DE3522646A1 - Formkoerper aus schlecht schweissbarem werkstoff - Google Patents

Formkoerper aus schlecht schweissbarem werkstoff

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Description

Die Erfindung betrifft einen Formkörper gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.
Bei der Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen nach dem PUREX-Verfahren sind Behälter und andere Apparaturen agg­ ressiven salpetersäurehaltigen Fließströmen ausgesetzt. Es ist daher notwendig, einen sehr korrosionsbeständigen Stahl zu verwenden. Es wurde festgestellt, daß an sich korrosionsbeständige hochlegierte Stähle in ihrer Füge­ stelle, die meistens eine Schweißnaht ist, eine geringere Standzeit aufweisen. Beim Schweißen kommt es in der Schweißnaht zu Warmrissen und Gefügeänderungen, durch die sich das Korrosionsverhalten der Schweißnaht im Vergleich mit dem Grundwerkstoff verschlechtert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Form­ körper der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der sich durch eine gute Korrosionsbeständigkeit auszeichnet. Die Korrosionsbeständigkeit soll auch in dem Fügebereich gut sein.
Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
Plattierungen sind aus dem Stand der Technik in einer sehr großen Vielfalt bekannt. Trotz der 100 Jahre alten Plat­ tierungstechnik ist das Plattieren von artgleichen Werk­ stoffen für diesen Einsatzzweck nicht bekannt. Es wird auf die Zeitschrift "Blech, Rohre, Profile" 29 (1982 4, Seiten 176 und 177) sowie die dort zitierte Firmenschrift der Fa. Thyssen AG, "Plattierte Erzeugnisse", Ausgabe Februar 1983, hingewiesen. In der Tafel für plattierte Er­ zeugnisse findet sich die Werkstoffpaarung in artgleicher Ausführung von Grundwerkstoff und Auflagewerkstoff nicht.
Durch die Erfindung wird eine Plattierung aus artgleichem metallischem Werkstoff wie der Grundkörper verwendet. Eine galvanische Korrosion bei der Beschädigung der fest auf­ gebrachten Auflage ist nicht möglich, da Grundkörper und Auflage aus gleichem Werkstoff sind. Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, daß nicht die gesamte, dem aggressiven Medium ausgesetzte Oberfläche des Formkörpers durch eine derartige Auflage überdeckt werden muß, um die ausreichende Korrosionsbeständigkeit des gesamten Formkörpers zu erreichen.
Durch die vorteilhafte Ausgestaltung des Anspruchs 2 ist die Fügestelle durch eine Auflage mit dem selben Auflagewerkstoff wie der Grundkörper versehen. Ist die Fügestelle durch Nieten, Verschrauben, Bandagieren oder ähnliches erfolgt, kann ein vollständiges Abdecken der medienberührten Seite oder nur eine Abdeckung in der Fügestelle vorgenommen werden. Ist die Fügestelle eine Schweißnaht, wird das schlechtere Korrosionsverhalten der Schweißnaht durch die artgleiche Werkstoffauflage, die die Schweißnaht abdeckt, ausgeschaltet.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Füge­ stelle eine Schweißnaht, die mit artgleichem Werkstoff wie der Werkstoff des Formkörpers durch eine Plattierung abge­ deckt ist. Behälter der chemischen Verfahrenstechnik können so vorteilhaft ausgestaltet werden.
Die Auflage kann durch Sprengplattieren oder durch Auf­ spritzen hergestellt werden. Wird die aufgespritzte Auf­ lage nach dem Aufbringen kugelgestrahlt, so werden die Oberflächenporen dadurch geschlossen. Eine weitere Ver­ besserung der Korrosionsbeständigkeit ist die vorteilhafte Folge.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen 7 und 8 gekennzeichnet.
Die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 9 ergibt die bestmögliche Korrosionsbeständigkeit, da der genannte hochsiliziumhaltige Chromnickelstahl X 2 Cr 18 Ni 15 Si 4 als Grundwerkstoff für den Formkörper beste Korrosionsbe­ ständigkeit ergeben hat. Dieses wird darauf zurückgeführt, daß dieser Werkstoff keine interkristalline Korrosion (Kornzerfall) erleidet. Dieser austenitische Chrom­ nickelstahl neigt aber beim Schweißen zu Warmrissen und zu Gefügeänderungen. Die Schweißnaht wird nun durch eine Auf­ lage aus dem gleichen Werkstoff wie der Grundwerkstoff ab­ gedeckt.
Die erfindungsgemäße Auswahl des hochkorrosionsbeständigen hochsiliziumhaltigen Chromnickelstahls und das Überdecken der Schweißnaht mit artgleichem Werkstoff führt zu einem Formkörper, der keine Schwachstellen gegen den Korrosions­ angriff der aggressiven Medien aufweist.
Durch die Erfindung braucht nicht die gesamte mediumbe­ rührte Oberfläche des Formkörpers plattiert werden, wie es bei den bekannten Plattierungen mit Titan, Zirkonium oder Tantal notwendig ist. Es braucht nur der Bereich der Schweißnaht bzw. der Fügestelle unter dem Flüssigkeits­ spiegel und in der Zweiphasengrenze plattiert werden.
Erfindungsgemäß wird ein Formkörper als Prozeßapparatur für die chemische Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen, wie Auflöser, Verdampfer und ähnliches, verwendet.
Anhand der schematischen Zeichnung wird ein Ausführungs­ beispiel näher erläutert.
Ein Verdampferbehälter 1 ist aus einem Stahlblech des Werkstoffes 1.4361, der siliziumhaltig und hoch korro­ sionsbeständig ist, aufgebaut. In dem Verdampferbehälter 1 ist eine aggressive Flüssigkeit, beispielsweise verun­ reinigte Salpetersäure, vorhanden, die bis zu dem Flüssig­ keitsniveau 2 eingefüllt ist. Der Behälter 1 ist über eine Schweißnaht 3 zusammengefügt, die bis unter den Flüssig­ keitsspiegel 2 ragt. Die Schweißnaht 3 ist von einer me­ tallischen Werkstoffauflage 4, die durch Sprengplattieren hergestellt worden ist und über die Zweiphasengrenze 5 hinausragt, abgedeckt, so daß das im Behälter 1 befind­ liche Medium keinen Kontakt mit der Schweißnaht 3 und keinen Korrosionsangriff im Bereich der Schweißnaht 3 aus­ üben kann. Die metallische Plattierung 4 ist aus dem glei­ chen Werkstoff 1.4361 wie der Behälter 1.

