RO109463B1 - Tevi oxidate la interior si procedeu de realizare a acestora - Google Patents

Description

Invenția se referă la țevi oxidate la interior, din cupru sau alilaj de cupru, destinate în special, utilizării în domeniul instalațiilor sanitare și la un procedeu de fabricare a unor astfel de țevi oxidate la interior.

Țevile de cupru sau din aliaje de cupru se folosesc, drept conducte, în domeniul instalațiilor sanitare, de exemplu, pentru apa rece și pentru apa caldă, dar și la condensatoare și la schimbătoare de căldură. Pentru evitarea pagubelor produse prin coroziune, mai ales prin apariția perforărilor locale, determinate de eroziune, s-a propus deja, ca resturile de uleiuri de răcire, pentru trefilare, care se găsesc pe suprafața interioară a țevilor și care au tendința să formeze depuneri de carbon, să se îndepărteze în foarte mare măsură, înainte de operația de recoacere a țevilor, folosindu-se agenți de degresare, de exemplu, cu solvenți organici, cum ar fi tri- sau percloretilena.

Alte procedee prevăd ca recoacerea să se realizeze într-o atmosferă reducătoare, iar eliberarea suprafeței interioare, a țevilor, de filmul de carbon, format să se facă apoi printrun agent de iradiere. în acest caz, se introduce agentul de iradiere în țeavă fie cu ajutorul aerului comprimat, fie cu apa sub presiune.

Se cunoaște soluția reglării unui conținut redus de carbon rezidual, prin realizarea tratamentului termic, după degresarea țevilor într-o atmosferă cu conținut de oxigen ca, de exemplu, într-un amestec anumit de oxigen, heliu și argon. în cazul unui tratament termic, în condiții oxidante, mai ales atunci când acesta este realizat staționar, există totuși pericolul ca straturile de oxid, care se formează, să adere prost, să prezinte o grosime mai mare și să fie, eventual, poroase, toate acestea cu efecte negative, asupra comportării la coroziune, ce nu se pot evita. în plus, straturile de oxid cu o grosime mai mare sau egale cu 0,2 μηι pot deveni, la o prelucrare ulterioară a țevilor, de exemplu, la încovoiere, ușor fisurabile sau pot chiar să crape.

Probleme similare există atunci când țevile, după un tratament termic, în condiții oxidante, pentru obținerea stării semi-dure, mai trebuie supuse unei prelucrări de micșorare a secțiunii. Forțele de deformare a țevii duc, de semenea, la fisurări și crăpături ale stratului de oxid, format pe suprafața interioară. Oxizii desprinși pot apoi să producă perturbări în cadrul instalațiilor respective.

Invenția urmărește realizarea unor țevi oxidate la interior, din cupru sau aliaje de cupru, cu o rezistență ridicată, mai ales, la coroziunea prin perforare, datorită eroziunii, ai căror oxizi existenți pe suprafața interioară nu duc, prin formare nefavorabilă sau prin desprindere, la efecte negative asupra rezistenței la coroziune, a țevilor sau asupra siguranței în funcționare, a instalației din care fac parte aceste țevi.

Invenția înlătură dezavantajele prezentate mai sus, prin aceea că grosimea stratului de oxid, care aderă la metalul sau aliajul de bază, este în intervalul de la 0,01 μΐη până la 0,2 gm, acest strat rămânând fără fisuri sau crăpături chiar după ce țevile sunt deformate, prin tragere sau încovoiere, procedeul de realizare a acestor țevi oxidate la interior, cuprinzând, după degresarea cu un solvent, un tratament continuu de recoacere, la temperaturi de 600°C + 730°C, cu o viteză de trecere de 50 m/min 4- 220 m/min, în cadrul căruia, în funcție de diametrul țevii și de viteză, se reglează atmosfera de recoacere, ce constă din 1 + 25% din volum în oxigen și din 75 + 99% din volum în gaz inert, de preferință azot. Este de preferat ca stratul de oxid de cupru să aibă o grosime de 0,03 μπι 4- 0,1 μπι, iar atmosfera de recoacere să constea din 5-^-15% din volum în oxigen și din 85 -e95% din volum în gaz inert (azot).

