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Feuerlöscharmaturen im Allgemeinen und insbesondere Strahlrohre zur Löschmittelabgabe müssen verschiedenen Anforderungen genügen. Einerseits müssen die Armaturen ein geringes Gewicht aufweisen, um im Einsatzfall auch unter ungünstigen Bedingungen wie in gebückter Haltung oder kriechend eine leichte Handhabung zu gewährleisten. Andererseits ist es wünschenswert, dass die Armaturen eine hohe Lebensdauer auch unter ungünstigen Witterungsbedingungen, wie einer hohen Luftfeuchtigkeit und/oder einem hohen Salzgehalt besitzen. Aus diesen Gründen werden Feuerlöscharmaturen, insbesondere die eine komplexere Formgestaltung aufweisenden Hohlstrahlrohre aus Aluminium gefertigt, das mit einem Eloxal überzogen wird. Der Werkstoff Aluminium bietet ein geringes Gewicht und eine hohe Festigkeit. Das Eloxal schützt das Aluminium vor Korrosion und erhöht die Robustheit der Armatur, da die Oberfläche gehärtet wird. Des Weiteren bietet Eloxal die Möglichkeit, bestimmten einzelnen Bauteilen unterschiedliche Farbgebungen zu verleihen. Somit können beispielsweise funktionelle Bauteile farblich von anderen unterschieden werden und so im Einsatzfall die Sicherheit der Handhabung erhöhen.
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Die
DE 10 2007 052 575 A1 beschreibt ein Aluminiumbauteil das an seiner Oberfläche mit einer Poren aufweisenden Eloxalschicht versehen ist.
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Die
WO 2010/ 134 979 A1 beschreibt eine eloxierte Feuerlöscharmatur.
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Die
DE 100 33 434 A1 beschreibt ein Verfahren zur Gewinnung goldfarbener Aluminiumoxid-Schichten mittels eines elektrolytischen Verfahrens und einer Elektrolytlösung.
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Die
US 2011 / 0 284 381 A1 beschreibt ein Verfahren zur Metallbehandlung mittels einer mikrokristallinen Eloxalbeschichtung.
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Trotz der generellen Korrosionsbeständigkeit von Aluminium und einem erhöhten Korrosionsschutz durch das Eloxal ist es nach wie vor problematisch, eine erhöhte Resistenz der Oberflächen gegenüber aggressiven Umgebungsbedingungen wie etwa Seewasser zu erhöhen. Eine Quantifizierung der Resistenz von Aluminiumbauteilen kann beispielsweise durch einen Salzsprühtest gemäß EN DIN ISO 9227 ermittelt werden. Gewöhnliches Industrieeloxal erzielt dabei eine Beständigkeit von etwa 500 bis 1000 Stunden. Da dies oftmals nicht ausreicht, wird nach wie vor vorrangig Messing als Material für besonders seewasserbeständige Armaturen eingesetzt. Dies hat zwar den Nachteil eines deutlich höheren Gewichts der Feuerlöscharmaturen, stellt aber gleichsam eine insbesondere im Einsatzfall leicht zu erkennende Kennzeichnung für eine seewasserbeständige Armatur dar.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Feuerlöscharmatur sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben anzugeben, die ein geringes Gewicht und eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Feuerlöscharmatur weist Aluminiumbauteile auf. Die Aluminiumbauteile sind an ihrer Oberfläche mit einer porenaufweisenden Eloxalschicht versehen. Die Eloxalschicht ist eine kombinierte Polymer-Metalloxidschicht. Dies bedeutet, dass bei dem Oxidieren der Aluminiumoberfläche beispielsweise dem üblicherweise verwendeten Schwefelsäureelektrolyten leitfähige Polymere, wie etwa ein Anilinmonomer beigegeben sind. Auf diese Weise finden eine Oxidierung des Aluminiums und eine Polymerisation gleichzeitig statt. Dies verändert die Struktur des entstehenden Eloxals dahingehend, dass eine vernetztere Struktur entsteht, die zu einer erhöhten Korrosionsbeständigkeit führt. In die Poren der Eloxalschicht werden Farbstoffe eingelagert. Die Farbstoffe können beispielsweise Metalloxide sein, die sich am Boden der Poren einlagern. Es kann sich hierbei auch zusätzlich oder alternativ um adsorptive Farbstoffe halten, die sich an die Porenwandungen anlagern. Die Eloxalschicht ist an der Außenseite duplexverdichtet. Unter Duplexverdichten wird ein Vorgang verstanden, der auf zweierlei Weise die Poren der Eloxalschicht verschließt. Es kann sich hierbei jeweils um ein Kaltverdichten, ein Heißverdichten, oder um eine Kombination beider Verfahren handeln. Somit weist die Feuerlöscharmatur eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf und kann mit geringem Gewicht und niedrigen Kosten hergestellt werden.
