ES2303941T3 - Procedimiento para tratar la superficie interna de un tubo. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para fabricar un tubo de cobre o de una aleación de cobre, dicho procedimiento incluye una etapa de extrusión y, al menos, una etapa de trabajo a fin de trabajar el tubo hasta su tamaño final y de acuerdo con dicho procedimiento, la superficie interna del tubo se somete a un tratamiento de limpieza, de esta manera, el tratamiento de limpieza se realiza sobre la superficie interna del tubo extruido a fin de retirar las impurezas, contaminantes y residuos basados en grafito y carbono y para controlar el contenido de carbono de la superficie interna del tubo antes de que dicho tubo sea trabajado hasta su tamaño final.
Description
Procedimiento para tratar la superficie interna
de un tubo.
La invención se refiere a un procedimiento de
acuerdo con la Reivindicación 1 para fabricar un tubo de cobre o de
una aleación de cobre. En particular, la invención se refiere a un
tratamiento de limpieza realizado sobre la superficie interna de un
tubo extruido antes de que dicho tubo sea trabajado hasta su tamaño
final.
Cuando se extruyan unos tubos metálicos sin
costuras, tales como unos tubos de cobre, se trabajará entonces una
barra de un metal sólido mediante un mandril para conformar un tubo.
Cuando se lubrique la superficie del mandril, se usarán entonces,
por ejemplo, unos materiales con base de grafito, cuyos contenidos
pueden ser nocivos para el procesamiento adicional de los tubos.
Por lo tanto, se estirarán hasta que alcancen su tamaño final unas
barras para tubos extruidas en caliente, por ejemplo, unos tubos
extruidos. Después de la extrusión, los tubos extruidos se pueden
trabajar también hasta su tamaño final, mediante laminado.
Generalmente, en las etapas de estirado se usan
unos materiales de lubricación basados en aceite, los cuales pueden
dejar unas impurezas que llevan carbono sobre la superficie interna
del tubo. Se conoce muy bien en la técnica que las ranuras
longitudinales creadas sobre la superficie interna de un tubo
extruido pueden conformar unos pliegues en las etapas de estirado
del tubo. Los materiales de lubricación usados, tanto en la etapa
de extrusión como en la etapa de estirado, pueden permanecer en
dichos pliegues. Generalmente, se ha descubierto que el contenido
de carbono de las superficies internas no se puede ajustar,
necesariamente, al nivel requerido por medio de unos baños de
lavado desengrasantes u otros tratamientos disolventes, los cuales
originan problemas, por ejemplo, en el recubrimiento metálico de la
superficie interna. Se ha detectado una serie de problemas
específicos, por ejemplo, en la adhesión de un recubrimiento de
estaño. En conjunto, sería muy importante alterar las propiedades
de la superficie interna desde el principio del proceso de
fabricación de tubos, a fin de nivelar las ranuras creadas en la
superficie interna del tubo en la etapa de extrusión y retirar todos
los residuos de grafito de las mismas.
De la publicación de la patente EP 335999 se
conoce en la técnica un procedimiento de limpieza para limpiar un
tubo de cobre fabricado mediante estirado. El procedimiento se
refiere a la retirada de grasas lubricantes después de la etapa de
estirado, por medio de un chorro de arena.
A partir de solicitud de la patente
FI-20001467 (correspondiente a
EP-A-1 167 563) se conoce en la
técnica un procedimiento para recubrir la superficie interna de
tubos de cobre o de una aleación de cobre mediante una película de
protección, particularmente, una película de estaño, en dicho
procedimiento la etapa de recubrimiento está precedida por un
tratamiento mecánico de la superficie que va a ser recubierta.
A partir de los documentos de patentes
JP-A-08 213 812 y
EP-A-0 647 723 se conocen en la
técnica otros procedimientos y aparatos para tratar la superficie
interna de unos tubos de cobre extruidos. El objeto de la presente
invención es el de patentar un procedimiento nuevo para fabricar
unos tubos de cobre o de una aleación de cobre, en dicho
procedimiento la superficie interna del tubo extruido se somete a un
tratamiento de limpieza antes de que el tubo sea trabajado hasta su
tamaño final.
