DE2301640C3 - Verfahren zum Herstellen von mit Zink überzogenem Stahlrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei diesem bekannten Verfahren (GB-PS 9 10 171) erfolgt das Sprühmetallisieren mit Zink, wenn sich der Schweißbezirk des Rohres auf einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Zinks, das heißt oberhalb 430°C, befindet. Damit soll erreicht werden, daß das aufgesprühte Zink auf dem Schweißbezirk auseinanderfließen und sich mit der angrenzenden Zinkschicht verbinden kann, um so eine zusammenhängende Zinkmetallisierung zu bilden.

Soll das verzinkte Stahlrohr insbesondere als Hüllrohr bei der Installierung elektrischer Draht- bzw. Kabelleitungen brauchbar sein, so wird an das Rohr die Anforderung gestellt, bestimmte harte Überzugsdicketests zu bestehen. Gemäß dem »Preece-Test« der »Laboratories Standards for Electrical Metallic Tubing, UL 797« (auch EMT-Test genannt) der Wheeling-Pittsburgh Steel Corporation werden Proben des mit Zink überzogenen Stahls 60 Sekunden in eine Kupfersulfatlösung vorgeschriebener Stärke eingetaucht, dann entfernt und in fließendem Wasser gewaschen. Das Zink aus der Probe verdrängt Kupfer aus der Lösung, wobei dieses Kupfer sich auf der Probe abscheidet. Das Kupfer haftet jedoch nicht fest am Zink und die locker anhaftenden Niederschläge werden entferni, indem man in Wasser wäscht, wonach man die Probe mit einem Tuch abwischt. Der beschriebene Arbeitsgang wird dann bis zu einem nachstehend beschriebenen Endpunkt wiederholt. Die Überzugsdicke wird durch die Anzahl aufeinanderfolgender Tauchungen bestimmt, welchen der Oberzug standhalten kann, ohne sich bis zur Stahlgrundlage aufzulösen. Wenn das Zink bis zum Eisen herunter entfernt ist, welches ebenfalls Kupfer aus der Lösung verdrängt, so haftet das Kupfer fest am Eisen und kann weder abgewaschen noch abgerieben werden. Der Zinküberzug eines zur Installierung elektrischer Draht- bzw. Kabelleitungen verwendbaren, verzinkten Stahlrohres muß gemäß diesem Test vier

ίο solcher Eintauchungen standhalten, ohne einen endgültigen, festen Kupferniederschlag zu zeigen.

Es hat sich nun herausgestellt, daß die nach dem bekannten Verfahren verzinkten Stahlrohre den erwähnten EMT-Test nicht bestehen, also ungeeignet sind, den Zweck eines Hüllrohres bei der Installierung elektrischer Draht- bzw. Kabelleitungen zu erfüllen.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so auszubilden, daß die danach hergestellten Rohre eine für den genannten Zweck befriedigende Metallisierung aufweisen, das heißt die beschriebenen EMT-Bedingungen voll erfüllen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das im Kennzeichen des Anspruchs 1 Erfaßte vorgeschlagen, womit das gesteckte Ziel der Schaffung eines verzinkten Stahlrohrmaterials für elektrische Zwecke voll erreicht wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen erfaßt.
Aus der US-PS 37 00 485 ist zwar ein zweistufiges Beschichten mit Aluminium und Zink schlechthin bekannt, jedoch nur bei Bandmaterial, bei anderen Temperaturen und sonstigen anderen Bedingungen. So wird das durch Bürsten gereinigte Metallband in eine evakuierte Kammer eingeführt und nacheinander eine

J5 Aluminiumschicht und eine Zinkschicht aufgedampft. Dieser Stand der Technik konnte deshalb die Erfindung nicht nahelegen, insbesondere auch deshalb nicht, weil dort die Bedeutung der Schwarzhitze nicht erkannt worden ist und wegen der anderen Gattung auch nicht berührt wurde.

Eine Vorrichtung, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, ist schematisch in Figuren veranschaulicht, anhand der die Erfindung erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 eine Grundrißansicht,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung zum kontinuierlichen Verschweißen und Sprühmetallisieren von Rohr.

Ein Rohr 1, das mit seinen Kanten aneinander anstoßend in seine Gestalt gebogen ist, läuft in den Figuren von links nach rechts durch ein Paar profilierter Rollen 2-2 hindurch, die die Kanten des Rohres zusammendrücken. Unmittelbar hinter den Rollen 2-2 geht das Rohr unter Drehelektroden 3-3 eines Drehschweißers hindurch, wobei jede Elektrode 3 so gelagert ist, daß Kontakt mit einer Kante des Rohres 1 hergestellt wird. Die Kanten des Rohres werden zusammengeschweißt, indem von den Elektroden 3-3 her Strom durch sie hindurchgeht, wobei die Kanten durch ein zweites Paar profilierter Rollen 14-14 in Berührung gehalten werden. Das geschweißte Rohr tritt mit einem äußeren Grat 4 hervor, wobei der Grat durch das Abschärfmesser 5 kontinuierlich entfernt wird. Die Schweißnaht besitzt auch, wie erwähnt, einen inneren

hi Grat, der durch Plättmittel geplättet bzw. komprimiert wird.

