本发明涉及埋弧焊钢管生产的技术领域，特别涉及一种埋弧焊钢管的表面强化工艺。
背景技术：
埋弧焊钢管具有承压能力高、阻力小、耐低温、抗腐蚀、安装维修方便等优点，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料等。
现有的可参考申请公布号为cn106425050a的中国专利申请，其公开了一种海洋环境用高耐候多丝埋弧焊钢管强化方法，包括采用清洁设备对成品高耐候多丝埋弧焊钢管进行表面除尘处理，在钢管外表面进行防锈油脂涂层操作，将涂层后的高耐候多丝埋弧焊钢管静置，采用降温设备操作，对钢管表面进行降温处理，接着在钢管外部套上隔断膜。在钢管的隔断膜外侧进行复合防水涂料操作，所述的复合防水涂料是由有机液料和无机粉料复合而成的双组份防水涂料。再次将高耐候多丝埋弧焊钢管静置，之后使用界面活性剂处理法，在复合防水涂料上加入表面活性剂。该方法可以强化钢管与周围环境接触面的强度，提高钢管的防水防锈性能，尤其适用于海洋环境用高耐候多丝埋弧焊钢管。
埋弧焊钢管的表面质量是衡量埋弧焊钢管质量的重要指标，例如表面耐腐蚀性能和表面耐磨性能，影响着物料的运输和埋弧焊钢管的使用寿命及安全性，如何提高埋弧焊钢管的表面质量，是埋弧焊钢管的开发方向之一。
技术实现要素：
针对现有技术不足，本发明提供一种埋弧焊钢管的表面强化工艺，以达到提高埋弧焊钢管的表面耐腐蚀性能和表面耐磨性能的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种埋弧焊钢管的表面强化工艺，对钢管的后处理包括以下步骤：钢管浸入表面强化剂进行表面强化处理，按重量份计，采用的表面强化剂包括有以下组分：质量百分比为85%的磷酸20-40份、碳酸锰8-12份、硝酸镍1-3份、柠檬酸10-15份、纳米二氧化硅0.1-0.5份、纳米二氧化钛0.2-0.6份、三乙醇胺2-3份、十二烷基苯磺酸钠2-3份、六偏磷酸钠1.5-3.5份、去离子水70-85份，表面强化处理温度为80-95℃，表面强化处理时间为25-40min。
本发明进一步设置为：按重量份计，所述表面强化剂包括有以下组分质量百分比为85%的磷酸30份、碳酸锰10份、硝酸镍2份、柠檬酸12份、纳米二氧化硅0.3份、纳米二氧化钛0.4份、三乙醇胺2.5份、十二烷基苯磺酸钠2.5份、六偏磷酸钠2份、去离子水75份。
本发明进一步设置为：表面强化处理温度为90℃，表面强化处理时间为35min。
通过采用上述方案，上述表面强化处理过程中，纳米二氧化硅和纳米二氧化钛沉积于钢管表面，形成致密的纳米复合强化膜，能够同时提高钢管表面的耐腐蚀性能和耐磨性能。此外，本发明的表面强化剂中的纳米颗粒具有较高的分散度，能够促进纳米粒子在钢管表面的均匀沉积，有助于提高纳米复合强化膜的沉积质量，由此提高钢管的表面性能。
本发明进一步设置为：还包括有以下步骤：在进行表面强化处理之前进行钢管表面清洁处理。
本发明进一步设置为：将钢管进入表面清洁液进行钢管表面清洁处理，按重量份计，所述表面清洁液包括质量百分比为85%的磷酸10-20份、柠檬酸35-45份、去离子水50-55份，表面清洁处理温度为42-45℃，表面清洁处理时间为10-15min。
本发明进一步设置为：按重量份计，所述表面清洁液包括质量百分比为85%的磷酸15份、柠檬酸40份、去离子水52份。
本发明进一步设置为：表面清洁处理温度为43℃，表面清洁处理时间为12min。
本发明进一步设置为：采用的钢管的化学成分包括c:0.03-0.04%、si:0.1-0.2%、mn:1.6-1.7%、ni：0.5-1.2%、mo:0.2-0.3%、cr:0.5-0.7%、cu:0.2-0.25%、ti:0.02-0.05%、al:0.02-0.05%、nb:0.9-1.0%、p:0.002-0.004%、s:0.0004-0.0008%以及余量的fe和不可避免的杂质元素。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
在表面强化剂中加入纳米二氧化硅和纳米二氧化钛，使得上述纳米粒子能够在磷化过程中沉积于钢管表面，形成纳米复合强化膜，进而有效提高钢管表面的耐磨性能。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种埋弧焊钢管的表面强化工艺，采用的钢管的化学成分包括c:0.03-0.04%、si:0.1-0.2%、mn:1.6-1.7%、ni：0.5-1.2%、mo:0.2-0.3%、cr:0.5-0.7%、cu:0.2-0.25%、ti:0.02-0.05%、al:0.02-0.05%、nb:0.9-1.0%、p:0.002-0.004%、s:0.0004-0.0008%以及余量的fe和不可避免的杂质元素，对钢管的后处理包括以下步骤：
