ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ АНКЕРНОГО КРЕПЛЕНИЯ ПРОТИВОЭРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ К ВНУТРЕННЕЙ СТЕНКЕ КАМЕРЫ УСТАНОВКИ ФЛЮИД-КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА
ELEMENT FOR ANCHOR FASTENING OF AN ANTI-EROSION COATING ON AN INNER WALL OF A FLUID-CATALYTIC CRACKING UNIT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к элементу для анкерного крепления противоэрозионного покрытия к внутренней или наружной стенке камеры установки флюид-каталитического крекинга (ФКК).
Изобретение относится, в частности, к элементу для анкерного крепления противоэрозионного покрытия, которое предназначено для защиты стенки циклона, камеры повышенного давления, стриппера, стояка, вертикальных труб, отводящих стенок или размыкателя, которые являются частью установки флюид-каталитического крекинга.
Изобретение также относится к анкерной структуре, образованной из собранных анкерных элементов по изобретению, покрытию с использованием анкерных элементов или анкерной структуры по изобретению и процессу изготовления противоэрозионного покрытия с использованием анкерных элементов по изобретению.
Уровень техники
Металлические стенки различных камер установки ФКК, например, размыкателя и регенератора, и металлические стенки внутреннего оборудования, расположенного в регенераторе или размыкателе, в частности, циклонов, могут подвергаться воздействию эрозии из-за циркуляции частиц катализатора в установке, и в регенераторе имеет место значительная коррозия в результате воздействия газов, образующихся во время горения, которое обеспечивает регенерацию катализатора. Таким образом, необходимо защитить эти металлические стенки для увеличения их срока службы.
Металлические стенки камер установки каталитического крекинга и оборудования внутри этих камер защищены покрытием, предназначенным для их защиты главным образом от эрозии. Такие покрытия, в общем, состоят из композитного материала, в общем, из бетона, удерживаемого анкерной структурой, которая обычно является металлической. Эти анкерные структуры приваривают к металлическим стенкам и, таким образом, обеспечивают крепление композитного материала. Они могут иметь различные формы. Они могут быть множеством шестиугольных ячеек, жестко прикрепленных друг к другу по одной стороне для образования сотовой структуры (Hexmesh). Также используют полосы S-образной формы, К-образной формы и любой другой геометрической формы, продолжающиеся параллельно стенке, закрепленные в стенке с помощью опорной ножки, перпендикулярной стенке. Такие S-образные и K-образные полосы также именуют как «S-образные прутки» или «K-образные прутки» и предпочтительно используют по отдельности, например, на поверхностях со сложной геометрией, на которых нельзя устанавливать сотовую анкерную структуру. Шестиугольные анкерные элементы также используют по отдельности для крепления к поверхностям со сложной геометрией. Подобно S-образным пруткам эти шестиугольные анкерные элементы чаще всего используют по отдельности без контакта с соседними анкерными элементами. Также существуют структуры сотового типа, имеющие квадратные ячейки, образованные из полос, соединенных попарно стержнями, образующими оси вращения (Flexmesh). Структура этого типа имеет преимущество, состоящее в том, что она может плотно примыкать к криволинейной стенке без предварительной обработки с целью получения требуемой формы.
После крепления этих анкерных элементов к подлежащей защите металлической стенке композитный материал наносят на металлическую стенку, оборудованную анкерными элементами, для покрытия последних. Однако этот композитный материал, в общем, наносят и разглаживают, используя доску (лопатку или гладилку), которую прижимают к анкерным элементам, так что, практически, бетон располагается заподлицо с верхом анкерных элементов. Не исключено, что определенные анкерные элементы будут не полностью покрыты бетоном, и что будут оставаться пустоты, которые создают возможность диффузии газов между бетоном и анкерным устройством или между бетоном и анкерным устройством или между двумя собранными анкерными устройствами. В этих местах также возможно проникновение частиц катализатора в указанные пустоты.
Кроме того, различие в коэффициентах расширения между металлическим анкерным устройством и бетоном вызывает, когда они подвергаются воздействию высокой температуры в условиях эксплуатации установки ФКК, появление пустот между боковыми стенками бетонного блока и анкерного устройства, снова создавая возможность диффузии газообразных частиц, образующихся в результате производственного процесса и в катализаторе.
Когда это покрытие контактирует с газами, образующимися в результате крекинга исходного сырья, например, в размыкателе или циклонах, расположенных в размыкателе, эти газы могут вызывать образование кокса внутри указанных пустот. Такое образование кокса может приводить к значительному отсоединению покрытия во время последовательных циклов охлаждения/нагрева камеры.
