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    什么是酸洗和鈍化

    2018-12-12   來源:   點擊數:11次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港報道記者:鋼鐵零件在加熱的過程中,加熱的方式一般有三種,即傳導、對流和輻射。加熱的介質按對零件表面有無影響,分為空氣、可控氣氛或保護氣氛、流動粒子、鹽浴、真空等幾種。其中對零件基本無影響的為真空、可控氣氛或保護氣氛等。
      
      鋼在無保護氣氛下加熱時常常發生氧化反應,表面氧化的同時伴隨表面脫碳,所以我們通常說氧化脫碳,其實氧化和脫碳是兩個獨立的過程。今天小編就來深剖一下熱處理最常見的氧化-脫碳現象。
      
      酸洗鈍化是一種化學反應,用以去除鋼鐵表面的腐銹現象。
      
      對不銹鋼全面酸洗鈍化,清除各類油污、銹、氧化皮、焊斑等污垢,處理后表面變成均勻銀白色,大大提高不銹鋼抗腐蝕性能,適用于各種型號不銹鋼零件、板材及其設備。
      
      操作簡單,使用方便、經濟實用,同時添加了高效緩蝕劑、抑霧劑,防止金屬出現過腐蝕和氫脆現象、抑制酸霧的產生。特別適用于小型復雜工件,不適合涂膏的情況,優于市場同類產品。
      
      根據不銹鋼的材質和氧化皮嚴重程度不同,可以用原液或按1:1~4的比例加水稀釋后使用;鐵素體、馬氏體和鎳含量低的奧氏體不銹鋼(如420、430、200、201、202、300、301等)稀釋后使用,鎳含量較高的奧氏體不銹鋼(如304、321、316、316L等)用原液浸泡;一般常溫或加熱到50~60度后使用,浸泡3-20分鐘或更長時間(具體時間和溫度用戶根據自己的試用情況確定),至表面污垢完全清除,成均勻銀白色,形成均勻致密的鈍化膜為止,處理完成后取出,用清水沖洗干凈,最好再用堿水或石灰水沖洗中和。
      
      中國鋼管信息港報道記者:不銹鋼具有良好的耐蝕性能,抗高溫氧化性能,較好的低溫性能及優良的機械與加上r生能。因此廣泛用于化工、石油、動力、核工程、航天航空、海洋、醫藥、輕工、紡織等部門。其主要目的在于防腐防銹。不銹鋼的耐腐蝕主要依靠表面鈍化膜,如果膜不完整或有缺陷,不銹鋼仍會被腐蝕。工程上通常進行酸洗鈍化處理,使不銹鋼的耐蝕潛力發揮得更大。在不銹鋼設備與部件在成形、組裝、焊接、焊縫檢查 (如探傷、耐壓試驗)及施工標記等過程中帶來表面油污、鐵銹、非金屬臟物、低熔點金屬污染物、油漆、焊渣與飛濺物等,這些物質影響了不銹鋼設備與部件表面質量,破壞了其表面的氧化膜,降低了鋼的抗全面腐蝕性能和抗局部腐蝕性能(包括點蝕、縫隙腐蝕),甚至會導致應力腐蝕破裂。
      
      不銹鋼表面清洗、酸洗與鈍化,除最大限度提高耐蝕性外,還有防止產品污染與獲得美觀的作用。在 GBl50-1998《鋼制壓力容器》規定,有防腐要求的不銹鋼及復合鋼板制造的容器的表面應進行酸洗鈍化。這一規定是針對石油化工中使用的壓力容器而言的,因為這些設備用于直接與腐蝕介質相接觸的場合,從保證耐蝕耐蝕性出發,提出酸洗鈍化是必要的。對其他工業部門,如并非出于防腐目的,僅基于清潔與美觀要求,而采用不銹鋼材判的則無需酸洗鈍化。但對不銹鋼設備的焊縫還需要進行酸洗鈍化。對核工程、某些化工裝置及其它使用要求嚴格的,除酸洗鈍化外,還要采用高純度介質進行最終精細清洗或進行機械、化學與電解拋光等精整處理。
      
      不銹鋼酸洗鈍化原理
      
      不銹鋼的抗腐蝕陛能主要是由于表面覆蓋著一層極薄的(約1nm)致密的鈍化膜,這層膜1n腐蝕介質隔離,是不銹鋼防護的基本屏障。不銹鋼鈍化具有動態特征,不應看作腐蝕完全停止,而是形成擴散的阻擋層,使陽極反應速度大大降低。通常在有還原劑(如氯離子)情況下傾向于破壞膜,而在氧化劑(如空氣)存在時能保持或修復膜。
      
