

In dem Bereich der benachbarten Kanten oder Ränder 4 der Metallfolien 3 wird vor der Verbindung der Kanten oder Ränder 4 zwischen dem Träger 1 und den Metallfolien 3 eine Prüfmasse 5 angeordnet. Besteht diese Prüf masse 5 aus einem nicht-metallischen Material, so können Undichtigkeiten beispielsweise durch Infra rotfotographie in Verbindung mit einer Mikrowellen erwärmung festgestellt werden. Durch die Mikro welleneinwirkung erfolgt ausschließlich eine Erwär mung des nicht-metallischen Materials bzw. der Prüfmasse 5, deren Wärmestrahlung durch undichte Stellen der Schweißverbindung nach außen dringt, so daß solche undichten Stellen durch die erhöhte Wärmestrahlung unmittelbar im Infratrotbild erkenn bar werden. Die Prüfmasse 5 kann aber auch gasför mige oder flüssige Bestandteile enthalten oder bei Erwärmung z. B. mit Mikrowellen gasförmige oder flüssige Stoffe abgeben, die durch Undichtigkeiten nach außen dringen und z. B. mit einem Lecksuchgerät oder nach einem optischen Verfahren z. B. durch Fluoreszenz festgestellt werden können. Die Prüf masse 5 kann auch geringe Mengen eines radioaktiven Materials enthalten, dessen Strahlung von dem umgebenden Material absorbiert wird, aber durch Undichtigkeiten in der Verbindung bzw. Schweißnaht zwischen den Kanten oder Rändern 4 der Metallfolie 3 nach außen dringen und festgestellt werden kann.

Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die Platte bzw. der Träger 1 wie vorher durch mittels eines Klebers 2 aufgeklebte Metallfolien 3 korrosionsgeschützt ist. Die abdichtende Verbindung der benachbarten Kanten oder Ränder 4 der Metallfolien 3 wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen Materialstreifen 6 aus einem Material bewirkt, das gegenüber dem jeweiligen Medium unter den herr schenden Einsatzbedingungen korrosionsfest ist. Dieser Materialstreifen 6 ist überlappend auf die benachbarten Kanten oder Ränder 4 der Metallfolien 3 aufge klebt, und zwar mittels eines Klebers 7, der nicht nur unter den herrschenden Einsatzbedingungen beständig und wirksam sondern auch gegenüber dem jeweiligen Medium korrosionsfest ist. Eine Auswahl geeigneter Kleber ist im Handel erhältlich (IC-Industriebedarf-Handels- und Consulting GmbH, Köln).

Durch den Grad der Überlappung zwischen dem Materialstreifen 6 und den Kanten oder Rändern 4 kann der Diffusionsweg dazwischen so lang gewählt werden, wie es für das jeweilige Problem erforderlich ist.

In Abwandlung der vorstehend beschriebenen relativ einfachen Verfahrensweise und insbesondere bei Verwendung eines metallischen Materialstreifens 6 kann die abdichtende Verbindung zwischen dem Materialstreifen 6 und den davon überlappten benachbarten Kanten oder Rändern 4 der Metallfolien 3 auch mittels eines der vorstehend genannten Schweißver fahren, insbesondere des Schweißlötverfahrens, gegebenenfalls auch unter Einfügung der Prüfmasse 5, hergestellt werden. Unter diesen Umständen genügt es, einen Kleber nach Art des im Zusammen hang mit Fig. 1 und 2 beschriebenen Klebers 2 zu verwenden.

Die vorstehend beschriebenen Verfahren können zur Herstellung unterschiedlichster korrosionsge schützter Materialien verwendet werden, wobei die jeweiligen Anwendungsbedingungen die Wahl des Klebers und die Wahl der Metallfolie bestimmen.

Dabei übernehmen die Metallfolien 3 die eigentliche Schutzfunktion gegen Korrosion, während der Kleber 2 selbst keine Korrosionsbeständigkeit haben muß, sondern lediglich die Haftung der Metallfolie 3 unter den herrschenden Einsatzbedingungen gewähr leisten muß.

Dadurch ergibt sich vorteilhafterweise eine Ent kopplung der Haftungsfunktion und der Schutzfunk tion mit der Folge einer erheblichen Ausdehnung des dem Korrosionsschutz zugänglichen Materialbe reiches. Insbesondere dadurch, daß die Schutzfunk tion von der Metallfolie 3 ausgeübt wird, wird im Gegensatz zu bisher bekannten Korrosionsschutz systemen mit organischen Korrosionsschutzsystemen wie Kunststoffen eine absolute Sicherheit gegen die korrosionsfördernde Wasserdampfdiffusion erreicht. Bei anderen bisher bekannten Korrosionsschutz systemen unter Verwendung von Metallen, die nach üblichen Verfahren auf die zu schützende Oberfläche der Platte bzw. des Trägers 1 aufgetragen sind, übernimmt die aufgetragene Metallschicht auch die Haftungsfunktion und ist dann nicht hinreichend porendicht, um das Durchdringen korrosiver Medien bis zum Träger sicher zu verhindern.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines korrosionsgeschützten Materials gekennzeichnet durch folgende Verfahrens schritte:

