DE4136038A1 - Verfahren zur herstellung eines geschweissten rohres mit hochkorrosionsbestaendiger innenoberflaeche - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines geschweissten rohres mit hochkorrosionsbestaendiger innenoberflaeche

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines geschweißten Rohres, dessen Innenoberfläche mit einem Metall oder einer Legierung plattiert worden ist, insbesondere betrifft sie solch ein geschweißtes Rohr, das über eine herausragende Korrosionsbeständigkeit verfügt, welche den Korrosionsschutz der Schweißnaht (im folgenden als Raupe oder Raupenteil bezeichnet) des Rohres zuläßt.
Bislang wurde als Kraftstoffleitung für Fahrzeuge ein dünnes Stahlrohr verwendet. Als Rohr für Benzin, Benzin mit hohem Anteil an Säuren oder Schwefelanteilen, Alkohol und Alkoholmischkraftstoffe wird ein geschweißtes Rohr verwendet, das folgendermaßen hergestellt wird; man plattiert zumindest eine Oberfläche eines Bandstahls elektrochemisch mit Nickel, um die Rostbeständigkeit der Innenoberfläche des Rohres zu verbessern, der so mit Nickel plattierte Bandstahl wird durch Profilwalzen zu einem Rohr geformt, wobei die nickelplattierte Oberfläche im Inneren des Rohres ist, den stumpf aneinandergesetzten Teil schweißt man durch elektrisches Widerstandsschweißen mit Elektrodenrollen oder ähnlichem, um ein geschweißtes Rohr auszubilden und man glüht es aus.
Da das geschweißte Rohr, das auf seiner Innenoberfläche eine plattierte Nickelschicht aufweist, durch Schweißen des stumpf aneinanderstoßenden Teils hergestellt wird, beispielsweise durch elektrisches Widerstandsschweißen oder ähnliche Verfahren, nachdem es zu einem Rohr geformt wurde, verursacht die an der Innenoberfläche des Rohres auszubildende Raupe eine Unstetigkeit der plattierten Nickelschicht, so daß die Stahlbasis örtlich exponiert wird, oder in der plattierten Nickelschicht vorhandene nadelfeine Löcher bleiben unverändert. Deswegen wird dieses Teil leicht durch Wasser korrodiert, das im Alkohol oder Alkoholmischkraftstoff vorhanden ist oder durch organische Säuren, die bei der Oxidation des Benzins oder durch Zersetzung des Alkohols gebildet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, deswegen ein geschweißtes Rohr zur Verfügung zu stellen, das eine herausragende Korrosionsbeständigkeit aufweist und die vorerwähnten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung solch eines geschweißten Rohres anzugeben.
Gelöst werden diese Aufgaben dadurch, daß ein geschweißtes Rohr aus einem zweifach beschichteten Bandstahl geformt wird, der mit einer ersten Plattierungsschicht aus Nickel, Kobalt, oder einer Legierung auf Nickel- oder Kobaltbasis beschichtet ist und dann mit einer zweiten Plattierungsschicht aus einem Metall oder einer Legierung, welche einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Metalle oder Legierungen zur Ausbildung der ersten Plattierungsschicht aufweisen, oder mit Sn, Sn-Zn, Ni-P oder anderen Metallen und Legierungen von niedrigem Schmelzpunkt beschichtet ist. Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist sogar die Raupe mit einer plattierten Metallschicht beschichtet und feine Löcher in der plattierten Metallschicht sind ebenfalls beschichtet, wodurch das geschweißte Rohr eine herausragende Bearbeitbarkeit für die Bildung von Anschlüssen und Verbindungen aufweist.
Gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein geschweißtes Rohr zur Verfügung gestellt, das eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit der inneren Oberfläche aufweist, wobei seine innere Oberfläche, ausgenommen das Raupenteil, zumindest eine erste Plattierungsschicht aus Ni, Co, eine Legierung auf Ni-Basis oder eine Legierung auf Co-Basis aufweist, und dessen Innenoberfläche einschließlich des Raupenteils zusätzlich auf der ersten Plattierungsschicht eine zweite Plattierungsschicht aus einem Metall oder einer Legierung aufweist, wobei Metall oder Legierung einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen als das Metall oder die Legierung zur Ausbildung der ersten Plattierungsschicht. In einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines geschweißten Rohres mit herausragender Korrosionsbeständigkeit der Innenoberfläche zur Verfügung gestellt, bei dem eine erste Plattierungsschicht aus Ni, Co, eine Legierung auf Ni-Basis oder eine Legierung auf Co-Basis auf zumindest einer Oberfläche eines Bandstahls ausgebildet wird, dann eine zweite Plattierungsschicht aus einem Metall oder einer Legierung auf der ersten Plattierungsschicht ausgebildet wird, wobei Metall oder Legierung einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen als das Metall oder die Legierung zur Ausbildung der ersten Plattierungsschicht und wonach der so plattierte Bandstahl zu einem Rohr geformt wird, wobei die plattierte Oberfläche innen angeordnet ist und das Rohr dann hitzebehandelt wird.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Querschnitts einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des geschweißten Rohres, das in der Richtung des Rohrdurchmessers geschnitten ist;
Fig. 2 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Querschnitts einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des geschweißten Rohres, das in der Richtung des Rohrdurchmessers geschnitten ist; und
Fig. 3 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Querschnitts durch ein herkömmlich geschweißtes Rohr, das in der Richtung des Rohrdurchmessers geschnitten ist.
