EP3009203A1

EP3009203A1 - Verfahren und vorrichtung zum abtragen einer innenbeschichtung von hohlkörpern

Info

Publication number: EP3009203A1
Application number: EP15188331.1A
Authority: EP
Inventors: Thomas Trott; Hendrik Johannes Gerard Jacob VAN´T GELOOF
Original assignee: Gerhan Lease BV
Current assignee: Gerhan Lease BV
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2016-04-20
Also published as: MA39633A; DE102014114786A1

Abstract

Ein Verfahren zum Abtragen einer Innenbeschichtung (2) eines beim Crack-Verfahren eingesetzten Hohlkörpers (1), ist so ausgebildet, dass die Innenbeschichtung (2) mit mindestens einem aus einer um eine Drehachse eines Düsenkopfes (3) rotierend oder umfänglich reversierend und mit dem Düsenkopf (3) axial fortschreitend bewegten Düse (5) mit einem Druck von 900 - 2000 bar austretenden, in Vorschubrichtung (X) des Düsenkopfes (3) oszillierenden Fluidstrahl beaufschlagt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtragen einer Innenbeschichtung eines beim Crack-Verfahren eingesetzten Hohlkörpers sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Hohlkörper, die beim Cracken im Einsatz sind, sind im Wesentlichen Behälter oder Rohre, die, aufgrund der herrschenden Betriebsbedingungen, insbesondere der relativ hohen Temperaturen, zum Schutz der metallischen Außenhülle mit einer Innenbeschichtung versehen.
Aufgrund der thermischen und mechanischen Beanspruchung dieser Innenbeschichtung muss diese in bestimmten Zeitabständen erneuert werden, vor allem, um die Funktionsfähigkeit zu erhalten.
Allerdings ergibt sich dabei insoweit ein Problem, als sich auf der dem Innenraum des Hohlkörpers zugewandten Seite auf der Innenbeschichtung durch die chemischen Reaktionen während des Crackens hervorgerufen eine Schicht bildet, mit einer geschlossenen, d.h. porenlosen und rissfreien Oberfläche, die Glascharakter aufweist und fest, quasi stoffschlüssig mit der Innenbeschichtung verbunden ist.
Ein notwendiger Abtrag der Innenbeschichtung, einschließlich der glasartigen Schicht, erfolgt bislang manuell, wozu ein handgeführter Drucklufthammer zum Einsatz kommt. Die die Arbeiten ausführende Person muss sich hierzu im Innern des Hohlkörpers befinden, d.h., die Arbeiten sind nur unter außergewöhnlich belastenden Umständen durchführbar. Dies betrifft vor allem die sich beim Abtragen der Innenbeschichtung ergebende Staub- und Wärmebelastung, die, trotz entsprechender Schutzmaßnahmen, unter arbeitsmedizinischen Gesichtspunkten inakzeptabel sind.
Aber auch in betriebswirtschaftlicher Hinsicht stellt sich das bekannte Verfahren als äußerst nachteilig dar. So ist der manuelle Abtrag der Innenbeschichtung nur innerhalb einer relativ langen Zeitdauer möglich, in der die gesamte Crack-Anlage nicht betrieben werden kann, wodurch naturgemäß erhebliche Kosten entstehen.
Darüber hinaus ist auch das Aufbringen einer neuen Innenbeschichtung recht aufwändig, da diese üblicherweise mittels an der Außenschale angebrachter Anker gehalten wird, die beim manuellen Abtrag der Innenbeschichtung häufig mit entfernt und daher beim Auftrag einer neuen Beschichtung zunächst erneuert werden müssen. Neben den Montagekosten ergeben sich daraus auch zusätzliche Materialkosten.
Dies ist ebenfalls aufwändig, abgesehen von den sich daraus ergebenden zusätzlichen Materialkosten.
In der US 2012/0 103 153 A1 werden zwar ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, mit der eine Innenbeschichtung eines beim Crack-Verfahren eingesetzten Hohlkörpers beseitigt werden soll, jedoch ist dieser Stand der Technik nicht geeignet, die Innenbeschichtung in befriedigender Weise abzutragen, da diese, wie erwähnt, nach einer bestimmten Betriebsdauer eine poren- und rissfreie Oberfläche ausbildet, die von den senkrecht auftreffenden Fluidstrahlen nicht aufgebrochen werden kann.
Alles in allem sind die bekannten Verfahren nicht geeignet, den steten Forderungen nach einer Kostenminimierung zu entsprechen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so zu entwickeln, dass ein Abtragen der Innenbeschichtung kostengünstiger wird und eine Belastung von Bedienpersonal im Wesentlichen ausgeschlossen ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 6 gelöst.
