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  • 不銹鋼的生銹及鈍化防銹原理

    日期:2020-08-07 16:52:28     閱讀:
    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,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1mm)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。不銹鋼也會銹不銹鋼板材、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,還易與以后接觸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。酸洗鈍化原理  在GBl50—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?!辈讳P鋼化學品容器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。

    不銹鋼化學品容器在營運中通常有使用水清洗的工序,如使用海水的話,海水中富含氯離子,對鈍化膜有較大的腐蝕作用,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10u m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。  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。

    一、浸漬法。不銹鋼管線、彎頭、小件等最適用該法.且處理效果最好。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。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,手工操作,適合現場施工,對不銹鋼化學品容器焊縫處理、焊接變色、拐角死角、扶梯背面及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,對不銹鋼化學品容器,可用于容器內壁酸洗。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,溶液利用率較高。這種方法限制條件比較多,如:  

    1、容器內不得有殘渣、雜質等。

    2、酸洗液在容器內停留時間過長,會發生反應引起不銹鋼的過腐蝕,因此須連續作業,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。

    3、廢酸、廢水排放須有較大的容器盛放。  

    4、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。

    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。  

    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。  

    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,一般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。
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