EP0008706B1 - Mit einer Bleilegierung überzogener Wärmetauscher für eine brennstoffbeheizte Wärmequelle und Verfahren zum Verbleien eines solchen Wärmetauschers - Google Patents
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C11/00—Alloys based on lead
- C22C11/06—Alloys based on lead with tin as the next major constituent
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
- F28F19/06—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal
Definitions
- the present invention relates to a heat exchanger for a fuel heated heat source.
- Such heat exchangers have hitherto been provided with a coating layer made of pure lead.
- a coating layer made of pure lead has proven to be relatively susceptible to corrosion.
- tin-copper-antimony-lead alloys have become known as white metal 5 and white metal 10, the tin contents of which range from 4.5 to 5.5%, the copper content is between 0.5 and 1.5 %, the antimony content from 14.5 to 16.5% and the rest is lead or technical contamination.
- a lead injection molding alloy has become known from DIN 1741, which contains a tin content of 6% and an antimony content of 9 to 11%, the rest is lead or technical impurities. Furthermore, lead alloys for the graphic arts industry have become known from DIN 16 512, the tin contents of which range from 2.5 to 3.5% with a simultaneous antimony content of 3.5 to 4.5%, the rest consisting of lead and technical contaminations. Other alloys for printing purposes have significantly higher antimony contents or relatively large tin contents.
- Leaflet "Steel" No. 179, has disclosed a lead bath alloy with up to 2.5% tin and 2% antimony, which is said to improve the adhesion of the lead layer. At the same time, the extremely soft and easily damaged pure lead is harder and more mechanically resistant due to the addition of antimony.
- the bath temperature can be reduced by 40 to 50 ° C by adding tin and antimony.
- the object of the present invention is to create a heat exchanger which is distinguished by extremely high corrosion resistance to exhaust gases, in particular exhaust gases containing sulfur dioxide, when the dew point is not reached.
- the object of a heat exchanger of the type specified in the introduction is that it is coated with a known alloy of 6 to 10% tin, 4.5 to 6.5% antimony, the rest lead and technically caused impurities.
- a coating alloy with a content of 8% tin, 5.5% antimony, the remainder lead and technical impurities is particularly advantageous.
- lead alloys containing antimony for remaining copper heat exchangers was not obvious in the invention, because in a known case (2.5% Sn, maximum 2% Sb) the antimony serves to harden the lead layer and thus the lead layer becomes mechanically more resistant.
- the method according to the invention for remaining a heat exchanger of a fuel-heated heat source assumes that the heat exchanger consisting of copper sheet (99.9% Cu, 0.015-0.050% P, the remainder consisting of technical contamination, ie SF-Cu) in the form of a heating shaft with an internal one Lamellar block through which a copper water pipe coil is led, first immersed in phosphoric acid, then rinsed in water and then immersed in sulfuric acid, followed by a rinse in water, followed by immersion in flux (ZnCl2 in aqueous solution). This is followed by immersion in the lead bath, consisting of a lead alloy with 6-10%, preferably 8% tin, 4.5-6.5%, preferably 5.5% antimony, the rest lead and technical impurities. To remove the salt residues, you must then immerse in water. Alternatively, after the lead has been left, the part can be dipped in a 5% aqueous HCl solution and subsequently rinsed with water.
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher für eine brennstoffbeheizte Wärmequelle.
- Solche Wärmetauscher sind bislang mit einer Überzugsschicht aus reinem Blei versehen worden. Eine derartige Bleischicht hat sich jedoch als relativ korrosionsanfällig erwiesen.
- Es sind Metallegierungen mit Zinn, Antimon und Blei bekannt. Beispielsweise a s DIN 1703, Seite 20, sind als Weissmetall 5 und Weissmetall 10 Zinn-Kupfer-Antimon-Blei-Legierungen bekanntgeworden, deren Zinngehalte von 4,5 bis 5,5% reichen, der Kupfergehalt liegt zwischen 0,5 und 1,5%, der Antimongehalt von 14,5 bis 16,5% und der Rest ist Blei bzw. technisch bedingte Verunreinigung.