Wie sich überraschend gezeigt hat, wird durch das Verfahren gemäß der Erfindung die genannte glasharte, riss- und porenfreie, auf der Innenseite der Innenbeschichtung anhaftende Schicht mit den erfindungsgemäßen Parametern derart aufgebrochen, dass ein Abtrag der darunterliegenden Innenbeschichtung problemlos möglich ist.
Dabei bleiben im Wesentlichen auch die vorhandenen, die Innenbeschichtung tragenden Anker unbeschädigt, so dass sie bei einer nachfolgenden neuen Innenbeschichtung wiederverwendet werden können.
Dies trägt ebenso zu einer bemerkenswerten Kostenreduzierung bei, wie die äußerst kurze Zeit, innerhalb der die Innenbeschichtung abgetragen werden kann. D.h., demzufolge verkürzt sich auch die Betriebsunterbrechungszeit der gesamten Anlage um einen wesentlichen Faktor, mit den sich daraus ergebenden Kosteneinsparungen.
Der Druckbereich von 900 - 2000 bar, mit der das Fluid, beispielsweise Wasser oder eine andere, gegebenenfalls mit abrasiven Zusätzen versehene Flüssigkeit, aus einer Düse austritt in einem Aufprallwinkel bis 60°, erlaubt die Durchführung des Verfahrens mit relativ geringem Energieeinsatz, was naturgemäß gleichfalls zu einer Kostenoptimierung beiträgt.
Die Abtragung der Innenbeschichtung erfolgt durch eine Vorrichtung, die einen um eine Drehachse vorzugsweise reversierend drehbaren Düsenkopf aufweist, der mindestens eine endseitig eine Düse tragende Lanze aufweist, die mit einer Fluidleitung verbunden ist.
Die reversierende Drehbewegung erfolgt in einem Winkel von jeweils 180°, so dass die Innenbeschichtung bei einem zylindrischen Hohlkörper über den gesamten Umfang abgetragen werden kann.
Die Lanze, bevorzugt zwei sich gegenüberliegende Lanzen, sind überdies in Achsrichtung des Hohlkörpers schwenkbar und zwar derart, dass der aus der jeweiligen Düse austretende Fluidstrahl oszillierend in der jeweiligen Endstellung in einem Winkel von 60° auf die Innenbeschichtung auftrifft, entsprechend der Erfindung.
Die Pendelbewegung der Lanzen kann durch hydraulisch oder mechanisch angetriebene Exzenter erfolgen, so dass lediglich unsensible Bauteile zum Einsatz kommen.
Die Lanzen sind auswechselbar am Düsenkopf befestigt, so dass, je nach Einsatzfall, eine Anpassung an den Innendurchmesser des jeweiligen Hohlkörpers erfolgt. Denkbar ist auch, statt jeweils separater Lanzen anschraubbare Verlängerungen vorzusehen oder die Lanzen stufig oder stufenlos verstellbar auszubilden.
Die reversierende Schwenkbewegung des Düsenkopfes und damit der angeschlossenen Lanzen kann durch eine Drehvorrichtung erfolgen, die als wesentlichen Bestandteil die als biegsame Welle ausgebildete Fluidleitung aufweist, die als Hochdruckschlauch ausgebildet ist und an eine Schlauchdrehvorrichtung mit einem Hydromotor angeschlossen ist. Dabei ist der Schwenkwinkel der Fluidleitung durch Sensoren zwischen 50° und 200° einstellbar.
Diese Schlauchdrehvorrichtung zeichnet sich, insbesondere wenn zur Übersetzung ein Schneckengetriebe Verwendung findet, durch ein hohes Antriebsdrehmoment bei niedriger Rotationsgeschwindigkeit aus.
Mittels eines gemeinsamen Hydraulikaggregats wird sowohl die Schlauchdrehvorrichtung für die reversierende Bewegung der Lanzen und der Exzenterantrieb für die oszillierende Schwenkbewegung des Düsenkopfes angetrieben.
Als Vorschubeinrichtung, mit der der Düsenkopf und damit die Lanzen parallel zu der Wandung des Hohlkörpers bewegt wird, kann eine Seilwinde zum Einsatz kommen, die elektrisch betätigbar ist. Denkbar sind aber durchaus auch andere Betätigungsorgane.
Für einen Abtrag der Innenbeschichtung eines von der Lotrechten abweichend angeordneten Hohlkörpers kann ein Schlitten vorgesehen sein, der sich an der Innenbeschichtung abstützt und an dem der Düsenkopf gehalten ist. Dieser Schlitten ist ebenfalls parallel zur Wand des Hohlkörpers mittels einer Seilwinde oder dergleichen bewegbar.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:

