PT91428B

PT91428B - Tubos oxidados internamente

Info

Publication number: PT91428B
Application number: PT91428A
Authority: PT
Inventors: Achim Baukloh; Ulrich Reiter; Christian Triquet
Original assignee: Kabelmetal Ag
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1989-08-10
Publication date: 1995-08-09
Also published as: HU214381B; FI893785A0; CS8904206A2; EP0356732B1; RO109463B1; SU1716974A3; KR940010772B1; IE61097B1; NO893246D0; IE892217L; IL91145A0; FI893785A7; DK388089D0; DD284078A5; PT91428A; NO893246L; SK278911B6; DZ1349A1; FI90136B; AR247013A1

Description

TUBOS OXIDADOS INTERNAMENTE

A presente invenção diz respeito a tubos de cobre ou de ligas de cobre oxidados internamente, em especial para utilização no domínio sanitário. A invenção refere-se ainda a um processo para a fabricação de tubos oxidados internamente.

Tubos de cobre ou de ligas de cobre são utilizados como tubagens no domínio sanitário, em especial para água fria e água quente, mas também são utilizados em condensadores e permutadores de calor.

Para evitar os perigos de corrosão, especialmente os perigos de corrosão localizada com fendas, já foi proposto que os restos do óleo de tratamento mecânico que se encontra sobre as superfícies interiores do tubo e têm tendência para a formação de carvão sejam eliminados o mais possível antes do recozimento por agentes desengordurantes, por exemplo por dissolventes orgânicos, tais como tricloroetileno ou percloroetileno.

Outros processos prevêm que o recozimento se faça em atmosfera redutora e a superfície interna dos tubos seja depois isentada da película de carbono obtida por meio de limpeza com um meio apropriado. Neste caso, insere-se no tubo o agente de limpeza ou por meio de ar comprimido ou misturado com água sob pressão.

Finalmente, através da memória descritiva da patente de invenção alemã, publicada para inspecção pública DE-OS 30 04 455, sabe-se como se pode atingir um teor residual de carvão pequeno realizando o tratamento térmico depois do desengorduramento dos tubos numa atmosfera que contém oxigénio, como, por exemplo, uma determinada mistura gasosa constituída por oxigénio, hélio e árgon.

Num tratamento térmico em condições oxidantes, especialmente se este se realiza estacionariamente, existe o perigo, no entanto, de as camadas de óxido que se formam aderirem mal, possuírem uma maior espessura e, eventualmente, serem porosas, pelo que se não podem evitar acções negativas, entre outras, também sobre o comportamento à corrosão. Além disso, as camadas de óxido com uma espessura maior ou igual a 0,2 micrómetro podem facilmente formar fendas ou placas retiráveis num subsequente processamen to dos tubos, por exemplo na dobragem.

Verificam-se problemas semelhantes se os tubos, após tratamento térmico sob condições oxidantes para a obtenção do estado semi-endurecido, ainda tiverem de ser submetidos a um processamento que diminua a sua secção transversal. As forças de deformação originam então igualmente fendas e a formação de placas separadas da camada de óxido formada na superfície interior. Os óxidos separados podem então originar perturbações no interior de partes individuais do equipamento de uma instalação.

A invenção tem como objectivo proporcionar ”L· z

a formação de tubos de cobre ou de ligas de cobre, oxidados interiormente, com uma resistência especialmente grande contra a corrosão localizada, cujas camadas de óxido existentes na superfície interna não originem; formação desfavorável ou por dissolução originem acções negativas sobre a resistência à corrosão do tubo ou sobre a segurança de funcionamento da instalação.

Este objectivo é atingido de acordo com a presente invenção fazendo com que a espessura da camada de óxido aderente ao metal de base fique compreendida dentro do intervalo de 0,01 até 0,2 micrómetro, em que esta camada ê também isenta de fendas e não apresenta formação de placas, se os tubos forem deformados por distensão ou por dobragem. Formas de realização vantajosas da presente invenção são também referidas nas reivindicações secundárias do presente pedido de patente de invenção.

processo preferido para a fabricação de tubos oxidados interiormente encontra-se descrito na parte caracterizante da reivindicação 8.

