㈠ 不銹鋼酸洗鈍化的注意事項有哪些
第一:酸洗鈍化的前處理
不銹鋼工件酸洗鈍化前如有表面污物等,應通過機械清洗,然後除油脫脂。如果酸洗液與鈍化液不能去除油脂,表面存在油脂會影響酸洗鈍化的質量,為此除油脫脂不能省略,可以採用鹼液、乳化劑、有機溶劑與蒸汽等進行。
第二:酸洗液及沖洗水中Cl-的控制
某些不銹鋼酸洗液或酸洗膏採用加入鹽酸、高氯酸,三氯化鐵與氯化鈉等含氯離子的侵蝕介質作為主劑或助劑去除表面氧化層,除油脂用三氯乙烯等含氯有機溶劑,從防止應力腐蝕破裂來說是不太適宜的。此外,對初步沖洗用水可採用工業水,但對最終清洗用水要求嚴格控制鹵化物含量。通常採用去離子水。如石化奧氏體不銹鋼壓力容器進行水壓試驗用水,控制C1-含量不超過25mg/L,如無法達到這一要求,在水中可加入硝酸鈉處理,使其達到要求,C1-含量超標,會破壞不銹鋼的鈍化膜,是點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕破裂等的根源。
第三:酸洗鈍化操作中的工藝控制硝酸溶液單獨用於清除游離鐵和其它金屬污物是有效的,但對清除氧化鐵皮,厚的腐蝕產物,回火膜等無效,一般應採用HNO3+HF溶液,為了方 便與操作安全,可用氟化物代替HF[2]。單獨HNO3溶液可不加緩蝕劑,但HNO3+HF酸洗時,需要加Lan-826。使用HNO3+HF酸洗,為防止腐蝕,濃度應保持5:1的比例。溫度應低於49℃,如過高,HF會揮發。對鈍化液,HNO3應控制在20%—50%之間,根據電化學測試,HNO3濃度小於20%處理的鈍化膜質量不穩定,易產生點蝕[8],但HNO3濃度也不宜大於50%,要防止過鈍化。用一步法處理除油酸洗鈍化,雖然操作簡便,節省工時,但該酸洗鈍化液(膏)中會有侵蝕性HF,因此其最終保護膜質量不如多步法。酸洗過程中允許在一定范圍內調整酸的濃度、溫度與接觸時間。隨著酸洗液使用時間的增長,必須注意酸濃度和金屬離子濃度的變化,應注意避免過酸洗,鈦離子濃度應小於2%,否則會導致嚴重的點蝕。一般來說,提高酸洗溫度會加速與改善清洗作用,但也可能增加表面污染或損壞的危險。
第四:不銹鋼敏化條件下酸洗的控制[2]
某些不銹鋼由於不良熱處理或焊接造成敏化,採用HNO&HF酸洗可能會產生晶間腐蝕,由晶間腐蝕引起的裂縫在運行時,或清洗時,或隨後加工中,能夠濃縮鹵化物,而引起應力腐蝕。這些敏化不銹鋼一般不宜用HNO3+HF溶液除鱗或酸洗。在焊後如必須進行這種酸洗,應採用超低碳或穩定化的不銹鋼。
第五:不銹鋼與碳鋼組合件的酸洗
對不銹鋼與碳鋼組合件(如換熱器中不銹鋼管子、管板與碳鋼殼體),酸洗鈍化若採用HNO3或 HNO3+HF會嚴重腐蝕碳鋼,這時應添加合適的緩蝕劑如Lan-826。當不銹鋼與碳鋼組合件在敏化狀態下,不能用HNO3+HF酸洗時,可採用羥基乙酸(2%)+甲酸(2%)+緩蝕劑,溫度93℃,時間6h或EDTA銨基中性溶液+緩蝕劑,溫度:121℃,時間:6h,隨後用熱水沖洗並浸入10mg/L氫氧化銨+100mg/L聯氨中[3]。
第六:酸洗鈍化的後處理
不銹鋼工件經酸洗和水沖洗後,可用含10%(質量分數)NaOH+4%(質量分數)KMnO4的鹼1生高錳酸鹽溶液在71~82℃中浸泡5~60min,以去除酸洗殘渣,然後用水徹底沖洗,並進行乾燥。不銹鋼表面經酸洗鈍化後出現花斑或污斑,可用新鮮鈍化液或較高濃度的硝酸擦洗而消除。最終酸洗鈍化的不銹鋼設備或部件應注意保護,可用聚乙烯薄膜覆蓋或包紮,避免異金屬與非金屬接觸。
