LU83165A1 - Tubes pour condenseurs ou echangeurs de chaleur en alliages de cuivre resistant a la corrosion et procede pour leur fabrication - Google Patents
Tubes pour condenseurs ou echangeurs de chaleur en alliages de cuivre resistant a la corrosion et procede pour leur fabrication Download PDFInfo
- Publication number
- LU83165A1 LU83165A1 LU83165A LU83165A LU83165A1 LU 83165 A1 LU83165 A1 LU 83165A1 LU 83165 A LU83165 A LU 83165A LU 83165 A LU83165 A LU 83165A LU 83165 A1 LU83165 A1 LU 83165A1
- Authority
- LU
- Luxembourg
- Prior art keywords
- tubes
- condensers
- heat exchangers
- copper alloys
- corrosion
- Prior art date
Links
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims description 32
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims description 32
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000010974 bronze Substances 0.000 claims description 8
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 7
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 241001275902 Parabramis pekinensis Species 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 3
- 241000238424 Crustacea Species 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 229910019589 Cr—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 231100000916 relative toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/085—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from copper or copper alloys
-
- 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
- C23C8/12—Oxidising using elemental oxygen or ozone
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
- F28F19/06—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Description
- 1 - »
Tubes pour condenseurs ou échangeurs de chaleur en alliages de cuivre résistant à la corrosion et procédé pour leur fabrication.
La présente invention concerne, à titre de produits nouveaux, des tubes pour condenseurs ou échangeurs de chaleur en alliages de cuivre, présentant de bonnes propriétés de résistance à la corrosion. Suivant une forme d'exécution parti-5 culière, elle concerne des tubes en un matériau autre que le cuivre, par exemple en acier inoxydable ou en un métal ou alliage non cuivreux adéquat, doublés intérieurement d'un alliage de cuivre rendu résistant à la corrosion, ces tubes composites pouvant être utilisés notamment pour les condenseurs . 10 du circuit secondaire des centrales thermiques à réacteur nucléaire. L'invention porte également sur un procédé pour la fabrication des tubes simples ou composites mentionnés ci-dessus.
Les condenseurs et échangeurs de chaleur installés dans 15 les centrales électriques, dans les raffineries de pétrole, à bord des navires ou dans l'industrie chimique, les stations de dessalement, etc. doivent répondre à des conditions d'exploitation sévères et notamment résister à la corrosion. L'emploi d'alliages de cuivre, utilisés en principe à l'état 20 recuit, pour la fabrication des tubes de ces condenseurs et échangeurs de chaleur est particulièrement attrayant, notamment du fait que la toxicité relative de ces alliages empêche la fixation de crustacés ou autres organismes vivants provenant de l'eau de mer, d'estuaire ou de rivière servant au refroidis-25 sement. Parmi ces alliages, on peut mentionner par exemple les laitons 70 Cu - 30 Zn, 70 Cu - 29 Zn - 1 Sn, 76 Cu - 22 Zn -2 Al, les cupronickels 90 Cu - 10 Ni + 1 Fe, 66 Cu - 30 Ni -k Fe et les bronzes d'aluminium 92 Cu - 6 Al - 2 Ni ou 8*f Cu - 15 Al - 1 As.
30 On sait que diverses formes de corrosion peuvent attein dre la surface interne des tubes pour échangeurs, notamment / // - 2 - l'érosion par des particules de sable, la corrosion généralisée due à des agents chimiques corrosifs contenus dans l'eau, la corrosion localisée provoquée par turbulence de l'eau de réfrigération ou par des piqûres provenant de la sédimentation 5 de particules étrangères au tube, par exemple des particules de fer véhiculées par l'eau de refroidissement. On observe aussi quelquefois une corrosion par piqûres due à un dépôt de particules de carbone provenant de la distillation des huiles d'étirage lors du recuit des tubes.
