EP1612296B1 - Verfahren zur Vermeidung von Entkohlung und Verzunderung an emailierten Behältern - Google Patents

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EP1612296B1
EP1612296B1 EP20040028871 EP04028871A EP1612296B1 EP 1612296 B1 EP1612296 B1 EP 1612296B1 EP 20040028871 EP20040028871 EP 20040028871 EP 04028871 A EP04028871 A EP 04028871A EP 1612296 B1 EP1612296 B1 EP 1612296B1
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EP
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container
scaling
inert gas
hollow
tubular body
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EP1612296A3 (de
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Jürgen Reinemuth
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Pfaudler GmbH
Original Assignee
Pfaudler Werke GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23D—ENAMELLING OF, OR APPLYING A VITREOUS LAYER TO, METALS
    • C23D9/00—Ovens specially adapted for firing enamels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes

Definitions

  • the invention relates to a method for preventing decarburization and scaling on enamelled containers according to the preamble of patent claim 1.
  • Enamelled containers are required in a variety of applications, such as in chemical reaction technology.
  • the enamelled containers serve as reaction containers, i. as a reactor.
  • a reactor generally has attachment parts which are firmly connected thereto. These include, for example, half-pipe coils which serve to cool or heat the reactor and / or its contents by passing a fluid through the half-pipe coils.
  • the half-pipe coils, but also other attachments, are usually fixedly connected to the reactor, i. usually welded with this.
  • the interior of the reactor is enameled.
  • enamelling is usually not necessary for attachments attached to the outside of the reactor vessel, so that they remain enamel-free.
  • the attachments are made in one piece with the reactor, they are heated during the enameling and the concomitant baking process of the glass with. This heating up to a temperature of about 1000 ° C, however, leads to changes in the material of inner shell and attachment, such as one before mentioned half-pipe snake. These changes are due to scaling and decarburization, especially edge decarburization, that take place when a metal, such as steel, from which the reactor is made is exposed to high temperatures, such as those produced when burning an enamel.
  • iron above 575 ° C on the metal surface forms a scale layer of FeO, which passes to the outside through a thinner layer of Fe 3 O 4 in Fe 2 O 3 .
  • the scale consists only of Fe 3 O 4 and an outer shell of Fe 2 O 3 .
  • the scale layer contains not only iron oxides but also oxides of the alloying elements. Since scale layers of iron oxide peel off easily, a further scaling of the boiler forming steel is inevitable with a renewed heating.
  • a particular problem of scaling arises in cavities and in flowed through by a fluid pipes, such as a aforementioned half-pipe coil, which serves for example for controlling the temperature of a reactor vessel.
  • the scaling and decarburization in the presence of air at high temperatures, produces a rough surface which has cracks, crevices and, under certain circumstances, bubbles and chips, thereby causing both the homogeneity of the material and the flow behavior of a region damaged in this way Fluids influenced.
  • the tensile strength and strength over time i. the durability, in particular fatigue strength, but also the ductility and not least the deformability and stretchability of the materials used negatively influenced and the flow behavior of fluids that flow along such surfaces, significantly deteriorates, because especially their flow resistance increases sharply.
  • the chemical reaction which is responsible for the scaling at elevated temperature, is the reaction of iron with atmospheric oxygen according to the following schematic reaction equation: Fe + O 2 ⁇ Fe + Fe 2 O 3 I
  • the decarburization reactions involve an interaction of the carbon contained in the steel with oxygen and hydrogen possibly adsorbed in or on the steel according to the following equations II and III: C (Fe) + O 2 ⁇ 2 CO II C (Fe) + 2H 2 ⁇ CH 4 III
  • the decarburization leads to the aforementioned deterioration of the mechanical properties of the steel used.
  • the methane produced during decarburization for example by carbon dioxide diffused in and out of the steel, after its formation can remain in cavities possibly present in the steel matrix. which, when the temperature is raised, leads to a strong pressure increase of the methane gas in the cavities. This pressure increase may in turn lead to blistering, fractures, as well as cracking, cracking and splitting of the steel matrix.
