DE3318524C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft den in den Patentansprüchen angegebenen Gegenstand.
Es ist sehr oft erwünscht, ein Fluid, dessen Temperatur
sich von der der Umgebung unterscheidet, von einem Ort
zu einem anderen mit einem Minimum an Wärmeaustausch
zwischen dem Fluid und der Umgebung zu übertragen.
Beispielsweise ist warmes Petroleumgas und/oder warme
Petroleumflüssigkeit durch Rohrleitungen zu pumpen, die
unter arktischen Bedingungen angeordnet sind. Eine über
mäßige Verringerung der Temperatur der Fluide führt zu
einer Erhöhung von deren Viskosität bis zu einem solchen
Ausmaß, daß ein wirtschaftliches Pumpen schwierig oder
unmöglich wird. Weiterhin besteht die Gefahr, wenn die
Rohrleitungen durch Dauerfrost-Bereiche verlaufen, diese
Bereiche geschmolzen werden mit einem nachfolgenden Verlust
von deren mechanischen Tragfunktion.
Bei der Fernheizung wird heißes Wasser von einer zentralen
Quelle, wie einer Kraftwerkstation oder einem geother
mischen Bereich zu einer großen Gruppe von Benutzern
transportiert, die in einigem Abstand von der Quelle liegen.
Chemische Prozeßtechnik erfordert oftmals den Transport
von Fluiden bei sehr hohen Temperaturen während deren
Transformation in ein Endprodukt.
Die Wirtschaftlichkeit dieser Verfahren hängt, neben anderen
Faktoren, davon ab, in welchem Ausmaß Wärmeverluste ver
hindert oder zumindest auf ein Minimum herabgesetzt werden
können.
Ein anderes Beispiel, bei welchem ein Wärmeaustausch
zwischen einem in einer Pipeline transportierten Fluid
und der Umgebung soweit als möglich herabgesetzt werden
muß, ist der Transport von kryogenen Flüssigkeiten oder
verflüssigten Gasen. Solche kryogenen Flüssigkeiten werden
beispielsweise zum Kühlen von supraleitenden elektrischen
Netzleitungen oder Magneten oder als ein Brennstoff in
einem Raketenantrieb benutzt.
Was auch immer die Beschaffenheit oder der Zweck des Fluids
ist, es muß eine gewisse Form von thermischer Isolierung
um das Rohr vorgesehen werden, welches das Fluid transpor
tiert.
Lagen aus thermisch isolierendem Material, wie geschäumter
Kunststoff, Asbest oder Glasfasern sind vorgeschlagen
worden, diese können jedoch leicht mit Feuchtigkeit durch
setzt werden und ihre isolierenden Eigenschaften verlieren.
Ihre mechanische Widerstandskraft ist sehr gering und
sie können während des Transportes oder durch rauhe Be
handlung leicht beschädigt werden.
Vakuum ist als ein isolierendes Material vorgeschlagen
worden. Dies kann erreicht werden durch die Benutzung
von zwei konzentrischen Rohren, von welchen das innere
Rohr für den Transport des Fluids benutzt wird, während
der Mantel-Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr
evakuiert ist. Siehe beispielsweise US-PS 11 40 633.
Während sich die Benutzung von Vakuum-Isolierung als sehr
effektiv insofern erwiesen hat, als der Wärmeaustausch
zwischen dem transportierten Fluid und der äußeren Um
gebung beachtlich herabgesetzt worden ist, hat es sich als
schwierig erwiesen, das Vakuum auf einem genügend niedrigen
Druck zu halten, der ausreicht, die
Wirksamkeit der Isolierung für eine genügend lange Zeit
aufrechtzuerhalten. Wenn das evakuierte Volumen einen
Rest-Gasdruck von mehr als etwa 10-4 Torr (1.3·10-2 Pa)
- 10-3 Torr (1.3·10-1 Pa) aufweist, wird der Wärmeaus
tausch zwischen der Innenwand und der Außenwand aufgrund
von Leitung und Konvektion bedeutend. Ein kontinuierliches
Ausgasen aus den mit dem Vakuum in Berührung stehenden
Oberflächen führt dazu, daß der Druck ansteigt und gelegent
lich die isolierenden Eigenschaften der Struktur zerstört.