Когда покрытие находится в контакте с газом, содержащим, помимо прочего, кислород, оксиды углерода, серу и азот, например, с газом, присутствующем в регенераторе или во внутреннем оборудовании регенератора, в частности, в циклонах, камере высокого давления, вертикальной трубе, этот газ проникает через пустоты в покрытии и вызывает сульфидирование, науглероживание или окисление, в частности, в сварных швах, которые крепят металлическую анкерную структуру к металлическим стенкам, что может приводить к отсоединению анкерной структуры.
Независимо от наблюдаемого разрушения, коррозии, в частности, вызываемых сульфидированием, науглероживанием, окислением или образованием кокса, автор заявки обнаружил, что эти явления, по существу, возникают в металлической анкерной структуре и/или ее соединении посредством сварки с металлическим стенками и, в частности, в расположенных рядом частях анкерной структуры в случае сотовых анкерных структур.
Таким образом, существует необходимость в противоэрозионном покрытии анкерного элемента, которое является более стойким к явлению разрушения, в частности, к коррозии, в результате сульфидирования, науглероживания, окисления или образования кокса.
Для решения этой проблемы автор заявки предложил в заявке WO 2014/0092625 A1 конкретный процесс для получения покрытия сотовой анкерной структуры, который, в частности, содержит конкретный этап крепления анкерной структуры посредством сварки. Также было предложено изготавливать сотовые структуры, имеющие различные высоты у собранных стенок для способствования заполнению пустот между собранными стенками композитным материалом. Однако это процесс не относится к анкерным элементам, используемым по отдельности.
Раскрытие изобретения
Изобретение предназначено для устранения вышеуказанных недостатков с помощью предлагаемого металлического элемента для анкерного крепления противоэрозионного покрытия к внутренней или наружной металлической стенке камеры установки флюид-каталитического крекинга, причем указанный элемент предназначен для изолированного крепления к указанной металлической стенке, как, например, S-образный пруток или K-образный пруток или шестиугольная форма, упомянутые выше, или предназначены для крепления к указанной металлической стенке в сборе с другими идентичными анкерными элементами, например, сотовыми анкерными структурами (Hexmesh, Flexmesh).
Анкерный элемент по изобретению имеет крепежный край, предназначенный для крепления к подлежащей защите металлической стенке, и анкерное тело, жестко соединенное с крепежным краем, причем указанное крепежное тело имеет верхний край, который расположен в стороне от крепежного края и предназначен для покрытия композитным материалом типа батона, причем этот край определяет плоскость.
По изобретению, по меньшей мере, одна секция верхнего края, которая не предназначена для размещения рядом с верхним краем другого идентичного анкерного элемента и сборки с ним, содержит ограничивающий выступ для ограничения высоты композитного материала, который должен покрывать верхний края указанного анкерного элемента, причем указанный ограничивающий выступ имеет ограничивающий край, который расположен на заданном расстоянии от плоскости, определяемой верхним краем анкерного элемента.
Таким образом, ограничивающий выступ служит в качестве указателя во время нанесения композитного материала, и рабочий может разглаживать композитный материал по высоте ограничивающего края этого ограничивающего выступа разглаживающим инструментом (лопаткой или гладилкой). Таким образом, остальную часть анкерного элемента, в частности, остальную часть верхнего края, расположенную дальше относительно ограничивающего выступа, покрывают слоем композитного материала, по меньшей мере, равным заданному расстоянию, что позволяет ограничить образование пустоты, позволяющей проникать в нее коррозионноактивным газам.
Кроме того, автор заявки установил, что образование ограничивающего выступа на части анкерного элемента, которую не собирают с другим анкерным элементом, позволяет уменьшить образование пустот между собранными частями после нанесения композитного материала.
Заданное расстояние можно выбирать таким образом, чтобы после сушки композитный материал типа бетона по-прежнему находился заподлицо с ограничивающим выступом или выступами. В качестве примера это расстояние может составлять, по меньшей мере, 2 мм, например, может быть меньше или равно 10 мм, предпочтительно меньше или равно 6 мм, или даже меньше или равно 3 мм.
Преимущественно и без ограничения указанная секция может продолжаться на части длины верхнего края. Например, ограничивающий выступ может продолжаться не более чем на 1/2 или не более чем на 1/4 длины верхнего края, в частности, длины секции верхнего края, содержащей ограничивающий выступ, с целью ограничения потенциальных зон для проникновения газа. Фактически, достаточно, чтобы ограничивающий выступ выступал от верхнего края, так чтобы его мог заметить рабочий, наносящий композитный материал. В качестве примера длина ограничивающего выступа и, в частности, его ограничивающего края составляет 10-22 мм.