  • the object of the invention is to provide a method with which the abovementioned disadvantages can be avoided and an enamelling can be carried out without a decarburization and a scaling of non-enamelled components taking place.
  • the object is achieved by a method for avoiding decarburization and scaling of at least a portion of a cultivation, in particular half-pipe coil (s) on a container and / or a portion of the container in the course of at least one annealing and / or enamelling, for example Detached, wherein at least during a heating, in particular a baking process, decarburable and / or verzunderbare surface portions of the attachment and / or the container with negative pressure or an inert gas are applied.
  • a method for avoiding decarburization and scaling of at least a portion of a cultivation, in particular half-pipe coil (s) on a container and / or a portion of the container in the course of at least one annealing and / or enamelling, for example Detached wherein at least during a heating, in particular a baking process, decarburable and / or verzunderbare surface portions of the attachment and / or the container with negative pressure or an inert gas are applied.
  • the essential essence of the invention is that decarburizable and / or verzunderbare surface portions of the cultivation and / or the container are subjected either with negative pressure or with an inert gas, so that contact of the surface sections concerned with oxygen, for example from the atmosphere and / or Hydrogen is avoided.
  • An alternative method is to displace the leading to the decarburization and scaling gases with an inert gas, so that the above reactions can no longer take place due to lack of reactants.
  • the method according to the invention is particularly suitable for preventing decarburization and scaling of at least partially enameled containers for surface sections which are inner surfaces of hollow bodies and / or tubular bodies.
  • the interior of a half-pipe coil is advantageously free from decarburization and free from scaling, provided that the inner surface of the half-pipe coil is subjected to an underpressure during an enamelling operation of the interior of the reactor or is purged with an inert gas.
  • a negative pressure can be applied after a previous flushing process.
  • a further variant consists of at least partially filling the cavity of the hollow body with a solid or fluid which upon heating generates and / or releases an inert gas or another suitable substance, by means of which the atmospheric oxygen is displaced.
  • the inert gas defined according to the invention is generated in situ at the point of use.
  • the inner surfaces are shielded after being exposed to negative pressure or an inert gas to the atmosphere, in particular by closing the hollow and / or tubular body.
  • the closure of the hollow body and / or the tubular body is preferably carried out with one of the closure techniques listed below. These include welding, brazing, as well as screw, clamp or snap closures.
  • An essential feature of the closure according to the invention is that at high temperatures in the range of above 600 ° C, preferably in the range of 800 ° C to 1200 ° C, particularly preferably in the range of 900 ° C, a mechanically strong closure of the hollow body or is ensured of the tubular body, so that an influx of oxygen or hydrogen is avoided in the closed body.
  • an inert gas is preferred here, since during the heating of the closed hollow body or tubular body in the interior thereof, an overpressure builds up, which counteracts an influx of noxious gases such as O 2 or H 2 .
  • Nitrogen and / or carbon monoxide and / or a noble gas are preferably used according to the invention as the inert gas, with argon being preferred for cost reasons. It should be noted that there is no restriction on the noble gas.
  • the use of carbon monoxide as an inert gas has the advantage that by providing carbon monoxide, a decarburization reaction, in which carbon monoxide is produced, is pressed virtually "left" according to Equation II, so that an excess of carbon is produced, in particular at elevated temperature. which counteracts decarburization.
  • the closure of the hollow body or of the tubular body, i. the semi-tubular coil (s) welded to the reactor are carried out prior to a first kiln run, during which process the enamel is baked.
  • the hollow and / or tubular body is opened only after a last oven travel of the enameling cycle, which as a rule consists of at least two base enamelling and about five "cover coat" emulsions. It should be noted, however, that the method according to the invention can in principle also be used for a single enameling operation, but preferably for a large number of enamelling operations.
  • inventive method for preventing decarburization and scaling can also be applied to non-enamelled bodies and preferably hollow bodies.