Theoretisch ist es möglich, den Raum in bestimmten Zeit
intervallen erneut zu evakuieren, dies erfordert jedoch
zusätzliche Arbeitskosten und oftmals sind die Pipelines
an abgelegenen und unzugänglichen Stellen angeordnet, wie
in der arktischen Tundra, oder sie sind unterirdisch
vergraben.
Es ist vorgeschlagen worden, in dem Vakuumraum Zeolithe
anzuordnen, z. B. US-PS 33 69 826, um zu versuchen, den
erforderlichen Vakuumgrad aufrechtzuerhalten, da Zeolithe
bekanntlich geeignet sind, Gas zu sorbieren. Nachteiliger
weise müssen Zeolithe auf kryogene Temperaturen abgekühlt
werden damit sie eine bemerkenswerte Gas-Sorption-Wirkung
zeigen. Zusätzlich wird von Zeolithen bevorzugt Wasserdampf
sorbiert, wodurch vordringlich bzw. vorzeitig deren
Sorption von anderen Gasen unterbunden wird. Wenn sie von
den kryogenen Temperaturen aufgeheizt werden, werden die
sorbierten Gase freigegeben.
Holzkohle und PdO sind ebenfalls vorgeschlagen worden,
z. B. US-PS 39 92 169, jedoch kann PdO nur H2 sorbieren.
Außerdem ist Paladium teuer.
Deshalb ist es erforderlich, einige Mittel vorzusehen,
um ein Vakuum in den Raum zwischen den Rohren für lange
Zeiten aufrechtzuerhalten ohne das Erfordernis für ein
menschliches Eingreifen oder die Benutzung einer auto
matischen und kostenaufwendigen zusätzlichen Ausrüstung.
Außerdem muß darauf geachtet werden, daß jegliches Auf
heizen der Rohre nicht zu metallogischen Phasenänderungen
führt, welche deren physikalische bzw. körperliche oder
mechanische Eigenschaften ändern würden.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen wirkungsvolleren und zuver
lässigeren vakuumdichten Rohrleitungsabschnitt zum Aufbau einer Fluid
transportleitung und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen,
der die vorstehend aufgeführten Nachteile bekannter Fluid
transport-Rohrleitungsabschnitte nicht aufweist,
vielmehr derart vakuumisoliert ist, daß ein zufrieden
stellender Grad an Vakuum über lange Zeiten aufrechter
halten wird, und zwar durch die Benutzung eines Getter
materials, welches zur permanenten Sorption aktiver Gase und
zur reversiblen Sorption von Wasserstoff geeignet ist unter
Vermeidung metallogischer Phasenänderungen der für die Kon
struktion benutzten Metalle während der Herstellung.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An
spruches 1 bzw. 4 gelöst.
Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung
beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:
Fig. 1 eine Querschnittansicht eines Teils von drei
vakuumisolierten Fluid-Transport-Pipeline
abschnitten gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht einer Gettereinrichtung gemäß
der Erfindung;
Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang
Linie 3-3′ in Fig. 2;
Fig. 4 eine Draufsicht einer anderen Gettereinrichtung
gemäß der Erfindung;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang Linie 5-5′
in Fig. 4;
Fig. 6 eine Stirnansicht eines vakuumisolierten Fluid-
Transport-Pipelineabschnittes während dessen
Herstellung;
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung eines Teils in Fig.
6, welche ein Detail eines Teils einer nicht
verdampfbaren Gettereinrichtung gemäß der Er
findung zeigt; und
Fig. 8 eine Stirnansicht eines anderen vakuumisolierten
Fluid-Transport-Pipelineabschnittes während dessen
Herstellung.
Nach Fig. 1 umfaßt eine Anordnung 100 einen Teil eines
ersten Fluid-Pipeline-Abschnitts 102, dessen Enden an
gleichen Abschnitten 104, 106
angeschlossen sind. Bei der dargestellten Ausführungs
form umfaßt der Pipelineabschnitt 102 ein inneres Metall
rohr 108 in der Form eines Zylinders und ein im wesent
lichen koaxiales äußeres Metallrohr 110 ebenfalls in der
Form eines Zylinders. Eine erste Verbindungseinrichtung
in der Form eines Metallflansches 112 ist an die ersten
angrenzenden Enden 114, 116 des inneren bzw. äußeren
Rohres 108, 110 in einer vakuumdichten Weise angeschweißt.
Eine zweite Verbindungseinrichtung in der Form eines Metall
flansches 118 ist an die zweiten aneinander grenzenden
Enden 120, 122 des inneren bzw. äußeren
zylindrischen Rohres 108, 110 in einer vakuumdichten
Weise angeschweißt.
