CS8904206A2 - Internally oxidated tubes and method of their production - Google Patents

Description

Vynález se týká vnitřně zoxidovaných trubek z mědi ne-bo slitin mědi, zejména pro použití ve zdravotnictví. Vy-nález se dále týká způsobu výroby těchto vnitřně zoxidova-ných trubek.

Trubky z mědi nebo slitin mědi se používají jako trub-ková vedení ve zdravotnictví, například pro studenou a tep-lou vodu, ale také v kondenzátorech a výměnících tepla. Abyse zabránilo škodám způsobeným korozí, zejména vystupová-ním míst napadených korozí, bylo již navrhováno zbytky ole-je používaného pro tažení trubek, se sklonem k ukládání uhlo-vodíků, na vnitřním povrchu trubek před žíháním zcela od-stranit vhodným odmašťovacím prostředkem, například orga-nickým rozpouštědlem, jako je trichlóretylén nebo perchlór-etylén.

Další způsoby určují provádět žíháni v redukční atmo-sféře a z vrfitřního povrchu trubek potom odstranit vzniklý 3 uhlovodíkový film pomocí proudícího prostředku. Přitomtento prostředek se do trubky zavádí bud prostřednictvímtlakového vzduchu nebo tlakové vody. A konečně ze spisu DE-OS 30 04 455 je známo nastavitnízký obsah zbytkového uhlovodíku tím, že tepelné zpraco-vání po odmaštění trubky se provádí v atmosféře obsahují-cí kyslík, jako je například směs plynů z kyslíku, hélia a argonu. Při tepelném zpracování za oxidačních podmínek, zejmé-na když jsou tyto podmínky stálé, však nastává nebezpečí,že tvořící se vrstvy oxidů špatně ulpívají, mají většítlouštku a popřípadě jsou porézní, čímž se nezabrání nega-tivním vlivům mimo jiné také na potlačování koroze. Navícmohou vrstvy oxidů s tlouštkou větší nebo rovnou 0,2^mpři následném mechanickém zpracování, například při ohý-bání lehce popraskat nebo odpadnout.

Podobné problémy nastanou, když se trubky musí po te-pelném zpracování za oxidačních podmínek pro vytvoření po-lotvrdého stavu ještě podrobit zpracování, při němž dojdeke zmenšení průřezu. Přetvářecí síly potom rovněž způsobípopraskání a odpadávání vrstvy oxidů vytvořené na vnitř- 4 ním povrchu. Odloupnuté oxidy mohou potom uvnitř jednotli-vých agregátů zařízení způsobit poruchy. Úkolem vynálezu je poskytnout vnitřně zoxidované trub-ky z mědi nebo slitin mědi se zvláště vysokou odolnostíproti důlkové místní korozi, u nichž oxidy vytvořené na jejich vnitřních površích nevedou k negativním účinkům naodolnost proti korozi trubek svým nepříznivým vytvořenímnebo odloupáváním nebo na funkční bezpečnost zařízení.

Tento úkol je vyřešen vnitřně zoxidovanými trubkamipodle vynálezu, jehož podstatou je, že tloušfka vrstvy oxidů na základním kovu je v rozsahu od 0,01 do 0,02 ^m, při-čemž tato vrstva zůstává bez trhlin a bez odloupnutých částí i poté, co trubky byly přetvořeny tažením nebo ohýbá-ním. Výhodné je, když vrstva oxidů mědi má tlouštku mezi0,03 a menší než 0,l^m. Výhodné je rovněž, když maximální velikost zrn krys-talů oxidů mědi ve vrstvě činí 0,05 ^«m.

Podle dalšího výhodného provedení mají krystaly oxi-dů mědi orientovanou strukturu (1, 1, 1). 5

Po posledním přetvářecím kroku mohou být trubky v měk-ce vyžíhaném stavu.

Trubky mohou být rovněž v polotvrdém stavu.

Stejně tak mohou být trubky v tvrdém stavu po tažení.

Podstatou způsobu výroby vnitřně zoxidovaných trubekpodle vynálezu je, že nejprve se trubky odmastí rozpouštěd-lem, potom následuje kontinuální žíhání naměkko v teplotnímrozsahu od asi 600 do 730’C a průběžnou rychlostí od 50 do220 ra.min \ přičemž v závislosti na průměru trubek a rych-losti průběžného zpracování žíháním se uvnitř trubek na-staví žíhací atmosféra, sestávající z 1 až 25 % obj., vý-hodně 5 až téměř 15 % obj. kyslíku a 75 až 99 % obj., vý-hodně asi 85 až 95 % obj. inertního plynu. Výhodné provedení způsobu podle vynálezu je, když ja-ko inertní plyn je použit dusík.

