DE1496727A1

DE1496727A1 - Verfahren zur elektrischen Behandlung der Innen- und Aussenflaeche von Rohren von Rohren

Info

Publication number: DE1496727A1
Application number: DE19631496727
Authority: DE
Inventors: Weinreich Dipl-Ing Wolfgang
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1963-06-18
Filing date: 1963-06-18
Publication date: 1969-10-23
Also published as: US3429787A; SE313961B; GB1077082A; DE1496727B2; BE649309A; NL6406564A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. W. STUHLMANN — DIPL.-ING. R. WILLERT DR.-ING. P. H. OIDTMANN

R. 20/19301 463BOCHUM, 12.6.1969 XX/Be

λ , rsr-n ^n Postschließfach 245Ο

Ihr Zeichen 1 U H Π /Z / Fernruf 6 65 31 und 64314

¹ ^ Bergstraße 159

Telegr.: Stuhlmannpatent

p If 96 7 27 2 neue Femsprech - Nr. — 14Ü61

Benteler-Werke AG_t Werk Neuhaus, Schloß Neuhaus, Kr. Paderborn

Verfahren zur elektrolytischen Behandlung der Innen- und Außen-

fläche von Rohren

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur elektrolytischen Behandlung der Innen- und Außenfläche von Rohren mit Innendurchmessern über etwa 3 mm im Durchlaufverfahren» bei welchem die anodisch oder kathodisch geschalteten Rohre in waagerechter Lage über einen mindestens im Längenbereich der elektrolytischen Behandlung als elektrischen Leiter ausgebildeten Draht hinweg, welchem gegenüber den Rohren gegenpolig geschaltete äußere Metallelektroden zugeordnet sind, mehrere, die verschiedenen Behandlungsflüssxgkexten für die, gegebenenfalls elektrolytische, Vorbehandlung, die elektrolytische Abscheidung und die, gegebenenfalls elektrolytische, Nachbehandlung enthaltende Einzelbehälter durchlaufen, wobei die Behandlungsflüssigkeit der einzelnen Badbehälter während der Längsbewegung der Rohre mittels auf dem Draht befestigter, gegenüber diesem isolierter oder aus isoliertem Werkstoff bestehender kolbenartiger Sperrstopfen selbsttätig und fortlaufend nacheinander vom vorderen Rohrende her in das Rohrinnere angesaugt, durch dieses hindurchgedrückt und nach Freigabe des hinteren Rohrendes wieder in den zugehörigen Badbehälter zurückgepumpt werden.

Bei diesem dem eigenen älteren DBP 1 197 719 entsprechenden Verfahren wird eine praktisch ununterbrochene Galvanisierung der Innenfläche auch von verhältnismäßig langen Rohren, und

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zwar insbesondere von solchen mit sehr kleinem Innendurchmesser, ermöglicht.

Abgesehen von der sich aus dem Durchlaufprinzip ergebenden Wirtschaftlichkeit des Verfahrens hat dieses den weiteren Vorteil, daß sich gegenüber anderen bekannten, insbesondere stationär arbeitenden, Verfahren wesentlich gleichmäßiger ausgebildete Metallüberzüge erreichen lassen. Durch die durch die Sperrstopfen während der Durchlaufbewegung der Rohre selbsttätig hervorgerufene Saug- und Pumpwirkung wird die erforderliche Umflutung der zu behandelnden Rohrinnenflächen durch die in den Badbehält em jeweils enthalt- ten verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten sichergestellt, ohne daß sich diese untereinander vermischen können.

Um ^uch bei laufender Zuführung neuer Rohre eine ununterbrochene \^rsorgung der Anode mit Anodenstrom zu gewährleisten, wird beim jeweiligen Aufschieben eines Rohres auf das Aufsteckende der Anode zunächst ein in Durchlaufrichtung erster Kontaktgeber geöffnet und hierbei gleichzeitig - vorzugsweise selbsttätig - der zu diesem im Abstand angeordnete zweite Kontaktgeber geschlossen, während beim weiteren Durchlaufen des Rohres der erste Kontaktgeber geschlossen und gleichzeitig der zweite Kontaktgeber geöffnet wird. Die Stromzuführung zu den Rohren erfolgt zweckmäßig durch kathodisch geschaltete Antriebswalzen, welche gleichzeitig die Bewegung der in etwa horizontaler Lage angeordneten Rohre über die sich über die gesamte Länge der Galvanisierungseinrichtung erstreckende Anode bewirken. Das Verfahren kann hierbei selbstverständlich in der Weise durchgeführt werden, daß mehrere Reihen von Rohren gleichzeitig auf in etwa waagerechter Ebene, vorzugsweise nebeneinander und im Abstand angeordneten, Anoden durch die der Vor- und Nachbehandlung sowie der Galvanisierung dienenden Badbehälter hindurchgeführt werden.

