想知道不銹鋼如何酸洗鈍化嗎?

2018-07-06  來自: 沈陽電鍍有限責任公司 瀏覽次數:257

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中的耐蝕性發生突變性提高,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隔離,是不銹鋼防護的基本屏障,如果鈍化膜不完整或有缺陷被破壞,不銹鋼仍會被腐蝕。

不銹鋼化學品船在內膽板材、設備及附件的吊運、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、低熔點金屬污染物、油漆、焊渣、飛濺物等,這些物質影響了不銹鋼表面質量,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品中的腐蝕介質共同作用,引發點蝕、晶間腐蝕、甚至會導致應力腐蝕開裂。

在GB150-1998《鋼制壓力容器》中規定:“有防腐要求的不銹鋼制造的容器表面應進行酸洗鈍化“。不銹鋼化學品船還由于載運多種不同的化學品,對防止貨品污染有很高的要求,而國產不銹鋼板表面質量相對較差,通常應對不銹鋼板、設備、附件進行機械、化學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,進行酸洗鈍化更是不可缺少。

不銹鋼鈍化膜具有動態特征,不應看作腐蝕完全停止,而是在形成擴散的保護層,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)存在時能保護和修復鈍化膜。

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生完整穩定的鈍化膜,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。


2酸洗鈍化方式

根據操作方式不同,不銹鋼酸洗鈍化處理主要有浸漬法、膏劑法、涂刷法、噴淋法、循環法、電化學法等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品船及設備的酸洗鈍化。

一、浸漬法:

不銹鋼管線、彎頭、小件等最適用該法,且處理效果最佳。因為處理件可充分浸泡在酸洗鈍化液中,表面反應完全、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。該法適合連續批量作業,但需隨溶液反應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,不適合大容量設備及形狀過長過寬的管線;長期不用會因溶液揮發等原因而效果下降,需要專用場地、酸池及加熱設備。

二、膏劑法:

不銹鋼酸洗鈍化膏目前已在國內廣泛使用并有系列產品供應,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《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595-94 有具體的檢驗規則,手工操作,適合現場施工,對不銹鋼化學品船焊縫處理、焊接變色、甲板頂部、拐角死角、扶梯背面及液艙內大面積的涂抹鈍化都適用。

膏劑法的優點是不需要專用設備和場地,不需要加熱設備,現場操作靈活,酸洗鈍化一次完成,獨立性強;鈍化膏保質期長,每次涂抹處理都用新的鈍化膏一次性使用,表面一層鈍化結束后反應即停止,不易過腐蝕,不受后續沖洗時間限制,焊縫等薄弱環節還可以加強鈍化。缺點是工人操作環境差,勞動強度高,成本較高,對不銹鋼管線內壁處理效果稍差,需結合其它方法。

三、噴淋法:

適合于場地固定,封閉環境的單一產品或內部結構簡單的設備酸洗鈍化,如板材生產線上的噴淋酸洗工序,對不銹鋼化學品船,可用于液貨艙內壁酸洗。川東造船廠對在建的中化3450t不銹鋼化學品船“迎春”輪液貨艙準備采用噴淋法進行酸洗鈍化。其優點是連續操作速度快,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、液艙內腳手架需全部拆出,艙內及管系都要清洗干凈,管道內不得有殘渣、雜質等。

2、全船所有深井泵、閥門、洗艙機等液貨系統都要調試好備用。

3、酸洗液在艙內停留時間過長,會發生反應引起不銹鋼的過腐蝕,因此須連續作業,船廠須高度配合,隨時準備大量清洗用水,如遇停電、停水、停工等會引起嚴重后果。

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、隨著反應時間的增長和溶液雜質的增多,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。


3特別注意事項

酸洗鈍化的前處理:不銹鋼表面如存在油脂等污物,會影響酸洗鈍化的質量,一般應先采用堿性洗滌劑等清洗液艙內壁。

酸洗液/ 膏及清洗水中氯離子濃度的控制:氯離子含量超標會破壞不銹鋼鈍化膜,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作為主劑或助劑去除表面氧化層,對于防止腐蝕是不利的,在檢驗中應予控制,如船標《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595-94中規定,對不銹鋼酸洗鈍化膏氯離子含量控制在25ppm~100ppm范圍內。另外對于清洗水也應控制氯離子含量低于25PPM,施工中在自來水中加入氯離子緩蝕劑硝酸鈉即可達到要求。

廢液中和環保排放:對于酸洗鈍化廢液的處理,應達到國家環保排放要求,如對含氟廢液可加入石灰乳或氯化鈣處理,對于含鉻廢液,可加硫酸亞鐵還原處理等。


4酸洗鈍化質量檢驗

不銹鋼酸洗鈍化效果的質量檢驗可參照船標《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595-94、國際標準《不銹鋼電解拋光及打磨拋光和酸洗鈍化所形成的表面鈍化膜檢驗》ISO15730 等進行,一般可分為:外觀檢驗、化學試驗,化學試驗又主要有人造海水掛片腐蝕試驗、硫酸銅滴定試驗、高鐵氰 化鉀滴定試驗(藍點試驗)等,對”寧化417“輪酸洗鈍化效果的檢驗以下面三種方式進行:

外觀檢驗:不銹鋼酸洗鈍化表面應呈均勻銀白色,光潔美觀,不得有明顯腐蝕痕跡,焊縫及熱影響區不得有氧化色,不得有顏色不均勻的斑痕。

殘液檢驗:用酚 酞試紙檢查不銹鋼表面殘液的沖凈程度,PH值中性為合格。

藍點試驗:藍點試驗法的基本原理為,若表面鈍化膜不完整或有鐵離子污染,就會有游離的鐵離子存在,鐵氰 化鉀溶液遇到鐵離子即反應生成藍色沉淀,反應式如下:

K++Fe+2+[Fe(CN)6]-3→KFe[Fe(CN)6]↓

用100mL 燒杯將10g鐵氰 化鉀溶于50ml 蒸餾水中,溶解后加入30ml 濃硝酸,然后移入1000ml容量瓶中用蒸餾水稀釋至刻度,即為藍點檢驗液,儲存期為一周。試驗方法:將藍點檢驗液滴在貼附于不銹鋼表面的試紙上,30秒鐘后試紙上顯示出藍點即為不合格。需要注意的是化學試驗會破壞不銹鋼的鈍化膜,通常可以用試板與產品同時進行酸洗鈍化,再在試板上進行上述試驗。


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