Os tubos oxidados interiormente fabricados de acordo com este processo apresentam uma espessura da camada de óxido que, de preferência, fica compreendida dentro do intervalo desde 0,03 até menos de 0,1 micrómetro. Com o processo é exactamente possível regular-se cada valor dentro do intervalo mencionado por variação dos parâmetros do processo. 0 encarregado da produção fica assim em posição de regular as condições de funcionamento para o tratamento de recozimento, em especial a duração do tratamento de recozimento em condições oxidantes, como também a composição e a

- 4 pressão da mistura de gases necessária para o efeito. Para o acabamento económico dos tubos, assim como para uma formação uniforme da camada de óxido da superfície interna dos tubos, é uma característica indispensável do processo que o tratamento de recozimento se faça em passagem, isto é, segundo um processo contínuo.

Surpreendentemente, nos ensaios, verificou-se que, ao contrário da opinião atê agora existente no mundo técnico, já a existência de espessuras de camadas de óxido muito pequenas sobre a superfície interna dos tubos garante a protecção suficiente contra a corrosão localizada também em água agressiva. Também, depois da deformação da secção recta numa proporção de atê 20% ou depois de curvaturas extremas de até 180°, não se verifica qualquer pioramento do comportamento à corrosão.

Pode observar-se a camada de oxidação facilmente a olho nu se sobre a superfície interna dos tubos apresenta imperfeições provocadas por fendas ou separação de camadas. Para estes ensaios, os tubos foram cortados no sentido longitudinal, depois de terem sido previamente deformados, por exemplo, terem sido dobrados de 180°. A camada de óxido é então designada como aderente ao metal de base se a superfície interior dos tubos, depois da deformação, não apresentar qualquer defeito provocado por fendas ou por separações da camada.

As observações da camada de óxido que se encontra sobre o metal de base, com o auxílio de um microscópio electrónico de varrimento, mostraram que a granulometria dos cristais de óxido de cobre não ultrapassava o valor de

0,05 micrómetro. Pelo contrário, a observação visual das camadas de óxido das superfícies internas do tubo até agora investigadas caracterizam-se por uma superfície muito homogénea. A camada de óxido tem uma cor vermelha-clara e possui uma elevada capacidade de reflexão da luz incidente. Poi possível ainda verificar que os cristais da camada de óxido consistem em CUgO (cuprite) e, de preferência, possuem estrutura orientada (1,1,1).

A Figura anexa representa, com uma ampliação de dez mil vezes, a camada de C^O que adere à superfície interna do tubo, em que se pode reconhecer de maneira especial a superfície extraordinariamente uniforme da camada, designadamente a pequena rugosidade da superfície.

Pode concluir-se que entre a espessura da camada de óxido e o teor residual de carbono sobre a superfície interna dos tubos existe uma relação simples:

Quanto mais fina for a camada de óxido, tanto mais pequeno será também o teor residual de carbono. A diminuição do teor residual de carbono para um valor infe-

até agora, apenas possível por meio da realizaçSo de um desengorduramente extremamente dispêndio, so da superfície interna do tubo antes de se efectuar um recozimento em condições oxidantes. 0 recozimento em condições oxidantes tinha de realizar-se numa atmosfera que possuísse cerca de 85% de uma mistura de gases nobres de hélio e árgon.

Os tubos oxidados interiormente de acordo com a presente invenção mostram, no entanto, que se consegue um teor residual de carbono inferior ou igual a 0,05 mg/dm de maneira não dispendiosa e que permite evitar prejuízos c

de corrosão. Pelo contrário, é essencial a uniformidade e a pequena espessura da oxidação, em que a espessura da camada deve ser inferior a 0,2 micrómetro, de preferência inferior a 0,1 micrómetro.

Para se fabricarem os tubos oxidados interiormente de acordo com a presente invenção, a superfície interna dos tubos de cobre que têm a forma de anel, por exemplo de cobre desoxidado com fósforo, foi primeiramente desengordurada de acordo com o processo que se descreve na patente de invenção alemã publicada para inspecção pública DE-OS 32 07 135.

teor residual de gordura sobre a superfície interna dos tubos antes do tratamento de recozimento era inferior ao valor de 0,4 mg/dm . Respectivamente, comprimentos individuais de tubos de cobre ligados nas extremidades uns aos outros com peças de ligação permeáveis e gases foram recozidos em passagem contínua, mediante aquecimento por resistência ou por indução, a uma temperatura compreendida dentro do intervalo de 600 a 73O°C, em que, no interior dos tubos, se introduziu uma mistura gasosa de composição controlada. Regulou-se a atmosfera no interior dos tubos em função da velocidade de passagem regulável entre 50 e 220 m/minuto, assim como da secção transversal dos tubos.

De preferência, a mistura gasosa consiste em 5 a 15% em volume de oxigénio e 85 a 95% em volume de gás inerte, por exemplo, de azoto gasoso, favorável do ponto de vista de custos.

