酸洗鈍化適用于各類不銹鋼制品,可用去去除鐵銹、氧化層等,既能清理制品表面又能提高其耐腐蝕性能,下面將講解酸洗鈍化相關的處理場景和處理方法。
一、不銹鋼制品處理
①切割后的清洗和酸洗鈍化
不銹鋼制品切割后,表面往往會殘留鐵屑、鋼粉、冷卻乳化液等污垢,使不銹鋼表面產生一些污漬和銹跡。所以要先脫脂除油,再用硝酸清洗,既能去除鐵屑鋼粉,又能鈍化。
②焊接前后的清洗和酸洗鈍化
由于油脂是氫的來源,不去除油脂會在焊縫中形成一定的氣孔L,低熔點金污染(如富鋅漆)會造成焊后開裂。因此,焊接前須將不銹鋼坡口及兩側30mm范圍內的表面清理干凈。油污可以用丙酮擦洗,漆面鐵銹要先用砂布或不銹鋼鋼絲刷清理干凈,再用丙酮擦拭。
③鑄件清潔
不銹鋼熱鍛后,表面往往會有一層氧化物或氧化層以及潤滑油的污染。污染物包括石墨、二硫化鉬和二氧化碳。噴丸處理、鹽浴處理和多道酸洗處理。例如,美國不銹鋼渦輪葉片的加工工藝是:鹽浴(10分鐘)、水淬(2.5分鐘)、硫酸鹽(2分鐘)、洗臉水(2分鐘)、堿性高錳酸鉀浴(10分鐘)、冷水(2分鐘)、硫酸(1分鐘)、硝酸鹽(1分鐘)、冷水和熱水(1.5分鐘)
二、新設備運行前的鈍化處理
許多大型不銹鋼設備和化工、化纖、化肥設備的管道在投產前都需要酸洗和鈍化,如:設備雖已去除酸洗、焊渣和氧化皮,但在儲存、運輸和安裝過程中,不可避免地會造成油脂、泥漿、泥沙、鐵銹等污染,為保證安裝調試后設備的產品(特別是化工中間體和產品)質量符合要求。如雙氧水生產設備,不銹鋼設備和管道,生產前一定要清洗干凈,否則有重金屬離子會使催化劑中毒。此外,金屬表面,如油、游離鐵離子等會分解過氧化氫,釋放大量熱量,引起火災,甚至爆炸。同樣,油和金屬顆粒的存在也會導致氧氣管道的嚴重后果。
三、酸洗鈍化處理現場維護
在精對苯二甲酸(PTA)、聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸等生產設備和材料中,廣泛使用的奧氏體不銹鋼316L、317和304L會因有害離子Cl-而發生點蝕、縫隙跛行腐蝕和焊接設備腐蝕。Br、SCN-和物料中所含的甲酸,或由于污垢和物料基礎。在維修過程中,設備或部件可以全部或部分地進行酸洗和鈍化膜處理,以防止局部腐蝕。
四、清潔服務設備
在石油化工裝置中的不銹鋼設備,尤其是換熱器,在運行一段時間后,內壁上會沉積污垢,如碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、氧化鐵垢、有機物污染以及催化劑結垢、換熱效果的影響,都會造成大規模的腐蝕。選擇合適的清洗劑,使用硝酸、硝酸、氫氟酸、硫酸、檸檬酸、EDTA],水基清洗劑,并加入適量的緩蝕劑。清洗后可以水洗,化學處理。
五、不銹鋼酸洗鈍化的注意事項
①酸洗鈍化預處理
不銹鋼零件,如被酸洗鈍化的表面污垢,應進行清洗和脫脂。如果酸洗鈍化液能去除油脂,那么油脂的表面會影響酸洗鈍化的質量,脫脂也不能省略,如堿液、乳化劑、有機溶劑、蒸汽等。
②酸洗液和清洗水的氯離子控制
—不宜用氯化鐵、氯化鈉、氯離子為主劑或藥物去除表面氧化層,三氯乙烯等含氯有機溶劑去除油脂,防止應力腐蝕開裂。此外,工業用水可用作初始洗滌用水,但最終洗滌用水需要嚴格控制鹵化物含量。通常用于去離子水。如石油化工奧氏體不銹鋼壓力容器試壓用水,Cl-含量控制小于25mg /L,如果達不到這個要求,可以在水中加入硝酸鈉使其符合要求。如果Cl-含量超標,會破壞不銹鋼的鈍化膜,這是點蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕開裂的根源。
