介紹不銹鋼的酸洗鈍化原理!
發(fā)布時間:2019.06.17 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酸洗鈍化原理
不銹鋼的耐腐蝕性主要是因為在鋼中添加了較高含量的Cr元素(如316L W(Cr)=16.00~18.00),Cr 元素易于氧化,能在鋼的表面迅速形成致密的Cr2O3氧化膜,使鋼的電極電位和在氧化介質(zhì)中的耐蝕性發(fā)生突變性提高,不銹鋼的耐腐蝕性能主要依靠表面覆蓋的這一層極薄的(約1nm)致密的鈍化膜,這層鈍化膜與腐蝕介質(zhì)隔離,是不銹鋼防護(hù)的基本屏障,如果鈍化膜不完整或有缺陷被破壞,不銹鋼仍會被腐蝕。
不銹鋼化學(xué)品船在內(nèi)膽板材、設(shè)備及附件的吊運、裝配、焊接、焊縫檢查(如著色探傷、耐壓實驗)及加工過程中帶來的表面油污、劃傷、鐵銹、雜質(zhì)、低熔點金屬污染物、油漆、焊渣、飛濺物等,這些物質(zhì)影響了不銹鋼表面質(zhì)量,破壞了其表面鈍化膜,降低了表面耐蝕性,還易與以后載運的化學(xué)品中的腐蝕介質(zhì)共同作用,引發(fā)點蝕、晶間腐蝕、甚至?xí)?dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂。
在GB150《壓力容器》中規(guī)定:“有防腐要求的不銹鋼制造的容器表面應(yīng)進(jìn)行酸洗鈍化“。不銹鋼化學(xué)品船還由于載運多種不同的化學(xué)品,對防止貨品污染有很高的要求,而國產(chǎn)不銹鋼板表面質(zhì)量相對較差,通常應(yīng)對不銹鋼板、設(shè)備、附件進(jìn)行機械、化學(xué)或電解拋光等精整處理后再清洗、酸洗鈍化,使不銹鋼具有更強的耐蝕力。
不銹鋼化學(xué)品船在營運中通常有使用海水洗艙的工序, 海水中富含氯離子,對鈍化膜具有較大的腐蝕作用,工況惡劣,進(jìn)行酸洗鈍化更是不可缺少。
不銹鋼鈍化膜具有動態(tài)特征,不應(yīng)看作腐蝕完全停止,而是在形成擴散的保護(hù)層,通常在有還原劑(如氯離子)的情況下傾向于破壞鈍化膜,而在氧化劑(如空氣)存在時能保護(hù)和修復(fù)鈍化膜。
不銹鋼放置于空氣中會形成氧化膜,但這種膜的保護(hù)性不夠完善,通過酸洗使不銹鋼表面平均有厚度為10μm的一層表面被腐蝕掉,酸液的化學(xué)活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其他部位高,因此酸洗可使整個表面趨于均勻平衡,更重要的是,通過酸洗鈍化,使鐵及鐵的氧化物比鉻和鉻的氧化物優(yōu)先溶解,去掉了貧鉻層,使不銹鋼表面富鉻,在氧化劑鈍化作用下使表面產(chǎn)生完整穩(wěn)定的鈍化膜,這種富鉻鈍化膜的電位可達(dá)+1.0V(SCE),接近貴金屬的電位,提高了抗腐蝕的穩(wěn)定性。
2酸洗鈍化方式
根據(jù)操作方式不同,不銹鋼酸洗鈍化處理主要有浸漬法、膏劑法、涂刷法、噴淋法、循環(huán)法、電化學(xué)法等6種方法,其中,浸漬法、膏劑法、噴淋法比較適用于不銹鋼化學(xué)品船及設(shè)備的酸洗鈍化。
一、浸漬法:
不銹鋼管線、彎頭、小件等***適用該法,且處理效果***好。因為處理件可充分浸泡在酸洗鈍化液中,表面反應(yīng)完全、鈍化成膜致密均勻。川東造船廠利用本廠酸洗車間批量酸洗“寧化417”不銹鋼管線,取得了較好的效果。該法適合連續(xù)批量作業(yè),但需隨溶液反應(yīng)濃度降低而不斷補充新液。其缺點是受酸槽形狀及容量的限制,不適合大容量設(shè)備及形狀過長過寬的管線;長期不用會因溶液揮發(fā)等原因而效果下降,需要專用場地、酸池及加熱設(shè)備。
二、膏劑法:
不銹鋼酸洗鈍化膏目前已在國內(nèi)廣泛使用并有系列產(chǎn)品供應(yīng),主要成分由硝酸、氫氟酸、緩蝕劑、粘稠劑等按一定比例組成,船標(biāo)《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595-94 有具體的檢驗規(guī)則,手工操作,適合現(xiàn)場施工,對不銹鋼化學(xué)品船焊縫處理、焊接變色、甲板頂部、拐角死角、扶梯背面及液艙內(nèi)大面積的涂抹鈍化都適用。
