FI86384C - Foerfarande foer behandling av kopparroer. - Google Patents

Description

1 86384

Menetelmä kupariputkien käsittelemiseksi

Keksintö koskee menetelmää kupariputkien käsittelemiseksi, jotka saadaan loppumittoihinsa puristamalla tai 5 valssaamalla tms. ja sitä seuraavalla vetämisellä vetoöl-jyä käyttäen ja kuumennetaan viimeisen vetovaiheen jälkeen, ja vetoöljy poistetaan putkien sisältä huuhtelukaa-sulla.

Tunnetussa menetelmässä (DE-hakemusjulkaisu 26 17 10 406) kupariputket kuumennetaan erityisessä uunissa vetämi sen jälkeen vetoöljyn riittävän höyrynpaineen kehittämiseksi sopivassa, suuruudeltaan 500 - 550 °C lämpötilassa ja samanaikaisesti niiden läpi johdetaan kantokaasua veto-öljyhöyryä varten. Tämän työvaiheen jälkeen päästetään 15 kupariputkia pitkähkön ajan lämpötilassa 650 °C pehmeän, hyvin taipuvan putken aikaansaamiseksi, jollaisia putkia asentajat toivovat rakennusasennuksiin. Tämä menetelmä, joka johtaa sinänsä melko käyttökelpoisiin tuloksiin putken sisäpinnalle jäävän hiilen suhteen, ei ole taloudelli-20 nen, koska jatkuva valmistus ei ole mahdollinen.

Esillä olevan keksinnön tehtävänä on siten muodos-.···. taa menetelmä, jolla on mahdollista valmistaa taloudelli- _ sella tavalla kupariputkia, jotka ovat hyvin taivutetta vissa ja joissa putken sisäpinnalle jäävä hiilimäärä on 25 suuresti vähentynyt. Tämä tehtävä ratkaistaan edellä mainitun tyyppisellä menetelmällä, jolle keksinnön mukaan on tunnusomaista, että rengasvyyhdestä vedetyt putket johdetaan suoristettuina vastus- tai induktiohehkutuslaitteen läpi, jolloin koko putken läpimitta kuumennetaan yli 30 600 °C:n, hehkutuslaitteessa olevan putken päähän liite tään toinen putki kaasua läpäisevällä liitoskappaleella ja vetoöljyhöyryä poistetaan jatkuvasti putken sisältä oksi-doivasti vaikuttavan kaasun avulla. Keksinnön mukaisilla toimenpiteillä on mahdollista hehkuttaa miltei päättymät-35 tömän mittaisia kupariputkia ja silloin samanaikaisesti 2 86384 poistaa höyrystymällä tai krakkauttamalla syntyvät höyryt tai reaktiotuotteet ja saada aikaan putki, joka on hyvin taivutettavissa ja joka siten voidaan helposti asentaa. Toinen, oleellinen keksinnön mukaisen menetelmän etu on, 5 että menetelmä voidaan suorittaa samassa työvaiheessa kuin muovivaipan asentaminen. Viimeisen vetovaiheen jälkeen renkaanmuotoisena vyyhtenä oleva kupariputki suoristetaan seuraavassa työvaiheessa hehkutetaan ja siinä yhteydessä poistetaan syntyvät höyryt ja välittömästi sen jälkeen se 10 päällystetään muovivaipalla. Kun käytetään oksidoivasti vaikuttavaa kaasua. Siten estetään varmuudella, ettei ylimääräistä hiiltä kerrostu putken sisäpinnalle. Päinvastoin hiili palaa oksidoivassa ympäristössä hehkutusvyöhykkeessä ja se poistetaan kaasumaisena oksidina. Menetelmä toimii 15 optimaalisesti, kun happitarjonta putken sisällä juuri riittää jäljelle jääneen hiilen polttamiseen. Koska veto-öljyn määrä putken sisäpinnoilla vaihtelee, annetaan tarkoituksenmukaisesti ylimääräistä happea ja saadaan vastaavasti aikaan putken sisäpintojen oksidoitumista. Tällöin 20 syntyvä kuparioksidikerros ei heikennä kupariputken kor-roosiokestävyyttä, mutta aikaansaa, että suuremman happi-affiniteetin johdosta putken sisäpinnat ovat hiilettömät. Kulloinkin valmistuksessa käytetyn vetoöljymäärän mukaan johdetaan ilmaa tai myös hapella rikastettua ilmaa put-25 keen. Oksidoivasti vaikuttavan kaasun syöttö voi tapahtua imemällä tai puhaltamalla, tarkoituksenmukaisesti putken takapäästä. Puhaltamalla putken takapäästä, mikä epäilemättä on teknisesti yksinkertaisempi ratkaisu, joudutaan kuitenkin vaaraan, että liian vähäisellä virtausnopeudella 30 putken sisällä vetoöljyhöyry enemmän tai vähemmän kondensoituu hehkutetun, mutta jäähtyvän putken pinnalle. Tästä syystä on osoittautunut tarkoituksenmukaisemmaksi toisten putkien yhdistämisen jälkeen liittää putken vapaa pää imu-pumppuun tai puhaltimeen. Tällä keksinnön toteutuksella 35 imetään vetoöljyhöyryt valmistussuuntaa vastaan, jolloin 3 8 6 3 8 4 saadaan käytännöllisesti hiiletön putken pinta. Jos kuitenkin hiilijäämät siirtyvät aina hehkutusvyöhykkeeseen asti, niin ne palavat siellä vastaanvirtaavan oksidoivan kaasun vaikutuksesta. Toinen edullinen toteutus perustuu 5 siihen, että oksidoivasti vaikuttava kaasu puhalletaan putken sisään putken etupäästä siis valmistussuuntaa vastaan. Kaasuvirran nopeuden putken sisällä tulisi vastata enemmän kuin kaksinkertaista, edullisesti enemmän kuin viisinkertaista putken läpikulkunopeutta. Tällä toimen-10 piteellä tulee varmistaa, että ehdottomasti suurin osa syntyvistä vetoainehöyryistä imetään pois.

