PL189820B1

PL189820B1 - Method of making copper tubes

Info

Publication number: PL189820B1
Application number: PL99334652A
Authority: PL
Inventors: Seppo Välimäki
Original assignee: Outokumpu Oy
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2005-09-30
Also published as: FI107543B; EP0976845B1; NO993683D0; FI981683A0; ATE245208T1; NO312619B1; PL334652A1; NO993683L; PT976845E; DK0976845T3; FI981683L; ES2202969T3; DE69909565D1; EP0976845A1; DE69909565T2

Abstract

1. Sposób wytwarzania rur miedzianych twardych do zastosowan sanitarnych, w którym rure wytwarza sie przez wytlaczanie i ksztaltowanie na zimno, znamienny tym, ze przy ciagnieniu na zimno rura jest ciagniona prawie az do koncowego wymiaru, po czym do rury wprowadza sie gaz zawierajacy tlen i rure poddaje sie krótkiemu we- wnatrzprocesowemu wyzarzaniu w temperaturze 450 - 650°C oraz rure poddaje sie ksztaltowaniu w 5 - 20%, przy czym wewnetrzna powierzchnie rury piaskuje sie. PL 1. A method of manufacturing hard copper pipes for sanitary applications, wherein the pipe is manufactured by extrusion and cold forming, characterized in that during cold drawing the pipe is drawn almost to its final dimension, whereupon a gas containing oxygen is introduced into the pipe and the pipe is subjected to a short in-process annealing at a temperature of 450 - 650°C and the pipe is subjected to forming by 5 - 20%, wherein the inner surface of the pipe is sandblasted. EN

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania rur miedzianych a szczególnie ciągnionej na zimno, odpuszczanej rury sanitarnej. Według opracowanego sposobu, wytłaczaną powłokę rury kształtuje się na zimno niemal aż do jej ostatecznego wymiaru, po czym rura przechodzi wewnątrzprocesowe wyżarzanie w warunkach utleniających dla dopasowania rury do jej ostatecznego rozmiaru w etapie kształtowania na zimno z ostatecznym piaskowaniem wewnętrznej powierzchni rury. Dzięki temu sposobowi, unika się wykorzystania rozpuszczalników organicznych, a jednocześnie uzyskuje się rurę o doskonałej odporności na korozję.The present invention relates to a method for the production of copper pipes, in particular cold drawn, tempered sanitary pipe. According to the developed method, the extruded shell of the pipe is cold formed almost to its final dimension, after which the pipe undergoes an in-process oxidative annealing to fit the pipe to its final size in a cold forming step with final sandblasting of the inner surface of the pipe. By this method, the use of organic solvents is avoided and, at the same time, a pipe with excellent corrosion resistance is obtained.

Konwencjonalny sposób obróbki rur twardych obejmował etapy kształtowania na zimno po wytłoczeniu, takie jak ciągnienie jednobębnowe, prostowanie i cięcie z następczym odtłuszczeniem, w którym smar ciągnienia usuwano z wewnętrznej powierzchni rury. Pozostały smar usuwany jest tak, że nie tworzy warstewki, węglowej w czasie instalacji, co z kolei ułatwiałoby powstawanie wżerów korozyjnych. W praktyce, ten etap odtłuszczania polegał na zanurzeniu rur w rozpuszczalniku organicznym, takim jak trójchloroetylen.The conventional hard tube processing method involved post-extrusion cold-forming steps such as single-barrel drawing, straightening, and degreasing cutting, in which the drawing lubricant was removed from the inner surface of the tube. The remaining grease is removed so that it does not form a carbon film during installation, which in turn would facilitate corrosion pitting. In practice, this degreasing step consisted of immersing the pipes in an organic solvent such as trichlorethylene.

Płukanie rur rozpuszczalnikami organicznymi podlega coraz bardziej ograniczeniom i regulacjom, ponieważ trójchloroetylen nie jest na przykład uważany za substancję przyjazną środowisku. Płukanie innymi rozpuszczalnikami nie zawsze jednak daje zadowalający efekt.The flushing of pipes with organic solvents is subject to more and more restrictions and regulations as trichlorethylene, for example, is not considered an environmentally friendly substance. Rinsing with other solvents does not always give a satisfactory result.

