D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1986.04.033 北京钢铁学院学报 18年1？月 Journal of Beijing University No.A 第4期 of on and Steel Technology Dec.1.83 无缝钢管浸蜡及其防护效果 卢燕平 叶志远 (金属腐蚀与保护按术培训中心) 李加林张锦瑞吴德炳 (河南安阳钢铁J厂) 摘要 本文介绍了无维钢管热浸蜡防锈工艺，给出了浸蜡钢管的抗大气腐蚀试验结果，并 对此进行了经济分析。结果表明，浸蜡防锈法不仅操作筒便，成本低，而且防锈效果好， 对提高无缝钢管表而所量和延长钢管使用券命有实用价竹， 关键词：热浸，防锈，抗大气所蚀。 Seamless Pipe by Paraffins Dipping and Its Protection Effect Lu Yanping,Ye Zhiyuan,Li Jianlin Abstract In this paper the process of rust prevention on scamless steel pipe by hot-dipping paraffins has repoted,and the experimental results,resistance to atmosopheric corrosion for seamless steel pipe after dipping in paraffins,has described and analyzed cconomically.The results show that the rust prev- enttion process by dipping paraffins is not only convenient to operate and to have low cost,but also good effective on rust prevention.It is of great value to improve surface quality and to increase life of seamless steel pipe. Kay words:hot-dipping,rust prevention,atmospheric corrsion resistance 1985-10-26收到 92
， 。 一 年 月 第 期 北 京 钢 铁 学 院 学 报 军 。 ‘ ， 。 ‘ 一 一 — 一 一一 一， 一一 二二二二二二二二二二二二二二二 无缝钢管浸蜡及其防护效果 卢燕平 叶志远 金属腐蚀与保护技术培 训 中心 李加林 张锦瑞 吴德炳 河 南安 阳 钢铁 一 摘 要 本文介绍 了无缝钢管热浸蜡防锈工艺 ，给出了浸蜡钢管的抗大气腐蚀试验结果 ，并 对此进行了经济分析 。 结果表明 ，浸蜡防锈法不仅操 作简使 ，成本低 ， 而且防锈效果好 ， 对提高无缝钢管表而质量和延 氏钢管使用寿命有实川 价价 关键词 热浸 ， 防锈 ， 抗大气腐蚀 · ， ， 一 ， 王 ， ， 了 比 了 、 了 ， 以 一。 卜 ， ， 一 一 收 到 · DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．1986．04．033
引 言 无缝钢管是现代工业各部门应用最广泛的冶金产品之-一。然，在运输和贮存的过程 中，如果不采取防锈措施，则在很短的时间内因大气腐蚀作用而生锈。值得注意的是据文献 〔1〕介绍，钢林厚度（特别是在受力情况下)被腐蚀1%，其强度降低10~15%，若两面 均被腐蚀5%则将报废。例如1980年10月安阳钢厂对无缝钢管成品库进行了一次检查，发现 京 当年生产的钢管中有136t已经报废（其中以管壁较薄的居多），直接损失20余万元。实际上 院 从全国情况来看，钢管在存放过程中因锈蚀所造成的经济损失很大。因此，研究和开发无缝 钢管的防锈技术，对于保证钢管表面质量，延长钢管使用寿命，提高企业经济效益有着十分 重要的实际意义。 目前，国内钢管的防锈处理方法很多，但本研究采用的浸蜡法防锈处理是指对钢管出厂 前所采取的-·种临时防锈措施，以使其在某一特定的时间内不生锈，而且很容易将防锈层去 掉。此法的特点是，操作简便，成本低，防锈效果好。 1浸鳍工艺 无缝钢管浸蜡防锈处理是将预处理过的10~20号冷拔钢管浸入熔化了的石蜡（高熔点石 蜡)液中，在给定温度下保持一定时间后取出即可。经浸涂后的钢管表面附着一层均匀的蜡 涂层，蜡的附着录为85~95g/m2。