CH639008A5

CH639008A5 - Appliance for treating the internal surfaces of metallic tubes

Info

Publication number: CH639008A5
Application number: CH339979A
Authority: CH
Inventors: Peter Schreiber; Walter Klimke
Original assignee: Schreiber Peter Metallisierwer
Priority date: 1978-04-12
Filing date: 1979-04-10
Publication date: 1983-10-31
Also published as: DE2815761A1; NL7900442A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Galvanisierung, der Innenflächen von metallischen Rohren mit einer Badflüssigkeit. The invention relates to a device for treating, in particular galvanizing, the inner surfaces of metallic pipes with a bath liquid.

Bekannte Vorrichtungen zur galvanischen Behandlung der Innenflächen von metallischen Rohren bestehen aus eine Badflüssigkeit aufnehmenden Behältern, in die die Rohre als Kathode in einem bestimmten Abstand von einer Anode ein-5 getaucht werden. Dabei muss die nicht zu behandelnde Rohraussenfläche abgedeckt werden. Aufgrund der Wasser-stoffabscheidung bleiben Wasserstoffblasen auf der Rohrin-nenfläche haften, wodurch an diesen Stellen kein Metall mehr niedergeschlagen wird und Poren im Überzug ent-lo stehen. Um dies zu verhindern, finden aufwendige Rühreinrichtungen Verwendung. Dennoch ist in vielen Fällen wegen des Aufwirbeins von Anodenschlamm die Qualität der metallischen Überzüge nicht befriedigend, wobei auch der Zusatz organischer Glanzmittel häufig keine Abhilfe schafft. Known devices for the galvanic treatment of the inner surfaces of metallic tubes consist of containers which hold bath liquid and into which the tubes are immersed as a cathode at a certain distance from an anode. The pipe surface not to be treated must be covered. Due to the hydrogen separation, hydrogen bubbles adhere to the inner surface of the pipe, which means that metal is no longer deposited at these points and pores in the coating are released. To prevent this, complex stirring devices are used. Nevertheless, the quality of the metallic coatings is unsatisfactory in many cases because of the swirling of anode sludge, and the addition of organic brighteners often does not provide a remedy.

15 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die eine gleichmässige und qualitativ hochwertige Behandlung ohne die Verwendung von Hilfsmitteln ermöglicht. 15 The invention has for its object to develop a device of the type mentioned, which enables a uniform and high quality treatment without the use of tools.

20 Dies wird erfindungsgemäss durch ein das Rohr stirnbeidseitig zwischen sich fassendes Paar von Verschlussköpfen erreicht, die Zu- oder Ableitungen zum Transport der Badflüssigkeit aufweisen, in die Zu- oder Ableitungen eine Umwälzpumpe geschaltet ist und die Leitungen an wenig-25 stens einen Vorratsbehälter angeschlossen sind. 20 This is achieved according to the invention by a pair of closure heads which are located on both ends of the pipe and which have inlet or outlet lines for transporting the bath liquid, into which inlet or outlet lines a circulation pump is connected and the lines are connected to at least one storage container .

