SU1716974A3 - Труба с оксидированной внутренней поверхностью и способ ее изготовлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к трубам с оксидированной внутренней поверхностью из меди или медных сплавов, в частности, дл  применени  в области санитарии. Цель изобретени  - повышение .срока службы путем исключени  отслаивани  и трещинообразо- вани . Способ изготовлени труб с оксидированной внутренней поверхностью из меди или медных сплавов заключаетс  в том, что оксидный слой выполн ют толщиной 0,01-0,2 мкм, медный оксидный слой - толщиной L, причем 0,03 :Ј L 0,1 мкм, максимальна  величина зерен кристаллов окиси меди в слое составл ет 0,05 мкм, кристаллы окиси меди имеют ориентированную (1,1,1) структуру. Трубу выполн ют в состо нии неполного отжига после последней операции деформации. Труба имеет полутвердое состо ние или твердот нутое состо ние, ее выполн ют стойкой к точечной коррозии с содержанием остаточного углерода менее 0,15 мг/дм и толщиной сло  окиси меди от 0,03 до 0,09 мкм. Способ изготовлени  трубы включает удаление жировых веществ с помощью растворител , прот жной отжиг в атмосфере при 600-730°С со скоростью пропускани  труб 50-220 м/мин при содержании кислорода 1-25 об.%, преимущественно 5 - менее 15 об.%, и инертного газа 75-99 об.%, преимущественно 85-95 об.%, при этом в качестве инерного газа используют азот. (/ С

Description

Изобретение относитс  к трубам с оксидированной внутренней поверхностью из меди или медных сплавов, в частности, дл  применени  в области санитарии, в частности к способу изготовлени  труб с оксидированной внутренней поверхностью.

Трубы из меди или медных сплавов примен ютс  в качестве трубопроводов в области санитарии, например, дл  холодной и гор чей воды, а также в конденсаторах и теплообменниках. Дл  предупреждени  повреждений от коррозии за счет возникновени  локальных мест точечной коррозии удал ют в значительной степени перед отжигом остатки масла дл  волочени , склонные к образованию осаждений углерода и наход щиес  на внутренней поверхности труб, за счет обезжиривающих средств, например за счет органических растворителей таких , как три- или перхлорэтилен.

Известны способы, которые предусматривают осуществление отжига в восстанавливающей .атмосфере и освобождение затем внутренней поверхности труб от возО

ю VI

-fcb

СА

никшей пленки углерода за счет дроби дл  струйной обработки. При этом дробь дл  дробеструйной обработки ввод т в трубу либо с помощью сжатого воздуха, либо напорной воды.

Кроме того, известно установление низкого содержани  остаточного углерода за счет того, что после обезжиривани  труб осуществл ют тепловую обработку в кислородсодержащей атмосфере, такой как определенна  газова  смесь из кислорода, гели  и аргона. При тепловой обработке в оксидирующих услови х, в частности стационарным образом, существует опасность того, что образующиес  оксидные пленки имеют плохое сцепление, имеют увеличенную толщину и при определенных обсто тельствах  вл ютс  пористыми, в результате чего не удаетс  предотвратить негативные воздействи  - антикоррозионные свойства. Помимо этого оксидные пленки с толщиной, превышающей или равной 0,2 мкм, при последующей обработке трубы, например при гибке, могут легко растрескиватьс  или отслаиватьс .

Аналогичные проблемы имеютс , когда трубы после тепловой обработки при оксидирующих услови х дл  производства полутвердого состо ни  еще должны подвергатьс  обработке по уменьшению поперечного сечени . Тогда усили  деформации также привод т к трещинам и отслаивани м образованного на внутренней поверхности оксидного сло . Отслоившиес  оксиды могут тогда приводить к неисправност м в отдельных агрегатах установки.

Цель изобретени  - повышение срока службы путем исключени  отслаивани  и трещинообразовани .

