DE2510324C3 - Verfahren zur Außenverzinkung von Rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Außenverzinkung von Rohren aus Stahl oder Eisen nach dem Trockenverzinkungsverfahren, gemäß dem die zu verzinkenden Außenflächen blank sind und auf den von der Verzinkung auszunehmenden Innenflächen der Rohre eine Eisenoxidschicht erzeugt wird, worauf die Rohre zur Gänze in das Zinkbad getaucht werden.

Erzeugnisse aus Stahl oder Eisen werden häufig durch einen Zinküberzug vor Korrosion geschützt. Zink bildet an seiner Oberfläche mit den angreifenden korrodierenden Medien korrosionshemmende Deckschichten. Außerdem schützt das elektrochemisch negativere Element Zink das Eisen kathodisch, indem es bei einem Korrosionsangriff zuerst abgetragen wird. Man kann das Zink durch verschiedene Verfahren auf die zu schützende Eisenoberfläche aufbringen. Das Zink kann beispielsweise durch Feuerverzinkung, Galvanisieren, Zinkspritzen und andere Verfahren aufgebracht werden. Bei der Feuerverzinkung taucht man die zu verzinkenden Gegenstände nach einer entsprechenden Reinigung der Oberfläche in ein Bad mit flüssigem Zink, wobei es an der Phasengrenze Eisen — Zink durch Diffusion zu einer Legierungsbildung kommt. Hierbei wird zunächst auf die zu verzinkende Stahloberfläche bzw. Eisenoberfläche ein Flußmittel, z. B. eine Mischung von Zink- und Ammonchlorid aufgebracht. Wird auf die gereinigte Oberfläche des Verzinkungsgutes das Flußmittel, welches die Legierungsbildung fördert, aufgetrocknet, so spricht man von einem Trockenverzinkungsverfahren. Bei der Naßverzinkung befindet sich das geschmolzene Flußmittel auf dem Zinkbad und das Verzinkungsgut wird durch die Flußmitteldecke hindurch in das Bad getaucht.

Zur Herstellung einer auf Bereiche der Oberfläche beschränkten Verzinkung ist es bekannt, auf Gegenstände aus Eisenmetallen eine keramische Schutzschicht aufzutrocknen, welche den Angriff des Zinks im Zinkbad verhindern soll. Solche Schutzschichten müssen in einem gesonderten Schritt aufgebracht werden, getrocknet werden und lassen sich nur schwer wieder entfernen. Es ist daher ein weiterer aufwendiger Arbeitsvorgang erforderlich, in weichem durch Waschen, Bürsten und Trocknen die Schutzschicht von den unvendnkt gebliebenen Flächen wieder entfernt werden muß. Insbesondere bei der Herstellung von außenverzinkten Rohren würden geringfügige Verzinkungen im Inneren des Rohres nicht nur eine Beeinträchtigung bei der Verwendung solcher Rohre für beispielsweise Zentralheizungsleitungen darstellen, sondern auch ίο einen Mehrverbrauch von Zink verursachen, wobei das zuviel verbrauchte Zink nur sehr schwer rückgewonnen werden kann. Beim Auftreten einer geringfügigen Verzinkung im Inneren eines Rohres müßten komplizierte mechanische oder chemische Verfahren angewendet werden, um die im Inneren des Rohres haftenden Zinkschichten wieder abzutragen. Heizungsrohre sollen beispielsweise innen nicht verzinkt sein, da Wasser von einer Temperatur über 70° C das Zink übermäßig angreift Solche Rohre werden beispielsweise zur Bodenbeheizung für Fußballfelder und als Kühlrohre für Kunsteisbahnen und Klimamaschinen verwendet In diesen Fällen ist es von besonderer Wichtigkeit, die Verzinkung der inneren Rohrwand zu vermeiden, da die als Kühlmedium zu verwendende ammoniakalische Flüssigkeit Zink im besonderen Maße angreift, während Eisen durch die Berührung mit der ammoniakahschen Lösung passiviert wird. Außenverzinkte P.ohre können weiters auch für geschlossene Stahlkonstruktionen Verwendung finden, wo es darauf ankommt, die Außenseite gegen Korrosion zu schützen. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Angriff des Zinkes an den von der Verzinkung auszunehmenden Flächen mit Sicherheit zu vermeiden und ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Außenverzinkung von Stahl- oder Eisenrohren zu schaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenoxidschicht in einer Dicke von mindestens 20 μπι erzeugt wird, wobei beim Eintauchen in das Zinkbad durch Umsetzung des Eisenoxids mit dem Zink des Bades eine im wesentlichen aus Zinkoxid bestehende durchgehende, nach dem Tauchvorgang leicht entfernbare Schutzschicht gebildet wird.

