CN101413127A - 防止从阀门和管接头等铜合金管路器件洗脱铅和镍的方法以及铜合金管路器件 - Google Patents

Abstract

本发明的发明名称为：防止从阀门和管接头等铜合金管路器件洗脱铅和镍的方法以及铜合金管路器件。本发明提供一种防止从包括阀门和管接头的由铜合金制造的管路器件上洗脱铅和镍的方法，包括在能够有效地除去铅和镍中的一种或两种的温度和时间条件下，用在其中加入了硝酸和作为抑制剂的盐酸的清洗流体洗涤含有铅和镍中的一种或两种的铜合金制造的管路器件的至少接触液体部分，借此对该接触液体部分的表面进行脱铅处理和除镍处理中的至少一项处理，使盐酸在该接触液体部分的表面上形成涂膜，以在此涂层存在下，有效地防止从该接触液体部分上洗脱铅和镍中的一种或两种。

Description

防止从阀门和管接头等铜合金管路器件洗脱铅和镍的方法以及铜合金管路器件

本申请是以下申请的分案申请：申请日：2003年9月9日；申请号：03821361.3(PCT/JP2003/011493)；发明名称：防止从阀门和管接头等铜合金管路器件洗脱铅和镍的方法，以及铜合金管路器件和清洗管路器件用的液体。

技术领域

本发明涉及防止从含铅的铜合金管路器件(plumbing hardware)，比如阀门和管接头，以及铜合金管路器件洗脱铅的方法；涉及防止从镀镍合金的铜合金管路器件，比如阀门、管接头和水龙头，以及铜合金管路器件洗脱镍的方法；还涉及清洗管路器件用的液体。本发明更具体涉及防止从铜合金管路器件，比如阀门和管接头中洗脱出铅和镍的方法，通过对由含铅的铜合金，比如青铜和黄铜制造的进水阀、水和热水的供水阀、接头、过滤器和其它这样的管路器件进行酸浸渍，借此避免将铅洗脱到流体中，比如其所曝露的自来水中，并且能够让其满足关于铅洗脱的标准，或者通过对镀有镍合金的水和热水的供水阀、管道、接头、水龙头、水管和其它这样的管路器件进行酸浸渍，借此避免将镍洗脱到流体中，比如其所曝露的自来水中，并且能够让其满足关于镍洗脱的规定，以及实现有效防止对铅和镍的其中一种或者两种洗脱的处理(就处理的温度、处理时间而言)，除此以外，还对用来处理由铜合金制造的管路器件、洗脱铅和镍中的一种或两种的各种液体进行中和处理，并让其可以作为工业用水，和用来清洗管路器件的液体使用。

背景技术

一般说来，供水和供热水的管线上都连接着阀门、管接头、过滤器或其它的诸如此类的管路器件。这些管路器件中的大多数都是用铜合金，比如铸造稳定性、机械加工性和经济上都很优异的青铜和黄铜制造的。

特别是，由青铜和黄铜制造的阀门和接头使用这些合金的形式是，在其中添加预定量的铅(Pb)，以增强青铜的铸造性和机械加工性和黄铜的切削性能和热锻造性能。

当向由含铅的青铜或黄铜制造的阀门供给流体，比如供给自来水时，可以推断，含铅金属中的一部分铅就会沉淀在曝露在此流体中的阀门零件的表层上，而被洗脱到自来水中。

迄今为止，用于饮用的自来水一直被要求符合涉及到铅的洗脱的水质标准，要对其进行检验并用特定的方法进行评分。

由于铅是对人体有害的物质，其洗脱量必须降低到最大可能的程度。当前，涉及到从管路器件，比如阀门中洗脱铅的水质标准日益严格。

在此情况下，就渴望开发出满足于这些要求的管路器件，比如阀门。因此，就提出了比如通过进行酸浸渍或碱浸渍的处理用来防止铅洗脱的方法。

比如，作为防止铅洗脱的手段，在日本专利2,345,569中公开了一种已经付诸实践的酸浸渍处理的技术，已知该技术包括用由硝酸和盐酸组成的清洗流体至少对由含铅铜合金制造的管路器件接触液体的部分进行清洗，附加的盐酸作为抑制剂，因此使盐酸在与液体接触的零件表面上形成涂层，并脱除与液体接触的表面层中的铅。

比如，作为防止铅洗脱的手段，在日本专利3,182,765中公开了一种已经付诸实践的碱浸渍处理的技术，已知该技术包括在其中加入了氧化剂的碱腐蚀液体中浸渍含铅铜合金，借此选择性地溶解和除去含铅铜合金材料表面上的铅。

然而，日本专利3,182,765的方法承担了在处理的过程中，由于一系列处理步骤导致经常发生温度的变化而造成的热能损失问题。

日本专利3,182,765进一步公开了一种技术，该技术包括对含铅铜合金材料的外表面进行连续地电镀，同时对其内表面进行处理以降低铅的洗脱。

管路器件，比如阀门、管接头和水龙头经受各种电镀处理，包括其目的是使外表面具有外观的镀镍，其耐腐蚀性能和耐磨性能都得到改善。当向这样的管路器件供给流体，比如自来水时，就有可能诱发管路器件将镍组分洗脱。当此镍进入人体时，会产生诱发比如过敏等疾病的问题，虽然由于它很难被肠道吸收，其口服的毒性并不大。因此，希望开发的管路器件能够满足在世界卫生组织(WHO)在饮用水指导文件或在福利和劳动部所研究的管理指导文件中提出的镍洗脱容许量的上限(0.02mg/L或0.01mg/L)都获得普遍的承认。

进一步，希望完善一种技术，通过对用来防止铅洗脱处理的各种流体进行有效的回收，而不是直接将其作为废液排放，使得能够大幅度降低成本，并保证使应该做到的对环境的影响的惯例得到承认。

作为对于上述现实状态进行勤奋研究的结果，完成了本发明。本发明的目标是提供一种技术，与使用由含铅金属制造的管路器件的传统标准相比，能够明显地降低铅洗脱的量，在具有镀镍表面的管路器件中，进一步防止由于附着在管路器件内表面上的镍离开而洗脱出镍，还能够实现有效地进行避免铅和镍中的一种或两种的处理(处理温度、处理时间等)，对在防止洗脱处理中使用的各种流体进行中和处理，从而，使该流体可作为工业用水使用，大幅度地降低成本，完全符合对环境影响的规定。

发明内容

为了实现上述目标，本发明提供一种防止从铜合金制造的包括阀门和管接头的管路器件洗脱出铅的方法，该方法包括，在能够有效地除去铅的温度和时间条件下，用在其中加入了硝酸和盐酸作为抑制剂的清洗流体，清洗所述由含铅铜合金制造的管路器件的至少与液体接触的部分，使得脱除接触液体表面上的铅，并使所述盐酸在接触液体部分的表面上形成涂膜，从而在此涂膜的存在下，有效地防止从接触液体部分的表面上洗脱出铅来。

本发明还提供一种防止从包括阀门和管接头的由铜合金制造的管路器件中洗脱铅和镍中的一种或两种的方法，该方法包括，在能够有效地除去铅和镍中的一种或两种的温度和时间条件下，用在其中加入了硝酸和盐酸作为抑制剂的清洗流体清洗由含有铅和镍中的一种或两种的铜合金制造的所述管路器件的接触液体部分，从而进行该接触液体表面的脱铅处理和除镍处理中的至少一种，使得所述盐酸在接触液体部分的表面上形成涂膜，借此在该涂膜的存在下，有效地防止从接触液体部分的表面上洗脱出铅和镍中的一种或两种。

在上述第一种或第二种方法中，在所述清洗流体中作为抑制剂的盐酸，在接触液体部分的表面上形成Cl^-离子膜。

在上述第一种至第三种方法中的任何一种当中，在所述清洗流体中，硝酸的浓度c在0.5wt％<c<7wt％的范围内，而盐酸的浓度d在0.05wt％<d<0.7wt％的范围内。

在上述第一种至第四种方法中的任何一种当中，将温度设置在不低于10℃和不高于50℃的范围内。

在上述第一种至第五种方法中的任何一种当中，将时间设置在20sec至30min的范围内。

本发明进一步提供一种防止从包括阀门和管接头的由铜合金制造的管路器件中洗脱铅的方法，该方法至少包括一个脱脂步骤、在脱脂步骤之后的一个冷水洗涤步骤、一个酸浸渍步骤和在酸浸渍步骤之后的一个冷水洗涤步骤。

本发明进一步提供一种用来防止从包括阀门和管接头的由铜合金制造的管路器件中洗脱铅的方法，该方法至少包括一个脱脂步骤、一个在脱脂步骤之后的冷水洗涤步骤、一个电镀步骤、一个酸浸渍步骤和一个在酸浸渍步骤之后的冷水洗涤步骤。

上述该第八个方法进一步在电镀步骤之前包括脱铅步骤。

在此第八或第九方法中，脱铅步骤使用在成分和浓度上与酸浸渍步骤中使用的清洗流体同样的清洗流体。

在第九或第十个方法中，在脱铅步骤中使用的清洗流体作为清洗流体重新用于酸浸渍步骤中。

在上述第八至第十一方法中的任何一个方法中，至少将从脱脂步骤中排放出的碱性废液和从酸浸渍步骤中排放出的酸性废液混合并中和，将从脱脂步骤之后的冷水洗涤步骤中排放出的稀碱性废液和从酸浸渍步骤之后的冷水洗涤步骤中排放出的稀酸性废液混合并中和。

上述第八至第十二种方法中的任何一种，在脱脂步骤之前进一步包括一个热水洗涤步骤，以除去沉淀在其上面的物质。

上述第八至第十三种方法中的任何一种，在脱脂步骤后的冷水洗涤步骤之后，进一步包括一个中和步骤，以完全中和和除去碱性组分。

上述第七至第十四种方法中的任何一种，在酸浸渍步骤后的冷水洗涤步骤以后，进一步包括一个防锈步骤。

上述第一至第十五种方法中的任何一种，进一步包括将N个由铜合金制造的管路器件零件组装成一个装置的步骤，将N个零件排列在一个容器中，避免在其中形成气袋，同时在每一个构成步骤中对它们进行处理。

