ES2236985T3 - Procedimiento para la formacion de una capa de proteccion en la superficie interior de un tubo de cobre. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION TRATA DE PROCEDIMIENTOS PARA FORMAR UNA CAPA PROTECTORA QUE LIMITA LA SOLUBILIDAD DEL COBRE EN AGUA SOBRE LA SUPERFICIE INTERNA DE UN TUBO DE COBRE. SE TIENE UNA PRIMERA DISOLUCION EN LA CUAL HAY UN TRATAMIENTO OXIDANTE DE LA SUPERFICIE INTERNA CON SOLUCIONES DE OXIDANTES Y SALES QUE CONTIENEN CARBONATO A ELEVADAS TEMPERATURAS. TAMBIEN SE TIENE LA POSIBILIDAD DE FORMAR UNA CAPA PROTECTORA DE CLORURO DE COBRE, LO CUAL SE REALIZA MEDIANTE IMPREGNACION DE LA SUPERFICIE INTERNA CON UNA SOLUCION DE CLORURO DE COBRE Y AMONIO Y A CONTINUACION REACCION CON UN GAS QUE CONTIENE OXIGENO. FINALMENTE SE TIENE UNA POSIBILIDAD DE PRECIPITAR UNA CAPA PROTECTORA DE MANERA ELECTROLITICA A PARTIR DE UNA DISOLUCION ELECTROLITICA EN FORMA DE CARBONATOS BASICOS DE COBRE.

Description

Procedimiento para la formación de una capa de protección en la superficie interior de un tubo de cobre.

El invento se refiere a un procedimiento para la formación de una capa de protección en la superficie interior de tubos de cobre, que limite la solubilidad del cobre en agua.

Para tubos de instalación, en especial para la utilización en el suministro de agua potable, se emplean tubos de cobre estirados, sin costura. En este caso se trata principalmente de tubos de cobre de clases de cobre exentas de oxígeno, los denominados tubos de Cu-SF. Para garantizar una calidad de agua adecuada para el consumo humano conforme a las disposiciones sobre el agua potable, se intenta minimizar la emisión de iones de cobre al agua. Actualmente, el valor de referencia exigido legalmente para instalaciones cuya antigüedad sea superior a dos años es de 3 mg/l después de dos horas de estancamiento en la tubería. En el marco de la revisión de la directiva europea sobre agua potable se pretende transformar este valor de referencia en un valor límite de 2 mg/l, el cual también sería válido entonces para instalaciones de una antigüedad inferior a dos años. En general se trata, por lo tanto, de evitar el contacto inmediato entre cobre y agua por medio de un recubrimiento interior.

Del documento EP 0 299 408 B1 se conoce el recubrir la superficie interior de los tubos con resina sintética. Sin embargo, estos recubrimientos en general no son estancos a la difusión. También se pueden dañar o, respectivamente, destruir por la acción de la temperatura en los procesos de soldeo blando.

Otro camino aplicable es el estañado del interior de los tubos de cobre, como se desprende, por ejemplo, del documento DE 43 21 244 A1. Para la formación de un revestimiento interior de óxido de estaño, en primer lugar, por vía química, se recubre de estaño la superficie interior de un tubo de cobre, a continuación se somete a un recocido de difusión en atmósfera inerte, al cual se agrega un tratamiento térmico oxidante de la superficie interior con una mezcla de gases.

Por el documento DE 195 33 410 A1 pertenece, además, al estado actual de la técnica un procedimiento para la formación de una capa de protección de malaquita (CuCO_{3}Cu{OH}_{2}) o de atacamita (CuCl_{2} 3Cu{HO}_{2}) que limita la solubilidad del cobre en agua. Para ello, durante el estirado de un tubo de cobre se aplica un agente sintético de estirado, modificado con sustancias formadoras de CO_{2} o, respectivamente, de CO_{2} y O_{2}, al cual se han añadido compuestos orgánicos halogenados u otros compuestos que contengan cloro/halógenos.

Fundamentalmente, el procedimiento se ha acreditado y limita la solubilidad del cobre a un valor muy bajo, inocuo, de aproximadamente 1 mg/l después de 12 horas de estancamiento. Sin embargo, no siempre es posible insertar la obtención de la capa de protección en el proceso de estirado del tubo de cobre.

El documento JP-A-60200973, así como el documento JP-A-61221378, dan a conocer el tratamiento oxidativo de un tubo de cobre con una solución para el tratamiento de oxidación. En este caso, se debe formar una capa de óxido de cobre soluble en metales pesados.