Mediante controlo contínuo dos parâmetros da

- 7 temperatura e velocidade do recozimento durante a passagem, assim como do teor de oxigénio da atmosfera gasosa, foi possível regular-se a camada de óxido de cobre de maneira a ser muito uniforme, possuindo a sua espessura um valor dentro do intervalo pretendido.

Como resultado de uma série de ensaios realizados, verificou-se que a espessura da camada preferida de óxido de cobre que está aderente ao metal de base devia estar essencialmente compreendida dentro do intervalo de 0,03 a 0,09 micrómetro. A aderência completa desta camada fina de óxido de cobre mantém-se mesmo quando o tubo de cobre é deformado até 20% de diminuição da secção transversal, ou dobrado até 180 graus. Não foi possível reconhecer-se a formação de fendas nem a separação da camada de óxido depois da deformação, nem a olho nu nem por observação ao microscópio com a ampliação de quarenta vezes.

A boa aderência do óxido de cobre é também de importância especial no caso de se pretender fabricar tubos de cobre semi-duros. Para a obtenção do estado semi-duro, os tubos de cobre recozidos de maneira a serem macios são deformados, nomeadamente com diminuição da sua secção transversal, em que, por exemplo, se estiram a partir da dimensão de 18 milímetros para um diâmetro de 15 milímetros.

Os tubos de cobre estirados de maneira a ficarem duros são geralmente deformados até à dimensão final pretendida, sem que se realizem recozimentos de recristalização entre as fases de estiramento.

Para a formação de uma adição da camada de óxido estes

25O°C dad.es de cobre fina^sobre a superfície interna dos tubos, são tratados termicamente a temperaturas de cerca de durante intervalos de tempo tão curtos que as propriemecãnicas não possam ser alteradas de maneira inconveniente.

Claims

REIVINDICAÇOES

1. - Tubos de cobre ou de ligas de cobre, oxidados interiormente, especialmente para utilização no domínio sanitário, caracterizado pelo facto de a espessura da camada de ôxico çue adere ao metal de base estar compreendida dentro do intervalo de 0,01 a 0,2 μη e a 'referida camada ser ainda isenta de fendas e não possuir estalamentos se os tubos tiverem sido deformados por estiramento ou dobragem.
2. - Tubos oxidados interiormente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a camada de óxido de cobre possuir uma espessura compreendida entre 0,03 e 0,1 ^um.
3. - Tubos oxidados intericrmente de acordo com uma cas reivindicações 1 ou 2, caracterizacos pelo facto de a granulometria máxima dos cristais de óxido de cobre da camada ser igual a

0,05 yum.
4.- Tubas oxidados interiormente de acordo com a reivindicação 3, caracterizados pelo facto de os cristais de óxido de cobre oossuirem uma estrutura (1,1,1) orientada.
5. - Tubos oxidados interiormente de acordo com uma da reivindicações la 4, caracterizados peio facto de, depois de submetidos ã última operação de deformação, se encontrarem no estado de amaciados por reoozimer.to.
6. - Tubos oxidados interiormente de acordo com uma da: reivindicações 1 a 4, caracterizados pelo facto de se encontrarem no estado semiduro.
7,.- Tubos Qxida.do.s. intariormente de acordo, com uma. das reivindicações 1 a 4, caracterizados pelo facto de se encontrare na condicão endurecida oor estiramento.

4. *·

3.- Processo para a preparação de tubos oxidados interiormente, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterr zado pelo facto de compreender as seguintes operações:

- desengorduramento com um dissolvente,

- traoamer.to de reoozimer.to conoinuo no intervalo de temper tura de cerca de 600° a 73O°C e a uma velocidade de passagem oe 50 a 220 m/minuto em gue,

- dependendo do diâmetro dos tubos e da velocidade do tra-11- tamento de recozimento continuo,

-no interior dos tubos se regula a atmosfera de recozimento de medo que consista em 1 a 25 % em volume, de preferência 5 a 15 % em volume, de oxigénio e 75 a 99 % em volume, de preferência cerca de 85 a 95 % em volume, de um gás inerte.
9.- Processo para a preparação de tubos oxidados interiormente de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de se utilizar azoto como gás inerte.
10.- Tubos oxidados interiormente de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizados peio facto de serem tubos de instalações resistentes ã formação de fendas com um teor residual de carbono inferior a 0,15 mg/dm.2 e uma espessura da camada de óxido de cobre compreendida entre 0,03 e 0,09 um.