Diese Struktur begrenzt ein eingeschlossenes Volumen
124 oder einen Mantel, der durch ein nicht gezeigtes
Ventil oder durch andere, nachfolgend beschriebene Mittel
evakuiert werden kann. Die erste und zweite Flansch-Ver
bindungseinrichtung 112, 118 kann mit gleichen Flanschen
an zusätzlichen Pipelineabschnitten 104 bzw. 106 in einer
fluiddichten Weise verbunden werden. Bei der dargestellten
Ausführungsform gewährleisten Dichtringe 126, 126′, 126′′,
126′′′ die fluiddichte Verbindung von Abschnitt zu Ab
schnitt. Die Flansche 112, 118 sind mit zentralen Öff
nungen 128 bzw. 130 ausgebildet, deren Durchmesser näher
ungsweise gleich dem Innendurchmesser des Innenrohres
108 ist. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Fluid
strömung durch das innere Metallrohr. Eine Getterein
richtung 132, die ein nichtverdampfbares Gettermaterial
134 enthält, welches aktive Gase permanent und Wasserstoff
reversibel sorbieren kann, behandelt sich in thermischem
Kontakt mit einer Wand in dem Mantel 124, in diesem Fall
mit der Innenwand 136 des äußeren Metallrohres 110.
Die Gettereinrichtung kann irgendeine geeignete Form für
die Aufrechterhaltung eines thermischen Kontaktes mit
einer Wand in den Mantel aufweisen, beispielsweise in
der Form einzelner Pellets oder eines Pulvers mit direkter
Anbringung an der Wand mittels Kleber. Ein kontinuierlicher
Metallstreifen mit auf einer oder beide Oberflächen des
Streifens aufgebrachter Getterpulver-
Kompressionspackung kann ebenfalls benutzt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Gettereinrichtung
200 ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt, welches ein
kontinuierlich verlaufendes Längsstück eines dünnen
Metallstreifens 202 umfaßt. Eindrückungen 204, 204′
sind in regelmäßigen Abständen in dem Streifen hergestellt
und sind mit nichtverdampfbarem Gettermaterial
206 gefüllt, so daß Gettermaterial
-Stützbereiche 208, 208′ vorge
sehen sind. Die Bereiche 210 des Metallstreifens zwischen
benachbarten Stützbereichen können gewünschtenfalls mit
Schlitzen 212 vorgesehen sein, um abwechselnde Biegeab
schnitte 214 vorzusehen. Hierdurch ist ein leichtes
Konturieren des Streifens möglich, um ihn an die ge
krümmte Oberfläche der Mantel-Wände anzupassen, während
ein adäquater thermischer Kontakt noch aufrechterhalten
wird.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine andere bevorzugte Ausführungs
form 400 einer Gettereinrichtung für eine erfindungs
gemäße Benutzung. In einem kontinuierlich verlaufenden
Längsstück eines dünnen Metallstreifens 402 benutzen die
Gettermaterial-Stützabschnitte 404 das Streifenmaterial
der Biegeabschnitte 406, um Wände 408 für jeden Stütz
abschnitt 404 zu formen.
Bei der Benutzung wird das erforderliche Längenstück
des Streifens geschnitten und in Kontakt mit einer Wand
in den Mantel angeordnet, wie es in den Fig. 6, 7 und 8
dargestellt ist, in welchen gleiche Teile wie in den Fig.
1 bis 3 mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.