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Bei der Feuerlöscharmatur kann es sich insbesondere um ein Hohlstrahlrohr oder eine Kupplung handeln. Mittels des beschriebenen Eloxals kann eine extrem hohe Beständigkeit der Armatur gegen außen angreifende Feuchtigkeit oder Nässe mit hohem Salzgehalt erzielt werden.
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Es kann sich bei der Feuerlöscharmatur auch um eine schaummittelführende Feuerlöscharmatur wie einen Zumischer, ein Schaumrohr oder ein Schaumstrahlrohr handeln. Insbesondere bei diesen Armaturen ist nicht nur die Beständigkeit gegen eine Korrosion von außen von Bedeutung, sondern die zur Herstellung des Löschschaums eingesetzten Tenside in den Schaummitteln weisen eine hohe Korrosionsaggressivität auf. Die für diesen Zweck eingesetzten Armaturen müssen also auch eine hohe Beständigkeit gegen eine von innen angreifende Korrosion besitzen.
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Die Farbe des Eloxals kann die von Messing nachempfinden. Dies hat den Vorteil, dass seine hohe Korrosionsresistenz durch die Farbgebung sofort im Einsatzfall erkennbar ist und gleichzeitig ein geringes Gewicht und damit eine leichte Handhabbarkeit gewährleistet sind. Es ist somit auch unter schweren Einsatzbedingungen sofort und schnell anhand der Messingfarbe erkennbar, ob die einzusetzende Armatur die notwendige Korrosionsbeständigkeit für den jeweiligen Einsatzzweck aufweist. Dies kann nicht nur bei Strahlrohren, sondern insbesondere auch bei Armaturen von hoher Bedeutung sein, die Schaummittel führen. Bei einer falschen Wahl einer Armatur mit zu geringer Korrosionsbeständigkeit kann diese unbemerkt innen beschädigt werden. Daraus kann sich ein Sicherheitsrisiko ergeben, da im Einsatzfall die vorgeschädigte Armatur plötzlich ausfallen kann.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die duplexverdichtete Schicht ein Metall mit einer Dichte > 5 g/cm3 aufweist. Derartige Metalle, die auch als Schwermetalle bezeichnet werden, ermöglichen eine gute Verdichtung des Eloxals und somit eine Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit.
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Bei den Schwermetallen kann es sich beispielsweise um Nickel, Chrom oder Kobalt handeln.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass bei dem Duplexverdichten das Metall als Metallsalzverbindung angeboten und entsprechend in die Poren eingebaut wird. Bei den Verbindungen kann es sich um Chromat-, Dichromat-, Acetat-, Nitrat-, Phosphat-, Sulfat-, Fluorid-/oder Silikatverbindungen handeln.
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Eine bevorzugte Ausführungsform setzt als Metallsalzverbindung Natriumdichromat, Nickelacetat und/oder Nickeldifluorid ein.
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Alternativ zu der Duplexverdichtung mittels Metallsalzen oder ähnlichen metallhaltigen Lösungen kann vorgesehen sein, dass die duplexverdichtete Schicht Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist.
