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紫铜管氧化变色的机理、产生原因与防治措施

[ 关键词:紫铜管氧化变色 发表日期:2013-03-23 11:56:28 ]

  紫铜管氧化变色是生产中常见的一种质量缺陷,是铜管加工厂家普遍遇到的一个质量难题。氧化变色是指铜管内外表面受外界因素影响,在生产过程中或生产后放置一段时间失去原有的带金属光泽的紫红色而变色或发黑的现象。本文就紫铜管氧化变色的机理、产生的原因及防治措施进行分析和探讨。

  紫铜管氧化变色将影响其深加工质量如焊接不良拉伸毛细管或内螺纹管易断,管内表面氧化变色层存在剥落堵塞制冷管路使空调、冰箱等制冷管路失效的隐患等,而且影响产品的美观度引发用户对产品质量的不信任给企业造成很大的损失。

  铜管表面氧化变色的机理铜管的表面变色是一个复杂的物理化学过程有关研究表明铜管的表面变色与大气的湿度、铜管表面污染和环境中的杂质气体等因素有关。大气湿度小泉和等分别利用阴极还原法和电测技术研究了湿度对铜表面氧化变色的影响。实验一致说明大气的湿度对铜表面氧化变色有很大的促进作用在高湿度下氧化膜的成长速度比在干燥空气中快得多而所形成的氧化膜密度小一半以上。

  由此推论认为在潮湿大气下形成的氧化膜存在类似多孔的内部缺陷。这种缺陷使氧化膜的致密性降低对基体的保护性下降。小泉进一步指出在潮湿的大气中即使铜管表面不结露也易形成潮湿表面液膜产生与水中浸泡时一样的电化学反应生成化学成分为的氧化膜需要说明的是铜材在水中浸泡形成的氧化膜同时含有和。其电化学反应如下阳极反应→阴极反应→研究发现通常情况下环境湿度越大发生氧化变色的机会越大见图。

  表面污染表面污染对铜管表面的氧化变色影响很大即使是指印一类的轻微污染也会使铜管表面很快变色。这时形成的氧化膜同时含有和原因是污染处的饱和蒸汽压下降有利于形成水膜同重金属时污染物使水膜的导电性提高加速了电化学腐蚀过程。环境中的杂质气体环境中的杂质气体也是促使变色的主要因素试验表明当大气中的含量≤×时只要大气相对湿度铜表面颜色无太大变化但湿度大于时腐蚀速度明显加快。硫化氢的影响更为明显即使在×的微含量下也会很快地改变铜表面颜色。不同地区大气暴露的腐蚀试验也说明了大气污染的有害影响在海滨和工业城市地区铜试片的变色程度比山区严重靠海地区的腐蚀产物多含氯、钠等元素工业区腐蚀产物中多含、、等元素。

  铜管暴露前的表面条件铜管暴露前的表面条件对以后铜管的变色影响很大。例如空调配件生产厂家用含重铬酸钾的硫酸酸洗的铜管其抗变色能力比单纯用稀硫酸酸洗的更强主要是前者在铜管表面形成保护性铬膜的缘故。实际生产中引起铜管表面氧化变色的因素本公司紫铜管生产流程如下工频有芯熔铜炉→半连续铸造→水封挤压→双线轧管→二联拉→圆盘拉伸→水平层绕→退火连续式、钟罩式、井式。

  以下分析实际生产中引起铜管表面氧化变色的主要因素引起铜管外表面氧化变色的因素潮湿天气气候潮湿而所用的连续辊底式退火炉比较落后出炉产品温度较高。年以前每年因潮湿天气造成外表面氧化变色的不合格产品多达几百吨。退火设备故障铜管退火过程中炉内保护性气氛氧势越低越好要求炉内保护气氛的氧含量仅为级且最好具有轻微还原性。而本厂所用的连续辊底式退火炉比较落后在实际生产中尤其是钟罩炉、井式炉由于炉胆裂漏、管路、阀门渗漏等导致的氧化变色占有一定比例。表面污染下列因素容易造成铜管表面污染而氧化变色铜管表面被雨水淋湿残余乳液或清洗后液体溅到铜管表面偶尔出现的其它污物污染铜管表面如天车润滑油加得太多滴下等裸手接触铜管包装物有腐蚀性等。