W europejskim opisie patentowym EP 306 810 przedstawiono sposób obróbki ciągnionych na zimno rur sanitarnych, w którym rurę wytwarza się z powłoki rury przy użyciu normalnych etapów kształtowania na zimno, po czym rura przechodzi odtłuszczanie, przy czym rury najpierw zanurza się w rozpuszczalniku organicznym, a następnie poddaje obróbce strumieniem piasku.EP 306 810 describes a process for the treatment of cold drawn sanitary pipes in which the pipe is produced from the pipe shell using normal cold forming steps, after which the pipe undergoes degreasing, the pipes first immersed in an organic solvent and then treats with a stream of sand.

W europejskim opisie patentowym EP 281 641 przedstawiono sposób obróbki rur twardych i półtwardych, w którym rury kształtuje się przez ciągnienie na zimno do ich ostatecznej długości, po czym poddaje się je wewnątrzprocesowemu wyżarzaniu w atmosferze wzboga189 820 conej w tlen. W czasie wyżarzania, ślady tłuszczu ciągnienia wypalają się, a po wyżarzaniu rury poddaje się piaskowaniu.EP 281 641 describes a method of treating hard and semi-hard pipes, in which the pipes are formed by cold drawing to their final length and then subjected to an in-process annealing in an oxygen-enriched atmosphere. During annealing, traces of drawing fat are burned off, and after annealing, the tubes are sandblasted.

Europejski opis patentowy EP 647 723 przedstawia sposób wytwarzania rur półtwardych bądź twardych, którego zamierzeniem względem rury jest uwolnienie tak małej ilości jonów miedziowych jak to możliwe do na przykład normalnej wody pitnej. Według tego sposobu, powłokę rury kształtuje się na zimno do pośredniego rozmiaru, po którym wewnętrzną powierzchnię czyni się bardziej szorstką. To uczynienie jej szorstką można przeprowadzić albo przez piaskowanie albo trawienie (Beizen). Po tym, rurę kieruje się do obróbki wyżarzaniem w temperaturze 350 - 650°C, przy czym mieszaninę gazu osłonowego i tlenu (1 - 7% O2) wprowadza się do rury w celu utworzenia ochronnej warstwy tlenku na wewnętrznej powierzchni rury. Rura przechodzi następnie ciągnienie na zimno do końcowego wymiaru, przy czym redukcja wynosi około 20%. Jeżeli jest to wymagane, rurę można poddać odtłuszczaniu po ciągnieniu na zimno. Po końcowym ciągnieniu, rurę poddaje się dalszej obróbce termicznej w temperaturze 175 - 275°C w obecności gazu tlenowego (przynajmniej 20% O2).EP 647 723 describes a method for the production of semi-hard or hard pipes which is intended for the pipe to release as little copper ions as possible into, for example, normal drinking water. According to this method, the shell of the pipe is cold-formed to an intermediate size, after which the inner surface is rougher. This roughing can be done either by sandblasting or etching (Beizen). After that, the tube is sent to an annealing treatment at 350-650 ° C, a mixture of shielding gas and oxygen (1-7% O2) being introduced into the tube to form a protective oxide layer on the inner surface of the tube. The tube then goes through cold drawing to final size with a reduction of about 20%. If required, the pipe can be degreased after cold drawing. After final drawing, the pipe is further heat treated at 175-275 ° C in the presence of oxygen gas (at least 20% O2).

Wynik tej obróbki jest taki, że szybko tworzy się bardzo stabilna warstwa malachitu na wewnętrznej powierzchni rury, co zapobiega rozpuszczaniu się jonów miedziowych w wodzie pitnej.The result of this treatment is that a very stable layer of malachite quickly forms on the inner surface of the tube, which prevents the dissolution of copper ions in the drinking water.