10 Un problème de corrosion par piqûres de ce genre se présente d'ailleurs dans les centrales nucléaires utilisant le procédé WESTINGHOUSE et employant des tubes en alliages de cuivre pour le refroidissement du fluide du circuit secondaire au moyen d'eau de mer, d'estuaire ou de rivière. Cette 15 eau passe à l'intérieur des tubes condenseurs et refroidit le fluide du circuit secondaire; celui-ci passe alors dans le générateur de vapeur qui est chauffé par un fluide de circuit primaire, radioactif, qui circule à l'intérieur d'un faisceau de tubes en épingle en inconel (Ni-Cr-Fe). Des traces de cuivre 20 (au-dessus de 5 pph (parties par milliard) qui se dissolvent depuis l'extérieur des tubes condenseurs en alliages de cuivre dans le circuit secondaire de la centrale contribuent à former des dépôts dans le générateur de vapeur et de la corrosion sous ces dépôts. Les tubes en inconel, à l'intérieur desquels se 25 trouve le circuit radioactif, peuvent ainsi être attaqués.
Jusqu'à présent, ce problème n'a pu être résolu par une épura- > tion en continu de l'eau du circuit secondaire ou en évitant l'emploi d'alliages de cuivre comme tubes condenseurs des centrales WESTINGHOUSE, malgré les avantages que procurent ces 30 alliages pour l'utilisation d'eau de mer, d'estuaire ou de rivière.
Divers moyens ont été étudiés pour essayer d'éviter la corrosion des tubes condenseurs ou échangeurs de chaleur en 'alliages de -cuivre réduits. Il est admis, de façon générale, /
J
- 3 - Λ . qu’il est souhaitable qu’il se forme en service, à l'intérieur de ces tubes, une couche protectrice de sels qui doit être aussi adhérente que possible au métal de base. L'insuffisance de la couche protectrice naturelle des tubes en alliages de 5 cuivre est compensée dans bien des cas par un traitement au sulfate ferreux que l»on injecte à faible dose à l'entrée des condenseurs, mais on a constaté que cette technique n'empêche pas la corrosion par piqûres due au dépôt de carbone.
- On a aussi proposé d'exposer les tubes, lors de leur 10 recuit en fabrication, à une atmosphère oxydante pour brûler le carbone et former un film protecteur d'oxyde de métal.
Cette technique assure une protection suffisante pour le transport et le stockage des tubes, mais on constate qu'en service l'effet protecteur cesse assez rapidement.
13 La Demanderesse s'est efforcée dès lors de trouver un moyen permettant de produire des tubes condenseurs ou échangeurs de chaleur en alliages de cuivre exempts des défauts précités, ne provoquant pas de corrosion par piqûres ni par un autre processus et pouvant même, suivant une forme particulière de 20 réalisation de tubes composites, être utilisés dans les centrales nucléaires du type WESTINGHOUSE.
La présente invention vise à procurer des tubes pour condenseurs ou échangeurs de chaleur en alliages de cuivre présentant un revêtement intérieur d'oxyde, ayant de bonnes 23 propriétés de résistance à la corrosion, notamment à la corro- , sion par piqûres en eaux agressives, caractérisés par une teneur en carbone inférieure ou égale à 0,03 mg/dm , de préfé- 2 rence à 0,03 mg/dm , et par la présence d'un revêtement interne d'une épaisseur de 0,1 à J p constitué d'oxydes adhérents 30 au métal de base.
On qualifie d'adhérent au métal de base un dépôt d'oxydes lorsqu'il est capable de supporter un pliage à b3° sans présenter de fissure apparente à l'examen visuel.
Les alliages de cuivre mis en oeuvre pour le production ^ 35 desdits tubes consistent de préférence en alliages recuits - b - sous atmosphère oxydante après étirage. Comme on l'a dit précédemment, ce sont des laitons, des cupronickels ou du bronze d'aluminium.
S'il s'agit de tubes condenseurs utilisables pour le 5 refroidissement du fluide du circuit secondaire dans une centrale nucléaire du type WESTINGHOUSE, la partie extérieure des tubes consiste en un matériau autre que le cuivre, par exemple de l'inconel, et est doublée intérieurement de bronze 2 d'aluminium recuit, ne contenant pas plus de 0,05 mg/dm de 10 carbone et portant un revêtement interne d'une épaisseur de 0,1 à 3 microns constitué d'oxyde d'aluminium.
Les conditions nécessaires à l'invention comportent donc un nettoyage de l'intérieur des tubes pour abaisser la 2 teneur en carbone à une valeur égale ou inférieure à 0,05 mg/dm 15 et l'exécution d'un recuit oxydant pour former une couche d'oxyde de métal adhérente ayant 0,1 à 3 microns d'épaisseur.