  • the object is achieved by at least one partially enamelled container having at least one attachment, such as, in particular, a half-pipe coil, wherein the container, including attachment, is manufactured by a method according to one of the appended claims.
  • the reactor interior of a container is provided with a glass layer, which leads in a firing process to form the enamel, wherein the container is provided with a half-pipe coil.
  • the open ends of the half-pipe coil are welded to a steel cover after evacuation of the cavity of the half-pipe coil.
  • the container to be enameled including the half-pipe coil, is moved into a kiln in which the enamel is fired at a temperature of about 900 ° C.
  • the container is removed from the oven and, after cooling, provided with a further glass coating, which is fired in a further firing process to form a top enamel.
  • the re-coating process with a glass composition including re-firing of the newly applied glass composition, occurs about seven times, with the evacuated half-pipe coil remaining closed throughout the firings.
  • the cap of the half-pipe coil on both sides of the coil is removed. It turns out that the inner surface of the half-pipe coil has no scaling and no decarburization. The inner surface of the half-pipe coil has no change from the state before firing. Due to the avoidance of decarburization and the scaling of the inner surface of the half-pipe coil, the life of the Half-pipe coil and their fatigue strength compared to the base material obtained.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Entkohlung und Verzunderung an emaillierten Behältern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Emaillierte Behälter werden in vielfältigen Einsatzgebieten, wie beispielsweise in der chemischen Reaktionstechnik benötigt. In der Regel dienen die emaillierten Behälter als Reaktionsbehältnisse, d.h. als Reaktor. Ein solcher Reaktor weist in der Regel Anbauteile auf, die fest mit diesem verbunden sind. Hierzu gehören beispielsweise Halbrohrschlangen, die dazu dienen, den Reaktor und/oder dessen Inhalt durch das Durchleiten eines Fluids durch die Halbrohrschlangen zu kühlen oder zu erwärmen. Die Halbrohrschlangen, aber auch andere Anbauteile, sind in der Regel fest mit dem Reaktor verbunden, d.h. in aller Regel mit diesem verschweißt.
  • Um den Reaktor vor einem Angriff korrosiver Chemikalien, die in dem Reaktorinneren verarbeitet werden, zu schützen, ist das Behälterinnere des Reaktors emailliert ausgeführt. Eine solche Emaillierung ist für Anbauteile, die an der Außenseite des Reaktorbehälters befestigt sind, in aller Regel nicht notwendig, so dass diese emaillfrei bleiben. Da die Anbauteile jedoch einstückig mit dem Reaktor ausgeführt sind, werden diese während der Emaillierung und dem damit einhergehenden Einbrennvorgang des Glases mit erwärmt. Dieses Erwärmen bis zu einer Temperatur von ca. 1000°C führt jedoch zu Veränderungen an dem Werkstoff von Innenkessel und Anbauteil, wie beispielsweise einer vor erwähnten Halbrohrschlange. Diese Veränderungen sind auf eine Verzunderung und eine Entkohlung, insbesondere eine Randentkohlung zurückzuführen, die stattfinden, wenn ein Metall, wie beispielsweise Stahl, aus dem der Reaktor hergestellt ist, hohen Temperaturen ausgesetzt wird, wie diese beispielsweise beim Brennen eines Emails entstehen.
  • So bildet beispielsweise Eisen oberhalb von 575°C auf der Metalloberfläche eine Zunderschicht aus FeO, die nach außen über eine dünnere Schicht von Fe3O4 in Fe2O3 übergeht. Unterhalb von 575°C besteht der Zunder nur aus Fe3O4 und einer Außenhaut aus Fe2O3. Bei legierten Stählen enthält die Zunderschicht neben Eisenoxiden auch Oxide der Legierungselemente. Da Zunderschichten aus Eisenoxid leicht abblättern, ist bei einem nochmaligen Erwärmen ein weiteres Verzundern des den Kessel bildenden Stahls zwangsläufig.
  • Ein besonderes Problem der Verzunderung stellt sich bei Hohlräumen und in von einem Fluid durchströmten Rohren, wie beispielsweise einer vorerwähnten Halbrohrschlange, die beispielsweise zum Temperieren eines Reaktorbehältnisses dient.