Auf diese Weise bildet das Rohr selbst den Badbehälter, wodurch ein Abdecken der Rohraussenfläche entfallt, da diese von der Badflüssigkeit freigehalten wird. Durch den kontinuierlichen Kreislauf der Badflüssigkeit in dem System 30 aus Rohren, Leitungen und Vorratsbehältern wird einerseits die Bildung von Wasserstoffblasen an der Innenfläche der Rohre und damit die Entstehung von Poren und anderseits die Ablagerung von Feststoffen wie Anodenschlamm verhindert und eine einwandfrei Oberfläche erhalten. Die für man-35 che Anwendungsgebiete zweckmässige oder notwendige Verwendung wasserfreier Lösungsmittel, die mit der Luft nicht in Berührung kommen dürfen, wird gleichfalls möglich, da ein in sich geschlossener Kreislauf vorliegt. In diesem zirkuliert der abgeschiedene Wasserstoff mit der Badflüssigkeit 40 und kann leicht ausserhalb des Rohres abgeschieden werden. Dies hat eine erhöhte Stromausbeute zur Folge. Durch einfaches Umschalten von in den Leitungen angeordneten Ventilen sind weitere Badflüssigkeiten in wählbarer Folge durch das Rohr förderbar, wodurch zusätzliche Arbeitsgänge wie 45 Spülen, Entfetten od.dgl. durchführbar sind. Die Stromverhältnisse wie beispielsweise der Spannungsabfall sind, weil das Rohr aussen freiliegt, bei der erfindungsgemässen Vorrichtung bequem messbar. Auch ein Elektropolieren ist problemlos mit der Vorrichtung durchführbar. Dazu genügt le-50 diglich ein Umpolen von Anode und Kathode. Die Vorrichtung ist weiterhin für stationär bereits eingebaute Rohre verwendbar, an denen dazu nur die Verschlussköpfe befestigt werden, die mit den entsprechenden Zu- bzw. Ableitungen, den Vorratsbehältern und der Pumpe verbunden werden. 55 Eine in der Rohrachse angeordnete Anodenstange dient nach einem wichtigen Ausbildungsmerkmal der Erfindung gleichzeitig als Spannelement zum beidendigen Anpressen der Verschlussköpfe, die damit die Rohrenden sicher abdichten. Vorteilhaft weisen dazu die Enden der rohrförmigen 60 Anodenstange ein Aussengewinde zum Verschrauben von Spannmuttern auf. Während der Behandlung mit Badflüssigkeit ist das mit den Verschlussköpfen versehene Rohr zweckmässigerweise in Schwerkraftrichtung angeordnet. Dadurch wird ein Durchhängen der Anode verhindert und 65 ein exakt gleichbleibender Abstand zwischen der Anode und der Kathode erzielt. Hierfür ist ein verschwenkbares Gestell zur Halterung des Rohres vorteilhaft, das im Montagefall eine Horizontallage einnehmen kann. In this way, the tube itself forms the bath container, which means that there is no need to cover the outside of the tube, since this is kept free of the bath liquid. Due to the continuous circulation of the bath liquid in the system 30 of pipes, lines and storage containers, on the one hand the formation of hydrogen bubbles on the inner surface of the pipes and thus the formation of pores and on the other hand the deposition of solids such as anode sludge is prevented and a perfect surface is obtained. The appropriate or necessary use of water-free solvents, which must not come into contact with the air, is also possible for some areas of application, since a closed cycle is present. The separated hydrogen circulates in this with the bath liquid 40 and can easily be separated outside the tube. This results in an increased current yield. By simply switching valves arranged in the lines, further bath fluids can be conveyed through the pipe in a selectable sequence, as a result of which additional work steps such as 45 rinsing, degreasing or the like can be carried out. are feasible. The current conditions, such as the voltage drop, because the tube is exposed on the outside, can be conveniently measured in the device according to the invention. Electropolishing can also be carried out with the device without any problems. To do this, simply reverse the polarity of the anode and cathode. The device can also be used for pipes already installed in a stationary manner, to which only the closure heads are attached, which are connected to the corresponding supply and discharge lines, the storage containers and the pump. 55 According to an important design feature of the invention, an anode rod arranged in the tube axis also serves as a clamping element for pressing the closure heads on both ends, which thus securely seal the tube ends. For this purpose, the ends of the tubular 60 anode rod advantageously have an external thread for screwing on clamping nuts. During the treatment with bath liquid, the tube provided with the closure heads is expediently arranged in the direction of gravity. This prevents sagging of the anode and achieves an exactly constant distance between the anode and the cathode. For this purpose, a pivotable frame for holding the tube is advantageous, which can assume a horizontal position in the case of assembly.