Ограничивающий выступ может быть расположен посередине указанного верхнего края, что может упрощать изготовление анкерного элемента.
Преимущественно и без ограничения анкерное тело может быть образовано посредством гибки плоской полосы вдоль оси, перпендикулярной продольному направлению полосы в плоскости полосы, и указанный ограничивающий выступ простирается как продолжение указанной плоской полосы перпендикулярно указанному продольному направлению. Другими словами, ограничивающий выступ соответствует зоне плоской полосы большей ширины. Ограничивающий выступ может быть образован простым способом, в частности, во время изготовления как единое целое с анкерным телом.
Преимущественно и без ограничения анкерный элемент изготавливают из нержавеющей стали (нержавеющая сталь содержит не более 1,2% масс. углерода и, по меньшей мере, 10,5% масс. хрома согласно стандарту EN10008). В частности, нержавеющую сталь можно выбирать таким образом, чтобы она выдерживала воздействие окружающей среды в камере, в которой должна использоваться анкерная структура.
Анкерный элемент можно изготавливать из аустенитной нержавеющей стали, которую выбирают из следующих сталей:
- нержавеющая сталь, содержащая 0,04-0,010% масс. углерода, 18-20% масс. хрома и 8-10,5% масс. никеля и не более 2% масс. марганца, например, сталь марки AISI 304Н,
- нержавеющая сталь, содержащая 0,04-0,010% масс. углерода, 17-19% масс. хрома и 9-12% масс. никеля и с содержанием ниобия от 8-кратного содержания углерода до 1% масс. например, сталь марки AISI 347,
- нержавеющая сталь, содержащая не более 0,015% масс. углерода, 15-17% масс. хрома и 33-37% масс. никеля, например, сталь марки AISI 330,
- нержавеющая сталь, содержащая не более 0,10% масс. углерода, 24-26% масс. хрома и 19-22% масс. никеля, например, сталь марки AISI 310,
- нержавеющая сталь, содержащая не более 0,08% масс. углерода, 17-19% масс. хрома, 9-12% масс. никеля, с содержанием титана от 5-кратного содержания углерода до 1% масс., не более 2% марганца масс., не боле 1% кремния масс., например, сталь марки AISI321,
- нержавеющая сталь, содержащая не более 0,15% масс. углерода, 11,5-13,5% масс. хрома, не более 1% марганца масс. не более 1% кремния масс., например, сталь марки AISI 410.
Такие аустенитные нержавеющие стали позволяют уменьшить разрушение из-за потери основных свойств нержавеющей стали в результате падения содержания хрома в стали ниже 10,5% масс.
Анкерный элемент по изобретению может быть предназначен для крепления к металлической стенке без контакта с другим анкерным элементом.
По варианту выполнения верхний край анкерного тела может иметь S-образную форму, и секция верхнего края, содержащая ограничивающий выступ, может быть криволинейной секцией.
Ограничивающий выступ может быть расположен, по существу, посередине верхнего края анкерного тела.
В этом варианте выполнения крепежный край может быть частью ножки, жестко соединенной с анкерным телом, так чтобы крепежный край находился в стороне от анкерного тела. Такая крепежная ножка также может простираться как продолжение анкерного тела по его середине.
Такой анкерный элемент можно изготавливать посредством гибки плоской полосы вдоль оси, перпендикулярной продольному направлению полосы. Как вариант, полоса может быть подвергнута предварительной резке для образования ограничивающего выступа и крепежной ножки, причем остальная часть полосы имеет постоянную ширину.
По другому варианту выполнения верхний края анкерного тела имеет K-образную форму, и секция верхнего края, содержащая ограничивающий выступ, является прямолинейной секцией.
По другому варианту выполнения верхний край анкерного тела может иметь шестиугольную форму, и указанная, по меньшей мере, одна секция верхнего края, содержащая ограничивающий выступ, может быть частью прямолинейной стороны верхнего края шестиугольной формы.
Предпочтительно, секция не продолжается по всей длине одной прямолинейной стороны.
Преимущественно, по меньшей мере, две противоположные стороны указанного верхнего края шестиугольной формы могут содержать ограничивающий выступ, который может способствовать получению слоя покрытия равномерной толщины сверху анкерного элемента благодаря двум указателям, образованным противолежащими ограничивающими выступами.