Por el documento EP 0 647 723 A1 se cuenta como perteneciente al estado de la técnica un procedimiento, en el cual, en primer lugar se asperiza la superficie interior de un tubo intermedio y, después, se recuece a una temperatura de 350ºC hasta 650ºC y con un gas de protección que contiene oxígeno introducido en el interior del tubo. Después, el tubo intermedio se somete a un estirado de endurecimiento, al que sigue un tratamiento térmico a una temperatura de 175ºC a 275ºC, introduciendo de nuevo en el interior del tubo una mezcla de gases que contiene
oxígeno.

El documento US-A-3.497.401 describe un procedimiento para la fabricación de una patina sintética de malaquita, en el cual la superficie de cobre se trata durante un espacio de tiempo de 9-15 días en una solución de la composición: 2,5-10 g/l de KClO_{3}, 0,5-20 g/l de CuSO_{4}.5H_{2}O, 0,5-2 g/l NaHCO_{3} y H_{2}SO_{4}. El valor del pH de la solución utilizada se encuentra entre 5,0-6,5.

Partiendo del estado actual de la técnica, el invento tiene como misión hacer posible la obtención eficiente, desde el punto de vista de la fabricación en cuanto a la técnica del proceso, de una capa de protección de carbonatos de cobre con carácter básico sobre la superficie interior de los tubos de cobre.

La solución de este problema consiste en las medidas de la reivindicación 1, por lo que se crea una capa de protección de carbonatos de cobre con carácter básico sobre la superficie interior de los tubos de cobre.

Antes de introducir la solución de oxidación se limpia de forma conveniente la superficie interior del tubo de cobre. Esto sirve especialmente para el desengrasado. El desengrasado se puede llevar a cabo por vía química por tratamiento con agentes desengrasantes habituales en el comercio, o por decapado por ejemplo con ácido sulfúrico o con ácido nítrico.

También se puede llevar a cabo un tratamiento mecánico tal como el chorreado con arena. Para eliminar partículas de carbonato de cobre de adherencia floja, después del tratamiento el tubo aún se puede vaciar por soplado con aire comprimido.

Conforme a las medidas de la reivindicación 2 se utiliza una solución de oxidación a base de oxidantes en forma de peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio, clorato de potasioo, clorito de sodio, o mezclas de ellos, y sales del ácido carbónico en forma de carbonato de sodio, carbonato de potasio, carbonato de amonio, carbonato de cobre(I), carbonato de cobre(II), hidrógenocarbonato de sodio, hidrógenocarbonato de potasio, hidrógenocarbonato de amonio, o mezclas de ellos.

Otras medidas ventajosas del procedimiento conforme al invento se caracterizan en las reivindicaciones 3-6.

La capa de protección preparada conforme al invento disminuye la emisión de iones cobre en aguas potables especialmente ricas en ácido carbónico y/o en aguas con carácter ácido. Por la producción en fábrica se garantiza sobre todo una emisión de iones cobre en los primeros años después de la puesta en funcionamiento de una nueva instalación de cobre.

Claims (6)

1. Procedimiento para la formación de una capa de protección, que limite la solubilidad del cobre en agua, en la superficie interior de un tubo de cobre, caracterizado porque el tubo de cobre se llena con una solución acuosa de oxidación, la cual contiene una sal del ácido carbónico en una concentración comprendida entre 5 g/l y 500 g/l, a base de oxidantes en una concentración comprendida entre 5 g/l y 500 g/l, según la cual el valor del pH de la solución de oxidación se encuentra en la zona comprendida entre 3 y 12, y la solución permanece en el tubo a una temperatura entre 10ºC y 95ºC durante un espacio de tiempo entre 0,1 h y 48 h, después de lo cual el tubo de cobre se lava con agua y, a continuación, se seca.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como oxidantes se utilizan peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio, clorato de potasio, clorito de sodio o mezclas de ellos y, como sales del ácido carbónico, carbonato de sodio, carbonato de amonio, carbonato de cobre (I), carbonato de cobre (II), hidrógenocarbonato de sodio, hidrógenocarbonato de potasio, hidrógenocarbonato de amonio, o mezclas de ellos.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque a la solución de oxidación se añaden sales de otros ácidos.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque como sales de otros ácidos se utilizan cloruro de sodio, cloruro de amonio o sulfato de sodio.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se añade un humectante hasta una proporción de 50 g/l.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se añade un espesante hasta una proporción de 50 g/l.