Technische Informationen

Verschleißfeste Beschichtungen von Schutzrohren
WIKA Datenblatt IN 00.44

Abrasiver Verschleiß bei Schutzrohren
Als abrasiver Verschleiß oder Abrasion wird bei Schutzrohren
der Materialverlust bezeichnet, der durch die mechanische
Einwirkung eines Festkörpers auf das Schutzrohr durch ein
strömendes Medium entsteht. Typische Anwendungen sindhier zum Beispiel eine FCC-Unit (Fluid Catalytic CrackingUnit) einer Raffinerie oder Kohlestaubleitungen in Kraftwerken.
Um Abrasion vorzubeugen, muss bei der Konstruktion desSchutzrohres auf eine geeignete Werkstoffauswahl geachtet werden. Weniger empfindlich gegenüber abrasivem
Verschleiß als der meist verwendete CrNi-Stahl, sind metallische Hartlegierungen auf Cobalt-Chrom-Basis.
Die meistverwendete Hartlegierung bei Schutzrohren ist dasStellite® 6. Diese kann als Vollmaterial, in aufgeschweißter
oder gespritzter Form Anwendung finden. Neben Stellite® 6kommt noch Stellite® 12 zur Anwendung.
Stellite® ist eingetragenes Warenzeichen der Firma KennametalStellite.

WIKA Datenblatt IN 00.44 ∙ 12/2018Beschädigungen abrasiv belasteter Schutzrohre(Beispiele)

Seite 1 von 4Beschichtung mit Stellite® mittels Aufschmelzung
Die Beschichtung mit Stellite® mittels Aufschmelzung ist
das qualitativ hochwertigste Verfahren, da das Stellite®Pulver fest mit dem Trägermaterial des Schutzrohrkörpers
verschweißt ist. Deswegen ist dieses Verfahren für hochbelastete Anwendungen in Raffinerien der Öl- und Gasindustriebesonders zu empfehlen.

< 3. Lage

Stellite®
Laser Cladding< 2. Lage< 1. Lage

Wir unterscheiden hier 2 Verfahren:

Grundwerkstoff■■ Laser Cladding

Bei diesem Verfahren wird das Stellite®-Pulver in einen
Laserstrahl eingebracht und mit der Schutzrohroberflächeverschweißt. Die genau dosierbare Energieeinbringung
ermöglicht ein sehr verzugsarmes Beschichten. Durch
den Aufbau in mehrere ineinander verschweißte Schichten sind große Schichtstärken möglich.

Laserstrahl
Stellite®-Pulver

Schutzgas

Schutzrohr■■ Plasma Transfer Arc (PTA)

Beim PTA-Prozess (Plasma Transfer Arc) wird ein
Lichtbogen zwischen einer Wolfram-Elektrode und dem
Schutzrohrkörper gezündet. Das Stellite®-Pulver wird inden Lichtbogen eingebracht und mit den Schutzrohrwerkstoff aufgeschmolzen.

WolframElektrode
Pulverdüse

Lichtbogen

Stellite®-Pulver
Schutzgas

Schutzrohr

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Seite 2 von 4Beschichtung mit Stellite® im Sprühverfahren
Die Beschichtung mit Stellite® durch Aufsprühen ist ein Verfahren, bei dem das Stellite®-Pulver auf der Oberfläche desSchutzrohrkörpers fest anhaftet. Dieses Verfahren ist empfehlenswert für normale Anwendungen, z. B. in Abwasserreinigungsanlagen.
Auch hier unterscheiden wir 2 Verfahren:■■ Hochgeschwindigkeitsspritzen (HVOF)

Beim HVOF-Verfahren (High-Velocity-Oxygen-Fuel)erfolgt unter hohem Druck eine dauernde Verbrennung,wobei verschiedenste Brennstoffe zum Einsatz kommen.
Das Stellite®-Pulver wird dem austretenden Gasstrahl
zugeführt und durch diesen beschleunigt. Beim Auftreffen
auf die Schutzrohroberfläche erfolgt der Schichtauftragdurch Anhaftung der Pulverpartikel.

Spritzdüse
Stellite®-PulverFlammeSchutzrohr■■ Plasmaspritzen (APS)

Das APS-Verfahren (atmospheric plasma spraying) ist
dadurch gekennzeichnet, das zwischen einer Elektrodeund der Kathode ein Lichtbogen gezündet wird, durch
welchen das Plasmagas geleitet wird. In die aus der Düse
austretenden Plasmaflamme wird das Stellite®-Pulver
eingeleitet, welches durch die hohen Temperaturen
aufgeschmolzen wird und auf das Schutzrohr trifft unddort anhaftet.

Elektrode

Düse

Stellite®-Pulver
FlammeSchutzrohr

Beschichtungsverfahren im Überblick
Beschichtungsverfahren
Laser Cladding

Plasma Transfer Arc (PTA)

Plasmaspritzen (APS)

Hochgeschwindigkeitsspritzen (HVOF)WIKA Datenblatt IN 00.44 ∙ 12/2018

Widerstandsfähigkeit++++++++++

Schichtstärke> 3,2 mm möglich

1,6 mm (Standard)< 1,6 mm

< 0,8 mmKosten€€€

€€

€

€

Anwendung(typischer Einsatz)

Öl- und GasindustrieÖl- und Gasindustrie

Abwasser

Zellstoffindustrie

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Empfohlene Länge der Stellite®-Beschichtung
Grundsätzlich ist es möglich das Schutzrohr auf seiner
gesamten Einbaulänge mit Stellite® zu beschichten, wobei
der Bereich des Prozessanschlusses (Flansch oder Gewinde) von der Beschichtung grundsätzlich ausgenommen wird.
Da die durch den Flanschstutzen abgeschirmte Länge desSchutzrohres nicht direkt den abrasiven Prozessbelastungen ausgesetzt ist, sollte aus wirtschaftlichen Gründen
eine Begrenzung der beschichteten Länge in Erwägung
gezogen werden. Im Allgemeinen wird eine Überlappung von
25 ... 75 mm als ausreichend angesehen.
EmpfohleneÜberlappung:ca. 25 ... 75 mm

Durch Flanschstutzen
abgeschirmter
Bereich ohne direkteAnströmung

Abrasiv belasteter
Bereich mit direkter
Ausströmung durchden Prozess

Schutzrohr-Festigkeitsberechnung
Die ASME PTC 19.3 TW-2016 schließt in Section „1 - 2
Scope“ beschichtete Schutzrohre aus dem Gültigkeitsbereich der Norm aus.
Originaltext aus der ASME PTC 19.3 TW-2016:„Thermowells … including flame spray or weld overlays,at any place along the length of the shank or at the tip areoutside the scope of this Standard.“Aus diesem Grund kann eine beauftragte Schutzrohrberechnung nur informativen Charakter besitzen.

12/2018 DE© 12/2018 WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG, alle Rechte vorbehalten.
Die in diesem Dokument beschriebenen Geräte entsprechen in ihren technischen Daten dem derzeitigen Stand der Technik.
Änderungen und den Austausch von Werkstoffen behalten wir uns vor.

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