HU177249B - Process for anti-corrosive protection of surface of chrome-plated steel things,and apparatus for the process - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás acéltárgyak krómozott felületeinek korrózió elleni védelmére és készülék az eljárás foganatosítására.

Acéltárgyak felületeit korrózió elleni védelem céljából, gyakran krómbevonattal látják el. Ez érvényes például bányatámok belső támjainak felületére is, amelyeket tömítés közbeiktatásával teleszkópszerűen vezetnek a külső támban. Ilyen esetekben többnyire kemény krómozást alkalmaznak ; a krómbevonat sérülései itt különösen hátrányosak. mert ezáltal a belső támnak a külső támban való tö- 1 mített vezetése kérdésessé válik és ennek következtében üzem közben a bányatám besüllyedhet. Az ilyen besüllyedés azonban éppen a bányatámoknál nagy veszélyt jelent, mert egy vagy több bányatám besüllyedése esetén megnövekszik a többi bányaiamra ható kőzetnyomás, és ezek a 1 többi bányatámok a túlterhelés következtében megsérülhetnek. Emellett a krómbevonatok, mégpedig sem a fényes krómbevonatok, sem pedig a kemény krómbevonatok. önmagukban nem biztosítanak tökéletes védelmet a korrózióval szemben. Kiderült, hogy a repedésmentesen 2 előállított krómrétegekben mechanikus vagy termikus igénybevétel következtében hajszálrepedések keletkeznek. Ezek a repedések támadási helyeket képeznek a krómréteg alatt elhelyezkedő alapiéin korróziója szempontjából. Ilyenkor úgynevezett pontkorrózió keletkezik a helyi gal- 2 vánelem-képződés következtében.

Számos eljárás ismeretes porózus tárgyak vákuumban történő impregnáíására. Mindenekelőtt számos eljárás ismeretes, amelynél fémtárgyak felületét korrózió elleni védelem céljára hőre keményedé műgyanta réteggel zárták 3 le. Az ilyen műgyanta rétegek felületi keménysége azonban lényegesen kisebb és kopási tulajdonságai lényegesen rosszabbak, mint a króm védőrétegnek és éppen ezért használhatatlanok bányatámok számára.

Célul tűztük ki, hogy olyan eljárást alakítunk ki, amelynek segítségével megakadályozhatjuk az acéltárgyak különösen bányatámok — keménykróm bevonata alatt meginduló korróziót. Ugyanakkor készüléket is szerkesztünk az eljárás foganatosítására. ,

Fenti célkitűzésünk biztosítására találmányunk tárgya eljárás acéltárgyak, különösen bányatámok krómozott felületeinek korrózió elleni védelmére, amelyre az jellemző, hogy a krómozott felületeket ismert, jól tapadó és jól hidrofobizáló korróziógátló anyaggal, például paraffin- vagy szilikonalapú korróziógátló olajjal, vagy cerezinalapú korróziógátló viasszal vagy szénnemesítésből származó viaszokkal vákuumban impregnáljuk és az impregnálás előtt, vagy az impregnálás folyamán legalább 100 C-os hőmérsékletre, előnyösen 100 -110 C-os hőmérsékletre hevít0 jük. A kemény krómréteg hidrogént tartalmaz, és ez a hidrogén effúzió útján járulékos repedéseket okoz, és ilyen módon támogatja a korróziós támadást. A krómozott tárgy felmelegítésével a hidrogén a krómrétegből kifelé diffundál. Ezen melegítés következtében különösen na5 gyobb hőmérsékleteknél keménységcsökkenés következik be. amely azonban a kopási tulajdonságokat csak lényegtelenül befolyásolja. A hajszálrepedéseket a krómrétegben levő feszültségek elősegítik. Ilyen feszültségek a krómozott tárgx alkalmazásának folyamán korábban vagy későbben, de mindenképpen keletkeznek, különösen bányatámok177249 nál. A krómnak kisebb a hőtágulása, mint az acélnak. A króm hőtágulási együtthatója 8,05· 10 Λ míg például olyan acélnak, amelynek C-tartalma 0.2--0,6 súly ,;-ig terjed. 12,6-10⁶ értékű. A krómozott tárgy melegítésével tehát a krómrétegben húzófeszültség keletkezik, aminek következtében a hajszálrepedések, amelyek korábban vagy későbben, de mindenképpen keletkeznének, már idő előtt jelentkeznek. Amikor a hajszálrepedés a krómozott tárgy kezelésénél keletkezik és nem később, úgy lehetőség nyílik arra, hogy impregnálásnál az impregnálószer a hajszálrepedésekbe jusson, és vákuum alkalmazásával biztosítjuk vagy legalábbis elősegítjük az impregnálószer behatolását a hajszálrepedésekbe. A későbbi üzem folyamán fellépő feszültségek ekkor nem növelik már a hajszálrepedések mennyiségét, minthogy ezek a hajszálrepedések már impregnálószerrel vannak töltve és ezáltal kiküszöböljük a hajszálrepedéseken keresztül bekövetkező korrózió veszélyét. A felmelegítés célszerűen 100 és 110 C közötti hőmérsékletre történik, minthogy ezen hőmérsékleteken a hidrogén — legalábbis annak nagyrésze — a krómrétegből kifelé diffundál, minthogy az ezen hőmérsékleteknél fellépő hőtágulások elégségesek ahhoz, hogy annyi hajszálrepedést állítsanak elő, amelyek mennyiségét azután üzemi igénybevételeknél már nem érik el, vagy lényegesen nem haladják meg. Nagyobb hőtágulásoknál előálló erősebb repedésesség kedvezőtlen hatással lenne. A találmány szerint 0.000013 bar értékű vagy annál nagyobb vákuum alkalmazása előnyös.