In den Figuren bezeichnet 1 einen Bandstahl, 2 eine erste Plattierungsschicht, 3 eine zweite Plattierungsschicht, 4 eine Raupe, 5 eine Diffusionsschicht und 6 eine plattierte Zwischenschicht.
Erfindungsgemäß ist jeder beliebige Bandstahl verwendbar, welcher im allgemeinen zur Herstellung von gewöhnlichen Kraftstoffrohren für Fahrzeuge benutzt werden kann.
Die erste Plattierungsschicht aus Ni, Co, einer Legierung auf Ni-Basis oder einer Legierung auf Co-Basis wird auf zumindest einer Oberfläche des Bandstahles mittels eines üblichen elektrischen oder chemischen Plattierungsverfahrens ausgebildet. Das Plattierungsverfahren zum Plattieren des Bandstahls wird üblicherweise so ausgeführt, daß die Dicke der ausgebildeten Plattierungsschicht zwischen 0,5 und 10 µm beträgt. Falls die erste Plattierungsschicht weniger als 0,5 µm dick ist, kann die beabsichtigte Korrosionsbeständigkeit nicht erreicht werden. Andererseits würde die plattierte Oberfläche Risse zeigen, falls die Schicht dicker als 10 µm ist und dadurch würden die hohen Kosten zur Ausbildung einer solch dicken Plattierungsschicht ohne den gewünschten besonderen Effekt bleiben.
Um die Fixierung der ersten Plattierungsschicht auf der Oberfläche des Bandstahls zu verbessern, kann man eine Zwischenplattierungsschicht aus einem Metall mit einer guten Affinität zur ersten Metallschicht, wie z. B. Ni, Co, Cu oder die Legierungen auf Metallbasis, direkt auf dem Bandstahl durch stromlose Abscheidungsverfahren oder ähnliches vor der Ausbildung der ersten Plattierungsschicht darauf ausbilden. In diesem Fall beträgt die Dicke der ersten Plattierungsschicht einschließlich der Dicke der Zwischenplattierungsschicht 0,5 bis 10 µm; und die Dicke lediglich der Zwischenplattierungsschicht ist vorzugsweise nicht größer als 1 µm.
Die zweite Plattierungsschicht, die eine Plattierungsschicht von niedrigem Schmelzpunkt darstellt, wird aus einem einzigen Metall oder einer Legierung erzeugt, welche einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Metall oder die Legierung zur Ausbildung der ersten Plattierungsschicht aufweisen, wie z. B. Sn, Sn-Zn, Sn-Ni, Ni-P, Ni-B oder Ni-Z. Die zweite Plattierungsschicht wird durch ein elektrisches oder chemisches Plattierungsverfahren ausgebildet und wird vorzugsweise auf der ersten Plattierungsschicht in einer Dicke von zwischen 0,5 und 10 µm ausgebildet. Falls die Dicke der zweiten Plattierungsschicht kleiner als 0,5 µm ist, können die Defekte der ersten Plattierungsschicht, wie z. B. freigelegte Stahlbasisteile, durch die Unstetigkeit verursachte nadelfeine Löcher, Risse und der Raupenteil der ersten Plattierungsschicht, nicht gut beschichtet werden, so daß die plattierte Innenoberfläche des Rohres über eine nicht ausreichende Korrosionsbeständigkeit verfügen könnte. Falls andererseits aber die Dicke mehr als 10 µm beträgt, könnte die plattierte Oberfläche Risse oder Ablagerungen verursachen oder sich abschälen und solch eine dicke Plattierung ergibt keinerlei vorteilhafte Ergebnisse. Zweckmäßiger beträgt die Gesamtdicke der ersten und zweiten Plattierungsschicht zwischen 1 und 15 µm. Dies beruht darauf, daß die plattierte Innenoberfläche des Rohres keine ausreichende Korrosionsbeständigkeit zeigen kann, falls die Gesamtdicke geringer als 1 µm ist. Falls sie größer als 15 µm ist, kann die plattierte Oberfläche reißen oder sich beim Biegen oder Pressen abpellen.
Nach dem Plattieren wird der plattierte Bandstahl mittels herkömmlicher Verfahren zu einem Rohr geformt, wobei u. a. der Bandstahl auf die gewünschte Größe zugeschnitten, durch Profilwalzverfahren mit den plattierten Oberflächen innen angeordnet zu einem Rohr geformt, die stumpf aneinanderstoßenden Teile geschweißt und das geschweißte Rohr geglüht wird.
