DE2313193C3

DE2313193C3 - Verfahren zum Innenbeschichten von aufgerollten Aluminiumrohren mit einer hitzehärtbaren Kunststoffschicht

Info

Publication number: DE2313193C3
Application number: DE19732313193
Authority: DE
Inventors: Fulvio Brescia Maffioletti (Italien)
Original assignee: Eural Di Gnutti Giuliano & C Rovato (italien)
Current assignee: Eural Di Gnutti Giuliano & C Rovato (italien)
Priority date: 1972-03-17
Filing date: 1973-03-16
Publication date: 1978-09-14
Also published as: IT950318B; DE2313193B2; DE2313193A1

Description

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Es ist bekannt, daß bei Aluminium Korrosionsgefahr besteht, wenn dieses mit Wasser in Berührung kommt und daß die Korrosion so stark werden kann, daß sich in dem Rohr Löcher bilden. Diese Erscheinung tritt in verstärktem Maße, insbesondere bei Aluminiumrohren auf, wenn sich Graphitteilchen bei der Herstellung des Rohres absetzen oder weiin sich beim Leitungswasser Schwermetalle (Fe, Cu) auf der Innenfläche des Rohres so absetzen, wobei sich elektrolytische Zellen bilden und zur Korrosionsaushöhlungen führen, die schließlich eine Perforation des Rohres bewirken.

Versuche, Aluminiumrohre durch innen und außen angebrachte Kunststoffüberzüge zu schützen, die r> normalerweise aus PVC bestehen, haben bis heute keine zufriedenstellenden Resultate ergeben, weil das erhaltene Produkt wenig schlagfest und wenig beständig gegen Temperaturschwankungen ist; in diesem Fall können auch Korrosionen und Durchlöcherungen des Metalls »1 durch Infiltration von Kondenswasser zwischen Metall und Kunststoffüberzug auftreten, da keine einwandfreie Haftung besteht.

Aus der DE-PS 9 20 411 ist eine Innenbeschichtung von Rohren aus Gußeisen oder Stahl für Versorgungs- 4> leitungen mit Bitumen bzw.Teer bekannt. Diese Massen werden durch Tauchen, Abtropfenlassen und Trocknen aufgebracht. Das Tauchen und das Abtropfen ist für die Behandlung von längeren, insbesondere aufgerollten Rohren wenig geeignet. ^r>o

Die DE-PS 19 12 214 betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Aufbringen eines farbigen Anstrichs auf ein verzinktes Metallrohr, bei dem das Rohr durch eine Zinkschnielze geführt, abgekühlt, mit einem Anstrich versehen und anschließend erwärmt wird. Ti Dieses Verfahren eignet sich nicht zur Innenbeschichtung von aufgerollten Ak.miniumrohren von beträchtlicher Länge, selbst wenn man davon absieht, daß verzinkte Aluininiumrohrc hierfür wenig zweckmäßig erscheinen. wi

Ferner ist der DE-Gbm 16 99 674 ein Verfahren zur Verbesserung der Haftung von lacken auf Aluminiumoberflächen zu entnehmen, bei dem die entfettete oder gebeizte Akiminiumoberflächo mit einer kristalliner. Höhmit-Schicht durch Behandlung mit heißem Wasser h"> oiler nassem Dampf versehen wird. Bei diesem Verfahren werden jedoch keine Innenflächen von aiil'kJLM'ollten Aluniiniumrohren beschichtet uiiil als Lacke werden Chlorkautschuk-AIkyd-Lack sowie Methylenchlorid und hydroxyl- und/oder carboxylgruppenhaltige Schichtbildner genannt.