Keksinnön toisen ajatuksen mukaan on edullista, että putken sisään johdetaan suojakaasua. Siten on mahdollista valmistaa kupariputkia, joiden sisäpinnat ovat me-15 tallisesti puhtaat ja lisäksi hiilettömät.

Vetoöljyhöyryjen tai krakkautumisen reaktiotuotteiden poistaminen voidaan toteuttaa myös käyttämällä suoja-kaasua, kuten yllä on kuvattu, imemällä tai puhaltamalla tarkoituksenmukaisesti putken takapäästä. On osoittautunut 20 tarkoituksenmukaiseksi toisten putkien yhdistämisen jäl keen yhdistää jälkimmäisen putken vapaa pää imupumppuun ja pitää jo hehkutetun putken pää suojakaasuympäristössä. Tässä keksinnön toteutuksessa imetään vetoainehöyryt vasten valmistussuuntaa, jolloin saadaan käytännöllisesti 25 hiilettömät putkien pinnat. Tällöin on tärkeää, että putken imupäästä ei pääse sisään happea, koska tämä korkeassa yli 600 °C lämpötilassa voi johtaa ainakin osittaiseen sisäpinnan oksidoitumiseen. Myös suojakaasuvirran nopeuden tulisi vastata vähintään kaksinkertaista, edullisesti yli 30 viisinkertaista, putken läpikulkunopeutta.

Hapen pääsyn estämiseksi varmuudella, pidetään suojakaasuympäristössä, joka on jo hehkutetun putken päässä, yllä ylipainetta. Käsitellyt kupariputket, jotka tullaan asentamaan asennusputkina tai lämmitysputkina rakennuksiin 35 toimitetaan yleensä 25 - 50 m:n pituisina rengasvyyhtinä.

