不銹鋼的酸洗鈍化

1、不銹鋼的酸洗鈍化不銹鋼的酸洗鈍化1不銹鋼酸洗鈍化的必要性:奧氏體不銹鋼具有良好的耐蝕性能，抗高溫氧化性能，較好的低溫性能及優(yōu)良的機(jī)械與加上r生能。因此廣泛用于化工、石油、動(dòng)力、核工程、航天航空、海洋、醫(yī)藥、輕工、紡織等部門(mén)。其主要目的在于防腐防銹。不銹鋼的耐腐蝕主要依靠表面鈍化膜，如果膜不完整或有缺陷，不銹鋼仍會(huì)被腐蝕。工程上通常進(jìn)行酸洗鈍化處理，使不銹鋼的耐蝕潛力發(fā)揮得更大。在不銹鋼設(shè)備與部件在成形、組裝、焊接、焊縫檢查(如探傷、耐壓

2、試驗(yàn))及施工標(biāo)記等過(guò)程中帶來(lái)表面油污、鐵銹、非金屬臟物、低熔點(diǎn)金屬污染物、油漆、焊渣與飛濺物等，這些物質(zhì)影響了不銹鋼設(shè)備與部件表面質(zhì)量，破壞了其表面的氧化膜，降低了鋼的抗全面腐蝕性能和抗局部腐蝕性能(包括點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕)，甚至?xí)?dǎo)致應(yīng)力腐蝕破裂。不銹鋼表面清洗、酸洗與鈍化，除最大限度提高耐蝕性外，還有防止產(chǎn)品污染與獲得美觀的作用。在GBl50一1998《鋼制壓力容器》規(guī)定，“有防腐要求的不銹鋼及復(fù)合鋼板制造的容器的表面應(yīng)進(jìn)行酸洗鈍化”。

3、這一規(guī)定是針對(duì)石油化工中使用的壓力容器而言的，因?yàn)檫@些設(shè)備用于直接與腐蝕介質(zhì)相接觸的場(chǎng)合，從保證耐蝕耐蝕性出發(fā)，提出酸洗鈍化是必要的。對(duì)其他工業(yè)部門(mén)，如并非出于防腐目的，僅基于清潔與美觀要求，而采用不銹鋼材判的則無(wú)需酸洗鈍化。但對(duì)不銹鋼設(shè)備的焊縫還需要進(jìn)行酸洗鈍化。對(duì)核工程、某些化工裝置及其它使用要求嚴(yán)格的，除酸洗鈍化外，還要采用高純度介質(zhì)進(jìn)行最終精細(xì)清洗或進(jìn)行機(jī)械、化學(xué)與電解拋光等精整處理。2不銹鋼酸洗鈍化原理不銹鋼的抗腐蝕陛能主要是

4、由于表面覆蓋著一層極薄的(約1nm)致密的鈍化膜，這層膜1n腐蝕介質(zhì)隔離，是不銹鋼防護(hù)的基本屏障。不銹鋼鈍化具有動(dòng)態(tài)特征，不應(yīng)看作腐蝕完全停止，而是形成擴(kuò)散的阻擋層，使陽(yáng)極反應(yīng)速度大大降低。通常在有還原劑(如氯離子)情況下傾向于破壞膜，而在氧化劑(如空氣)存在時(shí)能保持或修復(fù)膜。不銹鋼工件放置于空氣中會(huì)形成氧化膜，但這種膜的保護(hù)性不夠完善。通常先要進(jìn)行徹底清洗，包括堿洗與酸洗，再用氧化劑鈍化，才能保證鈍化膜的完整性與穩(wěn)定性。酸洗的目的之一

5、是為鈍化處理創(chuàng)造有利條件，保證形成優(yōu)質(zhì)的鈍化膜。因?yàn)橥ㄟ^(guò)酸洗使不銹鋼表面平均有10μm厚一層表面被腐蝕掉，酸液的化學(xué)活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高，因此酸洗可使整個(gè)表面趨于均勻平衡，一些原來(lái)容易造成腐蝕的隱患被清除掉了。但更重要的是，通過(guò)酸洗鈍化，使鐵與鐵的氧化物比鉻與鉻的氧化物優(yōu)先溶解，去掉了貧鉻層，造成鉻在不銹鋼表面富集，這種富鉻鈍化膜的電位可達(dá)10V(SCE)，接近貴金屬的電位，提高了抗腐蝕的穩(wěn)定性。不同的鈍化處理也會(huì)

