ES2249879T3 - METHOD OF MANUFACTURE OF COPPER TUBES WITH ITS INTERNAL SURFACE COVERED BY TIN BY ELECTROLYSIS. - Google Patents
METHOD OF MANUFACTURE OF COPPER TUBES WITH ITS INTERNAL SURFACE COVERED BY TIN BY ELECTROLYSIS.Info
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Abstract
Description
Método de fabricación de tubos de cobre con su superficie interna cubierta de estaño por electrolisis.Copper tube manufacturing method with its internal surface covered with tin by electrolysis.
El invento hace referencia a un método de fabricación de tubo de instalación compuesto de cobre y cuya superficie interna está cubierta de una capa cohesiva de estaño.The invention refers to a method of manufacture of copper composite installation tube and whose inner surface is covered with a cohesive layer of tin.
Asimismo, el invento también hace referencia al uso de este tubo de cobre como tubo de instalación que libera bajos niveles de iones de cobre al agua potable con un pH inferior a 5,5.Also, the invention also refers to the use of this copper tube as installation pipe that releases low levels of copper ions to drinking water with a lower pH to 5.5.
Los tubos de cobre sin soldaduras se emplean como tubos de instalación, especialmente para la circulación de agua potable, cumpliendo con el requisito permitido de 3 mg/l máximo de iones liberados en agua tras 12 horas en reposo.Copper pipes without welding are used as installation pipes, especially for water circulation drinking, complying with the allowed requirement of 3 mg / l maximum of ions released in water after 12 hours at rest.
En caso de utilizar el tubo de cobre para el
trasvase de agua potable con un pH inferior a 6,5 y/o con alto
contenido de "ácido carbónico" en fase libre
(Kg >
1,0 mol/m^{3}), es aconsejable reducir la liberación de iones de
cobre.If the copper tube is used for the transfer of drinking water with a pH below 6.5 and / or with a high content of "carbonic acid" in free phase
(Kg> 1.0 mol / m 3), it is advisable to reduce the release of copper ions.
Hasta el momento se han realizado pruebas en todo el mundo para lograr este objetivo.So far there have been tests throughout the world to achieve this goal.
Una de estas pruebas consistía en recubrir la cara interior del tubo de cobre con polvo de estaño puro y posteriormente aplicarle un tratamiento de incandescencia. De esta forma el cobre y el estaño formarán una aleación de 25 a 35 mm. de espesor. Los inconvenientes de este método es que esta capa tiene una duración muy corta y que la liberación de iones aumenta con el tiempo.One of these tests was to cover the Inner face of copper tube with pure tin powder and subsequently apply an incandescent treatment. This form the copper and tin will form an alloy of 25 to 35 mm. from thickness. The drawbacks of this method is that this layer has a very short duration and that the release of ions increases with the weather.
Asimismo, desde hace varios años se conoce un proceso químico para la galvanización de la cara interna del tubo de cobre. En relación con la capacidad de cohesión del estaño y con su adherencia al cobre, este proceso resulta inferior.Also, for several years a known chemical process for galvanizing the inner side of the tube coppermade. In relation to the cohesive capacity of tin and with its adhesion to copper, this process is inferior.
El objetivo de este invento es fabricar tubo de instalación compuesto de cobre y cuya superficie interna esté cubierta de una capa cohesiva de excelente adherencia y de espesor controlable para que la futura liberación de iones de cobre en el agua sea mucho más baja que los valores marginales necesarios indicados anteriormente.The aim of this invention is to manufacture tube of copper composite installation and whose internal surface is cover of a cohesive layer of excellent adhesion and thickness controllable so that the future release of copper ions in the water is much lower than the necessary marginal values indicated above.
De esta forma, este invento sirve para galvanizar por electrolisis la cara interna del tubo de cobre, tras la extrusión en caliente o el conformado en frío, siguiendo los pasos que se indican a continuación:In this way, this invention serves to galvanize by electrolysis the inner face of the copper tube, after hot extrusion or cold forming, following the steps listed below:
- a.to.
