FR2577241A1

FR2577241A1 - Defective spot repair in enamel layer

Info

Publication number: FR2577241A1
Application number: FR8515072A
Authority: FR
Inventors: K Weissmann; Klaus Klamroth; Rolf Lorentz
Original assignee: Pfaudler Werke GmbH
Current assignee: Pfaudler GmbH
Priority date: 1984-10-13
Filing date: 1985-10-11
Publication date: 1986-08-14
Also published as: IT1182907B; DE3437620A1; IT8548656A0

Abstract

Defective spots in the enamel layer on a carrier metal, e.g. due to a pore in the enamel, are remedied by grinding out the defective spot down to the carrier metal to a cavity of 3-4mm and with conical sides at an angle of under 10 deg. (2-3 deg.). A suitable disc is made of self-supporting enamel of a shape to fit the cavity. A layer of slip can be sprayed on, and a hole prevents trapped air bubbles. This disc can now be fired in place.

Description

L'invention concerne un procédé pour retoucher une couche d'émail présentant un défaut qui est dû, par exemple, à un pore dans la couche d'émail constituée d'une couche de base et d'une couche de revêtement sur un élément de construction réalisé en métal de support, procédé dans lequel une zone entourant le défaut est découpée jusqu'à la surface du métal de support avant que la retouche soit réalisée. The invention relates to a method for touching up an enamel layer having a defect which is due, for example, to a pore in the enamel layer consisting of a base layer and a coating layer on a construction made of support metal, process in which an area surrounding the defect is cut up to the surface of the support metal before the retouching is carried out.

La résistance à la corrosion d'une couche d'émail appliquée sur un élément de construction est basée sur le fait que la surface du métal de support est totalement recouverte de la couche d'émail. Si cette dernière présente un pore, il est nécessaire d'obturer ce dernier à l'aide d'une matière à haute résistance à la corrosion. Si le problème de la réparation apparaît pendant la fabrication, ce pore ou point faible peut être obturé à l'aide d'un émail similaire à celui utilisé précédemment, lors de l'étape suivante de cuisson portant sur la pièce complète. Si la cause du défaut présenté par l'émail résiste à une certaine profondeur dans la couche d'émail ou même dans le métal de support, trois ou quatre étapes supplémentaires de cuisson peuvent devenir nécessaires. The corrosion resistance of an enamel layer applied to a building element is based on the fact that the surface of the support metal is completely covered with the enamel layer. If the latter has a pore, it is necessary to seal the latter using a material with high corrosion resistance. If the repair problem occurs during manufacturing, this pore or weak point can be closed using an enamel similar to that used previously, during the next firing step on the complete part. If the cause of the enamel defect resists a certain depth in the enamel layer or even in the support metal, three or four additional firing steps may become necessary.

Bien que ce procédé de réparation puisse être considéré comme étant optimal, il présente encore 1 'in- convénient de ne pouvoir être exécuté, en pratique, que pendant la fabrication, et, en outre, il entraîne une élévation des coûts. Un procédé plus simple et moins coûteux de réparation consiste à obturer la zone défectueuse, après meulage, à l'aide de vis provenant d'une ou plusieurs pièces, ou à l'aide de plaques à fixer par des vis. La matière dépend de l'utilisation finale. Le tantale est relativement coûteux, mais possède une résistance à la corrosion similaire à celle des revêtements de verre, même dans les conditions chimiques les plus sévères. Des alliages à base de platine ou d'or occupent un rang intermédiaire.L'argent, l-acier inoxydable, certains alliages à base de nickel peuvent donner satisfaction dans le cas de conditions chimiques relativement modérées, de même que dans le domaine des réacteurs de polymérisation et des cuves à boissons. Entre la vis et l'émail, dans le cas de conditions hautement corrosives, il est normalement prévu un disque d'étanchéité en polytétrafluoréthylène ou matiere analogue. Dans le cas de conditions faiblement corrosives, il est en outre possible d'obturer les pores de la couche d'émail par calfatage à l'or. Although this repair process can be considered to be optimal, there is still the disadvantage that it can only be carried out in practice during manufacture, and furthermore it increases costs. A simpler and less expensive method of repair consists in sealing the defective area, after grinding, using screws from one or more parts, or using plates to be fixed with screws. The material depends on the end use. Tantalum is relatively expensive, but has a corrosion resistance similar to that of glass coatings, even under the most severe chemical conditions. Alloys based on platinum or gold occupy an intermediate rank. Silver, stainless steel, certain nickel-based alloys can be satisfactory in the case of relatively moderate chemical conditions, as well as in the field of reactors. polymerization and beverage vats. Between the screw and the enamel, in the case of highly corrosive conditions, a sealing disc made of polytetrafluoroethylene or similar material is normally provided. In the case of mildly corrosive conditions, it is also possible to close the pores of the enamel layer by caulking with gold.