Такой анкерный элемент можно изготавливать посредством гибки плоской полосы вдоль оси, перпендикулярной продольному направлению полосы, с последующей сборкой концов полосы для образования шестиугольника. Как вариант, полоса может быть подвергнута предварительной резке для образования ограничивающего выступа. Крепежный край также имеет шестиугольную форму и определяет плоскость, отличающуюся от плоскости верхнего края.
Анкерный элемент по изобретению также может быть предназначен для крепления к металлической стенке в сборе с идентичными анкерными элементами для образования сотовой анкерной структуры. Тело указанного анкерного элемента может быть образовано из полосы, разделенной на множество участков, первые участки полосы, продолжающиеся в первой плоскости, параллельной продольному направлению (L) полосы, вторые участки полосы, продолжающиеся во второй плоскости, параллельной первой плоскости и расположенной на расстоянии и отличной от первой плоскости, третьи участки полосы, каждый из которых соединяет первый участок полосы со вторым участком полосы, причем первые и вторые участки полосы чередуются по всей длине полосы.
По изобретению указанная, по меньшей мере, одна секция верхнего края, содержащая ограничивающий выступ каждого анкерного элемента, может быть частью верхнего края третьего участка полосы этого анкерного элемента.
Предпочтительно, эта секция не продолжается по всей длине верхнего края третьего участка полосы.
Преимущественно, каждый третий участок полосы анкерного элемента может быть снабжен ограничивающим выступом, который может способствовать получению покрытия из композитного материала равномерной толщины по всей площади анкерной структуры. Однако ограничивающий выступ может быть предусмотрен только на одном третьем участке из двух или трех участков.
Такие анкерные элементы можно собирать разными способами.
По первому варианту выполнения предусматривается, что первые участки полосы анкерного элемента размещают рядом со вторыми участками соседней полосы и собирают с ними для образования шестиугольных ячеек. Таким образом, ограничивающий выступ является участком, который не собирают с другим анкерным элементом. Другими словами, собранные участки двух анкерных элементов имеют одинаковую высоту (от основания).
Изобретение также относится к сотовой структуре для анкерного крепления противоэрозионного покрытия к внутренней или наружной металлической стенке камеры установки флюид-каталитического крекинга, образованной из вышеописанных собранных анкерных элементов, в частности, из идентичных анкерных элементов, в которой первые участки полосы анкерного элемента размещены рядом со вторыми участками полосы соседнего анкерного элемента и соединены с ними для образования шестиугольных ячеек.
По другому варианту выполнения каждый первый участок, соединенный с двумя третьими участками одного и того же анкерного элемента, имеет U-образную форму, которая, как предусматривается, частично вставлена в U-образную форму каждого первого участка, соединенного с двумя третьими участками соседнего анкерного элемента, так чтобы третьи участки двух соседних анкерных элементов были частично расположены рядом друг с другом. Через эти расположенные рядом друг с другом части третьих участков собранных анкерных элементов проходит штанга, продолжающаяся в продольном направлении полос соседних анкерных элементов, причем вогнутости U-образных форм обращены в одном и том же направлении. Такая компоновка обеспечивает вращение двух соседних анкерных элементов вокруг собранных осей.
Как вариант, ограничивающие выступы могут быть предусмотрены на верхнем крае первого и второго участков анкерного элемента этого типа. Однако для упрощения укладки композитного материала предпочтительно, чтобы содержащая ограничивающий выступ секция верхнего края каждого анкерного элемента была частью верхнего края третьего участка полосы указанного анкерного элемента.
Изобретение также относится к сотовой структуре для анкерного крепления противоэрозионного покрытия к внутренней или наружной металлической стенке камеры установки флюид-каталитического крекинга, образованной из вышеописанных собранных анкерных элементов, в частности, из идентичных анкерных элементов, в которой каждый первый участок, соединенный с двумя третьими участками одного и того же анкерного элемента, имеет U-образную форму, частично вставленную в U-образную форму каждого первого участка, соединенного с двумя третьими участками соседнего анкерного элемента, так что третьи участки двух соседних анкерных элементов частично расположены рядом друг с другом, причем вогнутости U-образных форм направлены в одном и том же направлении для образования четырех сторонних ячеек, и через эти расположенные рядом части третьих участков соседних анкерных элементов проходит штанга, продолжающаяся в продольном направлении (L) полос соседних анкерных элементов.
Анкерная структура по изобретению может дополнительно содержать один или несколько вышеописанных анкерных элементов. Она может, в частности, содержать множество анкерных элементов различных форм, некоторые из которых могут быть идентичными друг другу и, как вариант, собраны, причем каждый анкерный элемент имеет, по меньшей мере, один ограничивающий выступ, ограничивающий край которого расположен на одном и том же расстоянии от его верхнего края и от его нижнего края.