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Die Erfindung wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer Feuerlöscharmatur mit Aluminiumbauteilen gelöst, wobei die Aluminiumbauteile in einem Elektrolyten mit leitfähigen Polymeren eloxiert werden, so dass sich eine Eloxalschicht ausbildet, die Poren aufweist und als Polymer-Metalloxidschicht ausgebildet ist. In die Poren der Eloxalschicht werden Farbstoffe eingelagert. Die Eloxalschicht wird duplexverdichtet. Bei dem Duplexverdichten kann ein Kaltverdichten und/oder ein Heißverdichten eingesetzt werden.
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Eine vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens ergibt sich dadurch, dass der Schritt des Kaltverdichtens ein Verdichten mit Nickelacetat und/oder mit Natriumdichromat umfasst.
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Es wird nun die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Feuerlöscharmatur in Form eines Hohlstrahlrohres, und
- 2A - 2C ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung einer Feuerlöscharmatur mit Aluminiumbauteilen.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Feuerlöscharmatur 10 in Form eines Hohlstrahlrohres 10. Diese Ausgestaltung ist lediglich beispielhaft. Es können auch andere Armaturen wie etwa Kupplungen, Zumischer, Schaumrohre oder Schaumstrahlrohre mit dem erfindungsgemäßen Eloxal versehen sein.
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Das Hohlstrahlrohr 10 ist eine Armatur der Feuerwehr zur Löschmittelabgabe in Form von Wasser oder Wasser-Schaumgemischen. Das Hohlstrahlrohr 10 weist einen aus Aluminium gefertigten Grundkörper 12 auf. An diesem ist in der 1 rechts gezeigt eine Kupplung 14 angebracht, mit der das Hohlstrahlrohr 10 mit einem Druckschlauch (nicht gezeigt) gekoppelt werden kann. Am gegenüberliegenden Ende, in 1 links, befindet sich die Abgabeöffnung 26, an der sich ein drehbarer Strahlformregler 18 befindet. Mittig angeordnet sind ein Haltegriff 20 sowie ein Bediengriff 22. Mittels des Bediengriffs 22 kann ein in den Grundkörper 12 mittig integriertes Kugelventil 24 geöffnet und geschlossen werden.
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Nach Anschluss der Kupplung 14 des Hohlstrahlrohrs 10 an einen Druckschlauch wird Wasser von der Kupplung 14 durch den Grundkörper in Richtung der Abgabeöffnung 26 geleitet und trifft auf das Kugelventil 24. Befindet dieses sich im geöffneten Zustand, trifft das Wasser im Bereich des Grundkörpers 12 vor der Abgabeöffnung 26 auf einen Strahlformkegel (nicht gezeigt) im Inneren des Grundkörper 12. Dieser Strahlformkegel zerteilt den auftreffenden Wasserstrahl ringförmig und gibt diesen als Hohlstrahl ab. An dem Grundkörper 12 im Bereich der Abgabeöffnung 26 können sich ein oder mehrere Zahnkränze (nicht gezeigt) befinden, die eine Zerteilung des Hohlstrahls in feine Wassertröpfchen durchführen. Diese Zahnkränze können fest oder rotierend ausgeführt sein.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Grundkörper aus eloxiertem Aluminium ausgeführt. Lediglich die Kupplung 14 ist aus Messing gefertigt. Das eloxierte Aluminium ist duplexverdichtet. Dieser Duplexverdichtungsvorgang wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2A - 2C näher erläutert.
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2A zeigt einen Querschnitt durch die Oberfläche eines Aluminiumbauteils 12. Die unterste Schicht 100 bildet das reine Aluminium, das Grundmaterial der Aluminiumbauteile 12. Bei dem Werkstoff Aluminium muss es sich nicht um reines Aluminium handeln. Es wird in der Regel eine für den Anwendungszweck geeignete gebräuchliche Legierungen verwendet. Des Weiteren ist die Zeichnung lediglich schematischer Natur und gibt keine realen Größenverhältnisse wieder.
