Welchen Zweck hat das Beizen nahtloser Stahlrohre?

Das Beizen und Passivieren nahtloser Stahlrohre ist eine chemische Reaktion. Zunächst entfernt die Beizlösung Zunder und Rost von der Stahloberfläche, wodurch gleichzeitig die Passivierung erfolgt. Dies verhindert wirksam die Oxidation nahtloser Stahlrohre und gewährleistet so den Korrosionsschutz. Vor dem Beizen und Passivieren müssen Öl, Entfettungsmittel und Verunreinigungen wie Oberflächenziehmittel entfernt werden. Die Oberfläche der nahtlosen Stahlrohre ist nach dem Beizen und Passivieren gleichmäßig silberweiß, was die Korrosionsbeständigkeit des Edelstahls deutlich verbessert.

Die Phosphatierung nahtloser Stahlrohre ist ein Verfahren, bei dem die Rohre in eine Phosphatierungslösung (hauptsächlich bestehend aus bestimmten sauren Phosphaten) getaucht werden, um eine wasserunlösliche, kristalline Phosphatschicht auf ihrer Oberfläche abzuscheiden. Bei der Phosphatierung entsteht durch eine chemische und elektrochemische Reaktion ein Phosphatfilm. Dieser Phosphatfilm schützt das Metall bis zu einem gewissen Grad vor Korrosion, dient als Grundierung vor dem Lackieren, um die Haftung und Korrosionsbeständigkeit der Lackschicht zu verbessern, und wird zur Reibungsreduzierung und Schmierung bei der Kaltumformung von Metallen eingesetzt.

Die Phosphatierung und Verseifung nahtloser Stahlrohre bezeichnet einen Verseifungsprozess nach der Phosphatierung. Dieses Verfahren wird üblicherweise bei Bearbeitungsprozessen wie dem Ziehen oder Strecken angewendet. Der Phosphatierungsfilm ist in der Regel 8–12 Mikrometer dick. Anschließend wird das Rohr in die Verseifungsflüssigkeit getaucht und danach gezogen oder gestreckt. Ziel der Verseifung nahtloser Stahlrohre ist die weitere Verbesserung der Schmierleistung.

Das Beizen, Phosphatieren und Verseifen nahtloser Stahlrohre sind einfache Prozessabläufe: Beizen → Hochdruckwäsche → Phosphatieren → Hochdruckwasserwäsche → Verseifen → Trocknen → Transport und Stapeln.

Zuerst das Einlegen
1. Definition des Beizens: Säuren werden verwendet, um Eisenoxidschichten durch chemische Verfahren gemäß einer bestimmten Konzentration, Temperatur und Geschwindigkeit zu entfernen; dies wird als Beizen bezeichnet.
2. Beizklassifizierung: Nach Säureart: Beizen mit Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure und Flusssäure. Je nach Stahlsorte werden unterschiedliche Beizmittel verwendet, z. B. wird Kohlenstoffstahl mit Schwefelsäure und Salzsäure und Edelstahl mit einem Gemisch aus Salpetersäure und Flusssäure gebeizt. Nach Stahlform: Drahtbeizen, Schmiedeteilbeizen, Blechbeizen, Bandbeizen usw. Nach Beizanlagentyp: Tankbeizen, halbkontinuierliches Beizen, vollkontinuierliches Beizen und Turmbeizen.
3. Prinzip des Beizens: Beizen ist ein Verfahren zur Entfernung von Eisenoxid von der Metalloberfläche durch chemische Methoden und wird daher auch als chemisches Beizen bezeichnet. Die auf der Oberfläche von Stahlrohren gebildete Eisenoxidschicht (Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO) ist ein in Wasser unlösliches Alkalioxid. Beim Eintauchen in Säure oder beim Besprühen der Oberfläche mit Säure können diese Alkalioxide eine Reihe chemischer Reaktionen mit der Säure eingehen.

Zweitens, Passivierung
1. Passivierungsprinzip: Der Passivierungsmechanismus lässt sich durch die Dünnschichttheorie erklären. Demnach beruht die Passivierung auf der Wechselwirkung von Metall und Oxidationsmitteln. Dabei bildet sich auf der Metalloberfläche ein sehr dünner, dichter, flächendeckender und fest adsorbierter Passivierungsfilm. Dieser Film existiert als eigenständige Phase, üblicherweise eine Verbindung oxidierter Metalle. Er trennt das Metall vollständig vom korrosiven Medium und verhindert so den Kontakt mit diesem. Dadurch wird die Auflösung des Metalls gestoppt und es bildet einen passiven Zustand, der den Korrosionsschutz bewirkt.