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Sollen bei diesem Verfahren gleichzeitig auch die Außenflächen der Rohre mit einer galvanischen Oberzugsschicht versehen werden, ist es in bekannter Weise lediglich notwendig, innerhalb der Elektrolyse-Bäder zusätzlich äußere, vorzugsweise plattenartig ausgebildete Metallelektroden aus dem niederzuschlagenden Metall vorzusehen, die in diesem Falle ebenfalls anodisch geschaltet werden. Das gleiche Prinzip läßt sich auch für andere an sich bekannte Abwandlungen der galvanischen Behandlung anwenden, beispielsweise für die elektrolytische Entfettung im Rahmen der Vorbehandlung sowie insbesondere auch zum Zwecke des elektrolytischen Polierens von Rohren, wozu es lediglich notwendig ist, die Rohre anodisch und die inneren und äußeren Elektroden kathodisch zu schalten.

Obschon sich dieses ältere Verfahren für die fortlaufende galvanische Behandlung der Innen- und Außenfläche von Rohren seiner einfachen Handhabung und betriebstechnischen Vorteile wegen bewährt hat, hat sich die Notwendigkeit, die sich während der Galvanisierung anodisch auflösende Innenanode von Zeit zu Zeit erneuern zu müssen, insbesondere bei kleinkalibrigen Rohren, als ein zeitraubender und daher lästiger Nachteil erwiesen. Dieser Nachteil fällt um so mehr ins Gewicht, je kleinkalibriger die zu behandelnden Rohre sind, da sich die Außenabmessungen der Anode nach dem Innendurchmesser der Rohre richten müssen und die Innenanode daher bei Rohren mit kleinen Innendurchmessern entsprechend häufiger ausgewechselt bzw. erneuert werden muß. Zwar läßt sich der Zeitaufwand für das Auswechseln der Anode dadurch verringern, daß auf die Kupferseele der drahtförmigen Innenanode hülsenförmige Körper aus dem niederzuschlagenden Überzugsmetall aufgeschoben werden, doch wird hierdurch einerseits die Lebensdauer derartiger Anoden weiterhin verringert, während andererseits in erhöhtem Maße die Gefahr besteht, daß sich nach Auflösung der Hülse die Kupferseele der Anode abträgt und diese schließlich bei ungenügender Kontrolle in dem der Stromzuführung

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am nächsten liegenden galvanischen Bad abreißt. Obschon die betriebstechnischen Vorteile dieses Verfahrens in besonderem Maße bei im Verhältnis zu ihren Querabmessungen langen Rohren zur Geltung kommen, die sich in stationären Anlagen innenseitig nicht mehr oder nicht mehr ohne weiteres einwandfrei galvanisieren "lassen, wird seine Wirtschaftlichkeit gerade in diesem Anwendungsbereich durch die Notwendigkeit eingeengt, die Anode häufiger aus-

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wechseln zu müssen, so daß/die wirtschaftlichen Vorteile des Verfahrens bei Rohren mit kleinen Innendurchmessern nur beschränkt ausnutzen lassen.

Die Erfindung geht von dem vorbeschriebenen älteren Verfahren aus, vermeidet jedoch dessen Nachteile hinsichtlich der Notwendigkeit eines häufigen Auswechseln der Innenanode dadurch, daß unter Verwendung eines sich über den Längenbereich der elektrolytischen Behandlung, mindestens jedoch über den Längenbereich der elektrolytischen Abscheidung, erstreckenden, nicht direkt mit einer Stromquelle verbundenen Leiterabschnittes, der Längenbereich, auf dem die elektrolytische Behandlung stattfindet, die Länge der Rohre und der Abstand bzw. die Beschickungsfolge der Rohre so aufeinander abgestimmt werden, daß während des Durchlaufbetriebes ständig höchstens etwa zwei Drittel, vorzugsweise nur etwa die Hälfte, des Leiterabschnittes gleichzeitig von Rohren abgedeckt ist.

Da der Längenbereich der elektrolytischen Abscheidung auf die Rohrlänge einerseits und diese wiederum auf die Beschikkungsfolge, d.h. auf den Abstand zwischen den Rohren, derart abgestimmt sind, daß sich aie auf der Innenfläche der Rohre abzuscheidende Menge des Über/us'smetalls zuvor von den der Galvanisierung der Außenfläche der Rohre dienenden äußeren Anoden auf die stromlose Innenanode abscheiden kann, ist es auf diese Weise möglich, auch über eine länger währende ununterbrochene Betriebszeit ohne Erneuerung der Innenanode auszukommen, so daß lediglich noch die

