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发表于 2007-4-30 15:34:55
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来自: 中国河北石家庄
楼主的资料很好,篇幅不大,我给贴出来了。) o# k/ A3 a- C# r# T
不锈钢的生锈及钝化防锈
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4 a1 k5 ~! Q' N. m; [( m4 ?不锈钢的生锈及钝化防锈————摘自《中国船检》
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不锈钢的防锈原理: H8 ^% d. F* ]: V: E: b
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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)=1 6.00~18.00),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1mm)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。
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不锈钢也会锈/ P2 X+ f* j2 t+ w% _; D Z
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不锈钢板材、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,还易与以后接触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。* o0 n9 ~* N/ T. o
4 n) h7 b. P. G6 I/ f# w酸洗钝化原理4 r. f, w, j3 Z) G
Z+ y }* M5 R& t3 F 在GBl50—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。”不锈钢化学品容器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。1 g- s4 h5 I! D2 I Y
9 M1 @5 {0 Q% x" A7 B+ \ 不锈钢化学品容器在营运中通常有使用水清洗的工序,如使用海水的话, 海水中富含氯离子,对钝化膜有较大的腐蚀作用,工况恶劣.进行酸洗钝化更是不可缺少。: Y% C. y% b; t- E2 g6 v. r, T! z
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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10u m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,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。: _7 F$ g( r0 o, U7 p; ~
# r: Z8 V# c- I7 U P0 ?" x! U 酸洗钝化方式
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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。' b' m4 O2 p' Y' Q. D
7 N" u& j5 O' U& O R 一、浸渍法。不锈钢管线、弯头、小件等最适用该法.且处理效果最好。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。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。' h& y+ m& H& C; y y4 y J
/ I0 B, j; D; d2 K 二、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,对不锈钢化学品容器焊缝处理、焊接变色、拐角死角、扶梯背面及大面积的涂抹钝化都适用。
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9 e7 b+ h1 t/ `( X7 j J 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。
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8 E" p$ u5 n# b- ^/ c! l 三、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,对不锈钢化学品容器,可用于容器内壁酸洗。。其优
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点是连续操作速度快,操作方式简单,对工人腐蚀影响小,溶液利用率较高。这种方法限制条件比较多,如:, A- Y! N' L$ d0 ~4 {8 P5 r0 J
: |" f0 [3 _/ U0 Y" k* A 1、容器内不得有残渣、杂质等。+ Z: ?8 c5 Q; l' H) J
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2、酸洗液在容器内停留时间过长,会发生反应引起不锈钢的过腐蚀,因此须连续作业,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。9 ?5 L$ F1 E# t# t& V7 ?0 o
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3、废酸、废水排放须有较大的容器盛放。
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4、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。! E( O" `: u. e% G; R8 P
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特别注意事项
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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。
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/ N; A' c1 U1 H# S4 X O 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。5 Z+ o/ ]0 e. c8 E) C
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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。+ A# W: x. |1 j
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+ r4 j! i; [* X, c酸洗钝化质量检验, @2 d6 X7 t6 R+ `" }& p
! A0 _7 x# _( ^( G( A& p 不锈钢酸洗钝化效果的质量检验可参照船标《不锈钢酸洗钝化膏》CB/T3595—94、国际标准《不锈钢电解抛光及打磨抛光和酸洗钝化所形成的表面钝化膜检验》ISO15730等进行,一般可分为:外观检验、化学试验,化学试验又主要有人造海水挂片腐蚀试验、硫酸铜滴定试验、高铁氰化钾滴定试验(蓝点试验)等,一般检验以下面三种方式进行:
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外观检验:不锈钢酸洗钝化表面应呈均匀银白色,光洁美观,不得有明显腐蚀痕迹,焊缝及热影响区不得有氧化色,不得有颜色不均匀的斑痕。
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% s" \+ I0 R# E 残液检验:用酚酞试纸检查不锈钢表面残液的冲净程度,PH值中性为合格。
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) B' @* i9 u |3 _ 蓝点试验:蓝点试验法的基本原理为,若表面钝化膜不完整或有铁离子污染.就会有游离的铁离子存在,铁氰化钾溶液遇到铁离子即反应生成蓝色沉淀,反应式如下:
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! m" O L7 @, L8 K7 J; R5 OK++Fe+2+[Fe(CN) ]6 KFe[Fe(CN)6]
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用100mL烧杯将10g铁氰化钾溶于50mI蒸馏水中,溶解后加入30mI浓硝酸,然后移入1000mI容量瓶中用蒸馏水稀释至刻度,即为蓝点检验液,储存期为一周。试验方法:将蓝点检验液滴在贴附于不锈钢表面的试纸上,30秒钟后试纸上显示出蓝点即为不合格。需要注意的是化学试验会破坏不锈钢的钝化膜,通常可以用试板与产品同时进行酸洗钝化,再在试板上进行上述试验。 |
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