碳鋼表面銹蝕層性質(zhì)及其腐蝕行為差異：酸洗清潔生產(chǎn)限制性因素探究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，鋼鐵構(gòu)件的使用需求也日益增大。但是由于鋼鐵構(gòu)件自身活躍的表面性質(zhì)，在自然環(huán)境、熱軋等過程中總不可避免地在其表面形成銹蝕層。鋼鐵材料的銹蝕帶來的浪費十分巨大，且對材料的使用性能及壽命造成不良影響，因此鋼鐵材料的銹蝕問題也日益受到大眾關(guān)注。為了提高鋼鐵構(gòu)件的使用性能及壽命，需要進(jìn)行表面處理及防護(hù)，但處理之前必須清除表面銹蝕層。工業(yè)酸洗即是清除銹蝕層的一個重要方法，但由于酸洗液過強的腐蝕性，在鋼鐵材料表面銹蝕層溶解后，不可

2、避免地存在著“過酸洗”的現(xiàn)象，由此引起鋼鐵材料的浪費及產(chǎn)生過多的污染物，如酸霧和酸洗廢液等。因此，探究影響酸洗行業(yè)清潔生產(chǎn)水平提高的限制性因素，并針對不同類型碳鋼提出對應(yīng)的酸洗策略，有利于減少酸洗過程帶來的二次污染。
　　本實驗分別在純自然環(huán)境和高溫環(huán)境下制備自然銹蝕碳鋼試樣和高溫氧化碳鋼試樣，并以其為研究對象，通過運用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射（XRD）、激光共聚焦顯微鏡等方法對碳鋼試樣表面銹蝕層的特性進(jìn)行表征。同時，利用電

3、化學(xué)方法研究在緩蝕劑添加前后，普通碳鋼試樣、自然銹蝕碳鋼試樣和高溫氧化碳鋼試樣腐蝕行為的差異。將電化學(xué)測試結(jié)果與銹蝕層特性相結(jié)合，探究影響酸洗工業(yè)清潔生產(chǎn)水平提高的限制性因素，并針對不同類型的碳鋼提出相應(yīng)的酸洗策略。
　　研究表明:鋼鐵材料表面銹蝕層形成過程的條件差異，會影響銹蝕層的表面組成、結(jié)構(gòu)，同時亦會影響材料基體表面的粗糙程度。基體表面粗糙度越大，腐蝕速率越大，相應(yīng)的“過酸洗”現(xiàn)象也越嚴(yán)重。只有有效控制“過酸洗”現(xiàn)象，才能有

4、效地提高酸洗過程的清潔生產(chǎn)水平。因此，鋼鐵材料表面銹蝕層形成過程的條件差異是影響酸洗過程清潔生產(chǎn)水平的限制性因素。鋼鐵材料表面銹蝕層除去后，高溫氧化碳鋼試樣基體表面粗糙度最大，因此其在所測試樣中具有最高的腐蝕速率。
　　為了在酸洗速度和緩解“過酸洗”現(xiàn)象中取得平衡，不同帶銹碳鋼需采取不同的酸洗策略以提高鋼鐵材料酸洗過程的清潔生產(chǎn)水平。對高溫氧化碳鋼，可采用降低酸洗液濃度和提高緩蝕劑濃度的酸洗策略;而對自然銹蝕碳鋼，可采用高濃度酸洗