對酸性與鈍化廢液的處理,應符合國家環保排放規定。如對含氟廢水可加石灰乳或氯化鈣處理。鈍化液盡可能不用重鉻酸鹽,如有含鉻廢水可加硫酸亞鐵還原處理。酸洗可能引起馬氏體不銹鋼氫脆,如需要可通過熱處理去氧(加熱至200℃保溫一段時間)。
㈡ 求助,關於不銹鋼熱處理敏化問題
看了這個問題,感覺非常別扭! 奧氏體不銹鋼要進行調質?得到的是什麼?調質的目的是什麼? 奧氏體不銹鋼有調質處理一說? 又是新工藝來沖擊了? 還請樓主或哪位專家解釋一下此種工藝設計的前因後果。
㈢ 我想請教一下朋友,不銹鋼網與不銹鋼絲(4mm)之間的焊接技術,有朋友知道,請告訴一下,謝了!
不銹鋼的晶間腐蝕:
不銹鋼在腐蝕介質作用下,在晶粒之間產生的一種腐蝕現象稱為晶間腐蝕。
產生晶間腐蝕的不銹鋼,當受到應力作用時,即會沿晶界斷裂、強度幾乎完全消失,這是不銹鋼的一種最危險的破壞形式。晶間腐蝕可以分別產生在焊接接頭的熱影響區(HAZ)、焊縫或熔合線上,在熔合線上產生的晶間腐蝕又稱刀線腐蝕(KLA)。
不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質量分數必須大於10~12%。當溫度升高時,碳在不銹鋼晶粒內部的擴散速度大於鉻的擴散速度。因為室溫時碳在奧氏體中的溶解度很小,約為0.02%~0.03%,而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過此值,故多餘的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴散,並和鉻化合,在晶間形成碳化鉻的化合物,如(CrFe)23C6等。數據表明,鉻沿晶界擴散的活化能力162~252KJ/mol,而鉻由晶粒內擴散活化能約540KJ/mol,即:鉻由晶粒內擴散速度比鉻沿晶界擴散速度小,內部的鉻來不及向晶界擴散,所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內部,而是來自晶界附近,結果就使晶界附近的含鉻量大為減少,當晶界的鉻的質量分數低到小於12%時,就形成所謂的「貧鉻區」,在腐蝕介質作用下,貧鉻區就會失去耐腐蝕能力,而產生晶間腐蝕。
不銹鋼的敏化及預防措施
含碳量超過0.03%的不穩定的奧氏體型不銹鋼(即不含鈦或鈮的0Cr18Ni9不銹鋼),如果熱處理不當則在某些環境中易產生晶間腐蝕。這些鋼在425-815℃之間加熱時,或者緩慢冷卻通過這個溫度區間時,都會產生晶間腐蝕。這樣的熱處理造成碳化物在晶界沉澱(敏化作用),並且造成最鄰近的區域鉻貧化使得這些區域對腐蝕敏感。敏化作用也可出現在焊接時,在焊接熱影響區造成其後的局部腐蝕。
最通用的檢查不銹鋼敏感性的方法是65%硝酸腐蝕試驗方法。試驗時將鋼試樣放入沸騰的65%硝酸溶液中連續48h為一個周期,共5個周期,每個周期測定重量損失。一般規定,5個試驗周期的平均腐蝕率應不大於0.05mm/月。
奧氏體型不銹鋼焊接結構的晶間腐蝕可用如下方法預防:
①使用低碳牌號00Cr19Ni10(304L)或00Cr17Ni14Mo2(316L),或穩定的牌號0Cr18Ni11Ti(321,多見於歐洲)或0Cr18Ni11Nb(347,多見於美國).使用這些牌號不銹鋼可防止焊接時碳化物沉澱出造成有害影響的數量。
