DE69424933T2 - METHOD FOR PRODUCING A METAL PART COATED WITH INORGANIC MATERIALS, PRODUCED PART AND ITS USE. - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING A METAL PART COATED WITH INORGANIC MATERIALS, PRODUCED PART AND ITS USE.Info
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung eines Metallrohrs, das mit anorganischen Materialien beschichtet ist. Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung eines Metallrohrs aus duktilem Gußeisen, das mit mindestens zwei Schichten beschichtet ist, die eine anorganische Beschichtung auf der Basis von Kieselsäure und Natriumoxid bilden.The present invention relates to the manufacture of a metal pipe coated with inorganic materials. The invention particularly relates to the manufacture of a metal pipe made of ductile cast iron coated with at least two layers forming an inorganic coating based on silica and sodium oxide.
Die Herstellung von Gegenständen aus Gußeisen, die mit Glas beschichtet sind, ist bekannt (siehe beispielsweise die Druckschrift FR-A-2 495 190).The manufacture of cast iron objects coated with glass is known (see, for example, the publication FR-A-2 495 190).
Die anorganische Beschichtung sorgt für einen wirksamen Schutz des Metallteils, sie weist eine gute chemische Beständigkeit gegenüber Fluiden auf, die mit ihr in Kontakt kommen.The inorganic coating provides effective protection for the metal part and has good chemical resistance to fluids that come into contact with it.
Aus der Druckschrift DE-A-27 39 919 ist ein Verfahren zur Emaillierung einer metallischen Oberfläche durch Aufbringen von zwei pulverförmigen Emailschichten bekannt. Die erste Schicht wird bei mindestens 250ºC auf einen Träger aufgetragen, der zuvor mit Nickel, Cobalt oder Mangan oder mehreren dieser Elemente behandelt worden ist. Diese Temperatur ist nicht spezifisch für die Temperatur eines heißen Metalls. Außerdem enthält diese Druckschrift keine Lehre hinsichtlich der Dicke des Emails, mit denen der erfindungsgemäße Gegenstand erhalten werden kann.From the document DE-A-27 39 919 a process for enamelling a metallic surface by applying two powdered enamel layers is known. The first layer is applied at a temperature of at least 250°C to a support which has previously been treated with nickel, cobalt or manganese or several of these elements. This temperature is not specific to the temperature of a hot metal. In addition, this document contains no teaching regarding the thickness of the enamel with which the object according to the invention can be obtained.
Die Druckschrift US-A-3 484 266 betrifft ebenfalls die Beschichtung von Stahlrohren durch Emaillierung. Die Aufgabe, die in dieser Druckschrift gelöst werden soll, besteht ganz allgemein darin, eine zweite Schicht aufzutragen, ohne die Oberfläche der ersten Schicht zu beschädigen. Die Beschichtung eines Rohrs aus Gußeisens wird nicht angesprochen, ebenso wenig die Verbindung (Integration) der mit dem Auftragen der Beschichtung und der mit der Rohrherstellung zusammenhängenden Verfahrensschritte.The document US-A-3 484 266 also concerns the coating of steel pipes by enamelling. The problem to be solved in this document is, in general terms, to apply a second layer without damaging the surface of the first layer. The coating of a pipe made of cast iron is not addressed, nor is the connection (integration) of the process steps associated with the application of the coating and those associated with the manufacture of the pipe.
Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung eines Metallrohrs, dessen Beschichtung, die das Metallrohr schützt und es chemisch inert macht, auf dem Träger haftet und wenige offene Poren aufweist und so eine passive Barriere zwischen dem Fluid und dem Träger bildet.The object of the invention is to produce a metal pipe, its coating, which protects the metal pipe and chemically inert, adheres to the carrier and has few open pores, thus forming a passive barrier between the fluid and the carrier.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Verfahren zur Herstellung eines Metallrohrs, das mit mindestens zwei Schichten aus anorganischen Materialien auf der Basis von Kieselsäure und Natriumoxid beschichtet ist, um ein Verfahren, bei dem nacheinander drei Schichten einer anorganischen Beschichtung auf mindestens ein Teil der Oberfläche des zu behandelnden Metallrohrs, bei dem es sich um ein Rohr aus duktilem Gußeisen handelt, aufgebracht werden, wobei dieses Rohr eine Temperatur oberhalb von 700ºC aufweist, wobei die Bestandteile des anorganischen Materials in Abhängigkeit von der Schicht in unterschiedlichen Anteilen enthalten sind, wobei die Herstellung der ersten Schicht der Beschichtung durch Aufbringen des pulverförmigen Materials erfolgt, wobei die Schicht aus einem Email besteht, das die folgende, in Gewichtsprozent angegebene ZusammensetzungAccording to the invention, the process for manufacturing a metal pipe coated with at least two layers of silica and sodium oxide-based inorganic materials is a process in which three layers of an inorganic coating are applied one after the other to at least part of the surface of the metal pipe to be treated, which is a ductile cast iron pipe, which pipe has a temperature above 700°C, the constituents of the inorganic material being present in different proportions depending on the layer, the production of the first layer of the coating being carried out by applying the powdered material, which layer consists of an enamel having the following composition, expressed as a percentage by weight
SiO&sub2; 50 bis 70%SiO₂ 50 to 70%
CaO + MgO 5 bis 20%CaO + MgO 5 to 20%
B&sub2;O&sub3; weniger als 10%B₂O₃ less than 10%
CoO weniger als 2%CoO less than 2%
Fe&sub2;O&sub3; weniger als 5%Fe₂O₃ less than 5%
Al&sub2;O&sub3; weniger als 10%Al₂O₃ less than 10%
Na&sub2;O + K&sub2;O 15 bis 25%Na2O + K2O 15 to 25%
F&sub2; weniger als 2F₂ less than 2
NiO weniger als 2%,NiO less than 2%,
aufweist, und in einer Dicke unter 200 um hergestellt wird und wobei die Herstellung der zweiten Schicht der Beschichtung auf einem erhitzten Rohr durch Aufbringen des pulverförmigen Materials und auf einem Rohr, das Raumtemperatur aufweist, durch Aufbringen eines Schlickers dieses Materials erfolgt, wobei diese zweite Schicht in einer Dicke von mehr als 100 um erzeugt wird.and is produced in a thickness of less than 200 µm and wherein the production of the second layer of the coating is carried out on a heated pipe by applying the powdery material and on a pipe which is at room temperature by applying a slip of this material, this second layer being produced in a thickness of more than 100 µm.
Es werden nacheinander mehrere Schichten der anorganischen Beschichtung auf mindestens ein Teil der Oberfläche des Metallrohrs aufgebracht, um die Porosität der anorganischen Beschich tung zu verringern und ihre Haftung auf dem metallischen Träger zu verbessern und um für eine sehr dicht abschließende Beschichtung zu sorgen, wodurch der Träger vor Korrosion geschützt wird.Several layers of the inorganic coating are applied one after the other to at least part of the surface of the metal pipe in order to reduce the porosity of the inorganic coating. to reduce their adhesion to the metallic substrate and to provide a very tight coating, thereby protecting the substrate from corrosion.
Die erste Schicht der Beschichtung muß den Träger ausreichend bedecken, um einen oxidationsverhindernden Überzug zu bilden, und sie muß so dünn sein, daß eine Entgasung möglich ist und Gasblasen austreten können, die bei der Reaktion der ersten Schicht mit dem Metall entstehen. Außerdem muß die erste Schicht aus einem Material bestehen, welches das erforderliche Fließvermögen (Fluidität) aufweist.The first layer of the coating must cover the substrate sufficiently to form an anti-oxidation coating and must be thin enough to allow for degassing and the escape of gas bubbles formed during the reaction of the first layer with the metal. In addition, the first layer must be made of a material that has the required fluidity.
