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Dokumentenidentifikation DE102007029339A1 27.12.2007
Titel Korrosionsbeständiges Bimetallrohr und dessen Verwendung in Rohrbündelanlagen
Anmelder Snamprogetti S.p.A., San Donato Milanese, Mailand/Milano, IT
Erfinder Gianazza, Alessandro, Legnano, Milan, IT;
Mairano, Luca, Milan, IT;
Merelli, Guiseppe, Vertova, Bergamo, IT;
Sanfilippo, Domenico, Paullo, Milan, IT
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Anmeldedatum 26.06.2007
DE-Aktenzeichen 102007029339
Offenlegungstag 27.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse F16L 9/02(2006.01)A, F, I, 20070626, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16L 9/19(2006.01)A, L, I, 20070626, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein Bimetallrohr, das aus mindestens einem röhrenförmigen Element aus einem ersten Metall besteht, welches beständig gegenüber der korrosiven und/oder erodierenden Wirkung eines Prozessfluids ist, mit dem es in Kontakt gebracht wird, das mindestens ein Ende oder einen Bereich in der Nähe eines Endes aufweist, das/der außen mit einer Schicht eines zweiten Metalls beschichtet ist, das verschieden von dem ersten und besser geeignet ist, mit einer Halterung dichtend verschweißt zu werden.
Rohrbündelanlagen, die für Wärmeaustauschprozesse bei hohen Temperaturen und Drücken unter Bedingungen hoher Aggressivität der Prozessfluide verwendet werden, wobei das Rohrbündel mindestens ein Rohr umfasst, das die obigen Eigenschaften aufweist.
Diese Anlagen werden insbesondere als Wärmeaustauscher und Zersetzungsanlage verwendet, zum Beispiel als Abscheider, im Kreislauf von Harnstoffsyntheseverfahren, wo Bedingungen hohen Drucks, hoher Temperaturen, hoher Aggressivität der Prozessfluide herrschen und in denen das Rohrbündel aus mindestens einem Rohr besteht, das die obigen Eigenschaften aufweist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein korrosionsbeständiges Bimetallrohr und dessen Verwendung zur Herstellung von Rohrbündelanlagen.

Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Bimetallrohr, das aus einem Metall besteht, das beständig gegenüber der korrosiven und/oder erodierenden Wirkung eines Prozessfluids, mit dem es in Verbindung gebracht wird, ist und das so gebaut ist, dass es in geeigneter Weise in Rohrbündelanlagen für Wärmeaustauschvorgänge unter Hochdruckbedingungen und Bedingungen hoher erodierender und/oder korrosiver Aggressivität eingebaut werden kann.

Die Methode des Baus von Hochdruckanlagen, unabhängig davon, ob diese aus Zersetzungsanlagen, Reaktoren, Trennanlagen, Kesseln und anderen Apparaten, in denen ein Wärmeaustausch stattfindet, bestehen, umfasst normalerweise den Zusammenbau eines kompakten Verstärkungskörpers, der in der Lage ist, die Betriebsdrücke auszuhalten, maximale Sicherheit und Dauerhaftigkeit der mechanischen Eigenschaften zu garantieren, und der mit den notwendigen Durchlässen für den Einlass und Auslass der Prozessfluide ausgestattet ist.

Das am weitesten verbreitete Material, das für den Bau des Verstärkungskörpers verwendet wird, ist Kohlenstoffstahl, aufgrund dessen exzellenten Kombination optimaler mechanischer Eigenschaften, dessen relativ geringen Kosten und der kommerziellen Verfügbarkeit. Um die Austauschfläche zu maximieren, wird normalerweise ein Rohrbündel innerhalb des Verstärkungskörpers eingebaut, das an jedem Ende mit einer Platte oder einer perforierten Trommel endet, die einer Sammel- oder Fluidverteilkammer gegenüberliegt. Der Wärmeaustausch mittels eines Rohrbündels erfolgt mit einem zweiten Fluid mit anderer Temperatur, im Allgemeinen mit geringen Aggressivitätseigenschaften, das auf der anderen Seite des Austauschers zirkuliert und das direkt in Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Rohre steht.

In chemischen Prozessen, in denen hoch aggressive Fluide behandelt werden, ist mindestens eine der beiden Oberflächen jedes Rohres und jeder Rohrplatte und mindestens ein Teil der inneren Oberfläche des Verstärkungskörpers dem direkten Kontakt mit besagten Fluiden ausgesetzt, und deren Oberflächen müssen daher in adäquater Weise mit einer Schutzschicht beschichtet sein, die aus einem/r geeigneten Metall und/oder Metalllegierung besteht.

Einige der Verfahren und Anlagen, die im Allgemeinen zur Durchführung eines Wärmeaustausches in diesen Fällen verwendet werden, sind unter anderem in der technischen Veröffentlichung "Perry's Chemical Engineering Handbook", McGraw-Hill Book Co., 6. Aufl. (1984), Seiten 11–18 beschrieben. Ein typisches Beispiel dieser Anlagen stellt der Abscheider dar, der im Hochdruckkreislauf von Harnstoffsyntheseverfahren eingebaut ist.

Das Problem der Korrosion und/oder Erosion ist in existierenden Industrieanlagen mittels verschiedener Lösungen angegangen worden, und weitere sind in der Literatur vorgeschlagen worden. Es gibt in der Tat zahlreiche Metalle und Legierungen, die in der Lage sind, über ausreichend lange Zeiträume den extrem aggressiven Bedingungen zu widerstehen, die im Inneren von Anlagen bei Prozessen herrschen, an denen hoch korrosive Fluide beteiligt sind, wie zum Beispiel bei der Synthese von Salpetersäure und Harnstoff. Von diesen Metallen seien etwa Blei, Titan, Zirkonium, Tantal, Niobium und deren Legierungen verschiedener Grade erwähnt, zusammen mit zahlreichen Edelstählen, wie zum Beispiel austenitischer Edelstahl (AISI 316L Harnstoffgrad), Edelstahl vom Typ 25/22/2 Cr/Ni/Mo, austenitisch-ferritische Edelstähle.

Trotz ihrer hohen Kosten im Vergleich zu Edelstählen werden Metalle, wie etwa Titan und Zirkonium, aufgrund ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit und zufriedenstellenden mechanischen Eigenschaften häufig für die Herstellung von Rohren in Hochdruckwärmeaustauschanlagen, die bei der Synthese von Harnstoff und Salpetersäure verwendet werden, bevorzugt. Insbesondere Zirkonium ist bekannt für seine exzellente Beständigkeit gegenüber sowohl chemischer Korrosion als auch der erodierenden Wirkung von Prozessfluiden, mit denen es in Kontakt kommt, während Titan eine Korrosionsbeständigkeit aufweist, die im Wesentlichen der von Zirkonium ähnelt, jedoch eine geringere Beständigkeit gegenüber erodierender Wirkung besitzt.

Eines der Probleme, die am häufigsten im Stand der Technik auftreten, wenn spezielle Materialien bei der Konstruktion und Herstellung von Wärmeaustauschern der oben beschriebenen Art verwendet werden, besteht in der Konstruktion und Herstellung langlebiger dichtender Verbindungen zwischen den verschiedenen Oberflächen, die der korrosiven Wirkung ausgesetzt sind. Es ist in der Tat wohlbekannt, dass Verschweißungen stets bevorzugte Angriffspunkte für korrosive Fluide darstellen, da die kristalline Struktur des Metalls in den Verbindungsbereichen eine höhere Anzahl an Unregelmäßigkeiten aufweist. Das Verbinden verschiedener Metalle miteinander ist auch extrem problematisch, da sich leicht Bereiche bilden können, in denen ein Metall in ein anderes diffundiert, zusätzlich zu Instabilitäten aufgrund der unterschiedlichen chemischen Eigenschaften und der Inkompatibilität bei der Bildung einer Legierung (wie zum Beispiel zwischen Titan oder Zirkonium auf der einen Seite und Edelstahl oder Kohlenstoff auf der anderen Seite).

Im speziellen Fall eines Rohrbündelaustauschers, wie zum Beispiel des Abscheiders, der in den Hochdruckkreislauf der Harnstoffsynthese einbezogen ist, ist die Lösung von Problemen der Korrosion äußerst komplex aufgrund der besonderen Geometrie der Anlage, die darauf gerichtet ist, eine Verteilung bei maximaler Kontrolle und Reproduzierbarkeit der Temperaturen und Zusammensetzungen der Fluide zu gestatten, insbesondere wenn der Wärmeaustausch mit chemischen Reaktionen verknüpft ist. Auch in diesem Fall gab es relativ erfolgreiche Versuche, die Korrosion durch geeignete Beschichtungen der Oberfläche der Rohrplatte und anderen Oberflächen des Verstärkungskörpers, die in Kontakt mit dem korrosiven Fluid kommen, zu vermeiden, jedoch ohne dass es gelang, Anlagen zu vernünftigen Kosten herzustellen, die in der Lage sind, eine weitere Verlängerung der Betriebsdauer ohne Reparatureingriffe zu ermöglichen.