Die Hitzebehandlung wird ausgeführt, um die zweite Plattierungsschicht zu schmelzen und zu verflüssigen. Dadurch werden die Defekte der ersten Plattierungsschicht bedeckt, wobei die thermischen Wirkungen des Schweißens beseitigt werden. Die Hitzebehandlung wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 600 und 1200°C für eine Zeitdauer von 5 Sekunden bis 15 Minuten ausgeführt. Falls die Temperatur niedriger als 600°C ist, wäre das Schmelzen und die Verflüssigung der zweiten Plattierungsschicht unzureichend, so daß die Defekte der ersten Plattierungsschicht nicht hinreichend bedeckt werden könnten. Andererseits würde bei Temperaturen größer als 1200°C die Grundmatrix des Basisstahls aufgrund des Wachstums der Kristallpartikel in der Matrix durch thermischen Einfluß zerstört (Bildung rauher und großer Kristallpartikel). Falls die Erhitzungszeit geringer als 5 Sekunden ist, wäre das Schmelzen und die Verflüssigung der zweiten Plattierungsschicht unzureichend, so daß die Defekte der ersten Plattierungsschicht nicht ausreichend bedeckt werden könnten und zusätzlich wäre die Entfernung der durch das Schweißen verursachten thermischen Beanspruchung des geschweißten Rohres unzureichend. Andererseits würde bei einer Hitzebehandlungszeit von mehr als 10 Minuten die Grundmatrix des Basisstahls aufgrund des Wachstums der Kristallpartikel in der Matrix thermisch zerstört (Bildung rauher und großer Kristallpartikel) und zusätzlich würde die Verarbeitbarkeit geringer. Zweckmäßiger wird die Hitzebehandlung bei Temperaturen von zwischen 800 und 1200°C für eine Dauer von zwischen 10 Sekunden und 5 Minuten ausgeführt.
Erfindungsgemäß wird eine erste Plattierungsschicht aus Nickel oder ähnlichem auf zumindest einer Oberfläche eines Bandstahls mittels eines bekannten Verfahrens in einer vorbestimmten Dicke ausgebildet, dann eine zweite Plattierungsschicht, wie z. B. eine Sn-Elektroplattierungsschicht, mit einer bestimmten Dicke über der ersten Plattierungsschicht ausgebildet, danach der somit Zweischicht-plattierte Bandstahl auf bestimmte Größe geschnitten und mittels eines Walzen- oder Rollenformverfahrens zu einem Rohr geformt, bei dem die plattierte Oberfläche innen ist. Dann werden zur Ausbildung eines geschweißten Rohres die stumpf aneinanderstoßenden Teile mittels eines elektrischen Widerstands-Schweißverfahrens oder eines Hochfrequenz-Schweißverfahrens geschweißt und abschließend mit einem atmosphärischen Hochfrequenzheizofen hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr zu erhalten, das eine überragende Korrosionsbeständigkeit der Innenoberfläche aufweist. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es also, die vorerwähnten Probleme zu beseitigen.
Oftmals wird beim Herstellungsverfahren zur Bildung eines geschweißten Rohres die plattierte Schicht in der Raupe, die im Stumpfnahtteil durch elektrisches Widerstandsschweißen oder Hochfrequenzschweißen auszubilden ist, örtlich ausgestülpt. Im Gegensatz dazu wird beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren die zweite Plattierungsschicht aus Metall oder einer Legierung, welche einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Metall oder die Legierung zur Ausbildung der ersten unterhalb der zweiten Plattierungsschicht ausgebildeten Metallschicht aufweist, durch die nachfolgende Hitzebehandlung geschmolzen und verflüssigt, so daß das geschmolzene und verflüssigte Metall sich aus der zweiten Metallschicht aufgrund der Kapillarwirkung rund um das Raupenteil verteilt, so daß eine Plattierungsschicht von niedrigem Schmelzpunkt (beispielsweise Sn-Plattierungsschicht) über dem Teil ausgebildet wird. Selbst wenn die erste Plattierungsschicht (beispielsweise Ni-Plattierungsschicht) feine Löcher oder Risse zeigt, würden solche feinen Löcher oder Risse ebenfalls mit dem geschmolzenen und verflüssigten Metall aus der zweiten Plattierungsschicht mit niedrigem Schmelzpunkt bedeckt. Somit weist die Innenoberfläche des erfindungsgemäßen geschweißten Rohres zwei Plattierungsschichten auf, von denen eine eine erste Plattierungsschicht, wie z. B. eine Nickelplattierungsschicht ist und die andere, eine auf der ersten Plattierungsschicht ausgebildete, zweite Plattierungsschicht aus einem Metall oder einer Legierung von einem niedrigen Schmelzpunkt ist. Falls gewünscht, kann zwischen der ersten Plattierungsschicht und der zweiten Plattierungsschicht eine Diffusionsschicht ausgebildet sein. Folglich können zumindest der Raupenteil, die feinen Löcher und die Risse der ersten Plattierungsschicht gut mit der zweiten Plattierungsschicht bedeckt sein. Dadurch wird bei der so plattierten Innenoberfläche des erfindungsgemäß geschweißten Rohres die Stahlbasis aufgrund der Plattierungsschicht nicht frei exponiert und das erfindungsgemäße Rohr verfügt über eine schützende Barriere-Funktion gegen Korrosion durch Wasser und organische Säuren, die in Benzin, sog. sauren Benzin, Alkohol oder Alkoholmischkraftstoffen zugegen sind.
