不锈钢酸洗钝化工艺控制

1.酸洗钝化的前处理

不锈钢工件酸洗钝化前如有表面污物等，应通过机械清洗，然后除油脱脂。如果酸洗液与钝化液不能去除油脂，表面存在油脂会影响酸洗钝化的质量，为此除油脱脂不能省略，可以采用碱液、乳化剂、有机溶剂与蒸汽等进行。



2.酸洗液及冲洗水中Cl-的控制

某些不锈钢酸洗液或酸洗膏采用加入盐酸、高氯酸，三氯化铁与氯化钠等含氯离子的侵蚀介质作为主剂或助剂去除表面氧化层，除油脂用三氯乙烯等含氯有机溶剂，从防止应力腐蚀破裂来说是不太适宜的。此外，对初步冲洗用水可采用工业水，但对最终清洗用水要求严格控制卤化物含量。通常采用去离子水。如石化奥氏体不锈钢压力容器进行水压试验用水，控制C1-含量不超过25mg/L，如无法达到这一要求，在水中可加入硝酸钠处理，使其达到要求，C1-含量超标，会破坏不锈钢的钝化膜，是点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀破裂等的根源。

3.酸洗钝化操作中的工艺控制

硝酸溶液单独用于清除游离铁和其它金属污物是有效的，但对清除氧化铁皮，厚的腐蚀产物，回火膜等无效，一般应采用HNO3+HF溶液，为了方便与操作安全，可用氟化物代替HF。单独HNO3溶液可不加缓蚀剂，但HNO3+HF酸洗时，需要加Lan-826。使用HNO3+HF酸洗，为防止腐蚀，浓度应保持5：1的比例。温度应低于49℃，如过高，HF会挥发。



对钝化液，HNO3应控制在20%—50%之间，根据电化学测试，HNO3浓度小于20%处理的钝化膜质量不稳定，易产生点蚀，但HNO3浓度也不宜大于50%，要防止过钝化。用一步法处理除油酸洗钝化，虽然操作简便，节省工时，但该酸洗钝化液(膏)中会有侵蚀性HF，因此其最终保护膜质量不如多步法。



酸洗过程中允许在一定范围内调整酸的浓度、温度与接触时间。随着酸洗液使用时间的增长，必须注意酸浓度和金属离子浓度的变化，应注意避免过酸洗，钛离子浓度应小于2%，否则会导致严重的点蚀。一般来说，提高酸洗温度会加速与改善清洗作用，但也可能增加表面污染或损坏的危险。



4.不锈钢敏化条件下酸洗的控制

某些不锈钢由于不良热处理或焊接造成敏化，采用HNO3+HF酸洗可能会产生晶间腐蚀，由晶间腐蚀引起的裂缝在运行时，或清洗时，或随后加工中，能够浓缩卤化物，而引起应力腐蚀。这些敏化不锈钢一般不宜用HNO3+HF溶液除鳞或酸洗。在焊后如必须进行这种酸洗，应采用超低碳或稳定化的不锈钢。



5.不锈钢与碳钢组合件的酸洗

对不锈钢与碳钢组合件(如换热器中不锈钢管子、管板与碳钢壳体)，酸洗钝化若采用HNO3或 HNO3+HF会严重腐蚀碳钢，这时应添加合适的缓蚀剂如Lan-826。当不锈钢与碳钢组合件在敏化状态下，不能用HNO3+HF酸洗时，可采用羟基乙酸(2%)+甲酸(2%)+缓蚀剂，温度93℃，时间6h或EDTA铵基中性溶液+缓蚀剂，温度：121℃，时间：6h，随后用热水冲洗并浸入10mg/L氢氧化铵+100mg/L联氨中。



6.酸洗钝化的后处理

不锈钢工件经酸洗和水冲洗后，可用含10%(质量分数)NaOH+4%(质量分数)KMnO4的碱1生高锰酸盐溶液在71～82℃中浸泡5～60min，以去除酸洗残渣，然后用水彻底冲洗，并进行干燥。不锈钢表面经酸洗钝化后出现花斑或污斑，可用新鲜钝化液或较高浓度的硝酸擦洗而消除。最终酸洗钝化的不锈钢设备或部件应注意保护，可用聚乙烯薄膜覆盖或包扎，避免异金属与非金属接触。



对酸性与钝化废液的处理，应符合国家环保排放规定。如对含氟废水可加石灰乳或氯化钙处理。钝化液尽可能不用重铬酸盐，如有含铬废水，可加硫酸亚铁还原处理。



酸洗可能引起马氏体不锈钢氢脆，如需要可通过热处理去氧(加热至200℃保温一段时间)。



质量检验

7.不锈钢酸洗钝化质量检验

由于化学检验会破坏产品的钝化膜，通常在样板上进行检验。方法举例如下：

(1)硫酸铜滴定检验

用8g CuS04+500mL H20+2～3mLH2SO4溶液滴入样板表面，保持湿态，如6min内不出现铜的析出为合格。



(2)高铁氰化钾滴定检验

用2mL HCl+1mL H2SO4+1g K3Fe(CN)6+97mL H20溶液滴在样板表面，通过生成蓝色斑点的多少及出现时间的长短来鉴定钝化膜质量的好坏。



8.应用实例

8.1钝化长串件

长串件钝化时镀件的上、下端进出钝化溶液中的时间有先后，同时工件在溶液中摆动时，镀件的下端摆动幅度比上端大得多；另一方面钝化后在空气中停留时，溶液由上端往下流，下端镀件表面要比上端镀件附有更多的溶液，下端与溶液有更多的化学反应时间。这些都使得下端钝化膜的颜色深于上端。为减轻色差，这类零件进、出钝化溶液时建议横向出、入(下端用一挂钩钩起来)，并防止使用的阳极过长。



8.2长条零件钝化

长条零件钝化时如钝化槽容纳不下，可采取临时措施，利用砖块或木条加工一个能容下镀件的框，框内衬以塑料布，注入钝化溶液后即可使用，采用此法既方便又可避免膜层不均匀或产生衔接印痕等质量问题。



8.3平面件钝化

一般平面件钝化时由于在钝化槽中摆动时边缘部位与钝化溶液接触会比中间部位剧烈，而引起此部位钝化膜的色泽不均匀的现象，此问题可采取压缩空气搅拌来解决，效果很好。为提高钝化膜的均匀性还需注意镀锌过程中的电流分布均匀性，必要时镀件的边缘予以屏蔽，以防该部位因电流过大而出现镀层粗糙，影响钝化膜的色泽。



8.4表面钝化

表面光洁件钝化后，由于表面光滑，钝化溶液在其表面较难吸附，很快流失，故钝化时在溶液中和空气中的停留时间都要适当延长，否则该工件的钝化膜显得较淡。



8.5易兜水件钝化

要避免兜出溶液，以免引起钝化溶液过多损、耗、污染环境，也可以保证该部位钝化膜的质量。



8.6小件钝化

可把整串所绑扎的工件放在塑料篮筐内钝化，以免钝化时因抖动而脱离群体，掉入槽内造成返修。

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一般应采用HNO3+HF溶液，为了方便与操作安全，可用氟化物代替HF。