Изобретение дополнительно относится к противоэрозионному покрытию, содержащему, по меньшей мере, один анкерный элемент по изобретению, утопленный в композитный материал, например, в бетон, причем композитный материал продолжается вплоть до ограничивающего края указанного ограничивающего выступа выше верхнего края указанного, по меньшей мере, одного анкерного элемента, так чтобы композитный материал покрывал ограничивающий край указанного ограничивающего выступа или находился заподлицо с ним. Таким образом, при нанесении указанного покрытия уменьшается вероятность образования пустот, в частности, в зонах контакта анкерного элемента и композитного материала или между зонами контакта собранных анкерных элементов. Риск образования пустот и, соответственно, разрушения покрытия может быть уменьшен еще больше, если длина ограничивающих выступов является небольшой, например, если она меньше или равна 22 мм, предпочтительно меньше или равна 15 мм.
Композитный материал в рамках замысла настоящего изобретения предпочтительно является материалом, полученным в результате комбинации, по меньшей мере, двух несмешиваемых материалов, имеющих высокую адгезионную способность. Предпочтительно, композитный материал является композитный строительным материалом, например, бетоном, в частности, бетоном, пригодным для использования в установке флюид-каталитического крекинга.
Противоэрозионное покрытие может содержать один или несколько изолированных анкерных элементов по изобретению, предназначенных для изолированного крепления к указанной металлической стенке, другими словами, без контакта с соседним анкерным элементом.
Как вариант или в комбинации противоэрозионное покрытие может содержать несколько анкерных элементов по изобретению, собранных с другими идентичными анкерными элементами для образования анкерной структуры, например, сотовой анкерной структуры.
Преимущественно, противоэрозионное покрытие может содержать множество анкерных элементов различных форм, как вариант, в комбинации с множеством идентичных анкерных элементов, причем каждый анкерный элемент имеет, по меньшей мере, один ограничивающий выступ, ограничивающий край которого расположен на одном и том же расстоянии от его верхнего края и от его нижнего края. Таким образом, можно получить покрытие равномерной толщины по всей поверхности подлежащей защите стенки.
Изобретение также относится к камере установки флюид-каталитического крекинга, содержащей, по меньшей мере, одну внутреннюю или наружную металлическую стенку, покрытую, по меньшей мере, одним покрытием по изобретению, причем крепежный край каждого анкерного элемента прикреплен посредством сварки к внутренней или наружной стенке камеры.
Преимущественно и без ограничения металлическая стенка, на которую наносят покрытие, является внутренней или наружной стенкой циклона, регенератора, размыкателя или любого другого внутреннего оборудования установки флюид-каталитического крекинга, такого как стояк, стриппер, вертикальная труба, линия отвода дымовых газов, линия передачи между реактором и фракционатором, камера снижения давления, подвижный клапан или отводные резервуары.
И, наконец, изобретение относится к процессу изготовления противоэрозионного покрытия на внутренней или наружной металлической стенке камеры установки флюид-каталитического крекинга, содержащему:
- (i) крепление множества анкерных элементов по изобретению, как вариант, определенных предварительно собранных друг с другом анкерных элементов к указанной металлической стенке, причем это крепление выполняют посредством сварки крепежного края каждого анкерного элемента с металлической стенкой.
(ii) нанесение слоя композитного материала на металлическую стенку, причем толщину этого слоя выбирают таким образом, чтобы композитный материал покрывал или был расположен заподлицо с ограничивающим краем ограничивающих выступов каждого анкерного элемента.
Таким образом, композитный материал наносят так, чтобы оставшаяся часть верхнего края каждого анкерного элемента была покрыта слоем композитного материала, толщина которого, по меньшей мере, равна заданному расстоянию.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено описание изобретения со ссылкой на приложенные неограничивающие чертежи, на которых:
фиг. 1 - перспективное изображение анкерных элементов по варианту выполнения изобретения, которые образуют сотовую анкерную структуру;
фиг. 2 - вид в разрезе по линии А-А анкерной структуры из фиг. 1, причем анкерная структура прикреплена к металлической стенке и утоплена в композитном материале;
фиг. 3 - вид в разрезе по линии В-В анкерной структуры из фиг. 1, причем анкерная структура прикреплена к металлической стенке и утоплена в композитном материале;
фиг. 4 - перспективное изображение анкерного элемента по второму варианту выполнения изобретения;
фиг. 5 - перспективное изображение анкерного элемента по третьему варианту выполнения изобретения;
фиг. 6 - перспективное изображение анкерных элементов по четвертому варианту выполнения изобретения, которые образуют сотовую анкерную структуру, ячейки которой имеют четыре стороны.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 частично показана сотовая металлическая анкерная структура 10, образованная из множества полос, собранных попарно для образования множества шестиугольных ячеек 14, соединенных друг с другом по боковым сторонам. Каждая полоса 12 образует анкерный элемент по первому варианту выполнения изобретения.