这种涂层不高温暴晒，也不怕高寒冷冻，且有较好的防 水性，在钢管表而能够起到抑删电化学腐蚀的作：用。 根据大量样品试验和92批的业性：试验表明，影响浸蜡层质量的工艺因素主要是蜡液 温度，浸涂时间及倒管壁厚管径入小。 1,1蜡液温度浸蜡法采刑的是高熔点石蜡，它是由含蜡矿物油中压滤分离出来的副 产品，不怕暴晒，露天存放经过高温季节也不会熔化，是一种较好的防水剂。 浸蜡层质量的好坏与蜡液温度密切有关。由实验得知，蜡液温度过高，涂层较薄，其防 锈能力较差；蜡液温度过低，其浸渗能力弱，会引起涂层厚度不均，特别是小口径钢管内孔和 多 管与管之间姿触的地方（因为是成捆浸涂）存蜡过多，经不起碰撞，使蜡涂层剥落。浸涂时 熔蜡槽温度为石蜡熔点的2~8倍，一股情况下以130~150℃温度之间为宜，对于管壁较啊 或管伦较小的钢管浸涂时，蜡液温度应控制在上限。 1.2漫涂时间浸涂时间的长短也很重要，漫涂时间过长，则原材料消耗大（燃料、 石蜡等)，成本高，浸涂时间过短，则浸涂不彻底，不能保证蜡涂层质量。 根据工业性试验表明，浸涂时间依钢管壁厚度和管径大小不同而异，它」之间的关系可 用下列直线方程表示： t=20+2x5t=36-0.3φ 式中t一一浸涂时间(min)多 x一管壁厚度（mm), 中一一管径(mm)。 从上式可以看到，管壁厚或管径小，浸涂时间要长，反之，浸涂时间则短。这主要是出 93
引 言 无缝钢管 是现代工业各 部门应 肛最广泛 的冶金 产品之一 。 然 弧 在运 输和贮存 的 过 程 中 ， 如果 不采取 防锈措施 ， 则在很短的时 间内因大 气腐蚀 作用而生锈 。 · 值得注意的是据文献 〔 〕 介绍 ， 钢林厚度 特别 是在受 力情 况下 被 腐蚀 ， 其强度降低 环 ， 若两面 均被腐蚀 则将报 废 。 例如 年 月 一 安 阳钢厂对 无缝钢管 成品库进行 了一次检查 ， 发现 当年生 产的 钢管 中有 已经 报废 其 中以管 壁 较薄的 居 多 ， 直 接损失 余万元 。 实际上 从 全国情况来看 ， 钢管 在存放过程 中因锈蚀 所造成的经 济损失 很大 。 因此 ， 研究和开 发 无缝 钢管的防锈 技术 ， 对 于保 证钢管 表面 质量 ， 延长 钢管 使用 寿命 ， 提 高企业经 济效益有着十分 重 要 的实际 意义 。 目前 ， 国内钢 管的 防锈处理 方法很 多 ， 但 本研究采 用的浸 蜡 法防锈处理 是指对 钢管 出厂 前所采取的 一种临时 防锈 措施 ， 以使其在某 一特定的时间内不生锈 ， 而且很 容 易将 防锈层去 掉 。 此 法的 特 点是 ， 操作 简便 ， 成 本低 ， 防锈效果 好 。 胡一京院北 浸蜡工 艺 无缝钢管浸蜡防锈处理 是将预处理过的 沁加号冷拔 钢管浸 入熔化 了的石蜡 高熔 点石 蜡 液 中 ， 在给定温 度下保 持一定时 间后取 出即可 。 经 浸 涂后的钢 管表面 附着一层 均 匀的蜡 涂层 ， 蜡 的附 着量 为 “ 。 这种涂层 不怕 高温 暴晒 ， 也不怕 高寒冷 冻 ， 且有较好的防 水性 ， 在钢 管表而 能够 起 到 抑制 电化学腐蚀 的 作册 。 根 据大 量样 错试验 和 批 的 毛 业性试 验表 明 ， 影响浸 蜡 层质量 的工 艺 因素 主要 是 蜡 液 温 度 ， 浸 涂时 间及饵管 壁厚和 管径大 小 。 蜡 液温 度 浸蜡 法采用的 是 高熔点 石蜡 ， 它 是 由含蜡矿 物油 中压滤分离 出来 的 副 产品 ， 不怕 暴晒 ， 露天存 放经 过 高温 季 节也不会熔化 ， 是一种较好的 防水剂 。 浸 蜡层质量的 好坏 与蜡液温度密切有关 。 由实验得知 ， 蜡液温 度过 高 ， 涂层较薄 ， 其防 锈 能力较差 蜡液温 度过低 ， 其 浸渗能力 弱 ， 会引起涂层 厚度 不均 ， 特别 是小 口径钢管内孔和 管与管 之 间接触 的地方 因为 是成捆浸 涂 存蜡过 多 ， 经 不起碰撞 ， 使蜡 涂层剥 落 。 浸 涂时 熔蜡 槽温 度 为石蜡熔点的 一 倍 ， 一股 情况下 以 。 一上 ℃温度之何为 宜 ， 对 于管壁 较厚 或管径 较小的钢 管浸涂时 ， 蜡液温度应 控锅在上眼 。 浸 涂时 间 浸涂时 间的长短也很重要 ， 译缘时瞬珍长 ， 啊原材料 消 耗 大 燃料 、 石蜡等 ， 成 本高 浸涂时 间过短 ， 则浸 涂不彻总 不能保证蜡 涂层质量 。 根 据 工 、日生试 验表 明 ， 浸 涂时 间依钢管壁厚度和管径大小不 同而异 ， 它 们 之 间的关系可 用下列直线方程表示 二 一 小 式中 一浸 涂时 间 ， —管 壁厚度 ， 小—管径 。 从 上式可 以着到 ， 管壁 厚 或管径 小 ， 浸 涂时 间要 长 ， 反 之 ， 浸 涂时 间则短 。 这 主要 是 由 号人
