FI94402B - Putki, jonka sisäpinta on pinnoitettu hartsikerroksella, sekä menetelmä sen valmistamiseksi - Google Patents

Description

94402 1 :,

" I

Putki, jonka sisäpinta on pinnoitettu hartsikerroksella, sekä menetelmä sen valmistamiseksi

Keksintö koskee putkea, jonka sisäpinta on pinnoi-5 tettu hartsikerroksella, sekä menetelmää sen valmistamiseksi, ja tarkemmin sanottuna putkea, jonka sisäpinta on pinnoitettu hartsikerroksella ja jota käytetään lämmin- tai kylmävesiputkena, kaasuputkena, lämmön-siirtoputkena ja vastaavana putkena, jonka kautta voi virit) rata jopa syövyttävää virtaavaa väliainetta, sekä menetelmää sen valmistamiseksi.

Tavanomaisessa vesijohdossa, kaasujohdossa, lämmönsiirto johdossa jne. on sen sisäpinta pinnoitettu hartsikerroksella korroosionkesto-ominaisuuksien parantamisek-15 si sekä putkimateriaalin ja siinä virtaavan väliaineen välisen kemiallisen reaktion välttämiseksi. Vieläpä tarkasteltaessa kemikaalinkesto-ominaisuutta, lämpöstabiiliutta jne., on suositeltavaa käyttää edellä selitettyyn tarkoitukseen fluorihartsia.

20 Kuitenkaan eivät laajalti käytetyn fluorihartsin, kuten tetrafluorieteenihartsin tai tetrafluorieteeniper-fluorialkyylivinyylihartsin pinnoiteominaisuudet ole odotuksia vastaavia, koska se ei liukene liuottimeen. Lisäksi hartsi tarttuu metalliin huonosti, mikä johtuu sen luon-25 täisistä ominaisuuksista. Näistä syistä ei hartsi ole so-j · ; piva materiaaliksi, jolla putken sisäpinta pinnoitetaan.

:1:1· Toisin sanoen, pinnoitemateriaalin viskositeetin edellyte tään olevan ennalta määrätyn, niin että pitkän putken sisäpinta voidaan pinnoittaa sillä tasaisesti. Tässä suh-• 30 teessä ei sellaista ominaisuutta odoteta edellämainitussa hartsissa. Vieläkin pahempaa on, että on välttämätöntä ’·. ' käyttää lisätoimenpiteitä, niin että hartsi kiinnittyy lujasti putken sisäpintaan, erityisesti siinä tapauksessa, että putki on metallia.

35 Julkaisuista DE-23 50 787, CH-368 987 ja JP 59-123 621 tunnetaan putkien sisäpuolisia fluorihartsipinnoittei- 2 94402 ta, joissa on käytettävä erillisiä liima- ym. kerroksia, tai fluorimuoviputken käyttäminen metalliputken sisällä.

Sen vuoksi on tämän keksinnön kohteena saada aikaan putki, jonka sisäpinta on pinnoitettu hartsikerroksella, 5 sekä menetelmä sen valmistamiseksi, joissa pinnoitusmate-riaalin tarttuvuus on parempi, samalla kun säilytetään fluorihartsin luontaiset ominaisuudet, kuten lämpöstabili-teetti, vedenkestävyys, kemikaalinkestävyys jne.

Tämän keksinnön eräänä muuna kohteena on saada ai-10 kaan putki, jonka sisäpinta on pinnoitettu hartsikerroksella sekä menetelmä sen valmistamiseksi, joissa saavutetaan se, että putkea voidaan käyttää laajalti, kuten kylmä- tai lämminvesijohtona, kaasujohtona, lämmönsiirtojohtona jne., joiden kautta syövyttävä virtaava väliaine vir-15 taa.

Keksinnön kohteena on lisäksi saada aikaan putki, jonka sisäpinta on pinnoitettu hartsikerroksella, sekä menetelmä sen valmistamiseksi, joissa sille välttämätön tai-puisuus saadaan siten, että putkea voidaan taivuttaa put-20 kijärjestelyssä ennalta määrättyyn kaarevuuteen.