Bei der Herstellung der ersten Schicht der Beschichtung muß das Fließvermögen des anorganischen Materials so eingestellt sein, daß das Verschmelzen des Pulvers gewährleistet ist, was für die Ausbildung eines bedeckenden Überzugs und dessen Haftung auf dem Träger erforderlich ist, und daß chemische Reaktionen zwischen dem Träger und der ersten Schicht der Beschichtung nur eingeschränkt ablaufen.When producing the first layer of the coating, the flowability of the inorganic material must be adjusted so that the fusion of the powder is ensured, which is necessary for the formation of a covering coating and its adhesion to the carrier, and that chemical reactions between the carrier and the first layer of the coating only take place to a limited extent.
Bei einem reduzierend wirkenden Träger, z. B. einem Träger aus Gußeisen, und einer oxidierend wirkenden ersten Schicht der Beschichtung besteht die Gefahr einer Redoxreaktion unter Gasbildung und der Bildung von Blasen.With a reducing carrier, e.g. a carrier made of cast iron, and an oxidizing first layer of the coating, there is a risk of a redox reaction with gas formation and the formation of bubbles.
Eine Zusammensetzung mit zu hohem Fließvermögen kann dazu führen, daß das Beschichtungsmaterial wegfließt mit den sich daraus ergebenden Nachteilen: der Träger ist nicht mehr vollständig bedeckt und es kommt zur Oxidation des Trägers.A composition with too high a flowability can cause the coating material to flow away with the resulting disadvantages: the carrier is no longer completely covered and oxidation of the carrier occurs.
Eine Zusammensetzung mit ungenügendem Fließvermögen verhindert ein gutes Verschmelzen des Pulvers, was zu einer mangelhaften Haftung und einer schlechten Bedeckung führt, so daß die Gefahr einer Oxidation des Trägers besteht.A composition with insufficient fluidity prevents good fusion of the powder, resulting in poor adhesion and poor coverage, thus risking oxidation of the support.
Die Oxidation des Trägers ist bei Wärmebehandlungen bei hoher Temperatur besonders ausgeprägt.The oxidation of the carrier is particularly pronounced during heat treatments at high temperatures.
Das Fließvermögen der Zusammensetzung hängt in hohem Maß vom Kieselsäuregehalt und dem Gehalt an Zuschlagstoffen ab.The flowability of the composition depends to a large extent on the silica content and the content of aggregates.
Zur Begrenzung von Redoxreaktionen zwischen der Beschichtung und dem Träger wird das anorganische Material bei seiner Erzeugung reduziert.To limit redox reactions between the coating and the carrier, the inorganic material is reduced during its production.
Die erste Schicht der Beschichtung wird in einer Dicke von 100 um hergestellt, um das Verschmelzen des Pulvers zu ermöglichen, was für eine gute Bedeckung und eine hohes Haftvermögen erforderlich ist.The first layer of the coating is made in a thickness of 100 µm to allow the powder to fuse, which is necessary for good coverage and high adhesion.
Zum Auftragen des anorganischen Materials auf ein heißes Teil erfolgt die Herstellung der zweiten Schicht der Beschichtung durch Aufbringen des anorganischen Materials in Form eines Trockenpulvers.To apply the inorganic material to a hot part, the second layer of the coating is produced by applying the inorganic material in the form of a dry powder.
Die zweite, aus anorganischem Material bestehende Schicht der Beschichtung wird, damit die erste Schicht der Beschichtung absorbiert wird, damit die Haut aus Eisenoxiden aufgelöst wird, die sich auf der Oberfläche des metallischen Trägers bildet, wenn dieser aus einem eisenhaltigen Metall besteht, und damit der Träger oberflächlich angegriffen wird, durch Aufbringen eines anorganischen Materials hergestellt, bei dem es sich um ein Email mit der folgenden, in Gewichtsprozent angegebenen Zusammensetzung handelt:The second layer of the coating, consisting of inorganic material, is produced by applying an inorganic material, which is an enamel with the following composition, expressed as a percentage by weight, in order to absorb the first layer of the coating, to dissolve the skin of iron oxides that forms on the surface of the metallic support when it is made of a ferrous metal, and to attack the surface of the support:
SiO&sub2; 40 bis 60%SiO₂ 40 to 60%
CaO + MgO unter 5%CaO + MgO less than 5%
Li&sub2;O unter 5%Li₂O below 5%
TiO&sub2; 5 bis 15%TiO₂ 5 to 15%
NiO unter 2%NiO below 2%
ZnO unter 2%ZnO below 2%
Al&sub2;O&sub3; unter 10%Al₂O₃ below 10%
Na&sub2;O + K&sub2;O 15 bis 20%Na2O + K2O 15 to 20%
B&sub2;O&sub3; 5 bis 15%B₂O₃ 5 to 15%
CoO unter 2%CoO below 2%
Sb&sub2;O&sub3; unter 2%.Sb₂O₃ below 2%.