在上述第一至第十六种方法中的任何一种中，将经锻造或经锻造和随后的机械加工得到的零件单独进行脱铅处理和除镍处理中的任何一种或者两种，并将其组装为最终的产品。

在上述第一至第十七种方法中的任何一种中，使经锻造或经锻造和随后的机械加工得到的多个零件形成的最终产品，经受脱铅处理和除镍处理中的任何一种或同时进行这两种处理。

在上述第一至第十八种方法中的任何一种中，经受脱铅处理和除镍处理中的任何一种或者同时进行这两种处理的铜合金是青铜或黄铜。

在上述第一至第十九种方法中的任何一种中，该管路器件是使用含镍金属对其表面进行电镀处理的管路器件。

包括阀门和管接头的由含铅铜合金制造的管路器件具有至少一个接触液体的部分，在能够有效地除去铅的温度和时间条件下，用在其中加入了硝酸和作为抑制剂的盐酸的清洗流体清洗该部分，从而脱除接触液体部分表面上的铅，并使盐酸在该接触液体部分的表面上形成涂膜，在此涂膜存在下，有效地防止从接触液体部分的表面上洗脱出铅。

包括阀门和管接头的由含铅或镍中的任何一种或者同时含有两者的铜合金制造的管路器件具有至少一个接触液体的部分，在能够有效地除去铅和镍中的任何一种或同时除去两者的温度和时间条件下，用在其中加入了硝酸和作为抑制剂的盐酸的清洗流体清洗该部分，从而使该接触液体部分的表面进行脱铅处理和除镍处理中的一种或两种，并使盐酸在该接触液体部分的表面上形成涂膜，在此涂膜存在下，有效地防止从接触液体部分的表面上洗脱出铅和镍中的任何一种或两种。

包括阀门和管接头在内的由铜合金制造的管路器件，相继受到至少一个脱脂步骤、在脱脂步骤之后的冷水洗涤步骤、酸浸渍步骤和在酸浸渍步骤之后的冷水洗涤步骤的处理。

包括阀门和管接头在内的由铜合金制造的管路器件，相继受到至少一个脱脂步骤、在脱脂步骤之后的冷水洗涤步骤、电镀步骤、酸浸渍步骤和在酸浸渍步骤之后的冷水洗涤步骤的处理。

上述第四种管路器件，在电镀步骤之前进一步受到脱铅步骤的处理。

上述第三至第四种管路器件中的任何一种，在脱脂步骤之前，进一步受到热水洗涤步骤以除去沉积的物质。

上述第三至第六种管路器件中的任何一种，在脱脂步骤之后的冷水洗涤步骤以后，进一步经受中和步骤，以完全中和和除去碱性组分。

上述第三至第七种管路器件中的任何一种，在酸浸渍步骤之后的冷水洗涤步骤之后，进一步经受防锈步骤的处理。

上述第一至第八种管路器件中的任何一种包括在经锻造或经锻造和随后的机械加工的组成零件，它们单独地经受脱铅处理和除镍处理中的任何一种或两种，其中将被处理的组成零件组装成最终产品。

上述第一至第九种管路器件中的任何一种包括多个经铸造或先铸造再经过机械加工的零件，它们经受脱铅处理和除镍处理中的任何一种或者两种。

在上述第一至第十种管路器件中的任何一种当中，经受脱铅处理和除镍处理中的任何一种或同时经受两者的铜合金是青铜或黄铜。

在上述第十一种管路器件中，青铜是防止锌洗脱的材料。

在上述第一至第32种管路器件中，该管路器件具有用含镍合金电镀的表面。

用来清洗由含有铅和镍中的至少一种或者两种的铜合金制造的管路器件的至少接触液体部分以除去铅和镍中的至少一种或者两种的处理流体，该流体包括硝酸和盐酸的混合酸，其中硝酸是作为清洗流体，而盐酸是作为抑制剂。

在上面刚刚叙述的处理流体中，该管路器件是具有用含镍合金电镀的表面的器件。

按照本发明，能够明显地降低从由铜合金制造的比如阀门和管接头之类的管路器件上洗脱的铅的量，使得所达到的铅洗脱量不会使金属表面发生变色。本发明对管路器件具有很高的实用价值，表现出可直接应用于现有的产品的效果。

再有，在具有镀镍表面的管路器件中，通过不可避免地除去附着在管路器件内表面上的镍和存在于其接触液体部分表面层上的镍，就能够防止镍的洗脱并进行有效的处理(在处理温度、处理时间等方面)以防止铅和镍中的任何一种或者两种的洗脱，通过对各种用于各个处理步骤的流体进行中和处理，使这些流体能够作为工业用水使用，而且使得能够大幅度降低成本和符合环境保护的规定。

由于可以在正常温度下进行酸浸渍处理，就能够避免通过一系列处理步骤经常出现的温度变化，克服了在处理中的热能损失，使得没有必要再提供加湿处理塔，从而降低了成本。

再有，由于在防锈处理之前管路器件从不曝露在比如超过50℃的高温下，可以对管路器件进行防锈处理而不会使其表面由于高温而发生变色。

附图的简单说明

图1(a)是说明特定设计的容器的透视图；图1(b)是说明放置在这种特定容器中的经铸造再经过机械加工的阀门零件的说明图；图1(c)是说明放置在此特定容器中的多个零件形成的阀门(完成的产品)的说明图；

图2(a)是说明避免在工件中形成气袋的模式的说明图；图2(b)是说明允许在工件中形成气袋的模式的说明图；

图3是说明按照本发明实施防止铅洗脱处理的方法的方框图；

图4是说明用来实施按照本发明的防止铅洗脱处理方法一个实施例的流程图；

图5是描述在表4中给出的结果的图；

图6是说明用来实施按照本发明的防止铅或镍洗脱处理方法一个实施例的流程图；

图7是显示用EPMA(X射线微观分析仪)进行分析的区域的试样的截面图；

图8是显示在JIS(日本工业标准)的镀镍铬壁用水龙头(用CAC406制造)内表面上通过EPMA得到的镍分布照片；

图9是显示在JIS的镀镍铬壁用水龙头(用CAC406制造)内表面上通过EPMA得到的铅分布照片；

图10是显示JIS的镀镍铬壁用水龙头(用CAC406制造)内表面的电子显微照片；

图11是说明在镀镍管路器件的内表面晶粒的边界中存在有铅和/或镍的条件的说明图；

图12是显示在经受按照本发明的酸浸渍处理之后，在JIS壁用水龙头(CAC406制造)的镀有镍铬合金的内表面(CAC406制造)上通过EPAM显示的镍分布照片；

图13是显示在经受按照本发明的酸浸渍处理之后，在JIS壁用水龙头(CAC406制造)的镀有镍铬合金的内表面(CAC406制造)上通过EPAM显示的铅分布照片；

图14是显示在经受按照本发明的酸浸渍处理之后，在JIS壁用水龙头(CAC406制造)的镀有镍铬合金的内表面(CAC406制造)上通过EPAM显示的氯分布照片；

图15是显示按照本发明的用来防止铅或镍洗脱的处理方法的另一个实施例的流程图；

图16是显示用来除去镍的反应速度的图；

图17是显示严重存在铅离析部分的各种管路器件的截面图；

图18是说明在清洗处理前通过进行化学磨损处理来防止铅洗脱的方法的一个实施例的说明方法图；

图19是显示化学磨损处理时间和铅洗脱量之间关系的图；

图20是说明由按照JIS B2011 10K的青铜制造的球阀(未处理的产品)体内表面接触液体部分的表面层中铅分布的示意图；

图21是说明在化学磨损处理之后，由按照JIS B23011 10K的青铜制造的球阀阀体内表面接触液体部分的表面层中铅分布的示意图；

图22是说明在实施了通过化学磨损处理防止铅洗脱的方法之后，由按照JIS B23011 10K的青铜制造的球阀阀体内表面接触液体部分的表面层中铅分布的示意图。

实施本发明的最佳模式

下面参照附图叙述对由含铅青铜或黄铜制造的阀门实施按照本发明的方法防止铅洗脱的一个实施方案。

如在图1中所说明的，将铸造的并且随后进行机械加工的阀门零件(或管接头、水龙头零件等)1放置在特定设计的耐热和耐化学品的长方形容器2中，以避免在搬运的过程中彼此碰撞出痕迹和划伤。在放置的过程中，要适当地使工件排列，使得在其中存在的气泡被朝上或在侧面放出，避免残留在其中产生气袋11。图2中给出它们放置方式的一个实施例。

由于阀门的形状复杂，在处理罐中浸渍的过程中，要通过对阀门零件进行振动或者进行超声波激励，使阀门1的所有接触液体的部分都能够与清洗流体接触，从而完全除去在其中存在的少量空气泡。

对牢固地放置在如上所述特定设计的容器2中的阀门件1，实施在下面将要详细叙述的显示在图3中的本方法所有步骤。在经受了此方法以后，从特定设计的容器2中取出阀门件1，然后进行组装的工序。本实施方案采用了传送带3作为对本方法各单个步骤传送阀门件的手段。另外也可以以最终产品(在本实施方案中的阀门)的形式进行阀门件的酸浸渍，每一个阀门都由多个经铸造然后进行机械加工的阀门件组成。

在表1中显示出，当CAC406的产品处于未处理的形式，当其被铸造、清洗和机械加工(通过切削操作)，和当其被铸造然后被机械加工(通过切削操作)和清洗时，从其中洗脱出的铅的量。这些铅的量是按照JIS S3200-7《管路器件洗脱性能测试方法》(“Method fortesting a plumbing utensil for property of elution”)，对于安装在管长一半处的作为管路器件操作的给定试样得到的校正值。用于测试的样品是按照JIS B2011的标称直径为1/2B的青铜(由CAC406制造)10K螺旋阀。使用4wt％的硝酸+0.4wt％盐酸，在25℃的温度下进行10min的清洗处理，所有的样品都整个浸渍到此清洗流体中。

表1：用于铅洗脱的CAC406产品的测试结果

 

处理条件	铅洗脱量(mg/L)
		未处理产品	0.04
铸造、清洗和机械加工过的产品	0.017
		铸造、机械加工和清洗过的产品	0.003

在表2中显示出当C3771产品处于未处理形式、当其被铸造、清洗和机械加工(通过切削操作)和当其被铸造，然后机械加工(通过切削操作)和清洗时，从其上面洗脱的铅的量。这些铅的量是按照JISS3200-7《管路器件洗脱性能测试方法》，对于安装在管长一半处的作为管路器件操作的给定试样得到的校正值。用于测试的样品是按照JISB2011的标称直径为1/2B的青铜(由CAC406制造)10K螺旋型闸阀。在与如上所述的CAC406产品同样的条件下进行清洗处理。