  • Durch die Verzunderung sowie durch eine Entkohlung entsteht im Beisein von Luft bei hohen Temperaturen eine rauhe Oberfläche, die Risse, Spalte sowie unter Umständen auch Blasen und Absplitterungen aufweist und die dadurch sowohl die Homogenität des Materials als auch das Strömungsverhalten eines über solcher Art geschädigten Bereich fließenden Fluids beeinflusst. Insbesondere werden die Zugfestigkeit sowie die Festigkeit über die Zeit, d.h. die Dauerhaftigkeit, insbesondere Dauerfestigkeit, aber auch die Duktilität und nicht zuletzt die Verformbarkeit und Streckbarkeit der verwendeten Materialien negativ beeinflusst und das Strömungsverhalten von Fluiden, die entlang solcher Oberflächen strömen, deutlich verschlechtert, weil vor allem deren Strömungswiderstand stark ansteigt.
  • Die chemische Reaktion, die bei erhöhter Temperatur maßgeblich für die Verzunderung verantwortlich ist, ist die Umsetzung von Eisen mit Luftsauerstoff gemäß der nachfolgenden schematischen Reaktionsgleichung:

             Fe + O2 ⇆ Fe + Fe2O3     I
  • Die für die Entkohlung maßgeblichen Reaktionen bestehen in einer Wechselwirkung des in dem Stahl enthaltenen Kohlenstoffs mit Sauerstoff sowie mit möglicherweise in oder an dem Stahl adsorbierten Wasserstoff gemäß den folgenden Gleichungen II und III:

             C(Fe) + O2 ⇆ 2 CO     II

             C(Fe) + 2H2 ⇆ CH4     III
  • Wie zu erkennen ist, entsteht im Verlauf der Verzunderung festes Eisenoxid, das mehr oder weniger lose an der Behälterwand, d.h. an der inneren Wandung der Halbrohrschlange(n) angeordnet ist und von dieser abfallen kann. Dies bringt mehrere Nachteile und Risiken mit sich. So wird der Wärmeübergang von der Halbrohrschlange auf den Reaktor durch die Isolationswirkung des Eisenoxids an der Innenseite der Halbrohrschlange deutlich verschlechtert. Des weiteren besteht das Risiko, dass die Halbrohrschlange bzw. das strömende Fluid durch die Eisenoxidpartikel verunreinigt wird und möglicherweise Ventile und Pumpen schädigt. Des weiteren besteht die Gefahr, dass, ausgehend von den verzunderten Stellen, Risse und Brüche in der Wandung der Halbrohrschlange oder, im schlimmsten Fall, im Reaktorkessel selbst entstehen und/oder sich darin bzw. dorthin ausbreiten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass aufgrund der durch die Verzunderung stark vergrößerten Oberfläche ein korrosiver Angriff begünstigt wird und dass, wie bereits vorerwähnt, ein Druckabfall in der Halbrohrschlange mit dem Grad der Verzunderung größer wird.
  • Die Entkohlung führt zu den bereits vorgenannten Verschlechterungen der mechanischen Eigenschaften des verwendeten Stahls.
  • Das bei der Entkohlung, beispielsweise durch eindiffundierten Wasserstoff und aus dem Stahl stammenden Kohlenstoff, entstandene Methan kann nach seiner Entstehung im Übrigen in Hohlräumen, die möglicherweise in der Stahlmatrix vorhanden sind, verbleiben, was bei einem Erhöhen der Temperatur zu einem starken Druckanstieg des Methan-Gases in den Hohlräumen führt. Dieser Druckanstieg kann wiederum zur Blasenbildung, zu Brüchen, sowie zu einem Rissigwerden, Springen und Spalten der Stahlmatrix führen.
