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EP0306810B1 - Verfahren zur Herstellung lochfrassbeständiger hartgezogener Rohre aus Kupfer oder Kupferlegierungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung lochfrassbeständiger hartgezogener Rohre aus Kupfer oder Kupferlegierungen Download PDF

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EP0306810B1
EP0306810B1 EP88114157A EP88114157A EP0306810B1 EP 0306810 B1 EP0306810 B1 EP 0306810B1 EP 88114157 A EP88114157 A EP 88114157A EP 88114157 A EP88114157 A EP 88114157A EP 0306810 B1 EP0306810 B1 EP 0306810B1
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EP
European Patent Office
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pipes
copper
tubes
treated
pitting
Prior art date
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EP88114157A
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EP0306810B2 (de
EP0306810A3 (en
EP0306810A2 (de
Inventor
Achim Dr. Baukloh
Ulrich Dr. Reiter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KM Kabelmetal AG
Original Assignee
KM Kabelmetal AG
KM Europa Metal AG
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6335681&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0306810(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by KM Kabelmetal AG, KM Europa Metal AG filed Critical KM Kabelmetal AG
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Publication of EP0306810A3 publication Critical patent/EP0306810A3/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/32—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks
    • B24C3/325—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks for internal surfaces, e.g. of tubes
    • B24C3/327—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks for internal surfaces, e.g. of tubes by an axially-moving flow of abrasive particles without passing a blast gun, impeller or the like along the internal surface

Definitions

  • the invention relates to a method for producing pitting-resistant hard-drawn pipes made of copper or a copper alloy for the sanitary sector, the pipes being degreased after the cold working and the inner surface of the pipes then being treated with an abrasive.
  • the invention further relates to the use of pipes produced by this method in the sanitary area.
  • a more or less coherent carbon film can form on the inside of the pipe if the pipes are connected to one another, for example by brazing, or heated to facilitate bending.
  • Copper pipes for the clinical area especially pipes for the transport of medical gases, must have an absolutely clean and grease-free inner surface to avoid any risks.
  • the document "British Hospital Technical Memorandum" 22, May 1972 edition prescribes a multi-stage cleaning process, the interior of the tube first being degreased with water vapor or an organic solvent, dried, treated with an abrasive and then with medical pure air is blown through.
  • degreasing agents for example organic solvents such as per or trichlorethylene.
  • Another method involves evaporating the drawing oil and extracting the drawing oil vapors.
  • Another type of treatment is to carry out the annealing in a reducing atmosphere and to remove the resulting carbon film by means of an abrasive.
  • an abrasive is introduced into the tube either by pressurized water or compressed air.
  • the invention has for its object to prevent the formation of carbon and / or oxide films during brazing or hot bending of hard drawn tubes made of copper or copper alloys and thus to improve the pitting resistance of these tubes.
  • This object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned at the outset by immersing the tubes for degreasing in an organic solvent bath and then treating the inner surface of the tubes with a jet of sand or corundum particles for a period of about 3 to 30 s that the inner surface of the blasted tubes has an average roughness of 0.4 to 1.5 ⁇ m.
  • the method according to the teaching of the invention differs from the previously known essentially soft-annealed copper tubes-related methods by a combination of chemical and mechanical treatment stages.
  • harmful films eg. B. carbon-containing films or oxide films on the inner surface of hard-drawn copper pipes.
  • These films which according to the theory act as bipolar electrodes, are usually produced at the temperatures customary for brazing or hot bending copper pipes.
  • the harmful films can essentially be avoided in that the inner surface of copper pipes, which has largely been freed from the drawing oil, has a certain minimum roughness after the additional blasting treatment. It is therefore important that a certain surface structure is achieved on the inner surface of the tubes, which enables only very little adhesion to the films formed during heat treatment. Stable corrosion elements, which are the cause of pitting corrosion, cannot develop.
  • the abrasive treatment is carried out in such a way that the inner surface of the tubes has a mean roughness value between 0.8 ⁇ m and 1.0 ⁇ m.
  • a felt plug filling the pipe cross-section can be inserted, for example, and the felt plug, which may be soaked with a cleaning agent, can then be transported through the pipe length by means of pressure.
  • simply blowing out with compressed air will be sufficient to remove corundum particles adhering to the inner wall of the pipe.
  • the average roughness R a was found to be 0.8 ⁇ m.
  • the residual carbon content was ⁇ 0.03 mg / dm 2 below the detection limit. Long-term tests in various corrosion-promoting household waters did not show any significant formation of pitting corrosion. Likewise, no corrosion damage occurred after brazing and / or hot bending.
  • tubes measuring 22 x 1 mm were used.
  • the tubes were treated with corundum for 10 s.
  • the average roughness value R a was 1.0 ⁇ m after the blasting agent treatment.
  • the residual carbon or lubricant content was again below the detection limit.
  • tubes 15 x 1 mm drawn to the final dimension were first degreased with trichloroethane, dried and then briefly immersed in a nitric acid bath.
