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什么是酸洗和钝化

酸洗钝化

酸洗钝化是一种化学反应,用以去除钢铁表面的腐锈现象。

对不锈钢全面酸洗钝化,清除各类油污、锈、氧化皮、焊斑等污垢,处理后表面变成均匀银白色,大大提高不锈钢抗腐蚀性能,适用于各种型号不锈钢零件、板材及其设备。

操作简单,使用方便、经济实用,同时添加了高效缓蚀剂、抑雾剂,防止金属出现过腐蚀和氢脆现象、抑制酸雾的产生。特别适用于小型复杂工件,不适合涂膏的情况,优于市场同类产品。

根据不锈钢的材质和氧化皮严重程度不同,可以用原液或按1:1~4的比例加水稀释后使用;铁素体、马氏体和镍含量低的奥氏体不锈钢(如420、430、200、201、202、300、301等)稀释后使用,镍含量较高的奥氏体不锈钢(如304、321、316、316L等)用原液浸泡;一般常温或加热到50~60度后使用,浸泡3-20分钟或更长时间(具体时间和温度用户根据自己的试用情况确定),至表面污垢完全清除,成均匀银白色,形成均匀致密的钝化膜为止,处理完成后取出,用清水冲洗干净,最好再用碱水或石灰水冲洗中和。


不锈钢酸洗钝化的必要性

不锈钢具有良好的耐蚀性能,抗高温氧化性能,较好的低温性能及优良的机械与加上r生能。因此广泛用于化工、石油、动力、核工程、航天航空、海洋、医药、轻工、纺织等部门。其主要目的在于防腐防锈。不锈钢的耐腐蚀主要依靠表面钝化膜,如果膜不完整或有缺陷,不锈钢仍会被腐蚀。工程上通常进行酸洗钝化处理,使不锈钢的耐蚀潜力发挥得更大。在不锈钢设备与部件在成形、组装、焊接、焊缝检查 (如探伤、耐压试验)及施工标记等过程中带来表面油污、铁锈、非金属脏物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等,这些物质影响了不锈钢设备与部件表面质量,破坏了其表面的氧化膜,降低了钢的抗全面腐蚀性能和抗局部腐蚀性能(包括点蚀、缝隙腐蚀),甚至会导致应力腐蚀破裂。

不锈钢表面清洗、酸洗与钝化,除最大限度提高耐蚀性外,还有防止产品污染与获得美观的作用。在 GBl50-1998《钢制压力容器》规定,有防腐要求的不锈钢及复合钢板制造的容器的表面应进行酸洗钝化。这一规定是针对石油化工中使用的压力容器而言的,因为这些设备用于直接与腐蚀介质相接触的场合,从保证耐蚀耐蚀性出发,提出酸洗钝化是必要的。对其他工业部门,如并非出于防腐目的,仅基于清洁与美观要求,而采用不锈钢材判的则无需酸洗钝化。但对不锈钢设备的焊缝还需要进行酸洗钝化。对核工程、某些化工装置及其它使用要求严格的,除酸洗钝化外,还要采用高纯度介质进行最终精细清洗或进行机械、化学与电解抛光等精整处理。


不锈钢酸洗钝化原理

不锈钢的抗腐蚀陛能主要是由于表面覆盖着一层极薄的(约1nm)致密的钝化膜,这层膜1n腐蚀介质隔离,是不锈钢防护的基本屏障。不锈钢钝化具有动态特征,不应看作腐蚀完全停止,而是形成扩散的阻挡层,使阳极反应速度大大降低。通常在有还原剂(如氯离子)情况下倾向于破坏膜,而在氧化剂(如空气)存在时能保持或修复膜。