s1，将钢管进入表面清洁液进行钢管表面清洁处理，按重量份计，所述表面清洁液包括质量百分比为85%的磷酸10份、柠檬酸35份、去离子水50份，表面清洁处理温度为42℃，表面清洁处理时间为10min；
s2，钢管浸入表面强化剂进行表面强化处理，按重量份计，采用的表面强化剂包括：质量百分比为85%的磷酸20份、碳酸锰8份、硝酸镍1份、柠檬酸10份、纳米二氧化硅0.1份、纳米二氧化钛0.2份、三乙醇胺2份、十二烷基苯磺酸钠2份、六偏磷酸钠1.5份、去离子水70份，表面强化处理温度为80℃，表面强化处理时间为25min。
实施例2
一种埋弧焊钢管的表面强化工艺，采用的钢管的化学成分包括c:0.03-0.04%、si:0.1-0.2%、mn:1.6-1.7%、ni：0.5-1.2%、mo:0.2-0.3%、cr:0.5-0.7%、cu:0.2-0.25%、ti:0.02-0.05%、al:0.02-0.05%、nb:0.9-1.0%、p:0.002-0.004%、s:0.0004-0.0008%以及余量的fe和不可避免的杂质元素，对钢管的后处理包括以下步骤：
s1，将钢管进入表面清洁液进行钢管表面清洁处理，按重量份计，所述表面清洁液包括质量百分比为85%的磷酸15份、柠檬酸40份、去离子水52份，表面清洁处理温度为43℃，表面清洁处理时间为12min；
s2，钢管浸入表面强化剂进行表面强化处理，按重量份计，所述表面强化剂包括有以下组分质量百分比为85%的磷酸30份、碳酸锰10份、硝酸镍2份、柠檬酸12份、纳米二氧化硅0.3份、纳米二氧化钛0.4份、三乙醇胺2.5份、十二烷基苯磺酸钠2.5份、六偏磷酸钠2份、去离子水75份，表面强化处理温度为90℃，表面强化处理时间为35min。
实施例3
一种埋弧焊钢管的表面强化工艺，采用的钢管的化学成分包括c:0.03-0.04%、si:0.1-0.2%、mn:1.6-1.7%、ni：0.5-1.2%、mo:0.2-0.3%、cr:0.5-0.7%、cu:0.2-0.25%、ti:0.02-0.05%、al:0.02-0.05%、nb:0.9-1.0%、p:0.002-0.004%、s:0.0004-0.0008%以及余量的fe和不可避免的杂质元素，对钢管的后处理包括以下步骤：
s1，将钢管进入表面清洁液进行钢管表面清洁处理，按重量份计，所述表面清洁液包括质量百分比为85%的磷酸20份、柠檬酸45份、去离子水55份，表面清洁处理温度为45℃，表面清洁处理时间为15min；
s2，钢管浸入表面强化剂进行表面强化处理，按重量份计，采用的表面强化剂包括：质量百分比为85%的磷酸40份、碳酸锰12份、硝酸镍3份、柠檬酸15份、纳米二氧化硅0.5份、纳米二氧化钛0.6份、三乙醇胺3份、十二烷基苯磺酸钠3份、六偏磷酸钠3.5份、去离子水85份，表面强化处理温度为95℃，表面强化处理时间为40min。
实施例4
一种埋弧焊钢管的表面强化工艺，按照实施例2中的步骤进行，不同之处在于：
步骤s2中，采用的表面强化剂包括：质量百分比为85%的磷酸20份、碳酸锰8份、硝酸镍1份、柠檬酸10份、纳米二氧化硅0.1份、纳米二氧化钛0.2份、三乙醇胺2份、十二烷基苯磺酸钠2份、六偏磷酸钠1.5份、去离子水70份，表面强化处理温度为80℃，表面强化处理时间为25min。
实施例5
一种埋弧焊钢管的表面强化工艺，按照实施例2中的步骤进行，不同之处在于：
步骤s2中，采用的表面强化剂包括：质量百分比为85%的磷酸40份、碳酸锰12份、硝酸镍3份、柠檬酸15份、纳米二氧化硅0.5份、纳米二氧化钛0.6份、三乙醇胺3份、十二烷基苯磺酸钠3份、六偏磷酸钠3.5份、去离子水85份，表面强化处理温度为95℃，表面强化处理时间为40min。
对比例1
一种埋弧焊钢管的表面强化工艺，按照实施例2中的步骤进行，不同之处在于：
表面强化处理中，采用的表面强化剂的组分中去掉纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝和纳米氧化铈。
性能检测
对实施例1-5和对比例1制备的埋弧焊钢管进行湿热试验条件和盐雾腐蚀试验条件下的耐腐蚀性能试验，试验结果如表1所示。
表1钢管的耐腐蚀性试验检测结果
由表1可以看出，相比于对比例1，实施例1-5制备的钢管的表面摩擦系数较低，其中，实施例2的摩擦系数最低，说明本发明制备的钢管的表面具有较佳的减磨性能和光滑度，由此具有较佳的耐磨性和防粘连性能。这得益于配比合理的纳米粒子的加入，且工艺参数选取科学合理。
表1中还可以看出，相比于对比例1，实施例1-5制备的钢管在湿热试验条件和在盐雾腐蚀试验条件下的平均腐蚀率均有明显降低，其中，实施例2的平均腐蚀率的降低最为明显，说明本发明获得的埋弧焊钢管具有较佳的耐腐蚀性能，使得钢管的表面性能得到了较好的强化，对实际生产具有较佳的指导意义。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。