不銹鋼酸洗鈍化的方法與工藝
發(fā)布時(shí)間：2014.04.23 新聞來源：不銹鋼酸洗鈍化液_不銹鋼酸洗鈍化膏-天長市俊武不銹鋼表面處理材料廠 瀏覽次數(shù)：
1 酸洗鈍化處理方法比較
不銹鋼設(shè)備與零部件酸洗鈍化處理根據(jù)操作不同有多種方法。
2 酸洗鈍化處理配方舉例
2.1一般處理
(1)酸洗藥劑HNO36%～25%+HF0.5%～8%(體積分?jǐn)?shù));溫度21℃～60℃;時(shí)間按需要;或藥劑檸檬酸銨5%～10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));溫度49℃～71℃;時(shí)間10min～60min。
(2)鈍化藥劑HNO320%～50%(體積分?jǐn)?shù));溫度49～71℃;時(shí)間10min～30min;或溫度2l～38℃;時(shí)間30min～60min;或藥劑HNO320%～50%+Na2Cr207H2O22%～6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));溫度49℃～54℃;時(shí)間15min～30min;或溫度21℃～38℃;時(shí)間30min～60min。
(3)除鱗酸洗藥劑H2SO48%～11%(體積分?jǐn)?shù));
溫度66℃～82℃;6寸間5min～45min;及藥劑HNO36%～25%+HF0.5%～8%(體積分?jǐn)?shù));溫度21℃～60℃;或HNO315%～25%+HFl%～8%(體積分?jǐn)?shù))。
2.2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酸洗膏：25%HNO3~+4%HF+7l%冷凝水(體積分?jǐn)?shù))與BaSO4，調(diào)至糊狀。鈍化膏：30%HNO3或25%HNO3+1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))K2Cr2O7與BaSO4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zl****m為例。酸洗鈍化膏：HNO38%～14%(作鈍化劑);HFl0%～15%(作腐蝕劑);硬月S酸鎂2.2%～2.7%(作增稠劑)硝酸鎂60%～70%(作填料，提高粘附力與滲透性);多聚磷酸鈉2.3%～2.8%(作緩蝕劑);水(調(diào)節(jié)粘度)。
2.3電化學(xué)法處理將待處理的不銹鋼工件作陽極，控制恒電位進(jìn)行陽極化處理，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極，控制恒電位進(jìn)行陽極化處理，并繼續(xù)改變其恒電位進(jìn)行鈍化處理，電解質(zhì)溶液均采用HNO3。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%H2SO4中)。
3.不銹鋼酸洗鈍化的應(yīng)用范圍
3.1不銹鋼設(shè)備制造過程中的酸洗鈍化處理
3.1.1切削加工后的清洗及酸洗鈍化
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，既去除了鐵屑鋼末，又進(jìn)行了鈍化。
