DE4316978A1 - Ränder von beidseitig emaillierten Teilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die geometrische Gestaltung von auf beiden Seiten der Wandung über deren Ränder emaillierten Teilen.

Zum Bewegen, Abbremsen, Umlenken, Einleiten, Entnehmen, Sammeln, Verteilen, Filtern und sonstigen Operationen von aggressiven, giftigen oder metallempfindlichen Medien werden häufig flügel-, blatt-, schaufel- oder rohrförmig gestaltete Teile wie Pumpenradschaufeln, Rührer- oder Strombrecherblätter, Rinnen, Lochplatten oder -kerzen, Rohre und andere Bauteile verwendet, die auf der gesamten von dem zu behandelnden Medium berührten Oberfläche emailliert sind. Bestehen diese Teile aus dünnem Vollmaterial wie Blechen oder strömungstechnisch dünn auslaufenden massiven Querschnitten, so ergeben sich Randformen, die im Zusammenwirken mit kleinen konvexen Krümmungsradien, den dadurch hervorgerufenen Zugspannungen zwischen Emailschicht und Trägerwerkstoff und den unter erheblichem Druck stehenden Wasserstoffausscheidungen aus dem Trägerwerkstoff an der Grenzfläche zwischen Grundemail und Trägermaterial zu Abplatzungen des Emails an den Rändern dieser Teile führen. Die dann örtlich einsetzende rasche Korrosion durch das aggressive Medium kann zum Zerstören und teilweisem Abfallen der genannten Bauteile mit großen Folgeschäden an weiteren Bauteilen oder kompletten Apparaten führen.

Bekanntgeworden ist die Verwendung von sogenannten stabilisierten randemaillierbaren Trägerwerkstoffen. Jedoch wurden auch dabei speziell unter Langzeitbedingungen mit plötzlichen Temperaturänderungen und aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Emailschicht sowie der guten Temperaturleitfähigkeit des Trägermaterials und der dabei besonders bei plötzlicher emailseitiger Erwärmung entstehenden zusätzlichen Druckspannungen in der Emailschicht und Zugspannungen zwischen Email und Trägermaterial sowie mechanischen Beanspruchungen durch strömende Medien häufig Abplatzungen festgestellt.

Weiterhin werden solche Querschnitte häufig als hohle Profile ausgeführt. Nachteilig sind die unzureichende strömungstechnische Gestaltungsfähigkeit und das hohe Gewicht wegen des äußeren Medienüberdruckes dickwandig auszuführender Hohlprofile, was zu hohem Materialverbrauch und bei bewegten Teilen zu hohen Trägheitskräften führt.

Weiterhin bekanntgeworden ist die Ausführung solcher Bauteile als zweischichtig ausgebildete Querschnitte. Nachteilig ist, daß im Bereich des konvexradigen Randes eine für die Emaillierung problematische Schweißnaht angeordnet ist, oder am Rand durch Umformvorgänge große plastische Verformungen mit emaillierungünstigen Gefügeveränderungen des Trägermaterials hervorgerufen wurden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Teile, die auf beiden Seiten der Wandung über deren Ränder emailliert sind, geometrisch so zu gestalten, daß sie im Bereich konvexer Randradien dünnwandig sind, die minimal erforderlichen Radien an den Rändern klein sind, letztere Auffangräume für Wasserstoffausscheidungen aus dem Trägermaterial aufweisen, gegenüber äußeren Mediendrücken stabil sind, beim Auftreten plötzlicher Temperaturwechsel keine unzulässigen Zusatzspannungen im Email und in der Grenzfläche zum Trägerwerkstoff auftreten und das Gewicht der Teile gering ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß dünne oder als Profil dünn auslaufende volle Querschnitte an den Rändern dünnwandige kleine tropfen-, kreis-, U-, V-förmige oder anders geformte Hohlquerschnitte haben, die durch einen Kanal mit der Atmosphäre verbunden sind oder durch geeignete Maßnahmen bei der Fertigung als geschlossene Hohlräume unter einen Unterdruck gesetzt werden, so daß sie den aus dem Trägermaterial austretenden Wasserstoff in die Atmosphäre ableiten oder in ausreichender Menge aufnehmen können, ohne unzulässig hohe Überdrücke zu bilden und emailseitig auftretende schroffe Temperaturänderungen keine großen Temperaturunterschiede zwischen Emailschicht und dem darunterliegenden dünnwandigen Trägermaterial bewirken können, wodurch die Emailschicht am Rand auch bei kleinen konvexen Radien abplatzsicher und stabil ist.

Die Erfindung wird anhand der beispielhaften Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1: Quer- und Längsschnitt durch den Rand 1 mit kreisförmigem Hohlquerschnitt 2 eines Rührerflügels 3, der durch den Kanal 4 mit dem Inneren 5 einer Rührerwelle verbunden ist,

Fig. 2: Querschnitt durch ein Flügelprofil 6, das an seiner Anströmseite durch einen kreisförmigen Hohlquerschnitt 2 und an seiner Ablaufseite durch einen V-förmigen Hohlquerschnitt 7 berandet ist,

Fig. 3: Querschnitt durch ein ebenes Blatt 8, das durch einen U-förmigen Hohlquerschnitt 9 berandet ist,

Fig. 4: Querschnitt durch das Ende eines Tauchrohres 10, das durch einen geschlossenen Hohlraum mit tropfenförmigem 11 bzw. kreisförmigem Hohlquerschnitt 2 berandet ist.

Die Emailschicht 12 umgibt den Randquerschnitt total oder in einem großen Bereich, dessen Längenmaße größer sind als die Dicke des Querschnitts.

Es wurde gefunden, daß eine ausreichende Entgasung des Trägermaterials ohne Wasserstoffansammlung zwischen Emailschicht und Trägerwerkstoff gewährleistet ist, wenn die Wanddicke im Bereich konvexer Randradien 3 mm nicht unterschreitet und 30% des konvexen Krümmungsradius nicht überschreitet.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet die Ausbildung komplizierter, strömungstechnisch, verfahrenstechnisch und gewichtsoptimierter Querschnitte.

Bezugszeichenliste

 1 Rand
 2 kreisförmiger Querschnitt
 3 Rührerflügel
 4 Kanal
 5 Inneres der Rührerwelle
 6 Flügelprofil
 7 V-förmiger Hohlquerschnitt
 8 ebenes Blatt
 9 U-förmiger Hohlquerschnitt
10 Ende des Tauchrohres
11 tropfenförmiger Hohlquerschnitt
12 Emailschicht

Claims (1)

1. Beidseitig über einen oder mehrere Ränder emaillierte stab-, platten- oder schalenförmige Bauteile, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (1) durch einen kreisförmigen (2), V-förmigen (7), U-förmigen (9), tropfenförmigen (11) oder anders geformten Hohlquerschnitt begrenzt wird und daß der Hohlquerschnitt evakuiert oder durch einen Kanal (4) mit der Atmosphäre oder einem anderen Raum verbunden ist, und daß die Wanddicke des Hohlquerschnitts im Bereich eines konvexen Randradius nicht größer als 30% des Radius, mindestens aber 2 mm dick ist.