DE1263233B

DE1263233B - Verfahren zur Herstellung einer Dichtung zwischen einem Kernreaktorkessel und einem drehbaren Deckel

Info

Publication number: DE1263233B
Application number: DEC26671A
Authority: DE
Inventors: Jean Louis Hainzelin; Philippe Jacob; Jean Levandowsky; Pierre Mauguen
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1961-04-14
Filing date: 1962-04-05
Publication date: 1968-03-14
Also published as: GB1001301A; BE616221A; FR1295407A; LU41523A1

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WWW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B22d

Deutsche KL: 31 b2-19/00

C26671VI a/31 b2
5. April 1962
14. März 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtung zwischen der Ringtasse eines Kernreaktorkessels und des in die Ringtasse eingreifenden Randes eines drehbaren Deckels, wobei die Ringtasse und der Rand aus rostfreiem Stahl bestehen. Es ist bereits eine Vorrichtung zur Abdichtung von Apparateteilen gegen die Atmosphäre mittels Tauchtassen bekannt, bei der als Dichtungsmittel in den Tauchtassen solche Stoffe zur Anwendung kommen, die beim Bewegen des Apparateteiles sich im flüssigen Aggregatzustand und bei geschlossener Apparatur in festem Aggregatzustand befinden.

Ferner wurde bereits eine Vorrichtung zum dichten Umfüllen des Inhalts aus einem Behälter in einen anderen vorgeschlagen, bei der der obere Behälter mit einem auf dem Boden aufliegenden Bodendeckel versehen ist, der mit einem rohrartigen Fortsatz in eine unter dem Boden des oberen Behälters angeordnete, mit Dichtungsmedium versehene Dichtungstasse eingreift und bei der der untere Behälter einen Deckel hat, der mit seinem Rand in eine am unteren Behälter angeordnete Dichtungstasse eingreift, wobei diese Teile so bemessen sind, daß bei aufeinandergesetzten Behältern die obere Dichtungstasse in die untere Dichtungstasse eingreift. Bei diesem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag ist eine Spezialdichtung aus einem anorganischen Material vorgesehen, das unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen fest ist und beim Öffnen und Schließen der Vorrichtung leicht verflüssigt werden kann, beispielsweise Indium, Blei oder Zinnlegierungen.

Zum Stand der Technik gehört ferner eine Flüssigkeits-Tauchdichtung, insbesondere zur Abdichtung des drehbaren Deckels eines Kernreaktors, die aus einer die gegeneinander abzudichtenden Räume trennenden Wand besteht, die von oben in die in einer rinnenförmigen Tauchtasse befindliche Sperrflüssigkeit eintaucht; dabei weist die Trennwand mindestens einen Durchlaß auf, der von einer unteren Stelle auf der einen Seite zu einer oberen Stelle auf der anderen Seite der Trennwand führt, wobei die Öffnungen des Durchlasses so angeordnet sind, daß bei Druckschwankungen in den abzudichtenden Räumen die untere Öffnung von der Sperrflüssigkeit freigegeben wird, ehe die obere Öffnung von der Sperrflüssigkeit bedeckt wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf die Abdichtung des drehbaren Deckels eines Kernreaktors, wobei die Dichtung zwischen der Ringtasse des Kessels und dem in diese eingreifenden Rande des Deckels hergestellt werden soll und die Ringtasse und der Rand aus rostfreiem Stahl be-Verf ahren zur Herstellung einer Dichtung
zwischen einem Kernreaktorkessel und einem
drehbaren Deckel

Anmelder:

Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris

Vertreter:

Dr. W. P. Radt, Dipl.-Ing. E. E. Finkener

und Dipl.-Ing. W. Ernesti, Patentanwälte,

4630 Bochum, Heinrich-König-Str. 12

Als Erfinder benannt:

Jean Levandowsky, Paris;

Pierre Mauguen, Montfermeil, Seine-et-Oise;

Jean Louis Hainzelin,

Philippe Jacob, Paris (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 14. April 1961 (858 718)

stehen, deren Oberflächen je mit einer dünnen Schicht in Anwesenheit eines starken Flußmittels verzinnt und anschließend mit einem schwachen Flußmittel versehen werden; als Verzinnungs- und Dichtungsmittel wird dabei eine eutektische Wismut-Zinn-Legierung benutzt.