6、影響膜的成分與結(jié)構(gòu)，從而影響不銹性，如通過(guò)電化學(xué)改性處理，可使鈍化膜具有多層結(jié)構(gòu)，在阻擋層形成CrO3或Cr2O3，或形成玻璃態(tài)的氧化膜，使不銹鋼能發(fā)揮最大的耐蝕性。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)不銹鋼鈍化膜的生成進(jìn)行了大量研究。以近幾年北京科大對(duì)316L鋼鈍化膜光電子能譜(xps)研究為例作簡(jiǎn)述[1]。不銹鋼鈍化是表面層由于某種原因溶解與水分子的吸附，在氧化劑的催化作用下，形成氧化物與氫氧化物，并與組成不銹鋼的cr、Ni、Mo元素發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng)，最終形成

7、穩(wěn)定的成相膜，阻止了膜的或溫度2l～38℃；時(shí)間30～60min；或藥劑HNO320％～50％Na2Cr207H2022％～6％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；溫度49～54℃；時(shí)間15～30min；或溫度21～38℃；時(shí)間30～60min。(3)除鱗酸洗藥劑H2SO48％～11％(體積分?jǐn)?shù))；溫度66～82℃；6寸間5～45min；及藥劑HNO36％～25％HF05％～8％(體積分?jǐn)?shù))；溫度21～60℃；或HNO315％～25％HFl％—8％(體積分?jǐn)?shù)

8、)。322膏劑法處理(1)以廣州石化尿素不銹鋼新設(shè)備內(nèi)表面焊縫及母材鈍化和維修表面打磨焊縫的局部鈍化為例[3]酸洗膏：25％HNO~4％HF7l％冷凝水(體積分?jǐn)?shù))與BaSO，調(diào)至糊狀。鈍化膏：30％HNO3或25％HNO31％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))K2Cr207與BaSO7調(diào)至糊狀。涂覆表面5～30min，用冷凝水沖洗至pH=7，對(duì)單臺(tái)設(shè)備也可采用噴灑雙氧水的化學(xué)鈍化法。(2)以上海大明鐵工廠專(zhuān)利m為例。酸洗鈍化膏：HN038％～14％(作鈍化

9、劑)；HFl0％～15％(作腐蝕劑)；硬月S酸鎂22％～27％(作增稠劑)硝酸鎂60％～70％(作填料，提高粘附力與滲透性)；[page]多聚磷酸鈉23％～28％(作緩蝕劑)；水(調(diào)節(jié)粘度)。323電化學(xué)法處理以廈門(mén)大學(xué)專(zhuān)利[5]為例，其處理方法是：將待處理的不銹鋼工件作陽(yáng)極，控制恒電位進(jìn)行陽(yáng)極化處理，或者將不銹鋼工件先作陰極，控制恒電位進(jìn)行陰極化處理，再將不銹鋼工件作陽(yáng)極，控制恒電位進(jìn)行陽(yáng)極化處理，并繼續(xù)改變其恒電位進(jìn)行鈍化處理，電解

10、質(zhì)溶液均采用HN03。經(jīng)這樣處理后，不銹鋼鈍化膜性質(zhì)得到改善，耐蝕性能大大提高。點(diǎn)蝕臨界電位(Eb)提高約1000mV(在3％NaCl中)，抗均勻腐蝕性能提高三個(gè)數(shù)量級(jí)(在45℃的20％～30％H2S04中)。4不銹鋼酸洗鈍化的應(yīng)用范圍41不銹鋼設(shè)備制造過(guò)程中的酸洗鈍化處理411切削加工后的清洗及酸洗鈍化[6]不銹鋼工件經(jīng)切削加工后表面上通常會(huì)殘留鐵屑、鋼末及冷卻乳液等污物，會(huì)使不銹鋼表面出現(xiàn)污斑與生銹，因此應(yīng)進(jìn)行脫脂除油，再用硝酸清洗