不锈钢工件放置于空气中会形成氧化膜,但这种膜的保护性不够完善。通常先要进行彻底清洗,包括碱洗与酸洗,再用氧化剂钝化,才能保证钝化膜的完整性与稳定性。酸洗的目的之一是为钝化处理创造有利条件,保证形成优质的钝化膜。因为通过酸洗使不锈钢表面平均有10m厚一层表面被腐蚀掉,酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高,因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡,一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。但更重要的是,通过酸洗钝化,使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解,去掉了贫铬层,造成铬在不锈钢表面富集,这种富铬钝化膜的电位可达+1.0V(SCE),接近贵金属的电位,提高了抗腐蚀的稳定性。不同的钝化处理也会影响膜的成分与结构,从而影响不锈性,如通过电化学改性处理,可使钝化膜具有多层结构,在阻挡层形成CrO3或Cr2O3,或形成玻璃态的氧化膜,使不锈钢能发挥最大的耐蚀性。


一、不锈钢酸洗钝化的方法

浸渍法 用于可放入酸洗槽或钝化槽的零部件,但不适于大设备酸洗液可较长时间使 用,生产效率较高、成本低;大容积设备充满酸液浸渍耗液太大。

涂刷法 适用于大型设备内处表面及局部处理物工操作、劳动条件差、酸液无法回收。

膏剂法 用于安装或检修现场,尤其用于焊接部处理手工操作、劳动条件差、生产成 本高。

喷淋法 用于安装现场,大型容器内壁用液量低、费用少、速度快,但需配置喷枪及 循环系统。

循环法 用于大型设备,如换热器、管壳处理施工方便,酸液可回用,需配管与泵连 接循环系统。

电化学法 既可用于零部件,又可用电刷法对现场设备表面处理, 技术较复杂,需直流 电源或恒电位仪。


二、酸洗、钝化工艺流程

去油、清理污物→净水部洗→钝化→净水冲洗→吹干


三、酸洗、钝化前的预处理

3.1对制造完工后的不锈钢容器或零部件按图样和工艺文件的要求,对规定项目检查合格后,才能进行酸洗、钝化预处理。

3.2将焊缝及其两侧焊渣、飞溅物清理干净,容器的机加工件表面应用汽油或清洗剂去除油渍等污物。

3.3清除焊缝两侧异物时,应用不锈钢丝刷,不锈钢铲或砂轮清除,清除完毕用净水(水中氯离子含量不超过25mg/l)冲刷干净。

3.4当油污严重时则用3-5%的碱溶液将油污清除,并用净水冲洗干净。

3.5对不锈钢热加工件的氧化皮可用机械喷砂的方法清除,砂必须是纯硅或氧化铝。

3.6制定酸洗、钝化的安全措施,确定必须的用具和劳动防护用品。


四、酸洗、钝化溶液及膏的配方

4.1 酸洗液配方:硝酸(比重1.42)20%,氢氟酸为5%,其余为水。以上为体积百分比。

4.2 酸洗膏配方:盐酸(比重1.19)20毫升,水100毫升,硝酸(比重1.42)30毫升,膨润土150克。

4.3 钝化液配方:硝酸(比重1.42)5%,重铬酸钾4克,其余为水。以上休积百分比,钝化温度为室温。

4.4 钝化膏配方:硝酸(浓度67%)30毫升,重铬酸钾4克,加膨润土(100-200目)搅拌至糊状为止。


五、酸洗钝化操作

5.1 只有进行过预处理的容器或零部件才能进行酸洗钝化处理。

5.2 酸洗液酸洗主要用于较小型未经加工的零部件整体处理,可以用喷刷的方法。溶液温度在21-60℃时,每隔10分钟左右检查一次,直至呈现出均匀的白色酸蚀的光洁度为止。

5.3 酸洗膏酸洗主要适用于大型容器或局部处理。在室温下将酸洗膏外均匀干净设备上(约2-3mm厚),停留一小时后用洁净水或不锈钢丝刷轻轻刷,直至呈现出均匀的白色酸蚀的光洁度为止。

5.4 钝化液主要适用于小型容器或部件整体处理,可以采用浸入或喷刷的方法,当溶液温度在48-60℃时,每20分钟检查一次,当溶液在21-47℃时,每小时检查一次,直至表面生成均匀的钝化膜为止。