Das benutzte Gettermaterial ist ein nichtverdampfbares
Gettermaterial, das für die permanente Sorption
aktiver Gase und die reversible Sorption von Wasserstoff
in der Lage ist. Daher wird das nichtverdampfbare
Gettermaterial aus der folgenden Gruppe gewählt, die umfaßt:
- a) eine Legierung von Zirkonium mit Aluminium, in welcher der Anteil an Aluminium zwischen 5 und 30 Gewichts-% liegt;
- b) eine teilweise gesinterte Mischung aus Kohlenstoffpulver mit zumindest einem Metallpulver, das aus der Gruppe Ta, Hf, Nb, Ti, Th und U ausgewählt worden ist, wobei das Kohlenstoffpulver bis zu 30 Gewichts-% vorhanden ist;
- c) eine teilweise gesinterte Mischung aus
- i) einer partikulierten Zr-Al-Legierung mit 5-30 Gewichts-% Al, im übrigen Zr; und
- ii) zumindest einem partikulierten Metallpulver, das aus der Gruppe Hf, Nb, Ti, Th und U ausgewählt worden ist;
- d) eine pulverisierte Legierung aus Zr-V-Fe, deren
Zusammensetzung in Gewichts-%, wenn sie in
einem Diagramm für eine Zusammensetzung mit drei
Variablen in Gewichts-% Zr, Gewichts-% V
und Gewichts-% Fe aufgetragen wird, in einem
Polygon liegt, dessen Ecken durch die folgenden
Punkte definiert sind:
- i) 75% Zr - 20% V - 5% Fe,
- ii) 45% Zr - 20% V - 35% Fe,
- iii) 45% Zr - 50% V - 5% Fe;
- e) eine teilweise gesinterte Mischung aus
- i) zumindest einem partikulierten Metall, welches ausgewählt ist aus der Gruppe Ti und Zr, und
- ii) einer pulverisierten Legierung aus Zr-V-Fe,
deren Zusammensetzung in Gewichts-%,
wenn sie in einem Diagramm für eine Zusammensetzung
mit drei Variablen in Gewichts-%
Zr, Gewichts-% V und Gewichts-% Fe in Punkten
aufgetragen wird, in einem Polygon mit
den Ecken liegt, die durch die folgenden Punkte
definiert sind:
- i) 75% Zr - 20% V - 5% Fe,
- ii) 45% Zr - 20% V - 35% Fe,
- iii) 45% Zr - 50% V - 5% Fe.
Der Pipelineabschnitt ist bevorzugt mit Expansionsmittel
bzw. einer Dehnungseinrichtung vorgesehen, die die Unter
schiede in der thermischen Ausdehnung bzw. dem ther
mischen Zusammenziehen zwischen dem inneren und äußeren
Rohr ausgleichen, und die Flansche oder Segment-Verbindungs
einrichtungen können so ausgelegt sein, daß die Wärme
leitung zwischen dem Fluid und der äußeren Umgebung auf
ein Minimum herabgesetzt ist, jedoch sind diese Aspekte
nicht Teil der vorliegenden Erfindung.
Bei der Herstellung eines Rohrleitungsabschnitts zum Aufbau einer Fluidtrans
portleitung gemäß der Erfindung werden
ein erstes Ende eines inneren Metallrohres und ein be
nachbartes erstes Ende eines im wesentlichen koaxialen
äußeren Metallrohres mit einer ersten Verbindungsein
richtung bzw. Kopplungseinrichtung in einer vakuumdichten
Weise durch Schweißen verbunden. Die Rohre sind bevorzugt
zylindrisch und als Verbindungseinrichtung dient be
vorzugt ein Flansch, der geeignet ist für eine fluiddichte
Verbindung und einem weiteren Pipelineabschnitt in einer
solchen Weise, daß eine kontinuierliche Fluidströmung
durch das innere Rohr möglich ist. In den Raum zwischen
dem inneren und dem äußeren Metallrohr ist eine nichtver
dampfbare Gettereinrichtung eingesetzt, die geeigneter
weise in der Form eines dünnen Metallstreifens vorgesehen
sein kann, der das Gettermaterial in der vorstehend be
schriebenen Weise trägt.
Wenn die Rohrleitung für den Transport von
warmen oder heißen Fluiden gedacht ist, dann wird der
Streifen geeigneterweise in thermischen Kontakt mit dem
inneren Metallrohr gebracht, so daß das Gettermaterial
während des Fluid-Transports auf einer geeigneten Tem
peratur gehalten wird. Die Temperatur des Fluids kann
selbst hoch genug sein, gewisse Gettermaterialien zu
aktivieren. Dies ist der Fall, wenn das Fluid ein Hoch
druckdampf mit einer Temperatur von 300 bis 450°C ist,
wobei der nichtverdampfbare Getter auf näherungsweise
die gleiche Temperatur aufgeheizt wird. Wenn das zu
transportierende Fluid ein kryogenes Fluid ist, dann
sollte der Streifen in thermischem Kontakt mit der äußeren
Metallwand angeordnet werden, so daß das Gettermaterial
auf Umgebungstemperaturen während der Fluidströmung
gehalten wird.
