DE69101046T2

DE69101046T2 - Verfahren zur Verstärkung und Reparatur von Einrichtungsdetails und -Bestandteilen bei schwerem Abtriebverschleiss.

Info

Publication number: DE69101046T2
Application number: DE69101046T
Authority: DE
Inventors: Knut H Johansen; Oyvind Larsen; Hans H Schelderup
Original assignee: Elkem ASA
Current assignee: Elkem ASA
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: IN180147B; NO904348L; DK0480686T3; CA2052987C; ES2048564T3; JPH0694182A; AU650062B2; NO174639B; ATE100550T1; FI914480A0; JP2609018B2; NO904348D0; EP0480686B1; CA2052987A1; BR9104303A; DE69101046D1; FI93391B; FI93391C; US5388317A; EP0480686A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und Reparatur von Einrichtungsdetails und -bestandteilen, die bei ihrer Benutzung einem starken Abriebverschleiß unterliegen.
Abriebverschleiß ist bei einer Vielzahl von Industriezweigen, so z.B. im Bergbau, in der Mineralien aufbereitenden und fördernden Industrie, bei Kohlenkraftwerken und bei Öl- und Gasfördereinrichtungen, ein häufiges und kostenverursachendes Problem.
Alle diese Industriezweige haben das gemeinsame Problem eines durch feste Partikel verursachten Abriebverschleißes der Einrichtungen zur Handhabung und Förderung solcher festen Partikel. Die Partikel lassen sich in trockener Form z.B. durch Druckluftförderung oder als flüssige Aufschlämmung fördern oder handhaben. Üblicherweise sind gewisse Teile dieser Förder- und Handhabungseinrichtung dem Abriebverschleiß stärker ausgesetzt als der Rest der Einrichtung.
Ein typisches Beispiel dürften Krümmungen in den Förderleitungen fur die Partikel darstellen. Während der überwiegende Teil der Förderleitung eine Lebensdauer bis zu mehreren Jahren haben mag, kann die Lebensdauer von Biegungen in Förderleitungen nur wenige Wochen betragen. Solche Förderleitungen und andere Handhabungseinrichtungen müssen daher häufig für Instandhaltungsarbeiten, die üblicherweise zu einem Austausch der Biegungen und der anderen kritischen Bauteile führen, außer Betrieb genommen werden. Demzufolge treten hohe Wartungskosten und wegen der hohen Stillstandzeiten der Einrichtung Produktionsverluste ein. Häufig wurde versucht, diesem Problem durch Austausch der kritischen Teile aus Standardmaterial gegen Teile aus abriebfesteren Materialien zu begegnen. Dadurch läßt sich zwar die Lebensdauer der kritischen Teile etwas erhöhen, doch sich leider abriebfeste materialen sehr teuer, so daß sich die Gesamtkosten nicht signifikant senken lassen.
Deswegen besteht ein Bedarf an einem einfachen und kostenniedrigen Verfahren zur Verstärkung oder Reparatur der einem starken Abriebverschließ ausgesetzten kritischen Teile.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches, kostengünstiges Verfahren zum Verstärken und Instandsetzen der beim Gebrauch einem Abriebverschleiß ausgesetzten Einrichtungdetails und -bestanteile zur Verfügung zu stellen.
Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verstärkung und Reparatur der einem Abriebverschleiß ausgesetzten Einrichtungsdetails und -bestandteile vor, welches die Befestigung einer Ummantelung um den dem Abriebverschleiß ausgesetzten Bereich des Einrichtungsdetails oder -bestandteils und ein Eingießen eines abriebfesten Betonmaterials in den Raum zwischen der Ummantelung und dem Einrichtungsdetail oder -bestandteil umfaßt.
Vorzugsweise wird ein keramischer, abriebfester Werkstoff, dessen eine Oberfläche der zu reparierenden oder zu verstärkenden Oberfläche entspricht, provisorisch an dem Einrichtungsdetail oder -bestandteil befestigt, wonach ein Betonmaterial in den Hohlraum zwischen dem keramischen Werkstoff und der Ummantelung eingefüllt wird.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist besonders geeignet zur Verstärkung und Reparatur von Teilen von Förderleitungen wie Rohrbögen und andere Bereich, die einem Abriebverschleiß durch die in den Förderleitungen geförderten Partikel ausgesetzt sind.
