DE602004012535T2 - Process for treating the inner surfaces of a pipe - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zum Herstellen eines Kupfer- oder Kupferlegierungsrohres. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Reinigungsbehandlung, die auf der Innenfläche eines extrudierten Rohres ausgeführt wird, bevor das Rohr in seine letztendliche Größe gebracht wird.The The invention relates to a method according to claim 1 for the manufacture a copper or copper alloy tube. In particular, it concerns the invention a cleaning treatment on the inner surface of a extruded tube executed before the tube is brought to its final size.
Beim Extrudieren von nahtlosen Metallrohren wie z. B. Kupferrohren wird ein massiver Metallblock vermittels eines Dorns in Rohrform gebracht. Beim Schmieren der Dornoberfläche werden beispielsweise Materialien auf Grafitbasis verwendet, deren Gehalt bei der Weiterverarbeitung der Rohre schädlich sein kann. Danach werden warmextrudierte Rohrblöcke, d. h. extrudierte Rohre, zu ihrer letztendlichen Größe gezogen. Nach der Extrusion können die extrudierten Rohre auch durch Walzen in ihre letztendliche Größe gebracht werden.At the Extrusion of seamless metal tubes such. B. copper pipes is a solid metal block by means of a mandrel in tube form. At the Lubricating the mandrel surface For example, graphite-based materials are used whose Content in the further processing of the pipes can be harmful. After that will be warm extruded tube blocks, d. H. extruded tubes, pulled to their final size. After the extrusion can the extruded tubes are also brought to their final size by rolling become.
In den Ziehschritten werden generell Schmierstoffe auf Ölbasis verwendet, die kohlenstoffhaltige Verunreinigungen auf der Innenfläche des Rohres zurücklassen können. Es ist bekannt, dass die Rillen in Längsrichtung, die auf der Innenfläche eines extrudierten Rohres erzeugt werden, in den Rohrziehschritten Fältelungen bilden können. Schmierstoffe, die sowohl in den Extrusion- als auch in den Ziehschritten verwendet werden, können in den Fältelungen zurückbleiben. Generell ist festgestellt worden, dass mit bekannten Entfettungswäschen oder anderen Lösungsmittelbehandlungen der Kohlenstoffgehalt der Innenflächen nicht unbedingt auf das erforderliche Niveau angepasst werden kann, was beispielsweise bei der Metallbeschichtung der Innenfläche Probleme verursacht. Insbesondere sind Probleme beispielsweise hinsichtlich der Adhäsion einer Zinnbeschichtung festgestellt worden. Insgesamt wäre es wichtig, die Eigenschaften der Innenfläche schon zu Beginn des Rohrherstellungsprozesses zu beeinflussen, um die Rillen auszugleichen, die bereits im Extrusionsschritt in der Innenfläche des Rohres entstehen, und alle Grafitreste davon zu entfernen.In The drawing steps are generally oil-based lubricants, the carbonaceous contaminants on the inner surface of the pipe leave behind can. It is known that the grooves in the longitudinal direction, on the inner surface of a extruded tube are generated in the tube drawing steps pleats can form. lubricants, used in both the extrusion and drawing steps can, can in the wrinkles remain. Generally it has been found that with known degreasing washes or other solvent treatments of the Carbon content of the inner surfaces not necessarily be adapted to the required level, which, for example, in the metal coating of the inner surface problems caused. In particular, problems are, for example, with regard to the adhesion a tin coating has been found. Overall, it would be important the properties of the inner surface already at the beginning of the tube manufacturing process to influence To compensate for the grooves already in the extrusion step in the palm of the tube, and remove all the graphite residues from it.