②如果結構件小,能夠在爐中進行熱處理,則可在1040-1150℃進行熱處理以溶解碳化鉻,並且在425-815℃區間快速冷卻以防止碳的沉澱。
焊接鐵素體不銹鋼在某些介質中也可能出現晶間腐蝕。這是當鋼從925℃以上快速冷卻時,碳化物或氧化物沉澱,金屬晶格應變造成的,焊接後進行消除應力熱處理可消除應力並恢復耐腐蝕性能。在1Cr17不銹鋼中加入超過8倍碳含量的鈦,通常可減少焊接鋼結構在一些介質中的晶間腐蝕。然而加入鈦在濃硝酸中不是有效的
指點不敢說 ,但一般用氬弧焊焊接,成型美觀,但成本高,焊條電弧焊 成型一般,但成本偏低,證據看著辦吧!
㈣ 操作不銹鋼鈍化液應注意哪些
不銹鋼敏化條件下酸洗的控制某些不銹鋼由於不良熱處理或焊接造成敏化,採用HNO&HF酸洗可能內會產生晶間容腐蝕,由晶間腐蝕引起的裂縫在運行時,或清洗時,或隨後加工中,能夠濃縮鹵化物,而引起應力腐蝕。這些敏化不銹鋼一般不宜用HNO3+HF溶液除鱗或酸洗。在焊後如必須進行這種酸洗,應採用超低碳或穩定化的不銹鋼。不銹鋼與碳鋼組合件的酸洗對不銹鋼與碳鋼組合件(如換熱器中不銹鋼管子、管板與碳鋼殼體),酸洗鈍化若採用HNO3或 HNO3+HF會嚴重腐蝕碳鋼,這時應添加合適的緩蝕劑如Lan-826。當不銹鋼與碳鋼組合件在敏化狀態下,不能用HNO3+HF酸洗時,可採用羥基乙酸(2%)+甲酸(2%)+緩蝕劑,溫度93℃,時間6h或EDTA銨基中性溶液+緩蝕劑,溫度:121℃,時間:6h,隨後用熱水沖洗並浸入 10mg/L氫氧化銨+100mg/L聯氨中。
㈤ 強鹼對不銹鋼的腐蝕有多嚴重
離子膜法生產氫氧化鈉,其生產過程中一般會使用到各類不銹鋼部件。但由於高溫、高濃度的強鹼對鉻鎳不銹鋼設備有很強的腐蝕性,導致設備壽命縮短,嚴重影響生產的正常運行。因此減輕設備腐蝕,保證設備正常運轉、安全生產,對提高綜合經濟效益有著重大意義。
不銹鋼設備在強鹼溶液中的防護:
1、設備殘余應力的減少
調查表明80%以上的應力腐蝕事故是由殘余應力引起的。殘余應力主要來自製造過程,如冷加工、焊接、熱處理及裝配過程,主要表現為溫差熱應力、相變內應力、腐蝕產物的楔入應力。容器設計結構不合理也引起局部應力集中,造成局部腐蝕,如縫隙腐蝕、應力腐蝕、晶間腐蝕等,因此設計時要使零部件的外形簡單、完整、封頭和接管與簡體的焊接要採用雙面對接焊的方式,且截面要圓滑過渡,減少尖角、溝槽、縫隙。管殼式換熱器的管板與管子的連接可採用先脹後焊接的方法來消除接縫,以防止縫隙腐蝕。
對有應力腐蝕傾向的容器應進行消除應力的焊後熱處理。另外,焊接時要選擇合適的焊條,盡量使焊縫金屬與母材的化學成分一致,防止電化學腐蝕。
不銹鋼的焊接工藝過程非常嚴格。它具有較高的熱裂紋敏感性。焊接時坡口角度應適當增大。根部鈍邊應適當減小。
由於不銹鋼表面存在難熔的氧化膜,如氧化鎳,它的熔點為2090℃。而鎳的熔點只有1446℃,焊前必須消除氧化膜。另外工件表面的贓污也會帶入熔池一些有害元寨,以至產生裂紋,所以焊前必須清理干凈。可用丙酮清洗。
為防止熱裂紋,應採用小線能量焊接,盡量採用短電弧不擺動的多層多道焊,減少焊道氧化的程度。
避免不銹鋼的敏化溫度,無論是焊接時還是熱處理過程都要防止在該種材質的敏化溫度下停留,因為在此溫度下材料中的鉻元素與碳元素形成鉻的化合物,造成晶間貧鉻,導致晶間腐蝕。鉻鎳不銹鋼的敏化溫度在450~800℃范圍。
