DE19710294A1 - Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Rohres - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen RohresInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Anwendung eines Verfahrens zur
Herstellung eines Metallrohres mit einer verzinnten Innen
oberfläche auf Installationsrohre aus Kupfer oder einer Kup
ferlegierung.
Treten Kupfer oder Kupfer-Legierungen in Kontakt mit Wasser,
so geht eine gewisse Kupfer-Menge in Lösung. Das Inlösung
gehen von Kupfer, insbesondere in Trinkwasserinstallationen,
wird aber in letzter Zeit mit Hinblick auf ein gesteigertes
Umweltbewußtsein und gesundheitliche Aspekte zunehmend dis
kutiert. Eine Absenkung des derzeit noch gültigen Richtwer
tes von 3 mg Cu/l nach 12 h Stagnation in der deutschen
Trinkwasserverordnung bzw. die Festsetzung eines europawei
ten niedrigeren Grenzwertes ist in absehbarer Zeit wahr
scheinlich. Im allgemeinen wird der oben angegebene Richt
wert nicht erreicht oder überschritten. Ausnahmen ergeben
sich unter Umständen bei Neuinstallationen oder ungünstigen
Wasserqualitäten.
Es sind mehrere Veröffentlichungen bekannt, in denen von
Korrosionsschutzschichten auf Rohrinnenflächen berichtet
wird. Hierbei handelt es sich u. a. um vergleichsweise dicke
metallische Beschichtungen von ca. 1 bis 200 µm, vorzugsweise
aus Zinn, das durch chemische Abscheidung (EP-OS 0.503.389,
JP-OS 4-45.282) aufgebracht wird. Damit besteht die Gefahr,
daß chemische Rückstände auf der Rohrinnenoberfläche ver
bleiben, die evtl. in das Trinkwasser übergehen können.
Weiterhin ist aus der DE-OS 3.823.309 ein Verfahren zur Her
stellung von Metallrohren, die mit Zinn oder auf Zinn ba
sierenden Legierungen beschichtet sind, bekannt, bei dem
nach einer Verfahrens-Variante vorwiegend Stahlrohre in ei
ner reduzierenden Gasatmosphäre mittels eines Hochfrequenz
ofens auf eine Temperatur von über 1.000°C erwärmt werden
müssen. Dabei soll das Beschichtungsmaterial in Form von
Draht, Blech oder Pulver eingebracht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
genannten Art zum Zweck der Verbesserung der Haftung der
Zinnschicht auf der Innenoberfläche des Rohres so zu variie
ren, daß es in einfacher Weise auf Installationsrohre aus
Kupfer oder einer Kupferlegierung angewandt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in Anspruch 1 genannten
Verfahrensschritte angewendet.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden überraschender
weise eine Desoxidation und eine Aktivierung der Rohrinnen
oberfläche erreicht, wobei insbes. auch Reste der Ziehmittel
beseitigt werden, so daß eine vollflächige Zinnschicht defi
nierter Dicke resultiert. Diese Schicht ist auch dicht,
d. h. es treten keine durchgehenden Poren auf.
Zwischen Rohrinnenoberfläche und der Zinnschicht bildet sich
eine intermetallische Phase (IMP) aus, die für gute Haf
tungsbeständigkeit der Zinnschicht auf der Rohrinnenoberflä
che sorgt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben
sich aus den Verfahrensschritten nach den Ansprüchen 2
bis 11.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 schematisch den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf
für ein Kupferrohr in Form eines Coils oder einer
Stange und
Fig. 2 den Einsatz eines Abstreifers bei der Verzinnung.
In Fig. 2a/2b wird die Verzinnung der Innenoberfläche eines
Kupferrohres 1 mittels eines Abstreifers 2 in Form einer Ku
gel gezeigt (Fig. 2a: Ausgangszustand; Fig. 2b: Betriebszu
stand). Ein zwischen zwei Stopfen 3', 3'' angeordneter Vorrat
flüssigen Zinns 4 wird mittels des kugelförmigen Abstreifers
2 aus flexiblem Material, insbes. Silikon, unter Einfluß von
Gas oder Wasser in Pfeilrichtung durch das Rohr 1 getrieben.
