WO2012000575A1 - Injizieren feuerfester massen - Google Patents

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WO2012000575A1
WO2012000575A1 PCT/EP2011/001777 EP2011001777W WO2012000575A1 WO 2012000575 A1 WO2012000575 A1 WO 2012000575A1 EP 2011001777 W EP2011001777 W EP 2011001777W WO 2012000575 A1 WO2012000575 A1 WO 2012000575A1
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refractory
line
container
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PCT/EP2011/001777
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Frank Esser
Michael Wolske
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Beroa Deutschland Gmbh
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L41/00—Branching pipes; Joining pipes to walls
    • F16L41/04—Tapping pipe walls, i.e. making connections through the walls of pipes while they are carrying fluids; Fittings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/16—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders
    • F16L55/168—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from outside the pipe
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/18—Appliances for use in repairing pipes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2254/00—Tubes
    • B05D2254/04—Applying the material on the interior of the tube
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/005—Repairing damaged coatings

Definitions

  • the invention relates to a method for injecting refractory masses in hot gas, refractory lined pressure vessels and pressure lines.
  • the object of the invention is the heat-insulating lining during operation of the system at high internal temperatures and pressures to repair the lining and backfill, without having to shut down the plant at hot gas, fire-resistant lined pressure tanks and pressure lines.
  • valve is closed, and that then connected to the free outer valve inlet, in particular valve stub an injection line and with the valve open, the refractory mass is pressed into the container or into the conduit.
  • both valve stubs or valve inlet and outlet as well as the valve actuator and / or the valve chamber form a continuous equiaxed valve channel
  • valve after retraction of the drill, the valve is closed, and that then connected to the free outer valve inlet in particular valve stub an injection line and with the valve open the refractory mass is pressed into the container or into the line.
  • Both methods have the advantage that during operation, the inner refractory lining repaired can be supplemented in particular at high internal temperatures and high internal pressures.
  • the methods are technically simple and feasible with little expenditure of time.
  • the process is particularly simple if the valve is on
  • Ball stopcock is. Furthermore, it is preferably proposed that the
  • the method can be used particularly advantageously if the refractory material is forced into the injection line through a high-performance compressor via a pressure vessel and / or a storage chamber.
  • the refractory lining on the inside of the wall of ceramic materials or a combination of materials consisting of heat-resistant steel on the inside and ceramic thermal insulation exist.
  • Fig. 3 shows the valve with attached injection system.
  • a pressure vessel or a pressure line have an outer wall 1, arranged on the inside 2 a refractory lining, not shown in particular, is attached, which ensures that located in the container or in the line, pressurized hot gases are prevented from the wall 1. This protects the wall 1 against heat and corrosion.
  • a refractory lining not shown in particular, is attached, which ensures that located in the container or in the line, pressurized hot gases are prevented from the wall 1. This protects the wall 1 against heat and corrosion.
  • ceramic materials or a combination of materials consisting of heat-resistant steel on the inside and ceramic thermal insulation are preferably used for the refractory lining ceramic materials or a combination of materials consisting of heat-resistant steel on the inside and ceramic thermal insulation.
  • the hot gases flowing along the refractory lining often create recesses or cavities in the lining, in particular in the lining
  • a blind hole 3 is introduced at the hottest point of the outer wall at right angles to the outer wall, whose depth is T 1/3 to 2/3 of the thickness D of the wall. Thereafter, the blind bore is provided with an internal thread, and in this blind hole 3 is then the extended nozzle 4 of a valve
  • valve 5 is provided that the valve inlet 7, the passage channel 8 of the spherical valve actuator and the nozzle 4 form a continuous, equiaxial valve channel 10 when the valve actuator 9 is in the open position. Then, a drill 1 is inserted through the valve channel 10, which is driven by a drill, not shown, to pierce the residual wall 12, which between the bottom of the
  • valve actuator 9 is rotated by 90 ° to close the Kugelabsperrhahn immediately so that hot gases do not leak or only in small quantities. A leakage of hot gases is prevented in an embodiment not shown nor by the fact that the valve is surrounded by a cover which bears sealed against the outer wall of the wall 1 and which is penetrated only by the drill.
  • an injection line 13 is connected to the free outer valve stub or valve inlet 7, to which an injection system with a storage chamber 14 is connected.
  • this injection system refractory mass is pressed into the refractory lining of the pressure vessel or the pressure line in such an amount that the recesses in particular the cavities of the lining are filled.