      不銹鋼工件放置于空氣中會形成氧化膜,但這種膜的保護性不夠完善。通常先要進行徹底清洗,包括堿洗與酸洗,再用氧化劑鈍化,才能保證鈍化膜的完整性與穩定性。酸洗的目的之一是為鈍化處理創造有利條件,保證形成優質的鈍化膜。因為通過酸洗使不銹鋼表面平均有10m厚一層表面被腐蝕掉,酸液的化學活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高,因此酸洗可使整個表面趨于均勻平衡,一些原來容易造成腐蝕的隱患被清除掉了。但更重要的是,通過酸洗鈍化,使鐵與鐵的氧化物比鉻與鉻的氧化物優先溶解,去掉了貧鉻層,造成鉻在不銹鋼表面富集,這種富鉻鈍化膜的電位可達+1.0V(SCE),接近貴金屬的電位,提高了抗腐蝕的穩定性。不同的鈍化處理也會影響膜的成分與結構,從而影響不銹性,如通過電化學改性處理,可使鈍化膜具有多層結構,在阻擋層形成CrO3或Cr2O3,或形成玻璃態的氧化膜,使不銹鋼能發揮最大的耐蝕性。
      
      一、不銹鋼酸洗鈍化的方法
      
      浸漬法 用于可放入酸洗槽或鈍化槽的零部件,但不適于大設備酸洗液可較長時間使 用,生產效率較高、成本低;大容積設備充滿酸液浸漬耗液太大。
      
      涂刷法 適用于大型設備內處表面及局部處理物工操作、勞動條件差、酸液無法回收。
      
      膏劑法 用于安裝或檢修現場,尤其用于焊接部處理手工操作、勞動條件差、生產成 本高。
      
      噴淋法 用于安裝現場,大型容器內壁用液量低、費用少、速度快,但需配置噴槍及 循環系統。
      
      循環法 用于大型設備,如換熱器、管殼處理施工方便,酸液可回用,需配管與泵連 接循環系統。
      
      電化學法 既可用于零部件,又可用電刷法對現場設備表面處理, 技術較復雜,需直流 電源或恒電位儀。
      
      二、酸洗、鈍化工藝流程
      
      去油、清理污物→凈水部洗→鈍化→凈水沖洗→吹干
      
      三、酸洗、鈍化前的預處理
      
      3.1對制造完工后的不銹鋼容器或零部件按圖樣和工藝文件的要求,對規定項目檢查合格后,才能進行酸洗、鈍化預處理。
      
      3.2將焊縫及其兩側焊渣、飛濺物清理干凈,容器的機加工件表面應用汽油或清洗劑去除油漬等污物。
      
      3.3清除焊縫兩側異物時,應用不銹鋼絲刷,不銹鋼鏟或砂輪清除,清除完畢用凈水(水中氯離子含量不超過25mg/l)沖刷干凈。
      
      3.4當油污嚴重時則用3-5%的堿溶液將油污清除,并用凈水沖洗干凈。
      
      3.5對不銹鋼熱加工件的氧化皮可用機械噴砂的方法清除,砂必須是純硅或氧化鋁。
      
      3.6制定酸洗、鈍化的安全措施,確定必須的用具和勞動防護用品。
      
      四、酸洗、鈍化溶液及膏的配方
      
      4.1 酸洗液配方:硝酸(比重1.42)20%,氫氟酸為5%,其余為水。以上為體積百分比。
      
      4.2 酸洗膏配方:鹽酸(比重1.19)20毫升,水100毫升,硝酸(比重1.42)30毫升,膨潤土150克。
      
      4.3 鈍化液配方:硝酸(比重1.42)5%,重鉻酸鉀4克,其余為水。以上休積百分比,鈍化溫度為室溫。
      
      4.4 鈍化膏配方:硝酸(濃度67%)30毫升,重鉻酸鉀4克,加膨潤土(100-200目)攪拌至糊狀為止。
      
      五、酸洗鈍化操作
      
      5.1 只有進行過預處理的容器或零部件才能進行酸洗鈍化處理。
      
      5.2 酸洗液酸洗主要用于較小型未經加工的零部件整體處理,可以用噴刷的方法。溶液溫度在21-60℃時,每隔10分鐘左右檢查一次,直至呈現出均勻的白色酸蝕的光潔度為止。
      
      5.3 酸洗膏酸洗主要適用于大型容器或局部處理。在室溫下將酸洗膏外均勻干凈設備上(約2-3mm厚),停留一小時后用潔凈水或不銹鋼絲刷輕輕刷,直至呈現出均勻的白色酸蝕的光潔度為止。
      