Des tests effectués suivant la méthode décrite par F.J. Cornell, G. Wildsmith et P.T. Gilbert "Pitting Corrosion in Copper Tubes in Cold Water Service" - Br. Corros. J., 1973i 20 8i septembre, montrent qu'il existe effectivement une relation entre la susceptibilité à l'apparition de piqûres isolées de certaines eaux froides et l'évolution dans le temps de la différence de potentiel qui s'établit entre la paroi interne du tube et une électrode disposée à l'intérieur de ce tube.
25 Les tests de la Demanderesse ont été réalisés avec une électrode argent/chlorure d'argent placée axialement dans le tube* L'eau utilisée présentait les caractéristiques suivantes : pH 7,5
TH 40°F
30 TA 0°F
è
TAC 26«F
SO^ k5 mg/l
Cl" 70-135 mg/l CO U mg/l Λ 35 Conductivité 650 à 800 μΛ /cm.
/// i - 5 -
Les résultats.des essais réalisés au moyen de tubes en alliages Cu 89 Ni 10 Fe 1, d'une part nettoyés puis recuits sous atmosphère oxydante, d'autre part produits par la voie classique (recuit réducteur) sont les suivants : 5 Temps écoulé Tube nettoyé Tube non oxydé, jours (0,03 mg C/dm ) recuit réducteur et oxydé 0,06 mg C/dm^
0 54 mV 160 mV
3 mV 169 mV
5 50 mV 192 mV
10 7 mV 209 mV
L'examen visuel des tubes testés a confirmé que les tubes nettoyés et oxydés ne présentaient pas de piqûres, tandis que les tubes ayant subi un recuit réducteur portaient de nombreuses amorces de corrosion.
15 Le tableau de résultats montre aussi que le tube nettoyé/ oxydé présente une résistance à la corrosion élevée et une petite différence de potentiel (par exemple kk mV), tandis que le tube classique a une résistance à la corrosion par piqûres réduite et une différence de potentiel élevée (par exemple 20 supérieure à 170 mV). D'une manière générale, il est avantageux , qu'au test effectué dans les conditions prescrites (pH > 7 et conductivité 650-800 ρΛ /cm), la différence de potentiel électrode axiale - surface interne du tube reste inférieure à 100 mV; on ne constate plus alors de piqûres, même en présence 25 d'une eau très agressive.
» Les résultats ci-dessus n'ont pas pu être obtenus au moyen de tubes oxydés dont la teneur en carbone était supé- 2 rieure à 0,1 mg/dm . Il en a été de même, comme on le voit au tableau, pour un tube de cupronickel 90/10 ayant une teneur 2 30 en carbone faible (< 0,1 mg/dm ) et non oxydé.
On en conclut que pour résister à la corrosion par piqûres, les tubes doivent à la fois réunir les conditions ci-après : - présenter une couche d'oxyde adhérente - la couche d'oxyde doit être mince (0,1 à 3 pm) / -¼ - 6 - - présenter une teneur en carbone inférieure ou égale à 2 2 0,05 mg/dm , de préférence comprise entre 0,00 mg/dm et 2 0,03 mg/dm .
La couche d'oxyde a un effet très marqué sur l'adhérence 5 des sels qui se forment en service. On a pu constater qu'un tube condenseur oxydé provoque toujours en service la formation d'un film protecteur de sels adhérent au métal de base, tandis qu'un tube non oxydé conduit aussi en service à la formation » de sels, mais ceux-ci ne sont pas adhérents et sont enlevés 10 par endroits par l'eau de circulation ce qui provoque localement des corrosions, là où le métal est mis à nu.
Enfin, on a pu constater encore que lorsque des particules étrangères, par exemple du fer, se trouvent sur la surface interne des tubes condenseurs, ces particules peuvent 15 induire des piqûres de corrosion sur des tubes recuits normalement en atmosphère réductrice mais n'induisent pas de corrosion quand les tubes ont été nettoyés et recuits en atmosphère oxydante dans les conditions prescrites par l'invention.
En ce qui concerne l'application particulière de tubes 20 de condenseurs composites utilisables dans les centrales nucléaires du type WESTINGHOUSE, on peut avantageusement -suivant la présente invention - mettre en service un tube en un matériau métallique autre que le cuivre, par exemple en nickel ou en acier inoxydable, doublé intérieurement de bronze 25 d'aluminium nettoyé et recouvert d'une couche adhérente d'oxyde d'aluminium ayant 0,1 à 3 pm d'épaisseur.