  • the other process conditions for the blasting agent treatment corresponded to those of Example 1.
  • Long-term tests of five test benches operated in practice with areas that favor pitting corrosion did not show any signs of pitting attack.
  • the inside surface of the pipes had a shiny metallic appearance.
  • the water throughput during the flow times was about 1.5 l / min, which corresponds to an average flow velocity of about 0.2 m / s for the test tube.

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  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung lochfraßbeständiger hartgezogener Rohre aus Kupfer oder einer Kupferlegierung für den Sanitärbereich, wobei die Rohre nach der Kaltverformung entfettet werden und die Innenoberfläche der Rohre dann mit einem Strahlmittel behandelt wird. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung von nach diesem Verfahren hergestellten Rohren im Sanitärbereich.
  • Es ist bekannt, daß nach dem letzten Ziehvorgang weichgeglühte Kupferrohre in aggressiven Leitungswässern korrosionsanfällig sind. Eine besonders charakteristische Erscheinungsform der Korrosionsschäden wird durch die Lochkorrosion verursacht, bei der es auf der Rohrinnenseite zu örtlichen Lochfraßstellen kommt. Die Entstehung derartiger Korrosionsschäden wird kohlenstoffhaltigen Rückständen zugeschrieben, die beispielsweise durch thermische Zersetzung des beim Rohrziehen verwendeten Ziehmittels auftreten.
  • Aber auch bei hartgezogenen Kupferrohren, die keinem Glühvorgang unterzogen werden, kann ein mehr oder weniger zusammenhängender Kohlenstoffilm auf der Rohrinnenseite entstehen, wenn die Rohre beispielsweise durch Hartlöten miteinander verbunden oder zur Erleichterung des Biegens erwärmt werden.
  • Es hat sich herausgestellt, daß der beim Erwärmen entstehende Kohlenstoffilm dann nahezu unschädlich ist, wenn sich weniger als 0,1 mg/dm2 Ziehöl auf der Innenoberfläche des Kupferrohres befindet.
  • Kupferrohre für den klinischen Bereich, inbesondere Rohre zum Transport medizinischer Gase, müssen zur Vermeidung jeglichen Risikos eine absolut saubere und fettfreie Innenoberfläche aufweisen. Um diese hohen Anforderungen erfüllen zu können, schreibt das Dokument "British Hospital Technical Memorandum" 22, Ausgabe Mai 1972, ein mehrstufiges Reinigungsverfahren vor, wobei das Rohrinnere zunächst mit Wasserdampf oder einem organischen Lösungsmittel entfettet, getrocknet, mit einem Strahlmittel behandelt und anschließend mit medizinisch reiner Luft durchblasen wird.
  • Zur Entfernung des Ziehölfilms ist es aus der Rohrfertigung auch bereits bekannt, Entfettungsmittel einzusetzen, beispielsweise organische Lösungsmittel, wie Per- oder Trichlorethylen. Noch ein anderes Verfahren sieht vor, das Ziehöl zu verdampfen und die Ziehöldämpfe abzusaugen.
  • Eine weitere Behandlungsart besteht darin, die Glühung in einer reduzierenden Atmosphäre durchzuführen und den entstandenen Kohlenstoffilm durch ein Strahlmittel zu entfernen. Hierbei wird in das Rohr ein Strahlmittel entweder durch Druckwasser oder Druckluft eingeführt.
  • Schließlich ist noch ein Verfahren bekannt, bei dem zur Reinigung der Innenoberfläche installierter Rohrleitungen von ölhaltigen Ablagerungen beispielsweise ein Strahl aus Sandteilchen verwendet wird (EP-A-0 180 228).
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bildung von Kohlenstoff- und/oder Oxidfilmen beim Hartlöten oder Warmbiegen von hartgezogenen Rohren aus Kupfer oder Kupferlegierungen zu verhindern und damit die Lochfraßbeständigkeit dieser Rohre zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohre zum Entfetten in ein organisches Lösungsmittelbad getaucht werden und die Innenoberfläche der Rohre anschließend während eines Zeitraums von etwa 3 bis 30 s mit einem Strahl aus Sand- oder Korundteilchen derart behandelt wird, daß die Innenoberfläche der gestrahlten Rohre einen Mittenrauhwert von 0,4 bis 1,5 um aufweist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Das Verfahren gemäß der Lehre der Erfindung unterscheidet sich von den bisher bekannten im wesentlichen weichgeglühte Kupferrohre betreffenden Verfahren durch eine Kombination chemischer und mechanischer Behandlungsstufen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es in überraschender Weise, die Bildung von schädlichen Filmen, z. B. kohlenstoffhaltigen Filmen oder Oxidfilmen, auf der Innenoberfläche von hartgezogenen Kupferrohren zu vermeiden. Diese nach der Theorie als bipolare Elektroden wirkenden Filme entstehen in der Regel bei den beim Hartlöten oder Warmbiegen von Kupferrohren üblichen Temperaturen.