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Außenanoden ausgewechselt zu werden brauchen. Die Außenanoden verbrauchen sich zwar entsprechend schneller; da sie jedoch einerseits ohne Beschränkung durch den Innendurchmesser der Rohre nahezu beliebig stark bemessen sein können und andererseits auch ohne Unterbrechung des Betriebes jederzeit leicht auswechselbar sind, liegt darin kein Nachteil. Obschon es theoretisch ohne weiteres möglich ist, im Bereich der elektrolytischen Abscheidung mit einer stromlosen Innenanode zu arbeiten, die nicht aus dem abzuscheidenden Metall besteht oder keinen Überzug aus dem abzuscheidenden Metall besitzt, sofern hierbei in Kauf genommen wird, daß bei Beginn des Betriebes ein Rohr pro Anodenstrang innenseitig nicht oder nur unvollkommen galvanisiert wird, empfiehlt es sich, auch bei diesem Verfahren als Innenanoden einen Leiter aus dem Überzugsmetall zu verwenden oder diesen mit einer Umhüllung aus dem Überzugsmetall zu versehen, um auf diese Weise eine gewisse Reserve an Überzugsmetall auf der stromlosen Innenanode zu schaffen, die die Galvanisierungsanlage gegenüber Schwankungen in der Beschickungsfolge und gegenüber Abweichungen von der vorbestimmten Rohrlänge sowie schließlich gegenüber Konzentrationsunterschieden der elektrolytischen Lösungen unempfindlicher macht.

Obschon sich das ideelle Gleichgewicht zwischen der Beschichtung der Innenanode mit dem von den Außenanoden abgeschiedenen Überzugsmetall und der Abscheidung des derart angewachsenen Überzuges auf die Innenfläche der Rohre im allgemeinen nur dann einstellt, wenn die diesen entgegengerichteten Funktionen dienenden Längenabschnitte des sich über die elektrolytische Abscheidung erstreckenden Leiters, d.h. der Innenanode, annähernd gleich groß sind, was im allgemeinen dann der Fall ist, wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohren jeweils ein Abstand entsprechend der Rohrlänge freigelassen wird, ist es grundsätzlich möglich, von dieser Idealbedingung abzuweichen und während des Durchlaufbetriebes beispielsweise nur etwa ein Drittel des sich über die elektrolytische Abscheidung erstreckenden Längenbereiches der Innenanode durch die Außenanoden mit dem Überzugsmetall

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zu beschichten und gleichzeitig zwei Drittel dieser Länge das Überzugsmetall auf die Innenfläche der Rohre abscheiden zu lassen. Hierbei muß allerdings in Kauf Panoramen werden, daß sich das Verhältnis von der Schichtstärke der Oberzugsschicht auf der Außenfläche der Rohre zu der Schichtstärke auf der Rohrinnenseite zu Ungunsten der Schichtstärke auf der Innenseite der Rohre verändert .

Zum Verständnis der Erfindung mögen folgende Erläuterungen dienen:

Wird als E trolyt Zinksulfat (Zn SO^) verwendet und in diesen je eine plattenförmig Anode aus Zink (Zn) und eine ebensolche Kathode aus Eisen (Fe) eingebracht, wobei Anode und Kathode durch eine geeignete Stromquelle über metallische Leiter mit St^om versorgt werden, so fließt in dem metallischen Leiter außerhalb des Elektrolyten unter der Voraussetzung einer genügend hohen Spannung ein Elektronenstrom von der Anode zur Kathode. Gleichzeitig werden im Elektrolyten infolge der aufgebrachten Spannung an der Anode Zinkatome ionisiert, die als zweifach positiv geladene Ionen (Zn ) in Lösung gehen, wobei diese infolge Diffusion und Spannungsgefälle in den Elektrolyten abwandern, während an der Kathode vorhandene und durch Diffusion sowie Spannungsgefälle nachgelieferte Zinkionen durch die dort befindlichen negativen Ladungen (Elektronen) neutralisiert werden und sich als metallisches Zink abscheiden. Als Summe dieser Vorgänge stellt sich innerhalb des Elektrolyten ein Ionentransport von der Anode zur Kathode ein und ein Elektronentransport in umgekehrter Richtung. Wird in den metallischen Leiter ein Amperemeter eingeschaltet, so läßt sich der Elektronenstrom in Form der angezeigten Ampere messen, wobei die Größe dieses Stromes einerseits von der angelegten Spannung sowie von dem elektrischen Widerstand des metallischen Leiters und andererseits von dem inneren Widerstand des Elektrolyten abhängt, welcher seinerseits u.a. von der Größe der Elektrodenoberfläche und der Diffusionsgeschwindigkeit der Zinkionen abhängig ist.

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Wird der im Vergleich zu z.B. Zink hohe innere Widerstand des Elektrolyten Zn SCL durch Einsetzen eines metallischen Leiters, z.B. aus Zink» in den Elektrolyten herabgesetzt, so nimmt dieser Leiter den Charakter eines Dipols an, wobei die vorstehend beschriebenen Vorgänge derart verlaufen, als wenn zwei Zellen aus je einer Anode und einer Kathode hintereinandergeschaltet wären. Dies bedeutet, daß nicht nur an der Anode Zink anodisch in Löstmg geht, das sich an dem dieser gegenüberliegenden negativen Pol des Dipols metallisch niederschlägt, sondern auch an dem der Anode abgekehrten positiven Ende des Dipols, wobei sich das dort anodisch in Lösung gehende Dipolmetall an der ihm gesenüberliegenden Kathode metallisch niederschlägt.