Es ist vielfach versucht worden, das Haften von Legierungen auf Metallflächen zu verbessern, insbesondere um Lötstellen abzudichten. Dieses Problem ist in zufriedenstellender Weise für leicht zu verzinnende, oxydierbare Metallflächen gelöst worden, während sich bei nichtoxydierbaren Metallflächen, insbesondere wenn es sich um Flächen mit großen Abmessungen handelt, erhebliche Schwierigkeiten ergeben haben. Dies gilt insbesondere für die Abdichtung der drehbaren Deckel von Kernreaktorkesseln. Man hat schon zur Abdichtung der Deckel vorgeschlagen, eine Ringtasse zu benutzen, die an der Halterung des Deckels vorgesehen ist und die eine Flüssigkeit enthält, in die ein an dem Deckel befestigter Rand eintaucht. Um zu verhindern, daß die Flüssigkeit während eines zeitweisen Überdrucks aus der Ringtasse gedrückt wird, muß die in der Ringtasse befindliche Flüssigkeit erstarrt sein. Man benutzt zu diesem Zweck daher eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt, z. B. eine eutektische Wismut-Zinn-Legierung, die normalerweise fest ist

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mittel dient zweckmäßigerweise Kolophonium mit einem Zusatz von 10 bis 30 Gewichtsprozent Äthylalkohol.

Das schwache Flußmittel kann man ebenfalls mit einem Pinsel auf die zwischen 50 und 80⁰C erwärmte Fläche mit einer mittleren Stärke von 0,3 bis 0,4 mm auftragen.

Anschließend wird auf diese Fläche, und zwar vorzugsweise gleichzeitig an einer großen Zahl von

daß bei den bekanntgewordenen Ausführungen eine io Punkten, die Wismut-Zinn-Legierung gegossen, die vollkommene Dichtung nicht erzielt wurde. auf eine Temperatur von 200° C erwärmt wird und

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden, d. h. für eine vollkommene Abdichtung zwischen der eutektischen Legierung einerseits und den aus rostfreiem Stahl bestehenden Wandungen der Kesselteile andererseits Sorge zu tragen. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß dies dann möglich ist, wenn erfin-

und die man durch Erwärmung verflüssigt, wenn der Deckel verdreht werden muß.

Da die Ringtasse und der Rand im allgemeinen aus rostfreiem Stahl bestehen, wie die meisten mechanischen Teile der Kessel von Kernreaktoren, und da diese einen verhältnismäßig großen Durchmesser von 3 m und mehr haben, ist es außerordentlich schwierig, beim Erstarren der Legierung eine innige Haftung an den Wänden der Ringtasse sicherzustellen, so aus einem Mischbehälter, der unter Stickstoffdruck steht, durch ein ebenfalls vorgewärmtes Verteilungsnetz gedrückt wird.

Nach dem Gießen erwärmt man die durch die Fläche und durch die Legierung gebildete Anordnung auf eine über der Schmelztemperatur (etwa 138° C) Legierung liegende Temperatur von 150° C. Diese nach etwa 2 Stunden erreichte Temperatur wird etwa

auf die auf 80° C vorgewärmten und verzinnten 20 20 Minuten lang aufrechterhalten.

Oberflächen aufgegossen und die Ringtasse und der Während der Erwärmung wird die gesamte Masse

der Legierung geschmolzen, während die von der Verzinnung herrührende Masse mit der von dem Guß herrührenden homogenisiert wird, während das flüssige Kolophonium an die Oberfläche aufsteigt. Anschließend wird die Anordnung gekühlt, und zwar zunächst langsam um etwa 20° C pro Stunde während 3 Stunden. Anschließend wird jede Erwärmung abgestellt. Nach der Erstarrung kann die an der

Metallfläche, an der die Legierung haften soll, be- 30 Oberfläche befindliche Kolophoniumkruste an der steht aus rostfreiem Stahl 18/8. Vor dem Verzinnen zugänglichsten Stelle abgekratzt werden.