Według nowoopracowanego sposobu, rury ciągnione na zimno, nadające się do instalacji sanitarnych można wytworzyć w prosty sposób. Wytłoczoną osłonę rury poddaje się wyciąganiu przy użyciu konwencjonalnej technologii kształtowania na zimno aż do niemal jej końcowego wymiaru. Po tym, tlen lub gaz wzbogacony w tlen wprowadza się do zwoju rury i ogrzewa rurę przez wewnątrzprocesowe wyżarzanie krótko w temperaturze 450 - 650°C, korzystnie 500 - 600°C. Czyniąc to, wypala się wszelkie pozostałe środki poślizgowe na wewnętrznej powierzchni. Po ogrzaniu, rura przechodzi ostateczny etap kształtowania o ok. 5-20%. Po tym rurę tnie się na wyszczególniony wymiar, a wewnętrzną powierzchnię rury poddaje się piaskowaniu. Zasadnicze cechy wynalazku zawarte są w załączonych zastrzeżeniach.According to a newly developed process, cold drawn pipes suitable for sanitary installations can be manufactured in a simple manner. The extruded pipe shell is drawn down to almost its final size using conventional cold forming technology. Thereafter, oxygen or an oxygen-enriched gas is introduced into the tube coil and the tube is heated by in-process annealing briefly at a temperature of 450-650 ° C, preferably 500-600 ° C. In doing so, any remaining lubricants on the inner surface are burned out. After heating, the pipe undergoes a final shaping stage by approx. 5-20%. Thereafter, the pipe is cut to the specified size and the inner surface of the pipe is sandblasted. The essential features of the invention are set out in the appended claims.

Pomimo tego, że opracowany sposób wciąż wykorzystuje wyżarzanie rury ciągnionej na zimno, zasadnicze jest to, że ciągnienie rury przez piec wyżarzający przeprowadza się z taką prędkością, 100 - 200 m/min, korzystnie 120 - 160 m/min tak, że nie ma czasu na rekrystalizację albo zmiękczenie struktury. W czasie wyżarzania wewnątrz rury znajduje się tlen albo gaz wzbogacony w tlen, z zawartością tlenu przynajmniej 20% a korzystnie przynajmniej 50%. Istnieją oznaki początku rekrystalizacji w mikrostrukturze, ale podczas końcowego ciągnienia na zimno po wyżarzaniu, rurę kształtuje się w taki sposób, że wartości te znajdują się wewnątrz regionu rury twardej. Jedną z zalet ciągnienia po wyżarzaniu jest to, że rura zostanie ukształtowana dokładnie do wymogów tolerancji.Although the invented method still uses the annealing of a cold drawn tube, it is essential that the drawing of the tube by the annealing furnace is carried out at a speed of 100 - 200 m / min, preferably 120 - 160 m / min, so that there is no time. for recrystallization or softening of the structure. During the annealing, there is oxygen or an oxygen-enriched gas inside the tube with an oxygen content of at least 20% and preferably at least 50%. There are signs of an onset of recrystallization in the microstructure, but during the final cold drawing after annealing, the tube is shaped such that these values are inside the hard tube region. One advantage of post-annealed drawing is that the tube will be shaped exactly to tolerances.

Konwencjonalne płukanie wewnętrznej powierzchni rur twardych zachodzi przy użyciu rozpuszczalników organicznych, ale jak stwierdzono w stanie techniki, rozpuszczalniki organiczne stają się niebezpieczne dla środowiska. Piaskowanie okazało się być bardzo skuteczne w usuwaniu pozostałości tłuszczu ciągnienia, tym samym zapobiegając tworzeniu się warstwy węglowej i powstawaniu wżerów od zimnej wody. Nowo opracowany sposób zastępuje znane uprzednio, które wykorzystywały rozpuszczalnik organiczny do oczyszczenia wewnętrznych powierzchni rur.Conventional washing of the inner surface of hard tubes is performed with organic solvents, but as has been found in the art, organic solvents become environmentally hazardous. Sandblasting has been found to be very effective in removing drawing grease residues, thereby preventing carbon layer formation and cold water pitting. The newly developed process replaces the previously known ones which used an organic solvent to clean the inner surfaces of the pipes.