4 86384

Koska kysytyimmät putket, joiden mitat ovat 15 x 1, normaalissa valmistuksessa viimeisen vedon jälkeen ovat pituudeltaan aina 400 m asti, täytyy ne siis vaipoituksen jälkeen erottaa myyntipituuksiksi. Tämä pätkiminen suori-5 tetaan tarkoituksenmukaisesti samassa työvaiheessa saha-leikkauksella. Keksinnön mukaisen menetelmän yhteydessä on osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi sahaamisen aikana ja hivenen sitä ennen ja sen jälkeen pienentää suojakaasun virtausnopeutta arvoon nolla sammuttamalla imupumppu tai 10 synnyttää vastakkaissuuntainen virtaus vaihtamalla imupum-pun suuntaa. Tämä toimenpide on edullinen ilman sisäänvir-tauksen estämiseksi sahauksen aikana. Tästä toimenpiteestä voidaan tosin luopua, jos koko laitteistoa käytetään suo-jakaasussa, vaikkakin tämä on liian kallista, niin että 15 voidaan luopua erityisestä suojakaasukammiosta sahaa varten. Keksinnön mukaisella lämmitetyn suojakaasun käytöllä varmistetaan, että putkesta ei hehkutusprosessin aikana poisteta liikaa lämpöä niin, että päästövaikutus saadaan säilytettyä.

20 Erityisen suotuisan keksinnön muodon mukaisesti edellytetään, että viimeisen vedon jälkeen yksittäiset putket yhdistetään päistään säilyttämällä ainakin osa putken poikkileikkauksen sisäleveydestä yhdistyspaikan alueella, että kulloinkin putken osa kuumennetaan yli 25 600 °C lämpötilaan edullisesti vastus- tai indukti©kuumen nuksella jatkuvan läpikulun aikana, että pitkät putket hehkutuksen jälkeen leikataan toimituspituuksiin ja silloin erotuspaikan alueella putki suljetaan aina pieneen poikkileikkauspinta-alaan asti ja että putken toisesta 30 päästä vetoöljyhöyryt imetään jatkuvasti pois putken läpi-kulkusuuntaa vastaan. Oleellista on tällöin, että vetoöl-jyhöyryä imemällä putken sisälle saadaan vähäinen alipaine, mutta kuitenkin pidetään yllä virtausta. Tämä virtaus mahdollistetaan siten, että erotuspaikan alueella putki 35 suljetaan aina pieneen läpikulkupoikkileikkaukseen asti.

5 86384 Tätä menetelmää toteutettaessa on osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi ennen valmistuksen alkua juottaa tai hitsata yhteen useita putkia, sulkea putken toinen pää ja liittää toinen pää alipaineenkehittimen imujohtoon ja kun on saa-5 vutettu määrätty alipaine, johtaa useista putkista koostuva putkilinja valmistuslaitteiston läpi. Yksittäisten putkien yhteen juottamisessa tai hitsaamisessa muodostetaan tarkoituksenmukaisesti useiden kilometrien putkilinja niin, että valmistusaika tai aika, jonka putkilinja on 10 valmistuslaitteistossa kestää useita tunteja. Putkien yh-teenjuottamisen tai yhteenhitsaamisen johdosta ei läpivir-tauspoikkipinta-ala yhdistyspaikan alueella pienene lainkaan tai vain aivan vähäisessä määrin.

