EP0864667B1 - Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Rohres - Google Patents

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EP0864667B1
EP0864667B1 EP98103665A EP98103665A EP0864667B1 EP 0864667 B1 EP0864667 B1 EP 0864667B1 EP 98103665 A EP98103665 A EP 98103665A EP 98103665 A EP98103665 A EP 98103665A EP 0864667 B1 EP0864667 B1 EP 0864667B1
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EP
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tin
tubing
layer
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copper
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EP98103665A
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EP0864667A1 (de
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Gert Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. Müller
Leszek Dr.-Ing. Poletek
Harald Dressel
Traugott Schneider
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Wieland Werke AG
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Wieland Werke AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/08—Tin or alloys based thereon

Definitions

  • the invention relates to a method for Making one Installation pipe made of copper or a copper alloy with a tin or tin alloy layer the inner surface of the pipe.
  • DE-OS 3.823.309 describes a process for the production of metal pipes made with tin or tin based Alloys are known According to a process variant, mainly steel pipes in one reducing gas atmosphere by means of a high frequency furnace heated to a temperature of over 1,000 ° C have to.
  • the coating material should be in the form of Wire, sheet metal or powder can be introduced.
  • the invention has for its object a method of Art for the production of installation pipes made of copper or of a copper alloy, in particular the Adhesion of the tin layer on the inner surface of the tube is improved.
  • the method according to the invention surprisingly achieves deoxidation and activation of the inner surface of the tube, in particular also residues of the drawing agent being removed, so that a full-area tin layer of defined thickness results.
  • This layer is also dense, ie there are no continuous pores.
  • An intermetallic phase (IMP) forms between the inner tube surface and the tin layer, which ensures good adhesion of the tin layer on the inner tube surface.
  • FIG. 2a / 2b shows the tinning of the inner surface of a copper tube 1 by means of a scraper 2 in the form of a ball
  • FIG. 2a initial state
  • FIG. 2b operating state
  • a supply of liquid tin 4 arranged between two plugs 3 ', 3 " is driven by means of the spherical scraper 2 made of flexible material, in particular silicone, under the influence of gas or water in the direction of the arrow through the pipe 1.
  • the diameter d of the spherical Scraper 2 larger than the inner diameter D i of the tube 1.
  • the scraper 2 is compressed to the diameter d *.
  • the desired thickness S of the layer 5 is influenced by the geometric relationships, the resistance to deformation of the wiper material and the speed at which the scraper 2 is driven through the tube 1.
  • the plugs made of fiber material had a diameter of 14 mm and a length of 20 mm.
  • a silicone ball with an initial diameter d 13.4 mm was used as the scraper.
  • the amount of tin used was 120 g.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Installationsrohres aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit einer Zinn- oder Zinnlegierungsschicht auf der Innenoberfläche des Rohres.
Treten Kupfer oder Kupfer-Legierungen in Kontakt mit Wasser, so geht eine gewisse Kupfer-Menge in Lösung. Das Inlösunggehen von Kupfer, insbesondere in Trinkwasserinstallationen, wird aber in letzter Zeit mit Hinblick auf ein gesteigertes Umweltbewußtsein und gesundheitliche Aspekte zunehmend diskutiert. Eine Absenkung des derzeit noch gültigen Richtwertes von 3 mg Cu/l nach 12 h Stagnation in der deutschen Trinkwasserverordnung bzw. die Festsetzung eines europaweiten niedrigeren Grenzwertes ist in absehbarer Zeit wahrscheinlich. Im allgemeinen wird der oben angegebene Richtwert nicht erreicht oder überschritten. Ausnahmen ergeben sich unter Umständen bei Neuinstallationen oder ungünstigen Wasserqualitäten.
Es sind mehrere Veröffentlichungen bekannt, in denen von Korrosionsschutzschichten auf Rohrinnenflächen berichtet wird. Hierbei handelt es sich u. a. um vergleichsweise dicke metallische Beschichtungen von ca 1 bis 200 µm, vorzugsweise aus Zinn, das durch chemische Abscheidung (EP-OS 0.503.389, JP-OS 4-45.282) aufgebracht wird. Damit besteht die Gefahr, daß chemische Rückstände auf der Rohrinnenoberfläche verbleiben, die evtl. in das Trinkwasser übergehen können.