膏劑法的優(yōu)點是不需要專用設(shè)備和場地,不需要加熱設(shè)備,現(xiàn)場操作靈活,酸洗鈍化一次完成,獨立性強;鈍化膏保質(zhì)期長,每次涂抹處理都用新的鈍化膏一次性使用,表面一層鈍化結(jié)束后反應(yīng)即停止,不易過腐蝕,不受后續(xù)沖洗時間限制,焊縫等薄弱環(huán)節(jié)還可以加強鈍化。缺點是工人操作環(huán)境差,勞動強度高,成本較高,對不銹鋼管線內(nèi)壁處理效果稍差,需結(jié)合其它方法。
三、噴淋法:
適合于場地固定,封閉環(huán)境的單一產(chǎn)品或內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單的設(shè)備酸洗鈍化,如板材生產(chǎn)線上的噴淋酸洗工序,對不銹鋼化學(xué)品船,可用于液貨艙內(nèi)壁酸洗。川東造船廠對在建的中化3450t不銹鋼化學(xué)品船“迎春”輪液貨艙準(zhǔn)備采用噴淋法進(jìn)行酸洗鈍化。其優(yōu)點是連續(xù)操作速度快,操作方式簡單,對工人腐蝕影響小,移液過程可將管線再酸洗一遍。溶液利用率較高。這種方法限制條件比較多,如:
1、液艙內(nèi)腳手架需全部拆出,艙內(nèi)及管系都要清洗干凈,管道內(nèi)不得有殘渣、雜質(zhì)等。
2、全船所有深井泵、閥門、洗艙機等液貨系統(tǒng)都要調(diào)試好備用。
3、酸洗液在艙內(nèi)停留時間過長,會發(fā)生反應(yīng)引起不銹鋼的過腐蝕,因此須連續(xù)作業(yè),船廠須高度配合,隨時準(zhǔn)備大量清洗用水,如遇停電、停水、停工等會引起嚴(yán)重后果。
4、廢酸、廢水排放須有較大的容器盛放或臨時啟用一個艙代替,但要盡快中和排出,以免腐蝕艙體。
5、隨著反應(yīng)時間的增長和溶液雜質(zhì)的增多,酸洗液有效成份逐漸降低,須隨時檢測溶液濃度并及時補充新液。
6、甲板、四壁、死角、扶梯背面等部位噴淋液停留時間較短,酸洗效果比底板稍差。
不銹鋼的耐腐蝕性主要是因為在鋼中添加了較高含量的Cr元素(如316L W(Cr)=16.00~18.00),Cr 元素易于氧化,能在鋼的表面迅速形成致密的Cr2O3氧化膜,使鋼的電極電位和在氧化介質(zhì)中的耐蝕性發(fā)生突變性提高,不銹鋼的耐腐蝕性能主要依靠表面覆蓋的這一層極薄的(約1nm)致密的鈍化膜,這層鈍化膜與腐蝕介質(zhì)隔離,是不銹鋼防護(hù)的基本屏障,如果鈍化膜不完整或有缺陷被破壞,不銹鋼仍會被腐蝕。
不銹鋼化學(xué)品船在內(nèi)膽板材、設(shè)備及附件的吊運、裝配、焊接、焊縫檢查(如著色探傷、耐壓實驗)及加工過程中帶來的表面油污、劃傷、鐵銹、雜質(zhì)、低熔點金屬污染物、油漆、焊渣、飛濺物等,這些物質(zhì)影響了不銹鋼表面質(zhì)量,破壞了其表面鈍化膜,降低了表面耐蝕性,還易與以后載運的化學(xué)品中的腐蝕介質(zhì)共同作用,引發(fā)點蝕、晶間腐蝕、甚至?xí)?dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂。
在GB150《壓力容器》中規(guī)定:“有防腐要求的不銹鋼制造的容器表面應(yīng)進(jìn)行酸洗鈍化“。不銹鋼化學(xué)品船還由于載運多種不同的化學(xué)品,對防止貨品污染有很高的要求,而國產(chǎn)不銹鋼板表面質(zhì)量相對較差,通常應(yīng)對不銹鋼板、設(shè)備、附件進(jìn)行機械、化學(xué)或電解拋光等精整處理后再清洗、酸洗鈍化,使不銹鋼具有更強的耐蝕力。
不銹鋼化學(xué)品船在營運中通常有使用海水洗艙的工序, 海水中富含氯離子,對鈍化膜具有較大的腐蝕作用,工況惡劣,進(jìn)行酸洗鈍化更是不可缺少。
不銹鋼鈍化膜具有動態(tài)特征,不應(yīng)看作腐蝕完全停止,而是在形成擴散的保護(hù)層,通常在有還原劑(如氯離子)的情況下傾向于破壞鈍化膜,而在氧化劑(如空氣)存在時能保護(hù)和修復(fù)鈍化膜。