Vnitřně zoxidované trubky zhotovené způsobem podle vy-nálezu mají tloušťku vrstvy oxidů mědi, výhodně od 0,03až téměř 0,1 ^m.

Způsobem podle vynálezu je možno velmi přesně nastavittéměř každou hodnotu uvnitř daného rozsahu změnami způsobo- 6 vých parametrů. Odborník ve výrobě je přitom schopen sta-novit provozní podmínky pro žíhání, zejména dobu žíháníza oxidačních podmínek, stejně jako složení a tlak k tomupotřebné směsi plynů.

Pro hospodárnou výrobu trubek, jakož i pro rovnoměrnévytvoření povlaku z oxidů na vnitřním povrchu trubek je ne-zbytný znak způsobu podle vynálezu, kterým je průběžné ží-hání, to znamená, že jde o provádění kontinuálního postupu.

Neočekávaně bylo při výzkumu zjištěno, že v rozporus dosavadním pojetím odborného světa, už velmi nepatrnétloušřky vrstvy oxidů na vnitřním povrchu trubek zaručujíi v agresivních vodách dostatečnou ochranu před důlkovoukorozí. Rovněž po přetvoření průřezu o až 20 % nebo po ex-trémním ohýbání až o 180° nenastane žádné zhoršení potlačo-vání koroze.

Jestli vrstva oxidů na vnitřním povrchu trubek vykazu-je poškození popraskáním nebo odloupnutím, lze lehce zjis-tit pouhým okem. Pro tato zkoumání byly trubky v podélnémsměru rozděleny, když předtím byly přetvořeny, napříkladkdyž byly ohnuty až o 180°. Vrstva oxidů je na základnímkovu ulpělá, když vnitřní povrch trubek po přetvoření ne- 7 vykazuje žádné znaky porušení popraskáním nebo odprýská-ním.

Pozorováním vrstvy oxidů na základním kovu pomocí ra-strového elektronového mikroskopu bylo zjištěno, že veli-kost zrn krystalů oxidů mědi nepřekročí hodnotu 0,05^am.Vizuální obraz vrstvy oxidů se vyznačuje oproti dosud pro-zkoumaným vnitřním povrchům trubek velkou jednotností po-vrchu. Vrstva oxidů má světle červenou barvu a má vysokoureflexní schopnost při dopadu světla. Dále bylo zjištěno, že krystaly vrstvy oxidů sestáva-jí z C^O (oxidu mědnatého = kupritu) a mají zejména orientovanou (1, 1, 1) - strukturu. Přiložený obr. ukazuje v 10 000-násobném zvětšení vrstvu CU2O ulpělou na vnitřním povrchu trubky, přičemž lzerozpoznat zejména nanejvýš rovnoměrný povrch vrstvy, po-případě jeho nepatrnou drsnost.

Doposud se vycházelo z toho, že mezi tloušťkou vrst-vy oxidů a obsahem zbylých uhlovodíků na vnitřním povr-chu trubek je jednoduchý vztah: Cím tenčí je vytvořená vrstva oxidů, tím nepatrnější 8 - -,o;siasássíe2iíj£ř.iÁii;i-ii;<~i·'.·.'.. je rovněž obsah zbylých uhlovodíků. Zmenšení obsahu zbylých' -2 uhlovodíků na hodnotu pod 0,03 mg.dm bylo ovšem doposuddosahováno pouze extrémně nákladným odmašťováním vnitřníchpovrchů trubek před žíháním za oxidačních podmínek. Oxidač-ní žíhání samo muselo přitom probíhat v atmosféře, kteráobsahuje asi 85 % směsi vzácných plynů - hélia a argonu.

Vnitřně zoxidované trubky podle vynálezu nyní konečně ukazují, že obsah zbytkových uhlovodíků menší nebo rovný_2 0,05 mg.dm není nutné potřebný, aby se zamezilo škodámzpůsobeným korozí. Spíše je podstatná rovnoměrnost a nepa-trná tloušťka oxidace, přičemž tato tloušťka vrstvy ležípod 0,2 ^m, výhodně pod 0,1 ^m.

Aby bylo možno vyrobit vnitřně zoxidované trubky pod-le vynálezu, je třeba nejprve vnitřní povrchy kulatých mě-děných trubek, například z fosforem deoxidované mědi, vhod-ným způsobem odmastit, například tak, jak je popsáno vespisu DE - OS 32 07 135. Obsah zbylého tuku na vnitřním povrchu trubek ležel před oxidačním žíháním pod hodnotou-2 0,4 mg.dm

Jednotlivé délky měděných trubek na koncích navzájemspojené spojovacími kusy propustnými pro plyn byly žíhány 9 v kontinuálním postupu prostřednictvím odporového nebo in-dukčního ohřevu při teplotě ležící v rozsahu od 600 do730°C, přičemž dovnitř trubek byla vpravována kontrolova-ná směs plynů. V závislosti na průběžné rychlosti určenémezi 50 a 220 m.min. \ jakož i na průřezu trubek, byla na-stavena atmosféra uvnitř trubek.