Keksinnön erään tunnusmerkin mukaan käsittää putki, jonka sisäpinnat on pinnoitettu hartsikerroksella, putki-: ·* osan ja putkiosan sisäpinnalla olevan hartsikerroksen, jossa hartsikerros on seos, joka sisältää lämmössä sulavaa • 25 fluorihartsia ja fluorielastomeeriä (fluoria sisältävää : elastomeeriä).

:Y: Keksinnön erään muun tunnusmerkin mukaan käsittää keksintö menetelmän sisäpinnaltaan hartsikerroksella pinnoitetun putken valmistamiseksi, jossa menetelmässä pin-30 noitetaan putkiosan sisäpinnalle hartsiseos, joka sisältää lämmössä sulavaa fluorihartsia ja fluorielastomeeriä hartsikerroksen muodostamiseksi sille, kuivataan putkiosan YJ sisäpinnalle muodostunut hartsikerros ja lämmitetään put- kiosa lämpötilaan, joka on korkeampi kuin hartsiseoksen *. 35 sisältämän mainitun lämmössä sulavan fluorihartsin sula- ’*. mispiste.

li 3 94402

Keksinnön tunnusmerkeissä on lämmössä sulava fluo-rihartsi ainakin jokin, joka on valittu eteenin ja tetra-fluorieteenin vuorottelevasta kopolymeeristä, eteenin ja klooritrifluorieteeni-heksafluoripropyleenin vuorottele-5 vasta kopolymeeristä jne., ja fluorielastomeeri on ainakin jokin, joka on valittu tetrafluorieteeni-propyleeni-järjestelmän kopolymeeristä, vinylideenifluori-heksafluo-ripropyleenijärjestelmän kopolymeeristä, vinylideenifluo-riklorotri fluorieteenistä, vinylideenifluori-pentafluori-10 propeenijärjestelmän kopolymeeristä, akrylaattijärjestel- män elastomeeristä, johon kuuluu polyfluorialkyyliryhmä, tetrafluorieteeni-vinylideeni fluori-propyleeni j ärj estelmän kopolymeeristä, tetrafluorieteeni-eteeni-isobutylee-nijärjestelmän kopolymeeristä, eteeni-heksafluoripro- 15 peenijärjestelmän kopolymeeristä, tetrafluorieteeni-etee- ni-heksafluoripropeenijärjestelmän kopolymeeristä, tetra-fluorieteeni-buteeni-1-järjestelmän kopolymeeristä, tetra-fluorieteeni-etyylivinyylieetterijärjestelmän kopolymeeristä, fosfonitriilielastomeeristä, johon kuuluu fluori, 20 tetrafluorieteeni-fluorivinyylieetterijärjestelmän kopo- lymeeri jne. Erityisesti tetrafluorieteeni-propyleenijärjestelmän kopolymeeri on erityisen tarkoituksenmukainen valittavaksi niistä.

Tarkoituksenmukainen fluorielastomeerin seossuhde 25 on 10 - 90 paino-% lämmössä sulavaan fluorihartsin nähden • siitä syystä, että pinnoitekalvon tarttuvuus ja taipuisuus ei parane alle 10 % suhteella ja pinnoituskalvon mekaaninen lujuus alenee, jos suhde on yli 90 %. Pinnoitemateri-aalia, jossa hienojakoinen, lämmössä sulava hartsijauhe .-,30 dispergoidaan liuottimeen liuotettuun fluorielastomeeriin, pinnoitetaan putken sisäpinnalle ja sille sillä tavoin ’. pinnoitettu kalvo kuivataan ja lämmitetään sen jälkeen ennalta määrätyksi ajaksi lämpötilaan, joka on korkeampi : : kuin lämmössä sulavan fluorihartsin sulamislämpötila, niin *•.35 että tuloksena saadaan putken sisäpinnalle kalvo, jossa fluorihartsi ja fluorielastomeeri muodostavat verkkomaisen 4 94402 sidoksen. On selvää, että edellä selitetty lämpökäsittely suoritetaan lämpötilassa, joka on matalampi kuin lämpötila, jossa putki on altis muodonmuutokselle. Siten saadun pinnoitekalvon tarkoituksenmukainen paksuus on 0,01 -5 0,5 mm. Keksinnössä käytetään metalliputkea, kuten kupa ri-, kupariseos-, alumiini-, alumiiniseos- jne. putkea, jonka halkaisija on vähemmän kuin noin 50 mm, pinnoitettavaksi sisäpinnaltaan hartsikerroksella. Metalliputkessa on mieluummin joukko uria tai ulkonemia, jotka ulottuvat yh-10 densuuntaisina tai kierukkamaisesti putken pituussuunnassa, parantaen siten pinnoitekerroksen tarttuvuutta putken sisäpintaan. Urat tai ulkonemat voivat olla jatkuvia tai jaksoittaisia pitkin aksiaalisuuntaa, ja risteytyvät urat tai ulkonemat voivat leikata ne. Vaikkakaan urien tai ul-15 konemien muotoa ja lukumäärää ei ole rajoitettu, on urien tai ulkonemien syvyys tai korkeus mieluummin 0,01 - 0,2 mm, koska alle 0,01 mm:n korkeus vaikuttaa vain vähän hartsikerroksen tarttuvuuteen, samalla kun yli 0,2 mm tekee vaikeaksi säilyttää hartsikerroksen yhdenmukaisuutta 20 pitkin putkea ja hartsin kulutus lisääntyy.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin oheisten piirustusten yhteydessä.

