CN101177786A - 外侧涂锌和pvf内侧涂镍的双层铜焊钢管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有高耐蚀强度和耐受性的双层管(1)及其制造方法，该双层管(1)包括通过在铜焊钢板管(3)的外表面上形成锌层(3)并在内表面上形成镍层(5)获得的铜焊钢板管(2)。所述方法包括以下步骤：在无电流镍镀覆生产线(6)上的清洁段(7)中清洁在外表面上镀覆有锌和PVF(聚氟乙烯)的铜焊钢板管(2)；在清洗浴(8)中进行清洗；在活化段(9)中进行活化处理；在无电流镍镀覆浴(10)中用镍镀覆溶液镀覆内表面；再次清洗；在干燥段(11)中干燥；进行泄漏试验，包装并配送。

Description

外侧涂锌和PVF内侧涂镍的双层铜焊钢管
技术领域
本发明涉及具有高耐蚀强度和耐性的双层管及其制造方法，所述双层管通过在外表面镀覆有锌和PVF(聚氟乙烯)的铜焊钢板管的内表面上形成镍层获得。
本发明开发的双层管制造方法包括以下步骤：在无电流镍镀覆生产线上的清洗段中清洗具有锌和PVF镀覆的外表面的铜焊钢板管(copperweld steel sheet pipe)；在清洗浴中冲洗；在活化段中进行活化处理；在无电流镍镀覆浴中用镍镀覆溶液镀覆铜焊钢板管的内表面；在清洗浴中再次冲洗；在干燥段中干燥；进行泄漏试验；包装并准备好发货。
背景技术
在现有技术中，双层铜焊钢板管用作机动车工业中的制动和燃油管。
以下给出文献中对于双层管的一些专利申请。例如，申请号JP2005233373涉及双层波纹管。所述双层管包含波纹形外管和位于所述外管内的内管。所述管具有非多孔圆筒形内表面。所述外管由高密度聚乙烯构成，并且内管由平链(flat chain)低密度聚乙烯和动态熔渣苯酚混合物(olyphenic mix)构成。
专利申请No.TR2003/00145涉及通过在同一生产线上用胶合剂镀覆铝箔并将其施加到管上来制造所述复合管产品的方法、以及实现所述方法的系统。
专利申请US2003012909涉及包含在内部具有聚酰胺的层和选自聚醚酯、聚酯醚、氟化聚合物的外层的双层管。
专利申请US2003041912涉及包含由钢构成的内层、由可焊接的钢制成并包围内层的外层和由可焊接钢制成的端部连接件的管。
但是，所述双层管不能提供希望的耐性。另外，在管的制造阶段，出现额外的劳动力和时间损失，因此成本增加。
结果，需要具有高耐蚀性和高耐性的双层管，用以消除现有技术的缺点、以及现有技术中必须改进的现有方案的不足。
发明内容
基于现有技术，本发明的目的是，通过在具有锌外表面和PVF(聚氟乙烯)涂层的铜焊钢板管内形成镍层，增加双层管对于新燃油产品的耐性。
本发明的另一目的是，提供高耐性双层管产品。
本发明的另一目的是，提供高耐蚀性双层管产品。
本发明的另一目的是，防止双层管的制造阶段中的额外劳动力和时间损失。
本发明的另一目的是，使双层管在制造阶段中的成本最小化。
为了消除所述缺点，开发了包含由锌制成的外表面和PVF铜焊钢板管的内表面中的镍层的高耐蚀强度和耐性的双层管，以及它们的制造方法。
在本发明的优选应用中，双层管的制造方法包括以下步骤：在无电流镍镀覆生产线上的清洁段中清洁具有锌和PVF镀覆的外表面的铜焊钢板管；在清洗浴中清洗；在活化段中进行活化处理；在无电流镍镀覆浴中用镍镀覆溶液镀覆所述管的内表面；在清洗浴中再次清洗；在干燥段中干燥；进行泄漏试验；包装并准备好发货。
附图说明
图1是双层管的正视图。
图2是无电流镍镀覆生产线的立体图。
附图标记
1.双层管
2.铜焊钢板管
3.锌层
4.PVF层
5.镍层
