DE4113271A1 - Verfahren zur verhinderung einer zunder- oder magnetitschichtbildung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung einer Zunder- oder Magnetitschichtbildung auf einer Stahloberfläche von temperatur- und/oder druck- und/oder wechselbeanspruchten und/oder wasser- bzw. dampfbeaufschlagten Bauteilen, insbesondere einer Heiß­ dampfleitung oder einer Kesseltrommel.

Die Bildung von Zunderschichten auf Stahloberflächen von Heißdampfleitungen oder von Magnetitschichten auf Stahloberflächen der wasser-dampf-beaufschlagten Seite von Kesseltrommeln führt zu einer Stahlabzehrung, bei wechselnden Beanspruchungen zum Abplatzen, Neubilden sowie erhöhter Stahlabzehrung und bei Entfernen der Schichten, z. B. für Prüfzwecke, zum Neubilden sowie weiterer erhöhter Stahlabzehrung.

Außerdem sind Magnetitschichten Ursache für Rißbildun­ gen, aber auch Grenzkriterium für die Belastbarkeit des Bauteile.

Zur Vermeidung von Zunderschichtbildungen ist es bekannt, auf die gesäuberte Stahloberfläche Anstrich­ systeme aufzubringen oder vorhandene Zunderschichten zu neutralisieren (DD-PS 2 56 980, 2 14 624, 1 90 903; DE-OS 23 41 536, 23 25 149). Diese Anstrichsysteme sind für temperatur- und/oder druckbeaufschlagte Bauteile, wie Heißdampfleitungen, nicht geeignet, weil sie nicht die Anforderungen der Beständigkeit bei den Betriebs­ temperaturen von Kraftwerks-Anlagen (bis 600°C) er­ füllen.

Zur Vermeidung der Magnetitschichtbildung in Kessel­ trommeln ist es bekannt, eine Schutzschicht aufzubrin­ gen, die die Aufgaben der Magnetitschicht als Voraus­ setzung für die Dauerfestigkeitswerte des Grundwerk­ stoffes übernimmt (DD-PS 86 736). Diese Technologie wurde nicht weiterverfolgt, weil die bisher bekannten Überzugssysteme die Betriebsbedingungen nicht erfüllt haben. Aus diesem Grund sollte versucht werden, die Magnetitschicht durch ein besonderes Betriebsregime so aufzubauen, daß die Schicht den Betriebsbelastungen standhält (DD-PS 1 22 401). Muß die Magnetitschicht für Prüfzwecke entfernt werden, so treten die bereits genannten Nachteile erneut ein.

Ziel der Erfindung ist, die Bildung von Zunder- und Magnetitschichten auf Stahloberflächen von temperatur- und/oder druck- und/oder wasser- bzw. dampfbeaufschlag­ ten und/oder wechselbeanspruchten Bauteilen zu vermei­ den.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zunder- oder Magnetitschicht durch eine die Betriebs- und Bean­ spruchungsbedingungen erfüllende Schicht zu ersetzen.

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die gereinigte Oberfläche mit einer unter Feuchtigkeitsein­ fluß aushärtenden Polyurethan-Zink-Suspension versiegelt und anschließend beschichtet wird.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 den Rohrbogendurchschnitt einer Heißdampfleitung im Schnitt,

Fig. 2 den Ausschnitt der Bohrungsanordnung einer Kes­ seltrommel im Schnitt.

Der Rohrbogen 1 einer Heißdampfleitung soll zur Ermitt­ lung des Bauteilzustandes zerstörungsfrei geprüft werden (Fig. 1). Dazu ist es erforderlich, daß an der Außenwandung 2 mit der Zunderschicht 3 ein Abschnitt als Prüffläche 4 festzulegen ist. Von der Prüffläche 4 ist die Zunderschicht 5 zu entfernen und durch ein mechanisches Verfahren metallisch blank zu gestalten. Danach erfolgt auf der Prüffläche die erste zerstörungsfreie Prüfung. Nach Abschluß wird mit der Polyurethan-Zink-Suspension die Prüffläche 4 mit der Grundschicht 6 versiegelt. Anschließend wird mit der Polyurethan-Zink-Suspension die Deckschicht 7 aufgetragen. Damit wird die Bildung einer erneuten Zun­ derschicht verhindert und die Stahloberfläche nicht er­ neut abgezehrt. Bei der zyklischen Wiederholungsprüfung wird die Deckschicht 7 und die Grundschicht 6 entfernt und auf der metallisch blanken Prüffläche 4 die zerstö­ rungsfreie Prüfung durchgeführt. Danach wird erneut mit der Grundschicht 6 versiegelt und die Deckschicht 7 aufgebracht.