Die zweite Schicht der Beschichtung wird in einer Dicke von mehr als 100 um hergestellt, um wie oben beschrieben ein gutes Haftvermögen der Beschichtung durch Absorption, Auflösen und oberflächlichen Angriff zu erreichen.The second layer of the coating is made in a thickness of more than 100 µm to achieve good adhesion of the coating by absorption, dissolution and surface attack as described above.
Die zweite Schicht der Beschichtung wird in einer Dicke von 200 um hergestellt, um eine zu große Porosität dieser Schicht zu vermeiden.The second layer of the coating is produced in a thickness of 200 μm to avoid excessive porosity of this layer.
Um eine dicht verschließende Beschichtung zu gewährleisten und eine Beschichtung mit einer möglichst gleichmäßigen Dicke zu erhalten, wodurch die Anzahl offener Poren begrenzt wird und die Beschichtung eine glatte Oberfläche erhält, wird auf der Oberfläche des Drehteils durch Aufbringen von drei Schichten aus anorganischen Materialien eine Beschichtung erzeugt, wobei das Material, das die dritte Schicht bildet, in Form eines Pulvers oder eines Schlickers aufgebracht wird.In order to ensure a tight-fitting coating and to obtain a coating with as uniform a thickness as possible, thereby limiting the number of open pores and giving the coating a smooth surface, a coating is created on the surface of the turned part by applying three layers of inorganic materials, the material forming the third layer being applied in the form of a powder or a slip.
Die dritte Schicht wird durch Auftragen eines Emails mit der folgenden, in Gewichtsprozent angegebenen Zusammensetzung hergestellt:The third layer is made by applying an enamel with the following composition, expressed in weight percent:
SiO&sub2; 40 bis 60%,SiO₂ 40 to 60%,
CaO + MgO unter 5%,CaO + MgO less than 5%,
Li&sub2;O unter 5%,Li₂O below 5%,
TiO&sub2; 5 bis 15%,TiO₂ 5 to 15%,
NiO unter 2%,NiO below 2%,
ZnO unter 2%,ZnO less than 2%,
Al&sub2;O&sub3; unter 10%,Al₂O₃ less than 10%,
Na&sub2;O + K&sub2;O 15 bis 20%,Na2O + K2O 15 to 20%,
B&sub2;O&sub3; 5 bis 15%,B₂O₃ 5 to 15%,
CoO unter 2%,CoO below 2%,
Sb&sub2;O&sub3; unter 2%.Sb₂O₃ below 2%.
Diese Zusammensetzung, bei der es sich um die gleiche Zusammensetzung wie für die zweite Schicht handeln kann oder die sich von dieser Zusammensetzung unterscheiden kann, ermöglicht es, die zuvor beschriebenen Schichten mit einem dünnen, bedeckenden Überzug zu überziehen.This composition, which can be the same as the second layer or can be can differ from this composition, makes it possible to cover the previously described layers with a thin, covering coating.
Die dritte Schicht wird in einer Dicke von mehr als 100 um hergestellt, um für ein dichtes Abschließen und die Bedeckung zu sorgen.The third layer is made with a thickness of more than 100 um to ensure tight sealing and coverage.
Die dritte Schicht wird in einer Dicke von 200 um erzeugt, um ein gutes Verschmelzen des Überzugs zu erreichen.The third layer is produced with a thickness of 200 µm to achieve a good fusion of the coating.
