不銹鋼酸洗鈍化時(shí)間過久會出現(xiàn)問題嗎,不銹鋼酸洗鈍化的原理與作用
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必需奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的耐蝕性、高溫抗氧化性、良好的低溫性能以及優(yōu)良的機(jī)械性能和加工性能。因此廣泛應(yīng)用于化工、石油、電力、核工程、航天、航海、醫(yī)療、輕工、紡織等領(lǐng)域。其主要目的是防止腐蝕和生銹。不銹鋼的耐腐蝕性主要取決于其表面的鈍化膜,即使鈍化膜不完整或有缺陷,不銹鋼也會發(fā)生腐蝕。在工程中,通常采用酸洗和鈍化來最大限度地提高不銹鋼的潛在耐腐蝕性。不銹鋼設(shè)備及零部件的成型、裝配、焊接、焊接檢驗(yàn)(探傷、試壓等)、施工過程中的痕跡、表面油污、鐵銹、非金屬污垢、低熔點(diǎn)金屬污染物、熔渣、飛濺物等噴漆、焊接等影響不銹鋼設(shè)備及零件的表面質(zhì)量,破壞表面氧化膜,降低鋼材的整體耐腐蝕性和局部耐腐蝕性(包括點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕)。它還可能導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂。不銹鋼表面的清潔、酸洗和鈍化不僅可以最大限度地提高耐腐蝕性,還可以防止產(chǎn)品污染并實(shí)現(xiàn)美觀的外觀。根據(jù)GB 150 《壓力容器》,“有耐腐蝕要求的不銹鋼和復(fù)合鋼板制成的容器表面必須進(jìn)行酸洗和鈍化處理!痹撘(guī)定用于石油化工行業(yè)。它們直接與腐蝕性介質(zhì)接觸,因此需要進(jìn)行酸洗和鈍化處理以確保耐腐蝕性。在其他工業(yè)部門,如果不是出于防腐目的,僅基于清潔度和美觀要求,不銹鋼不需要酸洗或鈍化。然而,不銹鋼設(shè)備上的焊縫也必須進(jìn)行酸洗和鈍化。在核工程、某些化工設(shè)備以及其他要求嚴(yán)格的應(yīng)用中,需要使用高純度介質(zhì)進(jìn)行酸洗和鈍化,以及機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、電解拋光等最終精密清洗和精加工處理。原理不銹鋼的耐腐蝕性能主要是由于其表面覆蓋著一層很。s1納米)致密的鈍化膜,作為保護(hù)不銹鋼的基本屏障。不銹鋼的鈍化具有動態(tài)特性,不應(yīng)被視為完全停止腐蝕,而是形成擴(kuò)散屏障,顯著降低陽極的反應(yīng)速率。通常,膜在還原劑(例如氯離子)存在下容易被損壞,但在氧化劑(例如空氣)存在下可以得到維護(hù)或修復(fù)。當(dāng)不銹鋼工件放置在空氣中時(shí),會形成一層氧化膜,但該膜并不能完全起到保護(hù)作用。通常,需要徹底清潔,包括堿洗或酸洗,然后用氧化劑鈍化,以確保鈍化膜的完整性和穩(wěn)定性。酸洗的目的之一是為鈍化處理創(chuàng)造適宜的條件,保證形成高質(zhì)量的鈍化膜。酸洗在不銹鋼表面腐蝕出一層平均厚度為10m的層,因此酸的化學(xué)活性使缺陷區(qū)域比表面其他部分以更高的速度溶解,并且酸洗在整個(gè)表面形成均勻的涂層表面.將處于平衡狀態(tài)。消除了一些原來易引起腐蝕的隱患。但更重要的是,酸洗和鈍化比鉻和氧化鉻優(yōu)先溶解鐵和氧化鐵,去除貧鉻層,使不銹鋼表面富鉻。電位可提高至+(SCE),接近貴金屬電位,提高耐腐蝕性。各種鈍化處理也會影響漆膜的成分和結(jié)構(gòu),從而影響其防銹性能。例如,通過電化學(xué)改性工藝,鈍化膜可以具有多層結(jié)構(gòu),形成CrO3或Cr2O3阻擋層,或賦予不銹鋼最大耐腐蝕性的氧化膜。國內(nèi)外學(xué)者對不銹鋼鈍化膜的形成進(jìn)行了廣泛的研究。以北京科技大學(xué)最近對316L 鋼鈍化膜進(jìn)行的光電子能譜(XPS) 研究為例進(jìn)行簡要討論[1]。