Diese Erscheinung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung in der Weise ausgenutzt, daß der im Längenbereich der elektrolytischen Abscheidung bzw. der elektrolytischen Behandlung befindliche Leiterabschnitt, der nicht mit Strom versorgt sein darf, den Dipol bildet, dessen während des Durchlaufbetriebes jeweils nicht von einem Rohr abgedeckter Längenabschnitt den negativen Pol des Dipols bildet, an dem sich das an der Außenanode in Lösung gehende Überzugsmetall metallisch niederschlägt, wohingegen der während des Durchlauf bet riebes jeweils von einem Rohr abgedeckte Längenabschnitt den positiven Pol des Dipols bildet, an dem das zuvor niedergeschlagene Überzugsrcetall anodisch in Lesung geht, um sich stattdessen an der Innenfläche des kathodisch -''»schalteten Rohres metallisch niederzuschlagen«

Aus vorstehendem ergibt sich, daß die Erfindungswirkunp nur unter der notwendigen Voraussetzung eintritt, daß an die Anode bzw, dan sich über den Längenbereich der ele-k1.ro lytischen Behandlung erstreckenden Leiter bzw, Leiterabschnitt von außen keine Spannung- angelegt wird, die die Dipolfunktion stören oder aufheben würde und wenn ferner die in den Elektrolyse-Bädern eingehäi ,-1.Gn Axißenanoden mit den positiven Pol und die kathodisch geschalteten Rohre mit dem negativen Pol einer Gleich-

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stromquelle verbunden sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist selbstverständlich auch für das galvanische Polieren der Innen- und Außenfläche von Rohren im Durchlaufverfahren anwendbar, zu welchem Zweck Ie-•diglich eine Umpolung in der Weise notwendig ist, daß die Rohre anodisch und die Außenelektroden kathodisch geschaltet werden.

Im übrigen kann die Einrichtung im wesentlichen so ausgebildet sein, wie die Einrichtung für das eingangs beschriebene ältere Verfahren gemäß DBP 1 197 719.

Um auch Rohre größerer Länge einsetzen zu können, ohne den Elektrolyse-Behältern eine allzu große Länge geben zu müssen, die im Idealfall etwa der doppelten Rohrlänge entsprechen müßte, ist es zweckmäßig, die der elektrolytischen Abscheidung dienende Badlänge auf zwei oder mehrere in Durchlaufrichtung hintereinandergeschaltete Einzelbehälter zu verteilen. Werden beispielsweise Rohre mit einer Länge von 15 m eingesetzt, so kann es sich empfehlen, statt eines einzigen Elektrolyse-Behälters von - im Idealfall - 30 m Länge zwei hintereinandergeschaltete Elektrolyse-Behälter von je 15 m Länge zu verwenden. Wird hierbei gleichzeitig eine Beschickungsfolge gewählt, bei der zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Rohren ein Abstand von einer Rohrlänge eingehalten ist, so hat die Dipol-Funktion des sich über beide Elektrolyse-Bäder hindurch erstreckenden Leiters den Idealzustand zur Folge, bei welchem jeweils die freiliegende Hälfte der Länge durch die Außenanoden kathodisch aufgeladen und die andere von dem Rohr abgedeckte Längshälfte durch das kathodisch geschaltete Rohr anodisch aufgeladen wird. Selbstverständlich liegen diese Verhältnisse umgekehrt, wenn zum Zwecke des galvanischen Polierens das Rohr anodisch und die Außenelektroden stattdessen kathodisch geschaltet werden.

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In dem Augenblick, in dem das Rohr aus dem ersten Elektrolyse-Bad in das nachgeschaltete zweite Elektrolyse-Bad transportiert wird, kehrt der als Dipol geladene Leiter seine Polung unter vorübergehender Bildung eines Doppel-Dipols um, so daß der zuvor von den Außenanoden beladene Längenabschnitt die Abscheidung des Metallüberzuges auf der Innenseite des Rohres bewirkt.

Selbstverständlich ist es möglich, statt zwei Elektrolyse-Behältern auch deren mehrere hintereinanderzuschalten, und zwar unabhängig von dem vorstehend erläuterten Zweck einer Abstimmung zwischen der Rohrlänge und der Behälterlänge auch mit dem Ziel, die Durchsatzleistung an Rohren bzw. die Durchlaufgeschwindigkeit der Rohre ohne Beeinträchtigung eines einwandfreien und schichtstarken Metallüberzuges vergrößern zu können.