El objeto de la invención se alcanza mediante la
combinación de las características mostradas en la Reivindicación
1. Unas realizaciones preferentes de la invención se caracterizan
por lo que se describe en las reivindicaciones adjuntas.
Se logran unas ventajas considerables por medio
del procedimiento de acuerdo con la invención. La invención se
refiere a un procedimiento para fabricar un tubo de cobre o de una
aleación de cobre, dicho procedimiento incluye una etapa de
extrusión y, al menos, una etapa de trabajo para trabajar el tubo
hasta su tamaño final y de acuerdo con dicho procedimiento, se
somete la superficie interna del tubo a un tratamiento de limpieza,
de tal manera que el tratamiento de limpieza se realice sobre la
superficie interna de los tubos extruidos antes de que el tubo sea
trabajado hasta su tamaño final. Aquí, un tubo significa un producto
final. Esencialmente, por medio de la invención es posible mejorar
la calidad de la superficie interna de los tubos metálicos, tales
como los tubos de cobre. De acuerdo con una realización preferente
de la invención, se trabaja un tubo hasta su tamaño final estirando
un tubo extruido, al menos, durante una etapa. En este caso el
tratamiento de limpieza se realizará, esencialmente, entre la etapa
de extrusión y la etapa de estirado. De acuerdo con una realización
preferente de la invención, se trabajará el tubo hasta su tamaño
final laminando el tubo extruido, al menos, durante una etapa.
Esencialmente, el tratamiento de limpieza se realizará ahora entre
la etapa de extrusión y la etapa de laminado. Cuando se limpie la
superficie interna de una barra de tubo extruida en caliente, por
ejemplo, un tubo extruido, antes de que el tubo sea trabajado hasta
su tamaño final, se logrará entonces un producto final tubo con un
contenido excelente de carbono.
De acuerdo con una realización preferente de la
invención, el tratamiento de limpieza se realizará mecánicamente.
Un procedimiento de acuerdo con la invención consiste en que el
tratamiento de limpieza se ejecutará tratando la superficie interna
del tubo extruido con un dispositivo de limpieza fabricado
esencialmente de un material más duro que la superficie interna. De
esta manera, se retirarán ventajosamente las impurezas con base de
grafito. De acuerdo con una realización de la invención, el
dispositivo de limpieza empleado es un cepillo de acero. De esta
manera, se desprenderán ventajosamente las impurezas de la
superficie interna. De acuerdo con una realización de la invención,
el dispositivo de limpieza se mueve a lo largo de la superficie
interna del tubo extruido por medio de unos imanes. De acuerdo con
otra realización, el dispositivo de limpieza se mueve a lo largo de
la superficie interna del tubo extruido por medio de un eje
alargado. De acuerdo con una realización, durante el tratamiento de
limpieza el tubo extruido se mueve con respecto al dispositivo de
limpieza. De acuerdo con la invención, una manera de ejecutar el
tratamiento de limpieza es que se realice mediante un chorro de
granos, tal como un chorro de arena. Al tratar mecánicamente la
superficie interna del tubo extruido creado en la etapa de
extrusión, es decir, la superficie conocida como primera superficie
interna del tubo, se igualarán entonces las ranuras creadas en la
superficie del tubo durante la etapa de extrusión y se retirarán
los residuos de grafito. Consecuentemente, tampoco será necesario -
ni en la etapa de extrusión ni en cualquiera de las etapas de
procesamiento adicionales - tomar en consideración la posible
circulación de contaminantes de grafito y carbono hasta el producto
final, no obstante, es posible concentrarnos en otros asuntos que
son muy importantes para el procedimiento.