3 3rd

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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind im Zusammenhang mit der nachfolgenden speziellen Beschreibung der Figuren näher erläutert. Es zeigen: Further advantages and features of the invention are explained in connection with the following special description of the figures. Show it:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsge-mässen Vorrichtung in Montagelage ohne Zu- und Ableitungen sowie Vorratsbehältern, 1 is a schematic side view of the device according to the invention in the assembly position without supply and discharge lines and storage containers,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Arbeitslage mit Zu-und Ableitungen sowie Vorratsbehältern, 2 shows the device according to FIG. 1 in the working position with feed and discharge lines and storage containers,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung längs der Linie III-III von Fig. 2, 3 shows a cross section through the device along the line III-III of FIG. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 2, worin einige Teile der Deutlichkeit wegen weggelassen sind, 4 is a top view of the device of FIG. 2, with some parts omitted for clarity;

Fig. 5 einen Schnitt durch den unteren Verschlusskopf mit einem Teilstück des daran befestigten Rohres und Anodenstange. Fig. 5 shows a section through the lower closure head with a portion of the attached tube and anode rod.

Die dem Ausführungsbeispiel zugrundegelegte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem zweiarmigen Träger 10 für ein die Kathode bildendes Rohr 11, der auf einem trapezförmig gestalteten, einseitig offenen Gestell 12 um eine Schwenkachse 13 zusammen mit dem Rohr 11 aus einer horizontalen Ruhe- und Montagelage nach Fig. 1 in eine vertikale Arbeitslage schwenkbar ist, wie Fig. 2 zeigt. An dem Träger 10 ist am Ende eines längeren, nach oben verschwenkbaren Armes 14 eine Montagebühne 15 befestigt, die in der vertikalen Arbeitslage über eine am Träger 10 angelenkte Leiter 16 erreichbar ist. In Längsrichtung des Trägers 10 verläuft eine darauf angeformte, U-förmig profilierte Schiene 17, in der mehrere Auflager 18 das Rohr 11 mit zwischen den Schenkeln der Schiene 17 liegenden, konkaven Wölbungsteilen 19 das Rohr 11 lagernd aufnehmen, wobei sich Endabschnitte 20 des Auflagers 18 beidseitig auf den Schenkeln der Schiene 17 abstützen, wie Fig. 3 zeigt. Eine feste Halterung des Rohres 11 auf dem Träger 10 wird durch das Rohr 11 schellenartig umgreifende Manschetten 21 gleicher Anzahl wie die Auflager 18 erzielt, die in radiale Manschettenfortsätze 22 auslaufen, welche mit den Endabschnitten 20 des Auflagers 18 beidseitig verschraubt sind. The device on which the exemplary embodiment is based essentially consists of a two-armed carrier 10 for a tube 11 which forms the cathode and which, on a trapezoidal, frame 12 which is open on one side, about a pivot axis 13 together with the tube 11 from a horizontal rest and assembly position according to FIG. 1 is pivotable into a vertical working position, as shown in FIG. 2. A mounting platform 15 is fastened to the support 10 at the end of a longer arm 14 which can be pivoted upwards and which can be reached in the vertical working position via a ladder 16 articulated on the support 10. In the longitudinal direction of the carrier 10 runs a U-shaped rail 17 formed thereon, in which a plurality of supports 18 hold the tube 11 with the concave curvature parts 19 lying between the legs of the rail 17, the end portions 20 of the support 18 being supported support on both sides on the legs of the rail 17, as shown in FIG. 3. A firm mounting of the tube 11 on the carrier 10 is achieved by the tube 11 encompassing sleeves 21 of the same number as the supports 18, which end in radial sleeve extensions 22 which are screwed to the end portions 20 of the support 18 on both sides.

An den beiden Enden des Rohres 11 sind Verschlussköpfe 23 angeordnet, die im wesentlichen aus einem Aussenzylinder 24 und einem Innenzylinder 25 gebildet sind, wie Fig. 5 zeigt. At the two ends of the tube 11, closure heads 23 are arranged, which are essentially formed from an outer cylinder 24 and an inner cylinder 25, as shown in FIG. 5.