Annak érdekében, hogy a találmány szerinti hatást érjük el, a lehetőségekhez képest a külső krómréteget nem szíibad jobban felhevíteni, mint az ezen krómréteg alatt elhelyezkedő acélanyagot. A találmány tárgyának egy előnyös kiviteli alakjánál ezért a melegítést indukciós fűtéssel vagy pedig kívül krómozott üreges testek, mint például cső alakú bányatámok esetén forró közegnek, például forró levegőnek az üregbe való bevezetésével végezzük.

Impregnáló szerként a találmány szerint egy, a kereskedelmi forgalomban szokásos paraffin- vagy szilikonbázisú korróziógátló olajat alkalmazunk, amelynek viszkozitása 100-tól 1000 cSt, előnyösen 200-tól 500 cSt (cSt = centistokes 20 C-nál).

Az eljárást előnyösen oly módon végezzük, hogy a krómozott tárgyat zárt edénybe helyezzük és az edényt a hevítés folyamán vagy azt követően légtelenítjük, és összekötjük az impregnálószert tartalmazó edénnyel ez utóbbi edény olyan helyén, amely az impregnálószer szintje alatt van. Amennyiben a krómbevonatú tárgynak melegítése az evakuálás előtt történik, hosszabb időtartamokat kell alkalmazni, és a választandó időtartam elsősorban a krómréteg vastagságához igazodik. Általában ilyen esetben 100 —250 C-os hőmérsékletnél 6— 24 órás kezelési idő elégséges. Ez a kezelési idő csökkenthető abban az esetben, ha a melegítés már vákuumban történik. A szükséges idő itt is a krómréteg vastagságától függ. Az impregnálószernek vákuumban történő felvitele például merítő impregnálással is történhet.

A találmány szerinti eljárásnál szóba jöhető valamennyi impregnálószer közös tulajdonsága, hogy nagy a hidrofobizáló képessége és jól tapad a fémfelületre. Ezeket a feltételeket több korróziógátló olaj és viasz kielégíti. Amennyiben korróziógátló viaszokat, eerezineket és a szénnemesítésből származó viaszokat alkalmazunk, vákuumos merítőimpregnálás céljára, az impregnált tárnokát az impregnáfást követően posztólárcsával polírozzuk és ezáltal szabadítjuk a iátapadó löbbtetviasztöl.

A találmány tárgyát a találmány szerinti eljárás példaként! foganatosítására alkalmas találmány szerinti készülék vázlatos rajza alapján ismertetjük részletesebben.

