Dem Schaden den Schrecken genommen - Email reparieren mit Email
Emaillierte Apparate sind in einer Vielzahl verfahrenstechnischer Prozesse das „Herz“ der Anlage und demnach für deren Verfügbarkeit und Produktivität bestimmend.
Aufgrund der hohen Beständigkeit gegen chemische Korrosion, der hohen Verschleißbeständigkeit des Emails und der glatten, gut reinigbaren, chemisch inerten Oberfläche sind emaillierte Apparate oft die erste Wahl.
Wird ein emaillierter Apparat beschädigt, sei es infolge von Verfahrensbedingungen, wegen falscher Handhabung oder beim Durchführen von Wartungs- oder Inspektionsarbeiten, ist eine schnelle und zuverlässige Reparatur der Emaillierung erforderlich.
Reparaturstelle mit Tantalbdeckelementen
Tantal ist demnach ein sehr „weicher“ Werkstoff mit geringer Stabilität bei mechanischer Beanspruchung, wie sie bei Verschraubungen oder bei Teilen relevant sind, bei denen das Verpressen einer Dichtung erforderlich ist. Schließlich ist der Wärmeausdehnungskoeffizient von Tantal nur etwa halb so groß wie der von Stahl.
Aus diesen Gründen war es bisher sehr schwierig, aufwändig und teuer, großflächige Reparaturen an emaillierten Behältern mit Hilfe von Abdeckelementen aus Tantal auszuführen.
Tantal-Reparaturen verbessert
Bisherige Reparaturverfahren beruhen auf dem Ansatz, die schadhaften Stellen an den produktberührten, emaillierten Flächen, mit Hilfe von Abdeckelementen aus Tantal vor weiterem Korrosionsangriff zu schützen.
Je nach Größe des Schadens kommen dabei Tantalschrauben, gewölbte Scheiben, Tantalplatten und Tantalschürzen zum Einsatz. Die Abdeckelemente werden mit Hilfe von Schrauben und/oder Muttern aus Tantal mit dem beschädigten emaillierten Bauteil verschraubt.
Die Abdichtung zwischen Tantal-Abdeck-element und dem emaillierten Bauteil erfolgt mit Hilfe eines Dichtelements aus PTFE.
Bezogen auf den Anwendungsbereich ist Tantal der einzige vergleichbare Metallwerkstoff zu Email, dessen Einsatz aber mit wesentlichen Nachteilen verbunden ist. Das sind insbesondere die Material-kosten des Metalls und die Kosten für die Schweißvorgänge, die immer unter kontrollierter Atmosphäre durchgeführt werden müssen.
Außerdem versprödet Tantal durch Wasserstoff, d.h., die breite Palette der Hydrierungs- und Dehydrierungsreaktionen lässt sich in Behältern, die mit Tantal-Bauteilen instandgesetzt wurden, nur sehr begrenzt realisieren. Andere Metallwerkstoffe, wie zum Beispiel rostfreie Stähle oder Alloys lassen sich nur in sehr eingeschränkten Anwendungsbereichen einsetzen, weil deren Bestandteile, vor allem Ni, Cr und Mo unerwünschte Nebenreaktionen katalysieren.
Tantal ist ein chemisch zwar hoch beständiger Werkstoff, aber besitzt sehr schlechte mechanische Eigenschaften: Die Härte liegt bei nur 90-210 HV, das E-Modul bei 186 GPa (Stahl 210 GPa), die Streckgrenze bei 100-200 MPa und die Dehnung zwischen 10 und 30%.
Emaillierte Verschraubungen
THALETEC RepCaps (Flyer K091) sind das Bauteil der Wahl, wenn es darum geht, korrosionfeste Verschraubungen im Innern emaillierter Behälter zu realisieren. Die ebenfalls zum Patent angemeldeten RepCaps bestehen aus einer Spezialschraube M8 aus dem für Druckgeräte zugelassenen Edelstahl A2, einem Dichtelement aus multidirektional expandiertem PTFE sowie einer emaillierten Hutmutter. Die Spezialschraube entspricht in ihrer Ausführung einer Zylinderkopfschraube nach ISO 4762 (DIN 912), allerdings mit einem weiteren Gewinde am Schraubenkopf. Um eine Verschraubung herzustellen, wird das zu befestigende Bauteil zunächst mit der Spezialschraube M8 fixiert. Hier sind Drehmomente bis zu 12 Nm möglich bei Schrauben aus Tantal sind nur 1 bis 2 Nm zulässig.