③酸洗鈍化操作過程的控制
單獨用硝酸溶液去除游離鐵和其他金屬污染物是有效的,但去除氧化鐵、腐蝕產物膜厚度和回火是無效的。一般應采用HNO3+HF溶液,為了操作的方便和安全,HF可采用氟化物。單獨的HNO3溶液不宜作為緩蝕劑,但應在HNO3+HE酸洗中加入LAN-826和HNO3+HF酸洗。為防止腐蝕,濃度應保持在5:1的比例。溫度應低于49℃,如果太高,HF會揮發。
鈍化液和硝酸的含量應在20%-50%左右。根據電化學測試,HNO3濃度小于20%的鈍化膜質量不穩定,容易產生斑點,而硝酸濃度大于50%,阻礙鈍化。一步制備油酸簡單,節省操作時間。但是鈍化液(膏)的耐腐蝕性會比HF差。
酸濃度、溫度和接觸時間可在一定范圍內調節,隨著酸洗時間的增加,一定要注意酸濃度和金屬離子濃度的變化,避免過度酸洗。鈦離子濃度應小于2%,否則會導致嚴重的點蝕。一般來說,提高酸洗溫度會加速和改善清洗效果,但也可能增加表面污染或損壞的風險。
④敏化條件下不銹鋼的酸洗控制
由于熱處理或敏化作用,一些不銹鋼焊接不良。在用硝酸和HF酸洗的操作中,晶間腐蝕或晶間腐蝕裂紋引起的清洗,或后續處理,會使鹵化物濃縮,引起應力腐蝕。
這些敏化的不銹鋼通常不適合除銹或酸洗,使用硝酸+氫氟酸溶液。焊接和酸洗后,應采用超低碳或穩定的不銹鋼。
⑤不銹鋼和碳鋼的酸洗不銹鋼和碳鋼的組合(如不銹鋼管、管板和碳鋼殼體)在換熱器中,使用硝酸或硝酸+氫氟酸在酸洗鈍化時會造成碳鋼的嚴重腐蝕,如Lan-826。不銹鋼和碳鋼處于敏化狀態時,使用硝酸+氫氟酸時,可使用無水乙酸甲酸(2%) +(2%)+緩蝕劑,溫度為93,6h或EDTA銨溶液+緩蝕劑,溫度為121C,時間為6h。然后用熱水沖洗,浸泡在10mg/L氫氧化銨+100mg/L溶脹液中。
⑥酸洗鈍化后
不銹鋼工件經酸洗、水洗后,可用10%(質量分數)NaOH+4%(質量分數)高錳酸鉀溶液71 ~ 182℃洗滌5 ~ 60 min,除去殘酸,再用清水徹底洗凈、晾干。使用新鮮鈍化溶液或高濃度硝酸鹽清洗不銹鋼表面以鈍化斑點或污漬,并消除擦洗。應注意保護最終被酸洗鈍化的不銹鋼設備或零件。聚乙烯薄膜可用于覆蓋或包裹,以避免與不同金屬接觸。
廢液的處理應符合國家環保排放規定,例如,含氟廢水可以用石灰乳或氯化鈣處理。盡量不要稱鈍化液中的鉻酸鹽,如含鉻廢水,用硫酸亞鐵還原。
酸洗可能引起馬氏體不銹鋼的氫脆,比如DNA通過熱處理(短時間內加熱到200°C)。
六、不銹鋼酸洗鈍化質量檢驗
因為化學檢驗會破壞產品的鈍化膜,所以通常在樣品上進行。例子如下:
(1)硫酸銅的滴定試驗
將8g cus 04+500ml H2O+2 ~ 3ml h2so 4溶液滴在樣品板表面,并保持濕潤。如果6分鐘內沒有銅沉淀,則合格。
(2)高鐵氰化鉀滴定試驗
將2ml HCl+1ml h2so 4+1g K3Fe(CN)6+97ml H2O溶液滴在樣品板表面,通過形成多少藍點和出現多久來鑒定鈍化膜的質量。
以上就是關于酸洗鈍化的相關處理場景和處理方法,其操作簡單、使用方便,適用于各類型不銹鋼工件。