Keksinnön toisen sovellutuksen mukaan liitetään 15 kulloinkin valmistuksessa olevaan putkeen uusi putki ja tällöin yhdistystyön aikana imetään sekä yhdistyspaikasta, että uuden putken päästä. Käytännössä käytetään putken pään päälle käännettävää imulaitetta, joka yksittäisten putkien yhteen viemisen tai yhdistämisen jälkeen pois-20 tetaan. Välittömästi putkien yhdistämisen jälkeen pitäisi puhaltimen tai alipaineenkehittimen imuteho nostaa lyhytaikaisesti moninkertaiseksi. Toinen ratkaisu perustuu sii-hen, että kulloinkin valmistuksessa olevaan putkeen liitetään uusi putki ja liitostyön aikana puhalletaan valmis-25 tuksessa olevan putken alusta kaasumaista väliainetta put-kilinjaa. Tätä puhaltamista jatketaan niin kauan kunnes imujohto on liitetty putken päähän ja putken sisälle on muodostettu vähäinen alipaine. Puhaltamalla kaasumaista väliainetta, joka käytännössä on ilmaa tai suojakaasua 30 esim. typpeä, jota on vähäisessä määrin rikastettu hapel-la, poistetaan putken kuumentamisen yhteydessä syntyvät vetoöljyhöyryt putkesta valmistussuuntaa vastaan. On it-sestään selvää, että kuvatussa menetelmässä hehkutusvälin jälkeen kupariputkea voidaan vielä vähäisessä määrin vetää : *·· 35 ohuemmaksi (onteloveto) , jotta saadaan ns. puolikovia put- :..." kia.

6 86384

Keksintö koskee lisäksi laitetta menetelmän toteuttamiseksi, jolle laitteelle on tunnusomaista, että läpi-kulkusuunnassa katsottuna vastusläpikulkuhehkutuslaitteen eteen on sovitettu rengasvyyhteä varten syöttöpöytä, jonka 5 alueella pumpun tai puhaltimen imu- tai painejohto päättyy. Kun jatkuvan työprosessin aikana työstön kohteena oleva putki lähenee päätään, niin irrotetaan imu- tai painejohto tarkoituksenmukaisesti pikaliittimen avulla putken päästä, seuraava putki liitetään nyt vapaana ole-10 vaan putkenpäähän kaasua läpäisevän yhdistyskappaleen avulla ja imu- tai painejohto liitetään kiinnitetyn putken vapaaseen päähän. Edullisesti työskennellään kahdella lii-tosjohdolla niin, että juuri kuvatut työt voidaan suorittaa nopeasti. Vastusläpikulkuhehkutuslaitteen taakse on 15 sovitettu vähintään kaksi rinnakkaista valmistussuuntaan siirrettävissä olevaa suojakaasukammiota. Toinen näistä suojakaasukammioista käännetään välittömästi sahaleikkauk-sen jälkeen valmistuksessa olevan putkilinjan poikki-leikatun pään päälle ja se kulkee eteenpäin pään mukana 20 valmistusnopeudella. Seuraavan erotusleikkauksen jälkeen käännetään suojakaasukammio samalla tavoin pois ja se palaa lähtöpaikkaansa. Samalla kun toinen suojakaasukammio liikkuu putken pään mukana siirtyy toinen suojakaasukammio vastakkaiseen suuntaan ja jopa sellaisella nopeudella, 25 että se erotusleikkauksen jälkeen on sahan korkeudella ja se voidaan heilauttaa vapautuneen putken pään eteen. Suo-jakaasun tarpeen vähentämiseksi minimiin on tarkoituksenmukaista yhdistää suojakaasukammiot putkijohdoilla pumppuun tai puhaltimeen. Putkijohdot ja kupariputki muodos-30 tavat siten suojakaasukierron. Jotta estetään suojakaasun kyllästymisen vetoöljyhöyryllä, on edullista sovittaa suo-jakaasukammioiden ja pumpun tai puhaltimen väliin suodatin. Tämän suodattimen tulisi olla helposti vaihdettavissa.