La présente invention porte aussi sur le procédé utilisé pour produire les tubes en alliages de cuivre résistants à la corrosion décrits plus haut.
30 D'une manière générale ce procédé comprend essentiellement un nettoyage de la surface interne des tubes puis une opération de recuit sous atmosphère oxydante donnant une couche adhérente d'oxyde de 0,1 à 3 um d'épaisseur.
Le nettoyage intérieur des tubes, qu'il s'agisse de . 35 laiton, de cupronickel ou de bronze d'aluminium, s'effectue 11 *r * - 7 - avantageusement par -injection de vapeur d'eau dans les tubes, cette opération étant suivie d'une introduction d'air sec et enfin d'une exposition à des vapeurs condensantes de trichloréthylène.
5 Suivant une forme d'exécution adéquate, le nettoyage interne à la vapeur d'eau et à l'air sec s'effectue avant l'étirage final, qui est ensuite réalisé avec la quantité minimale de lubrifiant puis qui est suivi du nettoyage poussé au moyen de vapeurs de trichloréthylène.
10 Le recuit sous atmosphère oxydante est ensuite réalisé de manière à produire la formation d'une couche d'oxyde ayant de 0,1 à 3 microns d'épaisseur.
, Lorsque le tube est en laiton, on peut obtenir ce résul tat en injectant un mélange d'air sec et de 35 % en volume 13 d'oxygène pur à l'intérieur du tube, en écrasant les extrémités du tube et en faisant passer celui-ci à la vitesse de 14 m/heure dans un four à passage chauffé à 500°C et dont l'atmopshère est constituée d'un mélange de gaz naturel et d'air comprimé, sous pression.
20 Lorsque le tube est en cupronickel ou en bronze d'alumi nium, le recuit oxydant est réalisé avantageusement en injec- v tant un mélange d'air sec et de 35 % en volume d'oxygène pur, en écrasant les extrémités du tube et en faisant passer celui-ci à la vitesse de 1k m/heure pour les cupronickels et de 25 8 m/heure pour les bronzes d'aluminium dans un four à passage chauffé à 720-800°C pour les cupronickels et à 610°C pour les bronzes d'aluminium, et dont l'atmosphère est constituée de gaz naturel sans air.
Pour mieux illustrer l'invention, on va donner ci-après 30 - à titre d'exemples non limitatifs - la description plus détaillée du procédé de fabrication de tubes suivant l'invention.
Procédé de fabrication
Le procédé de traitement de tubes en alliages de cuivre , 35 en vue de leur conférer une bonne résistance à la corrosion, / * - 8 - y compris à la corrosion par piqûres, comprend deux étapes principales : le nettoyage de la surface interne des tubes et l'opération de recuit sous atmosphère oxydante.
1. Nettoyage de la surface interne 5 Un brûleur (à gaz naturel par exemple) chauffe un serpen tin en cuivre à l'intérieur duquel est injecté un courant d'eau. L'eau se vaporise instantanément. La température est 2 d'environ 120°C et la pression de 12 kg/cm . Au moyen d'une pompe, on introduit cette vapeur à l'intérieur des tubes à 10 traiter lorsqu'ils sont encore sous forme de rouleaux avant la dernière passe d'étirage (réduction d'épaisseur de paroi et réduction du diamètre extérieur) . Pour un rouleau de *f00 m „ de longueur, la vapeur est introduite pendant 40 secondes.
Ensuite, on introduit de l'air sec à l'intérieur du rouleau 15 pendant 30 secondes.
Après ce nettoyage, les rouleaux subissent la dernière passe d'étirage avec la quantité minimale de lubrifiant.
Les tubes sont ensuite sciés à la longueur voulue (400 mm de plus que la longueur finie) et dressés, après quoi ils subissent 20 un dernier nettoyage poussé : ils sont liés en bottes et suspendus pendant 20 minutes au-dessus de trichloréthylène liquide chauffé à 200°C dans la vapeur de trichloréthylène qui surmonte ce liquide. La botte est inclinée de 15° par rapport à l'horizontale pour faciliter la circulation du solvant condensé sur la 25 paroi interne des tubes et son retour dans le bac de trichloréthylène en y entraînant les dernières traces d'huile d'étirage.