3.1.2焊接前后的清洗及酸洗鈍化由于油脂是氫的來源，在沒有清除油脂的焊縫中會(huì)形成氣孔，而低熔點(diǎn)金屬污染(如富鋅漆)焊接后會(huì)造成開裂，所以不銹鋼焊前須***將坡口及兩側(cè)20mm內(nèi)的表面清理干凈，油污可用丙酮擦洗，油漆銹跡應(yīng)先用砂布或不銹鋼絲刷清除，再用丙酮擦凈。不銹鋼設(shè)備制造無論采用何種焊接技術(shù)，焊后均要清洗，所有焊渣、飛濺物、污點(diǎn)與氧化色等均要除掉，清除方法包括機(jī)械清洗與化學(xué)清洗。機(jī)械清洗有打磨、拋光與噴砂噴丸等，應(yīng)避免使用碳鋼刷子，以防表面生銹。為取得***好的抗腐蝕性能，可將其浸泡在HNO3和HF的混液中，或采用酸洗鈍化膏。實(shí)際上常用械清洗與化學(xué)清洗結(jié)合起來應(yīng)用。
3.1.3鍛鑄件的清洗經(jīng)鍛鑄等熱加工后的不銹鋼工件，表面往往有一層氧化皮、潤滑劑或氧化物污染，污染物包括石墨、二硫化鉬與二氧化碳等。應(yīng)通過噴丸處理、鹽浴處理以及多道酸洗處理。如美國不銹鋼渦輪機(jī)葉片處理工藝為：鹽浴(10min)→水淬(2.5min)→硫酸洗(2min)→冷水洗(2min)→堿性高錳酸鹽浴(10min)→冷水洗(2min)→硫酸洗(1rain)→冷水洗(1min)→硝酸洗(1.5min)→冷水洗(1min)→熱水洗(1min)→空氣干燥。
3.2新裝置投產(chǎn)前的酸洗鈍化處理許多大型化工、化纖、化肥等裝置的不銹鋼設(shè)備與管道在投產(chǎn)開工前要求進(jìn)行酸洗鈍化。雖然設(shè)備在制造廠已進(jìn)行過酸洗，去除了焊渣與氧化皮，但在存放、運(yùn)輸、安裝過程中又難免造成油脂、泥砂、鐵銹等的污染，為確保裝置與設(shè)備試車產(chǎn)品(尤其是化工中間體及精制品)的質(zhì)量能夠達(dá)到要求，保證一次試車成功，須***進(jìn)行酸洗鈍化。H2O2生產(chǎn)裝置不銹鋼設(shè)備與管道，如投產(chǎn)前須***進(jìn)行清洗，否則若有污物重金屬離子會(huì)使催化劑中毒。另外，如金屬表面有油脂與游離鐵離子等會(huì)造成H2O2的分解，劇烈放出大量熱，引發(fā)著火，甚至爆炸。同樣對(duì)氧氣管道來說存在微量油污與金屬微粒也可能產(chǎn)生火花而發(fā)生嚴(yán)重后果。
3.3現(xiàn)場檢修中的酸洗鈍化處理在精制對(duì)苯二甲酸(PTA)，聚乙烯醇(PVA)，腈綸，醋酸等生產(chǎn)裝置的設(shè)備材料中，大量使用奧氏體不銹鋼316L、317、304L，由于物料都含有Cl-、-、SCN-、Br甲酸等有害離子，或由于污垢、物料結(jié)聚，會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕與焊縫腐蝕。在停車檢修時(shí)可以對(duì)設(shè)備或部件進(jìn)行全面或局部酸洗鈍化處理，修復(fù)其鈍化膜，以防局部腐蝕擴(kuò)展。如上海石化PTA裝置干燥機(jī)的不銹鋼管子更新檢修及腈綸裝置的不銹鋼換熱器檢修等均進(jìn)行過酸洗鈍化。
4.4在役設(shè)備除垢清洗石油化工裝置中的不銹鋼設(shè)備，尤其是換熱器，經(jīng)一定時(shí)間運(yùn)行后，內(nèi)壁會(huì)沉積各種污垢，如碳酸鹽垢、硫酸鹽垢、硅酸鹽垢、氧化鐵垢、有機(jī)物垢、催化劑垢等，影響了換熱效果，并且會(huì)造成垢下腐蝕。需要選擇合適的清洗劑進(jìn)行除垢，可采用硝酸、硝酸+氫氟酸、硫酸、檸檬[page]酸、EDTA、水基清洗劑等，并添加適量的緩蝕劑。除垢清洗后，如需要可再進(jìn)行鈍?；幚?。如上海石化PTA、醋酸、腈綸等裝置的不銹鋼換熱器均進(jìn)行過除垢清洗。
4.不銹鋼酸洗鈍化的注意事項(xiàng)
4.1酸洗鈍化的前處理不銹鋼工件酸洗鈍化前如有表面污物等，應(yīng)通過機(jī)械清洗，然后除油脫脂。如果酸洗液與鈍化液不能去除油脂，表面存在油脂會(huì)影響酸洗鈍化的質(zhì)量，為此除油脫脂不能省略，可以采用堿液、乳化劑、有機(jī)溶劑與蒸汽等進(jìn)行。