L'étanchéité constitue le point faible d tous les procédés de réparation dans lesquels, après cuisson, des pores sont obturés. Etant donné que, par exemple, la matière d'étanchéité coule si elle est soumise à des températures et à des pressions supérieures, étant donné qu'elle peut être l'objet d'une attaque chimique, étant donné qu'elle peut être perméable à certains produits chimiques ou étant donné que, dans le cas d'une réparation sans matière d'étanchéité, des produits risquent de fluer ou de diffuser le long des liaisons ou des filets vers la base, ces points de réparation sont normalement à l'origine de défaillance avant la matière qui les entoure. Par conséquent, on a consenti de grands efforts depuis de nombreuses années, visant à améliorer encore les procédés de réparation du type mentionné. Sealing is the weak point of all repair processes in which, after cooking, pores are closed. Since, for example, the sealing material flows if subjected to higher temperatures and pressures, since it can be subjected to chemical attack, since it can be permeable to certain chemicals or since, in the case of a repair without sealing material, products are likely to creep or diffuse along the connections or the nets towards the base, these points of repair are normally at the origin of failure before the material which surrounds them. Therefore, great efforts have been made for many years to further improve repair methods of the type mentioned.

Le problème à résoudre par l'invention est donc d'améliorer un procédé pour retoucher une couche d'émail présentant un défaut, de manière que la réparation puisse être effectuée aussi économiquement que possible, en particulier avec un minimum d'opérations de cuis- son nécessaire, sans réduire la résistance de la couche d'émail réparée par rapport à celle obtenue avec des procédés de réparation connus comparables. The problem to be solved by the invention is therefore to improve a method for touching up a defective enamel layer, so that the repair can be carried out as economically as possible, in particular with a minimum of cooking operations. its necessary, without reducing the resistance of the repaired enamel layer compared to that obtained with comparable known repair methods.

Ce problème est résolu, conformément à l'invention, par le fait qu'une ouverture conique, dont l'angle de conicité est inférieur à 10 , est formée dans la couche d'émail, l'ouverture dans laquelle un disque complémentaire, découpé dans de l'émail, est emboîté à force, après quoi une seule étape supplémentaire de cuisson est effectuée. Dans ce procédé, il est possible, par rapport au procédé optimal connu, dans lequel plusieurs opérations de cuisson sont nécessaires, d'obtenir une résistance comparable de la couche d'émail réparée. This problem is solved, in accordance with the invention, by the fact that a conical opening, the angle of conicity of which is less than 10, is formed in the enamel layer, the opening in which an additional disc, cut out in enamel, is force fitted, after which only one additional baking step is carried out. In this process, it is possible, compared to the known optimal process, in which several firing operations are necessary, to obtain a comparable resistance of the repaired enamel layer.