Směs plynů sestávala zejména z 5 až asi 15 % obj. kys-líku a 85 až 95 % obj. inertního plynu, například cenověpříznivého dusíku. Stálou kontrolou parametrů teploty arychlosti průběžného žíhání, jakož obsahu kyslíku v ply-nové atmosféře mohla být nastavena velmi rovnoměrná vrst-va oxidů mědi, jejíž tloušfka má hodnotu ležící uvnitř po-žadovaného rozsahu.

Jako výsledek, řady provedených pokusů bylo zjištěno,že výhodná tloušťka vrstvy oxidů mědi lpících na základ-ním kovu byla v podstatě uvnitř rozsahu mezi 0,03 a 0,09 ^m. Tato tenká vrstva oxidů mědi zůstane plně ulpělái poté, co měděná trubka byla přetvořena až o 20 % zmenše-ni průřezu nebo až do 180’ ohnutí. Odprýskání nebo popras-kání vrstvy oxidů po přetvoření nebylo možno rozeznat anipod mikroskopem při 40- násobném zvětšení.

Dobrá přilnavost oxidů mědi má zvláštní význam pro pří- 10 pad, že se mají vyrobit měděné trubky polotvrdé. Pro na-stavení stavu "polotvrdý" se totiž musí měděné trubky ží-hané naměkko přetvořit se zmenšením průřezu, přičemž na-příklad jsou taženy z rozměru 18 mm na průměr 15 mm.

Do tvrdá tažené měděné trubky se obvykle přetvoří napožadovaný konečný rozměr, aniž by bylo nutno mezi postup-né kroky tažení vložit rekrystalizační žíhání.

Pro vytvoření tenkého přídavku oxidů mědi na vnitřnímpovrchu trubek se potom trubky krátkodobě při teplotáchasi 250°C tepelně zpracují tak, že se mechanické vlastnostinemohou nevýhodně změnit.

Claims (10)

1. - 11 - fyoé PATENTOVÉ N' A R O K Y

   1. Vnitřně zoxidované trubky z mědi nebo slitin mědi,zejména pro použití ve zdravotnictví, vyznačující se tím,že tlouštka vrstvy oxidů ulpělé na základním kovu leží v rozsahu od 0.01 do 0,2 ^<m, přičemž tato vrstva i poté,co trubky byly přetvořeny tažením nebo ohýbáním je neroz-praskaná a neodprýsaná.
2. 2. Vnitřně zoxidované trubky podle bodu 1, vyznačují-cí se tím, že vrstva oxidů mědi má tloušřku mezi 0,03 a men-ší než 0,1 ^Xím.
3. 3. Vnitřně zoxidované trubky podle bodů 1 nebo 2, vy-značující se tím, že maximální velikost zrn krystalů oxi-dů mědi ve vrstvě činí 0,05 ^m.
4. 4. Vnitřně zoxidované trubky podle bodu 3, vyznačují-cí se tím, že krystaly oxidů mědi mají orientovanou (1, 1, 1) - strukturu.
5. 5. Vnitřně zoxidované trubky podle jednoho z bodů 1 až 12 4, vyznačující se tím, že jsou po posledním kroku přetvo-„ření v měkce vyžíhaném stavu.
6. 6. Vnitřně zoxidované trubky podle jednoho z bodů1 až 4, vyznačující se tím, že jsou v polotvrdém stavu.
7. 7. Vnitřně zoxidované trubky podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že jsou v tvrdém stavu po ta-žení .
8. 8. Způsob výroby vnitřně zoxidovaných trubek podlejednoho z bodů 1 až 5, vyznačující se následujícími kroky: - odmaštění rozpouštědlem - kontinuální žíhání v rozsahu teplot odasi 600 do 730’ C a průběžnou rychlos-tí od 50 do 220 m.min. , přičemž - v závislosti na průměru trubek a rych-losti průběžného zpracování - uvnitř trubek se nastaví žíhací atmosfé-ra, sestávající z 1 až 25 % obj., výhod-ně 5 až 15 % obj. kyslíku a 75 až 99 %obj., výhodně asi 85 až 95 % obj. inert-ního plynu. 13
9. 9. Způsob výroby vnitřně zoxidovaných trubek podle bo-du 8, vyznačující se tím, že jako inertní plyn je použitdusík.
10. 10. Použití vnitřně zoxidovaných trubek podle jednoho z bodů 1 až 9 jako instalačních trubek odo Iných proti důl-“2 kové korozi s obsahem zbylých uhlovodíků pod 0,15 mg . dm