DE1099301B

DE1099301B - Process for the production of tubes clad internally with titanium

Info

Publication number: DE1099301B
Application number: DEM35185A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Heinz Piehl; Dr Phil Guenther Pier; Peter Schober
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1957-08-30
Filing date: 1957-08-30
Publication date: 1961-02-09

Description

Verfahren zur Herstellung von innen mit Titan plattierten Rohren Titan hat in den letzten Jahren in vielen Zweigen der Technik und insbesondere auf metallurgischem Gebiet eine zunehmende Bedeutung erfahren. Einer umfassenden Verwendung dieses Metalls und hochtitanhaltiger Legierungen stehen die niedrigwertigen mechanischen Eigenschaften entgegen, während die chemischen Eigenschaften, insbesondere die vielseitige und hohe Korrosionsbeständigkeit, eine weitgehende Verwendung wünschenswert erscheinen lassen. Zur Ausnutzung dieser Eigenschaften hat man den an sich bekannten Weg beschritten, Titan oder hochtitanhaltige Legierungen auf als Träger der mechanischen Eigenschaften dienende Grundwerkstoffe zu plattieren. Die unmittelbare Verbindung von Titan mit Eisenwerkstoffen hat sich bisher nicht in befriedigender Weise lösen lassen, da Titan und Eisen intermetalli.sche Verbindungen bilden, die sehr spröde sind und schon bei geringen mechanischen Beanspruchungen versagen. Es ist verschiedentlich gelungen, durch die Anordnung von Zwischenschichten diese Schwierigkeiten teilweise zu überbrücken, wenn Werkstoffe, wie beispielsweise Nickel, verwendet wurden, die mit ausreichender Haftfestigkeit auf Titan bzw. auf den Grundwerkstoff durch Diffussionsglühung aufgebracht werden konnten. Es wurde weiter gefunden, daß es möglich ist, Titan auf hochchromhaltige Stähle zu plattieren.Process for the manufacture of titanium-clad tubes on the inside has in recent years in many branches of technology and in particular in metallurgical Area experience increasing importance. Extensive use of this metal and alloys with a high titanium content stand for the inferior mechanical properties contrary, while the chemical properties, especially the versatile and high corrosion resistance, widespread use appear desirable permit. To take advantage of these properties, the approach known per se was followed, Titanium or alloys with a high titanium content act as carriers of the mechanical properties to plate serving base materials. Titan’s immediate connection with Ferrous materials has not yet been able to be solved in a satisfactory manner, since Titanium and iron form intermetallic compounds that are very brittle and fail even with low mechanical loads. It is various succeeded in partially solving these difficulties by arranging intermediate layers to be bridged if materials such as nickel were used that with sufficient adhesive strength on titanium or on the base material through diffusion annealing could be applied. It was further found that it is possible to use titanium to be plated on high-chromium steels.