De acuerdo con la invención, después de llevar a
cabo un tratamiento mecánico de limpieza, las superficies internas
del tubo extruido se limpiarán mediante un chorro de gas. De acuerdo
con la invención, otra forma sería que después de realizar un
tratamiento mecánico de limpieza, las superficies internas del tubo
extruido se laven mediante un líquido. De acuerdo con una
realización de la invención, el tubo se somete a un tratamiento de
recubrimiento después de que el tubo haya sido trabajado hasta su
tamaño final.
Un tubo extruido que haya sido tratado de
acuerdo con la invención, hará que sea más fácil realizar un
procedimiento adicional, tal como el recubrimiento metálico.
Además, es posible alcanzar también sobre la superficie dichos
contenidos de carbono que cumplan con la normativa. Aplicando el
procedimiento, se puede controlar mejor que en la técnica anterior
el contenido de carbono de las superficies internas de los productos
finales tubos. Además, se logra un ahorro significativo en los
gastos ya sea en el trabajo empleado y en los materiales, así como
en las etapas de pre-tratamiento que requieran un
recubrimiento metálico. Limpiando el tubo inicial que alimenta todo
el proceso de producción, se facilitarán entonces, convenientemente,
todos los procesos siguientes hasta obtener el producto final con
respecto a los requisitos para la limpieza de la superficie.
La invención se describirá ahora más
detalladamente haciendo referencia al ejemplo adjunto.
Ejemplo
En el ejemplo, se observa el procesamiento de un
tubo que en las medidas finales tiene un diámetro externo de unos
54 milímetros, a partir de un tubo extruido al que se le ha aplicado
el procedimiento de acuerdo con la invención. El ejemplo describe
como se limpió la superficie interna del tubo extruido y como se
comportó el tubo extruido limpio en los estiramientos de prueba en
comparación con un tubo extruido sin limpiar, normal. Después de
los estiramientos y lavados de prueba, se observó la superficie
interna a través de distintos procedimientos de prueba de
superficie. Además, se observó también el recubrimiento metálico de
los tubos fabricados de acuerdo con la invención.
En la etapa de extrusión, se retiraron todos los
residuos de grafito y las ranuras que quedaron sobre la superficie
interna de los tubos extruidos por medio de un dispositivo de
limpieza fabricado de acero. Se lograron desprender los
ingredientes de grafito haciendo girar manualmente el dispositivo de
limpieza a lo largo de las superficies internas de los tubos
extruidos, después se limpiaron los tubos extruidos mediante un
chorro de aire a presión. Los tubos extruidos mecánicamente
limpios, se transportaron para someterlos al procedimiento de
estirado. Como resultado de lo anterior, se comprobó que en la
primera etapa de estirado, un tubo extruido limpio requiere una
fuerza de estirado que es aproximadamente un 5% mayor que la que se
necesita aplicar a un tubo extruido sin limpiar. Después de la
primera etapa de estirado, el comportamiento de dicho trabajo por
estirado no difiere del comportamiento del estirado de los tubos
extruidos sin limpiar, corrientes.
Después de las etapas de estirado se compararon
entonces las calidades de las superficies internas de un tubo
extruido sin limpiar, corriente y de un tubo extruido mecánicamente
limpio, ya sea visualmente o mediante varios procedimientos
distintos de prueba de superficie. Las observaciones visuales ya
demostraron que después de las etapas de estirado, la superficie
del tubo extruido mecánicamente limpio tenía una calidad
extraordinariamente mayor. Aplicando unos procedimientos
espectroscópicos de prueba de superficie, se comprobó que después de
las etapas de estirado en el tubo extruido mecánicamente limpio, el
contenido de carbono de la superficie interna del producto final
tubo era de solamente una décima parte de la cantidad representada
después de las etapas de estirado sobre las superficies internas de
un producto final, de un tubo extruido corriente. Se obtuvieron los
resultados, comparando el porcentaje de las cuotas de carbono,
oxígeno y de cobre sobre las superficies internas.