35 Keksintöä kuvataan lähemmin kuvioissa 1 ja 2 kaa vallisesti esitettyjen suoritusmuotoesimerkkien avulla.

7 86384

Rengasvyyhtenä 1 oleva kupariputki 2 vedetään syöt-töpöydältä 3 ja johdetaan ensiksi oikaisutelakertaan 4. Oikaisutelasarjän 4 taakse on sovitettu vastusläpikulku-hehkutuslaite 5, jossa kupariputki kuumennetaan vähintään 5 600 °C lämpötilaan. Vastusläpikulkuhehkutuslaitteesta poistuva kupariputki 2 jäähtyy hitaasti ja varustetaan ei erityisesti kuvatulla, mutta tunnetulla muovivaipalla pur-sottimen 6 avulla. Pursottimen 6 taakse on sovitettu riippuva saha, joka erottaa päällystetyn putken myyntimittoi-10 hin. Myyntimitat siirtyvät sitten ei enää esitettyyn kul-jetustelalaitteeseen ja ne johdetaan käärimislaitteeseen. Syöttöpöydän 3 alueella on pumppu tai puhallin 8, jonka imujohto 9 on yhdistetty pikaliittimen avulla rengasvyyh-din 1 päähän. Kun rengasvyyhdessä 1 on enää lyhyt pituus 15 kupariputkea 2, niin pikaliitin irrotetaan, valmistuksessa oleva kupariputken pituus yhdistetään vedonkestävästi uuteen rengasvyyhteen läpipäästävän kappaleen avulla ja pikaliitin liitetään uuteen, mukaan liitettyyn rengasvyyhteen 1.

20 Puhallin 8 imee vastusläpikulkuhehkutuslaitteen 5 alueella syntyvät vetoainehöyryt tarkasti pois kupariputken 2 sisältä. Sen johdosta, että poikki sahattu kupari-putken 2 pää avautuu vapaaseen ilmatilaan, voi ilma virrata putken sisään ja polttaa läpikulkuhehkutuslaitteen 25 alueella olosuhteiden johdosta muodostuvan elementaarisen hiilen. Jos happimäärä, joka on ilmassa, ei riitä, niin käytetään tarkoituksenmukaisesti hapella rikastettua ilmaa. Tähän tarkoitukseen on muodostettu kaksi kammiota 10 ja 11, jotka ovat siirrettävissä kiskoilla 12 ja 13 yhden-. ; 30 suuntaisesti valmistussuunnan kanssa. Kammiot 10 ja 11 ovat käännettävissä kupariputken 2 tasossa. Välittömästi sahausleikkauksen jälkeen siirretään irti sahatut putket 14 kiihdytetysti pois ja kuten kuviossa on esitetty, kammio 11 käännetään kupariputken 2 päälle. Kammion 11 sisään '· 35 johdetaan hapella rikastettu ilma, joka puhaltimen 8 imu- 8 86384 vaikutuksen johdosta tunkeutuu myös kupariputken 2 sisään.

Seuraavan sahausleikkauksen jälkeen siirretään kammio 10 sahauksessa syntyneen putken pään päälle ja kammio 11 siirretään takaisin lähtöpaikkaansa sahan 7 alueelle.

5 Kammioita 10 ja 11 voidaan käyttää myös silloin, kun kupariputken 2 alkupäästä puhalletaan ilmaa tai hapella rikastettua ilmaa putken sisälle.

Jos tahdotaan valmistaa metallisesti puhtaita kupariputkia, täytyy estää, ettei happea pääse liikaa putken 10 sisälle. Tätä tarkoitusta varten on kammiot 10 ja 11 muodostettu suojakaasukammioiksi (kuvio 2) . Suojakaasukammiot 10 ja 11 on yhdistetty putkijohdoilla 15 ja 16 puhaltimeen 8. Putkeen 15 ja 16 on sovitettu ei enää esitetty, vaihdettavissa oleva suodatin vetoöljyhöyryjen tai kondensoi-15 tuneen vetoöljyn poistamiseksi suojakaasusta.

Toinen suoritusmuotoesimerkki tulee valaisemaan keksintöä tarkemmin.

Kupariputki ulkohalkaisijaltaan esim. 12 mm ja sei-nänvahvuudeltaan 1 mm ja pituudeltaan 1500 m liitetään 20 kovajuotteella päittäin samanlaiseen kupariputkeen. Näin muodostuneeseen putkilinjaan liitetään toisia samanlaisia putkia samoin juottamalla. Valmistusnopeudella n. 50 m/min riittää kahdeksan putkea neljä tuntua kestävään valmistus-kiertoon.