Термин «полоса» обозначает полосу металлического материала, имеющую ширину меньше длины и толщину меньше ширины. Предпочтительно, полоса имеет постоянную ширину по всей длине за исключением ограничивающих выступов, как описано ниже.
В качестве примера внутренние размеры ячеек могут варьироваться от 4 до 6 см для толщины приблизительно 1,5-3,0 см, например, 2 см.
Каждая полоса 12, выполненная из одной части, разделена по длине на множество участков 121, 122, 123:
- первые участки 121 полосы, которые продолжаются в первой плоскости, параллельной продольному направлению L полосы,
- вторые участки 122 полосы, которые продолжаются во второй плоскости, параллельной первой плоскости и расположенной от нее на некотором расстоянии,
- третьи участки 123 полосы, каждый из которых соединяет первый участок 121 полосы со вторым участком 122 полосы.
Такой анкерный элемент 12 можно изготавливать посредством гибки плоской полосы в направлении, перпендикулярном ее продольному направлению (L) в плоскости полосы.
Первые участки 121 полосы и вторые участки 122 полосы чередуются по всей длине полосы 12, и первые участки 121 одной полосы помещают рядом и собирают со вторыми участками 122 соседней полосы 12, например, посредством сварки и/или крепежных средств. Таким образом, первые участки 121 полосы и вторые участки 122 полосы образуют участки для сборки с соседней полосой 12.
Показанная анкерная структура 10 образована из множества идентичных полос 12. Каждая полоса 12 имеет нижний продольный край 12а, расположенный в одиночной плоскости, и верхний продольный край 12b, параллельный нижнему продольному краю 12а. Этот продольный край 12b определяет одиночную плоскость за исключением ограничивающих выступов.
Нижний продольный край 12а образует крепежный край анкерного элемента 12, причем полоса 12 сама по себе образует анкерное тело в рамках замысла изобретения.
По изобретению секция верхнего края 12b, которая не предназначена для размещения рядом с верхним краем идентичного соседнего анкерного элемента и соединения с ним, содержит ограничивающий выступ 16 для ограничения высоты композитного материала, который должен покрывать верхний край анкерного элемента. С этой целью ограничивающий выступ 16 имеет ограничивающий край 18, который находится на заданном расстоянии от плоскости, определяемой верхним краем 12b анкерного элемента 12. Другими словами, в настоящем примере, как можно видеть на фиг. 1, ограничивающий край 18 ограничивающего выступа 16 продолжается параллельно нижним краям 12а и верхним краям 12b.
На фиг. 2 и 3 в одинаковом масштабе показаны виды в разрезе по линиям А-А и В-В из фиг. 1. На этих фигурах показана металлическая стенка 20, к которой прикреплена анкерная структура 10. Это крепление выполняют посредством сварки крепежного края 12а со стенкой 20. На фиг. 2 показаны собранные участки 121 и 122 анкерной структуры. Слой 21 композитного материала покрывает верхние края 12b собранных участков 121, 122. Этот слой 21 продолжается по высоте Н (измеряемой от металлической стенки 20 и перпендикулярно ей), так что поверхность слоя 21 композитного материала расположена заподлицо с ограничивающим краем 18 ограничивающего выступа 16 (фиг. 3). Таким образом, для полосы высотой h (другими словами, шириной h) верхние края 12b анкерного элемента покрывает композитный материал толщиной d, причем общая высота Н слоя 21 равна сумме высоты h и толщины d. Таким образом, эта толщина d соответствует заданному расстоянию, отделяющему ограничивающий край 18 от плоскости, определяемой верхним краем 12b анкерного элемента 12.
Таким образом, используя ограничивающие края 18 выступов 16 для получения покрытия заданной толщины, можно обеспечить полное покрытие анкерного элемента 12, в частности, его собранных участков 121, 122, и, таким образом, исключить образование пустот, изготавливая слой композитного материала равномерной толщины. В этом примере каждый третий участок 123 содержит ограничивающий выступ 16, который продолжается на части длины верхнего края третьего участка 123.