Nach dem Einsetzen der Gettereinrichtung in den Raum
zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr, werden das
zweite Ende des inneren Metallrohres und das zweite Ende
des äußeren Metallrohres an einer Verbindungseinrichtung,
die wiederum bevorzugt ein Flansch ist, in vakuumdichter
Weise angebracht. Der Raum zwischen dem inneren und dem
äußeren Rohr wird dann bis zu einem Druck von weniger als
1.3 Pa (10-2 Torr) und bevorzugt weniger als 1.3·10-2 Pa (10-4 Torr)
evakuiert. Während der Mantelraum weiter
hin ausgepumpt wird, wird der Pipelineabschnitt auf eine
Temperatur von mehr als 150°C und bevorzugt etwa 250°C
aufgeheizt. Diese Temperatur sollte für eine Dauer von
einigen Stunden aufrechterhalten werden, um die Mantel
oberflächen zu entgasen. Der Mantel wird dann dicht ab
geschlossen und von dem Pumpsystem getrennt. Wenn das
Gettermaterial derart beschaffen ist, daß es bei niedrigen
Temperaturen aktiv wird, dann ist
der Entgasungsprozeß ebenfalls ausreichend, es zu akti
vieren. Wenn diese Temperatur nicht hoch genug ist, um
das Gettermaterial genügend zu aktivieren, dann kann der
Bereich des Rohres, in welchem die Gettereinrichtung lo
kalisiert ist, von außerhalb des Mantels erhitzt werden.
Dies kann durch irgendwelche geeigneten Mittel ausge
führt werden, beispielsweise indem eine Flamme über die
Oberfläche bewegt oder Induktionsheizung in den geeigneten
Bereichen angewendet wird. Wenn die Oberflächen der Rohre
innerhalb des Mantels mit einem Metall wie Zink plattiert
worden sind, um besser reflektierende Oberflächen zu er
halten und infolgedessen die Mantel-Wärme-Isolierungs
eigenschaften zu verbessern, dann sollten die Bereiche,
wo das Gettermaterial getragen wird, bevorzugt von dem
Plattieren freigehalten sein.
Bei einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung des Pipe
lineabschnittes wird der überwiegende Teil der Verfahrens
schritte in einem Vakuumofen ausgeführt. Das erste Ende
eines inneren Metallrohres und ein benachbartes erstes
Ende eines im wesentlichen koaxialen äußeren Metallrohres
werden an eine erste Verbindungseinrichtung in einer
vakuumdichten Weise durch Schweißen angebracht. Die Rohre
sind bevorzugt zylindrisch und die Verbindungseinrichtung
ist bevorzugt ein Flansch, der für eine Verbindung mit
einem weiteren Pipelineabschnitt in einer fluiddichten
Weise geeignet ist, und zwar in der Weise, daß eine kon
tinuierliche Fluidströmung durch das innere Rohr möglich
ist. Die mit der ersten Verbindungseinrichtung verbundenen
Rohre werden dann zusammen mit einer zweiten Verbindungs
einrichtung in einem Vakuumofen angeordnet. Wenn das
Gettermaterial unter den für das Entgasen der Rohre in
dem Vakuumofen benutzten Temperatur-Zeit-Bedingungen
genügend aktiviert werden kann, dann wird der Getter ge
eigneterweise in dem Raum zwischen das innere und äußere
Rohr eingesetzt, bevor die Gesamtheit in den Vakuumofen
angeordnet wird. In diesem Fall sollte die Getterein
richtung nach der ersten Verbindungseinrichtung angeordnet
werden, so daß während des Entgasens freigesetzte Gase
nicht über den Getter strömen und dessen Sorptionseigen
schaft nicht wesentlich reduzieren. Wenn das Gettermaterial
eine relativ hohe Aktivierungstemperatur erfordert, um
es für das Sorbieren von Gas in die Lage zu versetzen,
dann kann die Gettereinrichtung in dem Vakuumofen getrennt
von den Rohren und der zweiten Verbindungseinrichtung
angeordnet werden. Nach dem Evakuieren des Ofens und dem
Aufheizen der darin enthaltenen Komponenten bis zur Ent
gasungstemperatur wird die Gettereinrichtung getrennt
bis zu ihrer Aktivierungstemperatur durch geeignete Mittel,
wie eine Induktionsheizung aufgeheizt, und dann in den
Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr angeordnet.