US-Patent 4 899 813 (dem Anmelder zuerkannt) beschreibt Bau und Verwendung vertikaler Rohrbündelanlagen, die insbesondere für den Hochdruckabscheideprozess der Harnstofflösung, die aus dem Synthesereaktor kommt, geeignet sind. Um Korrosion an der inneren Fläche der Rohre zu vermeiden, wo Wärmeaustausch und Zerfall des Carbamats stattfindet und wo die chemische und erodierende Aggressivität des Fluids daher maximal ist, wird ein Rohrbündel verwendet, das aus Bimetallrohren besteht, d.h. das aus einem äußeren Teil, der aus Edelstahl hergestellt ist, und einem inneren Teil besteht, welcher eine geringere Dicke (0,7 bis 0,9 mm) hat und aus Zirkonium hergestellt ist, und der mechanisch an Ersterem hängt, jedoch nicht mit diesem verschweißt ist. Der übrige Teil des Austauschers/Abscheiders, der in Kontakt mit der Harnstofflösung kommt, ist andererseits mit dem Verstärkungskörper mittels normaler Kohlenstoffstahltechnik gebaut und im Inneren mit einem geeigneten Edelstahl beschichtet. Probleme, die mit der Korrosion und Erosion im Inneren der Rohre verbunden sind, sind daher aufgrund der exzellenten Beständigkeit von Zirkonium gelöst, ohne dabei jedoch in Schwierigkeiten zu geraten, die die Bildung spezieller Stahl/Zirkonium-Verbindungen, die nicht auf effiziente Weise direkt miteinander verschweißt werden können, mit sich bringt, und wobei gleichzeitig die Herstellung der Anlagen wirtschaftlich vernünftig gehalten wird.

Trotz der exzellenten Ergebnisse, die bei Anwendung dieser letztgenannten Technologie erhalten werden, fand man jedoch heraus, dass in gewissen Bereichen des Austauschers, insbesondere solchen, die um die untere Rohrplatte des Abscheiders herum und in der entsprechenden Kammer konzentriert sind, unvorhersagbare Korrosionsphänomene nach wie vor unter Bedingungen extremer Aggressivität der Fluide auftreten. Das gleiche Problem kann mit der Zeit auch in anderen Rohrbündelanlagen auftreten, die unter vergleichbar aggressiven Bedingungen betrieben werden.

Für Rohrbündelaustauscher, die unter extremen Bedingungen betrieben werden, wurde ebenfalls vorgeschlagen, Rohre zu verwenden, die ganzheitlich aus einem Hochleistungsmetall, wie etwa Zirkonium, Niobium oder Tantal, hergestellt sind, wohingegen die anderen Oberflächen des Austauschers, d.h. die Oberfläche der Rohrplatte und die Wände der Fluidsammel- und -verteilbereiche, die weniger aggressiven Bedingungen ausgesetzt sind, mit einer Beschichtung hergestellt werden können, die aus einem verschiedenen, zweckmäßigeren und/oder besser erhältlichen Material besteht, wie etwa Titan oder Edelstahl, die jedoch eine geringere Leistung bezüglich der Beständigkeit gegenüber Korrosion und/oder Erosion aufweisen. Eine analoge Situation findet sich im Fall der Instandhaltung oder Reparatur bereits bestehender Austauscher, bei denen die korrodierten oder abgetragenen Rohre durch neue Rohre ersetzt werden, welche aus beständigeren Materialien hergestellt sind als die ursprünglich verwendeten, wobei andererseits die übrigen Oberflächen der Anlage, die weniger abgetragen sind, aus dem selben ursprünglichen Material erhalten bleiben. Im letzteren Fall ist die Notwendigkeit der Bildung einer langlebigen Verbindung zwischen verschiedenen Metallen sogar noch dringlicher, da es praktisch unmöglich ist, in die Struktur der bereits bestehenden Platte mit einer neuen Beschichtung einzugreifen, aufgrund der Verarbeitungsschwierigkeiten, die aus der großen Anzahl von Rohren pro Oberflächeneinheit herrühren.

In beiden obigen Fällen besteht jedoch nach wie vor das Problem der dichtenden Verbindung der Rohre mit der Schutzbeschichtung der Rohrplatte. Der geringe Manövrierraum, der beim Zusammenbau der Rohre auf der Platte zur Verfügung steht, wo sie in geringem Abstand voneinander angebracht sind, verkompliziert die Verwendung spezieller Verbindungstechniken wie etwa Kaltschweißen, Festkörperschweißen oder durch Sprengen oder Co-Extrusion, die häufig für das dichtende Verbinden von Metallen, die nicht mit traditionellem Schweißen kompatibel sind, notwendig sind.

Die Patentanmeldung EP 1577632 beschreibt einen Rohrbündelaustauscher, der zur Behandlung von Ammoniumcarbamat in Anlagen zur Harnstoffsynthese geeignet ist, wobei das Bündel aus Titaniumrohren besteht, die mit einer dünnen Schicht Zirkonium auf der Seite beschichtet sind, die mit dem korrosiven Fluid in Kontakt kommt und auf der Rohrplatte durch Titan-Titan-Schweißen dichtend befestigt sind. Die Zirkoniumschicht erstreckt sich nicht notwendigerweise über die gesamte Länge der Rohre, sondern sie kann in dem Bereich des Rohres angebracht sein, der dem intensivsten aggressiven Angriff ausgesetzt ist. Verfahren, besagte Rohre zu erhalten, können Heißschweißen oder Schmieden umfassen, um die Bildung einer metallurgischen Bindung zwischen der Zirkoniumschicht und der Oberfläche des Titans zu begünstigen. Die in dieser Patentanmeldung vorgeschlagene Lösung stellt jedoch nicht vollständig zufrieden, insofern die mechanischen Eigenschaften der Titanrohre betroffen sind, die größere Dicken erfordern, so dass die Effizienz des Wärmeaustausches verringert ist. Das Problem wird sogar noch ernster aufgrund der Tatsache, dass Titan eine geringere Wärmeleitfähigkeit besitzt, verglichen mit der von Zirkonium.

Die Patentanmeldung US 2006027628 schlägt eine andere Lösung für dieses Problem vor, durch Herstellung eines Rohrbündels mit Rohren, die ein röhrenförmiges metallisches Zwischenelement umfassen, das im Wesentlichen aus einem Antikorrosions-Hochleistungsmetall besteht, das im festen Zustand an einem oder beiden Enden mit einem zweiten doppelschichtigen, koaxialen, röhrenförmigen Element verschweißt ist, in dem eine Schicht aus derselben Art Metall ist wie das Zwischenelement, und die andere Schicht zum Verschweißen mit dem Metall der Plattenbeschichtung geeignet ist.

Für die Anforderung an Druckanlagen, die Rohre umfassen, welche in Kontakt mit extrem korrosiven Fluiden kommen, insbesondere Rohrbündelanlagen, die im Harnstoffsynthese-Kreislauf verwendet werden, die eine exzellente Kombination hoher Haltbarkeit und Einfachheit in Konstruktion und Bau mit einer konsequenten Kostenverringerung und der Beachtung der dringlichsten Sicherheitskriterien aufweisen, wird jedoch keine völlig zufrieden stellende Antwort gegeben. Des Weiteren bleiben einige der Bauprobleme, die mit Eingriffen zur Instandhaltung, Sanierung und Verbesserung bestehender Rohranlagen, die für Hochleistungen entworfen sind, verbunden sind, nach wie vor teilweise ungelöst.

Im Laufe der kontinuierlichen Arbeit zur Verbesserung der eigenen Technologie hat die Anmelderin nun herausgefunden, dass durch die Anwendung einer besonderen Art von Rohrkonfiguration die obigen Erfordernisse befriedigt und die damit in Verbindung stehenden Probleme in adäquater Weise gelöst werden, speziell hinsichtlich Rohrbündelanlagen mit Rohren, die ein antikorrosives Material umfassen, das verschieden von Edelstahl ist.

Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft daher ein Bimetallrohr, umfassend ein erstes röhrenförmiges Element E1, das aus einem Metall M1 besteht, welches ausgewählt ist aus Zr, Ta, Nb und Al oder einer Legierung besagter Metalle, das geeignet ist, der aggressiven Wirkung eines Prozessfluids, das mit dessen inneren Oberfläche in Verbindung kommt, zu widerstehen, das sich gleichmäßig über seine gesamte Länge erstreckt, und mindestens ein zweites röhrenförmiges Element E2, das aus einem/r zweiten Metall oder Legierung M2 besteht, das/die verschieden von M1 ist, das ringförmig außen um das besagte erste röhrenförmige Element in einer Position in der Nähe eines seiner Enden, in einem Abschnitt, der weniger als ein Drittel der Länge des Rohres selbst ist, angeordnet ist und dichtend an besagtem Element E1 befestigt ist.

Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des obigen bimetallischen Rohres, ausgehend von einem Rohr, das über seine gesamte Länge mindestens ein röhrenförmiges Element E0 umfasst, welches aus besagtem Metall M1 besteht, umfassend folgende Schritte:

  • a) Anordnen der äußeren Oberfläche von mindestens einem der Enden von E0 über eine Länge, die ausreicht, ein zweites röhrenförmiges Element E2 aufzunehmen, so dass ein geeigneter Passsitz erzeugt wird, wobei vorzugsweise ein äußerer Durchmesser des Rohres kleiner ist als der ursprüngliche Durchmesser;
  • b) Anbringen eines röhrenförmigen Elements E2, das eine Länge hat, die kleiner oder gleich einem Drittel der Länge von E0 ist und das aus einem Metall M2 besteht, welches verschieden von M1 ist, und das als Ring um mindestens ein Segment des besagten Passsitzes angeordnet ist;
  • c) Verbinden der Oberflächen der Metalle M1 und M2 an mindestens einem Teil der Kontaktfläche zwischen besagten röhrenförmigen Elementen E0 und E2, so dass eine dichtende Verbindung gebildet wird, welche vorzugsweise erzwungen ist, über den gesamten Umfang des so erhaltenen Bimetallrohres.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft Rohrbündelanlagen, die geeignet sind, effizient einen Wärmeaustausch unter Bedingungen hohen Drucks und Temperatur zwischen mindestens zwei Fluiden zu bewirken, von denen eine die Eigenschaft hoher Aggressivität unter den Prozessbedingungen aufweist und in Kontakt mit den inneren Wänden der Rohre des Bündels kommt, wobei die Rohrbündelanlagen einen hohlen Körper oder Verstärkungskörper umfassen, der geeignet ist, die Betriebsdrücke auszuhalten und aus einem Material besteht, das bei Kontakt mit besagtem hoch aggressiven Fluid einer Korrosion ausgesetzt ist, in dessen zentralen Bereich ein Rohrbündel befestigt ist, das an den Verstärkungskörper eingehängt ist und mit einem Metall M3 beschichtet ist, welches an der Oberfläche, die mit besagtem korrosiven Fluid in Kontakt kommt, beständig gegenüber Korrosion ist, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Rohrbündel mindestens ein Bimetallrohr gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, das in die Rohrplatte eingesetzt ist, so dass mindestens eines der Enden eine dichtende Verschweißung zwischen dem Metall M2 des besagten röhrenförmigen Elements E2 und besagtem Metall M3 der Beschichtung der Rohrplatte umfasst.

Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung besagter Anlagen und die Anwendung des Verfahrens selbst in der Variante zur Durchführung der Restrukturierung oder Reparatur bereits bestehender Anlagen mit dem Einbau von besagtem Bimetallrohr.

Weitere Ziele der vorliegenden Erfindung erscheinen Fachleuten auf dem Gebiet aus der nachfolgenden vorliegenden Beschreibung selbstverständlich.

Der Ausdruck "Legierung", wie er hier bezogen auf ein bestimmtes Metall verwendet wird, bezieht sich auf eine metallische Zusammensetzung, die das besagte Metall in einer Menge von mindestens 40 Gew.-% umfasst.

Der Ausdruck "Korrosion" und "Korrosivität", wie er in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen unter Bezugnahme auf die Wirkung eines Prozessfluids, das mit einer Oberfläche eines bestimmten Metalls oder Legierung steht, verwendet wird, wird in der allgemeinen Bedeutung der Entfernung oder Modifikation der Eigenschaften des Materials, das die Oberfläche bildet, verstanden und umfasst sowohl die Korrosionswirkung, die von einem chemischen Angriff auf die Oberfläche herrührt, als auch die erodierende Wirkung, die von einem physikalischen Abtragungsprozess aufgrund von Aufprallkräften, Reibung und Schleifen herrührt.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Beschreibung definiert der Ausdruck "korrosionsbeständig" unter Bezug auf ein Material hinsichtlich eines Fluids unter bestimmten Prozessbedingungen ein Material, das einen Korrosionsindex von weniger als 0,1 mm/Jahr besitzt, gemessen gemäß der Vorschrift ASTM A 262, Dossier C (HUEY-Test). Korrosionsindices für Materialien, die gewöhnlich gewerblich verwendet werden, sind in verschiedenen Handbüchern aufgeführt, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, wie zum Beispiel in Tabellen 23-22 bis 23-24 des oben erwähnten "Perry's Chemical Engineering Handbook", unter dem Stichpunkt Ammoniumcarbamat.

Der Ausdruck "Pressschweißen" und "dichtendes Verschweißen", wie sie in vorliegender Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, beziehen sich auf die folgenden Definitionen, die aus den Richtlinien ASME VIII Div. 1 UW20 entnommen sind:

  • – ein Pressschweißen ist ein Schweißen mit Eigenschaften, die derart sind, dass den Projektvorschriften Genüge getan ist, auf der Basis der mechanischen Eigenschaften und der Belastung, die aus der Expansion der geschweißten Teile herrührt;
  • – ein dichtendes Verschweißen erfolgt mit dem Ziel, falls das Vermeiden von Verlusten und deren Ausmaße nicht bestimmt sind, auf der Basis der Beanspruchungen, die zuvor für das Pressschweißen ausgedrückt wurden.

Der Ausdruck "gleichmäßig", wie er hier unter Bezugnahme auf ein röhrenförmiges Element E1 verwendet wird, weist auf das Nichtvorhandensein jeglicher Diskontinuität, die vom Schweißen oder einem anderen dichtenden oder zwangsweisen Verbindungsverfahren zwischen verschiedenen Teilen des Metalls M1 herrührt. Diese Definition schließt nicht aus, dass der Abschnitt oder die Dicke des besagten röhrenförmigen Elements in verschiedenen Bereichen des Rohres unterschiedlich sein kann.

Der Ausdruck "metallurgisch verbunden", wie er hier unter Bezugnahme auf die Wechselwirkung zwischen zwei metallischen Körpern, die miteinander verbunden sind (wie zum Beispiel jegliche zwei Körper, die ausgewählt sind aus einem Rohr, einem röhrenförmigen Element, einer Metallbeschichtung, einer Platte oder einer metallischen Schicht), deutet auf das Vorliegen einer Kontaktfläche oder eines -abschnitts zwischen besagten metallischen Körpern, wobei die jeweiligen Bestandteile (die das gleiche Metall oder verschiedene Metalle sein können) direkt oder indirekt miteinander verbunden sind, so dass eine Verbindung gebildet wird mit Eigenschaften mechanischer Beständigkeit und Abtrennungsbeständigkeit in derselben Größenordnung wie sie mindestens eines der besagten Metalle aufweist. Beispiele für metallurgisch verbundene Körper gemäß dieser Definition sind solche, bei denen die jeweiligen Metalle durch Schmelzschweißen, mit oder ohne einem Schweißzusatz, Löten, Kaltschweißen (Reibschweißen, Sprengschweißen), Co-Extrusion, Warmziehen und analoge Techniken verbunden sind.

Das Rohr gemäß der Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Form seines Querschnitts beschränkt, der somit ringförmig, ovalförmig, rechtwinklig sein oder andere Formen, gegebenenfalls auch irreguläre, haben kann, je nach den Erfordernissen der Anwendung. Zum Zwecke der Verarbeitung und Installation und auch um die besten mechanischen Eigenschaften zu erzielen, wird ein ringförmiger Querschnitt über die gesamte Länge des Rohres bevorzugt. Des Weiteren ist das Rohr gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf eine lineare Form in Längsrichtung beschränkt, sondern kann auch gebogene, ellenbogenförmige oder gebeugte Formen haben, selbst wenn die lineare Form die am häufigsten verwendete ist, aus Gründen der einfachen Herstellung und Installation.

Für seine zahlreichen Anwendungen können die Ausmaße des fraglichen Rohres in einem weiten Bereich variieren. Für eine optimale Leistungsfähigkeit in Gegenwart eines hohen Druckunterschieds, der für gewöhnlich zwischen 2 und 30 MPa liegt, zwischen der äußeren Oberfläche (Mantelseite, die in Kontakt mit einem Wärmefluid steht, normalerweise mit Dampf von geringem, mittlerem oder hohem Druck) und der inneren Oberfläche (die in Kontakt mit dem korrosiven Fluid steht), wobei der innere Durchmesser (oder die maximale Breite des Querschnitts) des Rohres zwischen 5 und 150 mm liegt, vorzugsweise zwischen 10 und 100 mm, und die Dicke des röhrenförmigen Elements E1 im zentralen Bereich des Rohres, in dem das Element E2 nicht vorhanden ist, vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 15 mm variiert, vorzugsweise zwischen 1,5 und 10 mm, es sei denn, weitere röhrenförmige Elemente liegen vor, die konzentrisch bezüglich E1 sind.

Bevorzugte Metalle für das Element E1 sind Zirkonium und Niobium, insbesondere Zirkonium und seine Legierungen, die mindestens 60% Zr umfassen, wie etwa Zircalloy© und Zircadyne©, aufgrund der exzellenten Beständigkeit sowohl gegenüber Korrosion als auch Erosion, und deren zufriedenstellender kommerziellen Verfügbarkeit.