Как показано на фиг. 1, анкерный элемент 12 может дополнительно содержать клапан из материала 22 вырезанный, по меньшей мере, в одном участке, который не относится к собранном участку (т.е. в данном случае в участке 123), и отогнутый таким образом, чтобы он выступал от этого участка. Такая конфигурация позволяет улучшить анкерное крепление композитного материала к анкерному элементу, причем клапан в этом случае будет заглублен в композитный материал, удерживание которого также улучшается, поскольку композитный материал проходит через отверстие, образованное отогнутым клапаном.
Клапаны 22, образованные на участках, которые являются частью одной и той же ячейки, могут быть отогнуты в направлении друг друга. Такая компоновка позволяет получить два клапана, отогнутых к центру каждой ячейки, когда полосы собраны друг с другом.
Эти клапаны 22 также могут быть отогнуты таким образом, чтобы они продолжались, по существу, параллельно плоскостям собранных участков полосы.
Анкерная структура 10, показанная на фиг. 1, может быть подвергнута обработке для получения требуемой формы перед ее креплением к металлической стенке, например, посредством гибки в вальцах, так чтобы анкерная структура точно соответствовала форме этой металлической стенки.
Если подлежащая защите металлическая стенка имеет более сложную форму, крепление анкерной структуры такого типа, как описано со ссылкой на фиг. 1, может оказаться затруднительным или даже невозможным. В таком случае можно использовать изолированные анкерные элементы такого типа, как описано со ссылкой на фиг. 4 или 5, или шарнирно-сочлененные анкерные элементы такого типа, как описано со ссылкой на фиг. 6.
На фиг. 4 показан анкерный элемент 12' по другому варианту выполнения изобретения.
Анкерный элемент 12' содержит анкерное тело 13, верхний края 13b которого имеет S-образную форму, которая определяется в плоскости верхнего края 13b. В рассматриваемом случае анкерное тело 13 имеет форму плоской полосы, согнутой в направлении, перпендикулярном ее продольному направлению в плоскости полосы. Нижний край 13а анкерного тела 13 жестко прикреплен к опорной ножке 13с, которая продолжается перпендикулярно продольному направлению полосы. Эта опорная ножка 13с имеет крепежный край 13d, с помощью которого анкерный элемент 12' может быть приварен к подлежащей защите металлической стенке.
По изобретению криволинейная, как вариант, секция верхнего края 13b содержит ограничивающий выступ 16', ограничивающий край 18' которого расположен на заданном расстоянии d' от плоскости, определяемой верхним краем 13b. Длина ограничивающего выступа 16', т.е. длина криволинейной, по усмотрению секции предпочтительно равна четверти или менее полной длины верхнего края 13b.
Такой анкерный элемент 12' выполнен с возможностью крепления к металлической стенке без контакта с другим анкерным элементом.
На фиг. 5 показан анкерный элемент 12'' по еще одному вариант выполнения изобретения.
Этот анкерный элемент 12'' имеет шестиугольную форму. Ее получают посредством гибки плоской полосы в направлении, перпендикулярном продольному направлению полосы в плоскости полосы, причем концы полосы соединяют друг с другом для образования шестиугольной формы. Полученная таким образом структура образует ячейку, которая может быть заполнена и покрыта композитным материалом. Анкерный элемент 12'' имеет нижний край 12''а, образующий крепежный край, с помощью которого он может быть приварен к подлежащей защите металлической стенке. Изогнутая полоса сама по себе образует анкерное тело. Анкерное тело 12'' имеет верхний край 12''b шестиугольной формы, который определяет плоскость, параллельную плоскости нижнего края 12''а.
По изобретению секция верхнего края 12''b содержит ограничивающий выступ 16'', ограничивающий край 18'' которого расположен на заданном расстоянии d'' от плоскости, определяемой верхним краем 12''b. В данном случае анкерный элемент 12'' имеет два ограничивающих выступа 16'', расположенных на противоположных краях шестиугольной формы. Эти выступы 16'' параллельны, что может способствовать нанесению композитного материала.
Длина ограничивающего выступа 16'', т.е. длина прямого участка предпочтительно равна половине или менее общей длины верхнего края 12''b.
Что касается вышеописанного варианта выполнения, анкерный элемент 12'' предназначен для крепления к металлической стенке без контакта с другим анкерным элементом. Наличие ограничивающего выступа 16' или 16'' в этих двух вариантах выполнения позволяет обеспечить, что остальная часть верхнего края 13b или 12''b анкерного тела полностью покрывается композитным материалом, тем самым, ограничивая риски проникновения коррозионно-активного газа между анкерным элементом и композитным материалом и поддерживая постоянную высоту композитного материала благодаря указателю ограничивающего выступа.
