[韩国]英山（INSUNG）公司经理 洪东庭
1.前言
钢桶是盛装并保护内部产品的包装容器。所以钢桶的内部表面必须是保持干净的，即没有油和其它任何污染物。钢桶内部的铁锈是铁的氧化物，它能够污染内装产品，在过去，英山（INSUNG）公司曾试验采有下列几种方法控制桶内生锈：
试验方法：
1) 焊接后用吹干风的办法干燥焊缝。
2) 向桶内壁喷撒油雾防止生锈。
3) 向焊缝区域喷撒油雾。
4) 改变传统材料采用镀镍冷卷板。
在这些方法中，采用镀镍冷卷板效果最好，所以仅仅是这一种方法一直采用到现在。镀镍冷卷板是在冷卷板表面上镀了一层薄薄的镍粒子，生锈的速度比普通钢板减少了2.5~3倍。尽管如此，由于焊接边缘产生的高温区熔化了镍层，从面导致生锈。所以一种新的方法是使空气和湿气进入桶内部而防止内壁氧化。这个方法是利用干燥空气置换桶内的湿空气，从而使桶内装物湿度减少，桶内湿空气也随之减少了。
2.钢桶生锈的原理
通常，大多数金属的腐蚀都与湿气和空气中的氧气有关，它们之间的反应，使金属表面形成了一层金属氧化物，使金属表面失去了光泽，这个过程就是生锈。
铁锈的主要成分是含水氧化物Fe2O3nH2O。这是铁的表面与水及氧气反应的结果。当铁在高温状态下氧化时，会生成黑硬的氧化皮表面，它是生锈的另一种类型。
铁与水及氧气产生的化学反应生成氧化物，其反应方程式如下：
Fe + 2H2O → Fe(OH)2 + H2
2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O → 2Fe(OH)3
2Fe(OH)3 → Fe2O3 3H2O
3. 预防桶内生锈的方法
要防止钢桶内部表面生锈，就必须防止桶内壁与湿气和氧气的接触。
采用下列方法可以防止钢桶内部表面生锈：
①选择防锈油及数量
使用防锈油会对钢桶表面的涂装质量产生影响，如果防锈油使用的过多，还会对桶内造成污染。
②减少钢桶的表面粗糙度
减少钢桶的表面粗糙度会对钢桶表面的涂料附着力产生影响，所以减少钢桶的表面粗糙度不是首选的方法。
③用磷酸锌处理钢桶的内部
采用磷酸锌对钢桶内部表面进行化学处理会对周围的环境造成污染，产生工业废品率水，因此这个方法在韩国是不准采用的。
④钢桶采用内部涂装
钢桶采用内部涂装的方法会增加生产成本，并有可能造成内部涂料与内容物发生反应。
⑤避免钢桶与容易腐蚀钢桶引起生锈的物质接触，如氯和硫磺等。
钢桶生产线要建立在附近没有容易引起钢桶腐蚀的环境里，如远离氯和硫酸都是非常必要的。
⑥限制桶内空气的湿度
研究表明减少桶内空气的湿度是减少生锈的最好办法。
4.减少钢桶内部湿度的方法
通常，要减少桶内湿度，必须在钢桶盖上螺塞之前降低桶内空气的温度和湿度。在此之前还要通过细致的工作对湿气进行凝缩。
1) 凝缩湿气
改变空气中水蒸气的数量。当空气温度较低的时候压力就会改变，水蒸气的数量在最少的时候达到保和时会凝缩成液体水。
以闭口桶为例，当周围环境温度降低时就会凝缩出水，水蒸气在桶内凝缩成水后使桶内壁生锈。为防止桶内形成水滴，有两个方法可以使用，一种是调整外界的温度使桶内外产生温度差异而产生水滴。另一种方法是用干燥空气或氮气、氩气置换桶内的湿空气以减少水滴的形成。
2) 钢桶内部温度对生锈的影响
通常，当空气温度较高时，它的湿度会较高。假如空气温度降低，空气中的湿度就会降低，从而水分会凝缩出来变成液体水滴。
在钢桶外表面涂装烘干之后，温度可高达120℃，因此，必须用很长的时间冷却才能使桶内温度与外界环境相同。
假如桶内空气的温度接近同围的环境温度，桶里的潮气就会减少。利用这个方法（堵塞钢桶之后让其逐渐冷却与周围环境温度一致）就可以使桶的生锈的时间晚一些。而且必须保存到钢桶变冷为止，利用冷却装置使涂装后的钢桶表面降低温度是最好的。
3) 潮气对钢桶内表面的影响
一般情况下在韩国，在一天之中最高温度与最低温度之间不超过15℃。
假设钢桶体积是200升，内部为大气压力，桶内温度为30℃，相对湿度为90%。当温度降低15℃时，可凝缩的水量可用下述方法计算出来。
在表格1中，饱和水蒸气是30℃时30.3g/，在桶中的水蒸气数量为：
{30.3g/ × 0.2 × 0.90(相对湿度) = 5.454g}
在15℃时，饱和水蒸气是12.8g/，在桶中的水蒸气数量为：
{12.8g/ × 0.2 × 1.00 = 2.56g}
因此，凝缩出的水分数量为：
5.454g - 2.56g = 2.894g
这就是说当桶内温度从30℃变化到15℃时，桶内的饱和水蒸气的2.894g凝缩出来滞留在桶内表面上。所以要预防桶内生锈，2.894g的水蒸气必须凝缩成液体水并排出桶外。