Kuvio 1 on poikkileikkauskuva, joka esittää menetelmää sisäpinnaltaan hartsikerroksella pinnoitetun putken 25 valmistamiseksi.

• · . Kuvio 2 on graafinen esitys, joka esittää putken • · sisäpinnan hartsikerroksen repeytymislujuuden suhdetta pinnoitushartsin komponenttien seossuhteeseen.

Kuvio 3 on graafinen esitys, joka esittää putken 30 sisäpinnan hartsikerroksen repeytymislujuuden suhdetta urien syvyyteen.

’ Kuviossa 1 esitetään menetelmä sisäpinnaltaan hart- : : : sikerroksella pinnoitetun putken valmistamiseksi keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa. Pinnoitusosa 3, jota akseli-35 osa 5 kannattaa, on sijoitettu metalliputkeen 1 ja pinnoi-tushartsia 2 syötetään pinnoitusosan 3 yhdelle puolelle li 5 94402 metalliputken 1 sisään. Tässä vaiheessa siirretään metalliputkea 1 nuolen osoittamaan suuntaan, ilman että sen muoto muuttuu.

Vaikka pinnoitushartsi 2 pyrkii jäämään pinnoitus-5 osan 3 taakse, puristuu suurehko osa pinnoitushartsista 2 pinnoitusosan 3 kehän ja metalliputken 1 sisäpinnan väliseen kapeaan rakoon ja muodostuu sen vuoksi hartsikerrok-seksi putken sisäpinnalle. Siten muodostuneen hartsiker-roksen 4 paksuutta säädetään valitsemalla metalliputken 1 10 sisähalkaisijasta riippuen pinnoitusosan 3 ennalta määrätty ulkohalkaisija.

Vaikka pinnoitusosa 3 kuvataan kuviossa 1 kartion muotoisena tulppana, se voi olla muunkin muotoinen, esimerkiksi pallon muotoinen tulppa. Vaikka hartsikerros 4 15 muodostuu deformoitumattoman metalliputken 1 sisäpinnalle, voidaan metalliputki pinnoittaa hartsikerroksella 4 sisäpinnan siltä osalta, joka on vähän matkaa edessä siitä kohdasta, jossa metalliputken 1 halkaisija on kutistunut vetotyökalun vaikutuksesta. Siinä tapauksessa, että metal-20 liputken 1 sisäpinta on pinnoitettu hartsikerroksella 4 halkaisijan kutistuessa, voi pinnoitusosa 3 olla metalli-putken 1 sisällä kohdassa, jossa vetotyökalu on metalli-putken 1 kehällä, ikäänkuin vetotulppa olisi siinä kohdassa, tai voi tulla yhdistetyksi liitostangon välityksellä . . 25 sellaiseen vetotulppaan, joka on lyhyen matkaa siitä koh-; dasta eteenpäin. Sellaisessa tapauksessa voidaan hartsi- kerroksella pinnoittaa sisäpinta pitemmässä putkessa kuin kuviossa 1 esitetty metalliputki 1, jos pinnoitusosa 3 ja pinnoitusosaan 3 yhdistettävä kmnatusosa uitetaan metal-.-.30 liputken 1 sisään.