焊接完畢後。必須將焊縫表面及周圍的熔渣和飛濺物清除干凈。
2、開車投料後用氮氣密封設備
開車投科後用氨氣密封設備,保持通入的氮氣處於微正壓狀態,可以防止空氣進八生產系統。因為空氣中的氧氣會與鎳反應,加劇材料腐蝕。
3、開車狀態下熱應力的控制
開車時。若熔鹽要進行大循環給降膜濃縮器的濃縮管升溫,此時熔鹽溫度與濃縮管的溫度差不應超過30℃:升溫速度不宜過快,應控制在30℃/h,這有助於熱震和保證低碳不銹鋼設備需要的初期細致的護理。在熔鹽進行大循環加熱濃縮之前,要先用蒸汽預熱;若長期停車後開車,在投料前還要用蒸汽吹掃系統,以減小因升溫和投料對材料產生的熱應力。
4、短期停車期間用低壓蒸氣連續吹掃
生產裝置停車時,要保持低壓蒸氣連續吹掃整個系統,包括管道,蒸發器和濃縮器。以避免空氣進入設備防止氧氣與材料反應。
5、長期停車時設備的腐蝕控制
生產裝置長期停車時,首先用低壓蒸氣吹掃,待裝置基本冷卻後用純水;中洗整個生產系統。這樣可以使裝置內殘存的鹼液盡可能清洗干凈,在停車過程中最大限度地減輕腐蝕。
6、熔鹽中硫含量的檢測
鉻鎳不銹鋼設備在溫度超過40a℃時與硫接觸會破壞得很快。這是因為超過這個溫度不銹鋼表面的鈍化膜被極化,產生硫脆現象。因此熔鹽中硫含量不能超過0.025%。停車後再次啟動熔鹽系統前,要取熔鹽樣品檢測其中的硫含量。
7、進料量的合理控制有助於提高設備的使用壽命
在蒸發器中,要保持良好的對流沸騰傳熱,必須嚴格控制液體均勻進入,均勻成膜。如進料量太小,就會使液膜太薄以致段裂,出現於壁區並使管子承受更大的熱應力,加劇應力腐蝕。所以必須控制好液體進料的最小流量。相反,如果液體的進料量過大,液體不能成膜或成膜很厚,在升降膜過程中,液體往往不能得到完全充分的熱量傳遞,得不到對流沸騰所需的溫度,不能完全蒸發,濃縮過程不能很好地進行。進料量過大時,為了達到產品的質量要求,設備負荷就過大,容易損壞設備,縮短設備使用壽命。
8、還原劑蔗糖的加入能有效去除氧化性氯酸鹽
由電解工段來的32%Na0H溶液中含有的氯酸鹽在250℃以上會逐步分解,並放出新生態氧,與材料發生反應,腐蝕設備。
選用的處理方法是在鹼液進入蒸發濃縮器之前加入蔗糖水溶液。實際生產中加入的蔗糖為理論量的6-8倍,加入過多反而對設備不利。32%NaOH溶液中含氯酸根的質量分數一般為0.0015%-0.0020%。用計量泵將5.5%的蔗糖溶液打入32%NaOH鹼液管道中與鹼液混合,使之進入蒸發濃縮器前大部分在管道中反應除掉,從而更有效地保護後序設備。另外,利用停車機會清洗蔗糖液罐和蔗糖液管線,以除掉罐內和管道中積存的發酵物。
9、控制蒸發器的生蒸汽溫度和用量
實驗表明蔗糖在190℃以下比較穩定,超過190℃開始炭化,到200℃時完全炭化變黑,不能發揮還原作用。所以蔗糖在190℃以下使用才能有效發揮其還原性。
蔗糖主要是在進蒸發器前的管道中與鹼液混合,並與氯酸鹽發生氧化還原反應,進入發生器前大部分已反應完畢。但鹼液中仍有少量氯酸鹽,若不除去,將腐蝕蒸發器和降膜濃縮器。如果能控制蒸發器的溫度低於190℃,蔗糖將在降膜濃縮的濃縮管道中繼續發揮還原作用,充分除去氯酸鹽。若溫度高於190℃,則蔗糖炭化或部分炭化,不能很好地發揮還原性:若溫度太低,則不利於成膜。因此,在生產操作中,控制蒸發器的生蒸汽溫度在180℃-190℃之間,有利於蒸發濃縮操作和充分去除氧化性氯酸鹽,更好地保護後序設備。