Das Rohr gemäß der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls zusätzlich zu den besagten Elementen E1 und E2 andere röhrenförmige Elemente umfassen, die entsprechende Schichten bilden, welche konzentrisch und außen bezüglich des Elements E1 angeordnet sind, und die sich über die gesamte Länge des Rohres oder über Abschnitte, die eine geringere Länge haben, erstrecken. Das röhrenförmige Element E1 kann in diesem Fall in geeigneter Weise Dicken von sogar weniger als 1 mm aufweisen, zum Beispiele solche, die zwischen 0,3 und 5 mm liegen. Um das Element E1, das von dem Metall M1 gebildet ist, gibt es in diesem Fall ein oder mehrere Schichten, die eine Röhrenform haben, die neben M1 liegen und fest mit diesem verbunden sind, und die zum Beispiel aus einem/r dritten Metall oder Legierung (zum Beispiel Edelstahl) bestehen, das/die geeignet ist, Druckunterschiede auszuhalten, jedoch im günstigen Fall weniger teuer sind, wobei sie metallurgisch mit dem Metall M1 verbunden oder einfach mit ihm in Kontakt stehen können, wobei eine Struktur gebildet wird, in der E1 druckgestützt ist. Das Metall der besagten einen oder mehreren Schichten ist vorzugsweise ausgewählt aus Metallen oder Legierungen, die zu jenen gehören, die oben bezüglich des Metalls M2 definiert wurden, es ist jedoch nicht notwendigerweise das gleiche Metall wie das, das das röhrenförmige Element E2 bildet, selbst wenn bevorzugt wird, dass das besagte dritte Metall metallurgisch verbundene Verschweißungen oder Verbindungen mit dem Metall M2 bildet.

Ein nicht einschränkendes Beispiel eines mehrschichtigen Rohres mit mehreren übereinander gelagerten röhrenförmigen Elementen gemäß der vorliegenden Erfindung ist schematisch in 3 dargestellt. In diesem Fall liegt das weitere röhrenförmige Element neben dem Element E2 und erstreckt sich in den zentralen Abschnitt der Rohrlänge, jedoch ist in der vorliegenden Erfindung auch die Lösung umfasst, in welcher das weitere röhrenförmige Element über die gesamte Länge von E1 reicht und das Element oder die Elemente E2 an den Enden des Rohres eingesetzt und ringförmig an der Oberfläche des besagten weiteren röhrenförmigen Elements angeordnet sind.

Die Länge des Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung kann innerhalb weiter Bereiche variieren, in Abhängigkeit von den Ausmaßen der Anlage, in der es verwendet wird. Im Allgemeinen ist die Länge mindestens fünfmal größer als der Durchmesser und variiert vorzugsweise zwischen 1 und 20 Meter, weiter bevorzugt zwischen 2 und 10 Meter. Während sich das erste röhrenförmige Element E1 im Wesentlichen über die gesamte Länge des Rohres erstreckt, erstreckt sich das zweite Element E2 an einem oder beiden Enden oder in der Nähe von diesen über eine Länge, die vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 20%, weiter bevorzugt zwischen 1 und 10% der Gesamtlänge liegt.

Die Dicke von E2 kann in geeigneter Weise hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften und der für dessen Verwendung vorgesehenen Betriebsbedingungen ausgewählt werden. Normale Dicken können zwischen 1 und 15 mm, vorzugsweise zwischen 2 und 10 mm variieren.

Das besagte Element E2 besteht aus einem Metall oder einer Legierung M2, das/die verschieden von M1 und passend hinsichtlich der Bestandteile der Anlagen, in denen das Bimetallrohr enthalten ist, ausgewählt ist. Im Allgemeinen ist M2 vorteilhaft aus Metall oder Legierungen ausgewählt, die für das Verschweißen in der Nähe der Verbindung des Rohres mit der Schutzbeschichtung der Anlagen in den Bereichen, die mit dem korrosiven Fluid in Kontakt kommen, kompatibel sind. Im Fall eines Austausches vom Typ des Abscheiders für Harnstoff ist zum Beispiel das besagte Metall M2 vorzugsweise aus Titan oder einer der Legierungen davon oder Edelstahl vom Harnstoffgrad ausgewählt, unter Berücksichtigung des Metalls, das die Beschichtung der Verteil- und Sammelkammer des Abscheiders bildet. Typische, nicht einschränkende Beispiele dieser metallischen Materialien sind neben Titan und dessen jeweiligen Legierungen AISI 316L-Stähle (Harnstoffgrad), INOX 25/22/2 Cr/Ni/Mo-Stahl, spezielle austenitisch-ferritische Stähle.

Besonders bevorzugte M2-Metalle sind Titan und dessen Legierungen, die beständig gegenüber Korrosion von Seiten des Ammoniumcarbamats sind.

Wie hier nachstehend detaillierter beschrieben ist, kann das besagte Element E2 gemäß der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise mit der Beschichtung der Rohrplatte in einem Wärmeaustauscher dichtend verschweißt sein. Wie für gewöhnlich auf dem Gebiet verwendet, kann das besagte Schweißen vorzugsweise auch den Kraftverbindungsbereich des Rohres auf der Platte bilden, der beständig gegenüber dem mechanischen Stress ist, den der Druckunterschied erzeugt. Hinsichtlich der Verwendung des Austauschers und seiner Struktur kann das Element E2 in geeigneter Weise so angeordnet sein, dass eines seiner Enden mit dem Ende des Rohres zusammenfällt, oder es kann ringförmig um das Element E1 in einer Position eingefügt sein, die nahe der Mündung des Rohres liegt, so dass letzteres nur aus dem Element E1 besteht (wie durch das Element 3 in 1B dargestellt ist).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das besagte Element E2 gleichmäßig über die gesamte Länge des Endabschnitts des Bimetallrohres, wobei eine kontinuierliche Schicht bis zu seinen Enden gebildet wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das besagte Element E2 andererseits eine kurze Strecke, vorzugsweise zwischen 0,1 und 15 cm, über die Länge des Elements E1 überstehen.

Das Element E2 kann weiterhin auch einen äußeren Durchmesser aufweisen, der größer ist als der des Bimetallrohres im zentralen Bereich, um eine breitere und stützende Verbindungsoberfläche für mögliche dichtende Verschweißungen auf der Rohrplatte zu bilden. Das besagte Element E2 hat vorzugsweise eine Dicke, die zwischen 0,5 und 8 mm liegt, weiter bevorzugt zwischen 1 und 4 mm, adäquat für die Bildung der Grundlage zum Verschweißen des Bimetallrohres auf dem jeweiligen Träger, zum Beispiel auf der Rohrplatte eines Wärmeaustauschers oder einer Zersetzungsanlage.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Rohr der vorliegenden Erfindung ein röhrenförmiges Element E1, das aus reinem Zirkonium oder einer Legierung, die mindestens 60% Zirkonium umfasst, hergestellt ist, und mindestens einem röhrenförmigen Element E2, das aus Titan oder einer seiner Legierungen hergestellt ist und das nahe einem Ende des Rohres ringförmig um E1 herum angeordnet ist, und metallurgisch mit diesem dichtend und vorzugsweise kraftübertragend an der Kontaktoberfläche verbunden ist, und mindestens in dem Bereich, der am nächsten zu der Öffnung des Rohres liegt, verschweißt ist.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das besagte Bimetallrohr zwei röhrenförmige Elemente E2 aus dem gleichen Material oder verschiedenen Materialien, die beide nahe an einem der Enden des Rohres selbst angebracht sind. Dieser Aufbau ist praktisch bei der Herstellung von Rohrbündelaustauschern, in denen beide Rohrplatten metallische Beschichtungen aus M3 umfassen, das verschieden von den Metallen oder Legierungen ist, die in der Definition von M1 umfasst sind, die zur Bildung der inneren Wand der Bimetallrohre angepasst sind.

Das Rohr gemäß der vorliegenden Erfindung kann gemäß den üblichen metallurgischen Methoden hergestellt werden, die in geeigneter Weise an jeden Fall durch Fachleute auf dem Gebiet angepasst werden. Die Anmelderin fand nun jedoch ein besonders originelles und effizientes Verfahren für die Herstellung von besagtem Rohr heraus, das ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung darstellt, wie bereits oben erwähnt.

In Schritt (a) der besagten Methode wird ein Abschnitt der äußeren Oberfläche des Rohres E0, das an einem oder beiden Enden angebracht ist, einer Behandlung unterzogen, damit es in der Lage ist, ein zweites röhrenförmiges Element E2, aufzunehmen, welches aus dem Metall M2 besteht. Die Behandlung kann aus einer Oberflächenreinigung des fraglichen Abschnitts bestehen, um eine effiziente Adhäsion an die Oberfläche des Elements E2 zu erhalten, oder es kann eine Behandlung zur Entfernung einer dünnen Schicht Metall von der Oberfläche umfassen, zum Beispiel durch Abschleifen oder Drehen, um einen Passsitz zu erhalten, der einen Durchmesser (oder eine äquivalente Größe, wenn das Rohr nicht ringförmig ist) aufweist, der kleiner ist als der ursprüngliche, vorzugsweise 0,1 bis 2 mm kleiner (oder sogar noch mehr aufgrund der geometrischen Details), der besser das Element E2 aufnehmen kann. Geeignete Reinigungs- und Abschleiftechniken sind jene, die normalerweise für Metalle vom Typ M1 der Fachwelt bekannt sind.

Die Methode der Oberflächenvorbereitung erfolgt an einem Abschnitt des Rohres, das eine Länge hat, die für die Größe des Elements E2 und die jeweiligen Methoden des Zusammenbaus geeignet ist. Im Allgemeinen wird bevorzugt, einen Passsitz herzustellen, der eine Länge aufweist, die zwischen 1 und 20 mm größer ist als das Ausmaß der Überlagerung zwischen E1 und E2 im Bimetallrohr.

In Schritt (b) des vorliegenden Herstellungsverfahrens wird das röhrenförmige Element E2 an dem gemäß Schritt (a) hergestellten Passsitz angebracht. Das Element E2 hat für diesen Zweck, falls bereits gebildet, einen inneren Durchmesser, der dem des Passsitzes entspricht, mit Ausnahme möglicher kleiner Deformationen, die der Phase des Einpassens folgen, wenn es unter Stress oder Druck erfolgt.