  • Diesbezüglich beschreibt die DE 34 08 206 A1 ein Verfahren zum teilweisen Emaillieren eines Hohlkörpers, der zunächst mit Emailschlicker benetzt und dann in einem Ofen gebrannt wird, wobei die nicht mit Email benetzten Räume bzw. Flächen vor dem Brennen verschlossen werden. Ein erheblicher Nachteil des dort beschriebenen Verfahrens besteht jedoch darin, daß dort lediglich ein Verschluß der nicht mit Email benetzten Räume stattfindet, wobei die in diesen Räumen vorhandene Luft bzw. der darin enthaltene Sauerstoff jedoch in diesen Räumen verbleibt und, insbesondere bei Einbrenntemperaturen, zwangsläufig oxidierend wirkt und zur Korrosion der dortigen Flächen beiträgt, so daß die vorgenannte Problematik unzureichend gelöst ist.
  • Aufgrund der vorgenannten Nachteile, die sich bei der Verwendung gängiger Emaillierverfahren an Anbauten und Behältern, die zumindest teilweise emailliert werden, äußern, besteht ein dringender Bedarf der Lösung dieser Probleme.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem die oben genannten Nachteile vermieden werden und eine Emaillierung durchgeführt werden kann, ohne dass eine Entkohlung und eine Verzunderung von nichtemaillierten Bauteilen stattfindet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst.
  • Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Vermeidung von Entkohlung und Verzunderung von wenigstens einem Abschnitt eines Anbaus, insbesondere Halbrohrschlange(n), an einem Behälter und/oder einem Abschnitt des Behälters im Verlauf von wenigstens einem Glüh- und/oder Emailliervorgang, beispielsweise des Behälters, gelöst, wobei zumindest während einer Erwärmung, insbesondere eines Einbrennvorgangs, entkohlbare und/oder verzunderbare Oberflächenabschnitte des Anbaus und/oder des Behälters mit Unterdruck oder einem Inertgas beaufschlagt werden.
  • Der wesentliche Kern der Erfindung besteht darin, dass entkohlbare und/oder verzunderbare Oberflächenabschnitte des Anbaus und/oder des Behälters entweder mit Unterdruck oder mit einem Inertgas beaufschlagt werden, so dass ein Kontakt der betreffenden Oberflächenabschnitte mit Sauerstoff, beispielsweise aus der Atmosphäre und/oder mit Wasserstoff vermieden wird.
  • Im Falle eines Unterdrucks wird hierbei der Partialdruck der betreffenden Gase so weit reduziert, dass deren Konzentration an den Oberflächenabschnitten praktisch gegen Null geht bzw. im besten Fall Null ist.
  • Ein alternatives Verfahren besteht darin, die zur Entkohlung und zur Verzunderung führenden Gase mit einem Inertgas zu verdrängen, so dass die vorgenannten Reaktionen mangels Reaktionspartner nicht mehr stattfinden können.
  • Als dritte Variante sollte erwähnt werden, dass auch eine sehr starke Verdünnung der zur Entkohlung und zur Verzunderung führenden Gase mit einem Inertgas möglich ist, wobei dieses Verfahren zwar möglich, jedoch nicht bevorzugt ist, da die vorgenannten Schadgase Sauerstoff und Wasserstoff in diesem Fall noch im System vorhanden sind.
  • Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Vermeidung von Entkohlung und Verzunderung von zumindest teilemaillierten Behältern für Oberflächenabschnitte, die innere Oberflächen von Hohlkörpern und/oder rohrförmigen Körpern sind. So ist das Innere einer Halbrohrschlange in vorteilhafter Weise frei von Entkohlung und frei von Verzunderung zu halten, sofern die innere Oberfläche der Halbrohrschlange während eines Emailliervorgangs des Reaktorinneren mit einem Unterdruck beaufschlagt wird oder mit einem Inertgas gespült wird. Ebenso kann ein Unterdruck nach einem vorherigen Spülvorgang angelegt werden. Eine weitere Variante besteht darin, den Hohlraum des Hohlkörpers zumindest teilweise mit einem Feststoff oder Fluid zu füllen, das beim Erwärmen ein Inertgas oder eine andere geeignete Substanz erzeugt und/oder abgibt, durch die der Luftsauerstoff verdrängt wird. Somit wird das erfindungsgemäß definierte Inertgas in situ an der Bedarfsstelle erzeugt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die inneren Oberflächen nach einem Beaufschlagen mit Unterdruck oder einem Inertgas gegenüber der Atmosphäre, insbesondere durch Verschließen des hohl- und/oder rohrförmigen Körpers, abgeschirmt.