Comparando los resultados antes mencionados con
un sistema de observación en donde los porcentajes atómicos de las
cuotas de los elementos de la superficie interna se estudian como
unas funciones de la profundidad, se ha detectado también que a una
profundidad determinada, la superficie interna mecánicamente limpia
contiene un grado significativamente menor de carbono que la
superficie interna sin limpiar.
Finalmente, los tubos que estaban siendo
comparados se sometieron a un tratamiento de desengrase, decapado y
de recubrimiento. El grosor de la capa de un recubrimiento metálico
era aproximadamente un 20% mayor y el parámetro que describe la
adhesión y la integridad del recubrimiento era aproximadamente 5
veces mejor en el tubo que estaba fabricado a partir de un tubo
extruido mecánicamente limpio. Se comprobó también que en el caso
de un tubo extruido sin limpiar, las ranuras del procedimiento de
estirado que contienen grafito conformadas sobre la superficie
interna se hicieron claramente visibles en el recubrimiento.
Varios procedimientos y observaciones visuales
distintos para definir el contenido de carbono en la superficie
demostraron que usando el procedimiento de acuerdo con la invención,
se logrará la mejor calidad de la superficie interna en el producto
final.
Para una persona experta en la técnica, es obvio
que las distintas modificaciones de la invención no están limitadas
a los ejemplos descritos anteriormente, sino que pueden variar
dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
1. Un procedimiento para fabricar un tubo de
cobre o de una aleación de cobre, dicho procedimiento incluye una
etapa de extrusión y, al menos, una etapa de trabajo a fin de
trabajar el tubo hasta su tamaño final y de acuerdo con dicho
procedimiento, la superficie interna del tubo se somete a un
tratamiento de limpieza, de esta manera, el tratamiento de limpieza
se realiza sobre la superficie interna del tubo extruido a fin de
retirar las impurezas, contaminantes y residuos basados en grafito y
carbono y para controlar el contenido de carbono de la superficie
interna del tubo antes de que dicho tubo sea trabajado hasta su
tamaño final.
2. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 1, caracterizado porque se trabaja el tubo
hasta su tamaño final mediante el moldeo estirado del tubo
extruido, al menos, una etapa.
3. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 2, caracterizado porque el tratamiento de
limpieza se realiza entre la etapa de extrusión y la etapa de
estirado.
4. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 1, caracterizado porque se trabaja el tubo
hasta su tamaño final mediante el laminado del tubo extruido, al
menos, una etapa.
5. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 4, caracterizado porque el tratamiento de
limpieza se realiza entre la etapa de extrusión y la etapa de
laminado.
6. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 1, 3 ó 5, caracterizado porque el tratamiento
de limpieza se realiza mecánicamente.
7. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 6, caracterizado porque el tratamiento de
limpieza se realiza tratando la superficie interna del tubo
extruido con un dispositivo fabricado de un material que es
esencialmente más duro que la superficie interna.
8. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo de
limpieza empleado es un cepillo de acero.
9. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el dispositivo de
limpieza es movido a lo largo de la superficie interna del tubo
extruido por medio de unos imanes.
10. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el dispositivo de
limpieza es movido a lo largo de la superficie interna del tubo
extruido por medio de un eje alargado.
11. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 7 u 8, caracterizado porque en el tratamiento
de limpieza, el tubo extruido es movido con respecto al dispositivo
de limpieza.
12. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 6, caracterizado porque el tratamiento de
limpieza se realiza mediante un chorro de granos, tal como un
chorro de arena.
13. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 6 - 12, caracterizado porque después del
tratamiento mecánico limpieza, las superficies internas del tubo
extruido se someten a un chorro de gas.
14. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicaciones 6 - 12, caracterizado porque después del
tratamiento mecánico de limpieza, las superficies internas del tubo
extruido se lavan con un líquido.
15. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las Reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
tubo se somete a un tratamiento de recubrimiento después de trabajar
el tubo hasta su tamaño final.
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