В основе изобретени  лежит задача предложить трубы с оксидированной внутренней поверхностью из меди или медных сплавов с высокой устойчивостью в отношении точечной коррозии, оксиды которых, имеющиес  на внутренней поверхности, не привод т за счет неблагопри тного образовани  или за счет отслаивани  к негативным воздействи м на коррозионную стойкость труб или на надежность функционировани  установки.

Согласно изобретению толщина сцепл ющегос  с основным металлом оксидного сло  находитс  в диапазоне от 0,01 до 0.2 мкм и при этом данный слой  вл етс  свободным от трещин и не имеет отслоений, когда трубы прошли деформацию за счет волочени  или гибки.

Согласно предлагаемому способу трубы с оксидированной внутренней поверхностью имеют толщину медного оксидного

сло , преимущественно наход щуюс  в диапазона от 0,03 до менее 0,1 мкм. За счет вариации параметров способа возможно установить очень точным образом почти

любую величину в пределах данного диапазона . При этом предоставл етс  возможность устанавливать соответствующие рабочие услови  дл  отжига, в частности, продолжительность отжига в оксидирую0 щих услови х, а также состав и давление, необходимые дл  этого газовой смеси. Дл  экономичного изготовлени  труб, а также дл  равномерного образовани  оксидной пленки на внутренней поверхности труб

5 должен реализовыватьс  отжиг при пропускании , т.е. с помощью непрерывного способа .

Незначительные толщины оксидного сло  на внутренней поверхности труб также

0 в агрессивных водах обеспечивают достаточную защиту от точечной коррозии. После деформации поперечного сечени  на величину до 20% или после экстремальных гибок на величину до 180° не происходит ухудше5 ни  антикоррозионных свойств.

Установление того, имеет ли оксидный слой на внутренней поверхности труб повреждени  за счет трещин или отслоений, может легко производитьс  невооружен0 ным глазом. Дл  этих исследований трубы раздел ют в продольном направлении после того, как они были предварительно де- формированы, например изогнуты на величину до 180°. Оксидный слой оценива5 етс  в качестве сцепл ющегос  с основным металлом в том случае, если внутренн   поверхность труб после деформации не имеет признаков повреждени  за счет трещин или отслоений.

0 Контроль наход щегос  на основном металле оксидного сло  с помощью растрового электронного микроскопа показал, что величина зерен кристаллов окиси меди не превышает величину 0,05 мкм. Визуальна 

5 картина оксидного сло  в противоположность исследованным до сих пор внутренним поверхност м труб отличаетс  однообразной поверхностью. Оксидный слой имеет светло-красную окраску и обла0 дает высокой отражающей способностью при попадании света. Кристаллы оксидного сло  состо т из СиаО (куприт) и преимущественно имеют ориентированную (1,1,1) структуру.

5 Между толщиной оксидного сло  и содержанием остаточного углерода на внутренней поверхности труб имеетс  простое соотношение. Чем более тонким выполнен оксидный слой, тем меньшим  вл етс  содержание остаточного углерода. Однако

снижение содержани  остаточного углерода до величины менее 0,03 мг/дм2 до сих пор достигалось лишь за счет исключительно дорогосто щего обезжиривани  внутренней поверхности трубы перед отжигом при оксидирующих услови х. При этом сам оксидирующий отжиг должен был осуществл тьс  в атмосфере, котора  содержит приблизительно 85% смеси инертных газов из гели  и аргона.

Содержание остаточного углерода меньшее или равное 0,05 мг/дм не  вл етс  об зательным дл  того, чтобы предотвратить повреждени  от коррозии. Напротив того, существенными  вл ютс  равномер- ность и мала  толщина оксидации, причем толщина сло  составл ет менее 0,2 мкм, преимущественно менее 0,1 мкм.