THALETEC RepCap
Anschließend wird die emaillierte Hutmutter mit Hilfe eines Spezialschlüssels auf den mit Gewinde versehenen Schraubenkopf aufgeschraubt.
Ein Dichtelement aus FDA-zugelassenem multidirektional expandierten PTFE (Flyer K088) sorgt für die Abdichtung der Hutmutter gegenüber dem zu befestigenden Bauteil.
Der Vorteil dieser Verbindungstechnik ist augenscheinlich und liegt in der Trennung der Funktionen „Befestigen“ und „vor Korrosion schützen“: Die Vorspannkraft der Verbindung ist durch die Eigenschaften der Spezialschraube definiert. Dadurch sind höchste Befestigungskräfte realisierbar. Ein sicherer Schutz der Schraubverbindung gegen Korrosion ist hingegen durch die mit dem hoch verschleißbeständigen THALETEC ABRISIST (Flyer K028) emaillierte Hutmutter gegeben.
Zudem kommen nur emaillierte Flächen in Berührung mit dem Medium im emaillierten Apparat.
Die THALETEC RepCap ist das erste Hochleistungs-Verbindungselement, dessen produktberührte Oberflächen ausschließlich emailliert und frei von Tantal oder anderen metallischen Werkstoffen ist.
RepCaps können auch zum Befestigen emaillierter Abdeckelemente verwendet werden. Die ebenfalls neuen THALETEC RepairPads (Flyer K094) sind emaillierte kreisrunde Scheiben, die mit einer oder mehreren Bohrungen versehen sind. Die Scheiben sind in konkaver und konvexer Form mit Durchmessern bis zu 100 mm verfügbar. Die Oberflächen der RepairPads sind mit dem chemisch hoch-beständigen und besonders verschleißfesten THALETEC ABRISIST (Flyer K028) emailliert. Für Reparaturen an Flächen, die von außen zugänglich sind, steht zudem eine besondere Bauform zur Verfügung, bei der das Abdeckelement von außen sicher verschraubt werden kann.
Moderne 3D-Scantechnik für individuelle Reparaturelemente
RepairPads werden primär für das Reparieren von Schäden am Behälterboden, den Behälterwänden sowie an Einbauteilen wie Rührer und Stromstörer eingesetzt.
Für Flächen an emaillierten Bauteilen, die keiner Regelgeometrie entsprechen und entsprechend komplex sind, bietet THALETEC ein weiteres, innovatives Reparaturverfahren (Flyer K092) an: Mittels eines 3D-Scanners erfasst ein Serviceingenieur von THALETEC die Geometrie des beschädigten Bauteils, beispielsweise die des Behälters im Bereich des Übergangs von Behälterboden zu Behälterstutzen.
Der so erfasste 3D-Scan wird in ein CAD-System eingelesen. Ein darauf spezialisierter Ingenieur entwickelt auf der Basis der gescannten Geometrie ein genau passendes Gegenstück.
Dieses wird mit Hilfe des „Selective Laser Meltings“, einem additiven Fertigungsverfahren, aus einer emaillierfähigen Legierung „3D-gedruckt“, und mit dem verschleißfesten THALETEC ABRISIST emailliert.
Der rein digitale „Workflow“ ermöglicht eine hohe Qualität und Passgenauigkeit der Teile sowie eine sehr schnelle Bearbeitung und damit nur kurze Anlagenstillstände.
Konstruktion des emaillierten EmPads auf der Basis der gescannten 3D-Geometrie
Schäden an Stutzen
Für die Reparatur bzw. das Abdecken von Schäden an Flanschflächen von Behälterstutzen oder für andere großflächige Reparaturen stehen weitere Reparatursysteme zur Verfügung:
- Reparaturschürzen aus PTFE (Flyer K096) für das Reparieren von Dichtflächen und Stutzenhälsen von Behälterstutzen bis DN 400
- Die THALETEC Multi-Schürze (Flyer K042) für das Reparieren von Schäden an Mannlochöffnungen ab DN 500 mit zusätzlicher Schutzfunktion gegen Anschlagen und Anstoßen.
- Komplette Reparatureinsätze (THALETEC RepSet) (Flyer K095) aus emailliertem Stahl, um auch Schäden an Stutzen und Anschlüssen dauerhaft und sicher abzudecken.