Aus
der Veröffentlichung
Aus
der
Weitere
Verfahren und Vorrichtungen zur Behandlung der Innenfläche von
extrudierten Kupferrohren sind aus den Dokumenten
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Einführung eines neuartigen Verfahrens zur Herstellung von Kupfer- oder Kupferlegierungsrohren, wobei in dem Verfahren die Innenfläche des extrudierten Rohres einer Reinigungsbehandlung unterzogen wird, bevor das Rohr in seine letztendliche Größe gebracht wird.The The object of the present invention is the introduction of a novel process for the production of copper or copper alloy tubes, wherein in the process the inner surface the extruded tube is subjected to a cleaning treatment, before the pipe is brought to its final size.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmalskombination aus Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind durch das in den abhängigen Ansprüchen Dargelegte gekennzeichnet.The The object of the invention is achieved by the feature combination of claim 1 solved. Preferred embodiments The invention is characterized by what is stated in the dependent claims characterized.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden merkliche Vorteile erzielt. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kupfer- oder Kupferlegierungsrohren, wobei das Verfahren einen Extrusionsschritt und wenigstens einen Bearbeitungsschritt zum Verarbeiten des Rohres in seine letztendliche Größe aufweist und wobei gemäß dem Verfahren die Innenfläche des Rohres einer Reinigungsbehandlung unterzogen wird, so dass die Reinigungsbehandlung auf der Innenfläche des extrudierten Rohres ausgeführt wird, bevor das Rohr in seine letztendliche Größe gebracht wird. Ein Rohr bedeutet hier ein Endprodukt. Vermittels der Erfindung ist es möglich, die Qualität der Innenfläche von Metallrohren wie z. B. Kupferrohren wesentlich zu verbessern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Rohr in seine letztendliche Größe gebracht, indem ein extrudiertes Rohr wenigstens in einem Schritt gezogen wird. In diesem Fall erfolgt die Reinigungsbehandlung im Wesentlichen zwischen dem Extrusionsschritt und dem Ziehschritt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Rohr durch Walzen des extrudierten Rohres wenigstens in einem Schritt in seine letztendliche Größe gebracht. Nun wird die Reinigungsbehandlung im Wesentlichen zwischen dem Extrusionsschritt und dem Walzschritt ausgeführt. Wenn die Innenfläche eines warmextrudierten Rohrblocks, d. h. eines extrudierten Rohres, gereinigt wird, bevor das Rohr in seine letztendliche Größe gebracht wird, wird ein Rohr-Endprodukt mit ausgezeichnetem Kohlenstoffgehalt erzielt.By the method according to the invention achieved significant benefits. The invention relates to a method for the production of copper or copper alloy tubes, wherein the Process an extrusion step and at least one processing step for processing the tube to its final size and wherein according to the method the inner surface the pipe is subjected to a cleaning treatment so that the Cleaning treatment on the inner surface of the extruded tube accomplished before the tube is brought to its final size. A pipe means here a final product. By means of the invention it is possible to quality the inner surface of metal pipes such. B. copper pipes to improve significantly. According to one preferred embodiment of the invention, a tube is brought to its final size, by pulling an extruded tube in at least one step becomes. In this case, the cleaning treatment substantially takes place between the extrusion step and the drawing step. According to one preferred embodiment of Invention, the tube is at least by rolling the extruded tube brought to its final size in one step. Now the cleaning treatment essentially between the extrusion step and the rolling step executed. If the inner surface a hot-extruded tube block, d. H. an extruded tube, is cleaned before the tube is brought to its final size becomes a pipe end product with excellent carbon content achieved.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Reinigungsbehandlung mechanisch ausgeführt. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist es, dass die Reinigungsbehandlung durch Behandlung der Innenfläche des extrudierten Rohres mit einer Reinigungsvorrichtung erfolgt, die aus einem im Wesentlichen härteren Material gefertigt ist als die Innenfläche. Somit werden auch Verunreinigungen auf Grafitbasis in vorteilhafter Weise entfernt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die verwendete Reinigungsvorrichtung eine Stahlbürste. Auf diese Weise werden Verunreinigungen in vorteilhafter Weise von der Innenfläche gelöst. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Reinigungsvorrichtung vermittels Magneten entlang der Innenfläche des extrudierten Rohres bewegt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Reinigungsvorrichtung vermittels einer langgestreckten Welle entlang der Innenfläche des extrudierten Rohres bewegt. Gemäß einer Ausführungsform wird bei der Reinigungsbehandlung das extrudierte Rohr relativ zur Reinigungsvorrichtung bewegt. Eine erfindungsgemäße Vorgehensweise ist es, dass die Reinigungsbehandlung mittels Korngebläse, beispielsweise durch Sandstrahlen durchgeführt wird. Indem die im Extrusionsschritt erzeugte Innenfläche des extrudierten Rohres, d. h. die sogenannte erste Innenfläche des Rohres, mechanisch behandelt wird, werden die während der Extrusion in dem Rohr erzeugten Rillen ausgeglichen, und die Grafitreste werden entfernt. Dementsprechend ist es nicht mehr – weder in dem Extrusionsschritt noch weiteren Bearbeitungsschritten – nötig, die mögliche Zirkulation von Grafit- und Kohlenstoffverunreinigungen in das Endprodukt zu berücksichtigen, sondern es ist möglich, sich auf anderes zu konzentrieren, das für den Prozess wichtiger ist.According to a preferred embodiment of the invention, the cleaning treatment is carried out mechanically. A method according to the invention is that the cleaning treatment is carried out by treating the inner surface of the extruded tube with a cleaning device which consists of egg a substantially harder material is made than the inner surface. Thus, graphite-based contaminants are also advantageously removed. According to one embodiment of the invention, the cleaning device used is a steel brush. In this way, impurities are solved in an advantageous manner from the inner surface. According to one embodiment of the invention, the cleaning device is moved by means of magnets along the inner surface of the extruded tube. According to another embodiment, the cleaning device is moved by means of an elongated shaft along the inner surface of the extruded tube. According to one embodiment, in the cleaning treatment, the extruded tube is moved relative to the cleaning device. A procedure according to the invention is that the cleaning treatment is carried out by means of a grain blower, for example by sand blasting. By mechanically treating the inner surface of the extruded tube, ie the so-called first inner surface of the tube, produced in the extrusion step, the grooves created during extrusion in the tube are balanced and the graphite residues are removed. Accordingly, it is no longer necessary to consider the possible circulation of graphite and carbon contaminants into the final product, neither in the extrusion step nor in further processing steps, but it is possible to focus on other things that are more important to the process.
Erfindungsgemäß werden nach einer mechanischen Reinigungsbehandlung die Innenflächen des extrudierten Rohres mit Gas ausgeblasen. Eine andere erfindungsgemäße Vorgehensweise ist es, dass nach einer mechanischen Reinigungsbehandlung die Innenflächen des extrudierten Rohres mit Flüssigkeit gewaschen werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Rohr nach der Verarbeitung des Rohres in seine letztendliche Größe einer Beschichtungsbehandlung unterzogen.According to the invention after a mechanical cleaning treatment the inner surfaces of the extruded tube with gas blown out. Another approach according to the invention it is that after a mechanical cleaning treatment the inside surfaces of the extruded tube with liquid getting washed. According to one embodiment According to the invention, the tube is processed after processing the tube his ultimate size one Subjected to coating treatment.