Пример. Дл  изготовлени  труб с оксидированной внутренней поверхностью согласно изобретению сначала обезжиривали внутреннюю поверхность имеющихс  в кольцевой форме медных труб, например из фосфорнодеоксидированной меди. Остаточное содержание жирового вещества на внутренней поверхности трубы перед оксидирующим отжигом составл ло величину менее 0,4 мг/дм2. Соответственно отдельные участки медных труб, соединенных со стороны конца друг с другом с помощью газопроницаемых соединительных деталей, отжигали при непрерывном пропускании с помощью резистивного или индуктивного нагрева при температуре, наход щейс  в диапазоне от 600 до 730°С, при этом внутрь труб вводили контролируемую газовую смесь. В зависимости от скорости пропускани , устанавливаемой в диапазоне между 50 и 220 м/мин, а также поперечного сечени  труб устанавливали атмосферу внутри труб. Газова  смесь преимущественно состоит из кислорода в количестве от 5 до приблизительно 15 об.% и инертного газа в количестве от 85 до 95 об.%, благопри тного по цене азота. За счет посто нного конт- рол  температуры и скорости непрерывного отжига, а также содержани  кислорода в атмосфере газа удалось достигнуть равномерности медного оксидного сло , толщина которого находитс  в требуемом диапазоне.

Преимущественна  толщина сло  сцепл ющейс  в основным металлом окиси меди находилась в основном в диапазоне между 0,03 и 0,09 мкм. Полное сцепление этой тонкой пленки окиси меди сохран етс  также после того, как медную трубу деформируют с уменьшением поперечного сечени  на величину до 20% или гнут на величину до 180°. Отслоени  или трещины в оксидном слое после деформации не обнаруживались ни с

помощью невооруженного глаза, ни под микроскопом при 40-кратном увеличении.

Хорошее сцепление окисей меди имеет особое значение также дл  того случа , когда должны изготавливатьс  полутвердые медные трубы. Дл  установлени  состо ни  полутверда  медные трубы, прошедшие неполный отжиг, должны деформироватьс  с уменьшением поперечного сечени , при этом они, например, выт гиваютс  от размера 18 мм до диаметра 15 мм. Твердот ну- тые медные трубы обычно деформируют до желаемого конечного размера без включени  между шагами волочени  рекристалли- зационных отжигов. Дл  создани  тонкой медной оксидной пленки на внутренней поверхности труб эти трубы проход т тепловую обработку при температурах приблизительно 250°С настолько кратковременно, что не могут изменитьс  отрицательным образом их механические свойства.

Claims (9)

1.Труба с оксидированной внутренней поверхностью из меди или медных сплавов, в частности, санитарно-технического назначени , отличающа с  тем, что, с целью повышени  срока службы путем исключени  отслаивани  и трещинообразовани , оксидный слой выполнен толщиной 0,01-0,2 мкм..

2.Труба по п. 1,отличающа с  тем, что медный оксидный слой имеет толщину, наход щуюс  в пределах 0,03-0,1 мкм.

3.Труба по пп.1 или 2, отличающа  с   тем, что максимальна  величина зерен кристаллов окиси меди в слое составл ет 0,05 мкм.

4.Труба по п.З, отличающа с  тем, что кристаллы окиси меди имеют ориентированную (1,1,1) структуру.

5.Труба по пп.1-4, отличаю ща  с   тем, что она выполнена в состо нии неполного отжига после последней операции по деформации.

6.Труба по пп.1-4, о тличающа с  тем, что она имеет полутвердое состо ние.

7.Труба по пп,1-4, отличающа с  тем, что она имеет твердот нутое состо ние .

8.Труба по пп.1-7, отличающа с  тем, что она выполнена на стойкой к точечной коррозии с содержанием остаточного углерода менее 0,15 мг/дм и толщиной сло  окиси меди от 0,03-0,09 мкм.

9.Способ изготовлени  трубы с оксидированной внутренней поверхностью, включающий удаление жировых веществ с помощью растворител  и прот жной отжиг в атмосфере, содержащей кислород и инер- ный газ, отличающийс  тем. что отжиг

717169748

ведут при 600-730°С со скоростью пропу- менее 15 об. %, и инертного газа 75-99 об. %, екани  труб 50-220 м/мин при содержании преимущественно 85-95 об.%, при этом в кислорода 1-25 об.%, преимущественно 5 - качестве инертного газа используют азот.