WO2012084293A1 - Coated ceramic bursting disc - Google Patents

Coated ceramic bursting disc Download PDF

Info

Publication number
WO2012084293A1
WO2012084293A1 PCT/EP2011/068156 EP2011068156W WO2012084293A1 WO 2012084293 A1 WO2012084293 A1 WO 2012084293A1 EP 2011068156 W EP2011068156 W EP 2011068156W WO 2012084293 A1 WO2012084293 A1 WO 2012084293A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bursting
graphite
silicon carbide
silicon
protection
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/068156
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marcus Franz
Original Assignee
Sgl Carbon Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sgl Carbon Se filed Critical Sgl Carbon Se
Publication of WO2012084293A1 publication Critical patent/WO2012084293A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5053Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
    • C04B41/5057Carbides
    • C04B41/5059Silicon carbide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/52Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/52Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
    • C04B35/522Graphite
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/14Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a coated Keramikberstêt.
  • Bursting devices are used in apparatus engineering against overpressure or underpressure. This is intended to reliably prevent undetected pressure levels in apparatuses from being exceeded or exceeded by bursting the central rupture disk as a disposable membrane as a kind of "sacrificial material.”
  • the membrane is usually a thin metal foil consisting of steel, stainless steel or Graphite, other materials may be used to adapt the rupture disc to a particular application.
  • Bursting devices provide a quick response to a change in system pressure. Once the membrane has been destroyed, it can not be closed again.
  • Anti-burst devices are made of resin-impregnated fine-grained graphite as standard. This resin impregnation, which makes the production-related porous graphite gas-tight, is generally resistant to acid corrosion.
  • Bursting protection made of carbon or graphite have good corrosion resistance.
  • the production-related porous graphite bodies are impregnated for sealing with synthetic resins, such as phenol, formaldehyde or furan resins and the decomposition temperatures of the impregnating resins determine the maximum achievable operating temperature.
  • Resin-impregnated graphite is not resistant to extremely strong solvents or oxidizing media such as sulfite, hot oxygen (T ⁇ 300 ° C) or other oxidizing media.
  • Graphite is a material that does not lose its strength when the temperature increases. In terms of strength losses, impregnation poses a particular problem at higher temperatures because the resin and / or graphite structure is oxidatively attacked. So oxidation-resistant coatings are required, which protect effectively against oxidative attack.
  • the deposition of pyrocarbon is not limited to the surface of the graphite disc, a portion of the carbon is deposited on the inside of the disc at the pore walls.
  • the extent of such deposits influencing the strength of the graphite disk is determined primarily by the pore structure of the graphite and by the reaction conditions. In these cases, these factors have a greater range of variation, and the breaking strength of pyrocarbon-coated graphite disks also varies considerably, making it especially impossible to calculate the respective bursting pressure.
  • Glassy carbon layers are made by mixing liquid synthetic resins, e.g. Phenol, formaldehyde resin, applied to graphite discs and cured in situ and carbonized.
  • the liquid resins also partially penetrate into the pore system of the graphite and increase its strength to an unpredictable extent.
  • This problem is solved according to the invention by a method according to claim 1, which even surprisingly makes it possible to reliably protect high-temperature applications by means of bursting protection.
  • the surface reaction of a portion of the porous, non-impregnated rupture arrestor with silicon carbide or silicon-infiltrated silicon carbide creates a strong composite material that is resistant to higher temperatures.
  • the bursting is gas-impermeable.
  • silicon can be deposited on the surface of the rupture disk before the application of the layer of silicon carbide or silicon-infiltrated silicon carbide. Any silicon excess on the surface can be removed by using acids such as hydrogen chloride vapor at temperatures between 1200 and 1400 ° C. The HCl reacts with the silicon to form a silane, but does not react with the silicon carbide.
  • the bursting protection consists of graphite.
  • Particularly suitable are all graphite bodies obtainable by processes such as pultrusion, dry pressing or isostatic pressing.
  • a rupture protection made of graphite or of carbon black and graphite is coated with slip, the slip containing finely divided silicon carbide, finely divided carbon and binder.
  • the slip is preferably dried, the binder is destroyed by heating and the coating with the carbon bodies is siliconized by contact with liquid silicon.
  • the thickness and composition of the slurry layer can be used to vary the physical properties of the composites.