10、開停車次數的減少
每一次開車,進料鹼液都會沖掉設備表面起保護作用的氧化膜,繼續腐蝕下層材料,使材質變薄。因此,盡量減少開停車次數有助於設備防腐。綜合採用上述措施後,設備腐蝕大大減輕,取得了較為理想的防腐效果。
㈥ 關於不銹鋼方面的問題
1.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良的機械與加上r生能。因此廣泛用於化工、石油、動力、核工程、航天航空、海洋、醫葯、輕工、紡織等部門。其主要目的在於防腐防銹。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,還有防止產品污染與獲得美觀的作用。在 GBl50一1998《鋼制壓力容器》規定,「有防腐要求的不銹鋼及復合鋼板製造的容器的表面應進行酸洗鈍化」。這一規定是針對石油化工中使用的壓力容器而言的,因為這些設備用於直接與腐蝕介質相接觸的場合,從保證耐蝕耐蝕性出發,提出酸洗鈍化是必要的。對其他工業部門,如並非出於防腐目的,僅基於清潔與美觀要求,而採用不銹鋼材判·的則無需酸洗鈍化。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,還要採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
不銹鋼的抗腐蝕陛能主要是由於表面覆蓋著一層極薄的(約1nm)緻密的鈍化膜,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特徵,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)情況下傾向於破壞膜,而在氧化劑(如空氣)存在時能保持或修復膜。
不銹鋼工件放置於空氣中會形成氧化膜,但這種膜的保護性不夠完善。通常先要進行徹底清洗,包括鹼洗與酸洗,再用氧化劑鈍化,才能保證鈍化膜的完整性與穩定性。酸洗的目的之一是為鈍化處理創造有利條件,保證形成優質的鈍化膜。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於均勻平衡,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,提高了抗腐蝕的穩定性。不同的鈍化處理也會影響膜的成分與結構,從而影響不銹性,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,或形成玻璃態的氧化膜,使不銹鋼能發揮最大的耐蝕性。
國內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於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,並與組成不銹鋼的cr、 Ni、Mo元素發生轉換反應,最終形成穩定的成相膜,阻止了膜的破壞與腐蝕的發生。其反應歷程為:
Fe·H20+O*≈[FeOH·O*]ad+H++e
[FeOH·O*]ad≈[FeO·O*]ad+H++e
[FeO·O*]ad+H2O≈FeOOH+O*十H++e
[FeO·O*]ad≈FeO+O*
FeOOH+Cr+H2O≈CrOOH+Fe·H20