Une autre solution à ce problème consiste à former une ouverture conique ayant un angle de conicité de moins de 10 , à chauffer la zone de la couche d'émail entourant cette ouverture conique, puis à emboîter à force dans l'ouverture chauffée un disgLie complémentaire~ découpé dans de l'émail et surdimensionné par rapport à l'ouver- ture conique non chauffée, de manière que le disque soit fixé par retrait lorsque la matière entourant l'ouverture conique refroidit ensuite.Dans ce procédé, aucune operation supplémentaire de cuisson n'est nécessaire, mais seulement un échauffement de la zone entourant ltouver- ture conique dans lafcouche d'émail, jusqu a une température suffisante pour provoquer un retrait sur le disque emboîté à force. Un avantage de ce procédé apparat dans le fait Que la réparation peut être effectuée sur le lieu d'utilisation de l'appareil émaillé, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de transporter l'appareil jusque chez son fabricant. Des essais ont montré que les contraintes de rappel apparaissant pendant le refroidissement permettent une charge thermique qui correspond approximativement aux limites de charge admissibles d'une couche d'émail non réparée ou d'une couche d'émail réparée par le premier mode opératoire décrit.Cependant, étant donné que le polissage n'assure pas une étanchéité à 100 X, dans le cas de conditions hautement corrosives, une faible corro sion du métal de support pourrait apparaître par suite d'une diffusion. Dans le cas de conditions moins corrosives, il est cependant possible d'apporter par ce procédé une solution avantageuse et satisfaisante en pratique. Another solution to this problem consists in forming a conical opening having a conical angle of less than 10, in heating the zone of the enamel layer surrounding this conical opening, then in forcing into the heated opening a complementary disgLie ~ cut from enamel and oversized with respect to the unheated conical opening, so that the disc is fixed by withdrawal when the material surrounding the conical opening then cools down. In this process, no additional cooking operation is only necessary, but only a heating of the area surrounding the conical opening in the enamel layer, to a temperature sufficient to cause shrinkage on the forcefully fitted disc. An advantage of this process appears in the fact that the repair can be carried out at the place of use of the enamelled device, so that it is not necessary to transport the device to its manufacturer. Tests have shown that the restoring stresses appearing during cooling allow a thermal load which corresponds approximately to the admissible load limits of an unrepaired enamel layer or of an enamel layer repaired by the first described operating mode. However, since the polishing does not provide a 100 X seal, in the case of highly corrosive conditions, a slight corrosion of the support metal could occur as a result of diffusion. In the case of less corrosive conditions, it is however possible to provide by this method an advantageous and satisfactory solution in practice.

L'angle du cône de l'ouverture conique pratiquée dans les deux procédés est avantageusement d'environ 2 à 3 et le diamètre de l'ouverture et du disque est d'environ 3 à 4 mm. Des disques taillés ou polis convenablement, en émail, et des outils destinés à polir ou tailler les ouvertures coniques peuvent être fournis par les fabricants à l'utilisateur de l'appareil émaillé. The angle of the cone of the conical opening practiced in the two methods is advantageously about 2 to 3 and the diameter of the opening and of the disc is about 3 to 4 mm. Appropriately cut or polished enamel discs and tools for polishing or cutting conical openings can be supplied by the manufacturers to the user of the enamelled device.

L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel
les figures 1 à 3, 5 et 6 sont des coupes transversales d'une matière de support portant une couche d'émail, permettant d'expliquer les étapes du procédé de l'invention ; et
la figure 4 est une coupe transversale d'un disque réalisé en email pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention..The invention will be described in more detail with reference to the attached drawing by way of non-limiting examples and in which
Figures 1 to 3, 5 and 6 are cross sections of a support material carrying an enamel layer, to explain the steps of the method of the invention; and
FIG. 4 is a cross section of a disk produced by email for the implementation of the method according to the invention.

La figure 1 représente un métal 1 de support recouvert d'une couche 2 d'émail qui présente un pore 3. FIG. 1 represents a support metal 1 covered with a layer 2 of enamel which has a pore 3.

Tout d'abord, le pore de la couche d'émail est meulé ou poli de manière que la paroi laterale du trou forme une coupe légèrement conique, divergeant vers le haut, d'un diamètre d'environ 3 à 4 mm et d'un angle de cône de moins de 10 , avantageusement un angle de cône d'environ 2 à 3 . A cet effet, un trou initialement perpendiculaire est ménagé lors d'une seconde étape de travail, à l'aide d'un cône, ou bien le trou est réalisé en une seule passe à l'aide d'un polissoir conique particulier. On-obtient ainsi l'état tel que montré sur la figure 2. First, the pore of the enamel layer is ground or polished so that the side wall of the hole forms a slightly conical cut, diverging upwards, with a diameter of about 3 to 4 mm and a cone angle of less than 10, advantageously a cone angle of approximately 2 to 3. To this end, an initially perpendicular hole is made during a second working step, using a cone, or else the hole is made in a single pass using a particular conical polisher. We thus obtain the state as shown in FIG. 2.

