DE1496727B2 - Verfahren zur elektrolytischen behandlung der innen und aussenflaeche von rohren - Google Patents

Description

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habung und betriebstechnischen Vorteile wegen be- andererseits auch ohne Unterbrechung des Betriebes

währt hat, hat sich die Notwendigkeit, die sich wäh- jederzeit leicht auswechselbar sind, liegt darin kein

rend der Galvanisierung anodisch auflösende Innen- Nachteil. Obschon es theoretisch ohne weiteres mög-

anode von Zeit zu Zeit erneuern zu müssen, insbe- lieh ist, im Bereich der elektrolytischen Abscheidung

sondere bei kleinkalibrigen Rohren, als ein zeitrau- 5 mit einer stromlosen Innenanode zu arbeiten, die

bender und daher lästiger Nachteil erwiesen. Dieser nicht aus dem abzuscheidenden Metall besteht oder

Nachteil fällt um so mehr ins Gewicht, je klein- keinen Überzug aus dem abzuscheidenden Metall

kalibriger die zu behandelnden Rohre sind, da sich besitzt, sofern hierbei in Kauf genommen wird, daß

die Außenabmessungen der Anode nach dem Innen- bei Beginn des Betriebes ein Rohr pro Anodenstrang

durchmesser der Rohre richten müssen und die io innenseitig nicht oder nur unvollkommen galvanisiert

Innenanode daher bei Rohren mit kleinen Innen- wird, empfiehlt es sich, auch bei diesem Verfahren

durchmessern entsprechend häufiger ausgewechselt als Innenanoden einen Leiter aus dem Überzugsmetall

bzw. erneuert werden muß. Zwar läßt sich der Zeit- zu verwenden oder diesen mit einer Umhüllung aus

aufwand für das Auswechseln der Anode dadurch dem Überzugsmetall zu versehen, um auf diese Weise

verringern, daß auf die Kupferseele der drahtförmi- 15 eine gewisse Reserve an Überzugsmetall auf der

gen Innenanode hülsenförmige Körper aus dem stromlosen Innenanode zu schaffen, die die Galvani-

niederzuschlagenden Überzugsmetall aufgeschoben sierungsanlage gegenüber Schwankungen in der Be-

werden, doch wird hierdurch einerseits die Lebens- schickungsfolge und gegenüber Abweichungen von

dauer derartiger Anoden weiterhin verringert, wäh- der vorbestimmten Rohrlänge sowie schließlich gegen-

rend andererseits in erhöhtem Maße die Gefahr be- 20 über Konzentrationsunterschieden der elektrolyti-

steht, daß sich nach Auflösung der Hülse die Kupfer- sehen Lösungen unempfindlicher macht,

seele der Anode abträgt und diese schließlich bei Obschon sich das ideale Gleichgewicht zwischen

ungenügender Kontrolle in dem der Stromzuführung der Beschichtung der Innenanode mit dem von den

am nächsten liegenden galvanischen Bad abreißt. Außenanoden abgeschiedenen Uberzugsmetall und

Obschon die betriebstechnischen Vorteile dieses Ver- 25 der Abscheidung des derart angewachsenen Uber-

fahrens in besonderem Maße bei im Verhältnis zu zuges auf die Innenfläche der Rohre im allgemeinen

ihren Querabmessungen langen Rohren zur Geltung nur dann einstellt, wenn die diesen entgegengerich-

kommen, die sich in stationären Anlagen innenseitig teten Funktionen dienenden Längenabschnitte des

nicht mehr oder nicht mehr ohne weiteres einwand- sich über die elektrolytische Abscheidung erstrek-

frei galvanisieren lassen, wird seine Wirtschaftlichkeit 30 kenden Leiters, d. h. der Innenanode, annähernd

gerade in diesem Anwendungsbereich durch die Not- gleich groß sind, was im allgemeinen dann der Fall

wendigkeit eingeengt, die Anode häufiger auswechseln ist, wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Roh-

zu müssen, so daß sich die wirtschaftlichen Vorteile ren jeweils ein Abstand entsprechend der Rohrlänge

des Verfahrens bei Rohren mit kleinen Innendurch- freigelassen wird, ist es grundsätzlich möglich, von

messern nur beschränkt ausnutzen lassen. 35 dieser Idealbedingung abzuweichen und während des