6.无电流镍镀覆生产线
7.清洁段
8.清洗浴
9.活化段
10.无电流镍镀覆浴
11.干燥段
12.过滤器
13.配电板
具体实施方式
本发明涉及高耐蚀强度和耐性的双层管(1)，和这种管的制造方法。
图1表示双层管(1)的前视图。通过在铜焊钢管(2)的外表面上形成锌层(3)和PVF层、并在内表面上形成镍层(5)，来制造所述双层管(1)。
铜焊钢板的制造
在铜焊钢板管(2)的制造中，为了去除板上的油污和灰尘，对管进行热油去除操作。换句话说，进行两次所谓的皂浴。然后，清洗板，并进行酸洗以活化表面。
首先对清洗的板进行预镀覆以使其准备好用以进行主镀覆，然后进行主镀覆。在镀覆操作后，对板进行清洗并最终施加lak bathing。Lackbathing的目的是要防止材料与空气的接触期间的腐蚀。一旦完成所有的操作，就从获得的3微米铜焊钢板制造出铜焊钢板管(2)。
锌和PVF(聚氟乙烯)镀覆
在铜焊钢板管(2)的制造中，为了去除板上的油和灰尘，对管进行热油去除操作。然后，对铜焊钢板管(2)进行酸浴以去除其上的氧化皮，然后用水清洗以使得其准备好用于镀覆。在酸浴后，对铜焊钢板管(2)进行在四个分开的浴中实现的锌的镀覆。在第四次浴之后，在铜焊钢板管(2)上形成25微米厚的锌层(3)。用阳极-阴极原理进行锌的镀覆过程。
在对铜焊钢板管(2)进行锌镀覆后，对管子进行清洗。清洗后的具有锌涂层(3)的铜焊钢板管(2)经受硝酸浴、活化并进行pacification处理。
对外部具有锌涂层(3)的铜焊钢板管(2)进行PVF(聚氟乙烯)镀覆操作。在在锌层(3)上形成PVF层(4)后，刮除过量的PVF(聚氟乙烯)。
在锌涂层(3)上镀覆PVF层(4)后，在300～400℃的温度下在炉子中对铜焊钢板管(2)进行加热以蒸发溶剂。从炉子中取出的铜焊钢板管(2)被放入冷却装置中，由此获得具有20微米PVF层(4)的铜焊钢板管(2)。
镍镀覆
图2表示无电流镍镀覆生产线(6)的立体图。所述无电流镍镀覆生产线(6)包含清洗段(7)、清洗浴(8)、活化段(9)、无电流镍镀覆浴(10)、干燥段(11)、过滤器(12)和配电板(13)。
在外表面上具有锌层(3)和PVF层(4)的铜焊钢板管(2)在清洗段(7)中清洗后，它们在清洗浴(8)中经受清洗处理。
在锌和PVF(聚氟乙烯)镀覆的铜焊钢板管(2)在活化段(9)中受到活化处理之后，铜焊钢板管(2)的内表面在无电流镍镀覆浴(10)中镀覆镍。因此，在铜焊钢板管(2)的内表面上形成镍层(5)。镀覆溶液的制备和含量比如下。
镀覆溶液的制备
表1.镀覆溶液的含量比
含量 优选的重量含量比 可用的重量含量比
镍 ％20 ％15-％25
次磷酸盐(Hydro-phosphite) ％20 ％15-％25
去矿化水(电导率＜10μS) ％50 ％50-％60
碳酸钠(稳定剂) ％10 ％5-％15
为了稳定无电流镍镀覆溶液的pH，如果添加稳定剂，那么添加的水的量不应多于50％。
以下给出以重量计的镍镀覆溶液的量的实例。
实例：
镍：120g/lt
次磷酸盐：648g/lt
碳酸钠(稳定剂)：75g/lt
在制备无电流镍镀覆浴(10)之前，用硝酸清洗将经受镀覆溶液处理的所有设备。然后，用喷雾的常规蒸馏水对所有的部件进行清洗。在清洗后，控制经受过滤的水的量。水的电导率不应超过10μS。
在槽中填充所需体积的导电率为5μS的蒸馏水，并操作过滤系统。将浴形成化学品添加到无电流镍镀覆浴(10)中。将其加热到操作温度，并控制pH值。
