DE4316978C2

DE4316978C2 - Rod, plate or shell-shaped components enamelled on both sides over one or more edges

Info

Publication number: DE4316978C2
Application number: DE4316978A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Otte
Original assignee: THALE EISEN HUETTENWERK
Current assignee: THALE EISEN HUETTENWERK
Priority date: 1993-05-21
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2013-05-22
Also published as: DE4316978A1

Description

Die Erfindung betrifft beidseitig über einen oder mehrere Ränder emaillierte stab-, platten- oder schalenförmige Bauteile.The invention relates to enamelled on both sides over one or more edges Rod, plate or shell-shaped components.

Zum Bewegen, Abbremsen, Umlenken, Einleiten, Entnehmen, Sammeln, Ver teilen, Filtern und sonstigen Operationen mit aggressiven, giftigen oder metall empfindlichen Medien werden häufig flügel-, blatt-, schaufel- oder rohrförmig ge staltete Teile wie Pumpenradschaufeln, Rührer- oder Strombrecherblätter, Rin nen, Lochplatten oder -Kerzen, Rohre und andere Bauteile verwendet, die auf der gesamten von dem zu behandelnden Medium berührten Oberfläche emai lliert sind.For moving, braking, redirecting, initiating, removing, collecting, ver sharing, filtering and other operations with aggressive, toxic or metal sensitive media are often wing, leaf, shovel or tubular designed parts such as impeller blades, stirrer or baffle blades, Rin NEN, perforated plates or candles, pipes and other components used on the entire surface touched by the medium to be treated are.

Bestehen diese Teile aus dünnem Vollmaterial wie Blechen oder strömungs technisch dünn auslaufenden massiven Querschnitten, so ergeben sich Rand formen, die im Zusammenwirken mit kleinen konvexen Radien den dadurch her vorgerufenen Zugspannungen zwischen Emailschicht und Trägerwerkstoff und den unter erheblichem Druck stehenden Wasserstoffausscheidungen aus dem Trägerstoff an der Grenzfläche zwischen Grundemail und Trägermaterial zu Abplatzungen des Emails an den Rändern dieser Teile führen.These parts consist of thin solid material such as sheet metal or flow technically thin tapering massive cross-sections result in edge shape that in cooperation with small convex radii called tensile stresses between enamel layer and carrier material and the hydrogen excretions from the Carrier at the interface between the base enamel and the carrier material Spalling of the enamel leads to the edges of these parts.

Die dann örtlich einsetzende rasche Korrosion durch das aggressive Medium kann zum Zerstören und teilweisen Abfallen der genannten Bauteile mit großen Folgeschäden an weiteren Bauteilen oder kompletten Apparaten führen.The then rapid onset of corrosion caused by the aggressive medium can destroy and partially fall off the components mentioned with large Consequential damage to other components or complete equipment.

Bekanntgeworden ist die Verwendung von sogenannten stabilisierten wand emaillierbaren Trägerwerkstoffen. Jedoch werden auch dabei, speziell unter Langzeitbedingungen mit plötzlichen Temperaturänderungen und aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Emailschicht sowie der guten Temperaturleit fähigkeit des Trägermaterials und der dabei besonders bei plötzlicher emailseiti ger Erwärmung entstehenden zusätzlichen Druckspannungen in der Email schicht und Zugspannung zwischen Email und Trägermaterial sowie mechani schen Beanspruchungen durch strömende Medien häufig Abplatzungen festge stellt. The use of so-called stabilized walls has become known enamelled carrier materials. However, even here, especially under Long-term conditions with sudden changes in temperature and due to poor thermal conductivity of the enamel layer and good thermal conductivity ability of the carrier material and especially in the case of sudden emails Due to the heating, additional compressive stresses occur in the enamel layer and tension between enamel and substrate as well as mechani stresses caused by flowing media often determine flaking poses.

Solche Querschnitte sind häufig als hohle Profile ausgeführt. Nachteilig sind die unzureichende strömungstechnische Gestaltungsfähigkeit und das hohe Ge wicht der Hohlprofile, die wegen des äußeren Medienüberdruckes dickwandig ausgeführt sein müssen. Dies führt zu hohem Materialverbrauch und bei beweg ten Teilen zu hohen Trägheitskräften.Such cross sections are often designed as hollow profiles. They are disadvantageous inadequate fluidic design ability and the high Ge importance of the hollow profiles, which are thick-walled due to the external media overpressure must be carried out. This leads to high material consumption and when moving parts to high inertia forces.

Weiterhin bekanntgeworden ist die Ausführung solcher Bauteile als zweischich tig ausgebildete Querschnitte. Nachteilig ist bei diesen Bauteilen, daß im Be reich des konvexradigen Randes eine für die Emaillierung problematische Schweißnaht angeordnet ist. Am Rand wurden durch Umformvorgänge große plastische Verformungen mit emaillierungünstigen Gefügeveränderungen des Trägermaterials hervorgerufen.The implementation of such components as two layers has also become known trained cross sections. The disadvantage of these components is that in loading rich in convex rim is problematic for enamelling Weld is arranged. Forming processes on the edge made them large plastic deformations with enamelling favorable structural changes of the Carrier material caused.

