способ подготовки стальной полосы для получения электросварных труб с антикоррозионным покрытием

Формула изобретения

1. Способ подготовки стальной полосы для получения электросварных труб с антикоррозионным покрытием внутренней поверхности, включающий дробеструйную подготовку поверхности и нанесение алюминиевого газотермического покрытия на полосу, отличающийся тем, что поверх алюминия наносят слой газотермического покрытия из меди или нержавеющей стали и проводят механическую обработку без пластической деформации основного металла.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что толщина меди или нержавеющей стали не превосходит толщину слоя алюминия.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после механической обработки покрытия проводят термообработку при 550-600^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении электросварных труб с антикоррозионным покрытием.

Наиболее близким к предложенному способу является способ подготовки стальной полосы для получения электросварных труб с антикоррозионным покрытием внутренней поверхности, включающий дробеструйную подготовку поверхности и нанесение алюминиевого газотермического покрытия на полосу (Патент SU 1807902, В 21 С 37/08, 1993). Однако алюминиевое покрытие не обеспечивает потребительские свойства трубы, в частности не удовлетворяет гигиеническим требованиям для труб холодного и горячего водоснабжения, не обладает высокой стойкостью к абразивному износу и т.д. В то же время нанесение на стальную полосу газотермических покрытий, обеспечивающих только потребительские свойства трубы, например, из меди или нержавеющей стали, не обеспечивает протекторную защиту от коррозии продольных и поперечных соединений (сварных, резьбовых и т.д.).

Техническим результатом является совместное обеспечение коррозионных и потребительских свойств трубы.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе подготовки стальной полосы для получения электросварных труб с антикоррозионным покрытием внутренней поверхности, включающем дробеструйную подготовку поверхности и нанесение алюминиевого газотермического покрытия на полосу, поверх алюминия наносят слой газотермического покрытия из меди или нержавеющей стали и проводят механическую обработку покрытия без пластической деформации основного металла. Кроме того, толщина меди или нержавеющей стали не превосходит толщину слоя алюминия, а после уплотнения покрытия проводят термообработку при температуре 550-600^oС.

Нанесение алюминиевого газотермического покрытия на полосу обеспечивает протекторную защиту трубы от коррозии, в т.ч. продольных и поперечных соединений (сварных, резьбовых и др.). Присутствие покрытия в области сварного соединения не препятствует процессу сварки в отличие от покрытия, наносимого способами погружения в расплав или электрохимическим. Нанесение поверх алюминия слоя газотермического покрытия из меди или нержавеющей стали обеспечивает потребительские свойства трубы, в частности удовлетворяет гигиеническим требованиям для труб холодного и горячего водоснабжения. Так, например, нанесение медного газотермического покрытия защищает трубу от биокоррозии, в частности от бактериальной. Именно сочетания алюминиевого и медного газотермических покрытий или газотермических покрытий из алюминия и нержавеющей стали обеспечивают одновременно защиту трубы от коррозии и гигиенические требования для труб холодного и горячего водоснабжения. Покрытия из меди или нержавеющей стали, нанесенные на стальную основу другим способом, не обеспечивают протекторную защиту трубы от коррозии при малейшем повреждении покрытия, т.к. их электродный потенциал выше потенциала стали. Механическая обработка покрытия без пластической деформации основного металла (поверхностное пластическое деформирование, шабрение и т.д.) устраняет открытую пористость покрытия, что препятствует коррозии алюминия и значительно уменьшает шероховатость поверхности покрытия, что увеличивает пропускную способность трубопровода и придает трубе товарный вид. Нанесение поверх алюминия слоя покрытия из меди или нержавеющей стали и механическая обработка покрытия без пластической деформации основного металла совместно обеспечивают коррозионные и потребительские свойства трубы, т.е. достижение технического результата. Толщина меди или нержавеющей стали не превосходит толщину слоя алюминия, что не снижает прочности сцепления между слоем алюминия и основным металлом. Термообработка при температуре 550-600^oС после механической обработки покрытия повышает адгезию и когезию покрытия, необходимые для последующей формовке труб и возможной их дальнейшей пластической деформации.