Im folgenden wird die Erfindung detailliert anhand der Beispiele dargelegt, wobei die Beispiele nicht dazu dienen sollen, das Ausmaß der Erfindung zu beschränken. In den Beispielen wird auf die Fig. 1-3 Bezug genommen.
Beispiel 1
Es wird Bezug genommen auf Fig. 1. Als erste Plattierungsschicht 2 wurde mittels Elektroplattieren unter Verwendung eines bekannten Wattbades eine Nickelplattierungsschicht mit einer Dicke von 3 µm auf einem Bandstahl (JIS G 3141 SPCC) ausgebildet. Daran anschließend wurde als eine zweite Plattierungsschicht 3 über der Nickelplattierungsschicht eine Ni-P-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 2 µm durch chemisches Plattieren ausgebildet. Die Gesamtdicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht betrug 5 µm.
Der so mit den zwei Plattierungsschichten beschichtete Bandstahl wurde auf die Größe der lichten Weite eines Rohres geschnitten. Dann wurde er durch Profilwalzen zu einem Rohr geformt, die Stoßkanten wurden durch Elektrowiderstandsschweißen zusammengeschweißt, um ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 8 mm zu bilden, und dann wurde er bei 900°C 30 Sekunden lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr zu ergeben. Das so erhaltene Rohr wurde in der Richtung seiner Achse in zwei Teile geschnitten. Das so geschnittene Prüfstück wurde mit Ausnahme der zu prüfenden Oberfläche abgedeckt und diese wurde einem auf dem Standard des JIS Z 2371 beruhenden Salzsprühtest unterzogen. Als Resultat bildete sich auf der Innenoberfläche des geprüften Rohres nach 96 Stunden kein roter Rost und dem Rohr wurde eine überragende Korrosionsbeständigkeit zuerkannt. Durch mikroskopische Untersuchung des Querschnitts des geschnittenen Rohrstücks wurde bestätigt, daß die zweite Plattierungsschicht 3 auf dem Raupenteil 4 ausgebildet war und daß sich eine Diffusionsschicht 5 zwischen der ersten Plattierungsschicht 2 und der zweiten Plattierungsschicht 3 befand. Außerdem wurde das Rohr einer Biegeprüfung unterzogen, bei der es mittels einer Kaliberwalze zu einem Halbkreis mit einem Radius von 20 mm geformt wurde und das Rohrende wurde einer Preßformfunktionsprüfung unterzogen, wobei sich ergab, daß die plattierte Oberfläche weder riß noch sich abschälte.
Beispiel 2
Auf einem gleichartigen Bandstahl, wie er in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde eine Nickelplattierungsschicht mit einer Dicke von 5 µm als erste Plattierungsschicht mittels desselben Elektroplattierungsverfahrens wie in Beispiel 1 ausgebildet; und dann wurde eine Sn-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 3 µm über der ersten Plattierungsschicht als die zweite Plattierungsschicht mittels eines Elektroplattierungsverfahrens unter Verwendung eines bekannten Sulfatbades ausgebildet. Die Gesamtdicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht betrug 8 µm. Der so mit zwei Plattierungsschichten beschichtete Bandstahl wurde auf dieselbe Weise wie im Beispiel 1 zu einem Rohr geformt und dann bei einer Temperatur von 800°C 10 Sekunden lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr herzustellen.
Das so erhaltene geschweißte Rohr wurde dem selben Salzsprühtest wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei sich nach 96 Stunden kein Rost bildete. Durch mikroskopische Untersuchung des Querschnitts des Raupenteils des Rohres nach dem Test wurde untermauert, daß die zweite Plattierungsschicht das Teil sicher bedeckte und daß zwischen der ersten Plattierungsschicht und der zweiten Plattierungsschicht eine diffundierte Schicht zugegen war. Bei der Biege- und der Funktionsüberprüfung zeigte die plattierte Oberfläche des Rohres weder Risse noch pellte sie sich ab.
