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Auskleidung von Behältern unter Verwendung von streifenförmigen Einzelteilen
Behälter, deren innere Wandseite besonders hohen chemischen oder thermischen Beanspruchungen
ausgesetzt ist, wie es vor allem bei Apparaten zur Durchführung chemischer Prozesse
vorkommt, werden vielfach mit Auskleidungen aus entsprechend widerstandsfähigem
Material, wie z. B. hochlegiertem Stahl oder Kunststoff, versehen. Solche Auskleidungen,
die eine Schutzschicht für das weniger hochwertige Material des Behälters bilden,
setzen sich aus vorwiegend durch Schweißen an der Behälterwand befestigten Teilen
zusammen.
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Ein wesentliches Problem ist dabei das Prüfen der Auskleidung auf
Dichtigkeit, damit nicht durch irgendwelche Undichtigkeiten an den Verbindungsstellen
der einzelnen Teile der Auskleidung während des Betriebes Korrosionen oder sonstige
Schäden entstehen. Eine der bekannten Prüfmethoden ist das Abpressen der Auskleidung
durch ein Druckmittel, z. B. Druckluft, die zwischen die Auskleidung und die Behälterwand
eingeleitet wird, wobei die Schweißnähte mit einer schaumbildenden Flüssigkeit,
z. B.
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Nekal, bestrichen werden. trm nun die ganze Auskleid.ung gleichzeitig
durch Abpressen prüfen zu können und damit den Arbeits-und Zeitaufwand für eine
solche Maßnahme bei jedem einzelnen Teil der Auskleidung zu vermeiden, hat man bei
einer aus etwa quadratischen Platten bestehenden Auskleidung die Befestigung derselben
an der Behälterwand durch gleichmäßig verteilte Lochschweißungen vorgenommen und
die Stoßkanten der Bleche nur miteinander verbunden. Eine solche Ausführung genügt
jedoch nicht immer den an die Festigkeit der Verbindung zwischen Behälterwand und
Auskleidung zu stellenden Anforderungen.
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Deshalb hat man auch schon derartige Auskleidungsbleche nicht nur
durch die Lochschweißungen, sondern zusätzlich längs der Verbindungsschweißnähte
ihrer Stoßkanten an der Behälterwand befestigt. Nach einem weiteren bekannten Vorschlag
werden die Verkleidungsplatten, allerdings unter Verzicht auf die Möglichkeit eines
nachträglichen Ahpressens, auf ihrer ganzen rückseitigen Fläche durch Verlöten oder
Hintergießen mit der metallischen Behälterwand verbunden. wobei die durch die Kittmasse
auszufüllenden Abstände zwischen benachbarten Platten durch Zäpfchen oder Leisten
aufrechterhalten werden.
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Im erstgenannten Falle sind, um dabei trotzdem ein gleichzeitiges
Abpressen der ganzen Auskleidung zu ermöglichen, im Bereich der Verbindungsnähte
von einem dünnen Blech überdeckte Einkerbungen in der Behälterwand vorgesehen, die
als Kanäle für den Durchtritt des Druckmittels dienen sollen. Diese Einkerbungen
stellen jedoch eine Schwächung der
Behälterwand dar, die infolgedessen eine zusätzliche,
im ganzen übrigen Bereich für den Betriebsdruck an sich nicht erforderliche Stärke
haben muß.
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Die Erfindung betrifft eine Auskleidung, die mittels schmaler, langer
Streifen durchgeführt wird. Ein solches System, das in der Technik häufig angewendet
wird, hat gegenüber der Verwendung breiterer Platten den Vorteil, daß zum Befestigen
der Auskleidungselemente an der Behälterwand keine umständlichen und bezüglich der
Dichtigkeit unzuverlässigen Lochschweißungen, sondern nur Nahtschweißungen vorgesehen
zu werden brauchen und trotzdem ein Auswölben oder Abreißen der Auskleidung infolge
Ausdehnung der eingeschlossenen Luft verhindert werden kann.
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Ein Hauptgrund für die bei den heute für derartige Behälter üblichen
hohen Betriebstemperaturen fast nur noch übliche Verwendung der Streifenauskleidung
besteht übrigens darin, daß die als Auskleidungsmaterial bevorzugten austenitischen
Chromnickelstähle einen wesentlich größeren linearen Ausdehnungskoeffizienten als
normale Stähle haben.