Sillä tavoin metalliputken 1 sisäpinnalle muodostu-*. nut hartsikerros 4 kuivataan ja sen jälkeen lämmitetään lämpötilaan, joka on korkeampi kuin pinnoitushartsin 2 • ♦ · :: sisältämän lämmössä sulavan hartsin sulamislämpötila ja ’.35 matalampi kuin metalliputken 1 muodonmuutoslämpötila muo- 6 94402 dostaen sillä tavalla ennalta määrätyn ohuen hartsikerrok-sen, jossa komponentit muodostavat verkkomaisen sidoksen.

Edellä selitettyä suoritusmuotoa selitetään yksityiskohtaisemmin seuraavissa esimerkeissä 1-4.

5 Esimerkki 1

Valmistetaan kupariputki 1, jonka ulkohalkaisija on 12,7 mm ja seinän paksuus 0,7 mm ja jossa on 60 uraa, joiden kunkin syvyys on 0,05 mm ja jotka ovat säännöllisin välein pitkin putken 1 sisäkehää, ja edelleen valmiste-10 taan pinnoitehartsia 2 varten kahdeksan seosta (maali, jonka liuottaa seoksen liuotin, johon kuuluu butyyliase-taatti ja etyliasetaatti, jossa kuiva-ainepitoisuus on 50 paino-%), joihin sekoitetaan 0 - 100 paino-% tetra-fluorieteenipropyleenikopolymeeriä (AFLUS 100, jota val-15 mistaa ASAHI GLASS Co., Ltd. Tokio), jossa on hienojakoiseksi jauhettu tetrafluorieteeni-eteenikopolymeeriemäs. Kunkin siten valmistetun kupariputken 1 sisäpinta pinnoitetaan kahdeksalla pinnoitehartsin 2 seoksella, jotka myös on siten valmistettu, vastaavasti, jotta muodostuisi ku-20 viossa 1 esitetyllä tavalla hartsikerrokset 4, joista kunkin paksuus on 0,15 mm. Kaikki kupariputket, joiden sisäpinta on sillä tavoin pinnoitettu hartsikerroksilla 4 kuivataan ja lämmitetään lämpötiloihin, joista korkein on 350 eC, 30 - 60 minuutin ajaksi, jotta muodostuisi valmiit 25 kalvot, joiden paksuudet ovat 30 - 70 pm.

. i Kahdeksan kupariputken kalvojen repeytyrnislujuudet mitataan suhteessa tetrafluorieteeni-propyleenikopolymee-rin seossuhteisiin, kuten kuvion 2 kahdeksan pistettä "A", "B", "C",....,"H" esittävät. Kunkin kupariputken 1 repey-r- -.30 tymislujuuden määrää voima, joka tarvitaan repimään kalvo kupariputken 1 sisäpinnalta 10 mm:n leveydeltä 90° kulmas-*. sa. Repeytymisvoimaa voidaan kutsua "tarttumisvoimaksi".

Mittauksen tuloksena ei tarkalleen määrättyä repeytymis-voimaa voida mitata siinä tapauksessa, että tetrafluori-•35 eteeni-propyleenikopolymeerin seossuhde on 100 %, kuten li 7 94402 kuvion 2 piste "H" esittää, koska hartsin mekaaninen lujuus on huono.