Im anschließenden Schritt (c) werden die Oberflächen der Elemente E1 und E2, die miteinander in Kontakt stehen, verarbeitet, um eine dichtende Verbindung zu erhalten, die in der Lage ist, den vorgesehenen axialen Stress auf den gesamten Oberflächenumfang zu tragen, wobei eine metallurgische Bindung gebildet wird. Diese Verbindung kann durch Schweißen erfolgen, gemäß den bekannten Methoden zum Verschweißen von Metallen des Typs M1 mit solchen des Typs M2, zum Beispiel von Ti mit Zr, oder Al mit Zr, usw., oder es kann durch Sprengen (so genanntes "explosive bonding" gemäß dem üblichen englischen Ausdruck) erhalten werden, durch Vakuum- und/oder Heißziehen, oder mittels einer anderen Adhäsions- und Verbindungsmethode verschiedener Metalle, so dass eine metallurgische Bindung zwischen den Oberflächen der beiden Elemente E1 und E2 hergestellt wird, wodurch im Anschluss eine stabile Versiegelung unter den Betriebsbedingungen des Metallrohres garantiert wird. Selbst wenn es nicht notwendig ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Verbindungszone (d.h. der Bereich, in dem die Oberflächen von M1 und M2 dichtend verhaftet sind) auf die größtmögliche Oberfläche ausgedehnt wird, weiter bevorzugt auf eine, die mit dem gesamten Kontakt- und Überlagerungsbereich zwischen M1 und M2 zusammenfällt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform des besagten Verfahrens kann das Bimetallrohr der vorliegenden Erfindung durch Anbringen einer Schweißablagerung auf dem Metall M2 im Einpassbereich, der wie in (a) hergestellt wird, erzeugt werden, mit anschließender Durchführung der notwendigen Oberflächenbehandlungen. Diese Abwandlung ermöglicht, dass die Schritte (b) und (c) des besagten Verfahrens der vorliegenden Erfindung gleichzeitig durchgeführt werden können.

Andere Abwandlungen des obigen Verfahrens und andere Herstellungsverfahren des besagten Bimetallrohres können durch Experten auf dem Gebiet durch Anwendung ihres Wissens auf dem Gebiet auf die gewünschte Ausführungsform erfolgen. Dies umfasst die Möglichkeit der Herstellung eines Bimetallrohres, das eine größere Länge besitzt als die Betriebslänge und anschließendes Entfernen der überstehenden Teile.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das besagte Bimetallrohr so hergestellt, dass das Element T1 und das Element T2 miteinander verbunden sind, vorzugsweise unter Bildung einer metallurgischen Bindung entlang einer Kontaktfläche, die ein kegelstumpfförmiges Profil anstelle eines zylindrischen besitzt. In diesem Fall umfasst Schritt (a) des beanspruchten Verfahrens zur Herstellung von besagtem Bimetallrohr die Herstellung, zum Beispiel durch Drehen, eines Passsitzes an E0, der eine Kegelstumpfform besitzt, vorzugsweise von einer Länge von 20 bis 50 mm, und einer fortschreitenden und kontinuierlichen Verringerung des Durchmessers von E0 entlang des kegelstumpfförmigen Profils um insgesamt 0,5 bis 6 mm, vorzugsweise von 1 bis 3 mm. Ein Element E2, dessen innere Oberfläche in entsprechender Weise kegelstumpfförmig geformt ist, um zu passen und mit der Oberfläche von E0 verbunden zu werden, wird anschließend übergestülpt und auf dem besagten kegelförmigen Sitz fixiert, jeweils in Übereinstimmung mit den Schritten (b) und (c) des vorliegenden Verfahrens.

Das Rohr gemäß der vorliegenden Erfindung kann in mehreren industriellen chemischen Prozessen verwendet werden aufgrund seiner originellen und vorteilhaften Eigenschaften, die gestatten, dass eine dichtende Verbindung zwischen seinen Enden und der Antikorrosionsschicht von mindestens einem Teil der Anlage, aus dem das besagte Rohr hervortritt, erhalten wird, wobei gleichzeitig eine hohe Beständigkeit gegenüber Korrosion/Erosion durch die Prozessfluide über seine gesamte Länge aufgrund des Vorliegens eines vollständigen röhrenförmigen Elements E1, das aus einem Material sehr hoher Leistungsfähigkeit besteht ohne Verbindungsbereiche oder auf jeden Fall nicht-gleichmäßige Bereiche auf der Oberfläche, die für einen Kontakt mit dem korrosiven Fluid hergestellt wurde, in Verbindung mit einem Element E2, das metallurgisch an E1 gebunden ist, und das zum dichtenden Einfügen an dem Auslassträger hergestellt ist, zum Beispiel einer Rohrplatte, wobei ein Zusammenbau gebildet wird, der als Ganzes unter Standardprozessbedingungen korrosionsbeständig ist.

Es kann daher zum Beispiel als Verbindungsleitung zwischen der Anlage, in der korrosive Fluide unter Druck fließen, oder vorzugsweise zur Herstellung des Rohrbündels eines Wärmeaustauschers, der zur Verarbeitung korrosiver Fluide unter mittleren bis hohen Drücken geeignet ist, verwendet werden. Eine besonders bevorzugte Verwendung besteht in der Herstellung von Wärmeaustauschern, in denen auch chemische Reaktionen oder Phasenübergänge stattfinden, was die Bildung verschiedener Phasen, die in Kontakt miteinander stehen, umfasst, wobei sowohl die korrosive Wirkung aufgrund oxidativen chemischen Angriffs als auch die erodierende Wirkung aufgrund der Turbulenz und Reibung an den Wänden beträchtlich sind. Anlagen dieser Art umfassen Carbamat-Abscheider in Anlagen zur Synthese von Harnstoff.

Diese letzteren Anlagen arbeiten unter Drücken, die normalerweise zwischen 1 und 40 MPa liegen, und Temperaturen zwischen 70 und 300°C in Gegenwart von Gemischen, die Wasser, Ammoniak, Kohlendioxid und Ammoniumcarbamat enthalten, das das Kondensationsprodukt der besagten Verbindungen ist, gemäß der Reaktion: [2 NH3 + CO2 + nH2O → NH4OCONH2·nH2O]

Die Betriebsbedingungen sind vorzugsweise ein Druck von 12–25 MPa und eine Temperatur von 120 bis 240°C.

In normalen Industrieanlagen zur Herstellung von Harnstoff, auf die sich die vorliegende Erfindung insbesondere bezieht, enthalten die oben erwähnten Anlagen, die sich in Abschnitten mittleren oder hohen Drucks befinden, normalerweise Volumina, die zwischen 2000 und 100.000 Liter liegen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft daher Anlagen, die eine Reihe von Rohren zum Wärmeaustausch zwischen zwei Fluiden umfassen (Rohrbündelwärmeaustauscher), wobei die innere Wand der besagten Rohre für den Kontakt mit einem Fluid geeignet ist, welches die Eigenschaft hoher Korrosion gegenüber normalen Edelstählen besitzt (Korrosionsindex > 0,2 mm/Jahr), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rohr, vorzugsweise ein Teil der besagten Rohre, aus dem Bimetallrohr gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung besteht. Weiter bevorzugt sind alle besagten Rohre Bimetallrohre gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Druckanlagen gemäß der vorliegenden Erfindung können verschiedene geometrische Formen, sowohl im Inneren als auch im Äußeren, haben, in Abhängigkeit von den Funktionen, für die sie verwendet werden. Sie werden vorzugsweise gemäß den typischen Kriterien für Rohrbündelwärmeaustauscher für hohe oder mittlere Drücke gebaut. Sie haben daher normalerweise eine zylindrische Form mit zwei halbkugelförmigen Kappen (Köpfen) an den Enden des Zylinders zur besseren Druckverteilung. Öffnungen werden in geeigneter Weise in den halbkugelförmigen Kappen und entlang des zylindrischen Körpers gebildet für den Einlass und Auslass von Fluiden, die Einführung möglicher Sensoren und einer Öffnung für Inspektionen (Einstiegsloch).

In Abhängigkeit von der Verwendung können sie horizontal oder vertikal ausgerichtet sein, letzteres wie im Fall der oben erwähnten Abscheider im Harnstoffprozess.

Die äußere Wand der Anlage, die fast vollständig die Last des Drucks trägt, besteht aus einer dicken Ummantelung, die aus einem Metall oder einer Legierung hoher mechanischer Leistungsfähigkeit, normalerweise Kohlenstoffstahl, hergestellt ist, auch Verstärkungskörper genannt, welcher eine Dicke besitzt, die in Abhängigkeit von dem Druck, der ausgehalten werden muss und normalerweise im Bereich von 20 bis 350 mm liegt, berechnet wird. In Hochdruckaustauschern kann die äußere Wand in geeigneter Weise eine unterschiedliche Dicke besitzen, je nach dem Druck, der tatsächlich ausgehalten werden muss. Normalerweise besitzt die zentrale zylindrische Fläche, die in Kontakt mit dem gesättigten Dampf bei Drücken, die zwischen 0,2 und 5 MPa liegen, steht, vorzugsweise Dicken, die zwischen 20 und 100 mm liegen, während die Wand der Kappen und des Zylinders in der Nähe dieser, die einen höheren Druck der Prozessfluide tragen müssen, proportional höhere Dicken besitzen, vorzugsweise von 80 bis 300 mm. Die äußere Wand kann aus einer einzigen Schicht oder mehreren Schichten aus Kohlenstoffstahl bestehen, die gemäß einer der bekannten Methoden zusammengebaut sind.