- Limpiar del tubo de cobre utilizando un proceso electroquímico.Clean the copper tube using a electrochemical process
- b.b.
- Galvanizar por electrolisis introduciendo el tubo en un tanque lleno de solución electrolítica con movimiento de electrodos en su interior. La velocidad del movimiento continuo del electrodo y la intensidad de la corriente se fijan dependiendo del espesor final deseado en el galvanizado de la cara interna.Galvanize by electrolysis introducing the tube into a tank full of electrolyte solution with electrode movement inside. The speed of continuous movement of the electrode and the intensity of the current is fixed depending on the desired final thickness in the galvanized of the inner face
- c.C.
- Lavar y secar el tubo galvanizado.To wash and dry the galvanized tube.
A continuación se produce la deformación del corte transversal del tubo de cobre por uno o varios conformados, hasta que se alcanzan las dimensiones finales.The deformation of the cross section of the copper tube by one or more shaped, until the final dimensions are reached.
Esta invención da lugar a una capa de galvanizado
en la cara interna del tubo de cobre, cohesiva (sin poros) y de
excelente adherencia y de espesor
controlable.This invention results in a galvanized layer on the inner side of the copper tube, cohesive (without pores) and of excellent adhesion and thickness
controllable.
Las ventajas mencionadas anteriormente son el resultado del método electrolítico utilizado.The advantages mentioned above are the result of the electrolytic method used.
De esta forma queda asegurada la liberación reducida de iones de cobre en agua potable, que permanece por debajo de los niveles de 1 mg/l tras 12 horas en reposo. Es importante destacar que internacionalmente se tiende a reducir el límite máximo permitido de 3 mg/l.In this way the release is assured reduced copper ions in drinking water, which remains for below 1 mg / l levels after 12 hours at rest. Is important to note that internationally it tends to reduce the maximum allowed limit of 3 mg / l.
A continuación se describe en detalle el invento, con referencia a las imágenes adjuntas, de las cuales:The invention is described in detail below, with reference to the attached images, of which:
La figura 1 (a escala 1:20) muestra una vista lateral (parte superior de la imagen) y un corte transversal (parte inferior) del trazado general de la instalación para galvanizar la cara interna del tubo de cobre por electrolisis.Figure 1 (at 1:20 scale) shows a view side (top of the image) and a cross section (bottom) of the general layout of the installation for Galvanize the inner face of the copper tube by electrolysis.
Esta vista muestra el tanque de galvanizado (1) con un tubo (2) de 12 metros sumergido dentro del mismo, con un nivel constante de electrolito (3). Los electrolitos están continuamente en recirculación mediante una bomba (4), se limpian gracias a un filtro (5) y están recogidos en un resistor eléctrico (6) dentro de un tanque de calentamiento (7).This view shows the galvanizing tank (1) with a 12 meter tube (2) submerged inside it, with a constant electrolyte level (3). The electrolytes are continuously in recirculation by means of a pump (4), they are cleaned thanks to a filter (5) and are collected in an electric resistor (6) inside a heating tank (7).
El ánodo de estaño (8) se apoya en el extremo de una barra con aislante eléctrico (9) con capacidad para moverse horizontalmente gracias a una barra transportadora (10). En el extremo de la barra (11) se encuentra la conexión del conector positivo de una fuente de energía con corriente directa, mientras que el conector negativo de la fuente aparece (12) en el tubo de cobre.The tin anode (8) rests on the end of a bar with electrical insulation (9) with the ability to move horizontally thanks to a conveyor bar (10). At bar end (11) is the connector connection positive of a direct current energy source while that the negative source connector appears (12) in the tube copper.