Schließlich sind in der Zeitschrift »Bänder, Bleche, Rohre« April 1968. S. 185 und 186 Rohrumhüllungen und Auskleidungen für Gas-, Wasser- und Ölleitungen beschrieben. Zum Innenbeschichten wird hierbei Mörtel vorgesehen, nicht jedoch ein spezifischer hitzehäribarer Kunststoff.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Innenbeschichten von aufgerollten Aluminiumrohren mit einer hitzehärtbaren Kunststoffschicht zur Verfugung zu stellen, so daß die Oberfläche des Aluminiumrohres gegen Abnutzung, Hitze und gegenüber Angriffen durch chemische Substanzen beständig ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Innenbeschichten von aufgerollten Aluminiumrohren mit einer hitzehärtbaren Kunststoffschicht, dadurch gekennzeichnet, da3 die gebeizte und' passivierte Aluminiumoberfläche mit einer 5—6 μΐη dicken Fluorimidschichi versehen wird, indem eine Fluorimid-Präpolymerlösung durch Anwendung von Vakuum durch das Rohr gesaugt, der Überschuß der Lösung mit Warmluft ausgetrieben und das beschichtete Rohr in einem Ofen bis zur Aushärtung der Schicht erhitzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Innenbeschichten von aufgerollten Aluminiumrohren mit einer Länge von 200 m oder mehr. Das erfindungsgemäß hergestellte Aluminiumrohr weist auf seiner Innenfläche eine Fluoriinidschicht auf, die durch chemische Verbindungen mit der Aluminiumoberfläche fest verankert ist, und zwar über einen Träger aus Doppeloxiden von Aluminium oder Metallen wie Palladium, Thorium, Nickel, Kobalt, Molybdän, Antimon, Blei, Eisen, Mangan oder Silber. Das erfindungsgemäß hergestellte Rohr ist besonders widerstandsfähig gegen jede Art von chemischen Angriffen und ausreichend widerstandsfähig gegen den vom Durchlauf der Flüssigkeiten hervorgerufenen Verschleiß. Ferner ist da? Rohr bis zu 200⁰C hitzebeständig, was bisher als unmöglich angesehen wurde.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich vorteilhaft mit der nachstehend erläuterten Anlage durchführen, die eine Abbeiz- und Passivierungszone aufweist, die von einer Pumpe, beispielsweise einer Laufrad- oder Zahnradpumpe bedient werden, mit der die verschiedenen Flüssigkeiten über ein Rohrleitungssysiem von den jeweiligen Behältern zur Rolle des Rohres und zum Ablauf mittels eines besonderen Ventilsatz.es gefördert werden; eine Zone zum Auftragen und Trocknen des Präpolymeren mit einer Vakuumpumpe ist vorgesehen, die im Kreislauf zwischen dem Präpolyinerlösungsbehälter und dem Ablauftank zur Regulierung der erforderlichen Flüssigkeitsmenge arbeitet, während eine besondere Luftleitung zur Trocknung auf IIO'C erhitzt ist; ferner ist ein regelbarer Polymerisationsöle!) zur Aushärtung der Schicht vorgesehen. Die Rohrrolle selbst wird auf eine Bank gestellt bzw. bei gleichzeitiger Bearbeitung von mehreren Rollen werden diese auf einfache Untersätze gestellt.

Nachstehend wird die Anlage an einem Ausfülirungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

I" i g. 1 ein Schema der Anlage zur Beschichtung eines aufgerollten Aluminiums ihres.

l·'i g. 2 ein Blockschaltbild für die vollständige Bearbeitung der Inne lfläche von mehreren Rollen, wobei .Λ + Ii die beiden Zonen aus I'ig. I darstellen.

während Cdie Polymerisationszone aufzeigt,

F i g. 3 einen Polymerisationsofen mit mehreren Rollen, die gemäß F i g. 1 bearbeitet werden.

Beim Betrachten der Fig. 1 stellt man fest, daß die Aluminiumrohrrolle R über die Anschlüsse 25, 25' in die Anlage gelangt. Die Abbeizung (Fig. 1-A) beginnt durch Öffnen der Ventile 26 und 30, vobei die aus der Wanne 4t kommende Lösung NaOH 10—20% im Kreislauf von der korrosionsbeständigen Pumpe 29 umgewälzt wird, die beispielsweise eine Laufrad- oder Zahnradpumpe sein kann. Die Pumpe arbeitet mit 4—7 bar je nach Durchmesser des zu bearbeitenden Rohres. Das Ventil 37 bleibt während des Betriebes der Pumpe 29 auf.

Nach etwa 4—8 Minuten, vorzugsweise nach 5 Minuten, werden die Ventile 26 und 30 geschlossen und die Ventile 31 und 32 geöffnet, um die Rolle mit Wasser, das dann nach außen abgeleitet wird, zu spülen.

Nach Beendigung des Spülvorgangs wird das alkalische Wasser mit 50%iger Salpetersäure neutralisiert, die aus der Wanne 42 kommt, nachdem man das Wasser durch Schließen der Ventile 31 und 32 abgelassen und die Säure durch Öffnen der Ventile 27 und 33 eingelassen hat.

Nach dem Neutralisierungsvorgang, der etwa 2 Minuten in Anspruch nimmt (die Dauer hängt von der Länge der Rolle ab), wird wieder mit Wasser gespült, indem die entsprechenden Ventile geöffnet weivlen.

Damit ist der Beizvorgang beendet; der Rest des Wassers wird durch Öffnen der Ventile 34 und 32 entfernt, indem man durch die Rolle einen Luftstrom mit einem Druck von 6—21 bar strömen läßt.

Daraufhin findet durch Einführung einer in der Wanne 43 enthaltenen, passivierenden Lösung, z. B. einer Lösung von Chrom- und Molybdänoxiden (0,5—10%, vorzugsweise 2%), die Passivierung der Oberfläche des Rohres statt.