Am Ende der Entgasung werden das zweite Ende des inneren
Metallrohrs und das zweite Ende des äußeren Metallrohrs
in einer vakuumdichten Weise, beispielsweise durch
Elektronenstrahlschweißen an einer zweiten Verbindungs
einrichtung angebracht, die bevorzugt wiederum ein Flansch
ist. Nach dem Verbinden des zweiten Flansches zur Her
stellung eines Vakuum-Mantels kann der Pipelineabschnitt
abkühlen und wird dann aus dem Vakuumofen entfernt.
Mit dem Begriff Kohlenstoffpulver ist Kohlenpulver umfaßt.
Claims (7)
1. Vakuumdichter Rohrleitungsabschnitt (102) zum Aufbau
einer Fluidtransportleitung (100), wobei der Rohrlei
tungsabschnitt (102) aus einem inneren Metallrohr (108),
einem koaxialen äußeren Metallrohr (110), einer ersten
Einrichtung (112) zur Verbindung der ersten benachbarten
Enden (114, 116) des inneren und äußeren Metallrohres
(108, 110) in vakuumdichter Weise und einer zweiten Ein
richtung (118) zum Verbinden der zweiten benachbarten
Enden (120, 122) des inneren und äußeren Metallrohres
(108, 110) in vakuumdichter Weise zur Umgrenzung eines
evakuierten Mantels (124) besteht und die Verbindungs
einrichtungen des Rohrleitungsabschnitts (102) außerdem
mit gleichen Verbindungseinrichtungen (112, 118) weite
rer Rohrleitungsabschnitte (104, 106) in fluiddichter
Weise zu der Fluidtransportleitung (100) verbindbar
sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein nicht verdampfbares, für die permanente Sorption von
aktiven Gasen und die reversible Sorption von Wasser
stoff geeignetes Gettermaterial (134), ausgewählt aus
der Gruppe
- a) einer Legierung aus Zirkonium mit Aluminium, in wel cher Aluminium einen Anteil von 5 bis 30 Gew.-% hat;
- b) einer teilweise gesinterten Mischung aus Kohlenstoff pulver und zumindest einem Metallpulver, welches aus gewählt ist aus der Gruppe Ta, Hf, Nb, Ti, Th und U, wobei das Kohlenstoffpulver mit bis zu 30 Gew.-% vor handen ist;
- c) einer teilweise gesinterten Mischung aus
- i) einer partikulierten Zr-Al-Legierung mit 5 bis 30 Gew.-% Al, im übrigen Zr; und
- ii) zumindest einem partikulierten Metallpulver, welches ausgewählt ist aus der Gruppe Th, Hf, Nb, Ti und U;
- d) einer pulverisierten Legierung aus Zr-V-Fe, deren Zusammensetzung
in Gew.-%, wenn sie in einem Diagramm
für eine aus drei Variablen bestehende Zusammensetzung
in Gew.-% Zr, Gew.-% V und Gew.-% Fe in Punkten
aufgetragen wird, in einem Polygon liegt, dessen
Ecken durch die folgenden Punkte definiert sind:
75% Zr - 20% V - 5% Fe,
45% Zr - 20% V - 35% Fe,
45% Zr - 50% V - 5% Fe; - e) einer teilweise gesinterten Mischung aus
- i) zumindest einem partikulierten Metall, welches ausgewählt ist aus der Gruppe Ti und Zr, und
- ii) einer pulverisierten Legierung aus Zr-V-Fe,
deren Zusammensetzung in Gew.-%, wenn sie
auf einem Diagramm für eine Zusammensetzung
mit drei Variablen in Gew.-% Zr, Gew.-% V
und Gew.-% Fe in Punkten aufgetragen wird,
in einem Polygon liegt, dessen Ecken durch
die folgenden Punkte definiert sind:
75% Zr - 20% V - 5% Fe,
45% Zr - 20% V - 35% Fe,
45% Zr - 50% V - 5% Fe,
- auf einem Träger in thermischem Kontakt mit entweder der Innenwand des äußeren Metallrohrs (110) oder der Außen wand des inneren Metallrohrs (108) angeordnet ist und dieser Träger aus einem dünnen Metallstreifen (202) be steht, der mit alternierenden Biegeabschnitten (214) und Gettermaterial-Lagerbereichen (208) versehen ist.
2. Rohrleitungsabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die erste und zweite Verbindungseinrich
tung (122, 118) Flansche sind.
3. Rohrabschnitt nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch
gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des äußeren
Metallrohrs (110) und/oder die äußere Oberfläche des
inneren Metallrohrs (108) mit Ausnahme der Gettermate
rial-Lagerbereiche (208) mit einer reflektierenden Ober
fläche aus Metall plattiert sind.