  • Das Verschließen des Hohlkörpers und/oder des rohrförmigen Körpers wird vorzugsweise mit einer der nachfolgend aufgeführten Verschlusstechniken durchgeführt. Hierzu gehören Schweißen, Hartlöten, sowie Schraub-, Klemm- oder Schnappverschlüsse.
  • Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verschlusses besteht darin, dass bei hohen Temperaturen im Bereich von oberhalb 600°C, vorzugsweise im Bereich von 800°C bis 1200°C, besonders bevorzugt im Bereich von 900°C, ein mechanisch fester Verschluss des Hohlkörpers bzw. des rohrförmigen Körpers gewährleistet ist, so dass ein Einströmen von Sauerstoff oder Wasserstoff in den verschlossenen Körper vermieden wird.
  • Besonders die Verwendung eines Inertgases ist hier bevorzugt, da sich beim Erwärmen des verschlossenen Hohlkörpers oder rohrförmigen Körpers im Inneren desselben ein Überdruck aufbaut, der einem Einströmen von Schadgasen wie O2 oder H2 entgegenwirkt.
  • Erfindungsgemäß wird als Inertgas vorzugsweise Stickstoff und/oder Kohlenmonoxid und/oder ein Edelgas verwendet, wobei hier aus Kostengründen vor allem Argon bevorzugt ist. Es sei noch erwähnt, dass hinsichtlich des Edelgases keine Beschränkung existiert. Die Verwendung von Kohlenmonoxid als Inertgas bietet den Vorteil, dass durch die Bereitstellung von Kohlenmonoxid eine Entkohlungsreaktion, bei der Kohlenmonoxid entsteht, gemäß Gleichung II praktisch nach "links" gedrückt wird, so dass, insbesondere bei erhöhter Temperatur, ein Überschuss an Kohlenstoff erzeugt wird, der einer Entkohlung entgegenwirkt.
  • Des weiteren wird das Verschließen des Hohlkörpers bzw. des rohrförmigen Körpers, d.h. der an dem Reaktor angeschweißten Halbrohrschlange(n) vor einer ersten Ofenfahrt durchgeführt, im Verlauf dessen der Einbrennvorgang des Emails stattfindet. Ein Öffnen des hohl- und/oder rohrförmigen Körpers erfolgt erst nach einer letzten Ofenfahrt des Emaillierzyklus, der in aller Regel aus wenigstens zwei Grundemaillierungs- und etwa fünf "Cover-Coats"-Emaillierungen besteht. Es sei jedoch erwähnt, dass das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich auch für einen einzigen Emailliervorgang, bevorzugt aber für eine Vielzahl von Emailliervorgängen verwendbar ist.
  • Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Vermeidung von Entkohlung und Verzunderung auch an nichtemaillierten Körpern und bevorzugt Hohlkörpern angewandt werden.