Ebenfalls ist es möglich, einen erstmalig in Betrieb zu nehmenden Rohrbogen mit der Grund- und Deckschicht zu versehen, so daß keine Zunderschicht gebildet werden kann.

Die Wandung 8 der Kesseltrommel weist die Bohrungen 9 auf (Fig. 2). Auf der Innenoberfläche 10 der Wandung 8 wird während des Betriebes der Kesseltrommel die Magne­ titschicht 11 gebildet. Im Bereich der Bohrungen 9 stellt die Magnetitschicht 11 das Grenzkriterium für die Belastbarkeit der Kesseltrommel dar. Im Rahmen vor­ beugender Prüfungen oder Rißbildungen in der Magnetit­ schicht 11 oder an der Innenoberfläche 10 im Bereich der Bohrungen 9 sind zerstörungsfrei die Schädigungen zu untersuchen. Dazu ist im Bereich der Bohrungen 9 die Prüffläche 12 auf der metallisch blanken Innenoberfläche 10 herzustellen, indem dort die Magne­ titschicht zu entfernen ist und mittels eines mechanischen Verfahrens die metallisch blanke Oberfläche geschaffen wird.

Nach Abschluß der zerstörungsfreien Prüfung wird die Prüffläche 12 mit der Grundschicht 13 aus der Polyurethan-Zink-Suspension versiegelt und danach mit der Deckschicht 14 aus dieser Suspension versehen. Bei Wiederholungsprüfungen wird Deck- und Grundschicht entfernt, die Prüfung durchgeführt und danach die Schichten erneut aufgebracht.

Weiterhin ist es auch möglich, die gesamte Innenwandung einer neuen Kesseltrommel mit der Polyurethan-Zink-Sus­ pension als Grundschicht zu versiegeln und danach die Deckschicht aufzubringen.

Durch die Anordnung von Grund- und Deckschicht auf der gereinigten Innenoberfläche der Kesseltrommelwandung wird die Bildung einer Magnetitschicht und damit die Ursache der Rißbildung in dieser spröden Schicht, aber auch in der Innenoberfläche der Wandung vermieden, da der Zutritt von Sauerstoff für eine Reaktion mit Eisen nicht mehr möglich ist. Nach Wegfall der Magnetitschicht besteht das Grenzkriterium Magnetit­ schicht und eine Abzehrung des Materials der Wanddicke nicht mehr, so daß eine höhere Belastung der Kesseltrommel möglich ist.

Für die Polyurethan-Zink-Suspension mit einer Anwendungstemperatur bis 600°C ergibt sich beispiels­ weise folgende Zusammensetzung:
10 Anteile Polyurethan,
90 Anteile gelöstes Zink.

Für die unterschiedlichen Anwendungsfälle wird jedoch der Fachmann ohne weiteres die optimale Zusammensetzung finden.

Claims (2)

1. Verfahren zur Verhinderung einer Zunder- oder Magnetit-Schichtbildung auf einer Stahloberfläche von temperatur- und/oder druck- und/oder wasser- bzw. dampfbeaufschlagten und/oder wechselbeanspruch­ ten Bauteilen, insbesondere einer Heißdampfleitung oder einer Kesseltrommel, gekennzeichnet dadurch, daß die gereinigte Oberfläche mit einer unter Feuch­ tigkeitseinfluß aushärtenden Polyurethan-Zink-Sus­ pension versiegelt und anschließend beschichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberfläche nach einer zerstörungsfreien Prüfung, nach einer mechanischen Bearbeitung oder eines neuen Bauteils versiegelt und beschichtet wird.