Beispiel 3
Auf einem Bandstahl von derselben Art, wie er als Bandstahl im Beispiel 1 verwendet wurde, wurde eine Co-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 0,5 µm als erste Plattierungsschicht mittels chemischem Plattieren unter Verwendung eines Plattierungsbades ausgebildet, wobei das Plattierungsbad 22 g/l CoCl2 · 7H2O, 105 g/l N2H6Cl2 und 90 g/l C4H4O6Na2 · 2H2O aufwies; und dann wurde als zweite Plattierungsschicht mittels chemischem Plattieren eine Ni-B-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 5 µm über der ersten Plattierungsschicht ausgebildet. Die Gesamtdicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht betrug 5,5 µm. Der so mit zwei Plattierungsschichten beschichtete Bandstahl wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zu einem Rohr geformt und dann bei einer Temperatur von 1200°C 5 Minuten lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr herzustellen.
Das so erhaltene geschweißte Rohr wurde demselben Salzsprühtest wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei sich nach 72 Stunden kein Rost bildete. Durch mikroskopische Untersuchung des Querschnitts der Raupe des Rohres nach dem Test wurde erkannt, daß die zweite Plattierungsschicht das Teil sicher bedeckte und daß zwischen der ersten Plattierungsschicht und der zweiten Plattierungsschicht eine diffundierte Schicht vorhanden war. Bei der Biege- und der Funktionsüberprüfung zeigte die plattierte Oberfläche des Rohres weder Risse noch schälte sie sich ab.
Beispiel 4
Auf einem Bandstahl von derselben Art, wie er als Bandstahl in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde als erste Plattierungsschicht mittels desselben Elektroplattierungsverfahrens unter Verwendung desselben Plattierungsbades wie in Beispiel 1 eine Nickelplattierungsschicht mit einer Dicke von 8 µm ausgebildet; und dann wurde als zweite Plattierungsschicht mittels Elektroplattieren unter Verwendung eines Plattierungsbades eine Sn-Ni-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 0,5 µm über der ersten Plattierungsschicht ausgebildet, wobei das Plattierungsbad 0,28 g/l SnCl2 · 6H2O, 30 g/l NiCl2′· 6H2O, 200 g/l K4P2O7, 20 g/l Glykokoll und 5 ml/l konzentrierten wässrigen Ammoniak aufwies. Die Gesamtdicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht betrug 8,5 µm. Der so mit den zwei Plattierungsschichten beschichtete Bandstahl wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zu einem Rohr geformt und dann bei einer Temperatur von 1130°C 1 Minute lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr herzustellen.
Das so erhaltene geschweißte Rohr wurde demselben Salzsprühtest wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei sich nach 72 Stunden kein Rost bildete. Durch mikroskopische Untersuchung des Querschnitts des Raupenteils des Rohres nach dem Test wurde untermauert, daß die zweite Plattierungsschicht das Teil sicher bedeckte. Bei der Biege- und Funktionsüberprüfung zeigte die plattierte Oberfläche des Rohres weder Risse noch schälte sie sich ab.
Beispiel 5
Auf einem Bandstahl von derselben Art, wie er als Bandstahl in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde mittels Elektroplattierung unter Verwendung eines Plattierungsbades als erste Plattierungsschicht eine Nickelplattierungsschicht mit einer Dicke von 0,5 µm ausgebildet, wobei das Plattierungsbad 260 g/l NiCl2 · 6H2O, 14 g/l CoCl2 · 6H2O und 15 g/l H3BO3 aufwies; und dann wurde über der ersten Plattierungsschicht als zweite Plattierungsschicht durch Elektroplattierung unter Verwendung eines Plattierungsbades eine Sn-Zn-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 0,5 µm ausgebildet, wobei ein Plattierungsbad mit der Bezeichnung "SZ-240" (hergestellt von Dipsole Co.) verwendet wurde. Die Gesamtdicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht betrug 1 µm. Der so mit den beiden Plattierungsschichten beschichtete Bandstahl wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zu einem Rohr geformt und dann bei einer Temperatur von 1000°C 2 Minuten lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr herzustellen.
Das so erhaltene geschweißte Rohr wurde demselben Salzsprühtest wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei sich nach 48 Stunden kein Rost bildete. Durch mikroskopische Untersuchung des Querschnitts des Raupenteils des Rohres nach dem Test wurde untermauert, daß die zweite Plattierungsschicht das Teil sicher bedeckte. Bei der Biege- und Funktionsüberprüfung zeigte die plattierte Oberfläche des Rohres weder Risse noch schälte sie sich ab.
Beispiel 6
Auf einem Bandstahl derselben Art, wie er als Bandstahl in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde als erste Plattierungsschicht mittels Elektroplattierung unter Verwendung eines Plattierungsbades eine Co-Sn-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 10 µm ausgebildet, wobei das Plattierungsbad 10 g/l CoCl2 · 6H2O, 45 g/l Na2Sn(OH)6 und 30 g/l Aminocarbonsäure aufwies; und dann wurde über der ersten Plattierungsschicht als zweite Plattierungsschicht mittels Elektroplattierung unter Verwendung eines Chloridbades eine Ni-Zn-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 5 µm ausgebildet. Die Gesamtdicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht betrug 15 µm. Der so mit zwei Plattierungsschichten beschichtete Bandstahl wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zu einem Rohr geformt und dann bei einer Temperatur von 800°C 30 Sekunden lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr herzustellen.