  • a bursting of graphite or carbon black and graphite is provided with a CVD coating of silicon carbide.
  • the rupture protection is machined to the desired size or shape before or after coating.
  • the silicon carbide is formed by reducing a silicon and carbon-containing gas mixture.
  • the silicon is preferably formed by reduction of halogenated silanes.
  • the coating is impermeable to chemical attack (e.g., most preferably oxidative agents) and erosion.
  • a porous impregnation device which is not impregnated surprisingly achieves a high safety increase, since it is now possible to observe from this side whether the side facing the extremely corrosive medium corrodes. This can be done purely visually, by inspection, or by simple electronic devices. Such devices are e.g. Conductivity meters or thin wires, which emit a signal to the safety controller in the event of wire breakage, after which the system can be moved to a safe mode. Such signaling devices then need only be coated by coatings, e.g. made of PFA or vapor-deposited metals, to be protected against corrosion from the atmosphere. Surprising are so preferred
  • plastics such as cyanate esters, synthetic resins such as phenolic resins, or coatings of the family of polysilazanes to protect the graphite from air-atmosphere.
  • a bursting protection against overpressure up to about 1 bar (g) must also be protected against vacuum.
  • vacuum rupture disks which are provided with vacuum supports. These vacuum supports are preferably designed according to FIG. Here, two support bars made of SiC or coated with SiC graphite are glued to the rupture disk with SiC adhesive and then sintered on.
  • the almost identical contour can, however, particularly preferably be milled into the graphite immediately.
  • Such a composite is much more stable and is ready for use after coating with silicon carbide.
  • all coatings or infiltrations can also be carried out with the so-called LPI process.
  • the so-called CVI process for coating and surface infiltration of the graphite with SiC can also be used with particular preference.
  • the invention further provides a rupture protection in which at least one surface of a porous unimpregnated portion of the rupture protection is coated with a pressure surface and a surface arranged opposite thereto with silicon carbide or silicon-infiltrated silicon carbide.
  • a vacuum support is milled into burst protection and / or a signal wire is inserted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

The invention relates to a process for producing a bursting disc, wherein at least one surface of a porous unimpregnated section of the bursting disc having a pressure surface and a surface arranged opposite to said pressure surface is coated with silicon carbide or silicon-infiltrated silicon carbide.

Description

Beschichtete Keramikberstsicherung  Coated ceramic bursting protection
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Keramikberstsicherung. The invention relates to a method for producing a coated Keramikberstsicherung.
Berstsicherungen werden in der Apparatetechnik gegen Überdruck bzw. Unterdruck eingesetzt. Damit soll zuverlässig verhindert werden, dass nicht erwünschte Druckniveaus in Apparaten unter- oder überschritten werden, indem die zentrale Berstscheibe als Einmal-Membran als eine Art„Opfermaterial" zerbirst. Die Membran ist in der Regel eine dünne Metallfolie, bestehend aus Stahl, Edelstahl oder Graphit; es können auch andere Materialien verwendet werden, um die Berstscheibe an eine bestimmte Anwendung anzupassen. Bursting devices are used in apparatus engineering against overpressure or underpressure. This is intended to reliably prevent undetected pressure levels in apparatuses from being exceeded or exceeded by bursting the central rupture disk as a disposable membrane as a kind of "sacrificial material." The membrane is usually a thin metal foil consisting of steel, stainless steel or Graphite, other materials may be used to adapt the rupture disc to a particular application.
Berstsicherungen bieten eine schnelle Reaktion auf eine Veränderung des System- Druckes. Ist die Membran einmal zerstört, kann diese nicht wieder geschlossen werden. Bursting devices provide a quick response to a change in system pressure. Once the membrane has been destroyed, it can not be closed again.
Diese Sicherungskomponenten unterliegen strengen Baumusterprüfungen. Die Komponenten müssen daher besonders sorgfältig hergestellt werden und auch während des Einsatzes ihre ursprünglichen Eigenschaften beibehalten. These fuse components are subject to strict type testing. The components must therefore be manufactured with particular care and also retain their original properties during use.
Bei korrosiven Anwendungen, insbesondere oxidierenden Anwendungen müssen Berstsicherungen besonders robust ausgeführt werden, um den Sicherheitsansprüchen gerecht zu werden. In corrosive applications, especially oxidizing applications Berstsicherungen must be made particularly robust to meet the security requirements.