Der Aussenzylinder 24 weist einen rechtwinklig dazu verlaufenden Anschlussstutzen 26 auf, an dem Zuleitungen 27 bzw. Ableitungen 28 zum Transport der Badflüssigkeit befestigbar sind. Im Bereich des Anschlussstutzens 26 sind im Innenzylinder 25 radiale Durchbrüche 29 vorgesehen, wodurch zwischen Aussenzylinder 24 und Innenzylinder 25 ein flut-kammerartiger Ringkanal 30 für die zu- bzw. abfliessende Badflüssigkeit gebildet wird. Der Aussenzylinder 24 weist einen rechtwinklig abgesetzten Innenbund 31 auf, der in einen entsprechenden Vorsprung 32 einer Isolierung 49 eingreift. Zwischen dem Innenbund 31 und dem Rohrende ist ein metallischer Blendring 33 angeordnet, der durch das Rohr 11 selbständig kathodisch kontaktiert ist und eine verdickte Be-schichtung beim Galvanisieren bzw. eine verstärkte Abtragung beim Elektropolieren im Stirnbereich des zu behandelnden Rohres verhindert. Die beiden Stirnenden des Blendrings 33 weisen umlaufende Dichtungsnuten 34 und -ringe 35 gegenüber dem Rohr 11 und dem Innenbund 31 auf. The outer cylinder 24 has a connection piece 26 running at right angles thereto, to which feed lines 27 or discharge lines 28 for transporting the bath liquid can be fastened. In the area of the connecting piece 26, radial openings 29 are provided in the inner cylinder 25, as a result of which a flood-chamber-like annular channel 30 for the inflowing or outflowing bath liquid is formed between the outer cylinder 24 and the inner cylinder 25. The outer cylinder 24 has a right-angled inner collar 31 which engages in a corresponding projection 32 of an insulation 49. Between the inner collar 31 and the pipe end there is a metallic blind ring 33 which is independently cathodically contacted by the pipe 11 and which prevents a thickened coating during electroplating or an increased removal during electropolishing in the end region of the pipe to be treated. The two ends of the cover ring 33 have circumferential sealing grooves 34 and rings 35 with respect to the tube 11 and the inner collar 31.

Als Anode ist in der Achse des Rohres 11 eine Anodenstange 36 angeordnet, die gleichzeitig zum flüssigkeitsdichten Anpressen der beiden Verschlussköpfe 23 dient. Dazu ragt die Anodenstange 36 durch eine Öffnung 37 in einer An anode rod 36 is arranged as an anode in the axis of the tube 11, which at the same time serves for the liquid-tight pressing of the two closure heads 23. For this purpose, the anode rod 36 projects through an opening 37 in a

Isolierungsplatte 38 und einer dazu konzentrisch angeordneten Verschlussplatte 39 und ist mit einem Aussengewinde Insulation plate 38 and a closing plate 39 arranged concentrically therewith and has an external thread

40 zum Verschrauben von Spannmuttern 41 versehen. Auf diese Weise bildet die Anodenstange 36 gleichzeitig ein Spannelement für die Verschlussköpfe 23. Die Spannmuttern 41 dienen ausserdem zur Festklemmung einer Anodenzuleitung 42 zur Stromversorgung der Anode. Die Anodenzuleitung 42 ist isoliert und auf dem Träger 10 angeordnet, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Eine Kathodenzuleitung 43 verläuft in Verlängerung eines Manschettenfortsatzes 22 der Manschetten 21, die damit Stromverteiler für das die Kathode bildende Rohr darstellen. 40 provided for screwing clamping nuts 41. In this way, the anode rod 36 also forms a clamping element for the closure heads 23. The clamping nuts 41 also serve to clamp an anode lead 42 for supplying power to the anode. The anode lead 42 is insulated and arranged on the carrier 10, as can be seen from FIG. 3. A cathode feed line 43 extends in the extension of a sleeve extension 22 of the sleeves 21, which thus represent current distributors for the tube forming the cathode.