2. Recuit en atmosphère oxydante pour l'intérieur des tubes D'après le type d'alliage traité, il existe deux variantes: a) pour les laitons (76 Cu-22 Zn-2 Al ou 70 Cu-29 Zn-1 Sn par 30 exemple) : - on injecte à l'intérieur des tubes un mélange d'air sec et de 55 % en volume d'oxygène pur - — pendant que le gaz passe à l'intérieur des tubes, on écrase les deux extrémités et on les ferme sur une 35 longueur de 200 mm chacune / - 9 - - on place ensuite les tubes "en lit" sur une largeur de 1500 mm sur la sole transporteuse d'un four à passage chauffé à 500°C; la vitesse de passage des tubes est de 14 m/heure (ils restent environ 25 min dans la zone chaude, 5 à 500°C); l'atmosphère injectée dans le four, en contact avec l'extérieur des tubes à traiter, est constituée d'un mélange de gaz naturel (à la pression de 2,5 kg/cm ) et d'air comprimé (à la pression de 7 kg/cm ) - après leur passage dans le four, les tubes sont sciés à la 10 longueur finie.
b) pour les cupronickels et les bronzes d'aluminium - on injecte à l'intérieur des tubes un mélange d'air sec et de 35 % en volume d'oxygène pur - pendant que le gaz passe à l'intérieur des tubes, on écrase 15 les deux extrémités et on les ferme sur une longueur de 200 mm chacune - on place ensuite les tubes "en lit" sur une largeur de 1500 mm sur la sole transporteuse d'un four à passage; les températures et les vitesses de passage des tubes dans le 20 four dépendent de l'alliage traité : ^_Alliage ._Température Vitesse de passage
Cupronickel : 10 % Ni 720°C 14 m/h 20 % Ni 750°C 14 m/h 30 % Ni 800°C 14 m/h
Bronze d'aluminium: G % kl 610°C 8 m/h 25 - l'atmosphère injectée dans le four, en contact avec l'exté- . rieur des tubes à traiter, est constituée de gaz naturel sans air.
- après leur passage dans le four, les tubes sont sciés à la longueur finie.
30 Application du produit au cas des tubes condenseurs pour les centrales nucléaires du type WESTINGHOUSE
Le tube est constitué de deux matériaux distincts.
A l'intérieur, en contact avec l'eau réfrigérante de l'estuaire ou de la mer, la résistance à la corrosion, à l'érosion par le / φ 4 - 10 - sable et aux piqûres est assurée par tube oxydé intérieurement en bronze d'aluminium (92 Cu-6 Al-2 Ni) contenant moins de 2 0,05 mg/dm de carbone et recouvert à l'intérieur d'une couche d'alumine dure qui résiste à l'abrasion, forme en ser-5 vice des films protecteurs adhérents au métal de base et s'oppose au dépôt de coquillages et de crustacés (anti-fouling).
L'extérieur du tube est formé par un matériau ne contenant pas de cuivre, par exemple du nickel déposé par électro- « 10 lyse ou un tube en acier inoxydable placé par co-étirage avec le tube intérieur.
» /
Claims (6)
1. Tubes pour condenseurs ou échangeurs de chaleur en alliages de cuivre présentant un revêtement intérieur d'oxydes, 5 ayant de bonnes propriétés de résistance à la corrosion, notamment à la corrosion par piqûres en eaux agressives, caractérisés par une teneur en carbone inférieure ou égale à 2 0,05 mg/dm et la présence d'un revêtement interne d'une épaisseur de 0,1 à 3 microns constitué d'oxydes adhérents au 10 métal de base.
2. Tubes pour condenseurs ou échangeurs de chaleur en alliages de cuivre suivant la revendication 1 caractérisés en ce qu’ils sont formés d'alliages de cuivre recuits sous atmosphère oxydante après étirage. 15 3· Tubes pour condenseurs ou échangeurs de chaleur en alliages de cuivre suivant l'une des revendications 1 et 2 caractérisés en ce qu'ils sont formés d'alliages de cuivre consistant en laitons, en cupronickels ou en bronzes d'aluminium. 20 km Tubes pour condenseurs ou échangeurs de chaleur suivant l'une des revendications 1 et 2 caractérisés en ce qu'ils consistent en un tube ou en un matériau métallique autre que le cuivre, par exemple en nickel ou en acier inoxydable, doublé intérieurement de bronze d'aluminium nettoyé 25 et recouvert d'une couche d'oxyde d'aluminium ayant 0,1 à 3 um d'épaisseur, utilisé notamment dans les condenseurs du circuit secondaire des centrales thermiques à réacteur nucléaire.