Dann werden die Ventile 35 und 36 geöffnet und die Lösung wird 5—10 Minuten lang durch die Pumpe 29 im Kreislauf geführt. Anschließend wird mit Wasser gespült und das Wasser aus der Rolle durch Luft entfernt wie zuvor. Jetzt folgt die Trocknung des sich auf der Innenfläche des Rohres gebildeten passivierenden Filmüberzugs mit Heißluft (100⁰C), die durch einen Warmluftgenerator erzeugt wird. Zur Einführung des Luftstroms muß das Ventil 37 geschlossen und die Ventile 38 und 32 geöffnet werden. Nach etwa 15—20 Minuten ist die passivierte Rolle fertig für den nächsten Bearbeitungsvorgang. Der vorstehend beschriebene Trocknungsvorgang kann auch durch Zugabe eines Entwässerungsmittels zum feuchten Produkte durchgeführt werden, wobei eine erhebliche Einsparung erzielt wird.

in Jetzt wird die Rolle von Pos. 39 nach Pos. 40 transportiert, wobei das Rohr in den neuen Kreislauf in den Anschlüssen 45 und 46 eingeführt wird. Die plastische Fluorimid-Präpolymerlösung wird in ein handelsübliches, aromatisches oder chloriertes Lösungsmittel (40%ige Lösung) eingegeben. Um die Lösung aus der Wanne 44 in das aufgerollte Rohr anzusaugen, benötigt man eine Vakuumpumpe 47, um das Ablagern von Kunststoffmaterial in der Pumpe und die nachfolgende Spülung zur Vermeidung der Gefahr- des Einfressens zu verhindern. Dann werden die Ventile 48 und 49 geöffnet und die Lösung so lange hindurchgeleitet, bis der Behälter 50 gefüllt ist. Dann wird die Pumpe 47 angehallen und die Ventile 48 und 49 geschlossen. Die Ventile 51 und 52 werden geöffnet und die überschüssige Fluorimid-Präpolymerlösung durch einen Heißluftstrom von 100°Causder Rolle entfernt.

letzt wird die Rolle zur Polymerisation (Block C in Fig. 2) in einem Warmluftofen, der demjenigen in F i g. 3 gezeigten entsprechen kann, mit einer Tempera-

JO tür von 200—250 C, vorzugsweise 220 C für eine Zeit von 15 Minuten gebracht. Der Ofen weist eine Außenwand 22 und einen Innenraum auf: die Rohranschlüsse sind mit 24 und 24' bezeichnet.

Man kann auch einen Induktionsofen einsetzen. In

i) diesem Falle verringert sich der Arbeitsvorgang zeitmäßig und das Rohr muß aufgerollt sein.

Die erfindungsgemäß hergestellten Rohre wurden Korrosionsversuchen unterworfen und eine Zeitlang bei verschiedenen Temperaturen mit sauren oder alkalisehen Lösungen behandelt oder in diese eingetaucht. Am Ende jedes Versuches wurde das Proberohr in Längsrichtung aufgeschnitten, um festzustellen, ob sich Anfressungen gebildet hatten. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle zusiimmengefaßt:

Lösung	%	Tempe	Zeit
	QC	ratur
	QC	⁰C	h
Natriumkarbonat	QC	20	24
Kaliumnitrat	1-50	20	24
Ammoniumchlorid	QC	20	38
Essigsäure	10	20	24
Borsäure	37	100	24
Fluorwasserstoffsäure	1-50	50	24
Salzsäure	20	24
Natriumhydroxidlösung	80	48

Bemerkung

Verkleidung nicht angegriffen

Q C = bei jeder Konzentration.

Ferner wurden Salzsprühnebel-, Porosiläts·. HaIt- und Vcrarbcitungsversuche durchgeführt. Die Uniersuchungsergebnisse zeigen, daß die Innenfläche des aufgerollten Aluminiumrohres durch die Flih,,"nidschicht gut geschützt ist. Daher kann das erlinduiigsgemäß hergestellte Rohr eine breite Verwendung finden, wo korrosive, saure oder alkalische Flüssigkeiten.

.Salzsäurelösungen, verschiedene Elektrolytc. Pflanzenoder Mineralöle eingesetzt werden. Ferner ist das Rohr bis zu 200"C hitzebeständig, was bisher als unmöglich angesehen wurde. So ist das erl'iridungsgemäß hergestellte Rohr in Rollen in der Kiihlinduslrie. galvanischen Anlagen und hydraulischen Kreisläufen einset/bar.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Innenbeschichten von aufgerollten Aluminiumrohren mit einer hitzehärtbaren Kunststoffschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die gebeizte und passivierte Aluminiumoberfläche mit einer 5—6 μίτι dicken Fluorimidschicht versehen wird, indem eine Fluorimid-Präpolymerlösung durch Anwendung von Vakuum durch das Rohr gesaugt, der Überschuß der Lösung mit Warmluft ausgetrieben und das beschichtete Rohr in einem Ofen bis zur Aushärtung der Schicht erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Passivierung der Rohroberfläche eine als Polymerisationskatalysator wirkende Oxidschicht erzeugt wird.