DE3730367C2 - Verfahren zur Herstellung lochfraßbeständiger hartgezogener Rohre aus Kupfer oder Kupferlegierungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung lochfraßbe­ ständiger hartgezogener Rohre aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung der nach diesem Verfahren hergestell­ ten Rohre als Installationsrohre in gestreckten Längen für den Sanitärbe­ reich.

Es ist bekannt, daß nach dem letzten Ziehvorgang weichgeglühte Kupferrohre in aggressiven Leitungswässern korrosionsanfällig sind. Eine besonders cha­ rakteristische Erscheinungsform der Korrosionsschäden wird durch die Loch­ korrosion verursacht, bei der es auf der Rohrinnenseite zu örtlichen Loch­ fraßstellen kommt. Die Entstehung derartiger Korrosionsschäden wird kohlen­ stoffhaltigen Rückständen zugeschrieben, die beispielsweise durch thermi­ sche Zersetzung des beim Rohrziehen verwendeten Ziehmittels auftreten.

Aber auch bei hartgezogenen Kupferrohren, die keinem Glühvorgang unterzogen werden, kann ein mehr oder weniger zusammenhängender Kohlenstoffilm auf der Rohrinnenseite entstehen, wenn die Rohre beispielsweise durch Hartlöten miteinander verbunden oder zur Erleichterung des Biegens erwärmt werden.

Es hat sich herausgestellt, daß der beim Erwärmen entstehende Kohlen­ stoffilm dann nahezu unschädlich ist, wenn sich weniger als 0,1 mg/dm² Ziehöl auf der Innenoberfläche des Kupferrohrs befindet.

Kupferrohre für den klinischen Bereich, insbesondere Rohre zum Transport medizinischer Gase, müssen zur Vermeidung jeglichen Risikos eine absolut saubere und fettfreie Innenoberfläche aufweisen. Um diese hohen Anforderun­ gen erfüllen zu können, schreibt die Druckschrift "British Hospital Memorandum" 22, Ausgabe Mai 1992, ein mehrstufiges Reinigungsverfahren vor, wobei das Rohrinnere zunächst mit Wasserdampf entfettet, getrocknet, mit einem Strahlmittel behandelt und anschließend mit medizinisch reiner Luft durchblasen wird.

Zur Entfernung des Ziehölfilms bei Kupferrohren ist es auch bereits be­ kannt, Entfettungsmittel einzusetzen, beispielsweise organische Lösungsmit­ tel, wie Per- oder Trichlorethylen. Noch ein anderes Verfahren sieht vor, daß Ziehöl zu verdampfen und die Ziehöldämpfe abzusaugen.

Eine weitere Behandlungsart besteht schließlich darin, die Glühung in einer reduzierenden Atmosphäre durchzuführen und den entstandenen Kohlenstoffilm durch ein Strahlmittel zu entfernen. Hierbei wird in das Rohr ein Strahl­ mittel entweder durch Druckwasser oder Druckluft eingeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von hartgezogenen Rohren aus Kupfer oder einer Kupferlegierung zu schaffen, bei dem die Bildung von Kohlenstoff- und/oder Oxidfilmen beim Hartlöten oder Warmbiegen verhindert und damit die Lochfraßbeständigkeit dieser Rohre ver­ bessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das Verfahren gemäß der Lehre der Erfindung unterscheidet sich von den bis­ her bekannten im wesentlichen weichgeglühte Kupferrohre betreffenden Ver­ fahren durch eine Kombination chemischer und mechanischer Behandlungsstu­ fen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es in überraschender Weise, die Bildung von schädlichen Filmen, z. B. kohlenstoffhaltigen Filmen oder Oxidfilmen, auf der Innenoberfläche von hartgezogenen Kupferrohren zu vermeiden. Diese nach der Theorie als bipolare Elektroden wirkenden Filme entstehen in der Regel bei den beim Hartlöten oder Warmbiegen von Kupfer­ rohren üblichen Temperaturen.