表 1. 饱和水蒸气数量(相对湿度 : 100%, unit : g/)
温度 |
饱和水蒸气 |
温度 |
饱和水蒸气 |
温度 |
饱和水蒸气 |
45℃ |
65.350 |
31℃ |
32.039 |
17℃ |
14.475 |
44℃ |
62.259 |
30℃ |
30.358 |
16℃ |
13.629 |
43℃ |
59.293 |
29℃ |
38.756 |
15℃ |
12.827 |
42℃ |
56.448 |
28℃ |
27.221 |
14℃ |
12.065 |
41℃ |
53.718 |
27℃ |
25.760 |
13℃ |
11.343 |
40℃ |
51.102 |
26℃ |
24.366 |
12℃ |
10.659 |
39℃ |
48.595 |
25℃ |
23.038 |
11℃ |
10.011 |
38℃ |
46.193 |
24℃ |
21.773 |
10℃ |
9.397 |
37℃ |
43.893 |
23℃ |
20.568 |
9℃ |
8.817 |
36℃ |
41.691 |
22℃ |
19.421 |
8℃ |
8.268 |
35℃ |
39.583 |
21℃ |
18.329 |
7℃ |
7.749 |
34℃ |
37.568 |
20℃ |
17.291 |
6℃ |
7.258 |
33℃ |
35.641 |
19℃ |
15.562 |
5℃ |
6.795 |
32℃ |
33.799 |
18℃ |
15.366 |
4℃ |
6.358 |
4) 韩国蔚山的城市气候条件
下列表2和图1中显示了韩国蔚山十年来的城市气候条件（包括温度、湿度和清洁度等）。
表2. 韩国蔚山市十年来的天气情况.
|
一月 |
二月 |
三月 |
四月 |
五月 |
六月 |
七月 |
八月 |
九月 |
十月 |
十一月 |
十二月 |
最低温度. (℃) |
-2.7 |
-1.3 |
2.6 |
7.7 |
12.3 |
17.1 |
21.7 |
22.3 |
17.4 |
11.0 |
4.8 |
-0.7 |
最高温度. (℃) |
7.0 |
8.5 |
12.7 |
18.7 |
23.2 |
25.7 |
28.9 |
29.8 |
25.8 |
21.6 |
15.5 |
9.9 |
平均温度. (℃) |
1.6 |
3.2 |
7.4 |
13.1 |
17.6 |
21.1 |
25.0 |
25.7 |
21.2 |
15.9 |
9.6 |
4.0 |
平均湿度 (℃) |
54.7 |
56.0 |
61.6 |
64.6 |
68.2 |
76.6 |
80.5 |
79.7 |
77.2 |
70.0 |
64.0 |
56.8 |
平均清洁度 (℃) |
-9 |
-7.2 |
-2.1 |
4.4 |
10.2 |
15.7 |
21.0 |
21.2 |
16.2 |
9.1 |
1.6 |
-6.3 |
最大温差 (℃) |
9.7 |
9.8 |
10.1 |
11 |
10.9 |
8.6 |
7.2 |
12.4 |
14.8 |
16.8 |
16.2 |
7.2 |
图 1. 韩国蔚山市十年来的气候情况
按照这个资料，在蔚山市天气的这化，我们可以看到在平均温度较高的月份平均湿度和平均清洁度都较高。特别是在夏天（七月和八月），平均清洁度与最低温度是相近的，这时的桶最容易生锈。
这就是说，钢桶这类容器，在夏季温度和湿度较高的环境下更容易生锈。 |
|
5)在钢桶中充出干燥空气以减少湿气
(1) 干燥空气的生产
在蔚山的英山公司生产车间，将充入桶内干燥空气的生产过程如下：
压缩机 →储气罐→过滤器 →空气干燥剂 → 线型过滤器→储气罐→干燥空气吸收剂→过滤器
首先，空气被压缩机压缩。第二，压缩空气进入储气罐。第三，压缩空气中的灰尘和污染物要经过滤器过滤。第四，压缩空气中的水分要通过冷冻干燥剂进行液化。第五，压缩空气中的水分通过线型过滤器分离并将污染物再次过滤，然后进入储气罐。第六，压缩空气中的湿气和污染物再一次通过吸收剂吸收出来。第七，干净的压缩空气通过过滤器进入钢桶。
(2) 向桶内送入干燥空气的实验结果
向桶内送入干燥空气的实验结果，是在蔚山市的英山（INSUNG）公司诞生了“干燥空气生产线”。参看表3和图2，送入钢桶的干燥空气指标是：温度32℃、压力 5kgf/cm2 、输入喷咀直径11mm.