- Aus DIN 1741 ist eine Bleispritzgusslegierung bekanntgeworden, die einen Zinngehalt von 6% und einen Antimongehalt von 9 bis 11% enthält, der Rest ist Blei bzw. technisch bedingte Verunreinigungen. Weiterhin sind aus DIN 16 512 Bleilegierungen für das graphische Gewerbe bekannt geworden, deren Zinngehalte von 2,5 bis 3,5% bei gleichzeitigem Antimongehalt von 3,5 bis 4,5% reichen, wobei der Rest aus Blei und technisch bedingten Verunreinigungen besteht. Weitere Legierungen für Druckzwecke weisen wesentlich höhere Antimongehalte bzw. relativ grosse Zinngehalte auf.
- Aus Merkblatt «Stahl», Nr. 179, ist eine Bleibadlegierung mit bis zu 2,5% Zinn und 2% Antimon bekannt geworden, die eine bessere Haftung der Bleischicht bewirken soll. Zugleich wird die ausserordentlich weiche und leicht zu beschädigende Reinbleischlcht durch den Antimonzusatz härter und mechanisch wiederstandsfähiger. Die Badtemperatur kann durch die Zulegierung von Zinn und Antimon um 40 bis 50°C gesenkt werden.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher zu schaffen, der sich durch eine extrem hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber Abgasen, insbesondere schwefeldioxydhaltigen Abgasen, bei einer Unterschreitung des Taupunktes auszeichnet.
- Erfindungsgemäss besteht die Lösung der Aufgabe bei einem Wärmetauscher der eingangs näher bezeichneten Art darin, dass er mit einer an sich bekannten Legierung aus 6 bis 10% Zinn, 4,5 bis 6,5% Antimon, Rest Blei und technisch bedingte Verunreinigungen überzogen ist. Besonders vorteilhaft ist eine Überzuglegierung mit einem Gehalt von 8% Zinn, 5,5% Antimon, Rest Blei und technisch bedingte Verunreinigungen.
- Es hat sich herausgestellt, dass sich mit diesen Bleilegierungen eine unerwartet gute Korrosionsbeständigkeit gegen feuchte schwefeldioxydhaltige Abgase ergibt.
- Die Verwendung antimonhaltiger Bleilegierungen zum Verbleien von kupfernen Wärmetauschern hat bei der Erfindung nicht nahegelegen, weil in einem bekannten Fall (2,5% Sn, maximal 2% Sb) das Antimon zur Härtung der Bleischicht dient und damit die Bleischicht mechanisch widerstandsfähiger wird.
- Auf diese beiden Merkmale kommt es bei der Korrosionsbeständigkeit überhaupt nicht an, da eine mechanische Einwirkung auf die Verbleiungsschicht nicht stattfindet. Auch die bekannten Antimon-Bleilegierungen für Druckzwecke können nicht ohne weiteres auf die Erfindung übertragen werden, da es bei Druckmetallegierungen nicht auf gute Korrosionsbeständigkeit ankommt, sondern nur auf leichte Giessbarkeit und guten Abdruck.
- Das erfindungsgemässe Verfahren zum Verbleien eines Wärmetauschers einer brennstoffbeheizten Wärmequelle geht davon aus, dass der aus Kupferblech (99,9% Cu, 0,015-0,050% P, Rest aus technisch bedingter Verunreinigung, d.h. SF-Cu) bestehende Wärmetauscher in Form eines Heizschachtes mit innenliegendem Lamellenblock, durch den eine Wasserrohrschlange aus Kupfer geführt ist, zuerst in Phosphorsäure getaucht, dann in Wasser gespült und anschliessend in Schwefelsäure getaucht wird, worauf eine Spülung in Wasser stattfindet, an die sich ein Tauchen in Flussmittel (ZnCl2 in wässriger Lösung) anschliesst. Als nächstes folgt das Eintauchen in das Bleibad, bestehend auf einer Bleilegierung mit 6-10%, vorzugsweise 8% Zinn, 4,5-6,5%, vorzugsweise 5,5% Antimon, Rest Blei und technisch bedingte Verunreinigungen. Zur Entfernung der Salzreste muss anschliessend in Wasser getaucht werden. Alternativ kann nach dem Verbleien das Teil in eine 5%ige wässrige HCI-Lösung getaucht und nachfolgend mit Wasser gespült werden.
- Alle %-Angaben stellen Gewichtsprozente dar.
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