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Die Blechstreifen werden dabei in zueinander versetzten Reihen mit
einem gegenseitigen Spaltabstand angeordnet, der so breit sein muß, daß jeder Streifen
für sich durch je eine ringsumlaufende Kehlnaht mit der Behälterwand verschweißt
werden kann. Der zwischen je zwei benachbarten Kehlnähten - die sich an der Behälterwand
nicht berühren sollen, um eine Verbindung der Streifen untereinander zu verhindern
- verbleibende offene Spaltraum wird anschließend durch eine Decknaht ausgefüllt.
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Bei derartigen Streifenauskleidungen, die sich in der Praxis durchaus
bewährt haben, mußte allerdings bisher jeder Streifen einzeln abgedrückt werden,
was nicht nur sehr umständlich und zeitraubend, sondern auch wegen der unzuverlässigen
Lochscheißungen nicht betriebssicher war, da für alle Schweißungen zum Abdrücken
Bohrungen erforderlich waren. Um nun die Niöglichkeit zum gleichzeitigen Abpressen
der ganzen Auskleidung oder mindestens eines größeren Teiles derselben durch ein
Druckmittel zu schaffen, werden bei der AuskLeidung gemäß der Erfindung die schmalen
Spalte zwischen den Streifen der Auskleidung an einzelnen Stellen im Bereich von
je zwei nebeneinanderliegenden Streifen bei überall voller Behälterwandstärke durch
Distanzstücke etwa gleicher Stärke im wesentlichen iiberbrückt und die ganze Auskleidung
durch zwei sich ebenfalls über die ganze Spaltbreite erstreckende Schweiß lagen
zu einer geschlossenen Schicht verbunden, von denen die untere, die Befestigung
der Streifen an der Behälterwand herstellende Lage die Streifen mit Ausnahme der
von den Distanzstücken ausgefüllten Stellen umgibt, während die obere Lage auch
die Distanzstücke überdeckt. Durch die Streifen und Distanzstücke wird in an sich
bekannter Weise eine zusammenhängende Fläche gebildet, die der Behälterwand zwischen
den voneinander getrennten Abschnitten der unteren Schweiß lage zugekehrt, aber
nicht mit derselben verbunden ist. Es zeigen Fig. 1 a bis 1 c je eine Teilfläche
der Streifenauskleidung in Draufsicht in verschiedenen Herstellungszuständen, Fig.
2 einen Teilschnitt in der Ebene II-II und Fig. 3 einen anderen Teilschnitt in der
Ebene III-III.
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Zur Auskleidung eines z. B. zur Durchführung chemischer Prozesse
dienenden Behälters I sind Blechstreifen 2 (von z. B. 1000 mm Länge, 100 mm Breite
und 2 mm Stärke) aus einem gegen die betriebsmäßigen Beanspruchungen unempfindlichen
Werkstoff in horizontalen Reihen mit gegeneinander versetzten Querfugen angeordnet.
In allen Längs-und Querfugen haben die Streifen einen Spaltabstand von 5 bis 6 mm.
Zwischen den Streifen benachbarter Reihen befinden sich Distanzstücke 3 von z. B.
30 mm Länge und gleicher Stärke wie die Streifen, welche die z. B. 5 mm breiten
Längsfugen im gegenseitigen Abstand einer halben Streifenlänge überbrücken.
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Die Befestigung der Streifen 2 an der Innenseite der Behälterwand
I erfolgt durch eine Schweißlage 3 welche sich über den inneren Teil aller Fugen
bis auf die mit den Distanzstücken 3 besetzten Stellen erstreckt. Eine zweite Schweißlage
5 füllt den restlichen Querschnitt der Fugen aus und überdeckt auch, teils durch
Einbrand, teils durch Überhöhung der Streifenoberfläche, die Distanzstücke, wobei
ein Durchschweißen derselben vermieden werden muß da die Distanzstücke durch Unterbrechung
der unteren Schweißlage 4 als Brücken dienen sollen, unter denen ein zum Abdrücken
der Auskleidung dienendes Druckmittel aus dem Bereich eines Streifens hinter die
benachbarten Streifen gelangen kann. Selbst wenn aber ausnahmsweise ein solches
Distanzstück aus Versehen auf seiner ganzen Länge an der Behälterwand festgeschweißt
wird, so ist damit der Erfindungszweck noch keineswegs vereitelt, weil jeder Streifen
durch mehrere derartige Brücken mit versetzt dazu angeordneten Nachbarstreifen verbunden
ist.