Figur 1: eine im Einsatz befindliche Vorrichtung zum Abtragen einer Innenbeschichtung in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht
Figur 2: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer solchen Vorrichtung, ebenfalls in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht
Figur 3: die Vorrichtung als Einzelheit, in einer schematischen Ansicht dargestellt.

In den Figuren ist jeweils eine Vorrichtung zum Abtragen einer Innenbeschichtung 2 eines bei einem Crack-Verfahren eingesetzten Hohlkörpers dargestellt, der mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist.
Mittels dieser Vorrichtung wird die Innenbeschichtung 2 mit einem maschinengeführten Fluidstrahl beaufschlagt, der mit einem Druck von 900 - 2000 bar aus einer Düse 5 austritt und in der jeweiligen Endstellung bis unter einem Winkel α von 60° auf die Innenbeschichtung 2 auftrifft, so dass sich ein Schwenkwinkel β von 60° ergibt. Dabei ist der Winkel α variabel einstellbar, bis zum besagten Winkel α = 60°.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung einen reversierend drehbaren Düsenkopf 3 auf, der stattdessen auch vollumfänglich drehend ausgebildet sein kann und der zwei sich gegenüberliegende, jeweils eine Düse 5 tragende Lanze 4 besitzt, die jeweils mit einer Fluidleitung 14 verbunden sind.
Diese Fluidleitung 14 ist an eine nicht dargestellte Hochdruckpumpe angeschlossen, wobei eine zwischengeschaltete Schlauchdrehvorrichtung 7 zwischengeschaltet ist, durch die die Fluidleitung 14 im Sinne einer biegsamen Welle drehbar ist. Diese Schlauchdrehvorrichtung 7 ist in der Figur 3 als vergrößerte Abbildung zu erkennen und wird später näher beschrieben.
Der Düsenkopf 3 mit den angeschlossenen Lanzen 4 ist, entsprechend den auf die Düsen 5 bezogen Pfeilangaben innerhalb des Winkelsbereichs α oszillierend bewegbar bei gleichzeitig reversierender Drehung.
Die Oszillation der Lanzen 4 erfolgt durch einen hydraulisch betätigten Exzenterantrieb 6, der über eine Hydraulikleitung 13 an einem Hydraulikaggregat 8 angeschlossen ist, ebenso wie die Schlauchdrehvorrichtung 7.
Mittels der Fluidleitung 14 wird der Düsenkopf 3 in eine reversierende Drehbewegung versetzt, wie in der Figur 1 durch die Pfeilangabe y angedeutet.
Durch die gegenüberliegende Anordnung der Düsen 5 heben sich die Rückstoßkräfte auf, so dass der Düsenkopf 3 sozusagen schwimmend aufgehängt sein kann, was mittels einer Seilwinde 10 erfolgt, die über ein Seil 12 mit dem Düsenkopf 3 verbunden ist und die durch ein Kabel 11 an einer Stromquelle 9 angeschlossen ist. Dabei erfolgt der Vorschub des Düsenkopfes 3 (Pfeil X) gleichfalls mittels der Seilwinde 10.
In der Figur 2 ist neben einem zylindrischen, lotrecht aufstehenden Hohlkörper 1 ein daran unter einem spitzen Winkel angeschlossener weiterer Hohlkörper 1 befestigt, dessen Innenbeschichtung 2 durch eine Vorrichtung abgetragen wird, wie sie in ihrer Funktionsweise zur Figur 1 beschrieben ist.
Allerdings ist diese Vorrichtung, d.h. der Düsenkopf 3 mit den angeschlossenen Lanzen 4 in einem Schlitten 15 gehalten, der sich an der Innenbeschichtung 2 abstützt und über einen Kettenzug 16 verfahrbar ist.
Die in der Figur 3 deutlich erkennbare Schlauchdrehvorrichtung 7 weist neben einem durch das Hydraulikaggregat 8 gespeisten Antrieb 17 ein vorzugsweise Schneckengetriebe 18 auf sowie Sensoren 17, mit denen der Schwenkwinkel der, wie erwähnt, im Sinne einer biegsamen Welle verdrehbaren Fluidleitung 14 einstellbar ist.
Dem Stromanschluss ist eine elektrische Steuerung zugeordnet, mit der die Rotations- und Oszillationsgeschwindigkeit ebenso regelbar ist wie die Anzahl der Rotationen vorwählbar. Dabei ist die Steuerung der Oszillation im Automatikbetrieb möglich, ebenso wie der Hub der Seilwinde 10.