Das Rohr 1 besitzt nach dem Hindurchgang unter dem Abschärfmesser 5 eine schmale geschweißte Zone

6, aus der der ursprüngliche Zinküberzug beim Schweißen abgeschmolzen bzw. verflüchtigt worden ist und die durch das Abschärfmesser 5 sauber geschabt worden ist Hinter dem Abschärfmesser 5 befindet sich eine Spritzpistole 7 zur Aluminiummetallisierung direkt oberhalb der Schweißzone 6 des Rohres 1, wobei die Spritzpistole so eingestellt ist, daß sie eine Sprühung geschmolzenen Aluminiums im wesentlichen vertikal nach abwärts auf das Rohr 1 richtet Das Sprühmuster des Aluminiums ist in Draufsicht kreisförmig, wie durch die strichpunktierte kreisförmige Linie 8 gezeigt, und es ist im Schiiitt konisch, wie durch die strichpunktierten Linien 9-9 gezeigt Der Durchmesser des Sprühmusters ist etwa gleich der Breite der Schweißzone 6.

Die Spritzpistole ÜO zur Zinkmetallisierung befindet sich hinter der Pistole 7 zur Aluminiummetallisierung direkt oberhalb der Schweißzone 6 des Rohres 1. Die Spritzpistole 10 ist so eingestellt, daß sie eine Sprühung geschmolzenen Zinks im wesentlichen abwärts auf die Schmelzzone 6 des Rohres 1 richtet Der Sprühverlauf bzw. das Sprühmuster des Zinks ist in Draufsicht elliptisch, wie dies durch die strichpunktierte elliptische Linie 11 gezeigt ist Die größere Achse 12 der Ellipse liegt auf der Schweißlinie und ist etwa dreimal so lang wie die kleinere Achse 13. Die Sprühpistole 10 ist ebenfalls so eingestellt, daß die kleinere Achse 13 des Sprühmusters etwa der Breite der Schweißzone 6 entspricht. Das Zinksprühmuster ist in Seitenansicht konisch, wie dies durch die strichpunktierten Linien 15-15 gezeigt ist. Dieses Sprühmuster wird als fächerförmige Sprühung bezeichnet.

Die Schweißzone ist auf Weißhitze bzw. WeiCglut erhitzt und kühlt von da aus ab über strohfarbene Glut zu Hellrotglut, dunklere Rotglut und bis zur Schwarzhitze. Das Rohr wird durch Aufsprühen metallisiert, nachdem es die hellen Färbungen durchlaufen hat, jedoch während es sich noch bei Schwarzhitze befindet, was als ein Bereich von 260 bis 427⁰C angesehen wird. Dies wurde erreicht, indem man die erste Spriihmetallisierungspistole etwa 25 cm vom Abschärfer und die zweite Pistole etwa 50 bis 51 cm vom Abschärfer entfernt anbrachte.

Das Überzugsmetall zur Metallisierungssprühpistole wird in Draht- oder Pulverform zugeführt Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Zinkmetallisieningspistolen werden mit Zink in Form von Draht eines Durchmessers von 2,41 mm beschickt und die Pistole wird so betrieben, daß sich Zink mit einer Menge von mindestens etwa 9,07 kg je Stunde abscheidet Die Aluminiummetallisierungspistole wird mit Aluminium in

ic Form von Draht eines Durchmessers von 1,90 mm beschickt, und die Pistolen werden so betrieben, daß sich Aluminium mit einer Menge von mindestens etwa 136 kg je Stunde niederschlägt Es wurde gefunden, daß Proben des Produktes, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren überzogen wurden und welche Sprühmetallisierungen mit Aluminium und dann mit Zink aufweisen, die Mindestüberzugsdicken zeigen, welche ausreichend sind, um dem vorstehend erwähnten Überzugstest gerecht zu werden.

Es ist klar, daß geschweißtes Rohrmaterial, welches von einer der beschriebenen Anlagen herkommt, durch Vibration und andere Störungen beeinträchtigt wird, so daß es sich weniger oder weiter entfernt von der Sprühpistole bewegen kann. In einem solchen Falle vermindert sich bzw. steigert sich die Breite des zu bedeckenden Bezirks. Die erfindungsgeinäße fächerförmige Sprühung ist leicht einstellbar, um solche Veränderungen zu kompensieren, indem man die Breite der Sprühung gleich dem schmälsten zu bedeckenden Bezirk macht. Die Sprühpistole wird dann um eine vertikale Achse, welche durch ihre Düse hindurchläuft, so gedreht, daß die Längsachse des Sprühmusters zur Rohrachse geneigt ist, wodurch sich die Breite des metallisierten Bezirkes je nach Bedarf steigert.

Wenn hier auch das erfindungsgemäße Verfahren als Durchführung mit Widerstandsverschweißung von Rohrmaterial beschrieben und veranschaulicht wurde, so ist doch dieses Verfahren in gleicher Weise anwendbar auf Rohrmaterial, welches durch Hochfrequenz-Induktionsverschweißung hergestellt wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von mit Zink überzogenem, dünnwandigem Stahlrohr aus einem mit Zink überzogenen Stahlband, das durch Biegen zum Rohr geformt wird und dessen stumpf aneinanderstoßende Bandkanten unter Verflüchtigung von Zink im Bereich der Schweißnaht miteinander verschweißt werden, bei dem anschließend der entstandene Schweißgrat behandelt und der Zinküberzug im Schweißbezirk durch Sprühmetallisieren mit Zink ergänzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Sprühmetallisieren mit Zink in einer ersten Stufe Aluminium aufgesprüht wird, während sich der Schweißbezirk auf Schwarzhitze befindet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zink in einem fächerförmigen Muster aufgesprüht wird.

3. Verfahren nach Ansprucn 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestdicke des Überzuges mindestens 0,00762 mm beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Zink in einer Menge von mindestens etwa 9 kg je Stunde aufgesprüht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in einem konischen Sprühmuster aufgesprüht wird, wobei die Mindestdicke des aufgebrachten Überzuges mindestens 0,00508 mm beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in einer Menge von mindestens etwa 1,4 kg je Stunde aufgesprüht wird.