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1、不銹鋼表面的酸洗鈍化不銹鋼表面的酸洗鈍化2007-12-0723:331．不銹鋼酸洗鈍化的必要性:奧氏體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(yōu)良的機械與加工性能。因此廣泛用于化工、石油、動力、核工程、航天航空、海洋、醫(yī)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(fā)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
2、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(chǎn)品污染與獲得美觀的作用。在GBl50一1998《鋼制壓力容器》規(guī)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(guī)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(fā)，提出酸洗鈍化是必要的。對其他工業(yè)部門，如并非出于防腐目的，僅基于清潔與美觀要求，而采用不銹鋼材料的則無需酸
3、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。2．不銹鋼酸洗鈍化原理不銹鋼的抗腐蝕性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(tài)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
4、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(wěn)定性。酸洗的目的之一是為鈍化處理創(chuàng)造有利條件，保證形成優(yōu)質的鈍化膜。因為通過酸洗使不銹鋼表面平均有10μm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(yōu)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(wěn)定性。不同的鈍化處理也會影響膜的成分與結構，從而影響
5、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(tài)的氧化膜，使不銹鋼能發(fā)揮最大的耐蝕性。國內(nèi)外學者對不銹鋼鈍化膜的生成進行了大量研究。以近幾年北京科大對316L鋼鈍化膜光電子能譜(xps)研究為例作簡述[1]。不銹鋼鈍化是表面層由于某種原因溶解與水分子的吸附，在氧化劑的催化作用下，形成氧化物與氫氧化物，并與組成不銹鋼的cr、Ni、Mo元素發(fā)生轉換反應，最終形成穩(wěn)定的成相膜，阻止了膜的破壞與腐蝕的發(fā)生。其反應歷程為：Fe?H20+O*≈[FeOH?O*]ad+H++e[FeOH?O*]ad≈[FeO?O*]ad+H
6、++e[FeO?O*]ad+H2O≈FeOOH+O*十H++e[FeO?O*]ad≈FeO+O*FeOOH+Cr+H2O≈CrOOH+Fe?H202FeOOH≈Fe203+H202CrOOH≈Cr203+H20MO+3FeO+3H2O≈MOO3+3Fe?H2ONi+FeO+2H20≈NiO+Fe?H20(其中Os表示鈍化過程中的催化劑，且在鈍化迪隉中濃度不變，ad表示吸附中間體。)可見，316L鈍化膜最表層存在Fe2O3、Fe(OH)3、或γ-FeOOH、Cr203、CrOOH或Cr(OH)3、MO以MOO形式存在，鈍化膜主要成分為CrO3、FeO與NiO。3．
7、不銹鋼酸洗鈍化的方法與工藝3．1酸洗鈍化處理方法比較不銹鋼設備與零部件酸洗鈍化處理根據(jù)操作不同育多種方法，其適用范圍與特點見表1.3．2酸洗鈍化處理配方舉例3．2．1一般處理[2]根據(jù)ASTMA380—1999，僅以300系列不銹鋼為例，(1)酸洗藥劑HNO36％～25％+HF0．5％～8％(體積分數(shù))；溫度21～60℃；時間按需要；或藥劑檸檬酸銨5％～10％(質量分數(shù))；溫度49～71℃；時間10～60min。(2)鈍化藥劑HNO320％～50％(體積分數(shù))；溫度49～71℃；時間10～30min；或溫度2l～38℃；時間30～60min；或藥劑HNO320％
8、～50％+Na2Cr20