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Die Aluminiumschicht 100 ist von einer Aluminiumoxidschicht (Al2O3) bedeckt. Diese entsteht bei dem Eloxiervorgang und breitet sich während des Eloxierens zunächst in Richtung des Grundmaterials der Schicht 100 aus und baut gleichzeitig die Eloxalschicht 110 auf. Dabei bildet sich zunächst eine feinkristalline Sperrschicht. Mit zunehmender Dicke bildet sich eine Vielzahl von Kanälen und Poren 120, sodass sich eine poröse Deckstruktur ergibt. Aufgrund des Vorhandenseins eines Polymers ist die poröse Struktur stark vernetzt. Deshalb stellt die vorliegende Schemazeichnung eine starke Verallgemeinerung der eigentlichen Zusammenhänge dar. In die so gebildeten Poren 120 ist beispielhaft ein Farbstoff 130 eingelagert. Bei diesem kann es sich um einen Metalloxidfarbstoff, aber prinzipiell auch um eine Vielzahl anderer Farbstoffe 130 wie etwa adsorbierende Farbstoffe 130 handeln.
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2B zeigt den Zustand des Eloxals nach einem ersten Verdichtungsvorgang. Bei diesem kann es sich beispielsweise um ein Bad in Nickelacetat handeln. Es bilden sich so nickelhaltige Verbindungen 140, welche die Poren 120 ganz oder teilweise füllen oder verschließen können. Nach diesem ersten Verdichtungsvorgang wird gemäß 2C ein zweiter Verdichtungsvorgang durchgeführt. Wie beim ersten Verdichtungsvorgang kann es sich hierbei um einen sogenannten Kaltverdichtungsvorgang handeln, bei dem beispielsweise Natriumdichromat eingesetzt wird. Dieses bildet eine chromhaltige Verdichtungsschicht 150 aus und dichtet die Poren 120 vollständig ab. Alternativ kann auch an dieser Stelle ein Heißverdichtungsvorgang eingesetzt werden. Bei diesem kann entweder vollentsalztes Wasser oder vollentsalztes Wasser mit entsprechenden Verdichtungsbestandteilen eingesetzt werden.
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Eine besonders vorteilhafte Kombination ergibt sich dadurch, dass durch die Duplexverdichtung eine extrem korrosionsbeständige Oberfläche entsteht, die nahezu beliebig eingefärbt werden kann. Wird das Aluminium messingfarben eingefärbt, ergibt sich besonders bei Löscharmaturen wie Hohlstrahlrohren eine Kombination, die eine extrem hohe Resistenz des Materials vergleichbar mit Messing oder sogar besser aufweist und gleichzeitig ein sehr geringes Gewicht bei gleichzeitiger Kostenersparnis entsteht. Es ist somit für Einsatzkräfte auch unter schweren Einsatzbedingungen sofort und schnell anhand der Messingfarbe erkennbar, ob das einzusetzende Hohlstrahlrohr oder die Kupplung, der Zumischer oder das Schaumrohr die notwendige Korrosionsbeständigkeit sowohl von außen als auch gegebenenfalls von innen für den jeweiligen Einsatzzweck aufweist. Gleichzeitig kann die Löscharmatur mit geringem Gewicht und niedrigen Kosten hergestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hohlstrahlrohr; Feuerlöscharmatur
- 12
- Grundkörper; Aluminiumbauteil
- 14
- Kupplung
- 18
- Strahlformregler
- 20
- Haltegriff
- 22
- Bediengriff
- 24
- Kugelventil
- 26
- Abgabeöffnung
- 100
- Grundmaterialschicht; unterste Schicht
- 110
- Aluminiumoxidschicht; Eloxalschicht
- 120
- Pore
- 130
- Farbstoff
- 140
- erste Verdichtungsschicht; nickelhaltige Verdichtungsschicht
- 150
- zweiter Verdichtungsschicht; chromhaltige Verdichtungsschicht