Weiterhin ist aus der DE-OS 3.823.309 ein Verfahren zur Herstellung von Metallrohren, die mit Zinn oder auf Zinn basierenden Legierungen beschichtet sind, bekannt, bei dem nach einer Verfahrens-Variante vorwiegend Stahlrohre in einer reduzierenden Gasatmosphäre mittels eines Hochfrequenzofens auf eine Temperatur von über 1.000 °C erwärmt werden müssen. Dabei soll das Beschichtungsmaterial in Form von Draht, Blech oder Pulver eingebracht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art zur Herstellung von Installationsrohren aus kupfer oder eines kupferlegierung anzugeben, bei dem insbes. die Haftung der Zinnschicht auf der Innenoberfläche des Rohres verbessert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die in Anspruch 1 genannten Verfahrensschritte durchgeführt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden überraschenderweise eine Desoxidation und eine Aktivierung der Rohrinnenoberfläche erreicht, wobei insbes. auch Reste der Ziehmittel beseitigt werden, so daß eine vollflächige Zinnschicht definierter Dicke resultiert. Diese Schicht ist auch dicht, d. h. es treten keine durchgehenden Poren auf.
Zwischen Rohrinnenoberfläche und der Zinnschicht bildet sich eine intermetallische Phase (IMP) aus, die für gute Haftungsbeständigkeit der Zinnschicht auf der Rohrinnenoberfläche sorgt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Verfahrensschritten nach den Ansprüchen 2 bis 12.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1
schematisch den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf für ein Kupferrohr in Form eines Coils oder einer Stange und
Fig. 2
den Einsatz eines Abstreifers bei der Verzinnung.
In Fig. 2a/2b wird die Verzinnung der Innenoberfläche eines Kupferrohres 1 mittels eines Abstreifers 2 in Form einer Kugel gezeigt (Fig. 2a: Ausgangszustand; Fig. 2b: Betriebszustand). Ein zwischen zwei Stopfen 3', 3" angeordneter Vorrat flüssigen Zinns 4 wird mittels des kugelförmigen Abstreifers 2 aus flexiblem Material, insbes. Silikon, unter Einfluß von Gas oder Wasser in Pfeilrichtung durch das Rohr 1 getrieben. Im Ausgangszustand ist der Durchmesser d des kugelförmigen Abstreifers 2 größer als der Innendurchmesser Di des Rohres 1. Nach Einsatz in das Rohr 1 wird der Abstreifer 2 auf den Durchmesser d* zusammengedrückt.
Die gewünschte Dicke S der Schicht 5 wird beeinflußt durch die geometrischen Verhältnisse, den Verformungswiderstand des Abstreifermaterials und die Geschwindigkeit, mit welcher der Abstreifer 2 durch das Rohr 1 getrieben wird.
Zahlenbeispiel:
Ein 25 m langer coil eines Kupferrohres der Abmessung 15 x 1 mm wurde in einem Ofen 30 min mit Stickstoff durchgespült.
Konvektives Aufheizen erfolgte für 40 min auf eine Temperatur T = 240 °C.
Die Stopfen aus Fasermaterial hatten einen Durchmesser von 14 mm und eine Länge von 20 mm.
Als Abstreifer wurde eine Silikon-Kugel mit einem Ausgangsdurchmesser d = 13,4 mm verwendet. Die verbrauchte Zinnmenge betrug 120 g. Die Kühlzeit betrug 50 min.
Es wurden einwandfreie Zinnschichten der Dicke S = 2,5 bis 22 µm erzielt.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Installationsrohres (1) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit einer Zinn- oder Zinnlegierungsschicht (5) auf der Innenoberfläche des Rohres (1),
    dadurch gekennzeichnet, daß
    a) im Rohrinneren eine reduzierende Gasatmosphäre aufrecht erhalten wird,
    b) das Rohr (1) für 0,5 bis 60 min auf eine Temperatur T von 220 bis 300 °C erwärmt wird,
    c) die Innenoberfläche mit einer Schicht gleichförmiger Dicke S im Um-Bereich verzinnt wird, indem die Zinnschicht (5) mittels Durchleiten flüssigen Zinns (4) auf die Innenoberfläche des Rohres (1) aufgebracht wird, und
    d) das Rohr (1) schnell abgekühlt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Erwärmung induktiv, konduktiv oder konvektiv erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Erwärmung auf eine Temperatur T von 230 bis 260 °C erfolgt.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß als reduzierende Gasatmosphäre Wasserstoff oder ein Wasserstoff-Stickstoff-Gasgemisch verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
    daß das flüssige Zinn (4) mittels eines Abstreifers (2) aus flexiblem Material, dessen Durchmesser d im Ausgangszustand gleich oder größer ist als der Innendurchmesser Di des Rohres (1), durch das Rohr (1) getrieben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß eine zwischen zwei Stopfen (3', 3") befindliche Charge flüssigen Zinns (4) durch das Rohr (1) getrieben wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Abstreifer (2) unter Einfluß von Gas oder Wasser bewegt wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    daß als Abstreifer (2) eine Kugel, vorzugsweise aus Silikon, verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
    daß eine 2 bis 100 µm dicke Zinnschicht (5) aufgebracht wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
    daß eine 2 bis 20 µm dicke Zinnschicht (5) aufgebracht wird.
  11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 100 °C/min erfolgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Abkühlung mittels Gas oder Wasser erfolgt.
EP98103665A 1997-03-13 1998-03-03 Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Rohres Expired - Lifetime EP0864667B1 (de)

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