DE2439739A1

DE2439739A1 - Verfahren zur verbesserung der korrosionsbestaendigkeit elektrischer rohrheizkoerper

Info

Publication number: DE2439739A1
Application number: DE2439739A
Authority: DE
Inventors: Guenter Czepek
Original assignee: Czepek & Co
Current assignee: Czepek & Co
Priority date: 1974-08-19
Filing date: 1974-08-19
Publication date: 1976-03-04

Description

Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit elektrischer Rohrheizkörper Die erfindung betrifft ein Verfahren, durch das die Korrosionsbeständigkeit des Metallmantels elektrischer Rohrheizkörper verbessert wird.
Der Metallmantel elektrischer Rohrheizkörper besteht vorwiegend aus Kupfer, Stahl, Aluminium oder einer Ch-romnickelstahllegierung, beispielsweise nach DIN 17440.
Alle diese Werkstoffe werden unter bestimmten Voraussetzungen durch Korrosionseffekte angegriffen.
Es handelt sich um die sogenannte Flüssigkeitskorrosion, die Gaskorrosion und die thermische Korrosion. Alle drei Arten können für sich, aber auch abwechselnd und sogar als Verbundeffekt auftreten. Die häufigsten Korrosionsarten, welche die Haltbarkeit des Metallmantels elektrischer Rohrheizkörper gefährden sind: Rostbildung, kommt vor, wenn Wasser und Sauerstoff auf den Metallmantel einwirken.
Unter interkristalliner-bzw. Korngrenzenkorrosion versteht man einen Angriff entlang der Keorngrenzen in spezifischen Angriffsmitteln. Besonders bei ferritischen und austenitischen Chromnickelstählen kommt diese Korrosion vor, vorwiegend bedingt durch Ausscheidungen von chromreichen Karbiden an den Korngrenzen, die eine Chromverarmung in den benachbarten Zonen bewirken.
Lochfraß- oder Pittingkorrosion nennt man mehr oder minder punktförmige Korrosion, die besonders unter Einwirkung halogenhaltiger Lösungen (Chlor, Brom und Jodionen) auftritt.
Eine beim Betrieb elektrischer Rohrheizkörper in verschiedenen Flüssigkeiten besonders gefürchtete Korrosionsart ist die Spannungsrißkorrosion.
Diese beispielsweise im Diagrammblatt 50900 definierte Korrosionsart äußert sich in einer Rißbildung im Metallmantel des Rohrheizkörpers, ausgelöst durch die gleichzeitige Sinwirkung bestimmter Angriffsmittel und mechanischer Spannungen.
Kennzeichnend ist eine verformungslose Trennung mit inter-bzw. transkristallinem Verlauf.
Diese Korrosionsart kommt sowohl bei Schwermetallen als auch bei austenitischen Chromnickelstahllegierungen.
Bei Metallmänteln aus Schwer- bzw. Leichtmetallen ist zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit eine galvanische Oberflächenbehandlung durch Nickel - Zinn -Zink und Chromüberzüge staS verbreitet und bis zu einem gewissen Ausmaß wirkungsvoll.
Wenn als Metallmantel der Rohrheizkörper Chromnickelstähle Verwendung finden, ist die Anfälligkeit in Bezug auf Spannungsriß-, Lochfraß- und interkristalline Korrosion vorhanden, insbesonders, wenn das zu erwärmende Medium Halogenionen, vernehmlich Chlorionen enthält. Auch relativ kleine Konzentrationen können insbesonders bei der Spannungsrißkorrosion ausschlaggebend sein. Um diese Korrosionsangriffe zu vermeiden oder auf ein Mindestmaß zu beschränken, besteht die Möglichkeit, den Metallmantel eines Rohrheizkörpers aus einer Chromnickelstahllegierung mit einem relativ hohen Nickelgehalt, beispielsweise größer als 40 'Xo, herzustellen.
Da diese hochnickelhaltigen Legierungen relativ teuer sind, ist es das Streben aller Rohrheizkörperhersteller, durch entsprechende Auswahl, aber auch Oberflächenbehandlung eines preiswerten Chromnickelstahlwerkstoffes, die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Es ist bereits bekannt, preiswerte Legierungen mit etwa 10 bis 20 ß Chrom und 5 - 12 % Nickel durch besondere Legierungszusätze in Bezug auf Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Ein solcher Legierungszusatz ist Molybdän.
Abgesehen davon, daß dieses Metall auch relativ teuer ist, kann die Anfälligkeit gegen Spannungsrißkorrosion und Lochfraßkorrosion auch bei molybdänhaltigen Chromnickelstählen der Werkstoffgruppe Cr Ni 18 8 nicht in ausreichendem Ausmaß verhindert werden.
Es ist bereits der Versuch gemacht worden, diese relativ preiswerten Chromnickelstähle, beispielsweise durch galvanische Nickelüberzüge korrosionsbeständiger zu machen.
Schwierigkeiten bei den bisher bekannten Verfahren bereitet die Tatsache, daß diese galvanisch aufgebrachten und unter Umständen auch einer nachträglichen Wärmebehandlung unterzogenen Schutzschichten anfällig gegenüber mechanischen Beschädigungen sind.
Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Verfahren besteht darin, daß die Nickelschutzschicht nicht unter Druck aufgebracht ist, daher nicht porenfrei sein kann, und daß als weitere Folge lokale Korrosionseffekte entstehen.
Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren beseitigt. Dieses Verfahren besteht darin, daß ein korrosionsbeständiger Metallüberzug, welcher entweder galvanisch chemisch oder mechanisch auf den Metallmantel des Rohrheizkörpers aufgebracht ist, unter hohem mechanischem Druck innig mit der rauhen Oberfläche des Rohrheiskörpers verbunden wird.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß dieser Verbindungsprozeß zwischen dem Metallmantel des Rohrheizkörpers und dem korrosionsbeständigen Metallüberzug unter Wärmeeinwirkung erfolgt.
Die Erwärmung wird zweckmäßigerweise während des mechanischen Aufpreßvorganges und nach dem Aufpressen in einem Schutzgas ofen vorgenommen.
Erfindungsgemäß kann der korrosionsbeständige Überzug aus Zinn, Zink, Aluminium, Nickel bzw. aus nickelreichen Nickelverbindungen, aus Kupfer, aus Kupferlegierungen und aus Chrom bestehen.
Der Metallmantel des Rohrheizkörpers besteht aus Schwermetallen, Leichtmetallen oder aus einer Chromnickelstahllegierung an sich bekannter Zusammensetzung, welche beispielsweise in den Diagrammblättern 17440 definiert ist.
Sin wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der korrosionsbeständige Uberzug beispielsweise in einer mechanischen oder hydraulchen Presse oder in einem Reduæierwalzwerk an sich bekannter Konstruktion unter hohem Druck mit dem Metallmantel des elektrischen Rohrheizkörpers kohäsiv verbunden wird.
Bei diesem.Vorgang werden die Unebenheiten der Metallmantel-Oberfläche des Rohrheizkörpers ausgefüllt und ausgeglichen.
Diese innige (kohäsive) Verbindung wird zweckmäßigerweise durch zwei Wärmeprozesse gefördert.
Die erste Erwärmung erfolgt während des Verdichtungsvorganges in der entsprechenden Arbeitsmaschine. Die zweite Erwärmung erfolgt zweckmäßigerweise in einem Schutzgasofen mit einer reduzierenden Atmosphäre, beispielsweise bestehend aus gekraktem Ammoniak oder Propangas.
Umfassende praktische sowie Laborversuche haben gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlung vornehmlich die Spannungsrißkorrosion und die Lochfraßkorrosion der besonders gefährdeten niedrig legierten Chromnickelstähle, welche als Metallmantel elektrischer Rohrheizkörper verwenden verwendet werden, beseitigt wurde.
Aber auch die Korrosion von Schwermetallen als Mantelwerkstoff für Rohrheizkörper konnte durch das erfindungsgemäße Verfahren verhindert werden.