表2：用于铅洗脱的C3771产品的测试结果

 

处理条件	铅洗脱量(mg/L)
		未处理产品	0.02
铸造、清洗和机械加工过的产品	0.012
		铸造、机械加工和清洗过的产品	0.003

如在表1和表2中所示，可以确认，都是被铸造，然后进行机械加工和清洗的CAC406和C3771产品洗脱铅的量最少。

除了机械加工可以预先除去管路器件表面上离析的铅这个事实以外，机械加工过的表面还能够由于它与铸造的表皮或锻造的表面相比单位区域的表面积比较小，从而接触液体部分比较小，从而抑制了铅洗脱。通过在机械加工之后实施本发明的清洗处理，能够有效地抑制铅的洗脱。

下面将要叙述按照本发明的用来防止铅洗脱方法的构成步骤。

图4是按照本发明的防止铅洗脱方法中的处理方法的一个实施例的流程图。

脱脂步骤5用来除去在机械加工操作中使用的切削油和防锈油。当脱脂工作不充分时，会产生使酸浸渍步骤8不能达到完全除去铅目的的严重后果。

当处理对象(在本实施方案中是阀门件1)被严重污染时，要在脱脂步骤5之前进行热水洗涤步骤4，以有效地预先除去附着在其表面上的污染物。

在表3中说明了脱脂步骤5的实施例。在表3中所示的实施例中，有利地采用碱性螯合剂来防止氯型有机溶剂对环境的不利影响，并阻止将乳液洗涤剂加到BOD中。

表3：脱脂步骤5的实施例

 

洗涤剂	温度	时间	清洗条件
				氯基有机洗涤剂	常温	5min	浸渍和超声清洗
中性乳液洗涤剂	常温	10min	浸渍和超声清洗
				碱性乳液洗涤剂	常温	10min	浸渍和超声清洗
碱性螯合洗涤剂	50℃	10min	浸渍和摆动
				射流清洗	—	5min	—

当在脱脂步骤5中使用碱性洗涤剂时，要在酸浸渍步骤8之前进行的冷水洗涤步骤6中把附着的碱性洗涤剂完全漂洗下来。允许安装几个冷水洗涤罐，并在最后的冷水洗涤罐中使用由7wt％的硝酸和0.7wt％的盐酸组成的混合酸，使得完全中和和除去由于容器2的移动带来的碱性洗涤剂组分。

此项处理(中和步骤7)用来进行主罐的pH值(氢离子指数)管理，安装此罐的目的是中和以确保可靠地除去在冷水洗涤步骤6之后残留的少量碱性组分，通过在酸浸渍步骤8中用酸中和而避免损害处理目的，并促进可靠地除去铅。

本发明进一步关注环境的问题，并且对处理液体废弃物的成本予以充分的注意。

如上所述，本发明在脱脂步骤5中使用了碱性洗涤剂，并在用来除去铅的酸浸渍步骤8中使用由硝酸(浓度a：0.5wt％≤a≤7wt％)和盐酸(浓度b：0.05wt％≤b≤0.7wt％)组成的混合酸。

更具体说，正如在图3和图4中所示，使在脱脂步骤5中被污染的碱性洗涤剂和在酸浸渍步骤8中含重金属的混合酸互相反应，经受中和处理，结果产生沉淀，由此形成的悬浮物将被作为固体物而除去，而油成分将被分离，作为工业废弃物被排放。然后，由中和得到的被解毒的水可作为工业水回收。

还如在图3和图4中所示，将从实施脱脂步骤5之后的冷水洗涤步骤6流出的稀的碱性废液和在酸浸渍步骤8之后的冷水洗涤步骤9流出的稀的酸性废液进行混合，进行中和处理，结果产生沉淀，随后形成的悬浮物作为固体物被除去，而油组分将被分离并作为工业废弃物被排放。然后，由中和得到的解毒的水可以作为工业水而被回收。

当对在脱脂步骤5中使用的碱性洗涤剂和在酸浸渍步骤8中使用的混合酸进行控制，使得碱性洗涤剂的浓度(mol)与其作为废液的量的乘积与混合酸的浓度(mol)与其作为废液的量的乘积大致相等时，只要在中和步骤7中将这两种废液混合就能实施中和处理，无须重新使用碱溶液和酸溶液，将能够有效地进行批量生产同时明显降低了成本。

用来执行脱脂步骤和清洗步骤以除去碱溶液中的铅的方法是已知的。在此情况下，必须分别准备大量的酸，以对来自碱溶液的废液进行中和处理，准备这些酸将导致成本升高。

通过离子交换膜回收废液的方法是可以考虑的。然而，构成在此所讨论的处理目的的阀门，在机械加工之后立即与特定设计的容器2一起经受此处理。因此，在废液中含有残留在特定设计的容器2中的少量切削油、防锈油和其它沉积物。结果，过滤薄膜很快就被堵塞。离子交换膜是不适合用于废液回收的。

下面将要叙述在酸浸渍步骤8中的处理温度和处理时间。

清洗流体是一种由硝酸(浓度a：0.5wt％≤a≤7wt％)和盐酸(浓度b：0.05wt％≤b≤0.7wt％)组成的混合酸，处理温度x在10℃≤x≤50℃的范围内，优选在常温的范围内。术语“在常温范围内”指的是清洗流体的温度在既不加热也不冷却的范围内。待处理的管路器件的温度以及由于处理槽外面的大气而变化的其温度都在此范围内。具体说，此温度在10℃至30℃的范围内，特别优选在15℃至30℃的范围内。最佳温度是25℃。处理时间y优选是在5min≤y≤30min的范围内。

下面说明将处理温度x设定在10℃≤x≤50℃的理由。

如果处理温度超过50℃，在清洗流体中由于沸腾而形成的气泡将开始变得显著，倾向于在处理中的管路器件中形成气袋，使管路器件的某些部分不能与清洗流体相接触。再有，水和酸将会剧烈地蒸发，使得清洗流体的浓度难以控制，而且酸的蒸气将会损害处理操作的环境，致使不得不对处理操作区和工人采取酸保护的措施。反之，如果处理温度低于10℃，当被冷却的管路器件放入处理槽时，清洗流体有可能被降温到接近0℃的温度，甚至于会冻结。10℃或更高的温度被确定为即使处理批量的管路器件，清洗流体也不可能冻结的温度。

下面说明处理时间y被确定为5min≤y≤30min的理由。

如果处理时间超过30min，过长的时间也不会使除铅的效率成比例地增大，而过长的处理时间本身将被证明对于数量上的处理是不合适的。

如果处理时间在5min以内，过短的处理时间将导致即使提高温度也不能充分避免铅洗脱。因此，将其下限设定在5min。

在不同的处理温度下对标称直径为1/2B的JIS 10K闸阀(由CAC406制造)进行不同处理时间的酸浸渍，测试其铅洗脱的量。测试的结果显示在表4中，将表4的结果绘制成图就是图5。

洗脱的铅的量是按照JIS S3200-7《管路器件洗脱性能测试方法》，对于安装在管长一半处的作为用来进行调理和洗脱测试的管路器件而操作的给定试样得到的校正值。

表4：酸浸渍以后对于铅洗脱测试的结果

 

化学溶液的浓度	温度	时间	被洗脱的铅的量(mg/L)
				4wt％的硝酸0.4wt％的盐酸	10℃	30min	0.004
4wt％的硝酸0.4wt％的盐酸	25℃	10min	0.005
				4wt％的硝酸0.4wt％的盐酸	50℃	10min	0.002
4wt％的硝酸0.4wt％的盐酸	25℃	5min	0.012
				4wt％的硝酸0.4wt％的盐酸	50℃	5min	0.003

正如在表4中所示，在使用25℃的温度和5min的时间进行的测试当中，洗脱的铅的量是大的，因此除铅是不充分的。

在使用50℃的温度和10min的时间的处理条件下和使用50℃的温度和5min时间的处理条件下，洗脱的铅量大致是相等的。这个事实表明，处理时间无须延长到10min。

从在表4给出的测试结果注意到，当在满足y＝250/x(处理温度10℃≤x≤50℃，处理时间5min≤y≤30min)的条件下进行清洗时，能够得到满足不大于0.01mg/L的严格的铅洗脱标准的铜合金管路器件。

本实施方案可应用于现有的阀门。在这样的应用中，由于由非金属材料制造的零件，比如密封圈和垫片带有油而被浸渍在清洗流体中，应该考虑随着清洗时间、清洗流体的温度和浓度的不同使这些零件劣化的可能性。因此，在此情况下，建议用耐化学材料比如含氟橡胶制造这些零件。

顺便说道，在本实施方案中，由于如主阀体之类的电镀(铬和镍)零件不会出现腐蚀的现象，比如变色和疤痕，因此由铜合金制造的管路器件，比如阀门、水龙头配件和管接头等，允许以最终产品的状态进行酸浸渍这方面是个优点。

如在图3中所示，脱脂步骤5和酸浸渍步骤8各自都提供多个用管子相连的处理槽。此系统允许新的化学溶液经过在最上游的槽予以补充，而经过在最下游的槽排放出废液。结果，在尽可能大的程度上减少了将要排放的废化学溶液的量。

由于容器2随着本方法的实施而前进，而随后它运动到构成的层，在脱脂步骤5和酸浸渍步骤8各自的第一个槽中，化学溶液都明显地变差。

正如在图3中所示，废的化学溶液被分别从各个构成步骤中的第一个槽中取出。碱性洗涤剂和混合酸性洗涤剂进行中和反应，而随后沉淀出的固体重金属被过滤分离，作为废物被排放。中和的解毒水以其没有改变的形式被释放到附近的下水道中。结果，就能够降低排放废化学溶液时所造成的高成本。

顺便说道，中和步骤7和将在下面详细叙述的防锈步骤10都不参与任何废液的排放，只是用来补充自然损耗的化学溶液。

作为清洗流体，使用将比如硝酸等能腐蚀铅的酸和自来水或纯水混合得到的混合物，或者由硝酸、具有抑制剂效果的盐酸和自来水或纯水进行混合得到的混合物。在此情况下，由于盐酸的Cl-离子腐蚀铜的表面，同时在其上面形成均匀的膜，所以该混合物在腐蚀铜表面的同时完整地保持铜表面的光滑性。