Claims

Verfahren zum Abtragen einer Innenbeschichtung (2) eines beim Crack-Verfahren eingesetzten Hohlkörpers (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Innenbeschichtung (2) mit mindestens einem aus einer um eine Drehachse eines Düsenkopfes (3) rotierend oder umfänglich reversierend und mit dem Düsenkopf (3) axial fortschreitend bewegten Düse (5) mit einem Druck von 900 - 2000 bar austretenden, in Vorschubrichtung (X) des Düsenkopfes (3) oszillierenden Fluidstrahl beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidstrahl im Bereich eines Schwenkwinkels (β) ≤ 60° oszillierend auf die Innenbeschichtung (2) auftrifft.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Fluidstrahlen aus sich gegenüberliegenden Düsen (5) auf die Innenbeschichtung (2) auftreffen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotations- und Oszillationsgeschwindigkeit wählbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (5) reversierend um eine Zentralachse des als Zylinder ausgebildeten Hohlkörpers (1) gedreht werden.
Vorrichtung zum Abtragen einer Innenbeschichtung (2) eines beim Crack-Verfahren eingesetzten Hohlkörpers (1), mit einem drehbaren Düsenkopf (3), der mindestens eine endseitige Düse (5) tragende, mit einer Fluidleitung (14) verbundene Lanze (4) aufweist, wobei der Düsenkopf (3) an eine Vorschubeinrichtung angeschlossen ist, zur Bewegung des Düsenkopfes (3) parallel zur Wand des Hohlkörpers (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Lanzen (4) mittels eines hydraulisch oder mechanisch antreibbaren Exzenterantriebs quer zur Drehrichtung (y) oszillierend antreibbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung aus einer vorzugsweise elektrisch antreibbare Seilwinde (10) besteht, die über ein Seil (12) mit dem Düsenkopf (3) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (3) mehrere, sich diametral gegenüberliegende Lanzen (4) mit angeschlossenen Düsen (5) aufweist, die an einer im Sinne einer biegsamen Welle drehbaren Fluidleitung (14) angeschlossen sind, durch die ein unter hohem Druck stehendes Fluid führbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (14) an eine Schlauchdrehvorrichtung (7) angeschlossen ist, die einen über ein Hydraulikaggregat (8) antreibbaren Antrieb (17) aufweist, zur Drehung der Fluidleitung (14).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (3) in einem entlang der Innenbeschichtung (2) verfahrbaren Schlitten (15) gehalten ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise an der Schlauchdrehvorrichtung (7) lageveränderbare Sensoren angeordnet sind zur Begrenzung des Schwenkwinkels (β) der Fluidleitung (14).