Berstsicherungen werden standardmäßig aus mit Harz imprägniertem Feinkorngraphit hergestellt. Diese Harzimprägnierung, die den herstellungsbedingt porösen Graphit gasdicht macht, ist im Regelfall gegen Säurekorrosion beständig. Anti-burst devices are made of resin-impregnated fine-grained graphite as standard. This resin impregnation, which makes the production-related porous graphite gas-tight, is generally resistant to acid corrosion.
Berstsicherungen aus Kohlenstoff oder Graphit weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. Die herstellungsbedingt porösen Graphitkörper werden zur Abdichtung mit Kunstharzen, wie Phenol-, Formaldehydharzen oder Furanharzen imprägniert und die Zersetzungstemperaturen der Imprägnierharze bestimmen die maximal erreichbare Einsatztemperatur. Bursting protection made of carbon or graphite have good corrosion resistance. The production-related porous graphite bodies are impregnated for sealing with synthetic resins, such as phenol, formaldehyde or furan resins and the decomposition temperatures of the impregnating resins determine the maximum achievable operating temperature.
Ein weiterer Nachteil von kunstharzimprägnierten Berstsicherungen besteht darin, dass die Festigkeit mit zunehmender Temperatur beträchtlich abnimmt, bei einer Temperatursteigerung von 0 bis 150 °C im Durchschnitt um ca. 20%. Temperaturen oberhalb 20 °C führen bereits zu einem Festigkeitsabfall, der bei Graphitwerkstoffen für den Bau von Druckgeräten berücksichtigt werden muss. Another disadvantage of resin-impregnated rupture protection is that the strength decreases considerably with increasing temperature, with an increase in temperature of 0 to 150 ° C on average by about 20%. Temperatures above 20 ° C already lead to a drop in strength, which must be taken into account in graphite materials for the construction of pressure equipment.
Der Betreiber von mit Berstsicherungen aus imprägniertem Graphit ausgestatteten Behältern ist so gezwungen, für jede Betriebstemperatur besondere Berstsicherungen bereitzuhalten. The operator of equipped with rupture fuses made of impregnated graphite containers is thus forced to hold for each operating temperature special rupture fuses.
Für Hochtemperaturanwendungen und stark korrosive Anwendungen sind somit unzureichende Lösungen aus imprägniertem Graphit erhältlich, die zudem nur bis maximal 200 °C anwendbar sind. Je nach Einsatzmedium kann die maximale Einsatztemperatur stark vermindert sein. Metallische Werkstoffe sind bei Hochtemperaturanwendungen nur unzureichend einsetzbar, da Metalle bei Temperatursteigerungen ihre Festigkeit verlieren. For high-temperature applications and highly corrosive applications, therefore, inadequate solutions of impregnated graphite are available which, moreover, can only be used up to a maximum of 200 ° C. Depending on the application medium, the maximum operating temperature can be greatly reduced. Metallic materials are inadequate for high temperature applications as metals lose their strength as the temperature increases.
Gegen extrem starke Lösungsmittel oder oxidierende Medien wie beispielsweise Sulfit, heißen Sauerstoff (T<300 °C) oder weitere oxidierend wirkende Medien ist harzimprägnierter Graphit nicht beständig. Resin-impregnated graphite is not resistant to extremely strong solvents or oxidizing media such as sulfite, hot oxygen (T <300 ° C) or other oxidizing media.
Graphit ist ein Werkstoff, der bei einer Temperaturerhöhung seine Festigkeit nicht verliert. In Bezug auf Festigkeitsverluste stellt bei höheren Temperaturen die Imprägnierung ein besonderes Problem dar, da das Harz und/oder die Graphitstruktur oxi- dativ angegriffen werden. Es sind also oxidationsbeständige Beschichtungen erforderlich, die wirksam gegen einen oxidativen Angriff schützen. Graphite is a material that does not lose its strength when the temperature increases. In terms of strength losses, impregnation poses a particular problem at higher temperatures because the resin and / or graphite structure is oxidatively attacked. So oxidation-resistant coatings are required, which protect effectively against oxidative attack.