Es ist bekannt, daß Eisenoxidschichten den Angriff des Zinkes beeinträchtigen und daß bei Vorhandensein solcher Eisenoxidschichten nur schlecht haftende Zinkschichten erzielt werden, welche mechanisch, beispielsweise durch Bürsten, oder chemisch entfernt so werden müssen. In der DE-OS 17 71 259 wurde diese Tatsache bereits zur Herstellung einer einseitigen Verzinkung auf ein Stahlband ausgenützt wobei jedoch bei solchen Stahlbändern die jeweils nicht zu verzinkende Oberfläche relativ leicht zugänglich ist und der schlecht haftende Zinküberzug beispielsweise mittels rotierender Bürsten ohne Schwierigkeiten entfernt werden kann. Bei der Herstellung von außenverzinkten Rohren ist die Innenoberfläche solcher Rohre aber nicht so gut zugänglich und aus dem bisher Bekannten mußte geschlossen werden, daß Eisenoxidschichten für eine den Angriff des Zinkes mit Sicherheit vermeidende Schutzschicht ungeeignet sind. Das Auftreten von schlecht haftenden Zinküberzügen auf oxidierten Eisenoberflächen wurde mit Diffusionsvorgängen erfclärt, bei welchen Eisenzinkatverbindungen entstehen, deren Ausbildung aufgrund der Porosität der Eisenoxidschichten immer zu erwarten war. Erst durch die Maßnahme, als Schutzschicht eine im wesentlichen aus

Zinkoxid bestehende durchgehende Schutzschicht zu verwenden, konnte der Angriff des Zinkes auf die von der Verzinkung auszunehmenden Flächen init Sicherheit vermieden werden, und es hat sich gezeigt daß durch die Maßnahme, eine Eisenoxidgrenzschicht an von der Verzinkung auszunehmenden Oberflächen von Stahlrohren mit wenigstens 20 μπι zu bemessen, das Sauerstoffangebot dieser Grenzschicht beim Eintauchen in das Zinkbad ausreicht um eine Umsetzung des Zinkes des Bades zu einer im wesentlichen aus Zinkoxid bestehenden durchgehenden Schutzschicht zu gewährleisten. Dieses gebildete Zinkoxid verhindert in der Folge aufgrund seines dichten Gefüges den weiteren Angriff auf die von der Verzinkung auszunehmenden Oberflächen und der Aufbau von intermetallischen Verbindungen zwischen Stahl oder Eisen und Zink wird mit Sicherheit vermieden. Eine solche im wesentlichen aus Zinkoxid bestehende Schutzschicht ist 'eicht von den geschützten Oberflächen entfernbar und wird zumeist bereits von dem in das Bad beim Herausnehmen des zu verzinkenden Rohres rückfließenden Zink zur Gänze abgespült wobei eine blanke oxidfreie Oberfläche erhalten wird. Gegebenenfalls noch anhaftende Zinkoxidreste können einfach, beispielsweise durch Abblasen mit Preßflut entfernt werden.

Die für die Herstellung der Zinkoxidschutzschicht erforderliche Eisenoxidschicht kann vorzugsweise so hergestellt werden, daß die gesamte Oberfläche der zu verzinkenden Rohre vordem Eintauchen in das Zinkbad biankgemacht wird und die von der Verzinkung auszunehmenden Innenflächen der Rohre mittels oxidierender Mittel, beispielsweise Permanganaten oder Chromaten, zu Eisenoxid umgesetzt werden. Auf diese Weise kann eine Eixenoxidschicht mit einer Schichtstärke von wenigstens 20 μπι ausgebildet werden, wobei verschiedene Eisenoxide, wie Wüstit, Hämatit und Magnetit gebildet werden, die einen spinellartigen Aufbau besitzen. Bei Kontakt dieser Eisenoxide mit dem flüssigen Zink bilden sich Oxide des Zinks, die den Aufbau von intermetallischen Verbindungen zwischen Stahl oder Eisen und Zink sicher verhindern und ein Abfließen des Zinkes bewirken, ohne daß es haften bleibt und mechanische oder chemisch entfernt werden muß.