Im Längenbereich der sich gegebenenfalls auf mehrere hintereinandergeschaltete Elektrolyse-Behälter verteilenden elektrolytischen Abscheidung bzw. Behandlung besteht der als Dipol dienende Leiter aus elektrotechnischen Gründen zweckmäßig aus Kupfer, und zwar auch dann, wenn das Überzugsmetall Zink od. dgl. ist. Will man in diesem Falle den Nachteil nicht in Kauf nehmen, beim Beginn des Betriebes ein Rohr pro Leiter innenseitig nur unvollkommen verzinkt zulassen, um ihn zunächst mit einer ausreichenden Schichtstärke des von den Außenanoden abgeschiedenen metallischen Zinks zu versehen oder aus anderen Gründen eine gewisse Reserve an Oberzugsmetall auf dem Leiter haben, ist es zweckmäßig, auf die Kupferdrähte feste Hülsen aus dem niederzuschlagenden Metall auswechselbar aufzuschieben. Im übrigen Längenbereich der Einrichtung, d.h. im Längenbereich der der Vorbehandlung und Nachbehandlung dienenden Behälter, können die Drähte aus gegebenenfalls metalldraht-verstärktem Kunststoff bestehen, so daß lediglich im Längenbereich der der elektrolytischen Behandlung dienenden Bäder bzw. Badbehälter auswechselbare Abschnitte eines von außen nicht mit Strom versorgten guten elektrischen Leiters

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- an beiden Enden isoliert - eingeschaltet sind. Hierbei ist es selbstverständlich möglich, auf einem beschränkten Längenbereich außerhalb der Elektrolyse-Bäder von außen mit Strom versorgte Anodenabschnitte in die Kunststoffdrähte einzuschalten, dort nämlich, wo beispielsweise die Entfettung oder auch andere Behandlungsstufen in an sieh bekannter Weise auf elektrolytischem Wege bewirkt werden sollen.

Die dem Transport der Rohre dienenden Führungs- und Antriebs-Walzensätze sind zweckmäßig zwischen den in Längsrichtung hintereinandergesch Iteten Behältern für die verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten vorgesehen, von denen mindestens die den der elektrclytischen Abscheidung dienenden Behältern vor- und/oder nachgeschalr iten Walzensätze mit den erforderlichen Anschlußmitteln für die Zuleitung des Anoden- oder Kathodenstromes zu den Rohren versehen sind.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Einrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Galvanisierungsanlage in einer schematisch gehaltenen Ansicht,

Fig. 2 die beiden Elektrolyse-Behälter der Galvanisierungsanlage in vergrößertem Maßstab im Längsschnitt,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in nochmals vergrößertem Maßstab, ebenfalls im Längsschnitt,

Fig. 4 einen Elektrolyse-Behälter in vergrößertem Maßstab im Längsschnitt und

Fig. 5 eine Stirnansicht auf den Elektrolyse-Behälter gemäß Fig. U.

Die Gesamt-Anlage gemäß Fig. 1 setzt sich aus mehreren, in Durchlaufrichtung der Rohre 1 hintereinandergeschalte-

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ten Einzelaggregaten und Behältern für die Aufnahme der verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten für die Vorbehandlung, die eigentliche elektrolytische Abscheidung sowie die Nachbehandlung der Rohre zusammen. Das in Durchlaufrichtung des Pfeiles χ erste Aggregat der Galvanisierungsanlage bildet der Einlauftisch 2, an den sich das Treibgerüst 3 anschließt! das eine der Anzahl der nebeneinander durch die Anlage transport tierten Rohre entsprechende Anzahl von entsprechend dem Rohrdurchmesser verstellbaren Duo-Walzensätzen 3a, 3b umfaßt. Auf das mit den Antriebswalzen ausgerüstete Treibgerüst 3 folgt ein Badbehälter 4, der eine bekannte Lauge für die Vor-Entfettung der Rohre enthält und an den sich ein weiterer Behälter 5 anschließt, der der eigentlichen, in an sich bekannter Weise elektrolytisch bewirkten Entfettung der Rohre dient. Mit 5a ist ein dem Behälter 5 für die elektrolytische Entfettung nachgeordneter Behälter bezeichnet, der lediglich ein Wasser-Bad für das Nachspülen der Rohre enthält» Mit 6 ist ein weiteres Traggerüst mit den Antriebswalzen 6a und 6b bezeichnet. An dieses Traggerüst 6 schließt sich ein Behälter 7 für die Dekapierung der Rohre an, dessen Behandlungsflüssigkeit aus einer zehnprozentigen Schwefelsäure besteht. Auf den Behälter 7 folgt ein Führungs-Walzengerüst 8, dessen Duo-Walzensätze 8a, 8b zugleich der Zuleitung des Kathodenstromes zu den Rohren 1 dienen. Zu diesem Zweck sind die Walzen 8a, 8b mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Schleifkontaktes mit einer aus Kupfer bestehenden Stromschiene 9a verbunden, die an den negativen Pol einer in der Zeichnung nicht dargestellten Gleichstromquelle angeschlossen ist. An das Führungs- bzw. Kontaktgerüst 8 schließt sich der erste der elektrolytischen Abscheidung dienende Elektrolyse-Behälter 10a an, dem am Ende ein weiteres Kontaktgerüst 11 zugeordnet ist, dessen Duo-Walzensätze 11a und 11b mit einer der Zuleitung des Kathodenstroms dienenden Stromschiene 9b verbunden sind. Auf dieses Gerüst folgt ein gleiches Gerüst 12, dessen Walzensätze 12a und 12b gleichfalls über eine Stromschiene 9c