Prin procedeul menționat, este posibil să se regleze aproape orice valoare, în cadrul intervalului indicat prin varierea parametrilor. Specialistul din producție este, în acest caz, pus în situația de a stabili condițiile respecticve, pentru tratamentul de recoacere, mai ales durata tratamentului de recoacere, în condiții oxidante și compoziția și presiunea amestecului de gaz necesar pentru acesta. Pentru realizarea economică a țevilor, precum și pentru o formare uniformă, a stratului de acoperire din oxid, pe suprafața interioară a țevilor, există o caracteristică necesară a procedeului, și anume, realizarea procedeului în mod continuu.

în mod surprinzător, s-a constatat, în cadrul cercetărilor făcute, ca în contradicție cu părerea de până acum a specialiștilor în domeniu, chiar și grosimi foarte mici, ale stratului de oxid, de pe suprafața interioară a țevilor, garantează, și în ape agresive, o protecție suficientă împotriva coroziunii prin eroziune, respectiv perforare. Chiar și după o deformare a secțiunii, cu până la 20% sau după încovoieri extreme, de până la 180° nu apare nici o înrăutățire a comportării la coroziune.

Apariția pe stratul de oxid de pe suprafața interioară a țevilor de deteriorări prin fisuri sau plesniri se poate constata ușor cu ochiul liber. Pentru aceste cercetări s-au secționat țevi pe direcția longitudinală, după ce au fost, în prealabil, deformate, de exemplu, prin încovoiere, de până la 180°. Stratul de oxid a fost considerat ca aderent la metalul de bază atunci, când suprafața interioară a țevilor, după deformare, nu prezenta semnele unei deteriorări, prin fisurări sau plesniri.

Din observațiile efectuate asupra stratului de oxid existent pe metalul de bază, cu ajutorul unui microscop electronic, cu fascicul cu baleiaj, a rezultat ca mărimea grăunților cristalelor de oxid de cupru nu depășește valoarea de 0,05 μτη. Aspectul vizual al stratului de oxid se remarcă, spre deosebire de suprafețele interioare ale țevilor cercetate până acum, printr-o mare omogenitate. Stratul de oxid are o culoare roșu deschis și prezintă un coeficiant ridicat de reflexie neutronică, la incidența luminii. S-a mai putut constata că cristalele stratului de oxid constau din cuprit (Cu₂O) și au, de preferință, o structură orientată (1,1, 1).

în figură se arată stratul de Cu₂O aderent la suprafața interioară a țevii, la o mărire de 10000 de ori, putându-se constata, mai ales, suprafața deosebit de uniformă a stratului, respectiv, rugozitatea redusă a suprafeței.

Până acum, s-a plecat de la ideea că între grosimea stratului de oxid și conținutul de carbon rezidual, de pe suprafața interioară a țevilor, există o relație de proporționalitate simplă: cu cât stratul de oxid este mai subțire, cu atât este mai mic și conținutul de carbon rezidual. O micșorare a conținutului de carbon rezidual, la o valoare sub 0,03 mg/dm² s-a putut atinge numai printr-o degradare extrem de costisitoare a suprafeței interioare a țevii, înainte de o recoacere, în condiții oxidante. Iar recoacerea oxidantă a trebuit să fie realizată, în acest caz, într-o atmosferă constând în proporție de circa 85% dintr-un amestec de gaze nobile (heliu și argon).

Țevile oxidate la interior, conform invenției, dovedesc că conținutul de carbon rezidual nu mai este necesar să fie mai mic sau egal cu valoarea de 0,05 mg/dm² pentru a evita deteriorări datorate coroziunii. Este mult mai importantă uniformitatea și grosimea redusă a stratului de oxid, care trebuie să fie sub valoarea de 0,2 μτη, de preferință sub 0,1 μνα.