Ein erfindungsgemäß behandeltes extrudiertes Rohr erleichtert die Durchführung einer Weiterverarbeitung wie z. B. einer Metallbeschichtung. Darüber hinaus ist es möglich, auf der Oberfläche den Bestimmungen entsprechende Kohlenstoffgehalte zu erzielen. Durch Anwendung des Verfahrens kann der Kohlenstoffgehalt der Innenflächen von Rohr-Endprodukten besser gesteuert werden als gemäß dem Stand der Technik. Außerdem wird Kostenersparnis hinsichtlich sowohl des Arbeitsaufwandes als auch der Materialien erzielt, wie auch hinsichtlich der Vorbehandlungsschritte, die Metallbeschichtung erfordern. Durch Reinigung des ursprünglichen Rohres, mit dem der gesamte Herstellungsprozess gespeist wird, werden alle weiteren Prozesse bis hin zum Endprodukt, was die Anforderungen an die Flächensauberkeit betrifft, merklich vereinfacht.One treated according to the invention Extruded tube facilitates the implementation of further processing such as B. a metal coating. In addition, it is possible on the surface to achieve carbon levels consistent with the provisions. By Application of the method, the carbon content of the inner surfaces of Pipe end products are better controlled than the state of the technique. Furthermore Cost savings in terms of both the workload as the materials as well as the pretreatment steps, require the metal coating. By cleaning the original one Pipe used to feed the entire production process all other processes up to the final product, what the requirements to the surface cleanliness concerns, considerably simplified.
Die Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf das beigefügte Beispiel ausführlicher beschrieben.The Invention will be described below with reference to the accompanying example in more detail described.
BEISPIELEXAMPLE
In dem Beispiel wird die Verarbeitung eines Rohres, das in den Endmaßen einen Außendurchmesser von 54 mm aufweist, aus einem extrudierten Rohr durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens untersucht. Das Beispiel beschreibt, wie die Innenfläche des extrudierten Rohres gereinigt wurde und wie das gereinigte extrudierte Rohr sich in Test-Ziehvorgängen im Vergleich mit einem gewöhnlichen, ungereinigten extrudierten Rohr verhielt. Nach Test-Ziehvorgängen und Wäschen wurde die Innenfläche mit unterschiedlichen Oberflächenprüfverfahren untersucht. Darüber hinaus wurde die Beschichtbarkeit von erfindungsgemäß hergestellten Rohren mit Metall untersucht.In the example becomes the processing of a pipe, which in the final dimensions one outer diameter of 54 mm, from an extruded tube by application the method according to the invention examined. The example describes how the inner surface of the extruded tube was cleaned and how the purified extruded Pipe itself in test draws in the Comparison with an ordinary, uncleaned extruded tube. After test draws and washes became the inner surface with different surface testing methods examined. About that In addition, the coatability of tubes produced according to the invention examined with metal.
In dem Extrusionsschritt wurden alle auf der Innenfläche der extrudierten Rohre verbliebenen Grafitreste und Rillen mit einer Reinigungsvorrichtung aus Stahl entfernt. Die Grafitbestandteile wurden durch manuelles Drehen der Reinigungsvorrichtung entlang der Innenflächen der extrudierten Rohre gelöst, woraufhin die extrudierten Rohre mit Druckluft ausgeblasen wurden. Die mechanisch gereinigten extrudierten Rohre wurden zum Ziehen transportiert. Als Ergebnis stellte sich heraus, dass ein gereinigtes extrudiertes Rohr beim ersten Ziehen eine Zugkraft erfordert, die ca. 5% höher ist als bei einem ungereinigten extrudierten Rohr. Nach dem ersten Ziehen unterscheidet sich das Ziehverhalten nicht vom Ziehverhalten gewöhnlicher, ungereinigter extrudierter Rohre.In In the extrusion step, all on the inside surface of the Extruded tubes remained Grafitreste and grooves with a Cleaning device removed from steel. The graphite components were made by manually turning the cleaning device along the inner surfaces solved the extruded pipes, whereupon the extruded tubes were blown out with compressed air. The mechanically cleaned extruded tubes became traction transported. As a result, it turned out that a purified extruded When pulling the pipe for the first time, it requires a pulling force that is about 5% higher than with a crude untreated extruded tube. After the first draw differs the drawing behavior is not more usual from the drawing behavior, uncleaned extruded tubes.