Der Bereich, der die Reihe von Rohren oder das Rohrbündel umfasst, kann im Inneren der Anlage unterschieden werden, da sie normalerweise parallel zueinander gruppiert sind, auf zwei Trennwänden oder Platten angebracht sind, welche in geeigneter Weise quer zur Hauptachse der Anlage positioniert sind, ebenfalls ein flaches Element umfassen, das geeignet ist, den Druckunterschied auszuhalten und die normalerweise aus Kohlenstoffstahl bestehen, mit einer Dicke von 40 bis 500 mm. Im häufigsten Fall befindet sich jede der zwei Platten in der Nähe einer der beiden Kappen und definiert ein zentrales Volumen, das eine im Wesentlichen zylindrische Geometrie hat. Jede Platte ist an der kreisförmigen Wand durch Schweißen dichtend befestigt, so dass es keinen Stoffaustausch zwischen angrenzenden Hohlräumen geben kann. Alternativ kann das Rohrbündel U-förmig und mit derselben Platte verbunden sein, wodurch auf derselben ein Einlass- und ein Auslassbereich des Fluids definiert wird, die durch eine Trennwand getrennt sind, jedoch im Wesentlichen bei gleichem Druck.

In der Rohrbündelanlage, die Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ist eine Reihe von Rohren zwischen zwei Rohrplatten oder Abschnitten der gleichen Platte befestigt, welche in geeigneter Weise perforiert sind, so dass sie den Durchfluss eines Fluids zwischen den zwei Hohlräumen an den Enden der Rohre gestatten. Ein zweites Fluid, normalerweise ein Wasser/Dampf-Gemisch, zirkuliert im dazwischen liegenden Hohlraum, normalerweise auf der Mantelseite, um einen Wärmeaustausch durch die Rohrwand zu bewirken.

Die Anzahl der besagten Rohre variiert in Abhängigkeit von den Projektvorgaben, sie liegen normalerweise zwischen einem Minimum von 2 und etwa 10000 bei größeren Anlagen. Vorzugsweise sind es zwischen 100 und 6000 Rohre und deren Durchmesser variiert zwischen 10 und 100 mm. Die Länge der Rohre entspricht normalerweise der Länge des zentralen Körpers der Anlage und liegt vorzugsweise zwischen 1 und 20 m, wobei ihre Form im Allgemeinen linear ist, jedoch sind Rohre, die gebogene oder toroidale Teile umfassen, nicht ausgeschlossen, und die Dicke kann in Abhängigkeit von der zu tragenden Last und dem Durchmesser zwischen 2 und 25 mm variieren. Zwischentrennwände (auch "Baffles" genannt) können in dem dazwischen liegenden Hohlraum angebracht sein, um die Rohre zu stützen. Diese bestehen normalerweise aus Kohlenstoffstahl und besitzen eine Dicke von wenigen Millimetern, da sie keinerlei Drucklast zu tragen haben.

Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind alle Rohre der besagten Wärmeaustauschanlagen Bimetallrohre gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das Prozessfluid mit der Eigenschaft hoher Korrosivität, zum Beispiel eine wässrige Lösung von Carbamat und Harnstoff, oder eine Lösung konzentrierter Salpetersäure, befindet sich im Inneren der Kappen, die an den Enden der Anlagen angebracht sind, und fließt im Inneren der besagten Rohre, wo sie ein Fluid unter höherem Druck bilden. Gesättigter Wasserdampf wird normalerweise bei Drücken, die zwischen 0,2 und 5 MPa variieren, in den dazwischen liegenden Hohlraum geleitet, wobei bei der Kondensation die notwendige Menge an Wärme freigesetzt wird, zum Beispiel zur Abscheidung des Carbamats.

In den fraglichen Anlagen sind die Bimetallrohre in passender Weise auf die Rohrplatte pressgeschweißt, um die notwendige mechanische und dichtende Stabilität zu garantieren. Die Rohrplatte besteht normalerweise aus einer dicken Schicht oder mehreren Schichten von Kohlenstoffstahl, die für den Durchlass der Rohre perforiert ist/sind, und einer oder mehreren Antikorrosions-Schutzschichten auf der Seite, die mit dem Prozessfluid in Kontakt kommt. Mindestens eine der besagten Antikorrosionsschichten besteht vorzugsweise aus einem Metall oder einer Legierung die mit dem Metall oder der Legierung, das/die das Element E2 des Rohres der vorliegenden Erfindung bildet, kompatibel ist, d.h. mit besagtem/r Metall oder Legierung kann es eine Verschweißung oder dichtende Verbindung bilden, die zufriedenstellende mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit besitzt.

Die Rohrplatte ist zum Beispiel auf einer oder beiden Seiten des Rohrbündels mit einer Schicht aus Titan oder Titanlegierung beschichtet, möglicherweise mit einer Zwischenschicht aus Edelstahl durch Sprengschweißen befestigt. Besagte Schicht ist mit dem Element E2 eines jeden Bimetallrohrs in der Nähe des Auslasses an der Oberfläche kraftübertragend und dichtend verschweißt, wobei wahlweise einem kurzen Abschnitt von E2, zum Beispiel zwischen 1 und 5 cm, gestattet wird, über die Oberfläche der Platte überzustehen. Die Dicke der Antikorrosionsschicht wird in geeigneter Weise ausgewählt, so dass sie einer Korrosion über einen adäquaten Zeitraum widersteht, sie variiert vorzugsweise zwischen 2 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 15 mm.

Geeignete Methoden zur Erzeugung der Verschweißung zwischen der Antikorrosionsschicht der Platte und dem Ende des Rohres sind im Allgemeinen den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt. Dies sind spezielle, jedoch wohlbekannte Methoden zur Verbindung von Teilen, die aus Titan oder Titanlegierungen bestehen.

Das Bimetallrohr gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorteilhaft verwendet werden, um die Rohre eines Rohrbündels in einem bereits bestehenden Wärmeaustauscher ganz oder teilweise zu ersetzen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das fragliche Rohr in geeigneter Weise beim Ersetzen von einem oder mehreren Rohren eines Rohrbündels eines bereits bestehenden Wärmeaustauschers verwendet werden, gemäß der normalen Praxis bei Eingriffen zur Instandhaltung oder Modernisierung (oder zur Umgestaltung), wie sie im Allgemeinen in Industrieanlagen angewendet wird. Die besagte Umgestaltung kann das zweifache Ziel der Wiederherstellung der Funktionalität des Austauschers durch Ersetzen bereits bestehender Rohre, die aus irgendeinem Grund nicht mehr funktionieren und/oder keine ausreichende Integrität mehr besitzen (zum Beispiel aufgrund von Ausdünnung oder Perforation, die von der Korrosion herrührt, welche deren Schließung verursacht hat), und ebenfalls der Verbesserung der Leistung und Sicherheit der Anlage durch Ersetzen bereits bestehender Rohre, die mit weniger beständigen Materialien hergestellt wurden, erzielen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft daher die Reparatur oder Verbesserung der Leistung chemischer Rohrbündelanlagen, die zur Behandlung eines korrosiven Fluids geeignet sind, wobei besagtes Fluid in Kontakt mit dem inneren Teil der Rohre steht, die das Rohrbündel bilden, umfassend den Ersatz von mindestens einem der besagten Rohre mit einem Bimetallrohr gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Anlagen, an denen besagte Instandhaltung oder Modernisierung erfolgt, sind vorzugsweise ein Wärmeaustauscher, weiter bevorzugt ein Abscheider im Kreislauf der Harnstoffsynthese, dessen Rohrplatte mit Titan oder einer der Legierungen davon beschichtet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Entfernung von mindestens einem der bereits vorhandenen Rohre, das Reinigen und Ausbohren der Hohlräume, die so gebildet wurden, das Einsetzen eines Bimetallrohrs gemäß der vorliegenden Erfindung, das eine geeignete Länge besitzt, in jeden Hohlraum, wobei die Mündung jedes Rohres so angebracht wird, dass es einen kurzen Abschnitt übersteht, normalerweise zwischen 0,3 und 5 cm, und schließlich das Verschweißen der Beschichtung der Rohrplatte mit der äußeren Oberfläche des Elements E2 von jedem Rohr.

Die beigefügten Figuren stellen einige erläuternde und nicht einschränkende Beispiele im Rahmen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Teile, die dieselbe Funktion in den Figuren haben, sind mit derselben Nummer gekennzeichnet.

1 stellt schematisch einen Blick auf zwei Längsschnitte von Rohren gemäß der vorliegenden Erfindung dar, die jeweils:

  • (A) ein Element E2, das sich an nur einem Ende befindet,
  • (B) ein Element E2, das sich an jedem Ende befindet, oben bis zur Endmündung des Rohres, unten in einer geringfügig zurückgesetzten Position, wodurch einem Abschnitt, der gleichmäßig aus dem Metall M1 des Elements E1 besteht, gestattet wird, überzustehen,
aufweisen.