于钢管在蜡液中，其内外表面吸热程度不同所致。 2 防锈性能的评定 为了评定浸蜡无缝钢管的防锈性能，进行了室内腐蚀加速试验和室外暴露试验。 2.1盐水喷雾试验 设备型号：YW65-1型盐雾箱 试脸溶液：3%NaCl(C.P);温度35±2℃ 雾粒直径：1~7um80%以上，其余不大于30μm 喷雾时相对湿度：95% 试验周期：6（24h/Period) 喷雾时间：15min/h 持续时间：8h/Period 试片放置方法：与垂挂面倾斜10~25° 试验结果如表1和图1所示。 表1盐水喷雾腐蚀试验结果 Table 1 Salt water spray corrosion test Observation or Paraffina dipped Paraffins undipped 田e4ure四6nt sh Only a few rust More rust speckles Appearance spots change of 48h Tighter rust spots uniform thin rust and little rust layer test sample apeakles 142h Slightly attacked Extromely attacked, rust layer also thickened Corrosion 0,1041 0.5282 rate,mmy (a)石腊授流（微浸蚀） (b)来用行腊浸法（明显浸蚀） 图1试样经盐务腐蚀试验后的表面状态(142h) Fig.1 Surface state of specimens after salt spray corrosion test (142h 94
于钢管在蜡液 中 ， 其 内外表面吸热程度不 同所致 。 防锈性能的评定 为 了评定浸蜡无缝钢管的 防锈性能 ， 进行 了室 内腐蚀加速试 验和室外暴露试验 。 盐水喷雾试验 设备 型号 一 型盐雾 箱 试 验溶液 温度 土 ℃ 雾粒直径 林 以上 ， 其余不大于 林 喷雾时相对湿度 试 验周 期 喷雾时 间 持续时 间 试片放置方 法 与垂挂面倾斜 一 试验结果如表 和 图 所示 。 表 盐 水 喷 雾 腐 蚀 试 验 结 果 吕 一 日 吕 了 ， ， 。 。 娜华 娜价粼即 瓣鑫臀一 石腊浸 责 微浸蚀 未丁日石腊浸记定 明显浸蚀 月 试样经盐雾腐蚀试验后的 表面状恋
从表1和图1可以看出，浸蜡处理后的钢管其防锈能力比未浸蜡的（原始钢管）提高5 倍，如原始钢管露天存放三个月，不影响使用，那么经过浸蜡处理过的钢管，至少可以放一 年，其保护效率(2)可达80%。这一结果可以认为是满意的。因为采用浸蜡防锈处理后，钢管 的腐蚀速度只有0.1040mmy。 2.2湿热腐蚀试验 设备型号：CS301型调温调湿箱 试验介质：蒸馏水，温度45±1℃，相对湿度68~73% 试验时间：6(24h/Period) 试片放置方法：水平放置在支架上 试验结果如表2所示。 表2湿热腐蚀试验结果 Table 2 Humidity cabinet corrosion test Observation or paraffins dipped paraffias undipped measurement Appearance 22h No reported rust Little rust spots change of corrosion and rust speckles test sample 45h Only a few rust More rust spots spots and speckles 70h Only a few rust Much rust speckles spackIos 120h Little rust speckles aniform thin rust layer Corrosion 0,0740 0,4670 rate (mmy) 由表2的试验结果看到，经120h湿热腐蚀后，浸蜡钢管表现出十分明显的防锈效果，腐蚀速 度只是未浸蜡的1/6，其表面状态也此未浸蜡的好得多（见图2）。这一点与盐雾腐蚀试验 结果完全相符。由此可见，浸蜡对于提高钢管出厂前的表面质量，延长钢管的使用寿命是非 常有益的。 ()未浸蚀 (b)微浸蚀 图2试样经湿热腐蚀试验后的表面状态(120h》 Fig.2 Surface state of specimens after humidity cabinet corrosion test(12oh) 95