Esimerkki 2

Valmistetaan 70 kupariputkea 1, joiden ulkohalkai-5 sija on 12,7 mm ja seinän paksuus 0,7 mm ja joiden kunkin sisäpinnassa on 70 leveydeltään 0,2 mm:n ja syvyydeltään 0,005 - 0,2 mm:n uraa 0,5 mm:n välein pitkin putken sisä-kehää, ja lisäksi valmistetaan pinnoitehartsi 2 (maali, jonka liuottaa seoksen liuotin, joka sisältää butyyliase-10 taattia ja etyyliasetaattia, joiden kuiva-ainepitoisuus on 50 paino-%) joihin sekoitetaan tetrafluorieteeni-eteeniko-polymeeriä (AFLUS 100, jota valmistaa ASAHI GLASS Co., Ltd. Tokio), jossa on 0 - 100 paino-% hienojakoiseksi jauhettua tetrafluorieteenieteenikopolymeeriemästä (AFLON COP 15 C-88A, jota valmistaa ASAHI GLASS Co., Ltd. Tokio). Kunkin kupariputken 1 sisäpinnalle muodostetaan hartsikerros 4, jonka paksuus on noin 0,1 mm ja joka kuivataan samalla tavoin kuin esimerkissä 1. Sen jälkeen kukin kupariputki 1 lämmitetään samalla tavoin kuin esimerkissä 1, jolloin 20 muodostuu valmis kalvo, jonka paksuus on 30 pm urien välisellä harjalla.

Kunkin kupariputken 1 kalvon repeytymislujuus mitataan ja kuvion 3 kuusi pistettä "A", "B", "C""F" esittävät niitä. Kuten tuloksesta selviää, kasvaa repeyty-25 mislujuus riippuen urien syvyyden kasvusta.

• ’. · Esimerkki 3

Valmistetaan alumiiniputki 1, jonka ulkohalkaisija on 20 mm ja seinän paksuus 2 mm ja jonka sisäpinnalla olevien urien syvyys on 0,1 mm, leveys 0,4 mm ja väli 0,7 mm, : .-.30 ja edelleen valmistetaan pinnoitehartsia 2 (maali, jonka liuottaa liuotin, joka sisältää etyyliasetaattia, jonka *. kuiva-ainepitoisuus on 50 %), jossa 50 paino-% tetrafluo- rieteeni-propyleenikopolymeeriä (AFLUS 100, jota valmistaa ASAHI GLASS Co., Ltd. Tokio) ja 50 paino-% tetrafluoripro-. .·, 35 peenikopolymeeriä (NEOFLON FEO jauhemaalia NC-1500, jota '”· valmistaa DAIKIN INDUSTRIES Ltd. Tokio) sekoitetaan keske- 9440έ 8 nään. Alumiiniputken sisäpinnalle muodostuu esimerkeissä 1 ja 2 selitetyn pinnoitusprosessin, kuivauksen ja lämpökäsittelyn avulla kalvo, jonka keskipaksuus urien välisellä harjalla on 40 pm.

5 Sillä tavoin saadun kalvon repeytymislujuus mita taan samalla tavoin kuin esimerkeissä 1 ja 2 ja tulos 520 g/cm vahvistaa, että tarttuvuus on yhtä hyvä kuin odotettiin.

Esimerkki 4 10 Valmistetaan kupariputki 1, jonka ulkohalkaisija on 22,2 mm ja seinän paksuus 1,14 mm ja jonka sisäpinnalla olevan kunkin uran syvyys on 0,1 mm, leveys 0,3 mm ja väli 0,6 mm, ja edelleen valmistetaan pinnoitehartsia 2 (maalin liuottaa butyyliasetaattiliuotin, jossa kuiva-ainepitoi-15 suus on 50 paino-%), jossa hienojakoiseksi jauhettu tri-fluorieteeni (DIFLON, jota valmistaa DAIKIN INDUSTRIES Ltd., Tokio) ja vinylideenidifluori-propyleenifluorikopo-lymeerielastomeeri (DIEL G801, jota valmistaa DAIKIN INDUSTRIES Ltd., Tokio) sekoitetaan toisiinsa. Kupariputken 20 1 sisäpinnalle muodostuu samalla tavoin kuin esimerkeissä 1-3 noin 0,1 mm:n paksuinen hartsikerros, joka sen jälkeen kuivataan uunissa 100 °C:n lämpötilassa. Kupariputki lämmitetään sen jälkeen lämpötilaan 260 °C 30 minuutin ajaksi, jotta sen sisäpinnalle muodostuisi urien harjalle V 25 kalvo, jonka keskimääräinen paksuus on 30 pm. Tuloksena • \i saavutetaan repäisylujuus 300 g/cm mittauksen mukaan, joka :V: suoritettiin samalla tavoin kuin esimerkeissä 1-3.

