DE4042276A1 - Vorrichtung und verfahren zum herstellen von schutzschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfah­ ren zum Herstellen von Schutzschichten gegen Verschleiß und Korrosion mit und ohne eingelagerten Hartstoffen bzw. -phasen, durch thermisches Spritzen unter Verwen­ dung von Füll- oder Massivdrähten besonders beim Be­ schichten größerer Innenräume.

Vorrichtung zum Drahtspritzen mit Lichtbogen oder mit autogener Flamme, mit Füll- und Massivdrähten sowie zum Herstellen von heterogenen Schichten sind seit langem bekannt. Diese Arbeitsverfahren sind wegen der Möglich­ keit, mit einem größeren Durchsatz pro Stunde zu arbei­ ten, besonders interessant für die Durchführung von Be­ schichtungen in Großfeuerungsanlagen.

Die bekannten Anlagen haben den Mangel, daß die Länge der Schlauchpakete für die Zuleitungen und für die Drähte nicht ausreicht, um ohne größeren Zeitaufwand Beschichtungen vor Ort durchführen zu können.

Auch die Zugabe von zusätzlichen metallischen Pulvern über das Zerstäubungsgas in den Spritzstrahl bzw. den auf geschmolzenen Metalltropfen ist bekannt. Dabei ist allerdings die Kontrolle des Zustandes für die zuge­ führten Metallpulver nicht oder nur bedingt möglich, da ein unkontrollierbarer Anteil des Metallpulvers mit dem Lichtbogen und den geschmolzenen Metalltropfen in Be­ rührung kommt und dabei an- bzw. umgeschmolzen wird.

Bei Hartstoffen beeinflußt dieser Vorgang sehr stark die Eigenschaften besonders in die Richtung auf eine Versprödung.

Bei großflächigen Beschichtungen - wie sie etwa in Großfeuerungsanlagen vorkommen - ist es daher beson­ ders an erosionsbelasteten Stellen wichtig, daß die zur Erhöhung der Erosionsbeständigkeit eingebrachten Hart­ stoffe nicht um- bzw. angeschmolzen werden.

Je nach Größe der Verbrennungsanlage und der für die Servicearbeiten angebrachten Einstiegsöffnungen bzw. "Mannlöchern", kann der Abstand von Arbeitsplatz bzw. der zu beschichtenden Fläche und dem Aufstellungsort der Drahtspritzanlage 10 bis 30 mm betragen. Für bekannte Geräte liegen die maximalen Längen für die Schlauchpakete bei 10 bis 15 m Länge.

Angesichts dessen hat sich der Erfinder das Ziel ge­ setzt, unter Meidung bekannter Nachteile eine Vorrich­ tung und ein Verfahren vorstehender Art zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe hat der Erfinder festge­ stellt, daß die Hartstoffe über ein Düsensystem in den Spritzstrahl eingebracht werden und in das Schlauchpa­ ket nach einem Abstand von 2 bis 10 m wenigstens ein Zusatzantrieb eingesetzt werden muß.

Erfindungsgemäß ist um die einen aufgeschmolzenen Metalltropfen zerstäubende Düse ein Düsensystem zum Einbringen von Hartstoff- oder Hartphasenpartikel in den Spritzstrahl ohne ein An- oder Umschmelzen ange­ ordnet und der Draht antreibbar.

Letzterer kann zusätzlich mit nach dem Push-Pull- Prinzip arbeitenden Drahtantriebseinheiten angetrieben werden, die in Abständen von 2 bis 10 m von der Draht­ spritzanlage in dem Schlauchpaket geordnet sind.

Es hat sich als günstig erwiesen, vor der den aufgeschmol­ zenen Metalltropfen zerstäubenden Düse ein Düsensystem für das Einbringen zusätzlicher Hartstoffe oder -phasen in den Spritzstrahl ohne ein An- oder Umschmelzen der in die Beschichtung einzulagernden Partikel anzuordnen.

Vor der Düse einer Lichtbogendrahtspritzanlage oder einer autogenen Drahtspritzpistole kann ein Düsensystem zum Einbringen von Hartstoffen bzw. -phasen in den Spritzstrahl angebracht sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist um den Bereich, in dem die Hartstoffe und/oder Hartphasen über ein Düsensystem in den Spritzstrahl eingebracht werden, eine rohrförmige in Richtung der Spritzachse offene Kammer angebracht.