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an den negativen Pol der Gleichstromquelle angeschlossen sind. An dieses schließt sich ein weiterer Elektrolyse-Behälter 10b -an, an dessen Ende nochmals ein der Zuleitung des Kathodenstroms zu den Rohren dienendes Kontakt-Gerüst 13 vorgesehen ist, dessen Walzen 13a und 13b mittels der Stromschiene 9d an den negativen Pol der Gleichstromquelle angeschlossen sind. Der Zuleitung des Anoden-Stroms zu den in den Elektrolyse-Bädern 10a und 10b eingehängten Metallelektroden 1^a, 1^b,-l^c und 1^d, die bei dem dargestellten Beispiel einer Verzinkungsanlage aus Zinkplatten bestehen, dienen die gleichfalls aus Kupfer bestehenden Stromschienen 15a, 15b, die beide an den positiven Pol der in der Zeichnung nicht dargestellten Gleichstromquelle angeschlossen sind. Auf die mit Zinksulfat (Zn SO^) angefüllten beiden Elektrolyse-Bäder 10a und 10b folgen zwei der Passivierung dienende Behälter 16 und 17, die unter anderem Chromsäure enthalten und denen jeweils ein der Spülung dienendes Wasserbad 16a und 17a vorgeschaltet ist. Auf die Passivierungs-Bäder 16 und 17 folgt ein weiteres angetriebenes Treibgerüst 18 mit den Duo-Walzensätzen 18a, 18b und schliaaeä»· lich der Auslauftisch 19.

In Fig. 2 sind die beiden den Elektrolyten anfv^iisrnpäem Elektrolyse-Behälter 10a und 10b in vergrößertem Maßstab teilweise geschnitten dargestellt, während Fig. 3 in nochmals vergrößertem Maßstab die Ausbildung der Innenanode veranschaulicht»

Ober die Länge der Galvanisierungsanlage gemäß Fig. 1 erstreckt sich eine der Anzahl der nebeneinander durch die Anlage hindurchgeführten Rohre entsprechende Anzahl von Drähten 20, die einen gegenüber dem Innendurchmesser der Rohre (z.B. 3 oder Ί mm) wesentlich kleineren Außendurchmesser aufweisen und auf dem wesentlichen Teil ihrer Länge außerhalb des Längenbereiches der Elektrolyse-Bäder 10a und 10b aus einer Metalldraht-Seele 20a und einem diese umkleidenden Kunststoff-Mantel 20b bestehen* Im Längenbereich des der elektrolytischen

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Entfettung dienenden Badbehälters 5 weicht die Ausbildung der Drähte insofern ab, als dort der isolierende Kunststoffmantel fehlt und die blanke Kupfer-Elektrode in diesem Längenabschnitt mittels Kontaktgebern an den Anodenstrom angeschlossen ist» um die Entfettung auf elektrolytischem bzw. galvanischem Wege zu bewirken. Im Längenbereich der beiden Elektrolyse-Bäder 10a und 10b weicht die Ausbildung der Drähte insofern ab, als hier zwar ebenfalls eine isolierende Kunststoff-Ummantelung fehlt, auf die massive Kupferseele 21 aber feste Metallhülsen 22 aus Zink aufgeschoben sind und der Kupferdraht in diesem Längenbereich von außen nicht mit Strom versorgt ist, um die einleitend beschriebene Dipol-Funktion ausüben zu können,die es ihm gestattet, sich wechselweise entweder durch die Außenanoden 14 kathodisch oder durch die über ihn hinweggleitenden kathodisch geschalteten Rohre anodisch aufladen zu lassen. Zu diesem Zweck ist der mit den aufgeschobenen Zinkhülsen 22 versehene Kupferleiter 21 im Längenbereich der beiden Elektrolyse-Bader 10a und 10b als selbständiger Abschnitt in die sich über die Länge der gesamten Galvanisierungsanlage erstreckenden Drähte 20 isoliert und auswechselbar eingeschaltet, wozu die in Fig. 3 links dargestellte Verbindungsmuffe 23 aus Kunststoff, Gummi od. dgl. dient. Die gleiche isolierende Verbindung dient auch der elektrischen Begrenzung des im Bereich der elektrolytischen Entfettung des Behälters 5 eingeschalteten, jedoch von außen mit Strom versorgten Anodendrahtes, dessen Einzelheiten in der Zeichnung selbst nicht dargestellt sind.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind auf den Kerndraht 21 im Bereich zwischen den Zinkhülsen 22 im Längsschnitt konisch ausgebildete kolbenartige Sperrstopfen 24 aus nachgiebigem Kunststoff aufgeschoben, deren größter Außendurchmesser um geringes größer als der Innendurchmesser der Rohre bemessen ist, derart, daß sie eine kolbenartige Dichtfunktion auf das Rohrinnere ausüben können. Außerdem dienen sie gleichzeitig der Zentrierung des