  工艺参数控制不当退火时排气不足炉内气氛不清洁出炉温度偏高等将导致较多变色发黑的不合格品。引起铜管内表面氧化变色的因素拉伸使用的内润滑油含硫太高退火后形成黑色。退火前向管内吹保护气环节不符合要求。对于退火过程未采取内吹扫工艺的盘管若退火前向管内吹保护气环节不合乎要求管内留有氧或水气则退火后管材易发生内表面氧化变色如吹气时的压力、时间不足吹气管路及接头泄漏吹气用保护气不合格吹气后未及时进炉或两端未密封致使管内保护气又被外界空气置换等。这种原因造成的盘管内发黑表现为一端或两端发黑有时表现为在中间段一段光亮、一段发黑间隔出现这种情况一般难以检查发现往往用户在使用过程中才发现。因为退火时炉内保护气可将盘管两端管头附近一段的内表面加以还原只在盘管中间层局部内表面出现发黑。

  铜管拉伸后或精整层绕或称复绕不精心偶尔出现管头、尾内表面吸入外界油污或清洗剂等退火后内表残留油污碳黑等。内螺纹管退火过程中内吹扫工艺操作不当或吹扫用气体不合格。退火过程中炉内保护气不合格炉气清洁度不够。退火前或退火后的清洗过程操作不精心清洗液大量残留于内表面。防治铜管表面氧化变色的措施防治外表面氧化变色的措施防止退火后铜管接触潮湿气体根据不同退火设备的装备水平视退火铜管出炉温度及环境温度、湿度情况采取措施保证退火后铜管立即在干燥的环境中包装或在干燥的环境中降至适当温度后再包装。加强退火保护气氛的检测监控退火设备配备炉内气氛在线检测生产人员在退火过程做好炉内气氛检测结果的监控有异常或报警时要查明原因、尽快纠正并对工艺因素有变紫铜管氧化变色的防治

  中国有色冶金动等情况下生产的相关产品作好标识隔离妥善处理。提高退火工艺和设备的控制水平一方面选择合理的工艺方法使铜管内外表面残留油污在退火过程得到及时充分地清除另一方面定期巡检退火设备防止炉胆、炉座裂漏阀门、管路渗漏等发现问题尽快制定相应的措施并贯彻落实。加强生产计划管理潮湿季节中间退火半硬态盘管拉成品道次时拉伸过程尽量冷却铜管拉伸后尽快完成层绕避免表面氧化变色。生产过程防止表面污染严禁裸手触摸铜管防止雨水淋湿、残余乳液或清洗后液体溅到铜管。从拉伸为半成品到精整、退火、包装、入库、交付的整个过程防止表面污染对于表面被污染的产品应进行标识隔离并妥善处理。防治内表面氧化变色的措施严格控制拉伸用内润滑油含硫量杜绝不合格的内润滑油投入生产。保证吹气用气体质量强化不同规格产品退火前吹气工艺保证吹气充分防止压力、时间不足必要时设置相关检测或报警装置。保证吹气接头和管路的密封性防止漏气保证退火前管内充满保护气体或吹气后至退火前管内气体不被空气置换。防止铜管吸进外界油污发现异常隔离处理。退火后的铜管检查内表面质量。

  制定合适的退火管材内吹扫工艺制度及时充分地排除管内油污。保证退火保护气氛合格加强保护气氛在线检测、巡视和控制。强化清洗过程的规范操作和管理。采取上述一系列措施后公司紫铜管氧化变色不良品占年产量的比例由降低至每年减少损失万元左右。结语氧化变色是紫铜管生产中常见的一种质量缺陷分为内、外表面氧化变色或发黑其产生的主要原因是出炉温度偏高、环境湿度大、铜管内外表面残留油污、退火设备及保护气氛未得到有效控制。防治铜管氧化变色必须对生产过程相关环节加强监控。关键是在保证退火设备装置和保护气氛质量的前提下制定合适的退火工艺制度含充气及内吹扫工艺等做到清洁生产、干燥包装即在适宜的温度、湿度下包装防止吸潮吸湿各项措施在实际生产中得到贯彻执行。实际生产中氧化变色的影响因素是动态变化的需要不断研究对不同时期的主要问题采取相应的措施进行重点控制、改进。

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