不銹鋼放置于空氣中會形成氧化膜,但這種膜的保護(hù)性不夠完善,通過酸洗使不銹鋼表面平均有厚度為10μm的一層表面被腐蝕掉,酸液的化學(xué)活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其他部位高,因此酸洗可使整個表面趨于均勻平衡,更重要的是,通過酸洗鈍化,使鐵及鐵的氧化物比鉻和鉻的氧化物優(yōu)先溶解,去掉了貧鉻層,使不銹鋼表面富鉻,在氧化劑鈍化作用下使表面產(chǎn)生完整穩(wěn)定的鈍化膜,這種富鉻鈍化膜的電位可達(dá)+1.0V(SCE),接近貴金屬的電位,提高了抗腐蝕的穩(wěn)定性。
2酸洗鈍化方式
根據(jù)操作方式不同,不銹鋼酸洗鈍化處理主要有浸漬法、膏劑法、涂刷法、噴淋法、循環(huán)法、電化學(xué)法等6種方法,其中,浸漬法、膏劑法、噴淋法比較適用于不銹鋼化學(xué)品船及設(shè)備的酸洗鈍化。
一、浸漬法:
不銹鋼管線、彎頭、小件等***適用該法,且處理效果***好。因為處理件可充分浸泡在酸洗鈍化液中,表面反應(yīng)完全、鈍化成膜致密均勻。川東造船廠利用本廠酸洗車間批量酸洗“寧化417”不銹鋼管線,取得了較好的效果。該法適合連續(xù)批量作業(yè),但需隨溶液反應(yīng)濃度降低而不斷補充新液。其缺點是受酸槽形狀及容量的限制,不適合大容量設(shè)備及形狀過長過寬的管線;長期不用會因溶液揮發(fā)等原因而效果下降,需要專用場地、酸池及加熱設(shè)備。
二、膏劑法:
不銹鋼酸洗鈍化膏目前已在國內(nèi)廣泛使用并有系列產(chǎn)品供應(yīng),主要成分由硝酸、氫氟酸、緩蝕劑、粘稠劑等按一定比例組成,船標(biāo)《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595-94 有具體的檢驗規(guī)則,手工操作,適合現(xiàn)場施工,對不銹鋼化學(xué)品船焊縫處理、焊接變色、甲板頂部、拐角死角、扶梯背面及液艙內(nèi)大面積的涂抹鈍化都適用。
膏劑法的優(yōu)點是不需要專用設(shè)備和場地,不需要加熱設(shè)備,現(xiàn)場操作靈活,酸洗鈍化一次完成,獨立性強;鈍化膏保質(zhì)期長,每次涂抹處理都用新的鈍化膏一次性使用,表面一層鈍化結(jié)束后反應(yīng)即停止,不易過腐蝕,不受后續(xù)沖洗時間限制,焊縫等薄弱環(huán)節(jié)還可以加強鈍化。缺點是工人操作環(huán)境差,勞動強度高,成本較高,對不銹鋼管線內(nèi)壁處理效果稍差,需結(jié)合其它方法。
三、噴淋法:
適合于場地固定,封閉環(huán)境的單一產(chǎn)品或內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單的設(shè)備酸洗鈍化,如板材生產(chǎn)線上的噴淋酸洗工序,對不銹鋼化學(xué)品船,可用于液貨艙內(nèi)壁酸洗。川東造船廠對在建的中化3450t不銹鋼化學(xué)品船“迎春”輪液貨艙準(zhǔn)備采用噴淋法進(jìn)行酸洗鈍化。其優(yōu)點是連續(xù)操作速度快,操作方式簡單,對工人腐蝕影響小,移液過程可將管線再酸洗一遍。溶液利用率較高。這種方法限制條件比較多,如:
1、液艙內(nèi)腳手架需全部拆出,艙內(nèi)及管系都要清洗干凈,管道內(nèi)不得有殘渣、雜質(zhì)等。
2、全船所有深井泵、閥門、洗艙機等液貨系統(tǒng)都要調(diào)試好備用。
3、酸洗液在艙內(nèi)停留時間過長,會發(fā)生反應(yīng)引起不銹鋼的過腐蝕,因此須連續(xù)作業(yè),船廠須高度配合,隨時準(zhǔn)備大量清洗用水,如遇停電、停水、停工等會引起嚴(yán)重后果。
4、廢酸、廢水排放須有較大的容器盛放或臨時啟用一個艙代替,但要盡快中和排出,以免腐蝕艙體。
5、隨著反應(yīng)時間的增長和溶液雜質(zhì)的增多,酸洗液有效成份逐漸降低,須隨時檢測溶液濃度并及時補充新液。
6、甲板、四壁、死角、扶梯背面等部位噴淋液停留時間較短,酸洗效果比底板稍差。
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