Die Herstellung röhrenförmiger Teile aus Gußeisen, die mit Glas beschichtet sind, ist bekannt (siehe beispielsweise die Druckschrift FR-2 297 817 der Anmelderin).The manufacture of tubular parts made of cast iron coated with glass is known (see, for example, the applicant's document FR-2 297 817).
Die erfindungsgemäße Herstellung metallischer Drehteile erfolgt nach einem Verfahren, das mindestens die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte umfaßt:The production of metallic turned parts according to the invention is carried out according to a process which comprises at least the following sequential steps:
- Behandeln mit Magnesium,- Treatment with magnesium,
- Beimpfen,- Inoculation,
- Schleudergießen des Gußeisens, wobei im Laufe dieses Verfahrensschritts die erste, wie weiter oben definierte Schicht der Beschichtung erzeugt wird.- Centrifugal casting of the cast iron, during which process step the first layer of the coating, as defined above, is produced.
Dieses Verfahren ermöglicht das Aufbringen der Beschichtung während der Herstellung des metallischen Drehteils und somit die Nutzung der Wärmeenergie des Metalls für das Verschmelzen der ersten Schicht.This process allows the coating to be applied during the production of the metal turned part and thus the use of the thermal energy of the metal for the melting of the first layer.
Die Verbindung der Verfahrensschritte, die zum Auftragen der Beschichtung gehören, mit den Verfahrensschritten zur Herstellung des metallischen Drehteils, ermöglicht die Verringerung der Zahl der Herstellungsschritte und verbilligt somit das Herstellungsverfahren.Combining the process steps involved in applying the coating with the process steps for producing the metal turned part makes it possible to reduce the number of production steps and thus make the production process cheaper.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein hohles metallisches Drehteil, das auf der Innenseite seiner Oberfläche mit anorganischen Materialien beschichtet ist, wobei dieses Teil nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wird.The invention also relates to a hollow metal turned part which is coated on the inside of its surface with inorganic materials, said part being manufactured according to the method described above.
Durch dieses Teil können aggressive Fluide transportiert werden, ohne daß die Eigenschaften dieser Fluide verschlechtert werden oder das hohle Drehteil beschädigt wird.Aggressive fluids can be transported through this part without the properties of these fluids being impaired or the hollow rotating part being damaged.
Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung des nach dem obigen Verfahren hergestellten Teils zum Durchleiten aggressiver Fluide.The invention also relates to the use of the part produced by the above method for passing aggressive fluids.
Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht, das sich auf ein Konstruktionselement aus duktilem Gußeisen eines Rohrleitungssystems für die Trinkwasserversorgung oder die Abwasserbeseitigung bezieht, das durch die beigefügten Figuren veranschaulicht wird, von denenThe present invention is illustrated by means of an embodiment relating to a structural element made of ductile cast iron of a piping system for the supply of drinking water or the disposal of waste water, which is illustrated by the accompanying figures, of which
- Fig. 1 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Konstruktionselement eines Rohrleitungssystems in perspektivischer Ansicht zeigt,- Fig. 1 shows a structural element of a pipeline system produced according to the method according to the invention in a perspective view,
- Fig. 2 ein Schliffbild (100-fache Vergrößerung) der Emailbeschichtung zusammen mit dem Randbereich des Trägers aus Gußeisen des in Fig. 1 dargestellten Konstruktionselements des Rohrleitungssystems.- Fig. 2 a micrograph (100x magnification) of the enamel coating together with the edge area of the cast iron support of the structural element of the piping system shown in Fig. 1.
In diesem Beispiel für die Herstellung eines Konstruktionselements eines Rohrleitungssystems 1, das eine auf der Innenseite vorhandene Beschichtung 2 aufweist, wird das flüssige Gußeisen einer Behandlung mit Magnesium und dann einer Beimpfung unterzogen. Die Beimpfung des Gußeisens erfolgt in bekannter Weise mit einem Impfmaterial wie Ferrosilicium, das pulverförmig oder als Draht in das flüssige Gußeisen eingebracht wird, siehe beispielsweise die Druckschrift FR-A-2 546 783 der Anmelderin.In this example for the manufacture of a structural element of a piping system 1 having a coating 2 on the inside, the liquid cast iron is subjected to a treatment with magnesium and then to inoculation. The inoculation of the cast iron is carried out in a known manner with an inoculation material such as ferrosilicon, which is introduced into the liquid cast iron in powder form or as a wire, see for example the applicant's document FR-A-2 546 783.