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Wenn die Distanzstücke zwischen allen Streifenreihen angeordnet sind
und infolgedessen das hinter einem beliebigen Streifen eingeführte Druckmittel sich
von dort aus iiber die ganze Auskleidung verbreiten kann, genügt es, die Behälterwand
an zwei zweckmäßig möglichst weit voneinander entfernten Stellen zu durchbohren
und mit Gewindenippeln 6 zum Anschluß einer Druckmittelzuleitung bzw. -ableitung
zu versehen. Dabei wird durch 7\lesen der in einer bestimmten Zeit (z. B. in 24
Stunden) zu-und abgeführten Druckmittelmengen festgestellt, ob durch Uudichtigkeiten
verursachte Verluste eintreten.
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Die Undichtigkeitsstellen werden in an sich bekannter Weise durch
Bestreichen der Auskleidung, insbesondere der Schweißnähte, mit einem schäumenden
Älittel, z. B. Nekal, ermittelt.
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Bei sehr großen Behältern kann es sich empfehlen, die ganze Auskleidung
in mehrere für sich abzudrückende Abschnitte zu unterteilen, um etwaige Fehlstellen
leichter ausfindig zu machen. In einem solchen Falle werden auch die unteren Schweißlagen
4 in einem oder mehreren in Umfangsrichtung des Behälters verlaufenden Spalten unter
Weglassung der Distanzstücke als geschlossener Ring ausgeführt, wobei dann für jeden
der betreffenden Abschnitte der Auskleidung zwei Anschlüsse für die Zu- bzw. Abführung
des Druckmittels vorzusehen sind.
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Während des Betriebes bleiben die Anschlußnippel 6 bei mit atmosphärischem
Druck oder mit Überdruck arbeitenden Behältern zwecks Auslaß der sich durch die
hohen Betriebstemperaturen ausdehnenden Luft aus dem Raum zwischen Behälter wand
und Auskleidung offen. Dabei können auch durch etwaige Undichtigkeiten hinter die
Auskleidung gelangende geringfügige Mengen des Betriebsmittels in flüssigem oder
dampfförmigem Zustand in die Atmosphäre austreten. In gewissen Zeitabständen kann
auch während des Betriebes eine Druckluftprüfung erfolgen, wobei durch Spuranalyse
der austretenden Druckluft das etwaige Vorhandensein von Undichtigkeiten feststellbar
ist.
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Die neue Anordnung ermöglicht ferner ein gleichzeitiges Entlüften
der ganzen Auskleidung beim Glühen des fertigen Behälters, wodurch spätere Ausbeulungen
oder Risse vermieden werden. Ein weiterer Vorteil besteht in einer Ersparnis an
Arbeitszeit und an hochlegierten Elektroden für die Herstellung der Schweißnähte
im Vergleich zu der bisherigen Art der Streifenauskleidung, bei der größere Fugen
(bis zu 12 mm Breite) zugeschweißt werden mußten.
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Das Vermeiden der bei den eingangs erwähnten bekannten Verfahren
als Druckmittelkanäle dienenden Einkerbungen der Behälterwand stellt insofern einen
besonderen Vorteil dar, weil die Streifenauskleidung mit den Distanzstücken ohne
zeitraubendes vorheriges Anzeichnen angeordnet werden kann. Beides ist praktisch
gerade deshalb von erheblicher Bedeutung, weil bei einer Streifenauskleidung vergleichsweise
viel mehr derartige Brücken für den Durchtritt des Druckmittels notwendig sind als
bei einer Plattenauskleidung.
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In den Fig. 2 und 3 ist der zum Durchtritt des Druckmittels dienende
Zwischenraum zwischen der Behälterwand I einerseits und den Streifen 2 bzw. den
Distanzstücken 3 andererseits zum besseren Verständnis vergrößert dargestellt. In
BTirklichkeit wird dieser Zwischenraum durch die mikroskopisch kleinen Ungenauigkeiten
der beiderseitigen Oberflächen gebildet, die sich infolgedessen nur an einzelnen
Punkten berühren.