Die Erfindung geht von dem vorbeschriebenen Durchlaufbetriebes beispielsweise nur etwa ein Drittel älteren Verfahren aus, vermeidet jedoch dessen des sich über die elektrolytische Abscheidung erstrek-Nachteile hinsichtlich der Notwendigkeit eines häufi- kenden Längenbereiches der Innenanode durch die gen Auswechselns der Innenanode dadurch, daß Außenanoden mit dem Überzugsmetall zu beschichten unter Verwendung eines sich über den Längenbereich 40 und gleichzeitig zwei Drittel dieser Länge das Uberder elektrolytischen Behandlung, mindestens jedoch zugsmetall auf die Innenfläche der Rohre abscheiden über den Längenbereich der elektrolytischen Ab- zu lassen. Hierbei muß allerdings in Kauf genommen scheidung, erstreckenden, nicht direkt mit einer werden, daß sich das Verhältnis von der Schichtstärke Stromquelle verbundenen Leiterabschnittes, der Lan- der Überzugsschicht auf der Außenfläche der Rohre genbereich, auf dem die elektrolytische Behandlung 45 zu der Schichtstärke auf der Rohrinnenseite zustattfindet, die Länge der Rohre und der Abstand gunsten der Schichtstärke auf der Innenseite der bzw. die Beschickungsfolge der Rohre so aufeinander Rohre verändert.

abgestimmt werden, daß während des Durchlauf- Zum Verständnis der Erfindung mögen folgende

betriebes ständig höchstens etwa zwei Drittel, vor- Erläuterungen dienen:

zugsweise nur etwa die Hälfte, des Leiterabschnittes 50 Wird als Elektrolyt Zinksulfat (ZnSO₄) verwendet

gleichzeitig von Rohren abgedeckt ist. und in diesen je eine plattenförmige Anode aus Zink

Da der Längenbereich der elektrolytischen Ab- (Zn) und eine ebensolche Kathode aus Eisen (Fe) scheidung auf die Rohrlänge einerseits und diese eingebracht, wobei Anode und Kathode durch eine wiederum auf die Beschickungsfolge, d. h. auf den geeignete Stromquelle über metallische Leiter mit Abstand zwischen den Rohren, derart abgestimmt 55 Strom versorgt werden, so fließt in dem metallischen sind, daß sich die auf der Innenfläche der Rohre Leiter außerhalb des Elektrolyten unter der Vorausabzuscheidende Menge des Überzugsmetalls zuvor setzung einer genügend hohen Spannung ein Elektrovon den der Galvanisierung der Außenfläche der nenstrom von der Anode zur Kathode. Gleichzeitig Rohre dienenden äußeren Anoden auf die stromlose werden im Elektrolyten infolge der aufgebrachten Innenanode abscheiden kann, ist es auf diese Weise 60 Spannung an der Anode Zinkatome ionisiert, die als möglich, auch über eine länger währende ununter- zweifach positiv geladene Ionen (Zn⁺+) in Lösung brochene Betriebszeit ohne Erneuerung der Innen- gehen, wobei diese infolge Diffusion und Spannungsanode auszukommen, so daß lediglich noch die gefälle in den Elektrolyten abwandern, während an Außenanoden ausgewechselt zu werden brauchen. der Kathode vorhandene und durch Diffusion sowie Die Außenanoden verbrauchen sich zwar entspre- 65 Spannungsgefälle nachgelieferte Zinkionen durch die chend schneller; da sie jedoch einerseits ohne Be- dort befindlichen negativen Ladungen (Elektronen) schränkung durch den Innendurchmesser der Rohre neutralisiert werden und sich als metallisches Zink nahezu beliebig stark bemessen sein können und 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 unter anderem von der Größe der Elektrodenoberfläche und der Diffusionsgeschwindigkeit der Zinkionen abhängig ist.

Wird der im Vergleich zu z. B. Zink hohe innere Widerstand des Elektrolyten ZnSO₄ 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 Lösung 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 gegenüberliegenden 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 Durchlaufbetriebes jeweils von einem Rohr abgedeckte Längenabschnitt den positiven Pol des Dipols bildet, an dem das zuvor niedergeschlagene Überzugsmetall anodisch in Lösung geht, um sich statt dessen an der Innenfläche des kathodisch geschalteten Rohres metallisch niederzuschlagen.

Aus vorstehendem ergibt sich, daß die Erfindungswirkung nur unter der notwendigen Voraussetzung eintritt, daß an die Anode bzw. den sich über den Längenbereich der elektrolytischen 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 eingehängten Außenanoden mit dem positiven Pol und die kathodisch geschalteten Rohre mit dem negativen Pol einer Gleichstromquelle verbunden sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist selbstverständlich auch für das elektrolytische Polieren der Innen- und Außenfläche von Rohren im Durchlaufverfahren anwendbar, zu welchem Zweck lediglich 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 Patent 1197 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 Beschikkungsfolge 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 frei liegende 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 elektrolytischen Polierens das Rohr anodisch und die Außenelektroden statt dessen kathodisch geschaltet werden.