不銹鋼的鈍化是指表層的水分子因某種原因被溶解、吸附,在氧化劑的催化作用下,與構(gòu)成不銹鋼的Cr、Ni、Mo元素形成氧化物和氫氧化物。發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)。相形成膜可防止膜損壞和腐蝕。 3.方法與工藝流程3.1酸洗、鈍化處理方法比較不銹鋼設(shè)備及零件的酸洗、鈍化處理方法有多種,根據(jù)工作的不同,比較如下:酸洗液生產(chǎn)效率高、成本低、可長期使用,但由于充滿酸液,消耗浸泡液過多,不適合大型設(shè)備。刷涂法適用于大型設(shè)備內(nèi)表面及因體力勞動和工作條件惡劣而無法回收酸的局部區(qū)域的處理。粘貼法:用于安裝、維修現(xiàn)場,特別是焊接部位。體力勞動,工作條件差,生產(chǎn)成本高。噴涂法:用于安裝現(xiàn)場和大型容器內(nèi)壁,因此液量小,成本低,速度快,但需要噴槍和循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)法:可用于熱交換器、管殼等大型設(shè)備易于處理和安裝酸可重復(fù)使用,但需要管道和泵連接循環(huán)法電化學(xué)法:可用于各種應(yīng)用現(xiàn)場設(shè)備的表面處理技術(shù)比較復(fù)雜,需要直流電源或恒電位儀。 3.2.1 一般處理依據(jù)ASTMA380-1999,以300系列不銹鋼為例,(1)酸性清洗劑HNO3 6%~25%+HF 0.5%~8%(體積分?jǐn)?shù)),溫度21~60 C;時(shí)間:需要;或藥用檸檬酸銨5%10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));溫度4971;時(shí)間1060分鐘。 (2)鈍化劑HNO3 20%~50%(體積分?jǐn)?shù)),溫度49~71,時(shí)間10~30min;或溫度21~38,時(shí)間30~60min;或鈍化劑HNO3 20%~50% +Na2Cr207H2O2 2 %6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),溫度4954,時(shí)間1530分鐘,或溫度2138,時(shí)間3060分鐘。 (3)除垢酸洗劑H2SO4 8%11%(體積分?jǐn)?shù));溫度6682;6次545min;劑HNO3 6%25%+HF 0.5%8%(溫度21- 60;或HNO3 15%-25%+HF 1%-8%(體積分?jǐn)?shù))。 3.2.2膏法處理(1)以廣州石化新建尿素不銹鋼裝置內(nèi)部焊縫及母材鈍化及修補(bǔ)表面磨焊縫局部鈍化為例,酸洗膏:25%配制HNO~+4%HF+ 7l%冷凝水(體積分?jǐn)?shù))與BaSO4調(diào)成糊狀。鈍化膏:將30%HNO3或25%HNO3+1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))K2Cr2O7和BaSO7調(diào)成膏狀。