不锈钢表面处理主要方式
发布时间:2015.08.10 新闻来源:不锈钢酸洗钝化液-不锈钢酸洗钝化膏-天长市俊武不锈钢表面处理材料厂 浏览次数:
不锈钢表面处理方式一般为酸洗钝化:
1.不锈钢酸洗钝化原理
不锈钢并不是长久不会生锈的,因其有自我钝化的功能,因此其耐腐蚀性主要还是依靠表面的钝化保护膜,如果表面的钝化保护膜遭到破坏后不完整或有缺陷,那么不锈钢依然会被腐蚀。通常,为了提高不锈钢的耐腐蚀性能,工业工程上都会对不锈钢进行酸洗钝化处理,使不锈钢的耐蚀潜力发挥得更大。本文主要由东莞森源化工为大家作不锈钢酸洗钝化原理介绍,以供大家参考:
钝化的作用主要是防锈,通过完全的化学反应,在不锈钢表面形成一层致密的钝化保护膜,不锈钢的抗腐蚀性能则主要是借助表面覆盖着的钝化膜,这层膜是防止不锈钢生锈的基本屏障。
不锈钢酸洗钝化具有全面******清洗不锈钢表面的功能,可快速去除表面焊斑、氧化皮,污渍,杂质等,同时完成钝化过程。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。
不锈钢工件如果放置于空气中本身就会在表面形成氧化膜,但是,这种膜的保护性是完全不够完善的。通常,需要先对不锈钢工件进行******清洗,建议采用酸洗工艺,再用氧化剂钝化处理,只有这样才能保证钝化膜的完整性与稳定性。酸洗的主要目的是为后续的钝化处理创造有利条件,只有当不锈钢件表面******清洗干净了,才能保证形成优质的钝化膜。并且酸洗还可以使整个不锈钢表面趋于均匀平衡,一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了,也更利于不锈钢的防锈了。
2.不锈钢酸洗钝化的方法与工艺
2.1酸洗钝化处理方法比较
2.2酸洗钝化处理配方举例
2.2.1一般处理[2]
根据ASTMA380—1999,仅以300系列不锈钢为例,
(1)酸洗
药剂HNO36%~25%+HF0.5%~8%(体积分数);
温度21~60℃;时间按需要;
或药剂柠檬酸铵5%~10%(质量分数);
温度49~71℃;时间10~60min。
(2)钝化
药剂HNO320%~50%(体积分数);
温度49~71℃;时间10~30min;
或温度2l~38℃;时间30~60min;
或药剂HNO320%~50%+Na2Cr207H2022%~ 6%(质量分数);
温度49~54℃; 时间15~30min;
或温度21~38℃;时间30~60min。
(3)除鳞酸洗
药剂H2SO48%~11%(体积分数);
温度66~82℃;6寸间5~45min;
及药剂HNO36%~25%+HF 0.5%~8%(体积分数);
温度21~60℃;
或HNO315%~25%+HFl%—8%(体积分数)。
2.2.2膏剂法处理
(1)以广州石化尿素不锈钢新设备内表面焊缝及母材钝化和维修表面打磨焊缝的局部钝化为例[3]
酸洗膏:
25%HNO~+4%HF+7l%冷凝 水(体积分数)与 BaSO,调至糊状。
钝化膏:
30%HNO3或25%HNO3+1%(质量分数)K2Cr207与BaSO7调至糊状。
涂覆表面5~30min,用冷凝水冲洗至pH=7,对单台设备也可采用喷洒双氧水的化学钝化法。
(2)以上海大明铁工厂zl****m为例。
酸洗钝化膏:
HN038%~14%(作钝化剂);
HFl0%~15%(作腐蚀剂);
硬月S酸镁2.2%~2.7%(作增稠剂)
硝酸镁60%~70%(作填料,提高粘附力与渗透性);[page]
多聚磷酸钠2.3%~2.8%(作缓蚀剂);
水(调节粘度)。
2.2.3 电化学法处理
以厦门大学zl****[5]为例,其处理方法是:将待处理的不锈钢工件作阳极,控制恒电位进行阳极化处理,或者将不锈钢工件先作阴极,控制恒电位进行阴极化处理,再将不锈钢工件作阳极,控制恒电位进行阳极化处理,并继续改变其恒电位进行钝化处理,电解质溶液均采用HN03。经这样处理后,不锈钢钝化膜性质得到改善,耐蚀性能大大提高。点蚀临界电位 (Eb)提高约1000mV(在3%NaCl中),抗均匀腐蚀性能提高三个数量级(在45℃的20%~30%H2S04中)。
3.不锈钢酸洗钝化的注意事项
3.1酸洗钝化的前处理
不锈钢工件酸洗钝化前如有表面污物等,应通过机械清洗,然后除油脱脂。如果酸洗液与钝化液不能去除油脂,表面存在油脂会影响酸洗钝化的质量,为此除油脱脂不能省略,可以采用碱液、乳化剂、有机溶剂与蒸汽等进行。