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 Uberzugsmetall 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 zu lassen, um ihn zunächst mit einer ausreichenden Schichtstärke des von den Außenanoden abgeschiedenen metallischen Zinks zu versehen oder aus anderen Gründen eine gewisse Reserve an Überzugsmetall 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 — an beiden Enden isoliert — eingeschaltet sind. Hierbei ist es selbstverständlich möglich, auf einem beschränkten Längenbereich außer-

halb 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 sich bekannter Weise auf elektrolytischem Wege bewirkt werden sollen.

' Die dem Transport der Rohre dienenden Führungs- und Antriebs-Walzensätze sind zweckmäßig zwischen den in Längsrichtung hintereinandergeschalteten Behältern für die verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten vorgesehen, von denen mindestens die den der elektrolytischen Abscheidung dienenden Behältern vor- und/oder nachgeschalteten 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 zeigt

Fig. 1 eine Galvanisierungsanlage in einer sehematisch gehaltenen Ansicht,

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

F i g. 3 einen Ausschnitt aus F i g. 2 in nochmals vergrößertem Maßstab, ebenfalls im Längsschnitt,

F i g. 4 einen Elektrolyse-Behälter in vergrößertem Maßstab im Längsschnitt und

F i g. 5 eine Stirnansicht auf den Elektrolyse-Behälter gemäß Fig. 4. .

Die Gesamt-Anlage gemäß F i g. 1 setzt sich aus mehreren', in Durchlaufrichtung der Rohre 1 hintereinandergeschalteten 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 transportierten Rohre entsprechende Anzahl von entsprechend dem Rohrdurchmesser verstellbaren Duo-Walzensätzen 3 a,. 3 b 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 5 a 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. 6 α und 6 b 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, 8 ft zugleich der Zuleitung des Kathodenstromes zu den Rohren 1 dienen. Zu diesem Zweck sind die Walzen 8 a, 8 b mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Schleifkontaktes mit einer aus Kupfer bestehenden Stromschiene 9 a verbunden, die an den negativen Pol einer in der Zeichnung nicht dargestellten deichstromquelle angeschlossen ist. An das Führungs- bzw. Kontaktgerüst 8 schließt sich der erste der elektrolytischen Abscheidung dienende Elektrolyse-Behälter 10 a an, dem am Ende ein weiteres Kontaktgerüst 11 zugeordnet ist, dessen Duo-Walzensätze 11a und 116 mit einer der Zuleitung des Kathodenstroms dienenden Stromschiene 9 b verbunden sind. Auf dieses Gerüst folgt ein gleiches Gerüst 12, dessen Walzensätze 12 a und 126 gleichfalls über eine Stromschiene 9 c an den negativen Pol der Gleichstromquelle angeschlossen sind. An dieses schließt sich ein weiterer Elektrolyse-Behälter 10 b an, an dessen Ende nochmals ein der Zuleitung des Kathodenstroms zu den Rohren dienendes Kontakt-Gerüst 13 vorgesehen ist, dessen Walzen 13 α und 13 b mittels der Stromschiene 9d an den negativen Pol der Gleichstromquelle angeschlossen sind. Der Zuleitung des Anodenstroms zu den in den Elektrolyse-Bädern 10 α und 10 b eingehängten Metallelektroden 14 a, 14 b, 14 c und 14 d, die bei dem dargestellten Beispiel einer Verzinkungsanlage aus Zinkplatten bestehen, dienen die gleichfalls aus Kupfer bestehenden Stromschienen 15 a, 15 b, die beide an den positiven Pol der in der Zeichnung nicht dargestellten Gleichstromquelle angeschlossen sind. Auf die mit Zinksulfat (ZnSO₄) angefüllten beiden Elektrolyse-Bäder 10 a und 10 b folgen zwei der Passivierung dienende Behälter 16 und 17, die unter anderem Chromsäure enthalten und denen jeweils ein der Spülung dienendes Wasserbad 16 a und 17 a vorgeschaltet ist. Auf die Passivierungs-B ader 16 und 17 folgt ein weiteres angetriebenes Treibgerüst 18 mit den Duo-Walzensätzen 18 α, 18 b und schließlich der Auslauftisch 19.

In F i g. 2 sind die beiden den Elektrolyten aufnehmenden Elektrolyse-Behälter 10 α und 10 b in vergrößertem Maßstab teilweise geschnitten dargestellt, während F i g. 3 in nochmals vergrößertem Maßstab die Ausbildung der Innenanode veranschaulicht.