Weitere Merkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Claims (23)

1. Vorrichtung zum Herstellen von Schutzschichten gegen Verschleiß und Korrosion durch thermisches Spritzen unter Verwendung einer Düse und von Drähten, die in einem Abstand zu einer Draht­ spritzanlage verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß um die einen aufgeschmolzenen Metalltropfen zerstäubende Düse ein Düsensystem zum Einbringen von Hartstoff- oder Hartphasenpartikel in den Spritzstrahl ohne ein An- oder Umschmelzen ange­ ordnet und der Draht antreibbar vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch dem Draht antreibende nach dem Push-Pull-Prinzip arbeitende Drahtantriebseinheiten, die in Abstän­ den von 2 bis 10 m von der Drahtspritzanlage ange­ ordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß vor der den aufgeschmolzenen Metalltropfen zerstäubenden Düse ein Düsensystem für das Einbringen zusätzlicher Hartstoffe oder -phasen in den Spritzstrahl ohne ein An- oder Um­ schmelzen der in die Beschichtung einzulagernden Partikel vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vor der Düse einer Lichtbogendraht­ spritzanlage ein Düsensystem zum Einbringen von Hartstoffen bzw. -phasen in den Spritzstrahl ange­ bracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vor der Düse einer autogenen Draht­ spritzpistole ein Düsensystem zum Einbringen von Hartstoffen bzw. -phasen in den Spritzstrahl an­ gebracht ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß eine rohrförmige in Richtung der Spritzachse offene Kammer um den Bereich angeordnet ist, in dem die Hartstoffe und/oder Hartphasen über ein Düsensystem in den Spritzstrahl eingebracht werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der zum Werkstück gerichteten Austrittsseite des Spritzstrahles die Kammer­ öffnung größer ist als nach der Seite der Ver­ düsungsdüse hin.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Austrittsseite des Spritz­ strahls in Richtung Werkstück die Kammeröffnung zur Nachbeschleunigung des Spritzstrahles kleiner ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt für das Schutzgas in der rohrförmigen Kammer als wenigstens ein Ringspalt und/oder mehrere Boh­ rungen ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsensystem zum Einbringen der Hartstoffe bzw. -phasen aus ein oder mehreren Einzeldüsen besteht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsensystem zum Einbringen der Hartstoffe bzw. -phasen aus mehrere übereinander angeordneten Spaltdüsen besteht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Düsenverschleißteile für das Einbringen der Hartstoffe bzw. -phasen aus einem verschleißbeständigen Hartstoff, vorzugs­ weise einem Wolframkarbid, hergestellt sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Füll- bzw. Massivdraht der Spritz­ pistole in einem Schlauchpaket mit in Abständen von 2 bis 10 m angeordneten Antriebseinheiten von der Drahtzufuhreinheit zuführbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Lichtbogendraht­ spritzanlage die Drahtzuführungseinheit in einem Abstand zur Stromquelle und der Steuereinheit sowie außerhalb der zu beschichtenden Anlage aufgebaut sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer autogenen Draht­ spritzanlage die Gassteuerung und die Drahtzu­ führungseinheit zueinander in Abstand außerhalb der zu beschichtenden Anlage aufgebaut sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch eine Fernsteuerung für die Kontrolleinheit der autogenen und der Lichtbogen­ drahtspritzanlage.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Drahtzu­ führungsschläuche zwischen Energiequelle bzw. Steuereinheit und der Spritzpistole zwischen 5 bis 30 m liegt und mehrere nach den Push-Pull-Prinzip arbeitende Zwischenantriebseinheiten vorgesehen sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Zwischenantriebseinheit eine mit Druckluft ange­ triebene Turbine ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Zwischenantriebseinheit über einen stufenlos regelbaren Elektromotor erfolgt.

20. Verfahren zum Herstellen von Schutzschichten gegen Verschleiß und Korrosion durch thermisches Spritzen unter Verwendung einer Düse und von Drähten, die in einem Abstand zu einer Draht­ spritzanlage verarbeitet werden, bei dem um die einen aufgeschmolzenen Metalltropfen zerstäubende Düse ein Düsensystem zum Einbringen von Hartstoff- oder Hartphasenpartikel in den Spritzstrahl ohne ein An- oder Umschmelzen angeordnet und der Draht angetrieben wird, wobei insbesondere eine Vorrich­ tung nach einem der voranstehenden Ansprüche ein­ gesetzt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, daß als Injektionsgas für die Hartstoffe bzw. -phasen eine Substanz entsprechend dem Schutz- und Zerstäubungsgas verwendet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, daß für das Injektionsgas, Schutzgas und das Zerstäubungsgas unterschiedliche Gase verwendet werden.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Gase Stickstoff, Argon, Helium und/oder deren Gemische verwendet werden.