在仔细的初步准备后，待用无电流镍镀覆的部件位于无电流镍镀覆浴(10)中，并且等待直到形成希望厚度的镍层(5)。为了增加无电流镍镀覆浴(10)的寿命，一旦完成镀覆过程，就将镀覆溶液冷却到40℃。
无电流镍镀覆浴(10)的正常操作温度范围为88～94℃。初始温度为88℃。在较低的温度下，镍层(5)的形成速率降低。在加热和冷却期间混合镀覆溶液。
如果提供所需的操作参数，那么最佳的无电流镍镀覆浴池(10)的沉积速率是可能的。在正常的操作条件下，1升镍足以以25μ厚镀覆65m2。对于1体积份的镍，添加1体积份的次磷酸盐(hydrophoside)、2.4体积份的稳定剂(碳酸钠溶液)。需要在无氨工艺中使用纯度相当高的碳酸钠。不得为此目的使用苛性钠或苛性钾或碳酸钠或碳酸钾。当进行添加时，金属含量极限必须不大于20％。必须缓慢地并以规则的间隔进行添加。特别地，在更大的无电流镍镀覆浴(10)中必须进行自动的pH值控制和镍含量控制。
如果次磷酸盐的含量存在大于2g/l的偏差，那么缓慢地添加氢化亚磷酸盐以完成所需的量。这意味着氢化亚磷酸盐的量必须尽量一次增加到2g/lt。在添加过程中，必须存在至少半小时的时间差。推荐必须每天检查2次镍分析和还原反应量。当从溶液镀覆5g/l的镍时，达到总金属量循环(TMQ)。类似地，通过向1升(liter)中添加42ml溶液实现MTO。
涂层的力学性能：
硬度：        刚镀覆状态下，570HV 0.05±50
弹性模量：    170～200kN/mm2
耐磨损性：    C Taber Abrasion CS10：约25～40mg/1000次循环
涂层的耐蚀性：
耐蚀性满足DIN 50 966标准的第2～3类的要求。当根据DIN 50 018测试时，KESTERNICH Test SFW0.2＞2。当根据DIN 50 021测试时，无菌盐水喷射试验(asetic saline water spraying test)为＞200小时。
镀覆溶液的性能特征：
密度：         7.9-8.2kg/dm3
熔点：         1140-1170°K
电阻率：       (在4个点上测量)约4.9×101μOcm
热导率：       0.04W/(cm.℃)
面热膨胀系数： 12-13×10-6
PH值：         4.3-4.7(在20℃)
镍比率：       5.0±1.0g/lt
还原反应：     40±5g/lt
浴装载量：     0.2-1.0dm2/lt
镀覆速率：     13±2μm/小时(取决于pH值和温度)
当初始建立时，在初始的无电流镍镀覆浴(10)中使用的镍镀覆溶液的pH值应为4.3±0.1。10％的硫酸(60ml/l)溶液用作pH降低剂。为了增加pH，在无氨工艺中使用30％的氢氧化钠溶液。另外，还通过铵的添加提供pH调整。
在无电流镍镀覆过程期间，出现包含9～12％磷的厚磷层，并且在高操作限制下实现该过程。所述镍层(5)不包含铅和镉。也可以在没有铵的情况下实现无电流镍镀覆过程。
在无电流镍镀覆过程中使用不锈钢槽(阳极保护)。用不锈钢蒸汽管提供在干燥段(11)中进行的加热。使用排气装置以去除通风系统的喷射蒸汽烟雾。当在操作温度或接近操作温度的温度下停止生产时，为了防止蒸汽损失，在无电流镍镀覆浴(10)上放置盖子。
通过在过滤器(12)中进行的连续过滤实现最佳的镍镀覆过程。在过滤系统中使用浸入型泵。该泵还使得镀覆溶液在槽中混合。每小时10次(槽溶液)的槽循环率认为是理想的。使用3μm孔径的盒型或袋型聚丙烯过滤器(12)。
在清洗浴(8)中再次清洗具有镍镀覆的内表面的铜焊钢板管(2)。在干燥段(11)中干燥清洗的铜焊钢板管(2)后，进行称为涡流试验(eddy test)的泄漏试验，并且，在包装后产品就可以发货了。