Über die Länge der Galvanisierungsanlage gemäß F i g. 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 4 mm) wesentlich kleineren Außendurchmesser aufweisen und auf dem wesentlichen Teil ihrer Länge außerhalb des Längenbereiches der Elektrolyse-Bäder 10 a und 10 & aus einer Metalldraht-Seele 20 a und einem diese umkleidenden Kunststoff-Mantel 20 b bestehen. Im Längenbereich des der elektrolytischen 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 Wege zu bewirken. Im Längenbereich der beiden Elektrolyse-Bäder 10 α und 10 b 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-Bäder 10 a und

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10 6 als selbständiger Abschnitt in die sich über die Länge der gesamten Galvanisierungsanlage erstrekkenden Drähte 20 isoliert und auswechselbar eingeschaltet, wozu die in F i g. 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 F i g. 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 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 Rohraustrittsöffnung vorgesehen, wobei lediglich in den der elektrolytischen Abscheidung dienenden Behältern 10 a und 106, sowie ferner gegebenenfalls auch im Längenbereich des der elektrolytischen Entfettung dienenden Behälters 5 zusätzlich weitere Sperrstopfen vorgesehen sein können, um die dort wesentliche Zentrierung des Anodendrahtes gegenüber der Rohrinnenfläche zu verbessern, d. h. einen auch noch so geringen Durchhang des Anodendrahtes zu verhindern.

Die konstruktive Ausbildung der untereinander gleich gestalteten Badbehälter ist besonders deutlich in F i g. 4 und 5 an dem Ausführungsbeispiel des Elektrolyse-Bades 10 a 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. 30 a bezeichnet die Mündung der Pumpen-Ableitung 30 innerhalb des Behandlungsraumes 31. Wie insbesondere aus F i g. 4 ersichtlich, ist der Behandlungsraum 31, in dem sich auch die Außenanoden 14 a und 146 befinden, an den Stirnseiten durch die Wände 32 a, 326 begrenzt, in denen unterhalb des Flüssigkeitsspiegels y die Rohreintritts- und Rohraustrittsöffnungen 33 a und 336 vorgesehen sind, in deren Bereich sich (vgl. hierzu F i g. 2) innerhalb der Rohre 1 die Sperrstopfen 24 befinden. Die Rohrein- und Rohraustrittsöffnungen 33 a und 33 6 sind mit einer Dichtmanschette versehen, deren Innenrand sich dichtend an die Außenfläche der Rohre anlegt und dadurch den Austritt von Behandlungsflüssigkeit in die dem eigentlichen Behandlungsraum 31 stirnseitig beiderseits vorgeschalteten Sammelrinnen 34 a und 346 weitmöglichst verhindert. Die äußeren Stirnwände der Sammelrinnen 34 a und 346 sind gleichfalls mit einer Rohreintritts- und Rohraustrittsöffnung 35 a, 356 versehen, denen ebenfalls Dichtmanschetten zugeordnet sind. Die Sammelrinnen 34a und 346 sind durch Ablauf stutzen 36 a und 36 6 mit dem Reservebehälter 26 verbunden, so daß sich der Flüssigkeitsspiegel in ihnen stets unterhalb der Rohreintritts- und Rohraustrittsöffnungen 35 a und 356 befindet.

Die jeweils im Bereich der Rohreintritts- und Rohraustrittsöffnungen 33 α und 33 6 jedes einzelnen

ίο Badbehälters im Rohrinneren befindlichen kolbenartigen Sperrstopfen 24 (vgl. F i g. 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 F i g. 5 hervorgeht, ist die Galvanisierungsanlage in der Breite so eingerichtet, daß am Einlauf tisch 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 aufeinanderfolgend, 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 geschalteten Außenelektrode 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. F i g. 2) annähernd die Länge eines Elektrolyse-Behälters auf, wobei sie in einem der Rohrlänge entsprechenden Abstand aufeinanderfolgend eingesetzt werden. Da sich der elektrische Leiter 21, 22 über die Gesamtlänge der beiden Elektrolyse-Behälter 10 a und 106 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 F i g. 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 Außenanoden 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 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 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 hindurchgedrückt und nach Freigabe des hinteren Rohrendes wieder in den zugehörigen Badbehälter zurückgepumpt werden, dadurch gekennzeichnet, 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 Leiterabschnitte (21), der Längenbereich, auf dem die elektrolytische Behandlung stattfindet, die Länge der Rohre (1) und der Abstand bzw. die Beschikkungsfolge 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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   Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur elektrolytischen Behandlung der Innen- und Außenfläche von Rohren mit Innendurchmessern über etwa 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 Behandlungsfiüssigkeit 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 Patent 1197 719 entsprechenden Verfahren wird eine praktisch ununterbrochene Galvanisierung der Innenfläche auch von verhältnismäßig langen Rohren, und 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 Badbehältern jeweils enthaltenen verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten sichergestellt, ohne daß sich diese untereinander vermischen können.

   Um auch bei laufender Zuführung neuer Rohre eine ununterbrochene Versorgung 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.

   Sollen bei diesem Verfahren gleichzeitig auch die Außenflächen der Rohre mit einer galvanischen Überzugsschicht 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 Hand-