一、铜管变色分类及成因

1、铜管变色分类及主要成因：

①铜管外表面变色(典型指盘管芯层变色)——主要原因是大气腐蚀(氧化)；

②铜管内表面变色（典型指内螺纹内壁变色）——主要原因是大气腐蚀(氧化)碳污染（碳化）；

③直管外表面线状变色（发黑）——主要原因是摩擦腐蚀与缝隙结露腐蚀（雾化）。

2、大气腐蚀变色（氧化）

大气腐蚀在干大气环境下，由于在金属表面形成了不可见的氧化保护层，腐蚀速度慢，但在潮湿大气环境下，产生快速耗氧电化学腐蚀，它的腐蚀速度很快，短期内可以使铜管变色腐蚀。产生电化学腐蚀的必要条件是水膜和氧气，金属表面在潮湿大气中会吸附一层很薄的水膜，当空气中氧气穿过水膜进入铜管表面即能发生大气腐蚀引起变色。因此，防止铜管表面不可见水膜的形成，是防止电化学腐蚀的关键因素。

铜管表面发生电化学腐蚀，往往只是在局部的特殊部位发生，如盘管的芯层，直管间的缝隙，以及铜管（尤其是内螺纹管）的内腔等较闭塞的位置等。一方面这些特殊位置容易吸潮，同时一旦水蒸气凝结，水膜较易形成和保持。

3、三种典型变色分析

A、关于光盘管芯层变色

①为什么光盘管比内螺纹盘管芯层容易变色

清洁条件下铜管变色的临界湿度为70％，而在工业生产条件下，大气是受污染的，铜管表面也不是绝对清洁的，这样铜管变色的临界湿度就比70％低得多，而且铜管表面越粗糙、越脏就越容易吸收水份，即铜管变色的临界湿度就越低。在这种情况下，光盘管芯层就有以下几个原因比内螺纹盘管易变色：

第一、光管比内螺纹管拉拔道次少，其外表面光洁度不如内螺纹管；第二、光盘管在盘拉时外表面用的润滑油是较难清洗干净的，因此光管外壁比内螺纹管外壁清洁度要差得多。

②为什么光盘管芯层比其外层容易变色

在铜管表面吸附潮湿大气中水气形成水膜的同时，还存在由于水气蒸发使水膜消失的过程。只有当水膜形成且能保持才有可能发生电化学腐蚀。在铜管芯层水份一旦进入便不易挥发，而铜管外层因与大气直接接触，水份挥发较易，因此，芯层比外层更易变色。

③为什么有时光管露天存放很长时间也不变色，而有些铜管包装稍破损一点就变色？

铜管表面光洁度清洁度均较好的话，即使在高温高湿的条件下，也不易变色。而如铜管表面较粗糙或有污染（残油、残碳、灰尘等）则较易吸附水份，稍有一点儿潮气就会加剧腐蚀变色。因此当铜管外表面状态相同条件下，包装较好是有益于防止变色的。

④为什么铜管不宜在阳光下直晒？

我们的包装材料是要求干燥的，而这个干燥是相对的，不可能无一点儿水份。当铜管在太阳下直晒时，包装材料内在的水份就会蒸发出来，进而吸附在铜管表面造成芯层变色。

C、关于直管线状发黑

由于在装卸及运输过程中相互磨擦造成被磨损处表面粗糙，从而加速了电化学腐蚀的进程引起线状发黑。

另外，由于铜管与铜管、铜管与包装材料之间易形成缝隙。铜管在缝隙处不但易形成水膜，而且缝隙内外存在氧的浓差极化，缝隙内部氧浓度低于外部，而引起浓差电池，缝隙内部为阳极区，腐蚀集中于缝隙周围，即形成线状腐蚀。