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Anodendrahtes innerhalb der Rohre, so daß sie eine gleichmäßige Abscheidung des Metallüberzuges an den Innenflächen der Rohre begünstigen. Diese auf der Metallseele der in axialer Richtung fest verankerten Drähte 20 unverrückbar befestigten Sperrstopfen 24 sind an jedem einzelnen Badbehälter jeweils im Bereich der Rohreintritts- und Rohraustrittsöffnüm? vorgesehen, wobei lediglich in den der elektrolytischen Abscheidung dienenden Behältern 10a und 10b sowie ferner gegebenenfalls auch im Längenbereich des der elektrolytisches Entfettung dienenden Behälters 5 zusätzlich weitere Sperrstopfen vorgesehen sein können, um die dort wesentliche Zentrierung des Anodendrahtes gegenüber der Rohrinnenfläche zu verbessern, c i. einen auch noch so geringen Durchhang des Anodendrahtes zu verhindern.

Lde konstruktive Ausbildung der untereinander gleich gestalteten Badbehälter ist besonders deutlich in Fig. 4 und 5 an dem Ausführungsbeispiel des Elektrolyse-Bades 10a veranschaulicht. Die Bad-Behälter bestehen danach aus einem in einem Traggestell 25 verankerten größeren, nach oben hin offenen Reservoir bzw. Reservebehälter 26, in dem die jeweilige Behandlungsflüssigkeit - hier der Elektrolyt - untergebracht ist und aus dem diese mittels des Rohres 27 und eines motorisch angetriebenen Pumpensatzes 28 über ein Absperrventil 29 und die Pumpenleitung 30 in den eigentlichen Behandlungsraum 31 des Badbehälters zurückgepumpt werden kann. 30a bezeichnet die Mündung der Pumpen-Ableitung 30 innerhalb des Behandlungsraumes 31. Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich, ist der Behandlungsraum 31, in dem sich auch die Außenanoden 14a und 14b befinden, an den Stirnseiten durch die Wände 32a, 32b begrenzt, in denen unterhalb des Flüssigkeitsspiegels y die Rohreintritts- und Rohraustrittsöffnungen 33a und 33b vorgesehen sind, in deren Bereich sich (vgl. hierzu Fig. 2) innerhalb der Rohre 1 die Sperrstopfen 24 befinden. Die Rohrein- und Rohraustrittsöffnungen 33a und 33b sind mit einer Dichtmanschette versehen, deren Innenrand sich dichtend an die Außenfläche der Rohre anlegt und dadurch den Austritt von

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Behandlungsflüssigkeit in die dem eigentlichen Behandlungsraum 31 stirnseitig beiderseits vorgeschalteten Sammelrinnen 3Ua und 34b weitmöglich verhindert. Die äußeren Stirnwände der Sammelrinnen 3Ua und 3Ub sind gleichfalls mit einer Rohreintritts- und Rohraustrittsöffnung 35a, 35b versehen» denen ebenfalls Dichtmanschetten zugeordnet sind. Die Sammelrinnen 3Ua und 3Ub sind durch Ablaufstutzen 36a und 36b mit dem Reservebehälter 26 verbunden, so daß sich der Flüssigkeitsspiegel in ihnen stets unterhalb der Rohreintritts- und Rohraustrittsöffnungen 35a und 35b befindet·

Die jeweils im Bereich der Rohreintritts- und Rohraustrittsöffnungen 33a und 33b jedes einzelnen Badbehälters im Rohrinneren befindlichen kolbenartigen Sperrstopfen 2U (vgl. Fig. 2) bewirken während des Vorschubes der Rohre das Eindringen der jeweiligen Behandlungsflüssigkeit in das Rohrinnere, ohne daß sich diese zufolge der Abtrennung durch die Sperrstopfen miteinander vermischen können. In dem Maße wie das hintere Rohrende den jeweiligen Badbehälter verläßt, wird die im Rohr befindliche Behandlungsflüssigkeit wieder selbsttätig in den Badbehälter ausgestoßen bzw. zurückgepumpt.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist die Galvanisierungsanlage in der Breite so eingerichtet, daß am Einlauftisch 2 gleichzeitig zwölf Rohre nebeneinander eingesetzt werden können. Für die Wirkungsweise der Anlage ist es belanglos, ob diese zwölf nebeneinander angeordneten Rohre gleichzeitig eingesetzt werden oder zeitlich aufeinander folgend, da die stromlosen Leiter 21, 22 im Bereich der Elektrolyse-Bäder ihre Dipol-Funktion unabhängig voneinander ausüben, d.h. jeder für sich allein lediglich in Abhängigkeit von dem Maß, in dem er von den Rohren überdeckt ist, die gegenüber den Rohren gegenpolige Ladung aufnimmt, während er im übrigen Längenbereich zufolge des Einflusses der gegenüber den Rohren gegenpolig geschal-