2FeOOH≈Fe203+H20
2CrOOH≈Cr203+H20
MO+3FeO+3H2O≈MOO3+3Fe·H2O
Ni+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。)[page]
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.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操作不同育多種方法,其適用范圍與特點見表1。
表1不銹鋼酸洗鈍化方法比較
方法 適用范圍 優缺點
浸漬法 用於可放入酸洗槽或鈍化槽的零部件,但不適於大設備 酸洗液可較長時間使用,生產效率較高、成本低;大容積設備充滿酸液浸漬耗液太大
塗刷法 適用於大型設備內處表面及局部處理 物工操作、勞動條件差、酸液無法回收
膏劑法 用於安裝或檢修現場,尤其用於焊接部處理 手工操作、勞動條件差、生產成本高
噴淋法 用於安裝現場,大型容器內壁 用液量低、費用少、速度快,但需配置噴槍及扦環系統
循環法 用於大型設備,如換熱器、管殼處理 施工方便,酸液可回用,俚需配管與泵連接循環系統
電化學法 既可用於零部件,又可用電刷法對現場設備表面處理 技術較復雜,需直流電源或恆電位儀
3.2酸洗鈍化處理配方舉例
3.2.1一般處理[2]
根據ASTMA380—1999,僅以300系列不銹鋼為例,
(1)酸洗
葯劑HNO36%~25%+HF0.5%~8%(體積分數);
溫度21~60℃;時間按需要;
或葯劑檸檬酸銨5%~10%(質量分數);
溫度49~71℃;時間10~60min。
(2)鈍化
葯劑HNO320%~50%(體積分數);
溫度49~71℃;時間10~30min;
或溫度2l~38℃;時間30~60min;
或葯劑HNO320%~50%+Na2Cr207H2022%~ 6%(質量分數);
溫度49~54℃; 時間15~30min;
或溫度21~38℃;時間30~60min。
(3)除鱗酸洗
葯劑H2SO48%~11%(體積分數);
溫度66~82℃;6寸間5~45min;
及葯劑HNO36%~25%+HF 0.5%~8%(體積分數);
溫度21~60℃;
或HNO315%~25%+HFl%—8%(體積分數)。
3.2.2膏劑法處理
(1)以廣州石化尿素不銹鋼新設備內表面焊縫及母材鈍化和維修表面打磨焊縫的局部鈍化為例[3]
酸洗膏:
25%HNO~+4%HF+7l%冷凝 水(體積分數)與 BaSO,調至糊狀。
鈍化膏:
30%HNO3或25%HNO3+1%(質量分數)K2Cr207與BaSO7調至糊狀。
塗覆表面5~30min,用冷凝水沖洗至pH=7,對單台設備也可採用噴灑雙氧水的化學鈍化法。
(2)以上海大明鐵工廠專利m為例。
酸洗鈍化膏:
HN038%~14%(作鈍化劑);
HFl0%~15%(作腐蝕劑);
硬月S酸鎂2.2%~2.7%(作增稠劑)
硝酸鎂60%~70%(作填料,提高粘附力與滲透性);[page]
多聚磷酸鈉2.3%~2.8%(作緩蝕劑);
水(調節粘度)。
3.2.3 電化學法處理