4.2酸洗液及沖洗水中Cl-的控制某些不銹鋼酸洗液或酸洗膏采用加入鹽酸、高氯酸，三氯化鐵與氯化鈉等含氯離子的侵蝕介質(zhì)作為主劑或助劑去除表面氧化層，除油脂用三氯乙烯等含氯有機(jī)溶劑，從防止應(yīng)力腐蝕破裂來說是不太適宜的。此外，對(duì)初步?jīng)_洗用水可采用工業(yè)水，但對(duì)***終清洗用水要求嚴(yán)格控制鹵化物含量。通常采用去離子水。如石化奧氏體不銹鋼壓力容器進(jìn)行水壓試驗(yàn)用水，控制C1-含量不超過25mg/L，如無法達(dá)到這一要求，在水中可加入硝酸鈉處理，使其達(dá)到要求，C1-含量超標(biāo)，會(huì)破壞不銹鋼的鈍化膜，是點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕破裂等的根源。
4.3酸洗鈍化操作中的工藝控制硝酸溶液單獨(dú)用于清除游離鐵和其它金屬污物是有效的，但對(duì)清除氧化鐵皮，厚的腐蝕產(chǎn)物，回火膜等無效，一般應(yīng)采用HNO3+HF溶液，為了方便與操作安全，可用氟化物代替HF。單獨(dú)HNO3溶液可不加緩蝕劑，但HNO3+HF酸洗時(shí)，需要加Lan-826。使用HNO3+HF酸洗，為防止腐蝕，濃度應(yīng)保持5：1的比例。溫度應(yīng)低于49℃，如過高，HF會(huì)揮發(fā)。
對(duì)鈍化液，HNO3應(yīng)控制在20%～50%之間，根據(jù)電化學(xué)測試，HNO3濃度易產(chǎn)生點(diǎn)蝕，HNO3濃度也不宜大于50%，但小于20%處理的鈍化膜質(zhì)量不穩(wěn)定，要防止過鈍化。用一步法處理除油酸洗鈍化，雖然操作簡便，節(jié)省工時(shí)，但該酸洗鈍化液(膏)中會(huì)有侵蝕性HF，因此其***終保護(hù)膜質(zhì)量不如多步法。酸洗過程中允許在一定范圍內(nèi)調(diào)整酸的濃度、溫度與接觸時(shí)間。隨著酸洗液使用時(shí)間的增長，須***注意酸濃度和金屬離子濃度的變化，應(yīng)注意避免過酸洗，鈦離子濃度應(yīng)小于2%，否則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的點(diǎn)蝕。一般來說，提高酸洗溫度會(huì)加速與改善清洗作用，但也可能增加表面污染或損壞的危險(xiǎn)。
4.4不銹鋼敏化條件下酸洗的控制某些不銹鋼由于不良熱處理或焊接造成敏化，采用HNO&HF酸洗可能會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕，由晶間腐蝕引起的裂縫在運(yùn)行時(shí)，或清洗時(shí)，或隨后加工中，能夠濃縮鹵化物，而引起應(yīng)力腐蝕。這些敏化不銹鋼一般不宜用HNO3+HF溶液除鱗或酸洗。在焊后如須***進(jìn)行這種酸洗，應(yīng)采用超低碳或穩(wěn)定化的不銹鋼。
4.5不銹鋼與碳鋼組合件的酸洗對(duì)不銹鋼與碳鋼組合件(如換熱器中不銹鋼管子、管板與碳鋼殼體)，酸洗鈍化若采用HNO3或HNO3+HF會(huì)嚴(yán)重腐蝕碳鋼，這時(shí)應(yīng)添加合適的緩蝕劑如Lan-826。當(dāng)不銹鋼與碳鋼組合件在敏化狀態(tài)下，不能用HNO3+HF酸洗時(shí)，可采用羥基乙酸(2%)+甲酸(2%)+緩蝕劑，溫度93℃，時(shí)間6h或EDTA銨基中性溶液+緩蝕劑，溫度：121℃，時(shí)間：6h，隨后用熱水沖洗并浸入10mg/L氫氧化銨+100mg/L聯(lián)氨中。