Das so erhaltene geschweißte Rohr wurde demselben Salzsprühtest wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei sich nach 72 Stunden kein Rost bildete. Durch mikroskopische Untersuchung des Querschnitts der Raupe des Rohres nach dem Test wurde untermauert, daß die zweite Plattierungsschicht das Teil sicher bedeckte und daß zwischen der ersten Plattierungsschicht und der zweiten Plattierungsschicht eine diffundierte Schicht vorhanden war. Bei der Biege- und Funktionsübeprüfung zeigte die plattierte Oberfläche des Rohres weder Risse noch schälte sie sich ab.
Beispiel 7
Auf einem Bandstahl derselben Art, wie er als Bandstahl in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde als erste Plattierungsschicht mittels desselben chemischen Plattierungsverfahrens, wie es in Beispiel 3 zur Bildung der zweiten Plattierungsschicht verwendet wurde, eine Ni-B-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 0,5 µm ausgebildet; und dann wurde über der ersten Ni-B-Plattierungsschicht als zweite Plattierungsschicht durch dasselbe Elektroplattierungsverfahren wie in Beispiel 4 zur Bildung der zweiten Plattierungsschicht eine Sn-Ni-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 10 µm ausgebildet. Die Gesamtdicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht betrug 10,5 µm. Der so mit zwei Plattierungsschichten beschichtete Bandstahl wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zu einem Rohr geformt und dann bei einer Temperatur von 1130°C 3 Minuten lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr herzustellen.
Das so erhaltene geschweißte Rohr wurde demselben Salzsprühtest wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei sich nach 72 Stunden kein Rost zeigte. Durch mikroskopische Untersuchung des Querschnitts des Raupenteils des Rohres nach dem Test wurde untermauert, daß die zweite Plattierungsschicht sicher das Teil bedeckte. Bei der Biegeprüfung zeigte die plattierte Oberfläche des Rohres weder Risse noch wurde sie abgepellt.
Beispiel 8
Es wird Bezug genommen auf Fig. 2. Auf einem Bandstahl 1 derselben Art, wie er als Bandstahl in Beispiel 1 eingesetzt wurde, wurde als Zwischenplattierungsschicht 6 durch Elektroplattierung unter Verwendung eines bekannten Wattbades eine Nickel-Vorplattierungsschicht mit einer Dicke von 0,3 µm ausgebildet; dann wurde über der Nickel-Vor- bzw. -Zwischenplattierungsschicht als eine erste Plattierungsschicht 2 mittels desselben Elektroplattierungsverfahrens, wie in Beispiel 3 zur Bildung der ersten Plattierungsschicht, eine Co-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 5 mm ausgebildet; und daran anschließend wurde über der ersten Co-Plattierungsschicht als eine zweite Plattierungsschicht 3 mittels desselben Plattierungsverfahrens, wie es in Beispiel 3 zur Bildung der zweiten Plattierungsschicht verwendet wurde, eine Ni-B-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 0,5 µm ausgebildet. Die Gesamtdicke der Zwischenschicht, der ersten Plattierungsschicht und der zweiten Plattierungsschicht betrug 5,8 µm. Der so mit einer Zwischenschicht (subbing layer) und zwei Plattierungsschichten beschichtete Bandstahl wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zu einem Rohr geformt und dann bei einer Temperatur von 900°C 3 Minuten lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr herzustellen.
Das so erhaltene geschweißte Rohr wurde demselben Salzsprühtest wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei sich nach 72 Stunden kein Rost bildete. Durch mikroskopische Untersuchung des Querschnitts des Raupenteils des Rohres nach dem Test wurde untermauert, daß die zweite Plattierungsschicht sicher das Teil bedeckte. Bei der Biege- und Funktionsüberprüfung zeigten sich bei der plattierten Oberfläche des Rohres weder Risse noch schälte sich die plattierte Oberfläche ab.