此时，由于铅的部分形成了氯化铅和硝酸铅，而且这些盐都与混合酸是相容的，因此腐蚀得以维持。

下面将说明在清洗流体中所含的酸。

一般说来，已知酸会腐蚀(氧化)铅。由于铅与这些酸反应，倾向于形成氧化涂膜，所以腐蚀不容易持续地发生。然而，硝酸、盐酸和比如醋酸等有机酸会持续地腐蚀铅。在如上所述的其它的酸当中，硝酸(HNO₃)表现出最高的腐蚀速度。

尽管盐酸(HCl)对铅的腐蚀速度比硝酸要慢，可是它表现出很高的对铜的结合能。当使用其与硝酸的混合物进行酸浸渍时，盐酸表现出所谓抑制剂的效果，在硝酸与铜发生化学反应形成氧化铜(Cu₂O或CuO)之前，在阀门表面上形成氯化亚铜(CuCl)涂膜，从而抑制了硝酸对铜的腐蚀。因此，由于加入了盐酸，使得排除了阀门表面上铜的氧化，避免了变黑的缺点，结果保持了金属的光泽。

按照本发明用来清洗由铜合金制造的管路器件的处理流体是一种对由含有铅或镍中的任何一种或者两种的铜合金制造的管路器件的至少接触液体部分进行清洗处理，并起着除去铅和镍中的至少一种或者两种作用的清洗流体。它是由硝酸和作为抑制剂的盐酸组成的混合酸形成的处理流体。如在下面将要详细叙述的，可以将其用作所有含有铅和镍中的任何一种或者两种的管路器件的适当的处理流体，而只留下由铜合金制造的并具有镀镍合金表面的管路器件，其目的是从该器件中除去铅和镍中的至少一种或者两种。

在经受了酸浸渍步骤8之后，将该阀门迅速地进行冷水洗涤(冷水洗涤步骤9)并且浸入到磷酸和磷酸盐水溶液中(防锈步骤10)。由于在酸浸渍步骤8中锌被洗脱并与铅一起被除去，将进行干燥并放置在空气中会生锈的阀门浸入磷酸和磷酸盐水溶液中进行防锈处理。

由于此处理是在70～80℃的温度下在水溶液中进行的，它同时起着热水洗涤的作用。表5中显示出防锈步骤10的一个实施例。

表5：防锈步骤的实施例

 

化学溶液浓度	温度	时间
			商品磷酸薄膜溶液1wt％	70℃	5min

虽然为了防锈处理此实施例使用了磷酸薄膜处理，此处理可以求助于以苯并三唑作为成分的商品防锈剂。在表6中显示出此处理的一个实施例。

表6：借助于苯并三唑的薄膜处理步骤

 

处理步骤	温度	时间
			热水洗涤步骤	70℃	5min
使用具有苯并三唑作为成分的商品防锈剂的防锈步骤	40℃	20sec

经过了所有步骤的容器2前进到组装步骤，在此步骤中将阀门件(或管接头件)从容器2中取出，并进行组装和检验。由于一旦进入检验步骤它们还要被浸没，所以这些阀门件无须完全干燥。

表7显示出在此处理之后对洗脱铅的CAC406产品的测试结果，而表8显示出在处理后对洗脱铅的C3771产品的测试结果。

表7：铅组分洗脱的CAC406产品的测试结果

 

步骤	实施条件	处理时间
			热水洗涤步骤	50℃的热水洗涤槽	浸渍5min
脱脂步骤	碱性螯合洗涤剂，50g/L，50℃	浸渍10min
			冷水洗涤步骤	正常室温	浸渍10min
清洗步骤	由4wt％的硝酸和0.4wt％的盐酸组成的混合酸，在正常室温下	浸渍10min
			冷水洗涤步骤	正常室温	浸渍10min
防锈步骤	商品磷酸涂膜溶液，1wt％，70℃	浸渍30sec
			洗脱测试结果	以按照JIS B2011的标称直径为1/2B的10K青铜螺旋型闸阀为试样	0.003mg/L

表8：铅组分洗脱的C3771产品的测试结果

 

步骤	实施条件	处理时间
			热水洗涤步骤	50℃的热水洗涤槽	浸渍5min
脱脂步骤	碱性螯合洗涤剂，50g/L，50℃	浸渍10min
			冷水洗涤步骤	正常室温	浸渍10min
清洗步骤	由4wt％的硝酸和0.4wt％的盐酸组成的混合酸，在正常室温下	浸渍10min
			冷水洗涤步骤	正常室温	浸渍10min
防锈步骤	商品磷酸涂膜溶液，1wt％，70℃	浸渍30sec
			洗脱测试结果	使用标称直径为1/2B的125型黄铜制造的螺旋型闸阀为试样	0.003mg/L

结果，如在表7和表8中所示，产品CAC406和C3771都能够将铅洗脱的量降低到0.003mg/L这一很小的量。

下面，将参照附图叙述按照本发明防止铅和镍洗脱方法的一个实施方案。

与如上所述的用来防止铅洗脱的方法相同，阀门件(或管接头、水龙头零件等)1是铸造的，然后经过机械加工，将其放置在特定设计的耐热和耐化学品的长方形容器2中，以避免在如图1中所示的传送过程中彼此碰撞和划伤。在排列的过程中，要适当地放置工件，以向上和从侧面排出在其中存在的气泡，避免它们堵塞在其中形成气袋11。

由于阀门的形状复杂，在浸入处理槽过程中，要通过振动或对阀门件进行超声激励，使阀门的所有接触液体部分都能够与清洗流体相接触，借此完全除去在其中的残留的少量气泡。

对牢固地放置在特定设计的容器2中的阀门件1实施本方法的所有步骤。在经过了本方法以后，从特定设计的容器2中取出阀门件1a，并且将其送至组装工序。可以以最终产品(在本实施方案中就是阀门)的形式对阀门件进行酸浸渍，每一个最终产品都是由铸造的然后经过机械加工的多个阀门件构成的。

下面叙述按照本发明的用来防止铅和镍洗脱的方法中的各个步骤。

图6是显示按照本发明的防止铅和镍洗脱的方法中处理方法的一个实施例的流程图。此处理方法特别适合于具有比较高铅含量的管路器件。

构成本实施方案中的防止洗脱铅和镍的方法的热水洗涤步骤12、脱脂步骤13、在脱脂步骤13之后的冷水洗涤步骤14和中和步骤15分别具有与构成防止铅洗脱方法的热水洗涤步骤4、脱脂步骤5、在脱脂步骤5之后的冷水洗涤步骤6和中和步骤7同样的处理条件。

如在图6中所示，在本实施方案中，在电镀步骤18之前插入一个除铅步骤16。此除铅步骤16采用与防止洗脱铅方法的酸浸渍步骤8同样的处理条件。因此，清洗流体是由硝酸(浓度a：0.5wt％≤a≤7wt％)和盐酸(浓度b：0.05wt％≤b≤0.7wt％)组成的混合酸。对此实施方案来说，此步骤无须受到限制，但可以被在不同条件下进行的酸浸渍处理或碱浸渍处理代替。在比如倾向于在其金属表面上离析铅的管路器件的情况下，可以在除铅步骤16之前对器件进行化学抛光处理。

在除铅步骤16之后，在冷水洗涤步骤17中，完全除去附着在阀门上面的清洗流体。在需要的时候，可以省略此冷水洗涤步骤17，或者在此冷水洗涤步骤17之前设置干燥步骤。

电镀步骤18是用来进行已知的电镀处理。在本实施方案中，电镀步骤18采用镀镍铬处理。

酸浸渍步骤19采用与上述防止铅洗脱方法中的酸浸渍步骤8大致同样的处理条件。因此，清洗流体是由硝酸(浓度c：0.05wt％<c<7wt％)和盐酸(浓度d：0.05wt％<d<0.7wt％)组成的混合酸。虽然此酸浸渍步骤19的目的是除去镍，此酸浸渍步骤19可以如在下面将要叙述的另一个实施方案中实施除去镍和除去铅。

在本实施例中，由于用来进行酸浸渍步骤19的清洗流体和用来进行如上所述的除铅步骤16的清洗流体在组成和浓度上大致是同样的，它们无须准备多种清洗流体。因此，在除铅步骤16中使用的清洗流体可以被用于酸浸渍步骤19中，可以减少要排放的废化学溶液的量。由于本发明的由硝酸(浓度a：0.5wt％≤a≤7wt％)和盐酸(浓度b：0.05wt％≤b≤0.7wt％)组成的混合酸实现希望的适度除去的能力变差，即使在继续进行除铅处理时实际上也不会变色，重复使用此清洗流体是可行的。

在进行了酸浸渍步骤19以后，迅速在冷水洗涤步骤20中用冷水洗涤阀门，然后在防锈步骤21中将其浸入磷酸和磷酸盐水溶液中。顺便说道，在防锈步骤21中的处理条件与在防止洗脱铅的方法中防锈步骤10的处理条件是相同的。

本实施例在防锈步骤21之后插入一个用70℃的热风干燥大约5min以除去附着的水分的干燥步骤22。

下面将要叙述从经过镀镍处理的管路器件洗脱镍的情况。

作为一种电镀处理形式的镀镍铬，是通过将给定的管路器件浸入电镀液，引起对着电极的管路器件的外表面在其上面形成铬层，而以镍作为结合剂来进行的。据认为在管路器件的内表面(接触液体部分的表面)没有镍存在，因为它不对着电极，因此不会形成电镀层。然而实际上，通过使用在下面将要详细叙述的EPMA分析确认，在内表面上有镍成分存在。作为进一步分析的结果已经说明，此镍并非来源于电镀处理的金属镍，而是当在电镀液(硝酸镍和氯化镍)中的镍盐成分残留在管路器件内部时存在的，即使在电镀步骤、干燥之后，还附着在管路器件内表面上的。

在表9中显示出使用EPMA分析的结果。

使用预先镀镍铬的标称直径25mm，内容积40mL的JIS壁式水龙头(由CAC406制造的)和未经电镀处理的标称直径25mm，内容积40mL的JIS壁式水龙头(由CAC406制造的)作为试样，在使用3mm×2mm的平面用来进行金属表面层检出金属元素的条件下进行此分析。图7显示出EPMA分析的区域。在此图中，数字23表示电镀层，而24表示被EPMA分析的区域。