5· Tubes pour condenseurs ou échangeurs de chaleur 30 suivant l'une quelconque des revendications 1 à h caractérisés en ce que la différence de potentiel électrode axiale - surface interne du tube selon le test décrit dans "Pitting Corrosion in Copper Tubes in Cold Water Service" - F.J. Cornwell, G. Wildsmith et P.T. Gilbert dans British Corrosion Journal, 35 1973» Vol. 8s septembre, reste inférieure à 100 mV, même en / >Z * - 12 - présence d'une eau froide, dure et agressive dont le pH est égal ou supérieur à 7 et la conductivité électrique comprise entre 6 50 et 800 ρΛ /cm.
6. Procédé de fabrication de tubes suivant l'une quel-5 conque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement un nettoyage de la surface interne des tubes puis une opération de recuit sous atmosphère oxydante donnant une couche adhérente d'oxyde de 0,1 à J p d'épaisseur. 10 7· Procédé de fabrication de tubes suivant la revendi cation 6 caractérisé en ce que le nettoyage des tubes s'effectue par injection de vapeur d'eau dans les tubes, cette opéra-„ tion étant suivie d'une introduction d'air sec et enfin d'une exposition à des vapeurs condensantes de trichloréthylène. 15 8» Procédé de fabrication de tubes suivant la revendica tion 7 caractérisé en ce que le nettoyage interne à la vapeur d'eau et à l'air sec s'effectue avant l'étirage final, qui est ensuite réalisé avec la quantité minimale de lubrifiant puis qui est suivi du nettoyage poussé au moyen de vapeurs de 20 trichloréthylène.
9· Procédé de fabrication de tubes suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que, lorsqu'il est appliqué à des tubes en laitons, le recuit sous atmosphère oxydante s'effectue par injection d'un mélange 25 d'air sec et de 55 % en volume d'oxygène pur à l'intérieur des tubes, écrasement des extrémités des tubes et passage des tr . tubes à la vitesse de 1^ m/heure dans un four à passage chauffé à 500°C et dont l'atmosphère est constituée d'un mélange de gaz naturel et d'air comprimé, sous pression.
10. Procédé de fabrication de tubes suivant l'une quel conque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que, lorsqu'il est appliqué à des tubes en cupronickels ou en bronzes d'aluminium, le recuit sous atmosphère oxydante s'effectue par injection d'un mélange d'air sec et de J>3 % en volume d'oxygène - 13 - pur à l'intérieur des tubes, écrasement des extrémités des tubes et passage des tubes à la vitesse de 14 m/heure pour les cupronickels et de 8 m/heure pour les bronzes d'aluminium dans un four à passage chauffé à 720-800°C pour les cupronickels et 3 à 6ilO°C pour les bronzes d'aluminium et dont l'atmosphère est constituée de gaz naturel sans air. / Π
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU83165A LU83165A1 (fr) | 1981-02-25 | 1981-02-25 | Tubes pour condenseurs ou echangeurs de chaleur en alliages de cuivre resistant a la corrosion et procede pour leur fabrication |
| FR8203068A FR2500613A1 (fr) | 1981-02-25 | 1982-02-24 | Tubes pour condenseurs ou echangeurs de chaleur en alliages de cuivre resistant a la corrosion et procede pour leur fabrication |
| IT67196/82A IT1155628B (it) | 1981-02-25 | 1982-02-24 | Tubi per condensatori o scambiatori di calore in leghe di rame resistenti alla corrosione e procedimento per la loro fabbricazione |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU83165 | 1981-02-25 | ||
| LU83165A LU83165A1 (fr) | 1981-02-25 | 1981-02-25 | Tubes pour condenseurs ou echangeurs de chaleur en alliages de cuivre resistant a la corrosion et procede pour leur fabrication |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LU83165A1 true LU83165A1 (fr) | 1982-09-10 |