< <

Vaikka keksintöä on selitetty suhteessa nimenomaiseen suoritusmuotoon täydellistä ja selvää esitystä var-. . 30 ten, ei oheisia patenttivaatimuksia siten rajoiteta, vaan niiden on tulkittava käsittävän kaikki muunnokset ja vaih-*. toehtoiset konstruktiot, jotka voivat juolahtaa tekniik- :,j.: kaan perehtyneen mieleen ja jotka kohtuudella sisältyvät : : tässä esitettyyn perusopetukseen.

. !·. 35 i

Claims (12)

1. 94402
2. 1. Putki, jonka sisäpinta on pinnoitettu hartsi-kerroksella, ja joka käsittää putkiosan (1) ja putkiosan 5 sisäpinnalla olevan hartsikerroksen (4), tunnettu siitä, että hartsikerros (4) on seos, joka sisältää lämmössä sulavaa fluorihartsia ja fluorielastomeeriä.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen putki, jonka sisäpinta on pinnoitettu hartsikerroksella, tunnettu 10 siitä, että fluorielastomeeri on tetrafluorieteenipropy-leenikopolymeeriä.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen putki, jonka sisäpinta on pinnoitettu hartsikerroksella, tunnettu siitä, että fluorielastomeerin seossuhde on 15 10-90 painoprosenttia.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen putki, jonka sisäpinta on pinnoitettu hartsikerroksella, tunnettu siitä, että hartsikerroksen (4) paksuus on 0,01 - 0,2 mm.
6. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen putki, jonka si- 20 säpinta on pinnoitettu hartsikerroksella, tunnettu siitä, että putkiosa (1) on varustettu urilla tai ulkone-milla, joista kunkin syvyys tai korkeus on 0,01 - 0,02 mm.
7. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen putki, jonka sisäpinta on pinnoitettu hartsikerroksella, tunnettu 25 siitä, että putkiosa (1) on metallia. . ' : 7. Menetelmä sisäpinnaltaan hartsikerroksella pin- ν': noitetun putken valmistamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet: pinnoitetaan putkiosan (1) sisäpinnalle hartsiseos, joka sisältää lämmössä sulavaa fluo- 30 rihartsia ja fluorielastomeeriä hartsikerroksen (4) muodostamiseksi sille, kuivataan putkiosan (1) sisäpinnalle *. muodostunut hartsikerros (4) ja lämmitetään putkiosa (1) lämpötilaan, joka on korkeampi kuin hartsiseoksen sisältä-:: män lämmössä sulavan fluorihartsin sulamispiste. 35 94402 10 ;
8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä sisäpinnaltaan hartsikerroksella pinnoitetun putken valmistamiseksi, tunnettu siitä, että hartsiseoksen pin-noitusvaihe suoritetaan putkiosaan (1) työnnetyn pinnoi- 5 tusosan (3) avulla.
9. 9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä sisäpinnaltaan hartsikerroksella pinnoitetun putken valmistamiseksi, tunnettu siitä, että putkiosaa (1) siirretään aksiaalisuunnassa, ilman että se muuttaa muo- 10 toaan.
10. 10. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä sisäpinnaltaan hartsikerroksella pinnoitetun putken valmistamiseksi, tunnettu siitä, että putki (1) pinnoitetaan sisäpinnaltaan hartsikerroksella (4) putken ul- 15 kohalkaisijan kutistuessa.
11. 11. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä sisäpinnaltaan hartsikerroksella pinnoitetun putken valmistamiseksi, tunnettu siitä, että putkiosa (1) pinnoitetaan hartsikerroksella (4) juuri putken ulkohal- 20 kaisijän kutistumisen jälkeen.
12. 12. Jonkin patenttivaatimuksen 7-11 mukainen menetelmä sisäpinnaltaan hartsikerroksella pinnoitetun putken valmistamiseksi, tunnettu siitä, että putken (1) sisäpinta on varustettu suurella määrällä uria tai 25 ulkonemia, joihin hartsiseos pinnoitetaan. • · • · • · · 94402