表9

 

试样	被检出镍的量(wt％)
		未电镀	0.1
已电镀	2.39

如在表9中所示，虽然没有用镍铬进行电镀的试样的内表面显示出镍含量是0.1wt％。而经过镍铬电镀处理的试样，其内表面显示出镍含量为2.39wt％。

图8是显示用镍铬进行了电镀处理的标称直径25mm，内容积40mL的JIS壁式水龙头(由CAC406制造的)镍分布的照片，而图9是表示铅分布的照片。用于辐照的电流是10nA。

如在图8和图9中所示，在被测试表面的大致相同的位置，在用镍铬进行了电镀处理的试样(由CAC406制造的)内表面上发现部分存在的镍和铅。由图10的电子显微照片上可以清楚地看出，存在有这两种元素的位置与在金属表面晶粒边界的位置是相符合的。

在具有复杂流道的比如水龙头等管路器件中，由于在相邻的沙粒之间的间隙导致局部延迟冷却，在此间隙中聚积了从熔融金属散发出的气体，并且最后发生凝聚，结果在表面层中将结晶出低熔点的铅，特别是在管路器件的晶粒边界部位。由于此晶粒边界的部位形成了凹陷部分，据推测，在晶粒边界25中会析出铅26，在其凹陷部分会残留电镀液并被干燥，致使造成镍盐27沉淀。由于诸如水龙头等管路器件具有复杂的流道，致使很难从其内部释放出残留的电镀液，据推测附着的镍盐就变得很显著。

如在图11中所示，由此进一步推测，铅26析出在晶粒边界25中，而电镀液的镍盐27就沉淀在其上面。

虽然并未说明，在经过镀镍铬处理的试样的外表面(电镀表面)上，在进行分析的整个表面上都检出了作为电镀流体组分的镍和铬，而无论在外表面(电镀表面)还是在内表面上都没有检出氯。

从上面报道的结果中可以推测，镍沉淀在进行了镀镍处理的管路器件的内表面上。

然后，将本发明所设想的酸浸渍处理应用于CAC406产品，对试样进行铅和镍洗脱测试。此分析的结果显示在表10中。

试样是标称直径25mm，内容积40mL的镀镍铬的JIS壁式水龙头(由CAC406制造)。在流体组成为4wt％的硝酸+0.4wt％盐酸、处理温度为25℃、处理时间为10min，整个试样都进行浸渍处理的条件下进行酸浸渍处理。洗脱量是按照JIS S3200-7《管路器件洗脱性能测试方法》，对于安装在管子末端的作为管路器件进行调制和洗脱测试的给定试样得到的校正值。

表10

 

处理条件	被洗脱铅的量(mg/L)	被洗脱镍的量(mg/L)
			未处理的产品	0.04	0.05
通过酸浸渍处理的产品	0.003	0.002

如在表10中所示，发现没有进行酸浸渍处理(未处理的产品)的试样的铅洗脱是0.04mg/L，而经过酸浸渍处理(酸浸渍产品)的铅洗脱是0.003mg/L。随后发现，没有进行酸浸渍处理(未处理的产品)的试样的镍洗脱是0.05mg/L，而经过酸浸渍处理(酸浸渍产品)的镍洗脱是0.002mg/L。因此确认，本发明所设想的酸浸渍处理能够使试样满足于不超过0.01mg/L的铅洗脱标准和不超过0.01mg/L或0.02mg/L的镍洗脱标准。

然后将本发明所设想的酸浸渍处理应用于C3771产品，对于该试样进行铅洗脱和镍洗脱的测试。此分析的结果显示在表11中。

试样是标称直径1/2英寸的镀镍铬10K球阀(由C3771制造)。在流体组成为4wt％的硝酸+0.4wt％盐酸、处理温度为25℃以及处理时间为10min，同时整个试样都被进行浸渍处理的条件下进行酸浸渍处理。洗脱量是按照JIS S3200-7《管路器件洗脱性能测试方法》，对于安装在管长一半的作为管路器件进行调制和洗脱测试的给定试样得到的校正值。

表11

 

处理条件	被洗脱铅的量(mg/L)	被洗脱镍的量(mg/L)
			未处理的产品	0.008	0.015
通过酸浸渍处理的产品	0.001	0.001

如在表11中所示，发现没有进行酸浸渍处理(未处理的产品)的试样的铅洗脱是0.008mg/L，而经过酸浸渍处理(酸浸渍产品)的铅洗脱是0.001mg/L。随后发现，没有进行酸浸渍处理(未处理的产品)的试样的镍洗脱是0.015mg/L，而经过酸浸渍处理(酸浸渍产品)的镍洗脱是0.001mg/L。因此确认，本发明所设想的酸浸渍处理能够使试样满足于不超过0.01mg/L的铅洗脱标准和不超过0.01mg/L或0.02mg/L的镍洗脱标准。

图12是表示镍分布的照片。图13是表示铅分布的照片，而图14是表示氯分布的照片，它们是分别通过在进行了本发明所设想的酸浸渍处理之后的标称直径25mm，内容积40mL的镀镍铬JIS壁式水龙头(由CAC406制造)的内表面上进行EPMA分析得到的。

如在图12中所示，可以确认在镍完全除去以后不再有镍存在，而如在图13中所示，铅接近被完全除去。顺便说道，如在图14中所示，在酸浸渍处理以后的内表面上，在整个测试表面上都检测出氯，而在接触液体部分的前表面上形成由Cl^-离子构成的膜。然后，在酸浸渍处理以后的外表面(电镀表面)上，在整个测试表面都检出了作为电镀流体组分的镍和铬，它们对电镀表面的外观绝对没有影响，虽然并没有说明。

按照本发明所设想的酸浸渍处理，硝酸(浓度c：0.5wt％<c<7wt％)和盐酸(浓度d：0.05wt％<d<0.7wt％)，特别是硝酸，首先与镍作用，并以硝酸镍的形式从给定管路器件的表面上除去镍，然后立即与在镍下面的铅作用，并将其除去。因此，所进行的酸浸渍处理一次同时除去铅和镍。

顺便说道，镍是一种耐受比如氢氧化钠等碱和比如硫酸腐蚀的材料。因此，无论在其什么样的浓度和温度下，都不能借助于这些液体将其除去。

当用如上所述的方法处理镀镍铬的管路器件时，虽然本发明能够成功地除去铅和镍，但用碱和硫酸处理很难除去在镍下面的铅。

正如在前面对防止铅洗脱的方法进行叙述时已经叙述的，本发明还关注环境问题，并且对废液排放的成本给予应有的重视。

本发明在脱脂步骤13中使用了碱性洗涤剂，而在为了除去镍的酸浸渍步骤19中使用了由硝酸(浓度c：0.5wt％<c<7wt％)和盐酸(浓度d：0.05wt％<d<0.7wt％)组成的混合酸。

更具体说，如在图6中所示，使在脱脂步骤13中被污染的碱性洗涤剂和在酸浸渍步骤19中含有重金属的混合酸互相进行反应而进行中和处理，结果使得沉淀和随后形成的悬浮物被作为固体物而除去，而油组分将被分离并作为工业废弃物而排放掉。顺便说道，在本实施方案中，由于在除铅步骤16中使用的清洗流体与在酸浸渍步骤19中使用的清洗流体是同样的，它与在脱脂步骤13中被污染的碱性洗涤剂反应，进行中和处理，结果沉淀和随后形成的悬浮物将被作为固体物除去，而油组分将被分离，并作为工业废弃物而排放掉。然后，随后得到的中和解毒水可以作为工业用水而回收。

然后，如在图6中所示，将从在脱脂步骤13之后的冷水洗涤步骤14排出的稀碱性废液和从除铅步骤16之后的冷水洗涤步骤17和酸浸渍步骤19之后的冷水洗涤步骤20中排出的稀酸性废液混合，对其进行中和处理，结果沉淀和随后形成的悬浮物将被作为固体物而除去，而油组分将被分离，并作为工业废弃物而被排放掉。然后，可以将随后得到的中和解毒水作为工业用水而回收。可以通过用现有的电镀流体进行中和处理而对各种排放的液体进行解毒处理。因此，对这些排放的液体无须提供新的废液处理步骤。

在本实施方案中，从脱脂步骤13和冷水洗涤步骤14排出的碱性废液都被使用。然而在已经使用碱浸渍处理来除去铅的情况下，就无须使用它们。

如上所述，在一系列处理步骤中使碱性废液和酸性废液进行中和处理的概念是本发明的特征。

当对脱脂步骤13中的废碱性洗涤剂和除铅步骤16和酸浸渍步骤19中的废混合酸进行控制，使得废碱性洗涤剂的浓度与其排放量的乘积与废混合酸的浓度与其排放量的乘积接近相等时，就可以简单地通过混合这两种废液来进行中和处理，而无须在中和步骤15中使用新的碱或酸溶液。因此，能够在削减批量生产成本的情况下有效地进行中和处理。

下面将叙述按照本发明的防止洗脱铅和镍的方法的另一个实施例。

图15是说明在由本发明所设想的防止洗脱铅和镍的方法中的处理方法的其它实施例的流程图。此处理方法特别适合于不含铅或含有比较少量铅的管路器件。

在本实施方案中构成防止铅和镍洗脱方法的热水洗涤步骤12、脱脂步骤13和在脱脂步骤13之后的冷水洗涤步骤14，以及中和步骤15分别具有与在如上所述的用来防止铅洗脱的方法中使用的热水洗涤步骤4、脱脂步骤5和在脱脂步骤5之后的冷水洗涤步骤6，以及中和步骤7同样的处理条件。如在图15中所示，在电镀步骤18之前没有除铅步骤，而是在酸浸渍步骤19中进行除铅和除镍。电镀步骤16、酸浸渍步骤19和在酸浸渍步骤19之后的冷水洗涤步骤20、防锈步骤21以及干燥步骤22具有与在上述防止铅和镍洗脱的方法中相关步骤中使用的同样的处理条件。

本发明所设想的酸浸渍处理，以不同的处理温度下处理不同的时间应用于C3771产品，对由各种温度下和时间进行处理得到的试样进行测试，以确定铅和镍的洗脱量。在表12中显示出此测试的结果。

在此测试中使用的试样是标称直径1/2英寸的镀镍铬JIS10K球阀(由C3711制造)。铅洗脱量是是按照JIS S3200-7《管路器件洗脱性能测试方法》，对于安装在管长一半处的作为管路器件进行调制和洗脱测试操作的给定试样得到的校正值。