4.6酸洗鈍化的后處理不銹鋼工件經(jīng)酸洗和水沖洗后，可用含10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH+4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))KMnO4的堿與高錳酸鹽溶液在71～82℃中浸泡5～60min，以去除酸洗殘?jiān)?，然后用?*****沖洗，并進(jìn)行干燥。不銹鋼表面經(jīng)酸洗鈍化后出現(xiàn)花斑或污斑，可用新鮮鈍化液或較高濃度的硝酸擦洗而消除。***終酸洗鈍化的不銹鋼設(shè)備或部件應(yīng)注意保護(hù)，可用聚乙烯薄膜覆蓋或包扎，避免異金屬與非金屬接觸。對(duì)酸性與鈍化廢液的處理，應(yīng)符合******環(huán)保排放規(guī)定。如對(duì)含氟廢水可加石灰乳或氯化鈣處理。鈍化液盡可能不用*********鹽，如有含鉻廢水，可加硫酸亞鐵還原處理。酸洗可能引起馬氏體不銹鋼氫脆，如需要可通過熱處理去氧(加熱至200℃保溫一段時(shí)間)。
5.不銹鋼酸洗鈍化質(zhì)量檢驗(yàn)由于化學(xué)檢驗(yàn)會(huì)破壞產(chǎn)品的鈍化膜，通常在樣板上進(jìn)行檢驗(yàn)。方法舉例如下：
(1)硫酸銅滴定檢驗(yàn)用8gCuSO4+500mLH2O+2～3mLH2SO4溶液滴入樣板表面，保持濕態(tài)，6min如內(nèi)不出現(xiàn)銅的析出為合格。
(2)高鐵氰化鉀滴定檢驗(yàn)用2mLHCl+1mLH2SO4+1gK3Fe(CN)6+97mLH2O溶液滴在樣板表面，通過生成藍(lán)色斑點(diǎn)的多少及出現(xiàn)時(shí)間的長短來鑒定鈍化膜質(zhì)量的好壞。
多功能不銹鋼酸洗劑，有甲、乙兩組分，甲組分含有硫酸60～80%和硝酸20～40%，乙組分含有鹽酸70～90%和LK型緩蝕劑10～30%，甲組分和乙組分的重量配比為：甲90～98%、乙2～10%一般將制件浸入硫酸等的水溶液，以除去金屬表面的氧化物等薄膜。是電鍍、搪瓷、軋制等工藝的前處理或中間處理(一)利用酸溶液去除鋼鐵表面上的氧化皮和銹蝕物的方法稱為酸洗。氧化皮、鐵銹等鐵的氧化物(Fe3O4，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)eO等)與酸溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成鹽類溶于酸溶液中而被除去。酸洗用酸有硫酸、鹽酸、磷酸、硝酸、鉻酸、氫氟酸和混合酸等。***常用的是硫酸和鹽酸。酸洗工藝主要有浸漬酸洗法、噴射酸洗法和酸膏除銹法。一般多用浸漬酸洗法，大批量生產(chǎn)中可采用噴射法。鋼鐵零件一般在10%～20%(體積)硫酸溶液中酸洗，溫度為40℃。當(dāng)溶液中含鐵量超過80g/L，硫酸亞鐵超過215g/L時(shí)，應(yīng)更換酸洗液。常溫下，用20%～80%(體積)的鹽酸溶液對(duì)鋼鐵進(jìn)行酸洗，不易發(fā)生過腐蝕和氫脆現(xiàn)象。由于酸對(duì)金屬的腐蝕作用很大，需要添加緩蝕劑。清洗后金屬表面成銀白色，同時(shí)鈍化表面，提高不銹鋼抗腐蝕能力。(二)為了消除硅藻土載體表面吸附，減少色譜峰拖尾，載體在使用前需進(jìn)行酸洗或堿洗處理。酸洗是把載體用6mol/L鹽酸浸煮2h或濃鹽酸加熱浸煮30min，過濾，用水洗至中性，烘干。
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