5.5 钝化膏主要适用于大型容器或局部处理,在室温下将钝化膏均匀涂在酸洗过的容器表面(约2-3mm),1小时后检查,直至表面生成均匀的钝化膜为止。

5.6 酸洗钝化容器或零部件必须用洁净水将表面冲洗干净,最后用酸性石蕊试纸测试冲洗面的任何处,使PH值在6.5-7.5之间,然后擦干或用压缩空气吹干。

5.7 容器和零部件经酸洗钝化后搬运吊装及存放时禁止磕碰划伤钝化膜。


六、注意事项

6.1 配液时应将水按比例放入耐酸容器中,然后再按比例缓慢加酸,防止倒酸速度过快引起飞溅伤人。

6.2酸洗钝化处理,首次操作应先在小部件局部面上或类似的材料上作试验。

6.3 酸洗过程中,操作人员必须认真仔细,及时观察,防止容器表面腐蚀过重。对碳钢零部件应采取有效措施,防止遭到腐蚀。

6.4 酸洗后不锈钢表面不得有明显的腐蚀痕迹,不得有颜色不均匀的斑纹,焊缝及热加工表面不得有氧化色。

6.5 操作人员在操作时,必须穿好耐酸服,带好手套,口罩与防护眼罩。在容器内酸洗,必须带上检查合格的防毒面具,并在专人监护下进行。

6.6 有防腐要求的奥氏体不锈钢零部件按图样要求进行热处理后,做酸洗钝化处理。

6.7 上述的酸洗钝化配方及操作、浓度、体积比、液体温度和操作时间可根据情况允许做小量适当的调整。酸洗钝化液可重复使用,但必须保证适当的浓度和体积比。


七、检验方法

酸洗钝化处理后的质量检验一般可从以下三个方面来考虑:

1、外观检验

酸洗钝化表面应呈均匀的银白色。不得有明显的腐蚀痕迹,焊缝及热影响区表面不得有氧化色,不得有颜色不均匀的斑痕。

2.残液检验

用酚酞试纸检查表面上残液的冲净程度pH值中性为合格。

3、蓝点试验(钝化膜致密性检验)

酸洗钝化处理质量,根据需要还可采用蓝点试验法来检验:用1克铁氰化钾K3[Fe(CN6)]加3毫升(65%_85%)硝酸HNO3和100毫升水配制成溶液(宜现用现配)。然后用滤纸浸渍溶液后,贴附于待测表面或直接将溶液涂、滴于待测表面,30秒内观察表面显现蓝点情况,有蓝点为不合格。需注意的是该试验需待酸洗钝化表面基本干燥后进行,试验后对试验液也应冲洗干净。

蓝点试验法的基本原理为:若表面钝化膜不完善或有铁离子污染,就会有游离的铁离子存在,那么即可发生如下反应: Fe2++K3[Fe(CN)6] =KFe[Fe(CN)6]↓(深蓝色)+2K+

蓝点检验法一般应用于不锈钢化工容器制造,这是一种非常严格的检验方法,为使检验通过,必须严格遵守工艺规程。

4、检验钝化表面碳钢微粒:将8克CuSO4溶于500毫升蒸馏水中,加入2~3毫升H2SO4,然后将配置的溶液滴于钝化表面,保持湿润,在6分钟内不出现铜析出为合格。

不锈钢罐采用酸洗钝化膏进行酸洗钝化,可形成的氧化膜致密完整,酸洗钝化膏不加入硫化物和氧化物,膏剂中的氯离子得到严格控制,不锈钢罐酸洗钝化膏对焊接接头的抗晶及腐蚀性能是安全的,提高了不锈钢罐的耐腐蚀性。也可以运用于一系列不锈钢材质储罐,如不锈钢过滤罐、不锈钢搅拌罐、不锈钢水箱等。


建议:

1.不锈钢放置要有专用的场地,一定要铺木板或橡胶皮,严禁与碳钢混放;

2.各类加工设备,如滚板机、剪板机台等要进行清洗处理,滚轴、压角要涂刷清漆,保证不锈钢不与碳钢直接接触;

3.工装夹具采用不锈钢材料或衬垫不锈钢;

4.酸洗的钢丝刷要用不锈钢材质钢丝刷。


钢管酸洗钝化

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