La parte inferior de la figura muestra un corte transversal de la instalación, donde el aparato para recoger el tubo de cobre a partir de un tampón inicial (13) gracias a una cinta transportadora (14), el sistema de limpieza (15) y el tampón intermedio (16) antes del tanque galvanizado. Asimismo, también se pueden ver las cubas de limpieza (17 y 18), el almacenamiento final y la zona de secado (19).The bottom of the figure shows a cut transverse of the installation, where the device to collect the copper tube from an initial buffer (13) thanks to a conveyor belt (14), cleaning system (15) and buffer intermediate (16) before the galvanized tank. It also also you can see the cleaning tanks (17 and 18), the final storage and the drying zone (19).
La figura 2 (a una escala de 1:20) muestra el esquema del tanque electrolítico con el ánodo de estaño (8) en el punto donde se inicia el suministro de energía eléctrica.Figure 2 (at a scale of 1:20) shows the scheme of the electrolytic tank with the tin anode (8) in the point where the electricity supply starts.
La figura 3 (a una escala de 1:5) muestra en detalle el tanque galvanizado (1) desde el lateral en el que el ánodo de estaño (8) entra en la figura 1.Figure 3 (on a scale of 1: 5) shows in detail the galvanized tank (1) from the side where the Tin anode (8) enters figure 1.
La imagen también muestra el ánodo de estaño (8) apoyado sobre la barra (9). Esta barra está aislada eléctricamente mediante aislamiento (20). Está sustentado en un rodillo de apoyo adicional (21) y su parte frontal está por soportes (22) que guían el electrodo de forma concéntrica hacia el tubo (2).The image also shows the tin anode (8) resting on the bar (9). This bar is electrically insulated by insulation (20). It is supported on a support roller additional (21) and its front part is by supports (22) that guide the electrode concentrically towards the tube (2).
Según este invento, la galvanización por electrolisis tiene lugar en la cara interna del tubo compuesto por cobre desoxidado a través de fósforo, tras la etapa de extrusión en caliente o tras el conformado en frío.According to this invention, galvanization by electrolysis takes place on the inner side of the tube composed of deoxidized copper through phosphorus, after the extrusion stage in hot or after cold forming.
La longitud de este tubo oscila entre los 2 y los 25 metros, su diámetro interno entre 40 y 150 mm. y su espesor entre 3 y 15 mm. La superficie interna también debería estar exenta de óxidos y partículas de cualquier naturaleza. Para ello se pueden emplear procedimientos electroquímicos.The length of this tube ranges between 2 and 25 meters, its internal diameter between 40 and 150 mm. and its thickness between 3 and 15 mm. The internal surface should also be exempt of oxides and particles of any nature. For this you can Use electrochemical procedures.
Para introducir los tubos en el tanque electrolítico se utilizan procedimientos mecánicos. La longitud de este tanque supera al menos en 200 mm. la del tubo de cobre, y su profundidad y su anchura deben ser las apropiadas según el número de tubos que serán galvanizados.To introduce the tubes into the tank Electrolytic mechanical procedures are used. The length of This tank exceeds at least 200 mm. that of the copper tube, and its depth and width should be appropriate according to the number of pipes that will be galvanized.
Como ánodo se utiliza un alambre de estaño de forma cilíndrica y con un diámetro inferior al diámetro interno del tubo de cobre. El mismo tubo de cobre realiza la función de cátodo y las sales empleadas habitualmente para el galvanizado en un entorno ácido funcionan como electrolito. Las condiciones de galvanizado, es decir, la composición del baño; la temperatura y la densidad de corriente son las estándares, conocidas y recomendadas por los proveedores de electrolito.As a anode a tin wire of cylindrical shape and with a diameter smaller than the internal diameter of the copper tube. The same copper tube performs the function of cathode and salts commonly used for galvanizing in An acidic environment works as an electrolyte. The conditions of galvanized, that is, the composition of the bath; the temperature and The current density are the standards, known and recommended by electrolyte suppliers.
Una pinza mecánica recoge el tubo de cobre que se encuentra en un lugar de almacenamiento y lo coloca en soportes con forma de uve (v) dentro del baño de galvanizado. La inmersión de este tubo en el baño se produce en ángulo para facilitar el recubrimiento total (ver figura 1).A mechanical clamp picks up the copper tube that is find it in a storage place and place it on stands with a uv (v) shape inside the galvanized bath. Immersion of this tube in the bathroom is produced at an angle to facilitate the total coating (see figure 1).