4. Verfahren zur Herstellung eines vakuumdichten Rohrleitungs
abschnitts zum Aufbau einer Fluidtransportleitung nach den
vorhergehenden Ansprüchen,
gekennzeichnet durch die Schritte
- A) Anbringen eines ersten Endes eines inneren Metall rohrs und eines benachbarten ersten Endes eines im wesentlichen koaxialen äußeren Metallrohrs in vakuum dichter Weise an einer ersten Verbindungseinrichtung;
- B) Aufbringen eines nichtverdampfbaren Gettermaterials
auf einem Träger in thermischem Kontakt entweder mit
der Innenwand des Außenrohres oder der Außenwand des
Innenrohres, wobei der Träger aus einem dünnen
Metallstreifen besteht und mit alternierenden Biege
abschnitten und Gettermaterial-Lagerbereichen verse
hen ist und das Gettermaterial zur permanenten Sorb
tion von aktiven Gasen und zur reversiblen Sorption
von Wasserstoff geeignet und ausgewählt ist aus der
Gruppe
- a) einer Legierung aus Zirkonium mit Aluminium, in welcher Aluminium einen Anteil von 5 bis 30 Gew.-% hat;
- b) einer teilweise gesinterten Mischung aus Kohlenstoffpulver und zumindest einem Metallpulver, welches ausgewählt ist aus der Gruppe Ta, Hf, Nb, Ti, Th und U, wobei das Kohlenstoffpulver mit bis zu 30 Gew.-% vorhanden ist;
- c) einer teilweise gesinterten Mischung aus
- i) einer partikulierten Zr-Al-Legierung mit 5 bis 30 Gew.-% Al, im übrigen Zr; und
- ii) zumindest einem partikulierten Metallpulver, welches ausgewählt ist aus der Gruppe Th, Hf, Nb, Ti und U;
- d) einer pulverisierten Legierung aus Zr-V-Fe, deren
Zusammensetzung in Gew.-%, wenn sie in einem Diagramm
für eine aus drei Variablen bestehende Zusammensetzung
in Gew.-% Zr, Gew.-% V und Gew.-% Fe
in Punkten aufgetragen wird, in einem Polygon
liegt, dessen Ecken durch die folgenden Punkte definiert
sind:
75% Zr - 20% V - 5% Fe,
45% Zr - 20% V - 35% Fe,
45% Zr - 50% V - 5% Fe; - e) einer teilweise gesinterten Mischung aus
- i) zumindest einem partikulierten Metall, welches ausgewählt ist aus der Gruppe Ti und Zr, und
- ii) einer pulverisierten Legierung aus
Zr-V-Fe, deren Zusammensetzung in
Gew.-%, wenn sie auf einem Diagramm für
eine Zusammensetzung mit drei Variablen
in Gew.-% Zr, Gew.-% V und Gew.-% Fe in
Punkten aufgetragen wird, in einem
Polygon liegt, dessen Ecken durch die
folgenden Punkte definiert sind:
75% Zr - 20% V - 5% Fe,
45% Zr - 20% V - 35% Fe,
45% Zr - 50% V - 5% Fe;
- C) Evakuieren des Raumes zwischen dem inneren und dem äußeren Metallrohr auf einen Druck von weniger als 1,3 Pa (10-2 Torr), bevorzugt auf einen Druck von weniger als 1,3·10-2 Pa (10-4 Torr);
- D) Erhitzen der Rohre auf eine Temperatur von mehr als 150°C;
- E) Anbringen des zweiten Endes des inneren Metallrohrs und des zweiten Endes des äußeren Metallrohrs in vakuumdichter Weise an einer zweiten Verbindungsein richtung, so daß ein Mantelraum umgrenzt ist und je der der so gebildeten Rohrleitungsabschnitte über erste und zweite Verbindungseinrichtungen zu der Transportleitung verbindbar ist, so daß eine kontinu ierliche Fluidströmung durch das innere Metallrohr möglich ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schritte A bis E in der Reihenfolge A, B, E, C, D
ausgeführt werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 5, gekennzeichnet
durch den weiteren Schritt
- F) daß das Gettermaterial auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die unterhalb der Phasenänderungstemperatur des Metalls der Rohre liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schritte A bis F in der Reihenfolge A, B, E, C, D, F
ausgeführt werden.
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