Eingehende Untersuchungen haben gezeigt, daß die schädlichen Filme im wesentlichen dadurch vermieden werden können, daß die vom Ziehöl weit­ gehend befreite Innenoberfläche von Kupferrohren nach der zusätzlichen Strahlbehandlung eine gewisse Mindestrauhigkeit aufweist. Es kommt also darauf an, daß an der Innenoberfläche der Rohre eine bestimmte Oberflächen­ struktur erzielt wird, die den bei einer Wärmebehandlung entstehenden Filmen nur eine sehr geringe Haftung ermöglicht. Stabile Korrosionsele­ mente, die für das Entstehen der Lochfraßkorrosion ursächlich sind, kön­ nen sich somit nicht ausbilden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Strahlmittelbehandlung derart durchgeführt, daß die Innenoberfläche der Rohre einen Mittenrauhwert zwischen 0,8 µm und 1,0 µm aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

Beispiel 1

Auf Endabmessung hartgezogene 5 m lange Rohre aus SF-Cu mit einem Durchmesser von 15 mm und einer Wanddicke von 1 mm wurden in einer ersten Behandlungsstufe zum Entfernen des Ziehöls in ein Lösungsmittelbad aus Trichlorethylen getaucht. In einer weiteren Behandlungsstufe wurden die Kupferrohre an die Strahldüse einer Strahlanlage angeschlossen und 5 s lang mit Korund der Körnung 54 (entsprechend einem mittleren Teilchen­ durchmesser von 300 bis 350 µm) behandelt. Der Strahlmitteldruck betrug etwa 0,55 MPa. Um die Innenoberfläche der Rohre je nach späterem Einsatz­ fall von Korundteilchen zu reinigen, kann beispielsweise ein den Rohrquer­ schnitt ausfüllender Filzstopfen eingebracht und der gegebenenfalls mit einem Reinigungsmittel getränkte filzstopfen dann mittels Druck durch die Rohrlänge transportiert werden. Vielfach wird schon ein einfaches Ausblasen mit Preßluft völlig ausreichend sein, um an der Rohrinnenwand haftende Korundteilchen zu beseitigen. Der Mittenrauhwert R_a wurde mit 0,8 µm be­ stimmt. Der Restkohlenstoffgehalt lag mit < 0,03 mg/dm² unterhalb der Nachweisgrenze. Langzeitversuche in verschiedenen korrosionsfördernden Haushaltswässern ergaben keine signifikante Ausbildung von Lochkorrosion. Ebenso traten nach dem Hartlöten und/oder Warmbiegen keine Korrosions­ schäden auf.

Beispiel 2

Entsprechend den in Beispiel 1 angegebenen Verfahrensbedingungen wurden auf Endmaß gezogene Rohre der Abmessung 22 × 1 mm verwendet. In Abände­ rung des Verfahrens wurden die Rohre 10 s lang mit Korund behandelt. Der Mittenrauhwert R_a betrug nach der Strahlmittelbehandlung 1,0 µm. Der Restkohlenstoff- bzw. Restschmiermittelgehalt lag wiederum unterhalb der Nachweisgrenze.

Beispiel 3

In weiterer Abwandlung der bisher angegebenen Verfahrensbedingungen wurden auf Endabmessung 15 × 1 mm gezogene Rohre zunächst mit Trichlorethan ent­ fettet, getrocknet und dann kurzzeitig in ein Salpetersäurebad getaucht. Die weiteren Verfahrensbedingungen für die Strahlmittelbehandlung ent­ sprachen denen des Beispiels 1. Langzeitversuche von fünf in Gebieten mit lochfraßbegünstigenden Wässern praxisnah betriebenen Prüfständen ergaben keine Anzeichen von Lochfraßangriff. Die Innenoberfläche der Rohre hatte ein blankes metallisches Aussehen. Der Wasserdurchsatz betrug während der Durchflußzeiten etwa 1,5 l/min, der beim Prüfrohr einer mitt­ leren Strömungsgeschwindigkeit von etwa 0,2 m/s entspricht.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung lochfraßbeständiger hartgezogener Rohre aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, wobei die Rohre nach dem letzten Ziehvorgang durch Tauchen in ein organisches Lösungsmittelbad ent­ fettet werden und die Innenoberfläche der Rohre anschließend während eines Zeitraums von etwa 3 bis 30 s mit einem Strahlmittel aus Sand- oder Korundteilchen derart gestrahlt wird, daß die Innenoberfläche der behandelten Rohre einen Mittenrauhwert von 0,4 bis 1,5 µm auf­ weist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlmit­ telbehandlung 5 bis 10 s lang durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die In­ nenoberfläche der Rohre mit einem Strahlmitteldruck von mindestens 0,5 MPa gestrahlt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sand- oder Korundteilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 200 bis 350 µm aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Innenoberfläche der Rohre zusätzlich zur Entfettungsbehandlung ge­ beizt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche der Rohre derart gestrahlt wird, daß ihr Mit­ tenrauhwert 0,8 bis 1,0 µm beträgt.

7. Verwendung der gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellten Rohre als lochfraßbeständige Installationsrohre in ge­ streckten Längen im Sanitärbereich.