Es ist bekannt, Graphitscheiben für Berstsicherungen mit einer Schicht aus Pyro- kohlenstoff zu überziehen. Pyrokohlenstoff ist gasundurchlässig, temperaturbestän- dig und die Festigkeit ist bis zu Temperaturen von etwa 1000 °C praktisch unabhängig von der Temperatur. It is known to cover graphite disks for burst protection with a layer of pyrolytic carbon. Pyrocarbon is gas impermeable, temperature resistant dig and the strength is up to temperatures of about 1000 ° C practically independent of the temperature.
Die Abscheidung von Pyrokohlenstoff beschränkt sich jedoch nicht auf die Oberfläche der Graphitscheibe, ein Teil des Kohlenstoffs wird vielmehr im Innern der Scheibe an den Porenwandungen abgelagert. Der Umfang derartiger die Festigkeit der Graphitscheibe beeinflussender Ablagerungen wird durch vor allem durch die Porenstruktur des Graphits sowie durch die Reaktionsbedingungen bestimmt. Diese Faktoren weisen in diesem Fall eine größere Schwankungsbreite auf, variiert wird auch die Bruchfestigkeit von mit Pyrokohlenstoff beschichteten Graphitscheiben beträchtlich, wodurch vor allem die Berechnung des jeweiligen Berstdrucks unmöglich wird. However, the deposition of pyrocarbon is not limited to the surface of the graphite disc, a portion of the carbon is deposited on the inside of the disc at the pore walls. The extent of such deposits influencing the strength of the graphite disk is determined primarily by the pore structure of the graphite and by the reaction conditions. In these cases, these factors have a greater range of variation, and the breaking strength of pyrocarbon-coated graphite disks also varies considerably, making it especially impossible to calculate the respective bursting pressure.
Es ist weiter bekannt, aus Graphitscheiben bestehende Berstsicherungen mit einer Glaskohlenschicht zu überziehen. Glaskohlenschichten werden dadurch hergestellt, dass flüssige Kunstharze, z.B. Phenol-, Formaldehydharz, auf Graphitscheiben aufgetragen und in situ ausgehärtet und karbonisiert werden. Die flüssigen Harze dringen ebenfalls zum Teil in das Porensystem des Graphits ein und erhöhen dessen Festigkeit in einem nicht berechenbaren Ausmaß. It is also known to cover existing Berstsicherungen from graphite discs with a glassy carbon layer. Glassy carbon layers are made by mixing liquid synthetic resins, e.g. Phenol, formaldehyde resin, applied to graphite discs and cured in situ and carbonized. The liquid resins also partially penetrate into the pore system of the graphite and increase its strength to an unpredictable extent.
Wesentliche Nachteile von Berstsicherungen aus Metallen sind oftmals nicht befriedigende Beständigkeit gegen korrodierende Medien und vor allem bei einer erhöhten Temperatur die Verformung der folienartigen Berstscheibe. Significant disadvantages of bursting of metals are often not satisfactory resistance to corrosive media and especially at an elevated temperature, the deformation of the foil-like bursting disc.
Es muss also ein Werkstoff gefunden werden, der in extremer Atmosphäre beständig ist und auch bei einer Temperaturerhöhung seine Festigkeit beibehält. So it must be found a material that is resistant in an extreme atmosphere and maintains its strength even with a temperature increase.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Berstsicherungen zu vermeiden, die Streuung der effektiven Berstdrücke zu verkleinern und Berstsicherungen mit großer, temperaturunabhängiger Berstgenauigkeit zu generieren. Gelöst wird dieses Problem erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 , dass es sogar überraschend ermöglicht, Hochtemperaturanwendungen mittels Berstsicherungen zuverlässig abzusichern. Durch die Oberflächenreaktion eines Abschnitts der porösen nicht imprägnierten Berstsicherung mit Siliziumkarbid oder siliziuminfiltriertem Siliziumkarbid entsteht ein fester Materialverbund, der bei höheren Temperaturen beständig ist. It is an object of the invention to avoid the disadvantages of the known Berstsicherungen to reduce the dispersion of the effective bursting pressures and generate bursting with large, temperature-independent Berstgenauigkeit. This problem is solved according to the invention by a method according to claim 1, which even surprisingly makes it possible to reliably protect high-temperature applications by means of bursting protection. The surface reaction of a portion of the porous, non-impregnated rupture arrestor with silicon carbide or silicon-infiltrated silicon carbide creates a strong composite material that is resistant to higher temperatures.