Beispiel 9
Auf einem Bandstahl von derselben Art, wie er als Bandstahl in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde als Zwischenplattierungsschicht 6 mittels Elektroplattierung unter Verwendung eines bekannten Kupfercyanidbades eine Kupfer-Vorplattierungsschicht mit einer Dicke von 0,5 µm ausgebildet; dann wurde über der Cu-Zwischenplattierungsschicht eine erste Plattierungsschicht mittels desselben Elektroplattierungsverfahrens, wie in Beispiel 1 zur Bildung der ersten Plattierungsschicht, eine Nickelplattierungsschicht mit einer Dicke von 4 µm ausgebildet; und daran anschließend wurde über der ersten Nickelplattierungsschicht als zweite Plattierungsschicht mittels desselben chemischen Plattierungsverfahrens, wie es in Beispiel 1 zur Bildung der zweiten Plattierungsschicht verwendet wurde, eine Ni-P-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 10 µm ausgebildet. Die Gesamtdicke der Zwischenschicht, der ersten Schicht und der zweiten Schicht betrug 14,5 µm. Der so mit einer Zwischenschicht und zwei Plattierungsschichten beschichtete Bandstahl wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zu einem Rohr geformt und dann bei einer Temperatur von 850°C 30 Sekunden lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr herzustellen.
Das so erhaltene geschweißte Rohr wurde demselben Salzsprühtest wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei sich nach 96 Stunden kein Rost bildete. Durch mikroskopische Untersuchung des Querschnitts des Raupenteils des Rohres nach dem Test wurde untermauert, daß die zweite Plattierungsschicht das Teil sicher bedeckte. Bei der Biege- und Funktionsprüfung zeigte die plattierte Oberfläche des Rohres weder Risse noch pellte sie sich ab.
Vergleichsbeispiel 1
Es wird Bezug genommen auf Fig. 3. Auf einem Bandstahl 1 von derselben Art, wie er als Bandstahl im Beispiel 1 verwendet wurde, wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 zur Bildung der ersten Nickelplattierungsschicht nur eine Nickelplattierungsschicht 2 mit einer Dicke von 3 µm ausgebildet. Der so mit nur einer Nickelplattierungsschicht beschichtete Bandstahl wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zu einem Rohr geformt und dann bei einer Temperatur von 900°C 30 Sekunden lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr herzustellen.
Das so erhaltene geschweißte Rohr wurde demselben Salzsprühtest wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei der Raupenteil innerhalb einer halben Stunde rostete. Durch mikroskopische Untersuchung des Querschnitts des Raupenteils des Rohres nach dem Test wurde bestätigt, daß sich die Nickelplattierungsschicht von dem Teil gelöst hatte.
Vergleichsbeispiel 2
Auf einem Bandstahl derselben Art, wie er als Bandstahl in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde als erste Plattierungsschicht mittels desselben Elektroplattierungsverfahrens, wie es in Beispiel 1 zur Bildung der ersten Plattierungsschicht eingesetzt wurde, eine Nickelplattierungsschicht mit einer Dicke von 0,2 µm ausgebildet; und dann wurde über der ersten Nickelplattierungsschicht als zweite Plattierungsschicht mittels desselben Elektroplattierungsverfahrens, wie in Beispiel 2 zur Bildung der zweiten Plattierungsschicht, eine Sn-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 15 µm ausgebildet. Die Gesamtdicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht betrug 15,2 µm. Der so mit den beiden Schichten beschichtete Bandstahl wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zu einem Rohr geformt und dann bei einer Temperatur von 1130°C 3 Minuten lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr herzustellen.
Das so erhaltene geschweißte Rohr wurde demselben Salzsprühtest wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei sich nach 48 Stunden kein Rost bildete. Dennoch schälte sich als Ergebnis der Biege- und Funktionsprüfung des Rohres die plattierte Oberfläche ab. Da die Gesamtdicke der zwei aufgebrachten Plattierungsschichten über der bevorzugten Obergrenze von 15 µm war, war in dem Beispiel das geschweißte Rohr nicht verarbeitbar, aber nachteilig kostspielig.
Vergleichsbeispiel 4
Auf einem Bandstahl derselben Art, wie er als Bandstahl im Beispiel 1 eingesetzt wurde, wurde als erste Plattierungsschicht mittels desselben Elektroplattierungsverfahrens, wie in Beispiel 6 zur Bildung der ersten Plattierungsschicht, eine Co-Sn-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 5 µm ausgebildet; und dann wurde über der ersten Co-Sn-Plattierungsschicht als zweite Plattierungsschicht mittels desselben Plattierungsverfahrens wie in Beispiel 3 zur Bildung der zweiten Plattierungsschicht eine Ni-P-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 15 µm gebildet. Die Gesamtdicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht betrug 20 µm. Der so mit zwei Plattierungsschichten beschichtete Bandstahl wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zu einem Rohr geformt und dann bei einer Temperatur von 1000°C 5 Minuten lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr herzustellen.
Das so erhaltene geschweißte Rohr wurde demselben Salzsprühtest wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei sich nach 48 Stunden kein Rost bildete. Dennoch schälte sich die plattierte Oberfläche als Ergebnis der Biege- und Funktionsprüfung des Rohres ab.