La figure 4 représente un disque 6 qui peut être utilisé dans les deux formes du procédé de l'invention, lequel disque est réalisé dans un émail autoportant massif et présente des bords coniques. Le verre massif nécessaire est soit étiré sous forme d'un barreau provenant de la fusion d'une bouillie d'émail séchée et cuite, soit obtenu à partir de pièces brutes constituées d'une poudre comprimée. A cet effet, de l'émail en poudre (4125 micromètres) est mélangé à une masse plastique avec une solution d'alcool polyvinylique (100 g d'alcool polyvinylique dans 1000 ml d'eau) dans la proportion de 100:8 et est comprimé sous une pression de 600 daN/cm2.Les pièces brutes comprimées sont chauffées lentement de 20 à 500"C pendant 2 à 3 heures afin que les constituants organiques soient décomposés et elles sont finalement cuites à 820"C et refroidies lentement pendant 16 heures dans le four (température de sortie d'environ 200"C). FIG. 4 represents a disc 6 which can be used in the two forms of the method of the invention, which disc is made of a solid self-supporting enamel and has conical edges. The solid glass required is either drawn in the form of a rod from the fusion of a dried and cooked enamel mixture, or obtained from raw parts made of compressed powder. To this end, powdered enamel (4125 micrometers) is mixed with a plastic mass with a solution of polyvinyl alcohol (100 g of polyvinyl alcohol in 1000 ml of water) in the proportion of 100: 8 and is compressed under a pressure of 600 daN / cm2. The compressed blanks are heated slowly from 20 to 500 "C for 2 to 3 hours so that the organic constituents are decomposed and they are finally baked at 820" C and cooled slowly for 16 hours in the oven (outlet temperature of around 200 "C).

Dans le cas du premier procédé selon l'invention, le disque 6 est ajusté dans l'ouverture conique 4 de la figure 2 et est coupé en hauteur. Il est apparu peu important que le disque dépasse de quelques dixièmes de millimètre de la surface de la couche d'émail. La zone de la réparation peut recevoir par pulvérisation une bouillie 7 d'émail pour assurer la stabilisation du disque dans une position suspendue. Après séchage, la pièce est cuite de façon habituelle. Pendant la cuisson, tout positionnement de la pièce ou de l'appareil peut être assuré, car le disque ou plusieurs disques (dans le cas de plusieurs réparations effectuées simultanément) ne retombent pas. In the case of the first method according to the invention, the disc 6 is adjusted in the conical opening 4 of FIG. 2 and is cut in height. It appeared unimportant that the disc protruded by a few tenths of a millimeter from the surface of the enamel layer. The repair area can receive a spray of enamel slurry 7 to ensure the stabilization of the disc in a suspended position. After drying, the piece is cooked in the usual way. During cooking, any positioning of the part or the appliance can be ensured, since the disc or several discs (in the case of several repairs carried out simultaneously) do not fall.

Pendant la mise en oeuvre de ce procédé, il faut prendre soin, avant et pendant l'étape de cuisson, qu'aucune inclusion d'air n'est présente sous le disque. During the implementation of this process, care must be taken, before and during the cooking step, that no air inclusion is present under the disc.

Dans le cas de certains métaux de support, ceci pourrait être obtenu, par exemple, par la coupe à dimension et la mise en place d'un getter métallique sur la surface polie du métal de support. Dans- ces cas, il peut être avantageux d'utiliser un disque qui, non seulement, est constitué de l'émail de revêtement, mais qui contient également une couche d'émail polie au-dessous de la couche de revêtement. On peut déterminer par des essais sur un petit échantillon du métal de support concerné le métal de support pour lequel un tel dégazage est possible.In the case of certain support metals, this could be achieved, for example, by cutting to size and placing a metal getter on the polished surface of the support metal. In these cases, it may be advantageous to use a disc which not only consists of the coating enamel, but which also contains a layer of polished enamel below the coating layer. It is possible to determine by tests on a small sample of the support metal concerned the support metal for which such degassing is possible.