表12

 

化学溶液浓度	温度	时间	铅洗脱量(mg/L)	镍洗脱量(mg/L)
					4wt％硝酸+0.4wt％盐酸	10℃	30min	0.002	0.003
4wt％硝酸+0.4wt％盐酸	25℃	10min	0.002	0.001
					4wt％硝酸+0.4wt％盐酸	50℃	10min	0.001	0.001
4wt％硝酸+0.4wt％盐酸	25℃	5min	0.009	0.009
					4wt％硝酸+0.4wt％盐酸	50℃	5min	0.002	0.001

已经确认，在满足y＝250/x的条件下进行清洗(处理温度：10℃≤x≤50℃，处理时间：5min≤y≤30min)，就能够满足不超过0.01mg/L的铅洗脱标准和不超过0.1mg/L或0.02mg/L的镍洗脱指标，而无须提高处理温度或延长处理时间。

正如在前面对本实施方案的叙述中已经提到的，本发明是关注环境问题的，而且对废液排放的成本给予应有的重视。由于在上述实施方案中已经对这一点进行了解释，在下面的叙述中就将其省略掉。

在不同的条件下对CAC406产品进行本发明所设想的酸浸渍处理，对从处理中得到的试样进行测试，以确定镍洗脱的量。此测试的结果显示在表13中。以mg/L为单位报告了镍洗脱和除去镍的量，使用mg/L的单位报告了除去镍的反应速度。

此测试的试样是标称直径25mm，内容积40mL的镀镍铬JIS壁式水龙头(由CAC406制造)。镍洗脱的量是从安装在管子末端并如用于洗脱测试的管路器件进行操作的给定试样得到的，省略了按照JISS3200-7《管路器件洗脱性能测试方法》的调制测试。

表13

由于在管路器件内表面上的镍是在电镀流体中最初所含的镍盐的沉淀，如在表中所显示的实测值所示，在试样当中在酸浸渍处理前洗脱的镍的量差别很大。

至于处理温度，如在试样1～17中所示，在10℃、15℃、25℃、30℃和50℃中的任何温度下，都能够满足所规定的镍洗脱标准的值(0.01mg/L或0.02mg/L)。特别是在25℃(正常室温)下进行处理能够满足上述镍洗脱标准值，尽管在酸浸渍之前的镍洗脱量高达大约6～8mg/L。

至于处理时间，当处理时间短至6sec时，如在试样7中所示，不能够满足规定的镍洗脱标准值。

至于处理浓度，当硝酸浓度低至0.5wt％时，如在试样18中所示，不能够满足规定的镍洗脱标准值。反之，当硝酸浓度高达7wt％时，尽管如试样19～21中所示，并非所有试样都满足规定的镍洗脱标准值，这些试样有时其外表面(电镀表面)会发生脱皮。

因此，为了使本发明的酸浸渍处理能够进行防止在电镀管路器件上的镍洗脱的处理，建议将硝酸的浓度c设定在0.5wt％<c<7wt％。当基于硝酸的浓度，盐酸的浓度低于5％时，盐酸的抑制剂的效果就会降低，发现管路器件的内表面(没有曝露在电镀作用下的表面)就会变色。反之，当盐酸的浓度过分高时，发现某些试样承受应力腐蚀开裂。

因此，为了使本发明的酸浸渍处理能够进行防止在电镀管路器件上镍洗脱的处理，考虑到试样18～21不能满足所规定的镍洗脱标准值的事实，建议将盐酸的浓度d设定在0.05wt％<d<0.7wt％的范围内。

从在表13中所示的试样1～5、7～11和13～17的结果得到的除镍反应速度，显示在图16的图中。

图16明确地指出，当温度是25℃(正常室温)时，在开始酸浸渍时除镍的反应速度最高。对于50℃的清洗温度的反应速度小于在25℃时反应速度的一半，仅稍高于在10℃下的反应速度，这是因为在超过50℃的处理温度时，在酸浸渍流体中由于沸腾而产生的气泡开始变得显著，倾向于在处理中的管路器件中产生气袋，使得流体不能与管路器件的表面相接触。

当除镍在进行，而且酸浸渍时间接近60sec时，在测试中使用的所有温度下，反应速度达到接近相等的水平。

因此，为了使本发明的酸浸渍处理能够进行防止在电镀管路器件上镍洗脱的处理，建议将酸浸渍时间的下限设定在20sec，优选为60sec。而进一步为了使本发明所设想的酸浸渍能够进行防止铅洗脱的处理，建议将酸浸渍时间的下限设定为10min。

特别是通过在如上所述的正常室温的范围内实施本发明所设想的酸浸渍，能够进行可以满足所规定的洗脱标准值的除镍处理，除了反应速度以外，不会使被处理的管路器件的表面变坏。通过实施本发明所设想的酸浸渍处理，不仅能够满意地除去附着在管路器件内表面上的镍，而且进一步还至少能够除去在管路器件接触液体部分表面层中所含的镍。

由于本发明设想通过使用由硝酸和盐酸组成的混合酸进行管路器件的酸浸渍，能够除去镍而不会使管路器件的铜合金零件变色。具有直接电镀的铸造表面的管路器件不容易获得均匀的电镀层。由本发明所设想的防止镍洗脱的方法甚至能够从此管路器件中除去镍，而不会使铸造表面变色或者使电镀表面的外观变差。其铸造表面先被抛光然后被电镀的诸如水龙头等管路器件，能够很容易地保持均匀的电镀层。仅使用硝酸的酸浸渍就能够从这样的管路器件中除去镍，而不用对铜合金零件的变色给予太多的关注。

虽然本实施方案使用了盐酸作为抑制剂，但也可以代之以使用有机酸，比如醋酸或氨基磺酸，可以使用将这些酸与硝酸混合得到的混合酸来除去镍。

针对将防止铅和镍洗脱的方法在由铜合金制造的管路器件上的应用叙述了本实施方案。然而，本方法可以应用于由其它金属材料制造的管路器件。进行的防止洗脱的处理，其目标是适当地除去铅和镍中的任何一种或者两种。

C3771具有引起脱锌腐蚀的缺点。使用由目标专利申请(JP-A HEI7-207,387)的申请人所开发的铜基合金可以提供具有耐脱铅和脱锌性能的管路器件。此铜基合金是一种具有优异的耐腐蚀性能和热加工性能的铜基合金，其特征在于具有如下的组成：即59.0～62.0％的铜、0.5～4.5％的铅、0.05～0.25％的磷、0.5～2.0％的锡、0.05～0.30％的镍，其余是锌和不可避免的杂质(都是wt％)，或者是一种具有优异的耐腐蚀性能和热加工性能的铜基合金，其特征在于具有如下的组成：即59.0～62.0％的铜、0.5～4.5％的铅、0.05～0.25％的磷、0.5～2.0％的锡、0.05～0.30％的镍、0.02～0.15％的钛，其余是锌和不可避免的杂质(都是wt％)，并具有均匀细分的“α+β”组织。

使用同一个专利申请人(JP-B HEI 9-105，312)开发的另一种铜基合金，进一步提供一种除了上述性能还具有热加工性能和耐应力腐蚀性能的管路器件。此铜基合金是一种以具有如下组成为特征的铜基合金：即58.0～63.0％的铜、0.5～4.5％的铅、0.05～0.25％的磷、0.5～3.0％的锡、0.05～0.30％的镍，其余是锌和不可避免的杂质(都是wt％)，由于其均匀细分的“α+β”组织而具有优异的耐腐蚀和热加工性能，还具有通过适当的拉伸和热处理而增强的机械性能，比如拉伸强度、屈服强度(proof strength)和伸长率，还具有通过完全除去内应力而提高的耐应力腐蚀开裂性能，或者是一种以具有如下组成为特征的铜基合金：即58.0～63.0％的铜、0.5～4.5％的铅、0.05～0.25％的磷、0.5～3.0％的锡、0.05～0.30％的镍、0.02～0.15％的钛，其余是锌和不可避免的杂质(都是wt％)，由于其均匀细分的“α+β”组织而具有优异的耐腐蚀和热加工性能，还具有通过适当的拉伸和热处理而增强的机械性能，比如拉伸强度、屈服强度和伸长率，还具有通过完全除去内应力而提高的耐应力腐蚀开裂性能，进一步具有以满足如下公式的比例加入的磷和锡：P(％)×10＝(2.8～3.98)(％)-Sn(％)。

作为有效地防止铅洗脱的手段，除了如上所述的按照本发明的防止铅洗脱的方法(防止铅和镍洗脱的方法)以外，通过在酸浸渍步骤之前实施化学磨损处理以防止铅洗脱的方法也是已知的。下面将要叙述用来防止铅洗脱的此方法。

在图17中所说明的比如球阀31、肘管32、结合水龙头33、减压阀34和水表35，都在接触液体部分的表面上存在有很多的铅离析(现有的CAC406产品的铅含量不小于30wt％)部分，就是在图上用点划线圈起的部分A。

在该表面上以离析形式存在有铅的原因是，当用沙构成模具时，在相邻沙粒之间间隙的冷却被局部延迟，从熔融金属中释放出的气体就聚积在此间隙中，最后形成固体部分，结果使具有低熔点的铅结晶。由于沙粒使铸造表面形成了无数的起伏，最好就在铸造表面上离析出铅。

在管路器件的其它各式各样的表面中，特别是具有复杂形状的流道内部，造成上述气体在此处比其它部位堵塞更长的时间，因此就造成更多的低熔点的铅结晶。

如上所述由含有铅的铜合金制造的管路器件，特别适合于作为由铜合金制造并具有复杂形状流道的管路器件。通过让这样的管路器件经受化学抛光，该化学抛光能够通过磨损将具有高铅含量的阀体部分内表面接触液体部分的表面层除去到与机械加工表面同样的水平，通过磨损除去接触液体部分的表面层上呈离析态存在的铅，然后对其进行酸浸渍处理或碱浸渍处理，借此有效地除去仍然存在在接触液体部分表面层上的铅，从而有效地使该管路器件满足水质在铅洗脱方面的标准。当用溶液将镍与铅一起除去时，采用酸浸渍处理。