2. Vorteile der Passivierung:
1) Im Vergleich zur herkömmlichen physikalischen Versiegelungsmethode zeichnet sich die Passivierungsbehandlung dadurch aus, dass sie die Dicke des Werkstücks überhaupt nicht erhöht und die Farbe nicht verändert, die Präzision und den Mehrwert des Produkts verbessert und die Bedienung bequemer macht;
2) Da der Passivierungsprozess in einem nicht-reaktiven Zustand durchgeführt wird, kann das Passivierungsmittel wiederholt hinzugefügt und verwendet werden, wodurch sich eine längere Lebensdauer und geringere Kosten ergeben.
3) Die Passivierung fördert die Bildung eines Passivierungsfilms aus Sauerstoffmolekülen auf der Metalloberfläche. Dieser Film ist dicht, seine Eigenschaften sind stabil und er besitzt an der Luft einen selbstheilenden Effekt. Daher ist der durch Passivierung gebildete Passivierungsfilm im Vergleich zur herkömmlichen Methode der Rostschutzbehandlung mit Öl stabiler und korrosionsbeständiger.

Drittens, Phosphatierung
Die Phosphatierung ist ein Oberflächenbehandlungsverfahren, bei dem durch eine chemische Reaktion eine Schutzschicht (Phosphatfilm) auf der Oberfläche gebildet wird. Sie wird hauptsächlich auf Metalloberflächen angewendet und dient dazu, diese mit einem Schutzfilm zu versehen, der das Metall vor Korrosion schützt. Auch als Grundierung vor dem Lackieren bestimmter Produkte wird sie eingesetzt. Der Phosphatfilm verbessert die Haftung und Korrosionsbeständigkeit der Lackschicht, erhöht die optische Wirkung und verleiht der Metalloberfläche ein ansprechenderes Aussehen. Zudem kann er bei der Kaltbearbeitung einiger Metalle eine schmierende Wirkung haben. Nach der Phosphatierung oxidiert und rostet das Werkstück über lange Zeit nicht. Daher ist die Phosphatierung ein weit verbreitetes und gängiges Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallen und findet zunehmend Anwendung in der Automobilindustrie, im Schiffbau, im Maschinenbau und anderen Branchen.

Drittens, der Prozessablauf beim Beizen und Passivieren nahtloser Stahlrohre
Die zweite Kaltziehphase nahtloser Stahlrohre umfasst folgende Schritte: Rohmaterial (Roh- oder Fertigrohr) → Stauchung → Beizen → Phosphatieren (d. h. Schmieren) → Kaltziehen. Ob ein zweites Kaltziehen erforderlich ist, hängt von der Stahlsorte ab.
Im Allgemeinen benötigt kohlenstoffarmer Stahl kein Glühen. Nach dem zweiten Kaltziehen → Schmieren → erneutes Kaltziehen → Glühen → Richten → Schneiden → Endproduktprüfung → Verpackung und Lagerung. Anschließend erfolgt für hohe Qualitätsanforderungen eine Beiz- und Passivierungsbehandlung.

Viertens sollten beim Beizen und Passivieren nahtloser Stahlrohre folgende Punkte beachtet werden:
(1) Nahtlose Stahlrohre dürfen nicht mit stark korrosiven Beizmitteln behandelt werden, da sonst lokale Korrosion auftritt. Austenitischer Edelstahl hingegen kann mit dem üblichen Beizverfahren für Edelstahl behandelt werden.
(2) Beizlösungen mit Chloridionen ermöglichen eine schnellere Beizung und werden nur für das erste Beizen dicker Oxidschichten verwendet. Nach dem ersten Beizen kommen für den zweiten Beizgang andere Beizverfahren zum Einsatz. Chloridionen können leicht Lochfraßkorrosion an Edelstahl verursachen. Um die Vermischung mit Chloridionen zu vermeiden, sollte bei der Zubereitung der Beizlösung möglichst destilliertes Wasser verwendet werden.
(3) Beim Schrubben, Walzen oder Beizen mit Beizpaste muss die Beizfläche stets feucht und nicht trocken gehalten werden, da sonst die Säurekonzentration vor Ort zu hoch ist und ein wolkenartiges Muster entsteht.
(4) Bei verschiedenen Beizprozessen ist es notwendig, die Beiztemperatur, die Beizzeit und andere Prozessbedingungen genau zu kontrollieren, da es sonst zu unzureichender Beizung, Überbeizung oder sogar zu Korrosion und Ausschuss des Werkstücks kommen kann.