  • Sufficient pressure is preferably generated by a high performance compressor.
  • Another, not shown embodiment differs from the previously described in that on the outside of the wall 1 of the pressure vessel or the pressure line a metal bushing in particular made of steel
  • valve channel 10th is perpendicular to the outside of the wall 1.
  • the drill 11 is inserted through the valve channel 10 to pierce the wall 1 in its entire thickness D and then in the same way to fill the refractory lining with refractory material.
  • Plastic refractory mass prepared according to special recipes and variably adjustable to the required processing behavior.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Injizieren feuerfester Massen in heißgasführenden, feuerfestausgekleideten Druckbehältern und Druckleitungen, wobei in die Wand des Behälters oder der Leitung von außen eine Sackbohrung mit Innengewinde eingebracht wird, dass in die Sackbohrung der ein Außengewinde aufweisende Stutzen eines Ventils eingeschraubt wird, dass bei geöffnetem Ventil beide Ventilstutzen bzw. Ventilein- und auslass sowie das Ventilstellglied und/oder die Ventilkammer einen durchgehenden gleichachsigen Ventilkanal bilden, dass durch den Ventilkanal hindurch mit einem Bohrer die Restwand durchbohrt wird, dass nach dem Zurückziehen des Bohrers das Ventil geschlossen wird, und dass danach an dem freien äußeren Ventileinlass insbesondere Ventilstutzen eine Injektionsleitung angeschlossen und bei geöffnetem Ventil die feuerfeste Masse in den Behälter oder in die Leitung gedrückt wird.

Description

Injizieren feuerfester Massen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Injizieren feuerfester Massen in heißgasführenden, feuerfestausgekleideten Druckbehältern und Druckleitungen.
Bei heißgasführenden, feuerfestausgekleideten Druckbehältern und
Druckleitungen geschieht es häufig, dass die heißen, unter Druck stehenden Prozessgase in den an der Innenwand der Druckbehälter und Druckleitungen angeordneten Wärmedämmschichten Aushöhlungen insbesondere in Form von Kanälen erzeugen, die zu den sogenannten„heißen Stellen" an den Wänden der Stahlbehälter und Stahlleitungen führen. Um diese Ausnehmungen in den Wärmedämmschichten auszubessern, ist es bisher erforderlich, die jeweilige Anlage still zu setzen und von innen die Wärmedämmschichten zu reparieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei heißgasführenden, feuerfestausgekleideten Durckbehältern und Druckleitungen die wärmedämmende Auskleidung während des Betriebes der Anlage bei hohen Innentemperaturen und -drücken die Auskleidung zu reparieren und zu verfüllen, ohne die Anlage stillsetzen zu müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass in die Wand des Behälters oder der Leitung von außen eine
Sackbohrung mit Innengewinde eingebracht wird,
dass in die Sackbohrung der ein Außengewinde aufweisende Stutzen eines Ventils eingeschraubt wird, dass bei geöffnetem Ventil beide Ventilstutzen bzw. Ventilein- und auslass sowie das Ventilstellglied und/oder die Ventilkammer einen durchgehenden gleichachsigen Ventilkanal bilden,
dass durch den Ventilkanal hindurch mit einem Bohrer die Restwand durchbohrt wird,
dass nach dem Zurückziehen des Bohrers das Ventil geschlossen wird, und dass danach an dem freien äußeren Ventileinlass insbesondere Ventilstutzen eine Injektionsleitung angeschlossen und bei geöffnetem Ventil die feuerfeste Masse in den Behälter oder in die Leitung gedrückt wird.
Alternativ wird vorgeschlagen,
dass auf die Wand des Behälters oder der Leitung außen eine Buchse mit Innengewinde aufgeschweißt wird,
dass in die Gewindebohrung der Buchse der ein Außengewinde aufweisende Stutzen eines Ventils eingeschraubt wird,
dass bei geöffnetem Ventil beide Ventilstutzen bzw. Ventilein- und auslass sowie das Ventilstellglied und/oder die Ventilkammer einen durchgehenden gleichachsigen Ventilkanal bilden,
dass durch den Ventilkanal hindurch mit einem Bohrer die Wand durchbohrt wird,
dass nach dem Zurückziehen des Bohrers das Ventil geschlossen wird, und dass danach an dem freien äußeren Ventileinlass insbesondere Ventilstutzen eine Injektionsleitung angeschlossen und bei geöffnetem Ventil die feuerfeste Masse in den Behälter oder in die Leitung gedrückt wird.