图18是用溶液除去铅的本方法一个实施例的方法说明图。在叙述此实施例时假设对于清洗步骤采用酸浸渍处理。

首先解释化学抛光步骤。

具有阀密封部分的阀门是通过金属接触而实现密封的，在如图18中所示的铸造步骤之后对其进行化学抛光处理，因为在机械加工之后进行化学抛光处理会使阀座表面粗糙度降低到有损密封性能的程度。

具有肘管和阀座部分，其密封是使用软密封件的阀门，在机械加工步骤之后进行化学抛光处理。因此，由于此方法分成以机械加工为代表的机械处理和从化学抛光处理开始的化学处理，使得此方法的效率得到提高。

水龙头、减压阀和水表，当阀的密封部分的结构是通过金属接触而实现密封时，都是在铸造步骤之后进行化学抛光处理。当阀座部分的结构使得用软密封件进行密封时，在机械加工步骤之后进行化学抛光处理。

在此实施例中，使用由硝酸、硫酸和盐酸组成的化学抛光流体，对上述由铜合金制造的管路器件的接触液体部分的表面层(下面称为管路器件)实施化学抛光处理(处理时间：不短于10sec)，然后进行酸浸渍处理或碱浸渍处理，使得通过磨损将洗脱铅除去达到满足水质对铅洗脱的标准。更具体说，通过抛光而除去铅至最多不超过26wt％的水平。

在表14中显示出将要在此情况下进行的化学抛光处理的一个实施例。

为了同时和等同地通过磨损除去构成铜合金的化学组分，比如铜、锡、锌和铅等元素，要适当地选择各种类型的处理。可以适当地选择这些处理，使之适合于铜合金的各种化学组成。1型和5型化学抛光处理特别适合于实施本实施例的防止铅洗脱方法的铜合金制造的管路器件。化学抛光处理并不限于在表14中所示的这些实施例。

表14

 

1型	2型
		硝酸             200mL/L饱和酸           400mL/L盐酸             2mL/L水               300mL/L温度：           常温	硝酸                  20～80vol硫酸                  20～80vol盐酸                  0.1～10vol铬酸                  5～200vol水                    任选使用温度：                常温
3型	4型
		磷酸             30～80vol％硝酸             5～20vol％冰醋酸           10～50vol％水               0～10vol％温度             50～80℃	磷酸                  550mL硝酸                  200mL冰醋酸                50mL盐酸                  5mL温度                  55～80℃
5型	6型
		磷酸             40mL硝酸             15mL水               48mL盐酸             1.5mL硝酸铵           90g温度             35℃	铬酸                 450g/L硫酸                 125mL/L盐酸                 5mL/L冰醋酸               75mL/L温度                 45℃
7型	8型
		磷酸             45～60vol％硝酸             8～15vol％硫酸             15～25vol％水               10～20vol％温度             不低于65℃	重铬酸钠             70～120g/L硫酸                 100～苯并三唑             200mL/L温度                 2～40g/L40～50℃
9型	10型
		过氧化氢        100M/L硫酸(或氢氟     2M/L酸与硝酸)饱和醇          少量温度            50℃	硝酸                  40mL氯化亚铜              3g冰醋酸                60mL重铬酸钾              6g温度                  20～50℃

作为磨损的另一种手段，有包括在以高速的金属颗粒射流冲击金属表面中的喷沙处理和求助于用水或空气进行高压清洗的机械磨损。这些方法完善地清除了具有高铅含量的接触液体部分的表面层，使之达到在JIS H5120所规定的4～6wt％的铅含量。该机械磨损具有如此强的清除力，使得不仅完全清除了阀体的内表面，而且还清除了凸起的部分和在铸造表面上铸造出的字母，因此适合作为抛光的手段。因此，化学抛光处理能够有效地通过清洗作用而除去铅。

经受了本实施例的化学抛光处理的接触液体部分表面层的铅含量(wt％)和经受了机械抛光处理的接触液体部分表面层的铅含量(wt％)都显示在表15中。

表15

在此，将说明已知的化学抛光处理和本实施例的化学抛光处理之间的不同。

化学抛光固有的目标是在任意的电镀处理之前通过清除和剥离表面层的氧化物覆盖层使金属表面活化。在表16中显示出为了进行比较，在已知的化学磨损之后进行清洗处理(在本实施例中的酸浸渍处理)时确定铅洗脱量(mg/L)的方法和测定的结果。

表16

 

步骤	处理条件	处理时间
			化学抛光步骤	1型	4sec
冷水洗涤步骤	常温	1min振摇
			清洗步骤	常温4wt％硝酸和0.4wt％盐酸	10min浸渍
冷水洗涤步骤	常温	10min浸渍
			防锈步骤	常温	30sec浸渍
洗脱测试结果	标称直径1/2的螺旋型球阀，JISB2011 10K青铜阀	0.3mg/L(校正值)

在此使用的术语“正常室温”指的是20℃，而术语“校正值”指的是采用JIS S3200-7所规定的“device inserted halfway in the length ofa piping”进行校正的结果。

因此，通过与本发明的防止洗脱铅的方法具有不同处理目的的通常的化学抛光处理，几乎不能清除具有高铅含量的接触液体部分的表面层。

因此，如在图19中所示，本发明人探索了能够通过清洗处理有效地磨去和清除铅的化学抛光条件，随后注意到化学抛光处理的时间和铅洗脱量之间的关系，并且发现要能够满足不高于0.01mg/L的铅洗脱量，需要不少于10sec的化学抛光处理时间。为了更稳定地进行铅的清除并使在处理表面上铅离析波动较显著，处理时间优选是大约20sec。如果不适当地延长处理时间，时间的延长将不会成比例地增加除铅的效果，反而导致使处理的表面变粗糙。因此，此处理时间的上限是30sec。

在处理的过程中持续进行化学抛光处理会产生大量的反应热，使在表面上附着的切削油膜瞬时汽化。当如图18中所示，当在机械加工步骤之后经受化学抛光处理的阀座部分的密封结构是软片时，无须进行脱脂步骤。

在化学抛光处理之后，在冷水洗涤步骤中(正常室温)完全洗掉附着在被处理表面上的化学抛光流体。

下面叙述酸浸渍步骤。

如上所述的管路器件被浸入装有含酸清洗流体的处理槽中，导致有效地清除仍然残留在接触液体部分表面层上的铅。在此情况下，对清洗流体进行超声振荡或旋涡运动能够促进装有清洗流体的处理槽对铅的腐蚀。当规定时间的酸浸渍结束时，从清洗流体中取出管路器件。

在此将叙述超声振荡或旋涡运动在促进从管路器件上洗脱铅方面产生的作用。通过将给定的管路器件，在清洗流体中曝露在超声波之下进行的超声清洗，在通过清洗流体中的反应从管路器件的表面上快速清除各种铅化合物是有效的，而通过在清洗流体中振摇管路器件本身而进行的旋涡运动，在从管路器件的表面上清除铅化合物或除去在被浸没的产品中产生的气袋也是有效的。特别是通过加强在管路器件周围清洗流体的搅拌，清洗流体会形成铅化合物，并使铅容易溶解。建议结合使用超声振荡和旋涡运动。

作为如上所述的清洗流体，可以使用将诸如硝酸或醋酸之类的能够腐蚀铅的酸与自来水或纯水组合而得到的混合物，以及将含有硝酸和作为抑制剂的盐酸的混合液体与自来水或纯水组合得到的混合物。

在此情况下，由于盐酸的Cl^-腐蚀铜的表面，同时在其上面形成均匀的膜，在腐蚀的过程中，铜的表面保持了其光泽。此时，由于在铜表面含铅的部分形成氯化铅和硝酸铅，而这些铅盐都是可溶于混合酸的，所以腐蚀得以持续进行下去。

下面将要说明在如上所述的清洗流体中所含的酸。

一般说来，酸可以腐蚀(氧化)铅是已知的。然而，由于铅与酸反应倾向于形成氧化物膜，铅不会继续腐蚀下去。然而，硝酸、盐酸和比如醋酸等有机酸会持续地腐蚀铅。在如上所述的其它酸当中，硝酸(HNO₃)表现出最高的腐蚀速度。

虽然盐酸(HCl)对铅表现出比硝酸更低的腐蚀速度，可是它与铜具有很大的结合力。当使用由盐酸和硝酸混合而得到的混合酸进行铅的酸浸渍时，混合酸在管路器件的表面上形成氯化亚铜(CuCl)膜，因此而表现出所谓的抑制剂的效果，抑制了硝酸对铜的腐蚀，随后硝酸和铜进行化学反应并生成铜的氧化物(Cu₂O或CuO)。

当单独使用如上所述能够腐蚀铅的酸，比如硝酸时，可以加入苯并三唑(BTA)代替盐酸作为抑制剂。苯并三唑特别对于以单价存在的铜和银是螯合剂，可用来抑制这些金属的变色和腐蚀。

当使用醋酸来腐蚀铅时，由于醋酸与铜不会发生反应，因此无须加入抑制剂。酸浸渍处理并不限于本实施例。

在酸浸渍步骤之后，在冷水洗涤步骤中洗涤管路器件，以完全除去附着在其上的清洗流体。

正如在此情况下，通过进行大约10min的冷水洗涤，能够达到完全除去作为抑制剂而附着在金属表面上的盐酸，并防止管路器件酸浸渍的表面变色的目的。

进一步，通过对在冷水洗涤步骤后的防锈处理中的管路器件进行吹风，能够完全达到防止管路器件表面变色的目的。

如果表面将要变色，能够通过使用硫基脱脂剂(Chuokagaku公司的产品Gildaon NP-100等)从管路器件表面上清除氧化物，然后再次重复进行冷水洗涤步骤和防锈步骤而消除此变色。

在未经电镀处理的管路器件上，化学抛光会使其表面形成明显的光泽或暗色。因此，在表面处理(图18)之后，可以对此管路器件进行镀镍铬处理。当在酸浸渍步骤之后立即对管路器件进行电镀处理时，可以省略防锈步骤。

下面将说明对由青铜制造的JIS B2011 10K球阀使用化学抛光处理的具体实施例。

将先被铸造然后机械加工的JIS B2011 10K球阀在装有表14中的组成为200mL/L硝酸、400mL/L硫酸、2mL/L盐酸和300mL/L水的1型化学抛光流体(正常室温)的处理槽中浸渍10sec，进行化学抛光处理，通过磨损除去在接触液体部分表面层上离析的铅。