3.2酸洗液及冲洗水中Cl-的控制
某些不锈钢酸洗液或酸洗膏采用加入盐酸、高氯酸,三氯化铁与氯化钠等含氯离子的侵蚀介质作为主剂或助剂去除表面氧化层,除油脂用三氯乙烯等含氯有机溶剂,从防止应力腐蚀破裂来说是不太适宜的。此外,对初步冲洗用水可采用工业水,但对***终清洗用水要求严格控制卤化物含量。通常采用去离子水。如石化奥氏体不锈钢压力容器进行水压试验用水,控制C1-含量不超过25mg/L,如无法达到这一要求,在水中可加入硝酸钠处理,使其达到要求,C1-含量超标,会破坏不锈钢的钝化膜,是点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀破裂等的根源。
4.3酸洗钝化操作中的工艺控制
硝酸溶液单独用于清除游离铁和其它金属污物是有效的,但对清除氧化铁皮,厚的腐蚀产物,回火膜等无效,一般应采用HNO3+HF溶液,为了方便与操作安全,可用氟化物代替HF[2]。单独HNO3溶液可不加缓蚀剂,但HNO3+HF酸洗时,需要加Lan-826。使用HNO3+HF酸洗,为防止腐蚀,浓度应保持5:1的比例。温度应低于49℃,如过高,HF会挥发。
对钝化液,HNO3应控制在20%—50%之间,根据电化学测试,HNO3浓度小于20%处理的钝化膜质量不稳定,易产生点蚀[8],但HNO3浓度也不宜大于50%,要防止过钝化。
用一步法处理除油酸洗钝化,虽然操作简便,节省工时,但该酸洗钝化液(膏)中会有侵蚀性HF,因此其***终保护膜质量不如多步法。
酸洗过程中允许在一定范围内调整酸的浓度、温度与接触时间。随着酸洗液使用时间的增长,须***注意酸浓度和金属离子浓度的变化,应注意避免过酸洗,钛离子浓度应小于2%,否则会导致严重的点蚀。一般来说,提高酸洗温度会加速与改善清洗作用,但也可能增加表面污染或损坏的危险。
3.4不锈钢敏化条件下酸洗的控制[2]
某些不锈钢由于不良热处理或焊接造成敏化,采用HNO&HF酸洗可能会产生晶间腐蚀,由晶间腐蚀引起的裂缝在运行时,或清洗时,或随后加工中,能够浓缩卤化物,而引起应力腐蚀。这些敏化不锈钢一般不宜用HNO3+HF溶液除鳞或酸洗。在焊后如须***进行这种酸洗,应采用超低碳或稳定化的不锈钢。
3.5不锈钢与碳钢组合件的酸洗
对不锈钢与碳钢组合件(如换热器中不锈钢管子、管板与碳钢壳体),酸洗钝化若采用HNO3或 HNO3+HF会严重腐蚀碳钢,这时应添加合适的缓蚀剂如Lan-826。当不锈钢与碳钢组合件在敏化状态下,不能用HNO3+HF酸洗时,可采用羟基乙酸(2%)+甲酸(2%)+缓蚀剂,温度93℃,时间6h或EDTA铵基中性溶液+缓蚀剂,温度:121℃,时间:6h,随后用热水冲洗并浸入 10mg/L氢氧化铵+100mg/L联氨中[3]。
3.6酸洗钝化的后处理
不锈钢工件经酸洗和水冲洗后,可用含10%(质量分数)NaOH+4%(质量分数)KMnO4的碱1生高锰酸盐溶液在71~82℃中浸泡5~60min,以去除酸洗残渣,然后用水******冲洗,并进行干燥。不锈钢表面经酸洗钝化后出现花斑或污斑,可用新鲜钝化液或较高浓度的硝酸擦洗而消除。***终酸洗钝化的不锈钢设备或部件应注意保护,可用聚乙烯薄膜覆盖或包扎,避免异金属与非金属接触。
对酸性与钝化废液的处理,应符合******环保排放规定。如对含氟废水可加石灰乳或氯化钙处理。钝化液尽可能不用*********盐,如有含铬废水,可加硫酸亚铁还原处理。
酸洗可能引起马氏体不锈钢氢脆,如需要可通过热处理去氧(加热至200℃保温一段时间)。
4.不锈钢酸洗钝化的必要性:
奥氏体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工性能。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***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 GBl50一1998《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,而采用不锈钢材料的则无需酸洗钝化。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***终精细清洗或进行机械、化学与电解抛光等精整处理。
本文共分
1
页