Das Verfahren umfaßt einen Verfahrensschritt, in dem das Gußeisen schleudergegossen wird. Im Laufe des Schleudergießens wird die erste Schicht 4 der Beschichtung 2 in einer Dicke von 100 > im durch Aufbringen eines reduzierten Emails mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt:The method includes a step in which the cast iron is centrifugally cast. During the centrifugal casting, the first layer 4 of the coating 2 is produced in a thickness of 100 > µm by applying a reduced enamel with the following composition:
SiO&sub2; RestSiO2 balance
CaO + MgO 10%CaO + MgO 10%
B&sub2;O&sub3; 5%B₂O₃ 5%
CoO 1%CoO2 1%
Fe&sub2;O&sub3; 2%Fe2O3 2%
Al&sub2;O&sub3; 5%Al₂O₃ 5%
Na&sub2;O + K&sub2;O 22%Na₂O + K₂O 22%
F2 1%F2 1%
NiO 1%NiO2 1%
Dieses Email wird als Trockenpulver aufgetragen.This enamel is applied as a dry powder.
Nach dem Schleudergießen wird das Konstruktionselement des Rohrleitungssystems 1 graphitiert. Anschließend wird die zweite Schicht 5 der Beschichtung 2 in einer Dicke von 200 um durch Aufbringen eines pulverförmigen Emails erzeugt, das die folgende, in Gewichtsprozent angegebene Zusammensetzung aufweist:After centrifugal casting, the structural element of the piping system 1 is graphitized. The second layer 5 of the coating 2 is then produced in a thickness of 200 µm by applying a powdered enamel having the following composition, given in weight percent:
SiO&sub2; RestSiO2 balance
CaO + MgO 0,5%CaO + MgO 0.5%
Li&sub2;O 4%Li₂O 4%
TiO&sub2; 6,5%TiO2 6.5%
NiO 0,5%NiO2 0.5%
ZnO 0,5%0.5%
Al&sub2;O&sub3; 6%Al₂O₃ 6%
Na&sub2;O + K&sub2;O 19%Na₂O + K₂O 19%
B&sub2;O&sub3; 11%B₂O₃ 11%
CoO 1,5%CoO2 1.5%
Sb&sub2;O&sub3; 1%Sb₂O₃ 1%
Die zweite Schicht 5 der Beschichtung 2 wird auf das Konstruktionselement des Rohrleitungssystems 1 bei einer Temperatur von 800 bis 700ºC aufgebracht. Anschließend findet in dem Konstruktionselements des Rohrleitungssystems 1 in einem Temperaturbereich unterhalb 800ºC eine Ferritbildung statt, während derer die zweite Schicht 5 der Beschichtung 2 einbrennt. Anschließend wird die dritte Schicht 6 der Beschichtung 2 in einer Dicke von 200 um durch Aufbringen eines pulverförmigen Emails erzeugt, dessen Zusammensetzung der Zusammensetzung des oben angegebenen Emails der zweiten Schicht 5 der Beschichtung 2 entspricht. Dieses Pulver wird bei einer Temperatur unter 800ºC auf das Konstruktionselement des Rohrleitungssystems 1 aufgetragen.The second layer 5 of the coating 2 is applied to the structural element of the piping system 1 at a temperature of 800 to 700ºC. Subsequently, ferrite formation takes place in the structural element of the piping system 1 in a temperature range below 800ºC, during which the second layer 5 of the coating 2 is baked. The third layer 6 of the coating 2 is then produced in a thickness of 200 µm by applying a powdered enamel whose composition corresponds to the composition of the above-mentioned enamel of the second layer 5 of the coating 2. This powder is applied to the structural element of the piping system 1 at a temperature below 800ºC.