图20说明用EPMA观察的并以示意图的方式描述的，在进行化学抛光处理前，在JIS B2011 10K球阀阀体内表面的接触液体部分表面层36上铅37的分布，图21是在化学抛光处理以后的示意图。在此图中，数字38表示通过抛光除去的一部分接触液体部分的表面层36。

在化学抛光处理之后，在冷水洗涤步骤中(正常室温)处理该球阀，以除去附着的化学抛光流体。在冷水洗涤步骤之后，在清洗步骤中进行清洗处理(在此情况下是酸浸渍处理)。

在本实施例的清洗步骤中，在装有含4wt％硝酸+0.4wt％盐酸的清洗流体的清洗槽中将该球阀浸渍10min(酸浸渍处理)，进行清洗处理，有效地除去在接触液体部分表面层上残留的铅。

在经受了清洗步骤和随后的冷水洗涤步骤(正常室温)之后，在电镀步骤中对该球阀进行镀镍铬处理。在不同的处理槽中浸渍的过程中，优选对处理流体进行旋涡搅拌，以完全除去在球阀上残留的少量气泡。

图22说明用EPMA观察并表示为示意图的，经受了防止铅洗脱方法的JIS B2011 10K球阀，在其阀体内表面的接触液体部分表面层36上的铅37的分布。

对经受了防止铅洗脱方法的JIS B2011 10K球阀进行分析，以确定洗脱铅的量(mg/L)。表17显示出分析的结果。

如在表17中所示，本实施例进行到实现比如0.008mg/L的低铅洗脱量。

在此术语“正常室温”指的是20℃，而术语“校正值”指的是采用JIS S3200-7所规定的“the device in the piping”进行校正的结果。

表17

 

步骤	处理条件	处理时间
			化学抛光步骤	1型	10sec
冷水洗涤步骤	常温	1min振摇
			清洗步骤	常温4wt％硝酸和0.4wt％盐酸	10min浸渍
冷水洗涤步骤	常温	10min浸渍
			电镀步骤	镀镍铬
洗脱测试结果	标称直径1/2的螺旋型球阀，JISB2011 10K青铜阀	0.008mg/L(校正值)

下面将叙述对于如上所述的清洗步骤采用碱浸渍处理。

在铸造步骤之后，对其阀座结构是通过金属接触密封的阀门进行化学抛光，因为在机械加工步骤之后进行化学抛光处理，会有损密封面的粗糙度，最终使该阀门的密封能力变差。

然后，对于具有肘管和阀座，其结构使得用软片进行密封的阀门，当其在机械加工之后进行化学抛光处理时，由于能够在以加工为代表的机械处理和包括化学抛光处理的化学处理以及在化学抛光处理之后进行的化学处理之间进行区分，就能够提高工作效率。

因此，对于具有其结构是通过金属接触进行密封的阀座的水龙头、减压阀和水表，在铸造步骤之后就对其进行化学抛光处理。而对于具有其结构是通过软密封件进行密封的阀座的这些装置，在机械加工之后进行化学抛光处理。

可以从在表14中所述的各种类型中适当选择化学抛光处理，使得适合于进行处理的特定的管路器件的铜合金的化学组成。对由铜合金制造的管路器件(在下面称为“管路器件”)的接触液体部分的表面层进行化学抛光处理(处理时间不短于10sec)，以通过抛光除去洗脱的铅。在此化学抛光处理之后，在冷水洗涤步骤(正常室温)中洗涤该管路器件，以除去附着的化学抛光流体。然后在碱浸渍步骤中进行清洗处理。

下面将叙述碱浸渍步骤。

在装有加入了氧化剂的碱性蚀刻流体的处理槽中浸渍如上所述的管路器件，以除去残留在其接触液体部分表面层上的铅。

碱性蚀刻流体的主要组分是选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸钠、三聚磷酸钠、硅酸钠和原硅酸钠的一种或几种盐的碱性溶液。

作为氧化剂，可以使用比如间硝基苯磺酸钠或对硝基苯甲酸钠等有机氧化化合物或者如次氯酸盐、漂白粉、过氧化氢、高锰酸钾、过硫酸盐或高氯酸盐等无机化合物。

碱浸渍步骤显示出不良的溶解性能，倾向于产生沉淀，因为洗脱的铅会形成铅酸根离子(PbO₂ ^2-)。一般借助于在碱性流体中的NaOH使要继续溶解于碱性流体中的油组分逐渐分解为脂肪酸和脂肪醇。脂肪醇完全不溶解于碱性流体中，而脂肪酸在聚积到预定量之后开始能够耐受碱性流体并形成漂浮起来的物质，对碱性流体造成污染。此漂浮的物质倾向于附着在铜合金制造的管路器件上。因此，优选在如上所述的蚀刻流体中加入螯合剂从而形成水溶性的络合物，碱性除铅，同时避免附着沉淀。

在下面的叙述中将省略在此酸浸渍步骤之后的构成步骤，因为在上面已经通过举例详细叙述了用于清洗步骤的酸浸渍处理。酸浸渍处理不限于本实施例。

可以通过如上所述的酸浸渍处理或碱浸渍处理完成在化学抛光处理之后进行的清洗处理。

然而，碱浸渍处理显示出不好的对浸渍流体形成溶液的性能，由于是以铅酸根离子(PbO₂ ^2-)的形式洗脱铅，所以具有比较低的除去铅的能力。它进一步会使沉淀的铅附着在在管路器件的表面上，须要经常地进行过滤并更换浸渍流体。

反之，酸浸渍处理显示出对浸渍流体优异的形成溶液的性能，长时间保持除铅能力，并避免沉淀的铅附着在合金上，因为洗脱的铅是呈铅离子(Pb²⁺)的形式。进一步能够防止管路器件的表面变色。因此，与酸浸渍处理的组合被证明是有利的。

酸浸渍处理和碱浸渍处理并不限于如上所述的实施例。其它各种浸渍处理都是可以采用的。此防止铅洗脱的方法可以应用于由黄铜制造的各种管路器件。

工业应用性

在使用含铅金属制造的管路器件时，与基于传统标准的允许度相比，本发明大幅度地降低了被洗脱铅的量，而在使用具有镀镍表面的管路器件时，本发明通过可靠地除去附着在管路器件内表面上的镍，防止了铅的洗脱。本发明还允许进行有效的处理(处理温度和处理时间)，以防止铅和镍中的任何一种或两种的洗脱，进一步允许对在防止洗脱的处理中使用的各种流体进行中和处理，使中和产物可被用作工业用水，借此能够大幅度地降低成本，有助于保护环境，使之不受铅洗脱的不利影响。

可以使用本发明所设想的处理流体对由含铅和镍中的一种或两种的铜合金制造的管路器件的至少接触液体的部分进行清洗处理，由此有效的从其中除去铅和镍中的一种或两种。

Claims (14)

1.一种防止从包括阀门和管接头的由铜合金制造的管路器件中洗脱铅和镍的方法，该方法包括在能够有效地除去铅和镍两者或只除去镍的温度和时间条件下，用在其中加入了硝酸和作为抑制剂的盐酸的清洗流体洗涤由含有铅和镍两者，或者只含有镍的铜合金制造的管路器件的至少接触液体部分，其中在清洗流体中硝酸的浓度c为0.5wt％<c<7wt％，而盐酸的浓度d为0.05wt％<d<0.7wt％，并且所述镍为镍盐，借此有效脱除所述管路器件接触液体部分表面离析的铅和残留在该铅表面的镍盐，或者只脱除镍盐；并使盐酸在接触液体部分的表面上形成涂膜，以在该涂膜存在下，有效地防止从接触液体部分的表面上洗脱铅和镍，或者镍。

2.按照权利要求1的方法，其中使在清洗流体中作为抑制剂的盐酸在接触液体部分的表面上形成Cl^-离子膜。

3.按照权利要求1或2的方法，其中温度设定为10℃≤x≤50℃，而处理时间被设定为5min≤y≤30min，其中要满足y＝250/x，使得能够有效地从该接触液体部分表面除去铅和镍两者。

4.按照权利要求1或2的方法，其中处理时间被设定为20secy≤30min，而温度被设定为10℃≤x≤50℃，使得能够有效地从该接触液体部分表面除去镍。

5.按照权利要求1或2的方法，其中经锻造，或者经锻造和随后的机械加工得到的组成零件被单独地进行脱铅处理和除镍处理，或者只进行除镍处理，将处理过的组成零件组装为成品。

6.按照权利要求1或2项的方法，其中使由经锻造或者经锻造和随后的机械加工得到的多个零件形成的成品进行脱铅处理和除镍处理，或者只进行除镍处理。

7.按照权利要求1或2的方法，其中进行脱铅处理和除镍处理，或者只进行除镍处理的铜合金是黄铜或青铜。

8.按照权利要求1或2的方法，其中的管路器件是其表面被含镍金属进行电镀处理的器件。

9.一种包括阀门和管接头的由含有铅和镍，或只含镍的铜合金制造的管路器件，该器件具有至少一个接触液体部分，该接触液体部分在能够有效地除去铅和镍两者，或只除去镍的温度和时间条件下用在其中加入了硝酸和作为抑制剂的盐酸的清洗流体进行了洗涤，其中在清洗流体中硝酸的浓度c为0.5wt％<c<7wt％，而盐酸的浓度d为0.05wt％<d<0.7wt％，并且所述镍为镍盐，借此有效脱除所述管路器件接触液体部分表面离析的铅和残留在该铅表面的镍盐，或者只脱除镍盐；并使盐酸在该接触液体部分的表面上形成涂膜，以在该涂膜层存在下，有效地防止从接触液体部分的表面上洗脱铅和镍，或镍。

10.按照权利要求9的管路器件，该器件包括经锻造或者经锻造和随后的机械加工的组成零件，它们被单独地进行脱铅处理和除镍处理，或者只进行除镍处理，其中将处理过的组成零件组装成成品。

11.按照权利要求8或9的管路器件，该器件包括多个铸造零件，或者先铸造然后机械加工的零件，它们经受脱铅处理和除镍处理，或只经受除镍处理。

12.按照权利要求8或9的管路器件，其中经受脱铅处理和除镍处理，或只经受除镍处理的铜合金是黄铜或青铜。

13.按照权利要求12的管路器件，其中黄铜是防止锌洗脱的材料。

14.按照权利要求8或9的管路器件，其中该管路器件的表面被电镀上含镍合金。

Images