Besonders bevorzugt ist die Berstsicherung gasundurchlässig. Particularly preferably, the bursting is gas-impermeable.
In einer bevorzugten Variante kann vor dem Aufbringen der Schicht aus Siliziumkarbid oder siliziuminfiltriertem Siliziumkarbid Silizium auf der Oberfläche der Berstscheibe abgeschieden werden. Irgendein Siliziumüberschuss auf der Oberfläche kann durch Verwendung von Säuren wie beispielsweise verdampftem Chlorwasserstoff bei Temperaturen zwischen 1200 und 1400 °C entfernt werden. Das HCl reagiert mit dem Silizium unter Bildung eines Silans, reagiert jedoch mit dem Siliziumkarbid nicht. In a preferred variant, silicon can be deposited on the surface of the rupture disk before the application of the layer of silicon carbide or silicon-infiltrated silicon carbide. Any silicon excess on the surface can be removed by using acids such as hydrogen chloride vapor at temperatures between 1200 and 1400 ° C. The HCl reacts with the silicon to form a silane, but does not react with the silicon carbide.
Vorzugsweise besteht die Berstsicherung aus Graphit. Besonders geeignet sind alle Graphitkörper, die durch Verfahren wie Strangziehen, Trockenpressen oder isostatisches Pressen erhältlich sind. Preferably, the bursting protection consists of graphite. Particularly suitable are all graphite bodies obtainable by processes such as pultrusion, dry pressing or isostatic pressing.
Bevorzugt wird eine Berstsicherung aus Graphit oder aus Ruß und Graphit mit Schlicker überzogen, wobei der Schlicker feinverteiltes Siliziumkarbid, feinverteilten Kohlenstoff und Bindemittel enthält. Vorzugsweise wird der Schlicker eingetrocknet, das Bindemittel durch Erhitzen zerstört und der Überzug mit den Kohlenstoff körpern durch Kontakt mit flüssigem Silizium siliziert. Preferably, a rupture protection made of graphite or of carbon black and graphite is coated with slip, the slip containing finely divided silicon carbide, finely divided carbon and binder. The slip is preferably dried, the binder is destroyed by heating and the coating with the carbon bodies is siliconized by contact with liquid silicon.
Durch die Dicke und die Zusammensetzung der Schlickerschicht lassen sich die physikalischen Eigenschaften der Verbundkörper variieren. The thickness and composition of the slurry layer can be used to vary the physical properties of the composites.
Ferner bevorzugt ist es, dass eine Berstsicherung aus Graphit oder aus Ruß und Graphit mit einer CVD-Beschichtung aus Siliziumkarbid versehen wird. Vorzugsweise wird die Berstsicherung vor oder nach der Beschichtung maschinell zu der gewünschten Größe oder Form verarbeitet. Further, it is preferred that a bursting of graphite or carbon black and graphite is provided with a CVD coating of silicon carbide. Preferably, the rupture protection is machined to the desired size or shape before or after coating.
Bevorzugt wird das Siliziumkarbid durch Reduktion einer Silizium und Kohlenstoff enthaltenden Gasmischung gebildet. Das Silizium wird vorzugsweise durch Reduktion von halogenierten Silanen gebildet. Preferably, the silicon carbide is formed by reducing a silicon and carbon-containing gas mixture. The silicon is preferably formed by reduction of halogenated silanes.
Bevorzugt ist die Beschichtung dicht gegen chemische Angriffe (z.B. besonders bevorzugt oxidative Agentien) und Erosion. Preferably, the coating is impermeable to chemical attack (e.g., most preferably oxidative agents) and erosion.
Da der Entlastungsraum von Berstsicherungen aus Graphit im Regelfall eine natürliche Umgebung ist, z.B. die Atmosphäre, ist es nicht zwingend erforderlich beide Seiten der Berstscheibe mit SiC zu beschichten. As the relief space of graphite bursting fuses is usually a natural environment, e.g. the atmosphere, it is not mandatory to coat both sides of the rupture disk with SiC.