Claims (10)

1. Formkörper, wie Rohre, Behälter oder ähnliches, aus einem schlecht schweißbaren metallischen Werkstoff, insbe­ sondere für den chemischen Apparatebau zum Einsatz in agg­ ressiven Medien, wie beispielsweise siedende Salpeter­ säure, der wenigstens teilweise mit einem Auflagewerkstoff überdeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (1) partiell oder vollständig mit von einem fest aufgebrachten artgleichen Werkstoff (4) über­ deckt ist.
2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Fügestelle (3) des Formkörpers (1) durch eine Auflage (4) mit dem selben Auflagewerkstoff wie der Form­ körper (1) überdeckt ist.
3. Formkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fügestelle eine Schweißnaht (3) ist, die mit art­ gleichem Werkstoff wie der Werkstoff des Formkörpers (1) durch eine Plattierung (4) abgedeckt ist.
4. Formkörper nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die plattierte Auflage (4) durch Sprengplattieren auf­ getragen ist.
5. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffauflage (4) aufgespritzt ist.
6. Formkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgespritzte Auflage (4) nach dem Aufbringen kugelgestrahlt ist.
7. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) aus einem hochlegierten korro­ sionsbeständigen Stahl besteht, der mit einer mindestens teilweise versehenen Plattierung oder einer aufgespritzten Auflage (4) aus dem gleichen Werkstoff ausgestattet ist.
8. Formkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Grundkörpers (1) und der plattierten oder aufgespritzten Auflage ein hochsiliziumhaltiger Chromnickelstahl ist.
9. Formkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff für den Grundkörper (1) und für die Werkstoffauflage (4) aus dem Stahl X 2 Cr 18 Ni 15 Si 4 (deutsche Werkstoffnummer 1.4361) besteht.
10. Verwendung eines Formkörpers gemäß den vorstehenden Ansprüchen als Prozeßapparatur für die chemische Wieder­ aufarbeitung von Kernbrennstoffen, wie Auflöser, Ver­ dampfer und ähnliches.
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