W związku z zastosowaniem rozpuszczalników organicznych powstał inny problem: na rynku jest zapotrzebowanie na wykonanie barwnego oznakowania w dodatku do normalnego oznakowania wyciskowego na rurach i wykazano, iż oznakowanie barwne nie wytrzymuje płukania w substancjach organicznych. Dodanie oznakowania barwnego oddzielnie po płukaniu powoduje nowy i kosztowny dodatkowy etap roboczy. Gdy stosuje się piaskowanie jako sposób oczyszczania wnętrza rur, nie jest wymagany żaden dodatkowy etap roboczy w celu wytworzenia oznakowania barwnego.Another problem has arisen with the use of organic solvents: there is a market demand for color coding in addition to normal impressions on pipes, and the color coding has been shown not to withstand rinsing in organic substances. Adding the color code separately after rinsing creates a new and costly additional work step. When sandblasting is used as a method of cleaning the inside of the pipes, no additional working step is required to produce the color marking.

Przykład wykonania wynalazku jest przedstawiony poniżej.An embodiment of the invention is shown below.

Przykład wykonaniaExecution example

Rurę miedzianą wytworzono tak jak zwykle przez wytłoczenie i ciągnienie jednobębnowe, ale w końcowym ciągnieniu jednobębnowym pozostawiono rurę o większym wymiarze niż ostateczny. Zwój rury wypełniono gazem zawierającym tlen i ogrzano krótko w temperatu4The copper pipe was produced as usual by extrusion and single-drum drawing, but the final single-drum drawing was left with a larger dimension than the final pipe. The tube coil was filled with oxygen-containing gas and heated briefly to 4

189 820 rze 500 - 650°C. Tabela poniżej wylicza właściwości rury po końcowym ciągnieniu (rozmiar rury 15x1 mm) i porównanie z wymaganiami stawianymi przez normę 1057 dla rur twardych. Wygięcie według normy oznacza, iż test wygięcia przeprowadzono według warunków wyłożonych w normie EN 10232, tak by w etapie tym dla nieuzbrojonego oka nie było żadnych widocznych rozerwań. Klasa 1 wspomniana w wynikach testu oznacza, iż rura sprostała najściślejszym wymaganiom normy.189 820 at 500-650 ° C. The table below lists the pipe properties after final drawing (pipe size 15x1 mm) and compares it with the requirements of standard 1057 for hard pipes. Standard bend means that the bending test was carried out in accordance with the conditions laid down in the EN 10232 standard, so that at this stage there were no visible tears for the naked eye. The class 1 mentioned in the test results means that the pipe met the strictest requirements of the standard.

TabelaTable

Temperatura wyżarzania °C Annealing temperature ° C Twardość HV Hardness HV Wytrzymałość naprężeniowa N/mm² Tensile strength N / mm ² Zawartość C na wew. powierzchni mg/dm2 C content on ext. area mg / dm2 Test HNO₃ HNO test ₃ Wygięcie Bend EN 1057 EN 1057 min. 290 min. 290 max. 0,2 max. 0.2 brak warstw no layers wygięcie wg normy standard bend Test 1 Test 1 500 500 121 121 438 438 0,06 0.06 — - Klasa 1 Class 1 Test 2 Test 2 600 600 121 121 438 438 0,06 0.06 — - Klasa 1 Class 1 Test 3 Test 3 650 650 121 121 424 424 0,06 0.06 — - Klasa 1 Class 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

A method for the production of rigid copper pipes for sanitary applications, in which the pipe is produced by extrusion and cold forming, characterized in that, during cold drawing, the pipe is drawn almost to its final dimension, after which oxygen-containing gas is introduced into the pipe and the pipe is subjected to a short in-process annealing at a temperature of 450-650 ° C and the pipe is shaped to 5-20%, with the inner surface of the pipe sandblasted.

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the in-process annealing is performed on the tube at a speed of 100-200 m / min.

3. The method according to p. The process of claim 1, wherein the in-process annealing is performed on the tube at a speed of 100 - 160 m / min.

4. The method according to p. The process of claim 1, wherein the in-process annealing is performed on the tube at a temperature of 500-600 ° C.

5. The method according to p. The method of claim 1, wherein oxygen is present in the tube during the annealing.

6. The method according to p. The process of claim 1, wherein there is a gas in the tube during the annealing, the gas being oxygen-enriched to at least 50%.

7. The method according to p. The process of claim 1, wherein there is a gas in the tube during the annealing, which gas is oxygen-enriched to at least 20%.

8. The method according to p. The process of claim 1, characterized in that the final shaping step is free drawing of the pipes.