  • Eingehende Untersuchungen haben gezeigt, daß die schädlichen Filme im wesentlichen dadurch vermieden werden können, daß die vom Ziehöl weitgehend befreite Innenoberfläche von Kupferrohren nach der zusätzlichen Strahlbehandlung eine gewisse Mindestrauhigkeit aufweist. Es kommt also darauf an, daß an der Innenoberfläche der Rohre eine bestimmte Oberflächenstruktur erzielt wird, die den bei einer Wärmebehandlung entstehenden Filmen nur eine sehr geringe Haftung ermöglicht. Stabile Korrosionselemente, die für das Entstehen der Lochfraßkorrosion ursächlich sind, können sich somit nicht ausbilden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Strahlmittelbehandlung derart durchgeführt, daß die Innenoberfläche der Rohre einen Mittenrauhwert zwischen 0,8 um und 1,0 um aufweist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
    • Beispiel 1
  • Auf Endabmessung hartgezogene 5 m lange Rohre aus SF- Cu mit einem Durchmesser von 15 mm und einer Wanddicke von 1 mm wurden in einer ersten Behandlungsstufe zum Entfernen des Ziehöls in ein Lösungsmittelbad aus Trichlorethylen getaucht. In einer weiteren Behandlungsstufe wurden die Kupferrohre an die Strahldüse einer Strahlanlage angeschlossen und 5 s lang mit Korund der Körnung 54 (entsprechend einem mittleren Teilchendurchmesser von 300 bis 350 um) behandelt. Der Strahlmitteldruck betrug etwa 0,55 MPa. Um die Innenoberfläche der Rohre je nach späterem Einsatzfall von Korundteilchen zu reinigen, kann beispielsweise ein den Rohrquerschnitt ausfüllender Filzstopfen eingebracht und der gegebenenfalls mit einem Reinigungsmittel getränkte Filzstopfen dann mittels Druck durch die Rohrlänge transportiert werden. Vielfach wird schon ein einfaches Ausblasen mit Preßluft völlig ausreichend sein, um an der Rohrinnenwand haftende Korundteilchen zu beseitigen. Der Mittenrauhwert Ra wurde mit 0,8 um bestimmt. Der Restkohlenstoffgehalt lag mit < 0,03 mg/dm2 unterhalb der Nachweisgrenze. Langzeitversuche in verschiedenen korrosionsfördernden Haushaltswässern ergaben keine signifikante Ausbildung von Lochkorrosion. Ebenso traten nach dem Hartlöten und/oder Warmbiegen keine Korrosionsschäden auf.
    • Beispiel 2
  • Entsprechend den in Beispiel 1 angegebenen Verfahrensbedingungen wurden auf Endmaß gezogene Rohre der Abmessung 22 x 1 mm verwendet. In Abänderung des Verfahrens wurden die Rohre 10 s lang mit Korund behandelt. Der Mittenrauhwert Ra betrug nach der Strahlmittelbehandlung 1,0 um. Der Restkohlenstoff- bzw. Restschmiermittelgehalt lag wiederum unterhalb der Nachweisgrenze.
    • Beispiel 3
  • In weiterer Abwandlung der bisher angegebenen Verfahrensbedingungen wurden auf Endabmessung 15 x 1 mm gezogene Rohre zunächst mit Trichlorethan entfettet, getrocknet und dann kurzzeitig in ein Salpetersäurebad getaucht. Die weiteren Verfahrensbedingungen für die Strahlmittelbehandlung entsprachen denen des Beispiels 1. Langzeitversuche von fünf in Gebieten mit lochfraßbegünstigenden Wässern praxisnah betriebenen Prüfständen ergaben keine Anzeichen von Lochfraßangriff. Die Innenoberfläche der Rohre hatte ein blankes metallisches Aussehen. Der Wasserdurchsatz betrug während der Durchflußzeiten etwa 1,5 I/min, der beim Prüfrohr einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit von etwa 0,2 m/s entspricht.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung lochfraßbeständiger hartgezogener Rohre aus Kupfer oder einer Kupferlegierung für den Sanitärbereich, wobei die Rohre nach der Kaltverformung entfettet werden und die Innenoberfläche der Rohre dann mit einem Strahlmittel behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre zum Entfetten in ein organisches Lösungsmittelbad getaucht werden und die Innenoberfläche der Rohre anschließend während eines Zeitraums von etwa 3 bis 30 s mit einem Strahl aus Sand- oder Korundteilchen derart behandelt wird, daß die Innenoberfläche der gestrahlten Rohre einen Mittenrauhwert von 0,4 bis 1,5 um aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlmittelbehandlung 5 bis 10 s dauert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche der Rohre mit einem Teilchenstrahl behandelt wird, der einen Druck von mindestens 0,5 MPa besitzt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sand-oder Korundteilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 200 bis 350 um aufweisen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Innenoberfläche der Rohre zusätzlich zur Entfettungsbehandlung gebeizt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenrauhwert der Innenoberfläche der gestrahlten Rohre 0,8 bis 1,0 um beträgt.
7. Verwendung von nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellten Rohren im Sanitärbereich.
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