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Verfahren zur Behandlung von mit Stein- bzw. Kohlensteinmaterialien
unter Benutzung von selbsterhärtenden Kitten ausgekleideten Behältern, insbesondere
in der chemischen Technik
Es ist bekannt, insbesondere in der chemischen Technik
zur Auskleidung von metallischen Behältern, welche durch Wärme und bzw. oder durch
Druck beansprucht werden, keramische Steinmaterialien und Kohlesteinmaterialien
zu verwenden.
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Hierbei ergeben sich dadurch Schwierigkeiten, daß infolge verschiedener
Wärmeausdehnung der Baumaterialien große Zugspannungen in der Auskleidungsschicht
und, dadurch hervorgerufen, Rißbildungen bzw. Ablösungen auftreten. Man hat sich
zwar schon bemüht, diese Schwierigkeiten dadurch zu überwinden, daß man Auskleidungsmaterialien
mit einer dem auszukleidenden Metall des Behälters angenäherten Wärmedehnung verwendet
und daß man die entsprechenden Mörtelmaterialien mit einem Quellvermögen ausstattet,
um dadurch eine sogenannte Vorspannung in der Auskleidung zu erzielen. Es hat sich
jedoch gezeigt, daß hierbei die Vorspannung erst nach einiger Zeit voll zur Wirkung
kommt, so daß gerade anfangs, nach der Inbetriebnahme des Behälters, besonders schwierige
Perioden zu durchlaufen sind, während welcher in den Grenzschichten die vorhandene
Scherfestigkeit überschreitende Spannungen auftreten.
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man die aufgezeigten
Nachteile vermeiden kann, wenn man solche Behälter nach erfolgter Auskleidung vor
der eigentlichen Inbetriebnahme einer besonderen Behandlung unterwirft. Diese besteht
erfindungsgemäß darin, daß man die ausgekleideten Behälter mit einer Flüssigkeit,
vorteilhafterweise mit der in Betracht kommenden Betriebsflüssigkeit, füllt und
sofort unter einen Innendruck setzt, der etwa I bis etwa 2 atü beträgt.
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Nach Einstellung dieses Innendruckes wird eine zweckmäßig langsam
ansteigende Temperaturerhöhung des Behälterinhalts vorgenommen. Während dieser Temperaturerhöhung
soll der ebenfalls ansteigende Innendruck etwa das Doppelte des ursprünglichen Innendrucks
erreichen. Sodann wird eine Abkühlung des Behälters unter gleichzeitiger Verminderung
des Innendrucks durchgeführt, die zweckmäßig ebenfalls, wie die Aufheizung, langsam
erfolgt, so daß schließlich der Ausgangspunkt wieder erreicht wird.
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In den meisten Fällen hat sich bei Beginn der e1 findungsgemäß vorgeschlagenen
Behandlung ein Innendruck von 2 atü als den Verhältnissen der Praxis am besten gerecht
werdend, herausgestellt.
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Als besonders vorteilhaft hat sich bei der Temperatursteigerung eine
Erhöhung von etwa 2 bis 30 C je Stunde erwiesen.
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Gegebenenfalls kann man die erfindungsgemäß vorgeschlagene Behandlung
in gleicher Weise wiederholen, wobei dann auch mit abgekürzten Zeiten gearbeitet
werden kann; Das Verfahren gemäß der Erfindung gestattet es, innerhalb kurzer Zeit
eine mit völliger Sicherheit anliegende Auskleidung zu erhalten, bei welcher jegliche
Rißgefahr und Schwierigkeiten infolge Uberbeanspruchung der Scherfestigkeit beseitigt
sind. Das Anliegen der Auskleidung macht sich durch eine entsprechende Vorspannung
des Behältermaterials bemerkbar, und man kann bei wiederholter Durchführung des
Verfahrens gemäß der Erfindung den anfänglichen Innendruck entsprechend dieser im
Mantel erzeugten und durch Nilessung feststellbaren Vorspannung steigern.
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Es ist zwar bereits bekannt, bei der Herstellung gas- und flüssigkeitsdichter
Gefäße und Rohrleitungen als Bindemittel plastische Materialien, wie Kautschukmassen,
Weichgummi, Hartgummi.
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Guttapercha, Zelluloid, zu verwenden. Das unter Zusammenpressen der
Gefäßteile auf diese Weise hergestellte Gefäß wird dann zur Bewirkung des Erhärtens,
Abbindens, Vulkanisierens der angewandten plastischen Massen mit Flüssigkeiten,
Dämpfen oder Gasen gefüllt.
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Im Gegensatz hierzu handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung
um die Behandlung von Behältern, wie etwa Zellstoffkochern od. dgl., in der angegebenen
Weise, bei denen bei der Auskleidung mit Stein- bzw. Kohlensteinmaterialien selbsterhärtende,
säurefeste Spezialkitte verwendet werden, welche hart, aber nicht plastisch sind.
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Beispiel Ein Zellstoffkocher von 250 m3 Inhalt, 30 mm Wandstärke
und 5,5 m Durchmesser wird mit einer Auskleidung von 3,5 cm Spritzbetonschicllt
und 10 mm Zementmörtel versehen. In die Mörtelschicht werden keramische Platten
von 40 mm Stärke verlegt. Hierauf wird eine weitere Lage Kohlestoffplatten von 40
mm Stärke in einen säurefesten quellfähigen Säurekitt mit IO mm Lagerauge vermauert.
Die Stoßfugen werden mit einem Kunstharzkitt, der ebenfalls quellfähig ist, verfugt.
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Nach Fertigstellung der Ausmauerung wird der Zellstoffkocher mit einer
sauren Calciumbisulíitlauge gefüllt und sofort unter einen Druck von 2 atü gesetzt.
Hierauf wird eine langsam ansteigende Temperaturerhöhung mit etwa 2 bis 30 C je
Stunde vorgenommen, wobei der Innendruck schließlich bis zu einer Höhe von 4 atü
ansteigt.
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Die Temperatur des Kocherinhalts steigt dabei bis auf 1400 C an. Die
Abkühlung und Druckminderung erfolgt in der gleichen Weise langsam, so daß man am
Schluß auf den Ausgangspunkt zurückkehrt.
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Man kann nun die Behandlung im Anschluß an die erste Behandlung wiederholen,
und zwar mit erhöhtem Ausgangsdruck, z. B. mit einem solchen von 2 bis 3 atü, wenn
nach der ersten Wärmebehandlung eine Vorspannung von etwa IOO kg/Cm2 im Mantel gemessen
worden ist.
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PATENTANSPRiJCHE: I. Verfahren zur Behandlung von ausgekleideten,
durch Wärme und/oder Druck beanspruchten Behältern, insbesondere in der chemischen
Industrie, indem man die Behälter nach erfolgter Auskleidung vor der eigentlichen
Inbetriebnahme mit einer Flüssigkeit, vorteilhaft mit der in Betracht kommenden
Betriebsflüssigkeit, füllt, verschließt, den Behälterinhalt zweckmäßig langsam erwärmt
und dann eine zweckmäßig langsame gleichartige Abkühlung und Druckminderung durchführt,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Behälter vor Beginn der Erwärmung unter einen
Innendruck von etwa I bis etwa 2 atü setzt und diese unter Druck befindlichen Behälter
dann erwärmt, wobei der Innendruck etwa auf den doppelten Ausgangsdruck steigt.