Durch die Beschichtung mindestens einer Oberfläche einer porösen nicht imprägnierten Berstsicherung wird bereits überraschend ein hoher Sicherheitszuwachs erreicht, da nun von dieser Seite beobachtet werden kann, ob die dem extrem korrosiven Medium zugewandte Seite korrodiert. Dies kann rein visuell, durch Inspektion erfolgen, oder aber durch einfache, elektronische Einrichtungen. Solche Einrichtungen sind z.B. Leitfähigkeitsmessgeräte oder dünne Drähte, welche bei Drahtbruch ein Signal zur Sicherheitssteuerung aussenden, worauf die Anlage in einen sichern Modus gefahren werden kann. Solche Signaleinrichtungen müssen dann lediglich durch Beschichtungen, z.B. aus PFA oder aufgedampften Metallen, gegen Korrosion aus der Atmosphäre gesichert werden. Überraschend sind so bevorzugte The coating of at least one surface of a porous impregnation device which is not impregnated surprisingly achieves a high safety increase, since it is now possible to observe from this side whether the side facing the extremely corrosive medium corrodes. This can be done purely visually, by inspection, or by simple electronic devices. Such devices are e.g. Conductivity meters or thin wires, which emit a signal to the safety controller in the event of wire breakage, after which the system can be moved to a safe mode. Such signaling devices then need only be coated by coatings, e.g. made of PFA or vapor-deposited metals, to be protected against corrosion from the atmosphere. Surprising are so preferred
Einsatztemperaturen von 300°C-1200°C in beispielsweise extrem korrosiven Medien zu verwirklichen. Use temperatures of 300 ° C-1200 ° C in, for example, extremely corrosive media to realize.
Ungeachtet dessen, ob Signaleinrichtungen verwendet bzw. geschützt werden müssen, ist es bevorzugt auch Kunststoffe wie Cyanatester, Kunstharze, wie z.B. Phenolharze, oder auch Beschichtungen aus der Familie der Polysilazane zu verwenden, um den Graphit gegen Luft-Atmosphäre zu schützen. In einer bevorzugten Variante muss eine Berstsicherung gegen Überdruck bis ca. 1 bar(ü) auch gegen Vakuum abgesichert werden. Es handelt sich um sogenannte Vakuumberstscheiben, die mit Vakuumstützen versehen sind. Diese Vakuumstützen werden vorzugsweise nach Figur 1 ausgeführt. Hier werden zwei Stützbalken aus SiC oder aus mit SiC beschichteten Graphit auf die Berstscheibe mit SiC-Kleber aufgeklebt und dann aufgesintert. Regardless of whether signaling devices are to be used or protected, it is also preferable to use plastics such as cyanate esters, synthetic resins such as phenolic resins, or coatings of the family of polysilazanes to protect the graphite from air-atmosphere. In a preferred variant, a bursting protection against overpressure up to about 1 bar (g) must also be protected against vacuum. These are so-called vacuum rupture disks, which are provided with vacuum supports. These vacuum supports are preferably designed according to FIG. Here, two support bars made of SiC or coated with SiC graphite are glued to the rupture disk with SiC adhesive and then sintered on.
Die fast identische Kontur kann jedoch besonders bevorzugt auch in den Graphit sofort eingefräst werden. Ein solcher Verbund ist ungleich stabiler und ist nach der Be- schichtung mit Siliziumkarbid dann einsatzbereit. The almost identical contour can, however, particularly preferably be milled into the graphite immediately. Such a composite is much more stable and is ready for use after coating with silicon carbide.
Vorzugsweise können alle Beschichtungen bzw. Infiltrierungen auch mit dem sog. LPI-Verfahren erfolgen. Besonders bevorzugt kann ferner das sog. CVI-Verfahren zur Beschichtung und Oberflächeninfiltration des Graphits mit SiC Verwendung finden. Preferably, all coatings or infiltrations can also be carried out with the so-called LPI process. The so-called CVI process for coating and surface infiltration of the graphite with SiC can also be used with particular preference.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Berstsicherung, bei der mindestens eine Oberfläche eines porösen nicht imprägnierten Abschnitts der Berstsicherung mit einer Druckoberfläche und einer dieser gegenüberliegend angeordneten Oberfläche mit Siliziumkarbid oder siliziuminfiltriertem Siliziumkarbid beschichtet ist. The invention further provides a rupture protection in which at least one surface of a porous unimpregnated portion of the rupture protection is coated with a pressure surface and a surface arranged opposite thereto with silicon carbide or silicon-infiltrated silicon carbide.