A rajz vázlatosan ábrázolt, cső alakban kiképzett és indukciós fűtéssel fűthető több 1 tartályt szemléltet. Ezek az 1 tartályok felső végükön 2 zárófedéllel vannak ellátva, amely lehetővé teszi a tartály légmentes lezárását. Az 1 tartályok alsó végén 3 lyukas lapok vannak elhelyezve, amelyeken a rajzon ábrázolt 4 bányatámok helyezkednek el. Ezek a 3 lyukas lapok lehetővé teszik, hogy 6 tároló tartályból 7 vezetékeken keresztül 8 mágnesszelepek nyitása után 5 impregnáló szer áramoljon be az 1 tartályokba. Az 1 tartályok felső vége kúposán bővül, hogy ezáltal több tám egyidejű behelyezését megkönnyítsük. Az 1 tartályok ezen felső végébe 9 vákuumvezetékek torkollnak, amelyek az 1 tartályokat 10 mágnesszelepen keresztül a rajzon nem ábrázolt vákuumszivattyúval kötik össze. Ezek a vákuumszivattyúk mechanikus vákuumszivattyúk lehetnek, például körtolattyús szivattyúk. Az 1 tartályok felső kúposán bővülő részébe torkollnak, továbbá 11 nyomáskiegyenlítő vezeték végei, amelyeken keresztül 12 mágnesszelep működtetése után atmoszferikus nyomású levegő vagy pedig kívánság szerint annál nagyobb nyomású, például 5—10 atmoszféra nyomású levegő áramoltatható a légtelenített tartályokba. A nyomáskiegyenlítés alatt a vákuumszivatytyúhoz vezető 10 mágnesszelepek, valamint az impregnálószert tartalmazó tartályhoz vezető 8 mágnesszelepek zárt állapotban vannak. A 6 tárolótartály, amely az 5 impregnálószert tartalmazza, 13 villamos fűtéssel van ellátva, úgy. hogy az impregnálószer mindenkor a kívánt hőmérsékleten tartható, és folyékony állapotban a 7 vezetékeken, a 8 szelepeken, valamint a 3 lyukas táblán keresztül az 1 tartályba juthat. A 6 tárolótartályban a hőmérséklet az alkalmazott 5 impregnálószerhez igazodik. Korróziógátló olajok alkalmazásánál az impregnálás alapjában véve szobahőmérsékleten is végrehajtható, tehát anélkül, hogy a 13 villamos fűtést alkalmaznánk. Az olajok viszkozitásának csökkentésére azonban itt is előnyös a némileg megemelt hőmérséklet alkalmazása, például 40—70 €. Korróziógátló viaszok alkalmazásánál a viasz folyási pontja fölött 20—-30 C-os hőmérsékletet alkalmazunk.

Az impregnálószer a 8 szelepek nyitása után hat az impregnálási hőmérsékletre hevített 4 bányatámokra. Az 1 tartályok a 4 bányatámok hevítésére 14 indukciós tekercsekkel vannak ellátva, amelyek például vízátfolyásos üreges rézvezetőkből állnak, és a szükséges váltakozó feszültségforrásra csatlakoznak. A váltakozó feszültség itt rendes körülmények között 50 Hz frekvenciájú. A szomszédos tartályok egyes 14 indukciós tekercsei — amint a rajzon látható — sorbakapcsolhatók, és az áramerősséget, illetve a feszültséget a mindenkori szükségelt fűtőteljesítmény határozza meg. Miután elértük a hőkezelési, illetve impregnálási hőmérsékletet, a villamos feszültséget fojtással csökkentjük, illetve lekapcsoljuk.

A bányatámokat alkalmasan kialakított drótkosarakba lehet helyezni, légkeringtetéses kályhákban való hőkezelés céljára, ezeket a rajzon nem ábrázoltuk. A melegítést azonban természetesen magában a merítő impregnáló készüléknek a tartályában is végezhetjük, amikor is a melegítést levegővel töltött vagy légtelenített tartályban végezhetjük.

Amennyiben a bányatámok melegítését légkeringtetésű kályhában végezzük, úgy szükséges, hogy a bányatámokat az előírt kezelési idő leteltével említésre méltó lehűlés elkerülésével haladéktalanul az 1 tartályokba helyezzük át es ezeket a tartályokat légtelenítsük. Amint elértük a mintegy 0,000013 bar értékű légnyomást, a 8 mágnesszelepeket működtetjük, és mindaddig engedünk be impregnálószert, amíg az a bányatámokat teljes egészükben elborítja. Ezután a 8 mágnesszelepeket ismét zárjuk.

Ezt követően a 12 mágnesszelepek nyitásával 11 nyomáskiegyenlítő vezeték segítségével a 4 bányatámok feletti térbe levegőt engedünk. Ezen nyomáskiegyenlités folyamán az olaj vagy a megolvadt viasz behatol a krómrétegek hajszálrepedés-hálózatába. Ezt a behatolást azáltal tudjuk gyorsítani, hogy a 12 mágnesszelep átvezérlésével a 4 bányatámok feletti levegő nyomását, 5—10 atmoszférára növeljük. Mintegy 5 perc elmúltával az 1 tartályokat ismét feszültségmentes állapotba helyezzük, aminek érdekében a 12 mágnesszelepeket ismét átvezéreljük. A tartályok feszültségmentesítése után a 2 zárófedelek levételével a tartályokat nyitjuk, és az impregnálószert a 8 mágnesszelepek működtetésével ismét a 6 tárolótartályba visszafolyatjuk. A 4 bányatámot daru segítségével az 1 tartályból kiemeljük, és a 4 bányatámokra tapadt impregnálószert eltávolítjuk. Az impregnálószer fölösleges többletének eltávolítása például szívóképes papír alkalmazásával történhet.

Azonos gyártási sorozatból származó krómozott bányatámokat összehasonlítási célokra egyrészt merítéssel szobahőmérsékleten levegőn, másrészt hőkezeléssel és erre következő merítő impregnálással korróziógátló olajjal védtük korróziós támadások ellen. A többletolajat szívóképességű papírral távolítottuk el, és a bányatámokat korróziós vizsgálatnak vetettük alá a Kesternich-féle előírás szerint (DIN 50 018).