In allen Fällen kann nach dem Verzinken ohne weitere Behandlung an denjenigen Stellen, welche nicht verzinkt wurden, eine blanke Metalloberfläche erzeugt werden, und es kann diese blanke Metalloberfläche unmittelbar oder gegebenenfalls nach einem Sandstrahlprozeß beispielsweise mit Kunststoff beschichtet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Fließschemas dps erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert

Das Rohr 1 wird auf einem Förderband 2 unter einem durch eine Haube 3 abgedeckten Sandstrahlgebläse längs oder quer hindurchgeführt In der Station 4 wird das Rohr unter einer Brause 5 mit einer wäßrigen Lösung eines Flußmittels benetzt wobei 6 einen Auffangbehälter darstellt Hierauf wird das Rohr auf ein Förderband 7 durch einen Trockenofen 8 gefördert In der Ofenatmosphäre wird das Wasser aus der Flußmittellösung abgedampft jedoch wird die äußere Oberfläche des Rohres durch das Flußmittel vor einer Oxidation geschützt Soweit die Innenoberfläche des Rohres noch nicht bereits mit einer Eisenoxidschicht der erforderlichen Stärke bedeckt ist, wird die Bildung einer Oxidschicht auf der Innenoberfläche des Rohres t durch die Ofenatmosphäre und die im Ofen herrschende Temperatur begünstigt Das Rohr wird so lange in der oxidierenden Atmosphäre des Ofens gehalten, bis eine Ausbildung einer Eisenoxidschicht mit wenigstens 20 μπι an allen Stellen der von der Verzinkung auszunehmenden inneren Oberfläche des Rohres gewährleistet ist Über eine Rutsche 9 gelangt das Rohr aus dem Trockenofen 8 in das Zinkbad 10, wo es getaucht wird. Im Zinkbad wird nun die Eisenoxidschicht reduziert und es bildet sich eine zusammenhängende Zinkoxidschicht aus, welche einen Angriff des Zinks auf die von der Verzinkung auszunehmende innere Oberfläche des Rohres sicher verhindert. Durch ein magnetisches Hebezeug 11 wird das Rohr aus dem Zinkbad ausgehoben. Das an der von der Verzinkung auszunehmenden inneren Oberfläche des Rohres gebildete Zinkoxid wird dabei vom in das Bad rückfließenden Zink abgespült und das Zinkoxid kann gegebenenfalls im Bad wieder zu für die Verzinkung erforderlichen Zink reduziert werden. Die Zinkverluste können dadurch sehr gering gehalten werden. Bei 12 wird das Rohr innen und außen abgeblasen und hierauf in ein Wasserbad 13 eingebracht wo es gekühlt und gespült wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Außenverzinkung von Rohren aus Stahl oder Eisen nach dem Trockenverzinkungsverfahren, gemäß dem die zu verzinkenden Außenflächen blank sind und auf den von der Verzinkung auszunehmenden Innenflächen der Rohre eine Eisenoxidschicht erzeugt wird, worauf die Rohre zur Gänze in das Zinkbad getaucht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenoxidschicht in einer Dicke von mindestens 20 μΐη erzeugt wird, wobei beim Eintauchen in das Zinkbad durch Umsetzung des Eisenoxids mit dem Zink des Bades eine im wesentlichen aus Zinkoxid bestehende durchgehende, nach dem Tauchvorgang leicht entfernbare Schutzschicht gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch ί, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Oberfläche der zu verzinkenden Rohre vor dem Eintauchen in das Zinkbad blankgemacht wird und die von der Verzinkung auszunehmenden Innenflächen der Rohre mittels oxidierender Mittel, beispielsweise Permanganaten oder Chromaten, zu Eisenoxiden umgesetzt werden.