Besonders bevorzugt ist in Berstsicherung eine Vakuumstütze eingefräst und/oder ein Signaldraht eingelassen. Particularly preferably, a vacuum support is milled into burst protection and / or a signal wire is inserted.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zur Herstellung einer Berstsicherung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Oberfläche eines porösen nicht imprägnierten Abschnitts der Berstsicherung mit einer Druckoberfläche und einer dieser gegenüberliegend angeordneten Oberfläche mit Siliziumkarbid oder siliziuminfiltriertem Siliziumkarbid beschichtet wird. 1 . A method for producing a rupture protection, characterized in that at least one surface of a porous unimpregnated portion of the rupture protection with a pressure surface and one of these oppositely arranged surface with silicon carbide or silicon-infiltrated silicon carbide is coated.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Berstsicherung gasundurchlässig ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the rupture is gas-impermeable.
3. Verfahren nach einem oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass eine Berstsicherung aus Graphit oder aus Ruß und Graphit mit Schlicker überzogen wird. 3. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a bursting protection of graphite or carbon black and graphite is coated with slurry.
4. Verfahren nach einem oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker feinverteiltes Siliziumkarbid, feinverteilten Kohlenstoff und Bindemittel enthält. 4. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the slurry contains finely divided silicon carbide, finely divided carbon and binder.
5. Verfahren nach einem oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker eingetrocknet wird, das Bindemittel durch Erhitzen zerstört und der Überzug mit den Kohlenstoff körpern durch Kontakt mit flüssigem Silizium siliziert wird. 5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the slurry is dried, destroys the binder by heating and the coating with the carbon bodies is siliconized by contact with liquid silicon.
6. Verfahren nach einem oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Berstsicherung aus Graphit oder aus Ruß und Graphit mit einer CVD-Beschichtung aus Siliziumkarbid versehen wird. 6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a bursting protection of graphite or carbon black and graphite is provided with a CVD coating of silicon carbide.
7. Verfahren nach einem oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berstsicherung vor oder nach der Beschichtung maschinell zu der gewünschten Größe oder Form verarbeitet wird. 7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the bursting protection is processed before or after the coating by machine to the desired size or shape.
8. Verfahren nach einem oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliziumkarbid durch Reduktion einer Silizium und Kohlenstoff enthaltenden Gasmischung gebildet wird. 8. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the silicon carbide is formed by reduction of a silicon and carbon-containing gas mixture.
9. Verfahren nach einem oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das Silizium durch Reduktion von halogenierten Silanen gebildet wird. 9. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the silicon is formed by reduction of halogenated silanes.
10. Verfahren nach einem oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung dicht gegenüber oxidativen Agentien ist. 10. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the coating is tight against oxidative agents.
1 1 .Verfahren nach einem oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatztemperatur 300 bis 1200 °C beträgt. 1 1 .Verfahren according to one or more of the preceding claims, characterized in that the use temperature is 300 to 1200 ° C.
12. Verfahren nach einem oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit einem LPI- und/oder CVI-Verfah- ren erfolgt. 12. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the coating takes place with an LPI and / or CVI method.
13. Berstsicherung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Oberfläche eines porösen nicht imprägnierten Abschnitts der Berstsicherung mit einer Druckoberfläche und einer dieser gegenüberliegend angeordneten Oberfläche mit Siliziumkarbid oder siliziuminfiltriertem Siliziumkarbid beschichtet ist. 13. Bursting device, characterized in that at least one surface of a porous non-impregnated portion of the bursting protection is coated with a pressure surface and one of these oppositely disposed surface with silicon carbide or silicon-infiltrated silicon carbide.
14. Berstsicherung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese 14. Bursting device according to claim 13, characterized in that this
gasundurchlässig ist.  is gas impermeable.
15. Berstsicherung nach einem oder mehrerer der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass in die Berstsicherung eine Vakuumstütze eingefräst ist. 15. Bursting device according to one or more of claims 13 and 14, characterized in that in the bursting a vacuum support is milled.
16. Berstsicherung nach einem oder mehrerer der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in die Berstsicherung ein Signaldraht eingelassen ist. 16. Bursting device according to one or more of claims 13 to 15, characterized in that in the rupture a signal wire is inserted.