Asentar el tubo y a continuación introducir el ánodo de estaño, apoyado en una barra transportadora, hasta que llegue a su otro extremo (ver figura 2). El ánodo de estaño se compone de un cilindro de estaño puro con un diámetro entre 10 y 20 mm. menor que el diámetro interno del tubo de cobre y una longitud superior a 100 mm.Set the tube and then insert the tin anode, supported on a conveyor bar, until reach its other end (see figure 2). The tin anode is It consists of a pure tin cylinder with a diameter between 10 and 20 mm less than the internal diameter of the copper tube and a length greater than 100 mm.
El movimiento concéntrico del cable de ánodo de estaño dentro del tubo queda asegurado por los apoyos encajados entre el cable de ánodo de estaño y la barra transportadora (ver figura 3).The concentric movement of the anode cable of tin inside the tube is secured by the embedded supports between the tin anode cable and the conveyor bar (see figure 3).
Cuando el ánodo alcance el extremo del tubo (ver figura 2), se conectará una fuente de energía de corriente directa, cuyo conector negativo ira al tubo y el positivo al cable de ánodo de estaño, al mismo tiempo que la barra empieza a ser retirada. La velocidad de retirada y la intensidad utilizada dependen del espesor deseado del galvanizado, que no puede superar los 30 mm. La corriente se aplicará durante el proceso de retirada de la barra (para que los apoyos de la barro no dañen la superficie galvanizada) y quedará interrumpida cuando el cable de ánodo de estaño llegue a su extremo.When the anode reaches the end of the tube (see Figure 2), a current power source will be connected direct, whose negative connector will go to the tube and the positive to the cable of tin anode, at the same time that the bar begins to be withdrawal. The withdrawal speed and intensity used depend on the desired thickness of the galvanized, which can not exceed 30 mm The current will be applied during the withdrawal process of the bar (so that the mud supports do not damage the galvanized surface) and will be interrupted when the cable Tin anode reach its end.
Tras la extracción del cable de ánodo de estaño, el tubo, ya galvanizado, será transportado gracias a una pinza a dos tanques de limpieza consecutivos, y finalmente será situado en el lugar destinado al secado y al almacenamiento. Para el lavado se emplea una conocida tecnología que elimina todos los residuos empleando agua desionizada.After removal of the tin anode cable, the tube, already galvanized, will be transported thanks to a clamp two consecutive cleaning tanks, and will finally be located in the place for drying and storage. For washing it employs a known technology that eliminates all waste using deionized water.
El tubo, ya galvanizado, pasa por sucesivos conformados hasta alcanzar las dimensiones deseadas.The tube, already galvanized, goes through successive shaped to reach the desired dimensions.
Claims (3)
das.1. A method for manufacturing a copper composite installation tube with an internal galvanized face and characterized in that the galvanizing has been carried out by electrolysis of the internal face of the copper tube after hot extrusion or cold forming, followed of the deformation of the cross section of the copper tube by one or more shapes until reaching the desired dimensions
you give.
- a)to)
- Limpiar del tubo de cobre usando un proceso electroquímico.Clean the copper tube using a electrochemical process
- b)b)
- Galvanizar por electrolisis sumergiendo el tubo en un tanque lleno de solución electrolítica con movimiento de electrodos en su interior, caracterizada porque la velocidad del movimiento continuo del electrodo y la intensidad de la corriente se fijan dependiendo del grosor final deseado en el galvanizado de la cara interna.Galvanizing by electrolysis by immersing the tube in a tank filled with electrolyte solution with electrode movement inside, characterized in that the speed of the continuous movement of the electrode and the intensity of the current are set depending on the desired final thickness in the galvanized internal face .
- c)C)
- Lavar y secar el tubo galvanizado.To wash and dry the galvanized tube.
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