Ferner ist aus der DE 28 46 642 A1 eine emaillierte Apparatur mit aufge schweißten Leitschaufeln bekannt, bei der das Entgasungsproblem bei der Emaillierung durch Vorsehen einer Entlüftungsbohrung gelöst ist. Die Entlüf tungsbohrung verbindet dabei den Hohlraum der aufgeschweißten Leitschaufeln mit dem Dampfraum des Grundzylinders.Furthermore, from DE 28 46 642 A1 an enamelled apparatus is also included welded guide vanes known, in which the degassing problem in the Enamelling is solved by providing a ventilation hole. The vent The service hole connects the cavity of the welded-on guide vanes with the steam space of the basic cylinder.

Aus dem Zeitschriftenartikel von Dr. Richard Aldinger: "Die Entwicklung der Roh ware aus Stahlblech für emaillierte Geräte", aus Glas-Email-Keramo-Technik, Heft 10, Oktober 1968, Seiten 347-351 ist die Problematik bei der Emaillierung an der Bordierung von Gefäßen bekannt. Bei einem offenen Bord kann der scharfe Blechrand nicht gut mit Email überzogen werden. Daher werden ge schlossene Borde vorgeschlagen, bei denen der Blechrand einen kreisförmigen Hohlraum umschließt. Um die Blasenbildung im Email aufgrund der beim Ein brennen des Emails entweichenden Gase zu vermeiden, wird vorgeschlagen, an der Unterseite des Bordes mehrere Löcher anzubringen, über die die Gase an die Atmosphäre abgegeben werden können. Nachteilig ist, daß eine derartige Bordierung relativ breit ist.From the journal article by Dr. Richard Aldinger: "The development of the Roh made of sheet steel for enamelled devices ", made of glass-enamel-Keramo technology, Issue 10, October 1968, pages 347-351 is the problem with enamelling known for the boarding of vessels. With an open board, the sharp sheet metal edges are not well covered with enamel. Therefore ge closed shelves proposed, in which the sheet edge is circular Encloses cavity. To the bubbles in the enamel due to the on Burning the enamel to avoid escaping gases is suggested the bottom of the board to make several holes through which the gases attach the atmosphere can be released. The disadvantage is that such Boarding is relatively wide.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Bauteilen, die Randformen mit kleinen kon vexen Krümmungsradien aufweisen, eine hohe Haftfestigkeit des Emails an die sen Rändern zu sichern.The object of the invention is, in components, the edge shapes with small con vexen radii of curvature, a high adhesive strength of the enamel to the secure its edges.

Diese Aufgabe wird gelöst durch beidseitig über einen oder mehrere Ränder emaillierte stab-, platten- oder schalenförmige Bauteile, bei denen der Rand durch einen kreisförmigen, V-förmigen, U-förmigen, tropfenförmigen oder an ders geformten Hohlquerschnitt begrenzt ist und bei denen der Hohlquerschnitt zum Auffangen von Wasserstoffausscheidungen aus dem Trägerwerkstoff eva kuiert oder durch einen Kanal mit der Atmosphäre oder einem anderen Raum verbunden ist, und bei denen die Wandstärke des Hohlquerschnitts im Bereich des konvexen Randes nicht mehr als 30% des Krümmungsradius der konvexen Randschicht, mindestens aber 2 mm beträgt.This problem is solved by using one or more edges on both sides enamelled rod, plate or bowl-shaped components, in which the edge by a circular, V-shaped, U-shaped, teardrop-shaped or whose shaped hollow cross section is limited and in which the hollow cross section for collecting hydrogen excretions from the carrier material eva or through a channel with the atmosphere or another space is connected, and in which the wall thickness of the hollow cross section in the area of the convex edge no more than 30% of the radius of curvature of the convex Boundary layer, but at least 2 mm.

Die Wanddicke des Hohlquerschnittes ist demnach im Bereich eines konvexen Randradius nicht größer als 30% des Radius, mindestens aber 2 mm dick.The wall thickness of the hollow cross section is therefore in the range of a convex Edge radius not greater than 30% of the radius, but at least 2 mm thick.

Alternativ zum Vorsehen eines mit der Atmosphäre oder einem anderen Raum verbundenen Kanals kann der Hohlquerschnitt durch geeignete Maßnahmen bei der Fertigung als geschlossener Hohlraum unter einen Unterdruck gesetzt eva kuiert ausgebildet sein, so daß die Hohlräume den aus dem Trägermaterial aus tretenden Wasserstoff in die Atmosphäre ableiten oder in ausreichender Menge aufnehmen können, ohne unzulässig hohe Überdrücke zu bilden. Emailseitig auftretende schroffe Temperaturänderungen können keine großen Tem peraturunterschiede zwischen Emailschicht und dem darunterliegenden dünnwandigen Trägermaterial bewirken, wodurch die Emailschicht am Rand auch bei kleinen konvexen Radien abplatzsicher und stabil ist.As an alternative to providing one with the atmosphere or another room connected channel, the hollow cross section can be taken by suitable measures the production as a closed cavity under a vacuum eva be formed so that the cavities from the carrier material discharge hydrogen into the atmosphere or in sufficient quantities can record without forming excessively high pressures. Email side abrupt changes in temperature can not be large tem temperature differences between the enamel layer and the one below cause thin-walled carrier material, which causes the enamel layer on the edge is chip-proof and stable even with small convex radii.