Nach dem Auftragen der dritten Schicht 6 wird eine Glasierung der dritten Schicht durchgeführt, d. h. ein Einbrennen während eines Zeitraums von weniger als 5 min bei einer Temperatur von 750 bis 700ºC.After application of the third layer 6, glazing of the third layer is carried out, i.e. firing for a period of less than 5 minutes at a temperature of 750 to 700ºC.
Nach einer ersten Abwandlung handelt es sich bei dem nach dem Schleudergießen erhaltenen Gußeisen um perlitischen Grauguß mit Kugelgraphit. Das Verfahren unterscheidet sich dann von dem zuvor beschriebenen Verfahren darin, daß keine Graphitierung des Konstruktionselements des Rohrleitungssystems 1 durchgeführt wird.According to a first modification, the cast iron obtained after centrifugal casting is pearlitic gray cast iron with spheroidal graphite. The process then differs from the previously described process in that no graphitization of the structural element of the piping system 1 is carried out.
Unter diesen Bedingungen ist es möglich, die zweite Schicht 5 der Beschichtung 2 während des Schleudergießens oder daran anschließend durch Auftragen des in Form eines Trockenpulvers vorliegenden Emails zu erzeugen.Under these conditions, it is possible to produce the second layer 5 of the coating 2 during centrifugal casting or subsequently by applying the enamel in the form of a dry powder.
Das Konstruktionselement des Rohrleitungssystems wird anschließend einer der Ferritbildung dienenden Behandlung in einem Temperaturbereich unter 800ºC unterzogen, und das Einbrennen der zweiten Schicht 5 der Beschichtung 2 findet gleichzeitig mit der Ferritbildung in dem Konstruktionselement des Rohrleitungssystems 5 statt.The structural element of the piping system is subsequently subjected to a treatment for ferrite formation in a temperature range below 800°C, and the firing of the second layer 5 of the coating 2 takes place simultaneously with the ferrite formation in the structural element of the piping system 5.
Nach einer zweiten Abwandlung handelt es sich bei dem nach dem Schleudergießen erhaltenen Gußeisen um ferritischen Grauguß mit Kugelgraphit. Das Verfahren unterscheidet sich von dem Verfahren der ersten Abwandlung dadurch, daß in dem Konstruktionselement des Rohrleitungssystems 1 keine Ferritbildung stattfindet und daß das Einbrennen der zweiten Schicht 5 der Beschichtung 2 bei einer Temperatur von 800 bis 700ºC des Konstruktionselements 1 nach dem Aufbringen der zweiten Schicht 5 der Beschichtung 2 erfolgt.According to a second modification, the cast iron obtained after centrifugal casting is ferritic gray cast iron with spheroidal graphite. The process differs from the process of the first modification in that no ferrite formation takes place in the structural element of the piping system 1 and that the firing of the second layer 5 of the coating 2 at a temperature of 800 to 700 °C of the construction element 1 takes place after the application of the second layer 5 of the coating 2.
Nach einer dritten Abwandlung wird die dritte Emailschicht in Form eines Schlickers aufgetragen, wobei die Temperatur des Konstruktionselements des Rohrleitungssystems 1 der Umgebungstemperatur entspricht.According to a third variation, the third enamel layer is applied in the form of a slip, the temperature of the structural element of the piping system 1 corresponding to the ambient temperature.
Das Konstruktionselement des Rohrleitungssystems 1, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren einschließlich der drei oben beschriebenen Abwandlungen hergestellt werden kann, ist ein Rohr aus duktilem Gußeisen 3, das auf der Innenseite seiner Oberfläche eine Emailbeschichtung 2 aufweist, die aus drei Schichten 4, 5, 6 besteht. Dieses Rohr weist an dem einen Ende ein einfaches bzw. glattes Ende 8 und an dem anderen Ende eine Muffe 7 auf, die das glatte bzw. einfache Ende eines anderen baugleichen Rohrs aufnehmen kann.The structural element of the piping system 1, which can be manufactured according to the method according to the invention, including the three modifications described above, is a pipe made of ductile cast iron 3, which has an enamel coating 2 on the inside of its surface, which consists of three layers 4, 5, 6. This pipe has a simple or smooth end 8 at one end and a socket 7 at the other end, which can receive the smooth or simple end of another pipe of the same construction.