Pentru a obține țevile oxidate la interior, conform invenției, s-a degresat mai întâi suprafața interioară a țevilor de cupru, cunoscute, de forma tubulară, de exemplu, din cupru dezoxidant cu fosfor, folosindu-se un procedeu conform celui descris în documentul DE 32 07 135 - OS. Conținutul rezidual de unsoare, de pe suprafața interioară a țevilor era, înainte de tratamentul oxidant de recoacere, sub valoarea de 0,4 mg/dm². Câte un tronson de țeavă dintre țevile de cupru, îmbinate la capete cu piese de legătură, permeabile pentru gaze, a fost recopt prin procedura continuă, folosindu-se încălzirea prin rezistență sau inducție, la o temperatură cuprinsă în intervalul dintre 600 și 730°C, în interiorul țevilor fiind introdus un amestec controlat de gaz. Atmosfera controlată din interiorul țevilor a fost reglată în funcție de viteza de trecere, stabilită între 50 și 220 m/min, precum și în funcție de diametrul țevilor. Amestecul de gaze constă din 1 % până la 25% (de preferat, între 5% și 15%) din volum în oxigen și din 75% până la 99% (de preferat între 85% și 95%) din volum în gaz inert, de exemplu, azot, care este mai ieftin. Prin controlul continuu al parametrilor de temperatură și vitează a recoacerii continue, precum și al conținutului de oxigen al amestecului de gaz, s-a putut regla un strat foarte uniform de oxid de cupru, a cărui grosime prezintă o valoare, în cadrul intervalului dorit.

Ca rezultat al unei serii de încercări, sa stabilit că grosimea de preferat a stratului aderent la metalul de bază este, în esență, în interiorul intervalului dintre 0,03 gm și

0,09 gm. Aderența completă a acestui strat subțire de oxid de cupru se menține chiar și atunci când țeava de cupru este deformată, printr-o micșorare de până la 20% a diametrului sau printr-o încovoiere de până la 180°. După deformare, nu s-au observat nici 5 cu ochiul liber nici cu ajutorul microscopului, la o mărire de 40 de ori, plesnituri sau fisuri în stratul de oxid.

Aderența bună a oxizilor de cupru are o importanță deosebită și în cazul în care se 10 obțin țevi de cupru, semidure. Pentru reglarea stării semidure, trebuie să se deformeze țevi de cupru prin micșorarea diametrului, ele fiind trase, de exemplu, de la un diametru de 18 mm la un diametru de 15 mm. Țevi de cupru, 15 trase, dure, se deformează în mod obișnuit la dimensiunea finală dorită, fără a se intercala între etapele de trefilare, recoaceri de recristalizare. Pentru formarea unui adaos subțire de oxid de cupru, pe suprafața 20 interioară a țevilor, acestea se tratează termic ulterior, la temperaturi de circa 250°C, într-un timp atât de scurt, încât proprietățile mecanice să nu se poată modifica, în mod nefavorabil.

Claims (2)

1. Revendicări

   1. Țevi oxidate la interior, din cupru sau aliaj de cupru, destinate, în special, utili6 zării în domeniul instalațiilor sanitare, caracterizate prin aceea ca grosimea stratului de oxid aderent la metalul de bază se află în intervalul de la 0,01 gm până la 0,2 μπι, de preferat între 0,03 gm și 0,1 gm, acest strat fiind lipsit de fisuri și neprezentând crăpături la deformarea țevilor, prin tragere sau încovoiere și prin aceea că mărimea maximă a grăunților de cristale de oxid de cupru din strat, care prezintă o structură orientată (1,1, 1), este de 0,05 gm.
2. 2. Procedeu de realizare a țevilor oxidate la interior, conform erevendicării 1, succesiv degresării acestora cu un solvent, caracterizat prin aceea că cuprinde un tratament continuu, de recoacere, la temperaturi din intervalul de la circa 600°C până la 730°C, cu o viteză de trecere de 50 + 220 m/min, în cadrul căruia, în funcție de diametrul țevii și de viteza tratamentului continuu, de recoacere, se reglează în interiorul țevilor o atmosferă de recoacere care constă din 1% până la 25%, de preferat între 5% și 15%, din volum, în oxigen și din 75% până la 99%, de preferat între 85% și 95%, din volum în gaz inert (azot).