  • Des weiteren wird die Aufgabe durch zumindest einen teilweise emaillierten Behälter mit wenigstens einem Anbau, wie insbesondere einer Halbrohrschlange, gelöst, wobei der Behälter einschließlich Anbau mit einem Verfahren gemäß einem der zugehörigen Ansprüche hergestellt ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass eine zumindest teilweise Emaillierung bei einer zumindest abschnittsweisen Beaufschlagung von Oberflächenabschnitten des Anbaus und/oder des Behälters mit Unterdruck oder einem Inertgas erfolgt, wobei jeglicher einen Hohlraum definierender bzw. aufweisender Behälter in Betracht kommt.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
  • Der Reaktorinnenraum eines Behälters wird mit einer Glasschicht versehen, die in einem Brennvorgang zur Ausbildung des Emails führt, wobei der Behälter mit einer Halbrohrschlange versehen ist. Vor dem Beginn des Emaillierens werden die offenen Enden der Halbrohrschlange nach einer Evakuierung des Hohlraums der Halbrohrschlange mit einem Stahldeckel verschweißt. Nach einem Verschließen der Halbrohrschlange wird der zu emaillierende Behälter einschließlich der Halbrohrschlange in einen Brennofen verfahren, in dem das Email bei einer Temperatur von ca. 900°C gebrannt wird. Anschließend wird der Behälter aus dem Ofen herausverfahren und nach einem Abkühlen mit einem weiteren Glasüberzug versehen, der in einem weiteren Brennvorgang zu einem Deckemail gebrannt wird. Der Vorgang des erneuten Beschichtens mit einer Glaszusammensetzung einschließlich eines erneuten Brennens der neu aufgetragenen Glaszusammensetzung erfolgt etwa siebenmal, wobei die evakuierte Halbrohrschlange während der gesamten Brennvorgänge geschlossen bleibt.
  • Nachdem die Brennvorgänge abgeschlossen sind, wird der Verschlussdeckel der Halbrohrschlange an beiden Seiten der Schlange entfernt. Es zeigt sich, dass die innere Oberfläche der Halbrohrschlange keine Verzunderung und keine Entkohlung aufweist. Die innere Oberfläche der Halbrohrschlange weist gegenüber dem Zustand vor den Brennvorgängen keine Veränderung auf. Aufgrund des Vermeidens der Entkohlung und der Verzunderung der inneren Oberfläche der Halbrohrschlange wird die Lebensdauer der Halbrohrschlange sowie deren Ermüdungsfestigkeit gegenüber dem Grundwerkstoff erhalten.
  • Somit kann die Lebensdauer von zumindest teilemaillierten Behältern und mit diesen verbundenen Anbauteilen, wie insbesondere einer Halbrohrschlange, deutlich gegenüber dem Stand der Technik erhöht werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Vermeidung von Entkohlung und Verzunderung von wenigstens einem Abschnitt eines Anbaus, insbesondere Halbrohrschlange(n), an einem Behälter und/oder einem Abschnitt des Behälters im Verlauf von wenigstens einem Emailliervorgang, beispielsweise des Behälters,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    zumindest während einer Erwärmung, insbesondere eines Einbrennvorgangs, entkohlbare und/oder verzunderbare Oberflächenabschnitte des Anbaus und/oder des Behälters mit Unterdruck oder einem Inertgas beaufschlagt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Oberflächenabschnitte innere Oberflächen, insbesondere eines hohl- und/oder rohrförmigen Körpers sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die inneren Oberflächen nach einem Beaufschlagen mit Unterdruck oder einem Inertgas gegenüber der Atmosphäre, insbesondere durch Verschließen des hohl- und/oder rohrförmigen Körpers, abgeschirmt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Verschließen des hohl- und/oder rohrförmigen Körpers mit einem oder mehreren der nachfolgenden Verschlußtechniken durchgeführt wird: Schweißen, Hartlöten, Schraub-, Klemm-, Quetsch- oder Schnappverschluß.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    als Inertgas Stickstoff und/oder Kohlenmonoxid und/oder Edelgas verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Inertgas, vorzugsweise durch Erwärmen, in situ erzeugt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Verschließen vor einer ersten Ofenfahrt durchgeführt wird und ein Öffnen des hohl- und/oder rohrförmigen Körpers erst nach einer, vorzugsweise letzten Ofenfahrt eines Emaillierzyklus erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Verfahren so gesteuert wird, daß eine positive Beeinflussung der Korrosionsbeständigkeit der inneren Oberflächen des Behälters bzw. des Halbrohres erzielt wird.
EP20040028871 2004-06-30 2004-12-06 Verfahren zur Vermeidung von Entkohlung und Verzunderung an emailierten Behältern Expired - Lifetime EP1612296B1 (de)

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