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teten Außenelektroden die entgegengerichtete Polarität annimmt. In den jeweils von Rohren abgedeckten Längenbereichen wird auf .diese Weise Zink in Lösung gegeben, das sich auf der Innenfläche der Rohre niederschlägt, während im übrigen Längenbereich das von den Außenanoden in Lösung gegebene Zink niedergeschlagen wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die eingesetzten Rohre (vgl. Fig. 2) annähernd die Länge eines Elektrolyt-Behälters auf, wobei sie in einem der Rohrlänge entsprechenden Abstand aufeinander folgend eingesetzt werden. Da sich der elektrische Leiter 21, 22 über die Gesamtlänge der beiden Elektrolyse-Behälter 10a und 10b erstreckt, die zusammen etwa der doppelten Rohrlänge entsprechen, wird der Leiter in diesem Längenbereich fortgesetzt entsprechend dem Vorschub der Rohre kathodisch bzw. anodisch umgepolt, und zwar unabhängig davon, wo sich das Rohr in einer bestimmten Bewegungsphase befindet. Bei diesem in Fig. 2 veranschaulichten Idealzustand tritt ein Verbrauch der Zinkhülsen 22 auf dem von außen nicht mit Strom versorgten elektrischen Leiter 21 praktisch nicht ein, da in jeder Phase des Betriebsablaufes etwa die Hälfte der Gesamtlänge des Leiters 21 durch die Außenanodei kathodisch unter Abscheidung von Zinkionen aufgeladen wird, während die andere, von Rohren abgedeckte Hälfte der Gesamtlänge des Leiters 21 die Abscheidung des zuvor niedergeschlagenen Zinks auf die Rohrinnenfläche bewirkt.

Selbstverständlich kann die Anzahl der Elektrolyse- · Bäder im Interesse einer Vergrößerung der Gesamtlänge der elektrolytischen Abscheidung beliebig erhöht werden, sofern die Bedingung erfüllt ist, daß die Gesamtlänge der eingesetzten Rohre nicht größer als etwa zwei Drittel der Gesamtlänge der elektrolytischen Abscheidung, vorzugsweise jedoch nur etwa die Hälfte dieser Länge beträgt. Im übrigen bildet die Vergrößerung

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der wirksamen Länge der elektrolytischen Abscheidung, d.h. der Elektrolyse-Bäder gegenüber der Länge der eingesetzten Rohre, ein Mittel, um die Durchsatzgeschwindigkeit der Rohre ohne Qualitätsbeeinträchtigung des ZinkniederSchlages auf der Außen- und Innenfläche der Rohre zu vergrößern.

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Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur elektrolytischen Behandlung der Innen- und Außenfläche von Rohren mit Innendurchmessern über etwa 3 mm im Durchlaufverfahren, bei welchem die anodisch oder kathodisch geschalteten Rohre in waagerechter Lage über einen mindestens im Längenbereich der elektrolytischen Behandlung als elektrischen Leiter ausgebildeten Draht hinweg, welchem gegenüber den Rohren gegenpolig geschaltete äußere Metallelektroden zugeordnet sind, mehrere, die verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten für die, gegebenenfalls elektrolytische, Vorbehandlung, die elektrolytische Abscheidung und die, gegebenenfalls elektrolytische, Nachbehandlung enthaltende Einzelbehälter durchlaufen, wobei die Behandlungsflüssigkeit der einzelnen Badbehälter während der Längsbewegung der Rohre mittels auf dem Draht befestigter, gegenüber diesem isolierter oder aus isoliertem Werkstoff bestehender kolbenartiger Sperrstopfen selbsttätig und fortlaufend nacheinander vom vorderen Rohrende her in das Rohrinnere angesaugt, durch dieses hiaadurchgedrückt und nach Freigabe des hinteren Rohrendes wieder in den zugehörigen Badbehälter zurückgepumpt werden, dadurch gek ennzeichnet, daß unter Verwendung eines sich über den Längenbereich der elektrolytischen Behandlung! mindestens jedoch über den Längenbereich der elektrolytischen Abscheidung, erstreckenden, nicht direkt mit einer Stromquelle verbundenen Leiterabschnittes (21), der Längenbereich, auf dem die elektrolytische Behandlung stattfindet, die Länge der Rohre (1) und der Abstand bzw. die Beschickungsfolge der Rohre so aufeinander abgestimmt werden, daß während des Durchlaufbetriebes ständig höchstens etwa zwei Drittel, vorzugsweise nur etwa die Hälfte, des Leiterabschnittes (21) gleichzeitig von Rohren abgedeckt ist.

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S0|843/1380

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