Механическая обработка покрытия с пластической деформацией основного металла и нанесением меди или нержавеющей стали толщиной больше толщины алюминия значительно снижают прочность сцепления алюминиевого покрытия со стальной основой. Термообработка полосы с односторонним покрытием при температуре меньше 550^oС не обеспечивает повышение адгезии и когезии покрытия. Термообработка при температуре больше 600^oС значительно уменьшает временной интервал, в течение которого образуется диффузионный слой толщиной до 10 мкм, обеспечивающий повышение адгезии покрытия, что затрудняет управление процессом термообработки. Время термообработки устанавливают в зависимости от размеров полосы и вида нагрева.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

После дробеструйной подготовки поверхности полосы газотермическим способом наносят слой алюминиевого покрытия толщиной 0,05-0,1 мм. Толщина меньше 0,05 мм не обеспечивает сплошности покрытия, а больше 0,1 мм снижает адгезию покрытия. Поверх алюминия наносят газотермическое покрытие из меди или нержавеющей стали толщиной, не превышающей толщину алюминиевого слоя. Далее проводят механическую обработку покрытия, например, способами поверхностного пластического деформирования, шабрением и т.д. без пластической деформации основного металла. При необходимости после механической обработки покрытия проводят термообработку, например, в колпаковой печи или с помощью электроконтактного нагрева при температуре 550-600^oС.

Пример 1. Стальную полосу марки 08ю толщиной 2,8 мм, шириной 232 мм подвергали дробеструйной обработке с одной стороны чугунной колотой дробью с давлением 0,5 МПа. На подготовленную поверхность с помощью электродугового металлизатора ЭМ-15М наносили слой алюминиевого покрытия марки АД1 толщиной 0,07-0,08 мм. Поверх алюминия с помощью того же металлизатора наносили слой меди марки M1 толщиной 0,05-0,06 мм. Механическую обработку покрытия без пластической деформации основы проводили на прокатном стане. В результате высокочастотной сварки получили трубу диаметром 76 мм с внутренним покрытием, обладающим высокой коррозионной стойкостью и удовлетворяющим гигиеническим требованиям для труб холодного и горячего водоснабжения.

Пример 2. Полосу по примеру 1 с нанесенным газотермическим покрытием после его механической обработки подвергли термообработке в колпаковой печи при температуре 550^oС в течение 2 ч. После получения трубы из нее были путем гибки изготовлены отводы. При этом не было трещин и отслоения покрытия.

Пример 3. На полосу по примеру 1 напылили слой алюминиевого покрытия толщиной 0,05-0,06 мм, а поверх алюминия - слой меди толщиной 0,09-0,1 мм. Из полученной трубы были вырезаны образцы, подвергнутые испытаниям на сплющивание (ГОСТ 8695-75) и раздачу (ГОСТ 8694-75), в результате которых произошло отслоение двухслойного покрытия от стальной трубы.

Пример 4. Полосу из стали 10 толщиной 2,5 мм, шириной 184 мм подвергли дробеструйной обработке с одной стороны чугунной колотой дробью с давлением 0,5 МПа. На подготовленную поверхность с помощью электродугового металлизатора ЭМ -15М наносили слой алюминиевого покрытия марки АД1 толщиной 0,09-0,1 мм. Поверх алюминия наносили слой из нержавеющей стали толщиной 0,09-0,1 мм. Механическую обработку покрытия без пластической деформации основы проводили путем шабрения наждачной бумагой. В результате высокочастотной сварки получили трубу диаметром 60 мм с внутренним покрытием, удовлетворяющим гигиеническим требованиям для труб холодного и горячего водоснабжения и обладающим высокими коррозионной стойкостью и стойкостью к абразивному износу.

Следовательно, нанесение поверх алюминия слоя газотермического покрытия из меди или нержавеющей стали и механическая обработка покрытия без пластической деформации основного металла совместно обеспечивают коррозионные и потребительские свойства трубы.