Family
ID=19729592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LU83165A LU83165A1 (fr) | 1981-02-25 | 1981-02-25 | Tubes pour condenseurs ou echangeurs de chaleur en alliages de cuivre resistant a la corrosion et procede pour leur fabrication |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2500613A1 (fr) |
| IT (1) | IT1155628B (fr) |
| LU (1) | LU83165A1 (fr) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2768952B2 (ja) * | 1988-08-04 | 1998-06-25 | 忠弘 大見 | 金属酸化処理装置及び金属酸化処理方法 |
| DE3827353A1 (de) * | 1988-08-12 | 1990-02-22 | Kabelmetal Ag | Innenoxidierte rohre |
| JP3212479B2 (ja) * | 1995-03-31 | 2001-09-25 | 株式会社神戸製鋼所 | プレートフィン熱交換器およびその製造方法 |
| DE19819925A1 (de) * | 1998-05-05 | 1999-11-11 | Km Europa Metal Ag | Verfahren zur Erzeugung einer Schutzschicht auf der inneren Oberfläche eines Kupferrohrs |
-
1981
- 1981-02-25 LU LU83165A patent/LU83165A1/fr unknown
-
1982
- 1982-02-24 IT IT67196/82A patent/IT1155628B/it active
- 1982-02-24 FR FR8203068A patent/FR2500613A1/fr active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2500613B3 (fr) | 1983-12-30 |
| FR2500613A1 (fr) | 1982-08-27 |
| IT1155628B (it) | 1987-01-28 |
| IT8267196A0 (it) | 1982-02-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1294856C (fr) | Bain de decapage chimique pour pieces en alliage resistant a chaud | |
| FR2461916A1 (fr) | Metal recouvert d'un alliage a base d'aluminium pour la fabrication d'echangeurs de chaleur resistant a la corrosion | |
| FR2507198A1 (fr) | Procede et composition pour eliminer un revetement d'aluminium des substrats en superalliages de nickel | |
| FR2663953A1 (fr) | Procede et installation de cementation de pieces en alliage metallique a basse pression. | |
| FR2499592A1 (fr) | Procede pour realiser des couches d'oxydes protectrices | |
| LU83165A1 (fr) | Tubes pour condenseurs ou echangeurs de chaleur en alliages de cuivre resistant a la corrosion et procede pour leur fabrication | |
| LU80891A1 (fr) | Tubes a usage sanitaire en cuivre phosphoruex ou alliages de cuivre phosphoreux resistant a la corrosion et procede pour leur production | |
| FR2462647A1 (fr) | Procede de fabrication de tubes, tubes obtenus par ce procede et leur utilisation comme conduites d'eau | |
| BE498777A (fr) | ||
| EP0162491B1 (fr) | Procédé pour inhiber la corrosion d'une masse métallique au contact d'un bain acide contenant des ions ferriques | |
| FR2532664A1 (fr) | ||
| FR2571745A1 (fr) | Anticorrosif pour proteger la surface interne d'une canalisation contre la corrosion, procede d'obtention de cet anticorrosif et procede de protection de la surface interne d'une canalisation contre la corrosion utilisant cet anticorrosif | |
| JP2824174B2 (ja) | 耐水素吸収性に優れたチタン材 | |
| FR2524004A1 (fr) | Procede de recuit de feuillard d'acier | |
| EP0493280B1 (fr) | Tubes de cuivre à resistance à la corrosion améliorée et procédé pour les obtenir | |
| FR2649995A1 (fr) | Procede de siliciuration d'aciers par depot chimique en phase gazeuse | |
| Batelić et al. | THERMAL-POWER-PLANT CONDENSER-TUBE CORROSION ANALYSIS | |
| LU82785A1 (fr) | Procede pour le traitement thermique continu des toles metalliques | |
| FR2563240A1 (fr) | Procede de traitement de surface chimique par surfaces metalliques oxydees et calaminees | |
| BE680347A (fr) | ||
| EP1571235B1 (fr) | Procédé d'étamage de pièces tubulaires en cuivre | |
| JP3830841B2 (ja) | バルブ・管継手等の配管器材 | |
| BE520251A (fr) | ||
| FR2587730A1 (fr) | Procede de siliciuration d'un substrat metallique ferreux et substrat metallique ferreux silicie | |
| BE610983A (fr) |