Claims

Patentansprüche

Anspr chl Verfahren zur Verbesserung der-Korrosionsbeständigkeit elektrischer Rohrheizkörper durch Aufbringen eines korrosionsbeständigen Metallüberzuges auf den Metallmantel des Rohrheizkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß ein galvanisch, chemisch oder mechanisch aufgebrachter Me.tallüberzug-unter hohem Druck kohäsiv mit derOberfläche des Metallmantels des Rohrheizkörpers verbunden wird.

Anspruch 2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsprozeß zwischen dem Metallmantel des Rohrheizkörpers und dem korrosionsbeständigen metallischen Überzug unter Wärmeeinwirkung erfolgt.

Anspruch 3 Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der korrosionsbeständige metallische Überzug aus Zinn besteht.

Anspruch 4 Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der korrosionsbeständige metallische Überzug aus Zink besteht.

Anspruch 5 Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der korrosionsbeständige metallische Überzug aus Aluminium besteht.

Anspruch 6 Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der korrosionsbeständige metallische Überzug aus Nickel bzw. nickelreichen Nickelverbindungen besteht.

Anspruch 7 Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß der korrosionsbeständige metallische Überzug aus Kupfer besteht.

Anspruch 8 Verfahren nach den Ansprechen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der korrosionsbeständige metallische Überzug ats Chrom besteht.

Anspruch 9 Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel des Rohrheizkörpers wahlweise aus Kupfer - aus Stahl aus Aluminium - aus einer Kupfer-Nickel-oder aus einer Chromnickelstahllegierung besteht.