2 stellt schematisch zwei Beispiele von Querschnittsansichten eines Einpassungsdetails einer Rohrplatte an dem Rohr gemäß der vorliegenden Erfindung dar, bei denen jeweils:

  • (A) das Element E2 sich im Endbereich des Rohres befindet, in der Nähe der Verschweißung mit der Beschichtung der Platte;
  • (B) das Element E2 über einen äußeren Abschnitt entlang der Achse des Rohres über der Dicke der Rohrplatte hinausragt.

3 stellt schematisch ein analoges Detail zu dem der 2 dar, betrifft jedoch ein Rohr gemäß der vorliegenden Erfindung, das im Zwischenabschnitt zwischen den Enden aus zwei koaxialen Schichten aus verschiedenen Metallen besteht, von denen die innerste das röhrenförmige Element E2 ist.

Um einer größeren Einfachheit und darstellerischen Klarheit der Details willen entsprechen die Proportionen zwischen den verschiedenen Elementen, die in den Figuren erscheinen, nicht den tatsächlichen Werten.

In der folgenden Beschreibung, die einige erläuternde und nicht einschränkende Beispiele von Rohren und Installationen gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft, ist die Orientierung der Figuren und relativen Positionen der verschiedenen Teile, auf die Bezug genommen wird, weder repräsentativ noch einschränkend für die Konfigurationen der in der praktischen Ausführungsform der Erfindung beschriebenen Ziele.

Bezugnehmend auf 1(A) umfasst das Bimetallrohr gemäß der vorliegenden Erfindung ein gleichmäßiges und kontinuierliches röhrenförmiges Element 1, das eine zylindrische Form besitzt, und das sich über die gesamte Länge des Rohres erstreckt und aus dem Metall M1, wie oben definiert, vorzugsweise Zirkonium oder einer Legierung davon, besteht. Das besagte Element, das durch eine der normalen Rohrherstellungsmethoden erhalten wird, das zum Aushalten hoher Drücke geeignet ist, zusätzlich zur Bereitstellung der gewünschten Beständigkeit gegenüber Korrosion durch das Fluid, welches mit der inneren Wand in Kontakt kommt, bewirkt die Funktion des Zurückhaltens des Fluids, wobei es dem Druck über fast die gesamte Länge des Rohres vollständig widersteht, und wird daher in adäquater Dicke für den Prozessdruck hergestellt. Im oberen Bereich von besagtem Bimetallrohr ist die Dicke eines Abschnitts der Wand von Element 1 über eine Länge, die zwischen 2 und 10% des gesamten Rohres liegt, ausgehöhlt, um das zweite röhrenförmige Element 2 konzentrisch einzufassen, welches aus dem Metall M2, vorzugsweise Titan oder eine Legierung davon, an der äußeren Oberfläche besteht. Die Metalle M1 und M2, insbesondere Zirkonium und Titan, werden metallurgisch dichtend an der Kontaktfläche zwischen den Elementen 1 und 2 verbunden. Die zwei Elemente 1 und 2 sind bis zur oberen Mündung des Rohres (A) konzentrisch angeordnet. Die Dicke des Elements 2, das in diesem Fall teilweise dazu beiträgt, dem inneren Druck des Rohres entgegenzustehen, liegt vorzugsweise zwischen 20 und 50% der Dicke von 1.

Bezugnehmend auf 1(B) umfasst das Bimetallrohr ein gleichmäßiges und kontinuierliches röhrenförmiges Element 1, das aus dem Metall M1 besteht, das eine zylindrische Form besitzt, welche sich über die gesamte Länge des Rohres erstreckt, an dessen oberen Ende ein zweites röhrenförmiges Element 2 ist, das aus dem Metall M2 besteht, analog zu dem, was in 1(A) angegeben ist. Im unteren Abschnitt des besagten Rohres ist das Element 1 so geformt, dass die äußere Oberfläche über eine Länge, die vorzugsweise zwischen 2 und 10% des gesamten Rohres liegt, einen Hohlraum umfasst, der so hergestellt wurde, dass ein kleiner Endteil des Elements 1 über etwa 0,5 bis 3% bis hin zur Mündung des Rohres hinsichtlich des zentralen Abschnitts davon unverändert bleibt. Das röhrenförmige Element 3, das aus Titan oder einer Legierung davon hergestellt ist, und das vorzugsweise metallurgisch an das Element 1 durch eine der oben angeführten Methoden verbunden ist, ist in dem besagten Hohlraum konzentrisch relativ zu Element 1 angeordnet.

Unter Bezugnahme auf 2(A) wird das Bimetallrohr gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Kombination des röhrenförmigen Elements 1, das aus dem Metall M1 hergestellt ist, von dem nur ein Teil dargestellt ist, dem Element 2, das aus dem Metall M2 hergestellt ist, das sich im Endbereich des Rohres befindet, und dem Schacht 4 für den Durchlass des Fluids, der durch das Rohr selbst begrenzt ist, dargestellt. Das besagte Rohr ist an dem Träger befestigt, der aus der Rohrplatte eines typischen Wärmeaustauschers, der ein hoch korrosives Fluid unter Druck behandelt, besteht, wie zum Beispiel einem Abscheider für Ammoniumcarbamat in dem industriellen Syntheseverfahren von Harnstoff. In diesem Fall umfasst die Rohrplatte den Verstärkungskörper 5, normalerweise eine perforierte Platte, die aus Kohlenstoffstahl hergestellt ist, die eine hohe Dicke besitzt, und die geeignet ist, dem Druck entgegenzustehen, und die antikorrosive Beschichtung 6, die aus einem korrosionsbeständigen Metall besteht, vorzugsweise derart, dass langlebige dichtende Verbindungen mit M2 durch Schweißen oder ein anderes Verfahren gebildet werden. Im Beispiel, das in 2(A) dargestellt ist, ist die Beschichtung 6, die, falls notwendig, auch mehrere metallische Schichten umfassen kann, in Übereinstimmung mit dem, was bereits im Stand der Technik bekannt ist, zum Beispiel WO 03/095060, dichtend und Kräften widerstehend verbunden, vorzugsweise durch eine verschweißte Verbindung 7 an dem röhrenförmigen Element 2, das außen an dem Auslass des Bimetallrohrs vorliegt.

Verschiedene Abwandlungen des in 2(A) dargestellten Beispiels sind möglich, die alle im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten sind und nicht in der Figur gezeigt sind, da sie von Fachleuten auf dem Gebiet unter Anwendung des bekannten Stands der Technik abgeleitet werden können. Es ist zum Beispiel möglich, ein oder mehrere Gucklöcher in die Platte oder andere Elemente einzufügen, die geeignet sind, die Sicherheit der Anlage zu verbessern.

2(B) zeigt eine Abwandlung von 2(A), in der das röhrenförmige Element E2 des Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung (wieder durch 2 in der Figur angezeigt) über die Dicke der Rohrplatte 5 hinaus ragt, so dass letztere nur mit dem Metall M der äußeren Schicht in Kontakt steht.

In einem Rohrbündelaustauscher, der die in den 2(A) und 2(B) dargestellte technische Lösung umfasst, können die dichtenden Verbindungen des Rohres mit der Rohrplatte zwischen ähnlichen Metallen und kompatibel mit dem Verschweißen erfolgen, da das Element E2 in dem Metall M2 mittels Verbindungsmethoden mit dem Element E1 an jedem Rohr angeordnet ist, die direkt an dem Rohr vor dem Einfügen an der Rohrplatte erfolgt sein können, wodurch die strikten Sicherheitserfordernisse erfüllt werden, die für Druckanlagen dieses Typs vorgesehen sind.

Auf diese Weise ist es nicht notwendig, eine Verbindung zwischen dem Metall M1 und dem Metall, das die Beschichtung der Platte bildet, zu erzeugen, wodurch die Herstellung des Austauschers viel einfacher und wirtschaftlicher gemacht wird, wenn die besagten Metalle nicht einfach miteinander verschweißt werden können oder eine Verschweißung mit geringerer Korrosionsbeständigkeit bilden als der jedes einzelnen Metalls. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Verbindung zwischen E1 und E2 in der Tat einfach mit den oben beschriebenen Methoden in Umgebungen und mit geeigneter Ausrüstung erfolgen, ohne Beeinträchtigungen aufgrund von Belastungen und begrenzten Handlungsspielräumen, wie sie bei einer Rohrplatte typisch sind, wo die hohe räumliche Dichte der Rohre (die im Durchschnitt in einer Entfernung von 3 bis 5 cm voneinander liegen) und die Gesamtausmaße der Einheit es unmöglich machen, Methoden zu verwenden, die sich vom herkömmlichen Verschweißen unterscheiden.