Beide Verfahren haben den Vorteil, dass während des Betriebes die innere feuerfeste Auskleidung ausgebessert insbesondere ergänzt werden kann bei hohen Innentemperaturen und hohen Innendrücken. Hierbei sind die Verfahren technisch einfach und bei geringem Zeitaufwand durchführbar.
Besonders einfach ist das Verfahren ausführbar, wenn das Ventil ein
Kugelabsperrhahn ist. Ferner wird vorzugsweise vorgeschlagen, dass die
Sackbohrung 1/3 bis 2/3 der Wanddicke durchdringt. Das Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft anwenden, wenn die feuerfeste Masse in die Injektionsleitung durch einen Hochleistungskompressor über einen Druckbehälter und/oder eine Vorratskammer gedrückt wird. Hierbei kann die feuerfeste Auskleidung an der Innenseite der Wand aus keramischen Materialien oder aus einer Materialpaarung bestehend aus hitzebeständigem Stahl an der Innenseite und keramischer Wärmedämmung bestehen.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den
Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 das in die Sackbohrung eingeschraubte Ventil,
Fig. 2 das Bohren der Restwand durch das Ventil hindurch und
Fig. 3 das Ventil mit angeschlossenem Injektionssystem.
Einen Druckbehälter oder eine Druckleitung weisen eine Außenwand 1 auf, an deren Innenseite 2 eine nicht dargestellte feuerfeste Auskleidung angeordnet insbesondere befestigt ist, die dafür sorgt, dass im Behälter oder in der Leitung befindliche, unter Druck stehende Heißgase von der Wand 1 abgehalten werden. Damit ist die Wand 1 gegen Hitze und Korrosion geschützt. Hierbei werden für die feuerfeste Auskleidung vorzugsweise keramische Materialien oder aus einer Materialpaarung bestehend aus hitzebeständigem Stahl an der Innenseite und keramischer Wärmedämmung verwendet.
Die an der feuerfesten Auskleidung entlangströmenden Heißgase erzeugen in der Auskleidung häufig Ausnehmungen oder Aushöhlungen insbesondere in
Kanalform, wodurch die schützende und wärmedämmende Funktion der
Auskleidung erheblich vermindert wird, so dass die Wand hohen Temperaturen und Korrosion ausgesetzt ist. Um die Auskleidung an dieser Stelle auszubessern, wird an der heißesten Stelle der Außenwand rechtwinklig zur Außenwand eine Sackbohrung 3 eingebracht, deren Tiefe T 1/3 bis 2/3 der Dicke D der Wand beträgt. Danach wird die Sackbohrung mit einem Innengewinde versehen, und in diese Sackbohrung 3 wird dann der verlängerte Stutzen 4 eines Ventils
insbesondere eines Kugelabsperrhahns eingeschraubt, der ein entsprechendes Außengewinde aufweist. Eine auf den Stützen 4 aufgeschraubte Kontermutter 6 wird danach festgezogen, um dem Ventil 5 einen sicheren Halt zu bieten.
Beim Ventil 5 ist dafür gesorgt, dass der Ventileinlass 7, der Durchlasskanal 8 des kugelförmigen Ventilstellglieds und der Stutzen 4 einen durchgehenden, gleichachsigen Ventilkanal 10 bilden, wenn das Ventilstellglied 9 sich in der geöffneten Stellung befindet. Dann wird in den Ventilkanal 10 ein Bohrer 1 hindurchgesteckt, der von einer nicht dargestellten Bohrmaschine angetrieben wird, um die Restwand 12 zu durchbohren, die zwischen dem Grund der
Sackbohrung 3 und der Innenseite 2 der Wand 1 sich befindet.
Sobald der Bohrer 1 zurückgezogen wird, wird das Ventilstellglied 9 um 90° verdreht, um den Kugelabsperrhahn sofort zu verschließen, damit Heißgase nicht oder nur in geringer Menge austreten. Ein Austreten von Heißgasen wird in einer nicht dargestellten Ausgestaltung noch dadurch verhindert, dass das Ventil von einer Abdeckung umgeben ist, die an der Außenwand der Wand 1 abgedichtet anliegt und die nur vom Bohrer durchdrungen ist.