На фиг. 6 показана металлическая анкерная структура 10' сотового типа, образованная из множества анкерных элементов 12''' по еще одному варианту выполнения изобретения.
Это вариант выполнения сходен с вариантом выполнения, описанным со ссылкой на фиг. 1, причем каждый анкерный элемент 12''' образован из полосы, и эти полосы собраны попарно для образования множества четырехсторонних ячеек. Термин «полоса» имеет такое же значение, как указано выше. Эти полосы можно изготавливать, как описано выше в отношении первого варианта выполнения.
Каждая полоса 12''', выполненная из одной части, разделена по длине на множество участков 121''', 122''', 123''':
- первые участки 121''' полосы, которые продолжаются в первой плоскости, параллельной продольному направлению L полосы,
- вторые участки 122''' полосы, которые продолжаются во второй плоскости, параллельной первой плоскости и расположенной от нее на некотором расстоянии,
- третьи участки 123''' полосы, каждый из которых соединяет первый участок 121''' полосы со вторым участком 122''' полосы.
Первые участки 121''' полосы и вторые участки 122''' полосы чередуются по всей длине полосы 12'''. Каждый первый участок 121''', соединенный с двумя третьими участками 123''' одного и того же анкерного элемента, имеет U-образную форму, которая частично вставлена в U-образную форму каждого первого участка 121''', соединенного с двумя третьими участками 123''' соседнего анкерного элемента, так что третьи участки 123''' двух соседних анкерных элементов частично помещены рядом друг с другом, образуя четырехсторонние ячейки (Фиг. 6). Определяемые таким образом все вогнутости U-образных форм направлены в одном и том же направлении. Через эти расположенные рядом друг с другом части 23 третьих участков 123''' соседних анкерных элементов дополнительно проходит штанга 24, продолжающаяся в продольном направлении L полос соседних анкерных элементов.
Таким образом, получают шарнирно-сочлененную структуру 10', причем каждый анкерный элемент 12''' может поворачиваться относительно соседнего анкерного элемента 12''' посредством вращения вокруг штанги 24.
Показанная здесь анкерная структура 10' образована из множества идентичных полос 12'''. Каждая полоса 12''' имеет нижний край 12'''а, расположенный в одиночной плоскости, и верхний продольный край 12'''b, параллельный нижнему продольному краю 12'''а.
Нижний продольный край 12'''а образует крепежный край анкерного элемента 12''', причем полоса 12''' сама по себе образует анкерное тело в рамках замысла настоящего изобретения.
По изобретению секция верхнего края 12'''b, которая не предназначена для размещения рядом с верхним краем идентичного соседнего анкерного элемента и соединения с ним, содержит ограничивающий выступ 16''' для ограничения высоты композитного материала, который должен покрывать верхний край анкерного элемента. С этой целью ограничивающий выступ 16''' имеет ограничивающий край 18''', который находится на заданном расстоянии d''' от плоскости, определяемой верхним краем 12'''b анкерного элемента 12'''. Другими словами, ограничивающий край 18''' ограничивающего выступа 16''' продолжается параллельно нижним краям 12'''а и верхним краям 12'''b.
В этом примере каждый третий участок 123''' содержит ограничивающий выступ 16''', который продолжается на части длины верхнего края третьего участка 123''', который не расположен рядом с третьим участком 123''' соседнего анкерного элемента 12'''. Такая компоновка облегчает позиционирование композитного материала.
Таким образом, используя анкерные элементы разной формы, но имеющие ограничивающий выступ, расположенный на одном и том же расстоянии от их крепежного края, можно изготавливать покрытие постоянной толщины.
Во всех представленных вариантах выполнения ограничивающий выступ 16, 16', 16'', 16''' простирается как продолжение полосы, образующей анкерное тело. Крепежный край может быть частью этой полосы, например, когда он является нижним краем, или может быть жестко прикреплен к полосе.
Преимущественно, независимо от варианта выполнения анкерного элемента ограничивающий выступ или выступы предпочтительно выполнены как единое целое с анкерным телом, например, посредством резки полосы постоянной ширины и последующего придания формы этой полосе посредством гибки. Таким же образом, крепежный край преимущественно включен в состав анкерного тела.
Также следует отметить, что на анкерных телах анкерных элементов, описанных со ссылкой на фиг. 4-6, могут быть предусмотрены один или несколько клапанов, сходных с клапанами 22, описанными со ссылкой на вариант выполнения, показанный на фиг. 1, для улучшения анкерного крепления композитного материала с помощью анкерного элемента.