Dabei werden Bauteile, die auf beiden Seiten der Wandung über deren Ränder emailliert sind, geometrisch so gestaltet, daß sie im Bereich konvexer Randra dien dünnwandig sind, die minimal erforderlichen Radien an den Rändern klein sind, die Ränder Auffangräume für Wasserstoffausscheidungen aus dem Trä germaterial aufweisen, die Bauteile gegenüber äußeren Mediendrücken stabil sind, beim Auftreten plötzlicher Temperaturwechsel keine unzulässigen Zusatz spannungen im Email und in der Grenzfläche zum Trägerwerkstoff auftreten und das Gewicht der Teile gering ist.Components that are on both sides of the wall over their edges are enamelled, geometrically designed so that they are in the area of convex Randra are thin-walled, the minimum required radii at the edges are small are, the margins collecting spaces for hydrogen excretions from the Trä Have germ material, the components stable against external media pressures are not an inadmissible addition when sudden temperature changes occur tensions occur in the enamel and in the interface to the carrier material and the weight of the parts is light.

Vorteilhaft weisen die Ränder tropfen, U- oder V-förmige Hohlquerschnitte auf. Die Erfindung wird anhand der beispielhaften Zeichnungen näher erläutert.The edges advantageously have dripping, U-shaped or V-shaped hollow cross sections. The invention is explained in more detail with reference to the exemplary drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1: Quer- und Längsschnitt durch den Rand 1 mit kreisförmigem Hohlquer schnitt 2 eines Rührerflügels 3 der durch den Kanal 4 mit dem Inneren 5 einer Rührerwelle verbunden ist. Fig. 1: Cross and longitudinal section through the edge 1 with a circular hollow cross section 2 of a stirrer blade 3 which is connected through the channel 4 to the interior 5 of a stirrer shaft.

Fig. 2: Querschnitt durch ein Flügelprofil 6, das an seiner Anströmseite durch ei nen kreisförmigen Hohlquerschnitt 2 und an seiner Ablaufseite durch ei nen V-förmigen Hohlquerschnitt 7 berandet ist. Fig. 2: cross section through a wing profile 6 , which is bordered on its upstream side by egg NEN circular hollow cross-section 2 and on its outlet side by egg N-shaped hollow cross-section 7 .

Fig. 3: Querschnitt durch ein ebenes Blatt 8, das durch einen U-förmigen Hohl querschnitt 9 berandet ist. Fig. 3: cross section through a flat sheet 8 , which is bordered by a U-shaped hollow cross section 9 .

Fig. 4: Querschnitt durch das Ende eines Tauchrohres 10, das durch einen ge schlossenen Hohlraum mit tropfenförmigem 11 bzw. kreisförmigem Hohl querschnitt 2 berandet ist. Fig. 4: Cross section through the end of a dip tube 10 , which is bordered by a closed cavity with a drop-shaped 11 or circular hollow cross-section 2 .

Die Emailschicht 12 umgibt den Randquerschnitt total oder in einem großen Be reich, dessen Längenmaße größer sind als die Dicke des Querschnitts.The enamel layer 12 surrounds the edge cross section totally or in a large area, the length dimensions of which are greater than the thickness of the cross section.

Es wurde gefunden, daß eine ausreichende Entgasung des Trägermaterials oh ne Wasserstoffansammlung zwischen Emailschicht und Trägerwerkstoff ge währleistet ist, wenn die Wanddicke im Bereich konvexer Randradien 3 mm nicht unterschreitet und 30% des konvexen Krümmungsradius nicht überschrei tet.It has been found that sufficient degassing of the support material oh ne hydrogen accumulation between the enamel layer and the carrier material is guaranteed if the wall thickness in the area of convex edge radii is 3 mm not less than 30% of the convex radius of curvature tet.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet die Ausbildung komplizierter, strö mungstechnisch, verfahrenstechnisch und gewichtsoptimierter Querschnitte.The solution according to the invention allows the formation of complicated, streamlined Mung technology, process technology and weight optimized Cross sections.

Claims

Both sides of one or more edges enamelled rod, plate or shell-shaped components, in which the edge ( 1 ) by a circular ( 2 ), V-shaped ( 7 ), U-shaped ( 9 ), teardrop-shaped ( 11 ) or differently shaped hollow cross-section is limited and in which the hollow cross-section is evacuated from the carrier material for collecting hydrogen excretions or through a channel ( 4 ) with the atmosphere or another space, and in which the wall thickness of the hollow cross-section in the region of the convex edge is not is more than 30% of the radius of curvature of the convex boundary layer, but at least 2 mm.