Das Schliffbild der Emailbeschichtung 2 im Randbereich des Trägers aus Gußeisen (Fig. 2) zeigt den Träger, die Grenzfläche zwischen dem Träger 3 und der Beschichtung 2, die zweite Schicht 5 der Beschichtung 2 und die dritte Schicht 6 der Beschichtung 2. Der Träger 3 besteht aus ferritischem Gußeisen mit Kugelgraphit. Im Bereich der Grenzfläche zwischen dem Träger und der Beschichtung ist die aus Oxiden bestehende Haut aufgelöst worden. Die erste Schicht 4 der Beschichtung 2 ist von der zweiten Schicht 5 der Beschichtung 2 absorbiert worden. Die Grenzfläche zwischen der Beschichtung und dem Träger aus Gußeisen 3 ist zusammenhängend und enthält nur wenige Poren. Der oberflächliche und örtlich begrenzte Angriff auf den Träger führt zur Bildung von Verankerungsstellen für die Beschichtung 2.The micrograph of the enamel coating 2 in the edge area of the cast iron carrier (Fig. 2) shows the carrier, the interface between the carrier 3 and the coating 2, the second layer 5 of the coating 2 and the third layer 6 of the coating 2. The carrier 3 consists of ferritic cast iron with spheroidal graphite. In the area of the interface between the carrier and the coating, the skin consisting of oxides has been dissolved. The first layer 4 of the coating 2 has been absorbed by the second layer 5 of the coating 2. The interface between the coating and the cast iron carrier 3 is continuous and contains only a few pores. The superficial and locally limited attack on the carrier leads to the formation of anchoring points for the coating 2.
Die zweite Schicht weist eine begrenzte Porosität auf.The second layer has limited porosity.
Die dritte Schicht 6 der Beschichtung 2 haftet gut an der zweiten Schicht 5 der Beschichtung 2. Sie weist eine sehr geringe Porosität auf, bildet eine glatte Oberfläche und sorgt für ein sehr dichtes Verschließen der Beschichtung.The third layer 6 of the coating 2 adheres well to the second layer 5 of the coating 2. It has a very low porosity, forms a smooth surface and ensures a very tight seal of the coating.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht sogar die Beschichtung oxidierter Metallteile, die eine fest haftende Oxidhaut mit einer Dicke unter 20 um aufweisen.The method according to the invention even enables the coating of oxidized metal parts that have a firmly adhering oxide skin with a thickness of less than 20 µm.
Durch die Verbindung der Verfahrensschritte zur Herstellung der Emailbeschichtung 2 mit den Verfahrensschritten zur Herstellung des Rohrs 2 ermöglicht die Erfindung eine Verbesserung der Produktivität und einen geringeren Wärmeenergieverbrauch. Durch die Erfindung ist es möglich, einen oder mehrere Verfahrensschritte, die dem Einbrennen des Emails dienen, wegzulassen.By combining the process steps for producing the enamel coating 2 with the process steps for producing the pipe 2, the invention enables an improvement in productivity and lower heat energy consumption. The invention makes it possible to omit one or more process steps that serve to burn in the enamel.
Die Abwandlungen des Verfahrens, bei denen das Email in Form eines Schlickers aufgetragen wird, machen das Produktionsverfahren vielseitiger.The variations of the process in which the enamel is applied in the form of a slip make the production process more versatile.
Die erhaltenen Rohre ermöglichen die Herstellung von Rohrleitungssystemen für den Transport aggressiver Fluide, wie z. B. von Säurelösungen, Lösungen mit einem großen Gehalt an gelöstem CO&sub2;, abrasiv wirkenden Fluiden, industriellem Austraggut, Abwässern oder Klärschlämmen.The pipes obtained enable the production of piping systems for the transport of aggressive fluids, such as acid solutions, solutions with a high content of dissolved CO2, abrasive fluids, industrial waste, waste water or sewage sludge.
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