RO111106B1

RO111106B1 - Lubrifiant pentru dornuri destinate obtinerii tevilor fara sudura

Info

Publication number: RO111106B1
Application number: RO93-00122A
Authority: RO
Inventors: Schneider Christian; Periard Jacques
Original assignee: Lonza Ag
Priority date: 1992-02-06
Filing date: 1993-02-04
Publication date: 1996-06-28
Also published as: SK279340B6; KR100270173B1; RU2100422C1; CN1075330A; EP0554822A1; CZ14093A3; CZ282448B6; CA2088527A1; EP0554822B1; ATE188240T1; CN1034669C; DE59309911D1; ES2143480T3; MX9300621A; JPH05271682A; SK6893A3; BR9300466A; KR930018010A; ZA93797B; US5492639A

Description

Prezenta invenție se referă la un lubrifiant pentru dornuri destinate obținerii tuburilor fără sudură, în special pentru aplicarea pe dornuri, care după operația de vălțuire au trecut prin baia de răcire și sunt pregătite pentru următoarea operație de vălțuire.

La laminoarele moderne de țevi, de exemplu la liniile de laminare continue pentru țevi (linii MPM), formarea țevilor fără sudură, în etapa principală de procedeu, are loc prin laminarea unei lupe prefabricate fierbinți de 1200 la 130Q°C, printr-un dorn care este dispus pe un suport (tijă de mandrină).

După laminare, dornul, respectiv tija de mandrină sunt îndepărtate din semifabricatul brut de țeavă și trimise într-o baie de răcire, în care dornul, respectiv tija de mandrină sunt răcite de la circa 150 ... 350°C, la o temperatură de circa 60 ... 100°C și astfel sunt pregătite pentru următoarea operație de laminare. în cadrul acestei pregătiri a dornului, respectiv a tijei de mandrină, după baia de răcire intră și o lubrifiere. Această lubrifiere este esențială pentru a asigura o alunecare optimă a lupei pe tija de mandrinare în timpul laminării și prin aceasta este decisivă pentru calitatea ulterioară a țevii, adică pentru structura suprafeței interioare a țevii.

De regulă, această lubrifiere se făcea cu uleiuri cu conținut de grafit. Prin arderea uleiului, la contactul dornului cu lupa fierbinte, se producea o degajare foarte puternică de fum care ducea, din cauza componentelor toxice ale fumului, la o poluare a mediului. Pe de altă parte această ardere necontrolată în interiorul lupei în timpul laminării duce la deteriorări ale stratului de lubrifiant pe dorn și în aceste condiții la deteriorarea suprafeței interioare a țevilor.

în DE-PS 2 50716 (în special în exemplul 5) s-a propus utilizarea unui lubrifiant pentru temperaturi înalte, constând în esență din grafit și un polimerizat de alchilen. Acest lubrifiant se aplică imediat după laminare pe dornul încă nerăcit, formându-se astfel o peliculă uscată parțial hidrorezistentă de lubrifiant. Dornul astfel tratat poate să fie introdus apoi în baia de răcire și ulterior fără o altă ungere din nou în procesul de laminare. S-a dovedit însă că, prin solicitarea mecanică a dornului la transportul prin baia de răcire și prin acțiunea apei, pelicula de lubrifiant se deteriora adesea, ceea ce influența în mod negativ calitatea țevilor.

întrucât în liniile moderne de laminare lubrifierea dornului are loc după baia de răcire, s-a încercat corespunzător lubrifierii cu uleiuri conținând grafit, să se aplice formularea de lubrifiant din DE-PE 2450716, pe dornuri care au trecut prin baia de răcire. Condiționată de proces, timpul între aplicarea lubrifiantului pe dornul cu temperatura de 60 ... 100°C până la procesul de laminare este limitat la maximum 5 s.

După cum o arată testele comparative (vezi exemplele de realizare), formarea unui film (a unei pelicule) uscat cu lubrifianții conform DE-PS 2450716 durează însă minimum 15 s. Aceasta are drept consecință faptul că la contactul dornului tratat cu lupa fierbinte se poate observa același efect cu acela de la tratarea dornului cu uleiuri conținând grafit. în afară de aceasta, componentele polimere sunt supuse pirolizei, ceea ce duce în timpul procesului de laminare la deteriorarea peliculei de lubrifiant și prin aceasta. în final, la influențarea calității țevilor.

Obiectul invenției îl constituie găsirea unui lubrifiant care să nu prezinte dezavantajele de mai sus.

Problema pe care o rezolvă invenția este realizarea unui lubrifiant cu calități superioare care asigură totodată o uscare rapidă pe dornuri.