Sind die einem starken Abriebverschleiß ausgesetzten Stellen bereits beim Entwurf der Föderleitung oder der anderen Einrichtung bekannt, lassen sich bereits bei der Konstruktion diese Stellen nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verstärken. Die Lebensdauer der kritischen Teile kann dadurch von Anfang an bedeutend erhöht werden.
In anderen Fällen geben sich die einem starken Abriebverschleiß ausgesetzten Stellen oder Flächen erst nach einer gewissen Betriebdauer zu erkennen und lassen sich dann nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausbessem. In vielen Fällen lassen sich selbst üblicherweise als völlig abgenutzt geltende Einrichtungsdetails und -bestandteile nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung reparieren.
Die Erfindung ist auf verschiedene Weise in die Praxis umsetzbar, wozu einige Ausführungsformen beispielhaft und anhand der begleitenden Figuren beschrieben werden. Es zeigt:
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt eines nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung reparierten oder verstärkten Rohres;
Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie I-I in Fig. 1;
Fig. 3 einen axialen Längsschnitt einer nach einer anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung reparierten oder verstärkten Rohrkrümmung; und
Fig. 4 einen Schnitt entlang Linie II-II in Fig. 3.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen aus Stahl gefertigten Rohrbogen 1. Der Rohrbogen sei beispielsweise Teil einer Förderleitung zum Fördern von abriebverursachenden Partikeln. Nach einer gewissen Betriebszeit wird ein Teil der Wand 2 der Rohkrümmung, wie mit Bezugsziffer 3 gezeigt, abgenutzt und perforiert sein.
Dieser abgenutzte Bogen wird nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung repariert.
Die Außenseite des zu reparierenden Gebietes der Wand 2 wird, falls erforderlich, gesandstrahlt und gereingt. Ein aus einer Stahlplatte gefertigtes Mantelgehäuse 4 wird an der Außenseite des zu reparierenden Gebietes des Rohrbogens 1 angeschweißt.
Das Mantelgehäuse 4 enthält an seinem oberen Ende eine Öffnung 5. Es wird eine abriebfeste Betonmischung 6 hergestellt und durch die Öffnung 5 in der Ummantelung 4 und in den Hohlraum zwischen der Wand 2 des Rohrbogens 1 und dem Mantel 4 gegossen. Erforderlichenfalls rüttelt man zur Gewährleistung eines lückenfreien Betonmaterials. Nachdem der Beton 6 nach wenigen Stunden Verfestigungszeit eine gewisse Festigkeit erreicht hat, kann der Rohrbogen 1 wieder in Betrieb genommen werden.
In den meisten Fällen läßt sich dieses Reparaturverfahren ohne Demontage der zu reparierenden Teile ausführen. Der einzig benötigte raum ist der zur Anordnung der Anordnung der Ummantelung 4 erforderliche Raum.
Es sei darauf hingewiesen, daß, wenn der Rohrbogen 1 ausgedehnte Löcher enthält, es notwendig sein kann, die Löcher mit einer dünnen Stahlplatte 7 oder dergleichen abzudecken, um ein Eindringen des Betons durch die Löcher und in das Innere des Rohres 1 zu verhindern.
Die in Fig. 3 und 4 gezeigt Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 nur dadurch, daß eine Platte 8 keramischem abriebfesten Werkstoff auf die abgenutzte Fläche des Rohrbogens 1 aufgebracht wird, bevor der Beton 6 in die Ummantelung 4 eingegossen wird. Um die keramische Platte 8 vor der Anordnung der Ummantelung 4 und der Einfüllung des Betons 6 ortsfest zu halten, wird sie an der Wand 2 des Rohrbogens 1 beispielsweise mit einem Klebemittel oder einem anderen Befestigungsmittel fixiert.
Bei Anwendung dieses Verfahrens erzielt man einen überraschend hohen Abriebverschleißschutz zu sehr niedrigen Kosten, da das keramische Material lediglich für solche bestimmten Flächen verwendet wird, die einem hohen Abriebverschleiß unterliegen.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele weiter veranschaulicht:

Beispiel 1

In einer Förderleitung für trockene Nephelinsyenit-Partikel mußten die Rohrbögen wegen Durchlöcherungen als Folge des von den Nephelinsyenit-Partikel bewirkten Abriebverschleißes etwa alle 6 Monate erneuert werden. Die Förderleitung bestand aus Stahlrohren von 60 mm Durchmesser und enthielt zwei Rohrbögen eines Radius von 500 bzw. 580 mm.
Die zwei Bögen wurden nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung in der oben zu den Fig. 1 und 2 beschriebenen Weise repariert. Ein Superbeton mit SiC-Füllstoff wurde in die aus 3 mm starken Stahlplatten gefertigte Ummantelung eingegossen. Zwei jahre nach der Reparatur zeigten sich an den nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebesserten Rohrbögen noch immer keine Anzeichen irgendwelcher Perforationen oder sonstiger Unregelmäßigkeiten. Folglich hat sich die Lebensdauer der Bögen um wenigstens das Vierfache erhöht.

Beispiel 2

Nach dem Verfarhen gemäß der vorliegenden Erfindung wurden Rohrbögen einer zum Sammeln des bei einem Verschlagungsvorgang bei der Herstellung von großen Kohleelektroden entstandenen Staubes verwendeten Vakuum-Reinigungsleitung ausgebessert. Insgesamt wurden 5 Strahlrohrbögen eines Durchmessers von 60 mm und einer Wandstärke von 3 mm gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung repariert. Die Radien dieser Bögen betrugen bis zu 1200 mm. Die Reparaturen wurden auf Längen bis zu 800 mm durchgeführt. Die normale Lebensdauer der Stahlbögen betrug üblicherweise 2 Wochen. Die entsprechende Betriebsdauer der Bögen nach der Reparatur gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines SiC als Füllstoff enthaltenden, in eine Ummantelung aus 3 mm dicken Stahlplatten eingegossenen Betons, erwies sich als drastisch erhöht.
Tatsächlich waren die so instandgesetzten Rohrbögen nach fünf Monaten noch immer in Betrieb, woraus eine Verluangerung der Lebensdauer um mindestens das Zehnfache resultiert.

Beispiel 3

Einige der Rohrbögen der zu Beispiel 2 bezeichneten Vakuum-Reinigungsleitung wurden nach dergleichen Weise, wie zu Beispiel 2 beschrieben, repariert, jedoch mit der Abwandlung, daß vor der Anordnung der Ummantelung und der Einbringung des Betons in die Ummantelung eine siliziert Siliciumcarbidplatte einer Stärke von 8 mm auf der Wand des Rohrbogens aufgebracht worden war. Diese Bögen waren noch nach sechs Monaten in Betrieb und zeigten einen nur sehr geringen Verschleiß. Dementsprechend ist für diese Rohrbögen eine Lebensdauer von ein bis zwei Jahren zu erwarten.

Claims

1. Verfahren zur Verstärkung oder Reparatur von Einrichtungsdetails und -bestandteilen (1), die einem Abriebverschleiß ausgesetzt sind, gekennzeichnet durch Befestigen einer Ummantelung (4) um den dem Abriebverschleiß ausgesetzt Bereich (3) des Einrichtungsdetails oder -bestandteils (1) und Eingießen eines abriebfesten Betonmaterials (6) in dem Raum zwischen der Ummantelung (4) und der Oberfläche des Einrichtungsdetails oder-bestandteils (1).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Einrichtungsdetail oder -bestandteil (1) eine Platte (8) aus keramischem, abriebfestem Werkstoff, deren eine Oberfläche der zu reparierenden Oberfläche entspricht, befestigt wird, bevor die Ummantelung (4) angeordnet und der Beton (6) eingegossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (8) aus siliziertem Siliciumcarbid besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne Metallplatte (7), vorzugsweise aus Stahl, an der zu reparierenden Oberfläche befestigt wird, bevor die Ummantelung (4) angeordnet und der Beton (6) eingegossen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Beton (6) eine einen Füllstoff aus SiC enthaltender Superbeton ist.