Zur Behandlung der Innenfläche des Rohres 11 wird dieses in die konkav gewölbten Auflager 18 des Trägers 10 in die in Fig. 1 gezeigte horizontale Montagelage gebracht, worauf die Endabschnitte 20 der Auflager 18 mit den Manschettenfortsätzen 22 verschraubt werden. Zur Überführung in die in Fig. 2 dargestellte vertikale Arbeitslage wird der Träger 10 zusammen mit dem Rohr 11, der Leiter 16 und der Montagebühne 15 um das Schwenklager 13 gedreht. Durch das während der Behandlung in Schwerkraftrichtung angeordnete Rohr wird eine Durchbiegung der Anodenstange vermieden; diese weist vielmehr an jeder Stelle den gleichen Abstand zur Rohrinnenfläche auf. In beiden Lagen ist der Träger mittels nicht näher gezeigter Arretierungen feststellbar. Es versteht sich, dass bei der Behandlung kürzerer Rohre auf die Montagebühne 15 und die Leiter 16 und mitunter auch auf das verschwenkbare Gestell 12 verzichtet werden kann. To treat the inner surface of the tube 11, this is brought into the concavely curved supports 18 of the carrier 10 in the horizontal assembly position shown in FIG. 1, whereupon the end sections 20 of the supports 18 are screwed to the collar extensions 22. For the transfer into the vertical working position shown in FIG. 2, the carrier 10 is rotated together with the tube 11, the conductor 16 and the assembly platform 15 about the pivot bearing 13. Bending of the anode rod is avoided by the tube arranged in the direction of gravity during the treatment; on the contrary, this has the same distance to the inner pipe surface at every point. The carrier can be locked in both positions by means of detents, not shown in more detail. It goes without saying that the assembly platform 15 and the ladder 16 and sometimes also the pivotable frame 12 can be dispensed with when treating shorter tubes.

In der vertikalen Arbeitslage wird der eine Verschlusskopf 23 am unteren Rohrende befestigt, die Anodenstange 36 in das Rohr 11 eingeführt und der andere Verschlusskopf 23 am oberen Rohrende montiert. Um beim Einschieben der Anodenstange 36 Beschädigungen der Rohrinnenfläche zu vermeiden, weist die Anodenstange 36 an ihrem beim Einschieben vorauseilenden Stangenende einen dem Rohrinnendurchmesser angepassten Führungsring 44 auf, der im unteren Bereich des Verschlusskopfes 23 in parallel zur Rohrachse verlaufenden Führungsschienen 45 gleitet, die zwischen der anodenseitigen Fläche des Innenbundes 31 und der Isolierungsplatte 38 im Innenzylinder 25 durch dessen Durchbrüche 29 gebildet sind, auf der sich der Führungsring 44 abstützt, wie Fig. 5 zeigt. Ein abdichtend fester Verschluss ist nun beidendig durch Anziehen der Spannmuttern In the vertical working position, one closure head 23 is fastened to the lower tube end, the anode rod 36 is inserted into the tube 11 and the other closure head 23 is mounted to the upper tube end. In order to avoid damage to the inner tube surface when inserting the anode rod 36, the anode rod 36 has a guide ring 44 adapted to the inner tube diameter on its rod end leading in during insertion, which slides in the lower region of the closure head 23 in guide rails 45 which run parallel to the tube axis and between the anode side Surface of the inner collar 31 and the insulation plate 38 in the inner cylinder 25 are formed by the openings 29 on which the guide ring 44 is supported, as shown in FIG. 5. A tight seal is now both ends by tightening the clamping nuts

41 erzielbar. 41 achievable.