Lubrifiantul, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate prin aceea că este cosntituit din :

a) 60 ... 85 % greutate, de preferință 75 ... 90 %, dintr-un grafit natural sau sintetic ;

b) 5 ... 40 % greutate, de preferință 5 ... 25 %, dintr-unul sau mai multe materiale argiloase din clasa Smectitei ;

c) 0,2 ... 2 % greutate, de prefe

VERSIUNE CORECTA TĂ - CORRECTED VERSION Semnalat în: / Reffered to in: BOPI 2/1998 rință 0,5 ... 1% greutate, dintr-o polizaharidă sau un derivat al acesteia ;

d) O ... 5 % greutate, de preferință 0,2 % greutate, dintr-o tensidă neionică.

Conform invenției, grafituri naturale adecvate sunt acelea cu cristalinitate ridicată, adică cu o mărime a cristalelor L_c mai mare de 100 pm și un conținut de cenușă de maximum 5%.

Grafiturile sintetice adecvate prezintă de asemenea cristalinitate ridicată L_c mai mare de 100 pm și o puritate de 99,9 % și chiar mai mult. Dimensiunea particulelor (d_5Q) grafiturilor utilizate poate varia în intervalul de la 5 pm la 30 pm. De preferință, se utilizează un grafit sintetic.

altă componentă obligatorie a lubrifiantului o constituie mineralele argiloase din clasa Smectitei. Smectitele constau în general din silicați de sist și se remarcă din punct de vedere al structurii printr-o capacitate ridicată de schimb cationic și prin umflarea (gonflarea) în apă (Ullmanns Encycl.Techn. Chimie tehnică, Ediția 4, VCH Weinheim, Ed.23, S.311ff)'. Din categoria amectitelor sunt preferate montmorilonitele, care prezintă o capacitate de umflare (1 g de montmorilonit în apă distilată) de 3 la 50. Datorită capacității de schimb de cationi, montmorilonitele pot fi modificate cu cationi anorganici sau organici.

Mineralele argiloase menționate ca fiind componentă anorganică a lubrifiantului se remarcă prin caracteristici de liere remarcabile și au în plus avantajul că spre deosebire de polimeri sau uleiuri nu sunt supuse pirolizei. în lubrifiant mineralele argiloase menționate determină și un timp surprinzător de scurt de uscare a peliculei de lubrifiant pe dorn, în intervalul de la 1 la 5 s. Aceasta înseamnă că în timpul scurt menționat între aplicarea lubrifiantului și laminare, de maximum 5 s, se reușește obținerea pe dorn a unui film uniform și uscat de lubrifiant înainte ca dornul să fie introdus în lupă.

O altă componentă obligatorie a lubrifiantului, conform invenției, este o polizaharidă sau un derivat al acesteia ca agent de îngroșare. Această componentă de lubrifiant are sarcina de a realiza o viscozitate constantă a dispersiei de lubrifiant pe un interval larg de temperatură, precum și să împiedice sedimentarea componentelor de substanță solidă în dispersie. Adecvate în acest sens, din seria polizaharidelor sau derivaților acestora își găsesc utilizarea biopolizaharide, cum ar fi guma xantanică, guma Rhamsanică sau un derivat de alchilceluloză, cum este, de exemplu, hidroxipropilmetilceluloză.

Pentru a proteja agentul de îngroșare de atacul bacterian se introduce un biocid uzual comercial.

Pentru a se obține caracteristici bune ale lubrifiantului și pentru a influența viscozitatea lubrifiantului se mai utilizează suplimentar o tensidă neionică, în acest scop tenside neionice sunt utilizate acelea descrise în Ullmanns Encycl.Techn. Chemie, VCH, Weinheim, Ediția 4, Voi.22, Pg.489. Reprezentanți îndeosebi adecvați ai acestei clase sunt oxietilații oligomeri sau oxietilații modificați cu grupe oxipropil.

Lubrifiantul, conform invenției, se utilizează, în funcție de scop sub forma unei dispersii apoase cu un conținut de substanță solidă în mod uzual de până la 40% în greutate. Aceste limite pot fi încă variate în sus sau în jos. Prepararea dispersiei poate fi condusă în dispozitive comerciale, uzuale, de dispersie, care permit apariția unor forțe mari de forfecare.

Aplicarea lubrifiantului pe dorn poate fi efectuată printr-un inel de pulverizare plasat între baia de răcire și laminor prin al cărui centru este trecută tija mandrinei pe care se dispune uniform lubrifiant. De regulă, cantitatea de aplicare este astfel reglată încât pe dorn se află circa 40 g/m² lubrifiant (fără apă).

Lubrifiantul, conform invenției, prezintă avantaje prin faptul că realizează un film de acoperire de calitate superioară și cu uscare rapidă a dornurilor care au trecut prin baia de răcire.

6 în continuare se dau exemple de realizare a lubrifiantului conform invenției și exemple comparative.

Exemplul 1.

Grafit sintetic Tip T75 LQNZA 86,8% în gr. ;

Montmorilonit modificat cu capacitate de umflare de 10 - 50..................................... 11,2 % în greutate

Metilhidroxipropilceluloză............................. 1,9 % în greutate

100,0 % în greutate

Dispersie H₂0 cu conținut de substanță solidă ............. 24,6 % în greutate

Exemplul 2.