二、变色的判断标准

我公司的铜管是在含氢的还原性高纯氮气保护下进行最后退火的，因此退火后铜管的表面被还原的非常洁净，没有丝毫的氧化膜，是纯铜的真实颜色，即很浅的淡黄色。按铜的化学性质必然在干燥的大气中在常温下与氧发生化学氧化，生成氧化亚铜（Cu₂O），但这个过程较缓慢，颜色逐渐变红，正因为这样，很早人们就将纯铜称为红铜或紫铜，相应地把含一定合金元素的铜合金称为黄铜、青铜和白铜。但由于大气往往含有一定的水蒸汽，纯铜还可能在水和氧的共同作用下发生电化学腐蚀，这已不是纯化学氧化，这种电化学腐蚀也称为湿氧化，在腐蚀分类上属于大气腐蚀，这种电化学作用过程要快得多，原来的淡黄色纯铜表面颜色很快变深，如果大气中含有SO₂、H₂S、NH₃和CO₂等工业气体，大气腐蚀就更加剧烈。这就是我们经常看到的铜管变色。有的笼统称之为发黑，其实不都是黑色，往往是红、橙、兰、绿或其中间过渡色彩，有的很鲜艳。但这些颜色并不完全是腐蚀产物膜的原色，大多是由膜厚度与各色光的波长相近（或成一定比例）时发出的相干光的颜色，它与水面上的一片油发出的颜色是一样的原理。世界各国的科学家都对金属表面膜的厚度与颜色进行了大量的研究测量，其结果基本一致，美国材料与试验学会（ASTM）公布的铜的表面膜数据如下：

说明：1纳米（nm）=10埃（A）=0.001微米（μm）

还应说明，凭颜色可以推测膜的厚度，但往往在颜色的观察、理解和描述上发生很大的差别，同一个铜管的颜色不同的人在观察后进行描述时，往往差别较大，这就使推测膜厚进而推测铜管受大气腐蚀而变色的程度也差别较大。还与对铜的知识经验有关，如铜在高温氧化时留下的氧化铜（CuO）基本颜色就是黑色，不属这里讨论的变色。但由表中所列数据我们可以看出，膜的厚度一般在0.02-0.15微米之间。我们在某研究所对各种变色铜管的表面膜用俄歇能谱仪的大量测试，也是这个结果。

三、保持搬运、贮存过程中包装完整的重要性

在铜管制造过程中，特别是在退火后的成品管的存放、转运、包装和库存等环节中我公司投入了大量的财力、物力和人力，采取了各种措施防止铜管的变色。其中包括：为减少出炉至包装这一段时间铜管表面水膜的形成，建立了包装干燥间；为降低出炉温度，增加了冷却段，并建立了冷却间等等。

实践表明，铜管变色有相当大的比例是在储运过程中发生的。特别是铜管的包装破损或被拆除后，其防潮防水的密封性破坏后，发生变色的比例更大。如前所述，铜管变色是铜在潮湿大气中发生的一种大气腐蚀，而且这种电化学过程进行得很快。我公司对包装材料的含水率和包装车间的环境湿度进行了严格的控制，各个车间均增设了干燥包装间，这些措施最终全靠3-4层的塑料薄膜的防潮防水功能来保障，一旦多层塑料薄膜损坏，即使一个孔洞，也会造成大气中的潮气会源源不断的进入包装内部，使有限的干燥剂很快失效，也使气相防锈纸失效，铜管很快变色。我们在考察调研外国铜管厂生产的铜管和国内外空调制冷厂家使用进口铜管的变色中发现，国外铜管也有变色，他们取样回国的分析报告中所用的仪器分析方法，分析结果和预防变色措施都和我们的完全一致。我们希望：①在用户验收铜管时，一定要注意包装的密封性是否完好无损，若是发现在运输过程中已经破损，要立即提出并做好记录以备交涉（当然更要记录淋雨淋水）。②在用户取样（进行理化性能复验）时，应提醒用户对包装的开启应尽量局部开小口，并在取样后能及时用胶带纸将开口封严。③铜管包装尽量不要在使用前过早打开，以减少暴露在大气中等待使用的时间；若已打开而当日不用，最好用塑料袋或塑料布覆盖，特别是在雨季湿热季节和昼夜温差大的情况下更要防护。

四、当铜管变色在用户处发生时的处理

铜管在大气中受潮受热发生变色是很普遍的现象，只要不是表面氧化严重如发黑发绿等（用纸可以擦掉），其实对铜管的使用是不产生影响的。国为用户在使用我们的铜管时，如不及时作防护处理，即使不变色的铜管也会很快变色，因此我们的建议是，当我们的铜管在用户处发生变色时，只要不是变色严重，完全满足客户的正常使用。

1、当铜管用于两器主管时

当铜管用于两器主管时，严重变色会对铜管的焊接、胀管等产生影响，但当变色轻微时，影响较小，可说服用户使用。

2、当铜管用于连接管时

当铜管用于连接管时，变色对铜管的使用基本不产生影响。

3、当铜管用于中央空调直管时

中央空调直管外流通的是制冷剂，而直管主要问题是线状发黑，制冷剂与线状发黑的产物（氧化物等）不发生反应，因此线状发黑对铜管的使用影响不大。