Die besonderen Schwierigkeiten bei der Herstellung von innen mit Titan plattierten Rohren aus Stahl sind jedoch bisher nicht überwunden. Vor allen Dingen ist es nicht gelungen, Rohrhippen herzustellen, die durch Warm- oder Kaltpilgern oder Kaltzug, Biegung usw. weiterverarbeitet werden konnten. So wurde beispielsweise festgestellt, da,ß galvanisch aufgebrachte Zwischenschichten nur unvollkommen haften und gegen mechanische Beanspruchung sehr anfällig sind, da sie nach dem Warmpilgern verdrängt und einerseits örtlich angereichert vorliegen und andererseits stellenweise nicht mehr feststellbar sind. Aber auch mit Zwischenschichten ausreichender Stärke versehene Rohrhippen bzw. Rohre überstanden weder ein Warmpilgern noch ein Kaltpilgern oder andere Kaltverarbeitungen ohne Beschädigung der inneren Schicht.The particular difficulties in manufacturing the inside with titanium however, clad steel pipes have not yet been overcome. Above all it was not possible to produce pipe sticks that were made by warm or cold pilgrimages or cold drawing, bending, etc. could be further processed. For example, found that ß galvanically applied intermediate layers adhere only imperfectly and are very susceptible to mechanical stress, as they are after the warm pilgrimage displaced and on the one hand locally enriched and on the other hand in places are no longer detectable. But also with intermediate layers of sufficient strength provided pipe sticks or pipes survived neither a warm pilgrimage nor a cold pilgrimage or other cold working without damaging the inner layer.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man einwandfreie innen mit Titan plattierte Rohre erhält, die sowohl eine Warm-, wie auch eine Kaltverarbeitung ohne Beeinträchtigung der Plattierungsschicht vertragen, wenn man einen hochchrom- und/oder hochnickelhaltigen Stahl als Zwischenschicht auf die Innenseite eines Rohrwerkstoffes aus gewöhnlichem, d. h. un- oder niedriglegiertem Stahl aufbringt. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dabei von einer Rahrluppe auszugehen, die aus einem gewöhnlichen Stahl besteht und in die man beispielsweise einen 17o/oigen Chromstahl in bekannter Weise als Plattierungsschicht auf die Innenseite aufgebracht hat. In ein solches Werkstück - als Rohrluppe mit entsprechenden Wandstärken - wird ein Rohrstück aus Titan bzw. einer hochtitanhaltigen Legierung eingeschoben, die mit ihrem äußeren Umfang satt an der inneren Wandung des Grundwerkstückes anliegen soll. Seine Länge soll vorzugsweise so bemessen sein, daß es nicht wesentlich mehr als etwa zwei Drittel und nicht wesentlich weniger als etwa ein Drittel der Länge des Grundwerkstückes beträgt. Seine Wandstärke richtet sich nach der zu erzielenden Auflagestärke bzw. nach der Endlänge des zu fertigenden Rohres. Dieses etwa in die Mitte des Grundwerkstückes eingebrachte Titanrohrstück wird sodann in seiner Stellung durch zwei eingeschobene Rohre aus gewöhnlichem Stahl gleicher Wandstärke blockiert, die an beiden Enden mit dem Grundwerkstück abschneiden sollen. Über diese in das Grundwerkstück eingebrachten Einzelstücke wird sodann ein dünnwandiges Rohr - aus gewöhnlichem Stahl - gezogen, dessen äußerer Umfang wiederum satt an den Innenwandungen der eingeschobenen Rohrstücke anliegen soll, dessen Enden jedoch das Grundwerkstück um ein geringes überragen. Die äußere Wandfläche des letzterwähnten Rohres soll oxydiert sein, um einer Verbindung mit den eingeschobenen, verschiedenartigen Rohrstücken vorzubeugen. Die so zusammengefügte Rohrluppe wird sodann in kaltem Zustand über einen Dorn entsprechenden Durchmessers gezogen, so daß alle Teile fest zum Anliegen aufeinander kommen und die etwa vorhandene Luft weitgehend verdrängt wird. Abschließend werden dann die überstehenden Enden! des innersten Rohres nach. außen umgebördelt und mit den Kopfflächen des Grundwerkstückes verschweißt.Surprisingly, it has now been found that you can flawlessly inside Titanium-clad pipes that are both hot and cold working tolerate without affecting the cladding layer, if you have a high-chrome and / or high-nickel steel as an intermediate layer on the inside of a pipe material from ordinary, d. H. unalloyed or low-alloy steel applies. As special It has proven to be advantageous to start from a Rahrluppe that from an ordinary steel and in which one, for example, a 17o / o chromium steel has applied in a known manner as a plating layer on the inside. In such a workpiece - as a tube bobbin with corresponding wall thicknesses - becomes a Pipe section made of titanium or an alloy with a high titanium content inserted with the its outer circumference should lie snugly against the inner wall of the base workpiece. Its length should preferably be such that it is not significantly more than about two-thirds and not significantly less than about one-third the length of the Basic workpiece is. Its wall thickness depends on the one to be achieved Overlay thickness or according to the final length of the pipe to be manufactured. This about in the The piece of titanium tube inserted in the middle of the base workpiece is then in its position blocked by two inserted pipes made of ordinary steel of the same wall thickness, which should cut off at both ends with the basic workpiece. About this in the Individual pieces introduced into the basic workpiece are then made into a thin-walled tube ordinary steel - drawn, the outer circumference of which is in turn drawn to the inner walls the inserted pipe pieces should rest, the ends of which, however, the base workpiece to protrude a little. The outer wall surface of the last-mentioned pipe should be oxidized in order to connect with the inserted, different types of pipe pieces to prevent. The thus assembled tube blank is then over in the cold state drawn a mandrel of the appropriate diameter, so that all parts come firmly into contact with each other and largely displace any air that may be present will. Finally, the protruding ends! the innermost tube. beaded on the outside and welded to the head surfaces of the basic workpiece.

Eine so vorbereitete Rohrluppe wird dann in bekannter Weise im Warmpilgergang gestreckt und auf die entsprechende Abmessung ausgewalzt. Nach der Fertigstellung des Rohres werden die Kopfenden an beiden Seiten des Rohres so weit abgeschnitten, daß die mit gewöhnlichem Stahl innen plattierten Teile in Wegfall kommen, während das innerste Rohr durch Beizen oder sonstige Maßnahmen wieder entfernt wird.A tube blank prepared in this way is then used in a known manner in the warm pilgrimage stretched and rolled out to the appropriate dimension. After completion of the pipe, the head ends on both sides of the pipe are cut off so far that the parts plated with ordinary steel inside come to an end while the innermost tube is removed again by pickling or other measures.