25 Näin muodostuneen putkilinjan alku puristetaan ko koon ja toinen pää liitetään alipaineenkehittimen 8 imu-johtoon 9. Alipaineenkehitin 8 poistaa ilman putkilinjan sisältä. Putkilinjan litistetty pää viedään sitten val-mistuslaitteistoon, jossa putki seuraavaksi suoristetaan 30 ja johdetaan sen jälkeen vastusläpikulkuhehkutuslaittee-seen 5. Viimeisestä vedosta jäljelle jääneet vetoöljytäh-teet höyrystyvät tietyssä, n. 500 °C lämpötilassa ja ne imetään putkilinjan päähän valmistussuuntaa vastaan. Putki lämmitetään vastusläpikulkuhehkutuslaitteessa 5 noin 35 650 °C lämpötilaan ja se jäähtyy ulostulon jälkeen hitaas- 9 86384 ti. Pursottimen 6 avulla varustetaan jäähtynyt putki muo-vivaipalla. Pursottimen 6 takana erotetaan päällystetty kupariputki myyntimittoihin ja johdetaan siirtotelakertaan tai sitomislaitteeseen.

5 Erotusleikkaus toimituspituuksien valmistamiseksi toteutetaan nyt niin, että jää jäljelle vähäinen vapaa läpivirtauspoikkipinta. Tämän läpivirtauspoikkipinnan läpi virtaa ilma putken sisälle ja mahdollistaa siten virtauksen valmistussuuntaa vastaan niin, että vetoöljyhöyryt 10 voidaan poistaa. Siten syntyvä kevyt sisäpinnan oksidoitu- minen saadaan tieten tahtoen aikaan.

Keksinnön mukaisen menetelmän avulla on onnistuttu alentamaan pelättyä tiettyjen vesien yhteydessä korroosioon mahdollisesti johtavaa hiilifilmiä alle 0,05 mg/dm2:n 15 konsentraatioon.

Kunkin valmistetun toimituspituuden tarkistamiseksi voi henkilökunta erotusleikkauksen jälkeen avata valmis-tuslaitteistosta ulostulevan putken pään kevyellä vasaran-iskulla ja tarkistaa putken ja sisäpinnan laadun. Mikäli 20 putkenpinnat jäävät laatuvaatimustason alapuolelle, lait teiston asetusarvoja muutetaan vastaavasti.

Claims (6)

10 86384

1. Menetelmä kupariputkien käsittelemiseksi, jotka saadaan loppumittoihinsa puristamalla tai valssaamalla 5 tms. ja sitä seuraavalla vetämisellä vetoöljyä käyttäen ja kuumennetaan viimeisen vetovaiheen jälkeen, ja vetoöljy poistetaan putkien sisältä huuhtelukaasulla, tunnet-t u siitä, että rengasvyyhdestä vedetyt putket johdetaan suoristettuina vastus- tai induktiohehkutuslaitteen läpi, 10 jolloin koko putken läpimitta kuumennetaan yli 600 °C:n, hehkutuslaitteessa olevan putken päähän liitetään toinen putki kaasua läpäisevällä liitoskappaleella ja vetoöljy-höyryä poistetaan jatkuvasti putken sisältä oksidoivasti vaikuttavan kaasun avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että putkeen johdetaan ilmaa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että putkeen johdetaan hapella rikastettua ilmaa.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että vetoöljyhöyryt poistetaan läpikulkusuunnan vastaisella imulla.

5. Laite jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että 2. läpikulkusuunnassa katsottuna vastusläpikulkuhehkutuslait- teen (5) eteen on sovitettu rengasvyyhteä (1) varten syöt-töpöytä (3), jonka alueella pumpun tai puhaltimen (8) imuja painejohto (9) päättyy.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, t u n - 30. e t t u siitä, että imu- tai painejohto (9) on pika- liittimen välityksellä liitettävissä putken päähän. 11 86384