不锈钢酸洗钝化原理

日期：2023-02-24 23:03:04   信息来源：江苏冠裕 点击：0

　　在生活生产中，不锈钢是很普遍的金属，不锈钢制造的设备也很多，不锈钢泵在工业生产中很常见，不锈钢具有一定的耐腐蚀性能，那么不锈钢如何酸洗钝化呢?

　　一、酸洗钝化原理

　　不锈钢的耐腐蚀性主要是因为在钢中添加了较高含量的Cr元素(如316L W(Cr)=16.00～18.00)，Cr 元素易于氧化，能在钢的表面迅速形成致密的Cr2O3氧化膜，使钢的电极电位和在氧化介质中的耐蚀性发生突变性提高，不锈钢的耐腐蚀性能主要依靠表面覆盖的这一层极薄的(约1nm)致密的钝化膜，这层钝化膜与腐蚀介质隔离，是不锈钢防护的基本屏障，如果钝化膜不完整或有缺陷被破坏，不锈钢仍会被腐蚀。

　　不锈钢化学品船在内胆板材、设备及附件的吊运、装配、焊接、焊缝检查(如着色探伤、耐压实验)及加工过程中带来的表面油污、划伤、铁锈、杂质、低熔点金属污染物、油漆、焊渣、飞溅物等，这些物质影响了不锈钢表面质量，破坏了其表面钝化膜，降低了表面耐蚀性，还易与以后载运的化学品中的腐蚀介质共同作用，引发点蚀、晶间腐蚀、甚至会导致应力腐蚀开裂。在GB150-1998《钢制压力容器》中规定:“有防腐要求的不锈钢制造的容器表面应进行酸洗钝化“。不锈钢化学品船还由于载运多种不同的化学品，对防止货品污染有很高的要求，而国产不锈钢板表面质量相对较差，通常应对不锈钢板、设备、附件进行机械、化学或电解抛光等精整处理后再清洗、酸洗钝化，使不锈钢具有更强的耐蚀力。

　　不锈钢化学品船在营运中通常有使用海水洗舱的工序, 海水中富含氯离子，对钝化膜具有较大的腐蚀作用，工况恶劣，进行酸洗钝化更是不可缺少。不锈钢钝化膜具有动态特征，不应看作腐蚀完全停止，而是在形成扩散的保护层，通常在有还原剂(如氯离子)的情况下倾向于破坏钝化膜，而在氧化剂(如空气)存在时能保护和修复钝化膜。

　　不锈钢放置于空气中会形成氧化膜，但这种膜的保护性不够完善，通过酸洗使不锈钢表面平均有厚度为10μm的一层表面被腐蚀掉，酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其他部位高，因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡，更重要的是，通过酸洗钝化，使铁及铁的氧化物比铬和铬的氧化物优先溶解冠裕泵阀，去掉了贫铬层，使不锈钢表面富铬，在氧化剂钝化作用下使表面产生完整稳定的钝化膜，这种富铬钝化膜的电位可达+1.0V(SCE),接近贵金属的电位，提高了抗腐蚀的稳定性。

　　二、酸洗钝化方式

　　根据操作方式不同，不锈钢酸洗钝化处理主要有浸渍法、膏剂法、涂刷法、喷淋法、循环法、电化学法等6种方法，其中，浸渍法、膏剂法、喷淋法比较适用于不锈钢化学品船及设备的酸洗钝化。

　　1、膏剂法：

　　不锈钢酸洗钝化膏目前已在国内广泛使用并有系列产品供应，主要成分由硝酸、氢氟酸、缓蚀剂、粘稠剂等按一定比例组成，船标《不锈钢酸洗钝化膏》CB/T3595-94 有具体的检验规则，手工操作，适合现场施工，对不锈钢化学品船焊缝处理、焊接变色、甲板顶部、拐角死角、扶梯背面及液舱内大面积的涂抹钝化都适用。

　　膏剂法的优点是不需要专用设备和场地，不需要加热设备，现场操作灵活，酸洗钝化一次完成，独立性强;钝化膏保质期长，每次涂抹处理都用新的钝化膏一次性使用，表面一层钝化结束后反应即停止，不易过腐蚀，不受后续冲洗时间限制，焊缝等薄弱环节还可以加强钝化。缺点是工人操作环境差，劳动强度高，成本较高，对不锈钢管线内壁处理效果稍差，需结合其它方法。

　　2、浸渍法：不锈钢管线、弯头、小件等zui适用该法，且处理效果好。因为处理件可充分浸泡在酸洗钝化液中，表面反应完全、钝化成膜致密均匀。川东造船厂利用本厂酸洗车间批量酸洗“宁化417”不锈钢管线，取得了较好的效果。该法适合连续批量作业，但需随溶液反应浓度降低而不断补充新液。其缺点是受酸槽形状及容量的限制，不适合大容量设备及形状过长过宽的管线;长期不用会因溶液挥发等原因而效果下降，需要专用场地、酸池及加热设备。

　　3、喷淋法：适合于场地固定，封闭环境的单一产品或内部结构简单的设备酸洗钝化，如板材生产线上的喷淋酸洗工序，对不锈钢化学品船，可用于液货舱内壁酸洗。川东造船厂对在建的中化3450t不锈钢化学品船“迎春”轮液货舱准备采用喷淋法进行酸洗钝化。其优点是连续操作速度快，操作方式简单，对工人腐蚀影响小，移液过程可将管线再酸洗一遍。溶液利用率较高。这种方法限制条件比较多，如：

　　a、液舱内脚手架需全部拆出，舱内及管系都要清洗干净，管道内不得有残渣、杂质等。

　　b、废酸、废水排放须有较大的容器盛放或临时启用一个舱代替，但要尽快中和排出，以免腐蚀舱体。

　　c、随着反应时间的增长和溶液杂质的增多，酸洗液有效成份逐渐降低，须随时检测溶液浓度并及时补充新液。

　　d、甲板、四壁、死角、扶梯背面等部位喷淋液停留时间较短，酸洗效果比底板稍差。

　　e、全船所有深井泵、阀门、洗舱机等液货系统都要调试好备用。

　　f、酸洗液在舱内停留时间过长，会发生反应引起不锈钢的过腐蚀，因此须连续作业，船厂须高度配合，随时准备大量清洗用水，如遇停电、停水、停工等会引起严重后果。

　　三、特别注意事项

　　酸洗钝化的前处理：不锈钢表面如存在油脂等污物，会影响酸洗钝化的质量，一般应先采用碱性洗涤剂等清洗液舱内壁。酸洗液/ 膏及清洗水中氯离子浓度的控制：氯离子含量超标会破坏不锈钢钝化膜，部分不锈钢酸洗液/膏采用加入盐酸、高氯酸等含氯离子的侵蚀介质作为主剂或助剂去除表面氧化层，对于防止腐蚀是不利的，在检验中应予控制，如船标《不锈钢酸洗钝化膏》CB/T3595-94中规定，对不锈钢酸洗钝化膏氯离子含量控制在25ppm～100ppm范围内。另外对于清洗水也应控制氯离子含量低于25PPM，施工中在自来水中加入氯离子缓蚀剂硝酸钠即可达到要求。废液中和环保排放：对于酸洗钝化废液的处理，应达到国家环保排放要求，如对含氟废液可加入石灰乳或氯化钙处理，对于含铬废液，可加硫酸亚铁还原处理等。