3 zeigt eine weitere Abwandlung eines Zusammenbaus desselben Typs, wie er in 1 dargestellt ist. In diesem Fall ist jedoch ein Rohr zu sehen, das aus einem kontinuierlichen und gleichmäßigen röhrenförmigen Element 1 besteht, entsprechend dem röhrenförmigen Element E1 der vorliegenden Erfindung, das eine geringere Dicke besitzt als im vorherigen Fall und dass daher vorzugsweise über den größten Teil des Abschnitts zwischen den Enden eingesetzt ist, über einen Bereich von 80 bis 95% der Gesamtlänge, in einem Rohr 8, das aus einem/r wirtschaftlicheren und leichter erhältlichen Metall oder Legierung besteht als M1, das gute mechanische Eigenschaften aufweist, jedoch eine geringere Beständigkeit gegenüber Korrosion. In dem Bereich in der Nähe des Endes ist das besagte Rohr 8 durch das röhrenförmige Element 2 ersetzt, das aus M2 besteht, gemäß den oben unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Prozeduren. Die Metalle des Elements 2 und des Elements 8 bilden vorzugsweise eine Verbindung im Kontaktbereich zwischen ihnen, der in diesem Fall keine besondere Korrosionsbeständigkeit erfordert, da er normalerweise mit unter Druck stehendem Dampf in Kontakt kommt.

Um der grafischen Einfachheit willen stellen die 2(A), 2(B) und 3 nur einen der Einpassungsbereiche in die Rohrplatte am Ende des Rohres dar, wie durch die Skizzierung der Abbildung der Rohre auf der gegenüberliegenden Seite der Rohrplatte angedeutet wird.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die verschieden von denen sind, die oben beschrieben sind, können durch Fachleute auf dem Gebiet mit Anpassungen an verschiedene Anwendungserfordernisse erfolgen, wodurch naheliegende Abwandlungen entstehen, die in jedem Fall im Umfang der nachfolgenden Ansprüche umfasst sind.


Anspruch[de]
Bimetallrohr, das beständig gegenüber der korrosiven Wirkung eines Prozessfluids ist, mit dem es an seiner inneren Oberfläche in Kontakt gebracht wird, umfassend ein erstes röhrenförmiges Element E1 (1), welches der besagten inneren Oberfläche gegenüberliegt, das aus einem Metall M1 besteht, das ausgewählt ist aus Zr, Ta, Nb und Al oder einer Legierung der besagten Metalle, und das sich gleichmäßig über die gesamte Länge des Rohres erstreckt, und mindestens ein zweites röhrenförmiges Element E2 (2), das aus einem/r zweiten Metall oder Legierung M2, die verschieden von M1 ist, das kreisförmig außen um besagtes erstes röhrenförmiges Element in einer Position in der Nähe von einem seiner Enden über einen Abschnitt von weniger als einem Drittel der Länge des Rohres selbst angeordnet ist und das mit besagtem Element E1 dichtend verbunden ist. Das Bimetallrohr gemäß Anspruch 1, das zwei der besagten röhrenförmigen Elemente E2 umfasst, die aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien sind, wobei sich jedes in der Nähe von einem der Enden des Rohres befindet. Das Bimetallrohr gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das besagte Element E1 aus Zirkonium oder einer Legierung mit mindestens 60 Gew.-% Zirkonium besteht. Das Bimetallrohr gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das besagte Metall M2 des Elements E2 ausgewählt ist aus Titan, einer Titanlegierung oder Harnstoffgrad-Edelstahl. Das Bimetallrohr gemäß dem vorherigen Anspruch 4, wobei das besagte Metall M2 ausgewählt ist aus Titan und einer Titanlegierung. Das Bimetallrohr gemäß einem der vorherigen Ansprüche, das zusätzlich zu besagten Elementen E1 und E2 mindestens ein weiteres metallisches röhrenförmiges Element umfasst, das sich um E1 herum befindet und in Kontakt mit dessen äußerer Oberfläche steht. Das Bimetallrohr gemäß dem vorherigen Anspruch 6, wobei das besagte weitere röhrenförmige Element, welches aus einem Metall besteht, das ausgewählt ist aus Titan, einer Titanlegierung oder einem Edelstahl, an E2 angrenzt und sich in den zentralen Abschnitt des Rohres selbst erstreckt. Das Bimetallrohr gemäß dem vorherigen Anspruch 7, wobei das besagte weitere röhrenförmige Elment aus einem Metall besteht, das kompatibel ist für das Verschweißen mit dem Metall M2 von E2. Das Bimetallrohr gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zentrale Abschnitt von besagtem Element E1 eine Dicke besitzt, die zwischen 1 und 15 mm liegt. Das Bimetallrohr gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei jedes Element E2 eine Länge hat, die zwischen 0,2 und 20% der Gesamtlänge des Rohres liegt. Das Bimetallrohr gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das besagte Element E2 eine einheitliche Dicke besitzt, die zwischen 1 und 15 mm liegt. Verfahren zur Herstellung eines Bimetallrohrs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, beginnend mit einem Rohr E0, das über seine gesamte Länge mindestens ein röhrenförmiges Element E0 umfasst, welches aus besagtem Metall M1 besteht, umfassend die folgenden Schritte:

a) Anordnen der äußeren Oberfläche von mindestens einem der Enden von E0 über eine Länge, die ausreicht, ein zweites röhrenförmiges Element E2 aufzunehmen, so dass ein geeigneter Passsitz erzeugt wird, wobei vorzugsweise ein äußerer Durchmesser des Rohrs kleiner ist als der ursprüngliche Durchmesser;

b) Anbringen eines röhrenförmigen Elements E2, das eine Länge hat, die kleiner oder gleich einem Drittel der Länge von E0 ist, bestehend aus einem Metall M2, das verschieden von M1 ist, das als Ring um mindestens einen Anschnitt des besagten Passsitzes herum angeordnet ist;

c) Verbinden der Oberflächen der Metalle M1 und M2 an mindestens einem Teil der zwischen ihnen liegenden Kontaktfläche so dass eine dichtende Verbindung über den gesamten Umfang des so erhaltenen Bimetallrohrs gebildet wird.
Das Verfahren gemäß dem vorherigen Anspruch 12, wobei in Schritt a) eine metallische Schicht, die eine Dicke hat, die zwischen 0,1 und 2 mm liegt, aus dem Passsitz entfernt wird. Das Verfahren gemäß dem einem der vorherigen Ansprüche 12 oder 13, wobei in besagtem Schritt c) die zwei Metalle M1 und M2 eine metallurgische Bindung miteinander bilden, die sich über den gesamten Kontaktbereich der Oberflächen der Elemente E1 und E2 erstreckt. Verwendung des Rohres gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 in Anlagen zur Verarbeitung korrosiver Fluide in einer Industrieanlage. Verwendung gemäß Anspruch 15 zur Herstellung eines Rohrbündels zum Wärmeaustausch, das in besagte Anlagen eingebaut ist. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 15 oder 16. wobei die besagten Anlagen einen Ammoniumcarbamat-Abscheider im Hochdruckkreislauf von Anlagen zur Herstellung von Harnstoff bilden. Industrieanlagen zur Verarbeitung eines hoch korrosiven Fluids unter hohem Druck, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Bimetallrohr, vorzugsweise einen Reihe von Bimetallrohren, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 umfassen, dessen/deren innere Oberfläche in Kontakt mit besagtem Fluid gebracht wird. Die Anlagen gemäß Anspruch 18, die aus einem Rohrbündelwärmeaustauscher bestehen. Die Anlagen gemäß Anspruch 19, wobei das besagte Rohrbündel zwischen 100 und 6000 Bimetallrohre umfasst, die einen Durchmesser haben, der zwischen 10 und 100 mm liegt. Die Anlagen gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, die eine Rohrplatte umfassen, auf die besagte Bimetallrohre geschweißt sind und die mit mindestens einer metallischen Schicht beschichtet ist, welche beständig gegenüber Korrosion durch das besagte Prozessfluid ist. Die Anlagen gemäß Anspruch 21, wobei besagte metallische Beschichtung aus einem Metall M3 besteht, das mit dem Metall des Elements E2 des besagten Bimetallrohres kompatibel ist. Die Anlagen gemäß Anspruch 22, wobei besagte metallische Beschichtung dichtend mit besagtem Element E2 verschweißt ist. Die Anlagen gemäß Anspruch 22 oder 23, wobei besagte Beschichtung und besagtes Element E2 aus einem Metall M2 bestehen, das ausgewählt ist aus Titan und einer Titanlegierung. Verfahren zur Reparatur oder Verbesserung chemischer Rohrbündelanlagen, die zur Behandlung eines korrosiven Fluids geeignet sind, wobei besagtes Fluid mit der inneren Wand der Rohre, die das Rohrbündel bilden, in Kontakt kommt, wobei das Verfahren den Ersatz von mindestens einem der besagten Rohre mit einem Bimetallrohr gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst. Das Verfahren gemäß Anspruch 25, wobei die besagten Anlagen eine Rohrplatte umfassen, die mit einem Metall beschichtet ist, das ausgewählt ist aus Titan, einer Titanlegierung und Edelstahl. Das Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche 25 oder 26, wobei besagte Anlagen einen Abscheider im Hochdruckkreislauf bei einem Harnstoffsyntheseverfahren bilden. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26, das die Entfernung von mindestens einem der vorhandenen Rohre, das Reinigen des so gebildeten Hohlraums in der Rohrplatte, das Einfügen eines Bimetallrohres gemäß der vorliegenden Erfindung, das eine passende Länge hat, in jeden Hohlraum, das Anbringen der Mündung jedes Rohres, so dass es eine kurze Strecke übersteht, üblicherweise zwischen 3 und 50 mm, und das Verschweißen der Beschichtung der Rohrplatte mit der äußeren Oberfläche des Elements E2 eines jeden Rohres umfasst.






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