Grafit sintetic Tip T75 LONZA .........................78,2% în greutate

Montmorilonit cu capacitate de umflare 9-14................ 20.0% greutate

Tensidă Synperonic PE/F68 de la Fa.ICI (Oxietilat modificat cu grupe oxipropil).................... 1,2 % în greutate

Gumă xantanică ....................................0,5 % greutate

Biocid.......................................... 0.1% greutate

100,0 % greutate

Dispersie H₂0 cu conținut de substanță solidă 30,0 % greutate

Exemplul 3.

Grafit natural cu conținut de cenușă de 4,5%................77,0 % greutate

Montmorilonit cu capacitate de umflare de 10-30.............. 3,0% greutate

Montmorilonit cu capacitate de umflare de 3-5............... 18,0% greutate

Tensidă Synperonic PE/F 68 de la Fa.ICI (Oxietilat modificat cu grupări oxipropil) ..................... 1,2% greutate

Gumă ramsan...................................... 0,7% greutate

Biocid........................................... 0,1% greutate

Dispersie în H₂0 cu conținut de substanță solidă.............. 30% în greutate

Exemplul 4.

Grafit sintetic tip LONZA T75 ........................... 90,9% greutate

Montmorilonit tip cu capacitate de umflare de 10-50............ 7,0% greutate

Tensidă Synperonic PE/F 68 de la Fa.ICI.................... 1,2% greutate (Oxietilat modificat cu grupări oxipropil)

Gumă Xantanică.................................... 0,7% greutate

Biocid........................................... 0,2% greutate

Dispersie în apă cu conținut de substanță solidă ...............30% greutate

Exemplul comparativ A (conform DE-PS 24 50 716) % grafit

9,5 % amestec polimer de acetat de vinii % polizaharidă

69,5% apă

Exemplul comparativ B (ulei mineral cu conținut de grafit) % grafit

65% ulei mineral

TEST DE USCARE

Pe un dorn de test cu temperatura de 100°C au fost pulverizate dispersiile descrise. S-a măsurat timpul de uscare.

8

VERSIUNE CORECTATĂ - CORRECTED VERSION Semnalat în: / Reffered to in: BOPl 2/1998

Exemplul	Cantitate (g/m²)	Timpul de uscare (s)
1	36,8 (150°C)	5,0
2	26,0	2,0
3	40,0	2,0
4	25,0	0,5-1
A	40	15
B	imersie	fără uscare

Grafitul LONZA T 75 are 10 cristalinitate L_c mai mare de 10O nm și o dimensiune a particulelor (D₅₀) de 25 pm.

Claims

Revendicări 15

1. Lubrifiant pentru dornuri destinate fabricării țevilor fără sudură, caracterizat prin aceea că este constituit din : 20

a) 60 ... 95 % greutate, de preferință 75 ... 90 %, dintr-un grafit natural sau sintetic ;

b) 5 ... 40 % greutate, de preferință 5 ... 25 %, dintr-unul sau mai 25 multe materiale argiloase din clasa amectitei ;

c) 0,2 ... 2 % greutate, de preferință 0,5 ... 1% greutate, dintr-o polizaharidă sau un derivat al acesteia ; 30

d) O ... 5 % greutate, de preferință 0,2 % greutate, dintr-o tensidă neionică.
2. Lubrifiant, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că 35 drept grafit natural se utilizează un grafit cu dimensiunea cristalelor L_c mai mare de 100 pm și un conținut de cenușă de maximum 5%.
3. Lubrifiant, conform reven- 40 dicării 1, caracterizat prin aceea că drept grafit sintetic se utilizează un grafit cu dimensiunea cristalelor L_c mai mare de 100 pm si o puritate de peste 99,9%.
4. Lubrifiant, conform oricăreia din revendicările 1 ... 3, caracterizat prin aceea că drept minerale argiloase din clasa smectitei se utilizează montmorilonit cu un grad de gonflare în apă de 3 ... 50.
5. Lubrifiant, conform oricăreia din revendicările 1 -... 4, caracterizat prin aceea că drept polizaharidă se utilizează o biopolizaharidă sau un derivat de alchilceluloză.
6. Lubrifiant, conform oricăreia din revendicările 1... 5, caracterizat prin aceea că drept tensidă neionică se utilizează un oxietilat oligomer sau un oxietilat modificat cu grupe oxipropil.
7. Lubrifiant, conform oricăreia din revendicările 1 ... 6, caracterizat prin aceea că este sub forma unei suspensii apoase, ce conține de preferință 20 ... 40 % greutate substanță solidă.
8. Lubrifiant, conform revendicărilor 1 ... 7, caracterizat prin aceea că se utilizează în procesul de fabricare a țevilor fără sudură, la aplicare pe dornuri, care după laminare au trecut prin baia de răcire, și sunt pregătite pentru următoarea etapă de laminare.