An den Anschlussstutzen 26 werden die Zuleitungen 27 und die Ableitungen 28 mit einer zugeordneten Umwälzpumpe 46 für die Badflfüssigkeiten angeschlossen, die im vorliegenden Fall wahlweise drei Vorratsbehältern 47 entnommen werden. Hier enthält ein Behälter ein Elektropolier-bad, ein weiterer Wasser zum Spülen und ein dritter ein Chrombad. Es versteht sich, dass weitere Behälter für andere Badflüssigkeiten vorgesehen sein können und die verschiedensten Arbeitsgänge Verkupfern, Vernickeln od.dgl. vollziehbar sind. Ein schneller und beliebiger Wechsel der Bäder ist durch Umschalten von in den Zuleitungen 27 und den Ableitungen 28 angeordneten Ventilen 48 leicht erzielbar. The supply lines 27 and the discharge lines 28 are connected to the connecting piece 26 with an associated circulating pump 46 for the bath liquids, which in the present case are optionally taken from three storage containers 47. Here a container contains an electropolishing bath, another water for rinsing and a third a chrome bath. It goes without saying that further containers for other bath fluids can be provided and the most varied of operations copper plating, nickel plating or the like. are enforceable. A quick and arbitrary change of the baths can easily be achieved by switching valves 48 arranged in the supply lines 27 and the discharge lines 28.

Die dargestellte Ausführung ist, wie bereits erwähnt wurde, nur eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung. Diese ist nicht darauf beschränkt. So ist beispielsweise mit der Vorrichtung auch eine stromlose Abscheidung von Metallen vollziehbar, wodurch die Zuleitungen für die Anode und die Kathode sowie die Isolierungen entfallen. As already mentioned, the embodiment shown is only one example of realizing the invention. This is not limited to this. For example, the device can also be used for electroless deposition of metals, as a result of which the supply lines for the anode and the cathode and the insulation are eliminated.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

S S

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

639008 PATENT CLAIMS

1. A device for treatment, in particular galvanization, of the inner surfaces of metallic tubes with a bath liquid, characterized by a tube (11) on both ends between a pair of locking heads (23), the inlets or outlets (27, 28) for transporting the Have bath liquid, into which supply or discharge lines (27, 28) a circulation pump (46) is connected and the lines are connected to at least one storage container (47).

2. Device according to claim 1, characterized in that an anode rod (36) which can be arranged in the tube axis also serves as a clamping element for both-sided, sealing pressing of the pair of closure heads.

3. Device according to claim 2, characterized in that the ends of the tubular anode rod (36) have an external thread (40) for screwing clamping nuts (41).

4. The device according to claim 1, characterized in that the closure head (23) has an outer cylinder (24) with transversely directed connecting piece (26), in the height region of the connecting piece (26) a radial openings (29) having an inner cylinder (25) is arranged, an annular channel (30) for the inflowing or outflowing bath liquid is formed between the two cylinders (24, 25).

5. The device according to claim 4, characterized in that the outer cylinder (24) has an inner collar (31), one side surface of which is aligned with the ring region of the pipe end.

6. The device according to claim 5, characterized in that between the inner collar (31) and the tube (11) a metallic, independently cathodically contacted aperture ring (33) is arranged, the two end faces circumferential sealing grooves (34) and rings (35) have opposite the tube (11) and the inner collar (31).

7. Device according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the tube (11) provided with the closure head pair is arranged during the treatment with bath liquid in the direction of gravity.

8. Device according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized by a the tube (11) alongside holding, pivotable carrier (10) between a horizontal position in the rest and assembly position and a vertical position of the tube (11) in the working position by one on a frame (12) rotatably mounted, horizontal pivot axis (13) can be switched.

9. The device according to claim 8, characterized in that a pivotable ladder (16) is attached along the carrier (10).

10. The device according to claims 8 and 9, characterized in that at least at the upper end of the carrier (10) located in the vertical position, a pivotable mounting platform (15) is attached.

11. The device according to one of the preceding claims I to 10, characterized in that the anode rod (36) is provided with a guide ring (44) which is adapted to the inner tube diameter at its rod end which leads ahead when it is inserted.