Auf diese Weise werden. Rohre erhalten, die jeder Kaltweiterverarbeitung, sei es Kaltpilgern und/oder Kaltzug, gewachsen sind und deren innere Titanplatterung durch solche Arbeitsgänge keine Beeinträchtigung erfährt.Be that way. Tubes that can be used in any cold processing, be it cold pilgrims and / or Kaltzug, have grown and their inner titanium plating is not adversely affected by such operations.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Es zeigt eine Rohrluppe a aus gewöhnlichem Röhrenmaterial, auf .deren Innenseite in bekannter Weise eine Schicht b aus .einem hochchrom- und/oder hochnickelhaltigen Stahl aufgebracht wurde. In, dieses Rohr bzw. in diese Rohrluppe wird zunächst eint Rohrstück e aus Titan oder einer hochtitanhaltigen Legierung eingeschoben, dessen Länge nicht wesentlich mehr als etwa zwei Drittel, aber nicht wesentlich weniger als etwa ein- Drittel des Grundwerkstückes a, b betragen soll. Das Titanrohrstück c wird durch zwei von beiden Enden eingeschobene Rohrstücke d, e, aus gewöhnlichem Stahl in seiner Stellung - etwa in der Mitte des Grundwerkstückes a, b - fixiert. Über diese Teile wird sodann - wieder aus gewöhnlichem Stahl - ein dünnwandiges Rohr f geschoben, dessen äußere Wandung oxydiert ist und dessen Enden das Grundwerkstück um ein geringes überragen.It shows a tube blank a made of ordinary tube material, on the inside of which a layer b made of a high-chromium and / or high-nickel steel was applied in a known manner. A pipe section e made of titanium or a high-titanium alloy is first inserted into this tube or tube blank, the length of which should not be significantly more than about two thirds, but not significantly less than about one third of the base workpiece a, b. The titanium pipe piece c is fixed in its position - roughly in the middle of the base workpiece a, b - by two pipe pieces d, e, made of ordinary steel, pushed in from both ends. A thin-walled tube f is then pushed over these parts - again made of ordinary steel - the outer wall of which is oxidized and the ends of which protrude slightly beyond the basic workpiece.

Alle Teile sollen mit ihren äußeren bzw. inneren Durchmessern so aufeinander abgestimmt sein, daß sie satt aneinanderliegen und sollen-durch Ziehen in kaltem Zustand über einen Dorn fest zusammengefügt werden, um etwa vorhandene Luft weitgehend zu entfernen.All parts should match each other with their outer and inner diameters be coordinated so that they lie and should be full against each other - by pulling in cold State to be firmly joined together via a mandrel to largely remove any air that is present to remove.

Abschließend werden die beiden überstehenden Eng den des innersten Rohres f nach außen umgebördelt und mit der Kopffläche des Grundwerkstückes a, b verschweißt.Finally, the two protruding necks of the innermost tube f are flanged outwards and welded to the top surface of the base workpiece a, b.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of titanium or titanium-containing Alloys plated objects. Steel using an intermediate layer, characterized in that for production from the inside with titanium or titanium alloys Clad pipes have an intermediate layer of high chrome and / or high nickel content Steel on the inside of an existing unalloyed or low-alloy steel Pipe section is applied.

2. The method according to claim 1, characterized in that an internally with high chrome and / or high nickel -. Steel -plated tube blank (a) is assumed, in which a titanium or high titanium alloys existing short pipe section (c) is introduced and with the help of two pieces of pipe (d, e) of the same wall thickness made of ordinary pipe material pushed in from both ends of the pipe group (a), it is blocked approximately in the middle of the pipe group (a), after which a thin-walled pipe (f) made of normal pipe material over the inserted pipe pieces (c; d, e) are pulled and welded at both ends to the head surfaces of the pipe group (ca).

3. Tube blank to carry out the procedure according to claims 1 and 2; characterized in that the length of the inserted Pipe section (c) made of titanium or an alloy with a high titanium content is not essential more than about two-thirds and not significantly less than about one-third of that Length of the tubular blank (a) is, while its wall thickness depends on the strength the layer to be applied and / or according to the desired final length of the one to be manufactured Pipe aligns.

4. tube blank for carrying out the method according to the claims 1 to 3, characterized; that the thin-walled pipe drawn in last is oxidized on its outside.

5. Tube blank for carrying out the procedure according to claims 1 to 4, characterized in that the introduced pipe pieces (c, d, e, f) lie with their outer circumference snugly against the respective inner walls or by pulling the assembled tube blank in the cold state over a mandrel corresponding diameter to be brought to the full facility.