- Aufkleben von mindestens zwei Metallfolien ausgewählt aus einem gegenüber dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Einsatzbedingungen korrosionsfesten Metall auf einen Träger aus nicht korrosionsbeständigem Werkstoff derart, daß sich die Metallfolien an ihren zueinander benachbarten Kanten überlappen oder aneinanderstoßen und
- abdichtendes Verbinden benachbarter Metallfolien miteinander an den Überlappungsstellen bzw. Stoßstellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien durch einen unter den herrschenden Einsatzbedingungen beständigen Kleber auf den Träger aufgeklebt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Metallfolie aus einem korrosions festen Metall aus der Gruppe Titan, Titanlegierungen, Nickel, Nickellegierungen ausgewählt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Kanten der Metallfolien durch Verschweißen abdichtend miteinander verbunden werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Kanten der Metallfolien durch Stoßschweißen abdichtend miteinander verbunden werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Kanten der Metallfolien durch Mikroplasmaschweißen abdichtend miteinander verbunden werden.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Kanten der Metallfolien durch einen beide Kanten überlappenden Materialstreifen aus einem gegenüber dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Einsatzbedingungen korrosionsfesten Material abdichtend miteinander verbunden werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Kanten der Metallfolien durch Schweißlöten abdichtend miteinander verbunden werden, wobei ein gegenüber dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Einsatzbedingungen korrosionsfestes Lötmetall unmittelbar nach dem Schweißvorgang und vor Ausbildung einer Oxidschicht im Bereich der Schweißnaht aufgetragen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der die benachbarten Kanten der Metallfolien überlappend und abdichtend verbindende Material streifen im Bereich der benachbarten Kanten auf die Metallfolien mit einem Kleber aufgeklebt wird, der gegenüber dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Einsatzbedingungen beständig ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich der abdichtenden Verbindung eine Prüfmasse zur Prüfung der Dichtheit der Verbindung zwischen dem Träger und den Metallfolien angeordnet wird, bevor die Verbindung durchgeführt wird.

11. Korrosionsgeschütztes Material bestehend aus einem Träger (1) aus nicht korrosionsbeständigem Werkstoff und mindestens zwei auf dem Träger (1) aufgeklebten Metallfolien (3) aus einem gegenüber dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Einsatzbedingungen korrosionsfesten Metall, wobei sich die Metallfolien (3) an ihren zueinander benachbarten Kanten (4) überlappen oder aneinanderstoßen und abdichtend an den Überlappungsstellen bzw. Stoßstellen miteinander verbunden sind.

12. Material nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien (3) mit einem unter den herrschenden Einsatzbedingungen beständigen Kleber (2) auf den Träger (1) aufgeklebt sind.

13. Material nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (3) aus einem korrosionsfesten Metall aus der Gruppe Titan, Titanlegierungen, Nickel, Nickellegierungen besteht.

14. Material nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Kanten (4) der Metallfolien (3) abdichtend miteinander verschweißt sind.

15. Material nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Kanten (4) der Metallfolien (3) durch Stoßschweißen abdichtend miteinander verbunden sind.

16. Material nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Kanten (4) der Metallfolien (3) durch Mikroplasmaschweißen abdichtend miteinander verbunden sind.

17. Material nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Kanten (4) der Metallfolien (3) durch einen beide Kanten (4) überlappenden Materialstreifen (6) aus einem gegenüber dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Einsatzbedingungen korrosionsfesten Material abdichtend miteinander verbunden sind.

18. Material nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Kanten (4) der Metallfolien (3) durch Schweißlöten abdichtend miteinander verbunden sind und ein gegenüber dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Einsatz bedingungen korrosionsfestes Lötmetall unmittelbar nach dem Schweißvorgang und vor Ausbildung einer Oxidschicht im Bereich der Schweißnaht aufgetragen ist.

19. Material nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der die benachbarten Kanten (4) der Metallfolien (3) abdichtend verbindende Materialstreifen (6) im Bereich der benachbarten Kanten (4) auf die Metallfolien (3) mit einem Kleber (7) aufgeklebt ist, der gegenüber dem jeweiligen Medium unter den herrschenden Einsatz bedingungen beständig ist.

20. Material nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich der abdichtenden Verbindung zwischen dem Träger (1) und den Metallfolien (3) eine Prüfmasse (5) zur Prüfung der Dichtheit der Verbindung angeordnet ist.