muß die Metalloberfläche sauber sein. Dichtigkeitsversuche haben ergeben, daß die nach

Die gereinigte Fläche wird zum Verzinnen so auf- dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellte

gestellt, daß sie praktisch waagerecht liegt. Das Ver- Dichtung absolut zuverlässig ist und die Legierung zinnen erfolgt durch Aufbringen einer dünnen Schicht 35 völlig dicht an der Oberfläche haftet.

dungsgemäß die eutektische Legierung mit 200° C

Deckel auf 150° C erwärmt und anschließend abgekühlt werden.

Ausführungsbeispiel

Als Legierung dient eine eutektische Wismut-Zinn-Legierung, die 57,9% Wismut und 42,1% Zinn enthält, oder eine Legierung, deren Zusammensetzung der des Eutektikums bis auf ±2% entspricht. Die

der erwähnten Legierung. Zu diesem Zweck bestreicht man einen 20 bis 40 cm langen Abschnitt der Fläche, vorzugsweise mit Hilfe eines Pinsels, mit einer kleinen Menge eines starken, d. h. chemisch aktiven Flußmittels. Das Flußmittel soll die adsorbierte Gasschicht auf der zu verzinnenden Fläche verdrängen und sie durch ein Metallsalz ersetzen, das seinerseits durch die zum Verzinnen benutzte Legierung verdrängt wird. Als Flußmittel dient zweckmäßigerweise ein flüssiges Flußmittel, wie es im Handel erhältlich ist.

Das Aufbringen der Legierung erfolgt mit Hilfe eines Stäbchens, ihre Erwärmung durch Lötkolben, deren Form den Profilen der zu bearbeitenden Flächen angepaßt ist. Die Lötkolben werden, z. B. mit Gas, so hoch erwärmt, daß ihre Arbeitsflächen eine Temperatur von 340 bis 400° C haben.

Um Verformungen zu verzinnender Flächen zu vermeiden, wird die Rückseite der gerade verzinnten Abschnitte auf einer möglichst niedrigen Temperatur gehalten, was z.B. mit Hilfe von Schwämmen erfolgen kann, die mit kaltem Wasser getränkt sind. Die auf die zu verzinnende Oberfläche aufgebrachte Legierungsschicht soll im Mittel eine Stärke von 0,5 bis 0,7 mm haben.

Anschließend wird die verzinnte Fläche mit einem schwachen, d. h. chemisch wenig aktiven und daher wenig ätzenden Flußmittel bestrichen, das einem starken Flußmittel deswegen vorzuziehen ist, weil nicht sicher ist, daß nach dem Gießen alle Spuren des Flußmittels beseitigt werden können, das später unerwünschte Korrosionen hervorrufen könnte, wenn es ein starkes Flußmittel wäre. Als schwaches Fluß-

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung einer Dichtung zwischen der Ringtasse eines Kernreaktorkessels und des in die Ringtasse eingreifenden Randes eines drehbaren Deckels, wobei die Ringtasse und der Rand aus rostfreiem Stahl bestehen, deren Oberflächen je mit einer dünnen Schicht in Anwesenheit eines starken Flußmittels verzinnt und anschließend mit einem schwachen Flußmittel versehen werden, unter Verwendung einer eutektischen Wismut-Zinn-Legierung als Verzinnungsund als Dichtungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die eutektische Legierung mit 200° C auf die auf 80° C vorgewärmten und verzinnten Oberflächen aufgegossen wird und die Ringtasse und der Deckelrand auf 150⁰C erwärmt und anschließend abgekühlt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 219 783, 677 994, 924722;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1090 041; österreichische Patentschrift Nr. 139 925; USA.-Patentschrift Nr. 2 013 364; britische Patentschrift Nr. 665 480; Machu, »Metallische Überzüge«, 1952, S. 14;

Machu, »Oberflächenbehandlung von Eisen- und Nichteisenmetallen«, 1954, S. 292; »Gießerei-Praxis«, 1955, S. 229.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1188 882.

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