Im Ausgangszustand ist der Durchmesser d des kugelförmigen
Abstreifers 2 größer als der Innendurchmesser Di des Rohres
1. Nach Einsatz in das Rohr 1 wird der Abstreifer 2 auf den
Durchmesser d* zusammengedrückt.
Die gewünschte Dicke S der Schicht 5 wird beeinflußt durch
die geometrischen Verhältnisse, den Verformungswiderstand
des Abstreifermaterials und die Geschwindigkeit, mit welcher
der Abstreifer 2 durch das Rohr 1 getrieben wird.
Ein 25 m langer coil eines Kupferrohres der Abmessung
15 × 1 mm wurde in einem Ofen 30 min mit Stickstoff durchge
spült.
Konvektives Aufheizen erfolgte für 40 min auf eine Tempera
tur T = 240°C.
Die Stopfen aus Fasermaterial hatten einen Durchmesser von
14 mm und eine Länge von 20 mm.
Als Abstreifer wurde eine Silikon-Kugel mit einem Ausgangs
durchmesser d = 13,4 mm verwendet. Die verbrauchte Zinnmenge
betrug 120 g. Die Kühlzeit betrug 50 min.
Es wurden einwandfreie Zinnschichten der Dicke S = 2,5 bis
22 µm erzielt.
Claims (12)
1. Anwendung eines Verfahrens zur Herstellung eines Me
tallrohres (1) mit einer verzinnten Innenoberfläche,
bei dem
- a) im Rohrinneren eine reduzierende Gasatmosphäre vorliegt,
- b) das Rohr (1) erwärmt,
- c) die Innenoberfläche mit einer Schicht gleichför miger Dicke S im µm-Bereich verzinnt und
- d) das Rohr (1) schnell abgekühlt wird,
auf ein Installationsrohr (1) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung zum Zweck der Verbesserung der Haftung der Zinn- oder Zinnlegierungsschicht (5) auf der Innen oberfläche des Rohres (1),
mit der Maßgabe, daß im Verfahrensschritt b) das Rohr (1) für 0,5 bis 60 min auf eine Temperatur T von 220 bis 300°C erwärmt wird und
daß im Verfahrensschritt c) die Zinnschicht (5) mittels Durchleiten flüssigen Zinns (4) auf die Innenoberfläche des Rohres (1) aufgebracht wird.
2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 für den Zweck
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erwärmung induktiv, konduktiv oder konvektiv
erfolgt.
3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 für den
Zweck nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erwärmung auf eine Temperatur T von 230 bis
260°C erfolgt.
4. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 3 für den Zweck nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet,
daß als reduzierende Gasatmosphäre Wasserstoff oder ein
Wasserstoff-Stickstoff-Gasgemisch verwendet wird.
5. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 4 für den Zweck nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet,
daß das flüssige Zinn (4) mittels eines Abstreifers (2)
aus flexiblem Material, dessen Durchmesser d im Aus
gangszustand gleich oder größer ist als der Innen
durchmesser Di des Rohres (1), durch das Rohr (1) ge
trieben wird.
6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 5 für den Zweck
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine zwischen zwei Stopfen (3', 3'') befindliche
Charge flüssigen Zinns (4) durch das Rohr (1) getrieben
wird.
7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 5 oder 6 für den
Zweck nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstreifer (2) unter Einfluß von Gas oder Was
ser bewegt wird.
8. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der
Ansprüche 5 bis 7 für den Zweck nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet,
daß als Abstreifer (2) eine Kugel, vorzugsweise aus
Silikon, verwendet wird.
9. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 8 für den Zweck nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet,
daß eine 2 bis 100 µm dicke Zinnschicht (5) aufgebracht
wird.
10. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 9 für den Zweck
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine 2 bis 20 µm dicke Zinnschicht (5) aufgebracht
wird.
11. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 10 für den Zweck nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet,
daß die Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von 5 bis
100°C/min erfolgt.
12. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 11 für den Zweck
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abkühlung mittels Gas oder Wasser erfolgt.
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