Die Qualitäten der Innenflächen eines gewöhnlichen, ungereinigten extrudierten Rohres und eines mechanisch gereinigten extrudierten Rohres wurden nach den Ziehvorgängen sowohl visuell als auch durch mehrere verschiedene Oberflächenprüfverfahren verglichen. Bereits die visuellen Untersuchungen zeigten, dass nach den Ziehvorgängen die Oberfläche des mechanisch gereinigten extrudierten Rohres eine merklich höhere Qualität aufwies. Durch Anwendung spektroskopischer Oberflächenprüfverfahren wurde festgestellt, dass nach den Ziehvorgängen in dem mechanisch gereinigten extrudierten Rohr der Kohlenstoffgehalt der Innenfläche des Rohr-Endproduktes nur ein Zehntel der Menge betrug, die nach Ziehvorgängen auf den Innenflächen eines Endproduktes eines gewöhnlichen extrudierten Rohres vorhanden ist. Die Ergebnisse wurden durch Vergleichen der prozentualen Anteile von Kohlenstoff, Sauerstoff und Kupfer auf den Innenflächen erzielt.The qualities the inner surfaces an ordinary, uncleaned extruded tube and a mechanically cleaned extruded tube were both visually and after the drawing operations compared by several different surface inspection methods. Already the visual examinations showed that after the drawing process the surface of the mechanically cleaned extruded tube had a noticeably higher quality. By applying spectroscopic surface testing it was found that after the drawing operations in the mechanically cleaned extruded tube, the carbon content the inner surface of the tube end product only one-tenth of the amount was up after drawing the inner surfaces of a End product of an ordinary extruded tube is present. The results were compared by comparison the percentage of carbon, oxygen and copper on the inner surfaces achieved.
Durch Vergleichen der oben genannten Ergebnisse mit einem Untersuchungssystem, bei dem die atomaren prozentualen Anteile der Elemente der Innenfläche als Funktionen der Tiefe untersucht werden, wird auch festgestellt, dass in einer bestimmten Tiefe die mechanisch gereinigte Innenfläche einen merklich geringeren Grad an Kohlenstoff enthält als die ungereinigte Innenfläche.By comparing the above Er With an inspection system that examines the atomic percentages of the elements of the inner surface as functions of depth, it is also found that at a certain depth, the mechanically cleaned inner surface contains a significantly lower level of carbon than the unpurified inner surface.
Zuletzt wurden die verglichenen Rohre einer Entfettungs-, Beiz- und Beschichtungsbehandlung unterzogen. Die Schichtdicke einer metallischen Schicht war um ca. 20% größer, und der Parameter, der die Adhäsion und Intaktheit der Beschichtung beschreibt, war in dem Rohr, das aus dem mechanisch gereinigten extrudierten Rohr gefertigt wurde, mehr als 5-mal besser. Außerdem wurde festgestellt, dass im Fall eines ungereinigten extrudierten Rohres die Grafit enthaltenden Ziehrillen auf der Innenfläche deutlich in der Beschichtung sichtbar waren.Last The compared tubes were subjected to a degreasing, pickling and coating treatment. The layer thickness of a metallic layer was about 20% larger, and the parameter that determines the adhesion and intactness of the coating was in the tube, the was made from the mechanically cleaned extruded tube, more than 5 times better. Furthermore it was found that in the case of an unpurified extruded Tube the graphite containing drawing grooves on the inner surface clearly were visible in the coating.
Mehrere verschiedene Verfahren und visuelle Untersuchungen zur Bestimmung des Oberflächen-Kohlenstoffgehaltes beweisen, dass durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die beste Innenflächenqualität in dem Endprodukt erzielt wird.Several various procedures and visual investigations for determination the surface carbon content prove that by using the method according to the invention the best interior surface quality in the End product is achieved.
Für den Fachmann ist offensichtlich, dass die verschiedenen Abwandlungen der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt sind, sondern innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche variieren können.For the expert It is obvious that the various modifications of the invention are not limited to the examples described above, but may vary within the scope of the appended claims.
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