不銹鋼酸洗鈍化原理

日期：2023-02-24 23:03:04   信息來(lái)源：江蘇冠裕 點(diǎn)擊：0

　　在生活生產(chǎn)中，不銹鋼是很普遍的金屬，不銹鋼制造的設(shè)備也很多，不銹鋼泵在工業(yè)生產(chǎn)中很常見(jiàn)，不銹鋼具有一定的耐腐蝕性能，那么不銹鋼如何酸洗鈍化呢?

　　一、酸洗鈍化原理

　　不銹鋼的耐腐蝕性主要是因?yàn)樵阡撝刑砑恿溯^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(huì)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(yùn)、裝配、焊接、焊縫檢查(如著色探傷、耐壓實(shí)驗(yàn))及加工過(guò)程中帶來(lái)的表面油污、劃傷、鐵銹、雜質(zhì)、低熔點(diǎn)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(yùn)的化學(xué)品中的腐蝕介質(zhì)共同作用，引發(fā)點(diǎn)蝕、晶間腐蝕、甚至?xí)?dǎo)致應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。在GB150-1998《鋼制壓力容器》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(yùn)多種不同的化學(xué)品，對(duì)防止貨品污染有很高的要求，而國(guó)產(chǎn)不銹鋼板表面質(zhì)量相對(duì)較差，通常應(yīng)對(duì)不銹鋼板、設(shè)備、附件進(jìn)行機(jī)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(qiáng)的耐蝕力。

　　不銹鋼化學(xué)品船在營(yíng)運(yùn)中通常有使用海水洗艙的工序, 海水中富含氯離子，對(duì)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(dòng)態(tài)特征，不應(yīng)看作腐蝕完全停止，而是在形成擴(kuò)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(shí)能保護(hù)和修復(fù)鈍化膜。

　　不銹鋼放置于空氣中會(huì)形成氧化膜，但這種膜的保護(hù)性不夠完善，通過(guò)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(gè)表面趨于均勻平衡，更重要的是，通過(guò)酸洗鈍化，使鐵及鐵的氧化物比鉻和鉻的氧化物優(yōu)先溶解冠裕泵閥，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。

　　二、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。

　　1、膏劑法：

　　不銹鋼酸洗鈍化膏目前已在國(guó)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(yàn)規(guī)則，手工操作，適合現(xiàn)場(chǎng)施工，對(duì)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(diǎn)是不需要專用設(shè)備和場(chǎng)地，不需要加熱設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)操作靈活，酸洗鈍化一次完成，獨(dú)立性強(qiáng);鈍化膏保質(zhì)期長(zhǎng)，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(guò)腐蝕，不受后續(xù)沖洗時(shí)間限制，焊縫等薄弱環(huán)節(jié)還可以加強(qiáng)鈍化。缺點(diǎn)是工人操作環(huán)境差，勞動(dòng)強(qiáng)度高，成本較高，對(duì)不銹鋼管線內(nèi)壁處理效果稍差，需結(jié)合其它方法。

　　2、浸漬法：不銹鋼管線、彎頭、小件等zui適用該法，且處理效果好。因?yàn)樘幚砑沙浞纸菰谒嵯粹g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(bǔ)充新液。其缺點(diǎn)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(guò)長(zhǎng)過(guò)寬的管線;長(zhǎng)期不用會(huì)因溶液揮發(fā)等原因而效果下降，需要專用場(chǎng)地、酸池及加熱設(shè)備。

　　3、噴淋法：適合于場(chǎng)地固定，封閉環(huán)境的單一產(chǎn)品或內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)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(duì)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(diǎn)是連續(xù)操作速度快，操作方式簡(jiǎn)單，對(duì)工人腐蝕影響小，移液過(guò)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：

　　a、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?jiān)㈦s質(zhì)等。

　　b、廢酸、廢水排放須有較大的容器盛放或臨時(shí)啟用一個(gè)艙代替，但要盡快中和排出，以免腐蝕艙體。

　　c、隨著反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)和溶液雜質(zhì)的增多，酸洗液有效成份逐漸降低，須隨時(shí)檢測(cè)溶液濃度并及時(shí)補(bǔ)充新液。

　　d、甲板、四壁、死角、扶梯背面等部位噴淋液停留時(shí)間較短，酸洗效果比底板稍差。

　　e、全船所有深井泵、閥門(mén)、洗艙機(jī)等液貨系統(tǒng)都要調(diào)試好備用。

　　f、酸洗液在艙內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)引起不銹鋼的過(guò)腐蝕，因此須連續(xù)作業(yè)，船廠須高度配合，隨時(shí)準(zhǔn)備大量清洗用水，如遇停電、停水、停工等會(huì)引起嚴(yán)重后果。

　　三、特別注意事項(xiàng)

　　酸洗鈍化的前處理：不銹鋼表面如存在油脂等污物，會(huì)影響酸洗鈍化的質(zhì)量，一般應(yīng)先采用堿性洗滌劑等清洗液艙內(nèi)壁。酸洗液/ 膏及清洗水中氯離子濃度的控制：氯離子含量超標(biāo)會(huì)破壞不銹鋼鈍化膜，部分不銹鋼酸洗液/膏采用加入鹽酸、高氯酸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，對(duì)于防止腐蝕是不利的，在檢驗(yàn)中應(yīng)予控制，如船標(biāo)《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595-94中規(guī)定，對(duì)不銹鋼酸洗鈍化膏氯離子含量控制在25ppm～100ppm范圍內(nèi)。另外對(duì)于清洗水也應(yīng)控制氯離子含量低于25PPM，施工中在自來(lái)水中加入氯離子緩蝕劑硝酸鈉即可達(dá)到要求。廢液中和環(huán)保排放：對(duì)于酸洗鈍化廢液的處理，應(yīng)達(dá)到國(guó)家環(huán)保排放要求，如對(duì)含氟廢液可加入石灰乳或氯化鈣處理，對(duì)于含鉻廢液，可加硫酸亞鐵還原處理等。