PCT/EP2011/068156 2010-12-22 2011-10-18 Coated ceramic bursting disc WO2012084293A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010063997.4 2010-12-22
DE201010063997 DE102010063997B3 (en) 2010-12-22 2010-12-22 Coated ceramic bursting protection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012084293A1 true WO2012084293A1 (en) 2012-06-28

Family

ID=45002914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/068156 WO2012084293A1 (en) 2010-12-22 2011-10-18 Coated ceramic bursting disc

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010063997B3 (en)
WO (1) WO2012084293A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1138885A (en) * 1965-11-12 1969-01-01 Lorraine Carbone Fluid pressure relief device
WO1997020159A1 (en) * 1995-11-29 1997-06-05 Richard Nicholas Clark Improved graphite bursting disc
US6378544B1 (en) * 1999-04-22 2002-04-30 Cfmt, Inc. Pressure relief device and method of using the same
EP1582789A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-05 Kidde IP Holdings Limited Rupture disc
EP2096643A2 (en) * 2008-02-29 2009-09-02 Ibiden Co., Ltd. Tubular body and method for producing the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2143939C3 (en) * 1971-09-02 1979-11-15 Sigri Elektrographit Gmbh, 8901 Meitingen Burst protection made of graphite
DE10240096B3 (en) * 2002-08-30 2004-02-05 Trw Airbag Systems Gmbh & Co. Kg Closing element for, e.g., a hybrid gas generator in a vehicle restraining system comprises a membrane made from a semiconductor material and having pores filled with an oxidant in a membrane section

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1138885A (en) * 1965-11-12 1969-01-01 Lorraine Carbone Fluid pressure relief device
WO1997020159A1 (en) * 1995-11-29 1997-06-05 Richard Nicholas Clark Improved graphite bursting disc
US6378544B1 (en) * 1999-04-22 2002-04-30 Cfmt, Inc. Pressure relief device and method of using the same
EP1582789A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-05 Kidde IP Holdings Limited Rupture disc
EP2096643A2 (en) * 2008-02-29 2009-09-02 Ibiden Co., Ltd. Tubular body and method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010063997B3 (en) 2012-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1319640B1 (en) Process for the oxidation protection of fibre reinforced composites
EP3380444B1 (en) Plastic component comprising a carbon filler
EP1494980B1 (en) Composite ceramic body and method for producing the same
DE10233729A1 (en) Ceramic brake lining reinforced with longitudinal carbon fibers aligned parallel to the friction surface for clutches comprises a matrix made from silicon carbide, silicon and/or carbon
KR20120129973A (en) Material composition, production thereof and use as sealing and oxidation protection layer
EP3774688A1 (en) Method for producing a ceramic component
EP4041696A1 (en) Ceramic fiber composite components
EP1268363A1 (en) Fibre-reinforced structural component
WO2023012103A1 (en) Method for producing coated substrates, coated substrate, and use thereof
CH646126A5 (en) GRAPHITE BODY WITH CORROSION-RESISTANT PROTECTIVE LAYER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF.
DE102010063997B3 (en) Coated ceramic bursting protection
DE102011056418A1 (en) Load-bearing reinforcement of internal pressure-loaded hollow bodies
EP4129958B1 (en) Method for producing coated substrates and coated substrate and use thereof
DE102012005088B4 (en) Refractory material for high temperature applications, process for its preparation and its use
DE4111190C2 (en)
DE2718142C3 (en) Process for the production of shaped bodies formed from graphite or from a graphite-like material with a protective layer made of carbide
EP2129639B1 (en) Method for the production of a component from fiber-reinforced ceramic, particularly for use as an engine component
DE2718143C3 (en) Process for the production of shaped bodies formed from graphite or from a graphite-like material with a protective layer made of carbide
WO2021069723A1 (en) Fibre composite components
EP3032126B1 (en) Ceramic brake disc
DE102014201731B4 (en) Component made of ceramic material and method for its preparation
DE10348123C5 (en) Process for producing a silicon carbide ceramic component
DE102014003782B3 (en) ceramic brake disc
EP4371964A1 (en) Method for treating porous substrates and treated substrate and use thereof
DE4420374A1 (en) Prodn. of silicon carbide protective layer

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11785614

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11785614

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1