本专利申请的保护范围由权利要求规定，并且决不限于为举例而提供的说明。很显然，相关领域中的任何技术人员均可通过使用类似的实施例提出根据本发明要求权利的创新，和/或可将该实施例应用于相关领域中的用于类似目的的其它技术。因此，很显然这些实施方案将缺乏创新性，特别是超出相关领域的背景。

Claims (16)

1.一种制造具有高耐蚀强度和耐性的双层管(1)的方法，该双层管(1)包括内部中的铜焊钢板管(2)、镀覆在所述铜焊钢板管(2)的外表面上的锌层(3)和镀覆在所述锌层(3)上的PVF层(4)，其中，该方法包括以下步骤：
-在无电流镍镀覆生产线(6)上的清洁段(7)中清洁具有锌和聚氟乙烯镀覆的外表面的铜焊钢板管(2)；
-在清洗浴(8)中进行清洗；
-在活化段(9)中进行活化处理；
-在无电流镍镀覆浴(10)中，用镍镀覆溶液镀覆所述铜焊钢板管(2)的内表面；
-在清洗浴(8)中再次清洗；
-在干燥段(11)中干燥。
2.根据权利要求1的制造双层管(1)的方法，其中，在干燥段(11)中干燥后，对所述在内表面上具有镍层(5)的铜焊钢板管(2)进行泄漏试验。
3.根据权利要求1的制造双层管(1)的方法，其中，所述镍镀覆溶液以重量计包含15wt％～25wt％的镍、15wt％～25wt％的氢磷化物、50wt％～60wt％的去矿化水和5wt％～15wt％的稳定剂。
4.根据权利要求1的制造双层管(1)的方法，其中，所述镍镀覆溶液中的稳定剂是碳酸钠。
5.根据权利要求1的制造双层管(1)的方法，其中，所述镍镀覆溶液中的去矿化水的电导率小于10μS。
6.根据权利要求1的制造双层管(1)的方法，其中，所述无电流镍镀覆浴(10)的温度为88℃～94℃。
7.根据权利要求1的制造双层管(1)的方法，其中，在所述无电流镍镀覆浴(10)中使用的镍镀覆溶液的密度为7.9～8.2kg/dm3。
8.根据权利要求1的双层管(1)的制造方法，其中，在20℃的温度下，在所述无电流镍镀覆浴(10)中使用的镍镀覆溶液的pH值为4.3～4.7。
9.根据权利要求1的制造双层管(1)的方法，其中，添加硫酸溶液作为pH值降低剂，并且添加氢氧化钠作为pH值增加剂，以调整在所述无电流镍镀覆浴(10)中使用的镍镀覆溶液的pH。
10.一种具有高耐蚀强度和耐性的双层管(1)，该双层管(1)包括在内部的铜焊钢板管(2)、镀覆在所述铜焊钢板管(2)的外表面上的锌层(3)和镀覆在所述锌层(3)上的PVF层(4)，其中，所述双层管(1)包含通过在所述铜焊钢板管(2)的内表面上镀覆镍镀覆溶液形成的镍层(5)。
11.根据权利要求10的双层管(1)，其中，所述镍层(5)包含15wt％～25wt％的镍、15wt％～25wt％的氢磷化物、50wt％～60wt％的去矿化水和5wt％～15wt％的稳定剂。
12.根据权利要求10的双层管(1)，其中，所述镍层(5)中的稳定剂是碳酸钠。
13.根据权利要求10的双层管(1)，其中，所述镍层(5)中的去矿化水的电导率小于10μS。
14.根据权利要求10的双层管(1)，其中，所述镍镀覆溶液的密度为7.9～8.2kg/dm3。
15.根据权利要求10的双层管(1)，其中，在20℃的温度下，所述镍镀覆溶液的pH值为4.3～4.7。
16.根据权利要求10的双层管(1)，其中，其包含作为pH降低剂的硫酸溶液和作为pH增加剂的氢氧化钠溶液，以调整所述镍镀覆溶液的pH。
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