      5.4 鈍化液主要適用于小型容器或部件整體處理,可以采用浸入或噴刷的方法,當溶液溫度在48-60℃時,每20分鐘檢查一次,當溶液在21-47℃時,每小時檢查一次,直至表面生成均勻的鈍化膜為止。
      
      5.5 鈍化膏主要適用于大型容器或局部處理,在室溫下將鈍化膏均勻涂在酸洗過的容器表面(約2-3mm),1小時后檢查,直至表面生成均勻的鈍化膜為止。
      
      5.6 酸洗鈍化容器或零部件必須用潔凈水將表面沖洗干凈,最后用酸性石蕊試紙測試沖洗面的任何處,使PH值在6.5-7.5之間,然后擦干或用壓縮空氣吹干。
      
      5.7 容器和零部件經酸洗鈍化后搬運吊裝及存放時禁止磕碰劃傷鈍化膜。
      
      六、注意事項
      
      6.1 配液時應將水按比例放入耐酸容器中,然后再按比例緩慢加酸,防止倒酸速度過快引起飛濺傷人。
      
      6.2酸洗鈍化處理,首次操作應先在小部件局部面上或類似的材料上作試驗。
      
      6.3 酸洗過程中,操作人員必須認真仔細,及時觀察,防止容器表面腐蝕過重。對碳鋼零部件應采取有效措施,防止遭到腐蝕。
      
      6.4 酸洗后不銹鋼表面不得有明顯的腐蝕痕跡,不得有顏色不均勻的斑紋,焊縫及熱加工表面不得有氧化色。
      
      6.5 操作人員在操作時,必須穿好耐酸服,帶好手套,口罩與防護眼罩。在容器內酸洗,必須帶上檢查合格的防毒面具,并在專人監護下進行。
      
      6.6 有防腐要求的奧氏體不銹鋼零部件按圖樣要求進行熱處理后,做酸洗鈍化處理。
      
      6.7 上述的酸洗鈍化配方及操作、濃度、體積比、液體溫度和操作時間可根據情況允許做小量適當的調整。酸洗鈍化液可重復使用,但必須保證適當的濃度和體積比。
      
      七、檢驗方法
      
      酸洗鈍化處理后的質量檢驗一般可從以下三個方面來考慮:
      
      1、外觀檢驗
      
      酸洗鈍化表面應呈均勻的銀白色。不得有明顯的腐蝕痕跡,焊縫及熱影響區表面不得有氧化色,不得有顏色不均勻的斑痕。
      
      2.殘液檢驗
      
      用酚酞試紙檢查表面上殘液的沖凈程度pH值中性為合格。
      
      3、藍點試驗(鈍化膜致密性檢驗)
      
      酸洗鈍化處理質量,根據需要還可采用藍點試驗法來檢驗:用1克鐵氰化鉀K3[Fe(CN6)]加3毫升(65%_85%)硝酸HNO3和100毫升水配制成溶液(宜現用現配)。然后用濾紙浸漬溶液后,貼附于待測表面或直接將溶液涂、滴于待測表面,30秒內觀察表面顯現藍點情況,有藍點為不合格。需注意的是該試驗需待酸洗鈍化表面基本干燥后進行,試驗后對試驗液也應沖洗干凈。
      
      藍點試驗法的基本原理為:若表面鈍化膜不完善或有鐵離子污染,就會有游離的鐵離子存在,那么即可發生如下反應: Fe2++K3[Fe(CN)6] =KFe[Fe(CN)6]↓(深藍色)+2K+
      
      藍點檢驗法一般應用于不銹鋼化工容器制造,這是一種非常嚴格的檢驗方法,為使檢驗通過,必須嚴格遵守工藝規程。
      
      4、檢驗鈍化表面碳鋼微粒:將8克CuSO4溶于500毫升蒸餾水中,加入2~3毫升H2SO4,然后將配置的溶液滴于鈍化表面,保持濕潤,在6分鐘內不出現銅析出為合格。
      
      不銹鋼罐采用酸洗鈍化膏進行酸洗鈍化,可形成的氧化膜致密完整,酸洗鈍化膏不加入硫化物和氧化物,膏劑中的氯離子得到嚴格控制,不銹鋼罐酸洗鈍化膏對焊接接頭的抗晶及腐蝕性能是安全的,提高了不銹鋼罐的耐腐蝕性。也可以運用于一系列不銹鋼材質儲罐,如不銹鋼過濾罐、不銹鋼攪拌罐、不銹鋼水箱等。中國鋼管信息港報道記者
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