从表 和 图 可 以看出 ， 浸 蜡处理 后的钢管其防锈能力 比未浸蜡的 原始钢管 提高 你 一 如原始钢管露天存放三个 月 ， 不影响使用 ， 那么经过浸蜡处理过的钢管 ， 至少可以放一 年 ， 其保护效率〔 〕可达 。 这 一结果可 以认为是满意的 。 因为采用浸蜡 防锈处理后 ， 钢管 的腐蚀速度只有。 湿热腐蚀试验 设备型号 型调温调 湿 箱 试验介质 蒸馏水 温度 士 ℃ 相对湿 度 试验时间 ’ 试 片放置方法 水平放置在支架上 试验结果如 表 所示 。 表 湿 热 腐 蚀 试 验 结 果 … ’ 扭 吐 心 日 ” 份 一 二 自，勺 ‘产 泣 一 。 由表 的试验结果看到 ，经 曲湿热腐蚀 后 ， 浸蜡钢管表现 出十分 明显的防锈效果 ，腐蚀速 度 只 是未浸蜡的 邝 ， 其表面状态也比未浸蜡的好得 多 见 图 。 这一 点与盐雾腐蚀 试 验 结果完全相符 。 由此可 见 ， 浸蜡对 于提 高钢管 出厂前 的表面 质量 ， 延长钢管的使用寿命是非 常有益 的 。 认 微浸蚀 图 试样经湿 热腐蚀试验后 的表面状态 。 句 亡丁 左
2.3电位测定(3) 由金属腐蚀瓯理知〔4)，钢在大气中的锈蚀实质上是一种电化学腐蚀过程。因此，以涂层 的电性能及其变化为依据，哪究浸蜡钢管的防锈性能是非常重要的。 本研究运用FC~4电偶腐蚀计，以Pt为参比电极，分别测量了浸蜡钢管和未浸蜡钢管在 3%NaC1溶液（敞开体系）中的电极电位一时间曲线以及与之和对应的腐蚀电流一时间曲 线，刚量结果如图3和图4所示。 800 50 Paraffins undipped Paraffins dipped 650 G0 550 500 0 204060801001201401G0 t,min 图3电极电位一时间变化册线 Fig.3 Electric Patential-time curve Paraffins Paraff1nBd土pped undipped 10 01 0 200608010120140169 t.mia 图4度蚀电流一时间变化曲线 Fig.4 Corrosion current-time.curve 由图3可见，原始钢管的电位-时间曲线开始时电位较负，此后出现锈斑，经历了约 13min发生了第一次电位跃变（向负向移动约100mV),对照图4电流一时闻曲线可以看 到，此时腐蚀电流从38μA/cm上升到60μuA/cm2。然后，电流随电位变正而减小，当电位 一时间曲线出现第二次跃变时，电流再次突然上升，如此反复循环呈波浪式的变化，从而使 钢管的腐蚀程度越来越严重。浸蜡钢管电位-时间曲线，其初始电位较正(-560mV,对Pt), 但由于蜡涂层的微小缺陷，使钢管仍存在着一定的溶解速度，腐蚀电流在24~27μA/℃m2范 围之间（见图4）。此后，电位：一时间曲线经历了一·段较长时间的基本稳定阶段，终于在120分钟 96
，忿 电位 粼定〔 〕 由金属腐 蚀减理知〔 〕 ， 钢在大气 巾的锈蚀炙质上是一种电化学腐蚀过程 。 因此 ， 以涂层 的电性能及 其变化为依据 ， 研究 浸蜡银管 的防锈性能 是非常 重 要的 。 本研 究 运 用 一 电偶腐蚀 计 ， 以 为参 比 电 极 ， 分 别测 量 了浸蟠钢管和未浸蜡钢管在 溶 液 敞开体系 中的 电极 电位一时 间曲线 以 及与之相时应教腐蚀电味一时 间 曲 线 ， 测量结 果如 图 和 图 所示 。 ‘ 。 己 的洲 好 户七曰，︸ ︵八甲灿民 · 石 穿气犷节一佘瑞犷岌犷节犷盅尸 一 图 电极 电位一时间变化 曲线 一 盯 ，日 尸 工 动洲 八。﹃‘。 、试︶感 名 立钓 场 场脚‘ 一 图 腐蚀电流一时间变化 曲线 。 ‘ 。 住 此 一 雄 由图 可 见 ， 原始钢管的电位 一 时 何曲线 开始时电位较 负 ， 此后 出现锈斑 ， 经 历 了 约 发生 了第一 次电位跃 变 向负向移动约 呱 ， 对照 图 电流一时间曲 线 可 以 看 到 ， 此时腐蚀 电流从 “ 艺上 升到 “ ‘ 。 然 后 ， 电 流翻电位 变正而 减 小 ， 当电 位 一 时 间 曲线 出现第二次跃 变时 ， 电流 再次 突然 上升 ， 如 此 反 复循环 呈波 浪式的变化 ， 从 而 使 钢管的腐蚀 程 度越 来越 严重 。 浸蜡钢管 电位 一 时 间曲线 ， 其初始电位较正 一 ， 对 ， 但 由于蜡 涂层 的 微小缺 陷 ， 使钢管 仍存在着 一定 的溶解速 度 ， 腐蚀 电流在 一 卜 范 围之 间 见 图 。 此后 ， 电位一时 间曲线经 历 了一段 较长时 间的基 木稳定阶 段 ， 终于 在 分钟