Nachdem der Bohrer herausgezogen und das Ventil 5 geschlossen ist, wird an den freien äußeren Ventilstutzen bzw. Ventileinlass 7 eine Injektionsleitung 13 angeschlossen, an der ein Injektionssystem mit einer Vorratskammer 14 angeschlossen ist. Durch dieses Injektionssystem wird feuerfeste Masse in die feuerfeste Auskleidung des Druckbehälters oder der Druckleitung in einer solchen Menge gedrückt, dass die Ausnehmungen insbesondere die Aushöhlungen der Auskleidung verfüllt sind. Ein ausreichender Druck wird vorzugsweise durch einen Hochleistungskompressor erzeugt.
Eine weitere, nicht dargestellte Ausführung unterscheidet sich von der bisher beschriebenen dadurch, dass auf die Außenseite der Wand 1 des Druckbehälters oder der Druckleitung eine metallene Buchse insbesondere aus Stahl mit
Innengewinde aufgeschweißt wird, und in diese Buchse der Pumpenstutzen 4 mit seinem Außengewinde 8 eingeschraubt wird, so dass wiederum der Ventilkanal 10 senkrecht zur Außenseite der Wand 1 steht. Danach wird durch den Ventilkanal 10 der Bohrer 11 hindurchgesteckt, um die Wand 1 in ihrer gesamten Dicke D zu durchbohren und danach in gleicher weise die feuerfeste Auskleidung mit feuerfester Masse zu verfüllen.
Als feuerfeste Masse werden zum Einspritzen vorzugsweise Folgende verwendet: Plastische Feuerfestmasse nach speziellen Rezepturen angefertigt und variabel einstellbar auf das benötigte Verabeitungsverhalten.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Injizieren feuerfester Massen in heißgasführenden,
feuerfestausgekleideten Druckbehältern und Druckleitungen, dadurch gekennze i c h n e t ,
- dass in die Wand (1 ) des Behälters oder der Leitung von außen eine Sackbohrung (3) mit Innengewinde eingebracht wird,
- dass in die Sackbohrung (3) der ein Außengewinde aufweisende
Stutzen (4) eines Ventils (5) eingeschraubt wird,
- dass bei geöffnetem Ventil (5) beide Ventilstutzen bzw. Ventilein- und auslass sowie das Ventilstellglied (9) und/oder die Ventilkammer einen durchgehenden gleichachsigen Ventilkanal (10) bilden,
- dass durch den Ventilkanal (10) hindurch mit einem Bohrer (11) die Restwand (12) durchbohrt wird,
- dass nach dem Zurückziehen des Bohrers (11 ) das Ventil (5)
geschlossen wird, und
- dass danach an dem freien äußeren Ventileinlass (7) insbesondere Ventilstutzen eine Injektionsleitung (13) angeschlossen und bei geöffnetem Ventil (5) die feuerfeste Masse in den Behälter oder in die Leitung gedrückt wird.
2. Verfahren zum Injizieren feuerfester Massen in heißgasführenden,
feuerfestausgekleideten Druckbehältern und Druckleitungen, dadurch gekennzeichnet,
- dass auf die Wand des Behälters oder der Leitung außen eine Buchse mit Innengewinde aufgeschweißt wird,
- dass in die Gewindebohrung der Buchse der ein Außengewinde
aufweisende Stutzen (4) eines Ventils (5) eingeschraubt wird, - dass bei geöffnetem Ventil (5) beide Ventilstutzen bzw. Ventilein- und auslass sowie das Ventilstellglied (9) und/oder die Ventilkammer einen durchgehenden gleichachsigen Ventilkanal (10) bilden,
- dass durch den Ventilkanal (10) hindurch mit einem Bohrer (1 ) die Wand (12) durchbohrt wird,
- dass nach dem Zurückziehen des Bohrers (11 ) das Ventil (5)
geschlossen wird, und
- dass danach an dem freien äußeren Ventileinlass (7) insbesondere Ventilstutzen eine Injektionsleitung (13) angeschlossen und bei geöffnetem Ventil (5) die feuerfeste Masse in den Behälter oder in die Leitung gedrückt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (5) ein Kugelabsperrhahn ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sackbohrung (3) 1/3 bis 2/3 der Wanddicke durchdringt.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die feuerfeste Masse in die Injektionsleitung (13) durch einen Hochleistungskompressor über einen Druckbehälter und/oder eine Vorratskammer gedrückt wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die feuerfeste Auskleidung an der Innenseite (2) der Wand (1) aus keramischen Materialien oder aus einer Materialpaarung bestehend aus hitzebeständigem Stahl an der Innenseite und keramischer Wärmedämmung besteht.
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