在涂層表面等待5-30 分鐘,然后用冷凝水沖洗,直至pH=7。噴射過氧化氫的化學(xué)鈍化也可用于單個(gè)裝置。 (2)以上海大明鐵廠專利為例。酸洗鈍化膏:HN03 8%14%(用作鈍化劑);HF 10%15%(用作腐蝕劑);硬脂酸鎂2.2%2.7%(用作增稠劑)硝酸鎂60%70% (作為填料,提高附著力和滲透性);2.3%2.8%聚磷酸鈉(作為緩蝕劑);水(調(diào)節(jié)粘度)。 3.2.3 電化學(xué)處理。以廈門大學(xué)的專利為例,處理方法如下:要么使用待加工的不銹鋼工件作為陽極并控制陽極氧化的恒定電位,要么首先使用不銹鋼工件作為陰極。通過控制恒電位進(jìn)行陰極處理,以不銹鋼工件為陽極,通過控制恒電位進(jìn)行陽極氧化處理,通過改變恒電位進(jìn)行鈍化處理。這種處理改善了不銹鋼鈍化膜的性能,大大提高了不銹鋼的耐腐蝕性能。點(diǎn)蝕臨界電位(Eb) 增加約1000 mV(在3% NaCl 中),均勻耐腐蝕性能提高三個(gè)數(shù)量級(45C,在20%-30% H2SO4 中)。
除垢要選擇合適的清洗劑,可采用硝酸、硝酸+氫氟酸、硫酸、檸檬酸、EDTA、水基清洗劑等,并適量添加防銹劑可以添加代理。除垢清洗后,必要時(shí)可進(jìn)行鈍化處理。如上海石化PTA的不銹鋼換熱器、醋酸、丙烯酸等設(shè)備均已進(jìn)行除垢清洗。注意事項(xiàng)5.1 酸洗、鈍化前處理不銹鋼工件在酸洗、鈍化前表面如有污垢,必須進(jìn)行機(jī)械清洗,然后進(jìn)行脫油、脫脂。如果不能用酸洗液或鈍化處理液除油,則不能省略除油和脫脂,因?yàn)楸砻嬗偷拇嬖跁绊懰嵯春外g化的質(zhì)量。堿性溶液、乳化劑、有機(jī)溶劑、水蒸氣等。它可用于5.2 酸洗液和沖洗水中Cl-的控制不銹鋼酸洗液和酸洗膏宜使用含有氯離子的腐蝕介質(zhì),如鹽酸、高氯酸、氯化鐵、氯化鈉等,有的作為主劑;蜉o助劑。從防止應(yīng)力腐蝕裂紋的角度來看,使用三氯乙烯等氯化有機(jī)溶劑是不合適的,因?yàn)樗鼤コ砻嫜趸ず陀。另外,雖然預(yù)洗水可以使用工業(yè)水,但最終洗水的鹵化物含量必須嚴(yán)格控制。通常使用去離子水。例如,石化奧氏體不銹鋼壓力容器用水進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí),C1-含量不得超過25mg/L。如果達(dá)不到這一要求,可在水中添加硝酸鈉來滿足要求。如果C1含量超標(biāo),會破壞不銹鋼的鈍化膜,成為點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂等的根本原因。 5.3 酸洗和鈍化操作中的過程控制雖然單獨(dú)使用硝酸溶液可以有效去除游離鐵和其他金屬污染物,但它可能會導(dǎo)致氧化鐵皮、厚腐蝕產(chǎn)物和回火涂層等問題,去除沒有效果。一般應(yīng)采用HNO3+HF。為了方便和安全操作,可以使用氟化物代替HF [2]。對于僅HNO3溶液,無需添加緩蝕劑,但對于HNO3+HF酸洗,則必須添加Lan-826。應(yīng)采用HNO3+HF酸洗,濃度應(yīng)保持在5:1的比例,以防止腐蝕。請保持溫度低于49;如果太高,HF會蒸發(fā)。對于鈍化溶液,HNO3 應(yīng)控制在20% 至50% 之間。根據(jù)電化學(xué)測試,HNO3濃度低于20%處理的鈍化膜質(zhì)量不穩(wěn)定,容易發(fā)生點(diǎn)蝕[8]。不宜超過50%,防止過度鈍化。