Vergleichsbeispiel 4
Auf einem Bandstahl derselben Art, wie er als Bandstahl in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde als erste Plattierungsschicht mittels desselben Elektroplattierungsverfahrens, wie in Beispiel 1 zur Bildung der ersten Plattierungsschicht, eine Nickelplattierungsschicht mit einer Dicke von 15 µm ausgebildet; und dann wurde über der ersten Ni-Plattierungsschicht als zweite Plattierungsschicht mittels desselben chemischen Plattierungsverfahrens, wie in Beispiel 1 zur Bildung der zweiten Plattierungsschicht, eine Ni-P-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 15 µm gebildet. Die Gesamtdicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht betrug 30 µm. Der so mit zwei Plattierungsschichten beschichtete Bandstahl wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 zu einem Rohr geformt und dann bei einer Temperatur von 850°C 30 Sekunden lang hitzebehandelt, um ein geschweißtes Rohr herzustellen.
Das so erhaltene geschweißte Rohr wurde demselben Salzsprühtest wie in Beispiel 1 unterzogen, wobei sich nach 48 Stunden kein Rost bildete. Dennoch schälte sich als Ergebnis der Biege- und Funktionsprüfung des Rohres die plattierte Oberfläche ab.
Erfindungsgemäß wird ein geschweißtes Rohr zur Verfügung gestellt, dessen Innenoberfläche mit zwei Plattierungsschichten, der Reihe nach mit einer ersten Plattierungsschicht und einer zweiten Plattierungsschicht beschichtet ist, wobei die zweite Plattierungsschicht aus einem Metall oder einer Legierung ist, das oder die einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Metall oder die Legierung zur Bildung der ersten Plattierungsschicht hat bzw. haben. Demzufolge wird an der Innenoberfläche des erfindungsgemäßen geschweißten Rohres der Basisstahl nicht exponiert und die Innenoberfläche ist deswegen frei von Rissen, feinen Löchern oder Ablagerungen. Die Plattierungsschichten zur Beschichtung der Innenoberfläche des erfindungsgemäßen geschweißten Rohres schälen sich nur schwerlich ab und verfügen deswegen über eine exzellente Korrosionsbeständigkeit. Zusätzlich verfügt das erfindungsgemäß geschweißte Rohr über eine hervorragende Verarbeitbarkeit beim Biegen oder bei der Herstellung von Anschlüssen. Die gewerbliche Anwendbarkeit der Erfindung ist offensichtlch.
Obwohl die Erfindung detailliert und unter Bezugnahme auf einzelne Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß der Erfindungsgegenstand vielfältig verändert und variiert werden kann, ohne das Ausmaß und den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims (7)

1. Geschweißtes Rohr mit hoher Korrosionsbeständigkeit der Innenoberfläche, dessen Innenoberfläche, mit Ausnahme des Raupenteils, zumindest eine erste plattierte Schicht aus Ni, Co, einer Legierung auf Ni-Basis oder einer Legierung auf Co-Basis aufweist und dessen Innenoberfläche einschließlich des Raupenteils zusätzlich auf der ersten plattierten Schicht eine zweite plattierte Schicht aus einem Metall oder einer Legierung aufweist, wobei Metall oder Legierung einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen als das Metall oder die Legierung zur Bildung der ersten Plattierungsschicht.
2. Geschweißtes Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Plattierungsschicht und der zweiten Plattierungsschicht eine Diffusionsschicht ausgebildet ist.
3. Geschweißtes Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite über der ersten Plattierungsschicht zu bildende Plattierungsschicht aus Sn, Sn-Zn, Sn-Ni, Ni-P, Ni-B und/oder Ni-Zn ist.
4. Geschweißtes Rohr nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenoberfläche und der ersten Plattierungsschicht eine Zwischenplattierungsschicht vorhanden ist.
5. Verfahren zur Herstellung eines geschweißten Rohres mit hoher Korrosionsbeständigkeit der Innenoberfläche, bei welchem Verfahren man auf zumindest einer Oberfläche eines Bandstahles eine erste Plattierungsschicht aus Ni, Co, einer Legierung auf Ni-Basis oder einer Legierung auf Co-Basis ausbildet, dann auf der ersten Plattierungsschicht eine zweite Plattierungsschicht aus einem einzigen Metall oder einer Legierung ausbildet, wobei das Metall oder die Legierung einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen als das Metall oder die Legierung zur Bildung der ersten Plattierungsschicht, und daran anschließend der so plattierte Bandstahl zu einem Rohr geformt wird, bei dem die plattierte Oberfläche innen ist, und dann hitzebehandelt wird.
6. Verfahren zur Herstellung eines geschweißten Rohres nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der ersten Plattierungsschicht als zweite Plattierungsschicht eine Plattierungsschicht aus Sn, Sn-Zn, Sn-Ni, Ni-P, Ni-B und/oder Ni-Zn gebildet ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines geschweißten Rohres nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst direkt auf einer Oberfläche des Bandstahls eine Zwischenplattierungsschicht ausgebildet wird, bevor die erste Plattierungsschicht darauf ausgebildet wird.
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