A minták összehasonlításánál megmutatkozott, hogy a levegőn merítő impregnálással járulékos korróziógátló védelemmel ellátott bányatám minták már 6—8 Kesternichféle vizsgálati próba után kör alakú rozsdapontokat, illetve -foltokat mutattak, míg a vákuumban járulékos védelemmel ellátott támminták még 20 vizsgálati próba után is fémesen fényesek voltak, és csak 25 próbamenet után mutattak elszigetelt rozsdapontokat. Szokásos módon mind ez ideig 6—8 Kesternich-féle vizsgálati próbamenet kiállását tekintettek megfelelő korrózió elleni védelemnek. Bizonyos mértékig nehéz azonban a Kesternich-féle vizsgálatokból végkövetkeztetéseket levonni bányaüzemi gyakorlat számára és ismételten megmutatkozott, hogy a 6—8 Kesternich-féle vizsgálati menet elviselése egyáltalán nem elégséges ahhoz, hogy a durva bányaüzemben meg lehessen akadályozni viszonylag rövid idő alatt fellépő rozsdapontok jelentkezését. A duplex-eljárással krómozott bányatámok, amelyeknél összességében 50 gm vastagságú krómbevonatot alkalmaznak, általában szintén csak 6—8 Kestemich-próbamenetet bírnak ki. A találmány szerint kezelt bányatámoknál, amelyek ugyancsak 50 gm vastagságú krómbevonattal rendelkeztek, és amelyek most 20 Kesternich-féle próbamenetet kifogástalanul kibírnak, ezzel szemben biztonsággal megállapítható, hogy lényegesen jobb korrózióellenes védelemmel rendelkeznek. Egy egyfokozatú korróziógátló hajszálrepedéses krómozás, amelyhez járulékosan hőkezelés és vákuumos merítő impregnálás járul, kétségtelenül lényegesen olcsóbb, mint egy kettős krómozás, azonos krómréteg vastagság mellett, impregnálás nélkül. A fenti összehasonlító értékekből világosan következik, hogy a találmány szerinti eljárás nemcsak olcsóbb, hanem előnyösebb is a nagyobb ráfordítást igénylő kettős krómozási eljárással szemben.

Claims (11)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás acéltárgyak, különösen bányatámok krómozott felületeinek korrózió elleni védelmére, azzal jellemezve, hogy a krómozott felületeket ismert jól tapadó és jól hidrofobizáló korróziógátló anyaggal, például paraffinvagy szilikonalapú korróziógátló olajjal, vagy cerezinalapú korróziógátló viasszal vagy szénfeldolgozás során keletkező viaszokkal vákuumban impregnáljuk és az impregnálás előtt, vagy az impregnálás folyamán legalább 100

   C-os hőmérsékleten, előnyösen 100—110 C-os hőmérsékletre hevítjük.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a krómozott felülettel rendelkező tárgyakat 100—250 C-ra melegítjük.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy legalább 0,000013 bar értékű vákuumot alkalmazunk.
4. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy indukciós hevítést alkalmazunk.
5. 5. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy kívülről krómbevonattal rendelkező üreges tárgyaknál a hevítést forró közegnek, különösen forró levegőnek az üreges térbe való bevezetésével végezzük.
6. 6. Az 1—5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az impregnálószerként alkalmazott paraffin vagy szilikonalapú, a kereskedelmi forgalomban szokásos korróziógátló olaj viszkozitása 100 cSt 1000 cSt, előnyösen 200 cSt—500 cSt értékű.
7. 7. Az 1—6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy 50—100 gm vastagságú krómozott felület védelmére a krómbevonatú tárgyakat 6—24 óra hosszat 100—250 C hőmérsékleten tartjuk, majd a krómozott tárgyakat közvetlenül ezután vákuumban merítő impregnálásnak vetjük alá.
8. 8. Az 1—6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a krómozott tárgyak hevítését vákuumban, 100—250 C hőmérsékleten végezzük 6 óránál rövidebb ideig.
9. 9. Impregnáló készülék az 1—8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására, azzal jellemezve, hogy az impregnálandó tárgy befogadására kialakított légmentesen zárható és fűthető tartályt (1) tartalmaz, amely lezárható (10) vákuumvezetékkel (9) és lezárható impregnálóanyag vezetékkel (7) van ellátva, amely utóbbi impregnálóanyag tároló tartállyal (6) van összekötve és az összekötő vezeték (7) az impregnálóanyag (5) szintje alá nyúlik.
10. 10. A 9. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy fűthető tartálya (1) indukciós fűtéssel (14) van ellátva.
11. 11. A 9. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy fűtéssel (13) ellátott tárolótartálya (6) van.