除油、酸洗、鈍化一步法雖然操作方便、節(jié)省工時(shí),但酸洗鈍化液(膏)中含有腐蝕性HF,所以最終的保護(hù)膜質(zhì)量不如傳統(tǒng)的保護(hù)膜。多步驟方法。酸洗過程中,酸濃度、溫度、接觸時(shí)間可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。由于酸洗液使用時(shí)間較長,需要注意酸濃度和金屬離子濃度的變化。注意不要腌太多。保持鈦離子濃度低于2%。點(diǎn)蝕會變得嚴(yán)重。發(fā)生。一般來說,提高酸洗溫度會加快清洗過程并提高清洗效果,但也可能增加表面污染和損壞的風(fēng)險(xiǎn)。 5.4 管理不銹鋼敏化條件下的酸洗[2] 一些不銹鋼可能由于不良的熱處理或不良的焊接而變得敏化。用HNOHF 酸洗會引起晶間腐蝕。在操作或清洗過程中,可能會因晶間腐蝕而產(chǎn)生裂紋。在加工過程中,鹵化物會濃縮并導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕。這些敏化不銹鋼一般不適合用HNO3+HF溶液除垢或酸洗。如果焊后需要酸洗,請使用超低碳鋼或穩(wěn)定化不銹鋼。 5.5 不銹鋼和碳鋼組件的酸洗對于不銹鋼和碳鋼組件(如熱交換器的不銹鋼管、管板和碳鋼殼體),采用HNO3 或HNO3+HF 進(jìn)行酸洗和鈍化,會出現(xiàn)嚴(yán)重問題。對于鋼,此時(shí)應(yīng)添加合適的緩蝕劑,例如Lan-826。
如果不銹鋼和碳鋼組件比較敏感,無法用HNO3+HF酸洗,則使用乙醇酸(2%)+甲酸(2%)+緩蝕劑,在93C的溫度下酸洗6分鐘即可。堿性中性溶液+緩蝕劑,溫度:121,時(shí)間:6小時(shí),熱水沖洗,10mg/L氫氧化銨+100mg/L聯(lián)氨浸泡[3]。 5.6 后處理不銹鋼工件酸洗鈍化后,含10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH+4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))KMnO4的堿性高錳酸鹽溶液可在71-82使用。浸泡5-60分鐘,去除酸洗殘留物,然后用水徹底沖洗并干燥。如果不銹鋼酸洗鈍化后表面出現(xiàn)斑點(diǎn)或污點(diǎn),可以用新鮮的鈍化液或濃硝酸擦拭去除。最終進(jìn)行酸洗、鈍化處理的不銹鋼設(shè)備或部件必須用聚乙烯薄膜進(jìn)行保護(hù)和覆蓋或包裹,避免異種金屬和非金屬接觸。酸性、鈍化廢水的處理必須符合國家環(huán)保排放規(guī)定。例如,可以將石灰乳或氯化鈣添加到氟化廢水中。鈍化處理液中盡量不使用重鉻酸鹽,如果有含鉻廢水,也可以添加硫酸亞鐵進(jìn)行還原處理。馬氏體不銹鋼可能因酸洗而產(chǎn)生氫脆,因此如有必要,建議進(jìn)行熱處理(加熱至200C并保溫一定時(shí)間)以除去氧。質(zhì)量檢驗(yàn)化學(xué)測試會破壞產(chǎn)品的鈍化膜,因此測試通常在樣品基板上進(jìn)行。 1、硫酸銅滴定:將500mL H2O+2-3mL H2SO4+8g CuSO4溶液滴于樣品表面,保持濕潤,6分鐘內(nèi)無銅沉淀,則為硫酸銅滴定。我有資格。 2、鐵氰化鉀滴定:將97 mL H2O + 1 mL H2SO4 + 2 mL HCl + 1 g K3Fe(CN)6 溶液滴在樣品表面,鈍化膜的質(zhì)量由鈍化膜的數(shù)量和長度決定。產(chǎn)生的藍(lán)色斑點(diǎn)。識別。有時(shí)他們會出現(xiàn)。