Le procédé le plus commode et le plus fiable pour éviter des inclusions d'air consiste à percer un trou d'évent 5 à travers le métal de support, comme montré sur la figure 3. Après pulvérisation de la bouillie 7 d'émail comme montré sur la figure 5 et cuisson, on obtient une couche d'émail continue sur le métal 1 de support, comme montré sur la figure 6. Une fois l'émaillage achevé, le trou d'évent du métal de support peut être obturé, par exemple, au moyen d'un goujon vissé. Bien qu'il soit également possible de boucher le trou depuis l'extérieur par soudage, ceci est normalement moins favorable, car l'échauffement local engendre des contraintes dans les couches d'émail. The most convenient and reliable method to avoid air inclusions is to drill a vent hole 5 through the support metal, as shown in Figure 3. After spraying the enamel slurry 7 as shown in FIG. 5 and firing, a continuous enamel layer is obtained on the support metal 1, as shown in FIG. 6. Once the enameling is completed, the support metal vent hole can be closed, by example, by means of a screwed stud. Although it is also possible to plug the hole from the outside by welding, this is normally less favorable, since local heating creates stresses in the enamel layers.

Dans le cas de la seconde forme du procédé et avec une grande précision de la pièce coupée, cette dernière peut également être insérée dans la surface de l'émail sans fusion. A cet effet, on utilise un disque 6 qui est surdimensionné de quelques micromètres par rapport à l'ouverture conique 4 montrée sur la figure 2. In the case of the second form of the process and with great precision of the cut piece, the latter can also be inserted into the surface of the enamel without fusion. For this purpose, a disc 6 is used which is oversized by a few micrometers relative to the conical opening 4 shown in FIG. 2.

Avant d'emmancher à force un disque froid dans l'ouverture, on chauffe à une température d'environ 100 à 300"C, avantageusement à 200tu, la zone de la couche d'émail entourant l'ouverture conique afin que le disque soit fixé par les contraintes de rappel provoquant un retrait et apparaissant lors du refroidissement qui suit.Before forcibly inserting a cold disc into the opening, the area of the enamel layer surrounding the conical opening is heated to a temperature of about 100 to 300 "C, preferably at 200tu so that the disc is fixed by the recall stresses causing a withdrawal and appearing during the subsequent cooling.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. It goes without saying that many modifications can be made to the method described and shown without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Method for touching up an enamel layer (2) having a defect due, for example, to a pore (3) in this enamel layer which consists of a base layer and a coating layer on a support metal construction element, process in which an area surrounding the defect is cut up to the surface of the support metal (1) and, to touch up a layer of continuous enamel, another firing is carried out, the process being characterized in that a conical opening (4) having a cone angle of less than 10 is formed in the enamel layer, opening in which a complementary disc (6), cut from enamel, is fitted force, after which only one other cooking step is performed.

2. Method for touching up an enamel layer (2) having a defect due, for example, to a pore (3) in the enamel layer which consists of a base layer and a coating layer on a building element made of support metal, process in which an area surrounding the defect is cut up to the surface of the support metal and a touch-up element, intended to cover the area surrounding the defect, is arranged and fixed, the process characterized in that a conical opening (4), having a cone angle of less than 10 ", is formed, in that the region of the enamel layer surrounding the conical opening is heated, and in this that a complementary disc (6), cut in enamel and oversized with respect to the unheated conical opening, is then forced into the heated opening, which disc is fixed by withdrawal during cooling which follows.

3. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the angle of the cone of the conical opening is about 2 to 3 and the diameter of this opening is about 3 to 4 mm.

4. Method according to one of claims 1 and 3, characterized in that, after the insertion of the disc made of enamel and before the execution of the cooking step, enamel slurry is placed in at least the circumference area of the disc.

6. Manufacture and / or use of a disc cut out of enamel, having a cone angle of less than 10 for the execution of the process according to any one of the preceding claims.