表 3. 向桶内送入干燥空气的实验结果
样本号 |
干燥空气送入前 |
干燥空气送入后
200 升 |
干燥空气送入后
400 升 |
空气温度 |
温度
(℃) |
湿度
(%) |
清洁度
(℃) |
温度
(℃) |
湿度
(%) |
清洁度
(℃) |
温度
(℃) |
湿度
(%) |
清洁度
(℃) |
最大
(℃) |
最小
(℃) |
1 |
36.6 |
53.5 |
24.8 |
36.2 |
31.7 |
16.8 |
35.6 |
12.6 |
2.4 |
30.7 |
22.6 |
2 |
34.5 |
59.2 |
25.4 |
33 |
32.6 |
13.4 |
32.8 |
13.3 |
1.1 |
25.7 |
23.5 |
3 |
34.1 |
50.5 |
22.4 |
33 |
25.5 |
9.5 |
31.6 |
10.2 |
3.5 |
24.1 |
21.1 |
4 |
31.1 |
51.4 |
20 |
29.7 |
29.2 |
8.8 |
28 |
15 |
-1 |
24.6 |
14.9 |
5 |
30.9 |
61.4 |
22.6 |
29.5 |
29.5 |
8.9 |
29.2 |
12.3 |
-2.2 |
23.5 |
19.8 |
6 |
28 |
47.3 |
15.5 |
27.8 |
25 |
6.1 |
27.7 |
14.9 |
-1.2 |
25.3 |
12.1 |
7 |
24 |
43 |
10 |
23.5 |
22.7 |
0.8 |
23.8 |
13.7 |
-6.1 |
19.9 |
7.4 |
8 |
22.6 |
56.9 |
13.6 |
20.6 |
35.2 |
5 |
21.6 |
14.9 |
-5.6 |
17.2 |
9.3 |
9 |
21.3 |
43.3 |
8.3 |
18.5 |
33.1 |
1.1 |
17.8 |
13 |
-10.4 |
11 |
3.6 |
10 |
19.4 |
52.5 |
9.5 |
19.3 |
19.9 |
-3.7 |
18.6 |
14.4 |
-8.2 |
11.3 |
2.5 |
图 2. 向桶内送入干燥空气的实验结果
表3列出了向桶内送入200升和400升干燥空气前后，桶内的清洁度和湿度的变化。向桶内送入400升压缩空气时，桶内清洁度就比没有压缩空气的桶降低了16℃。
图2显示了最高温度变化的一月份，温差为8℃~17℃（假设在温差变化最大的一月份用钢桶盛装化工产品）。这个时候，把给桶内送入400升干燥空气的钢桶放置了一个月而没有生锈。 |
|
5.结论
以上对于预防钢桶内部生锈的试验是可靠的。另一种替代的方法是，用干燥空气置换了湿空气但清洁度控制在合理范围内，对节约成本是有效的。
英山（INSUNF）公司在蔚山工厂的干燥空气生产系统已经用了两年，这两年中消费者从来没有报怨过钢桶有生锈现象。他们说英山（INSUNG）公司的钢桶既使在雨季，钢桶内部质量也是让人满意的。