以廈門大學專利[5]為例,其處理方法是:將待處理的不銹鋼工件作陽極,控制恆電位進行陽極化處理,或者將不銹鋼工件先作陰極,控制恆電位進行陰極化處理,再將不銹鋼工件作陽極,控制恆電位進行陽極化處理,並繼續改變其恆電位進行鈍化處理,電解質溶液均採用HN03。經這樣處理後,不銹鋼鈍化膜性質得到改善,耐蝕性能大大提高。點蝕臨界電位 (Eb)提高約1000mV(在3%NaCl中),抗均勻腐蝕性能提高三個數量級(在45℃的20%~30%H2S04中)。
4.不銹鋼酸洗鈍化的應用范圍
4.1不銹鋼設備製造過程中的酸洗鈍化處理
4.1.1切削加工後的清洗及酸洗鈍化[6]
不銹鋼工件經切削加工後表面上通常會殘留鐵屑、鋼末及冷卻乳液等污物,會使不銹鋼表面出現污斑與生銹,因此應進行脫脂除油,再用硝酸清洗,既去除了鐵屑鋼末,又進行了鈍化。
4.1.2焊接前後的清洗及酸洗鈍化[7]
由於油脂是氫的來源,在沒有清除油脂的焊縫中會形成氣孑L,而低熔點金屬污染(如富鋅漆)焊接後會造成開裂,所以不銹鋼焊前必須將坡口及兩側20mm內的表面清理干凈,油污可用丙酮擦洗,油漆銹跡應先用砂布或不銹鋼絲刷清除,再用丙酮擦凈。
不銹鋼設備製造無論採用何種焊接技術,焊後均要清洗,所有焊渣、飛濺物、污點與氧化色等均要除掉,清除方法包括機械清洗與化學清洗。機械清洗有打磨、拋光與噴砂噴丸等,應避免使用碳鋼刷子,以防表面生銹。為取得最好的抗腐蝕性能,可將其浸泡在HNO3和HF的混液中,或採用酸洗鈍化膏。實際上常4鐦1械清洗與化學清洗結合起來應用。
4.1.3鍛鑄件的清洗[6]
經鍛鑄等熱加工後的不銹鋼工件,表面往往有一層氧化皮、潤滑劑或氧化物污染,污染物包括石墨、二硫化鉬與二氧化碳等。應通過噴丸處理、鹽浴處理以及多道酸洗處理。如美國不銹鋼渦輪機葉片處理工藝為:
鹽浴(10min)→水淬(2.5min)→硫酸洗(2min)→冷水洗(2min)→鹼性高錳酸鹽浴(10min)→冷水洗(2min)→硫酸洗(1rain)→冷水洗(1min)→硝酸洗(1.5min)→冷水洗(1min)→熱水洗(1min)→空氣乾燥。
4.2新裝置投產前的酸洗鈍化處理
許多大型化工、化纖、化肥等裝置的不銹鋼設備與管道在投產開工前要求進行酸洗鈍化。雖然設備在製造廠已進行過酸洗,去除了焊渣與氧化皮,但在存放、運輸、安裝過程中又難免造成油脂、泥砂、鐵銹等的污染,為確保裝置與設備試車產品(尤其是化工中間體及精製品)的質量能夠達到要求,保證一次試車成功,必須進行酸洗鈍化。如H2O2生產裝置不銹鋼設備與管道,投產前必須進行清洗,否則若有污物重金屬離子會使催化劑中毒。另外,如金屬表面有油脂與游離鐵離子等會造成H2O2的分解,劇烈放出大量熱,引發著火,甚至爆炸。同樣對氧氣管道來說存在微量油污與金屬微粒也可能產生火花而發生嚴重後果。
4.3現場檢修中的酸洗鈍化處理
在精製對苯二甲酸(PTA),聚乙烯醇(PVA),腈綸,醋酸等生產裝置的設備材料中,大量使用奧氏體不銹鋼316L、317、304L,由於物料都含有Cl-、Br-、 SCN-、甲酸等有害離子,或由於污垢、物料結聚,會對設備產生點蝕、縫隙腐蝕與焊縫腐蝕。在停車檢修時可以對設備或部件進行全面或局部酸洗鈍化處理,修復其鈍化膜,以防局部腐蝕擴展。如上海石化PTA裝置乾燥機的不銹鋼管子更新檢修及腈綸裝置的不銹鋼換熱器檢修等均進行過酸洗鈍化。
4.4在役設備除垢清洗
石油化工裝置中的不銹鋼設備,尤其是換熱器,經一定時間運行後,內壁會沉積各種污垢,如碳酸鹽垢、硫酸鹽垢、硅酸鹽垢、氧化鐵垢、有機物垢、催化劑垢等,影響了換熱效果,並且會造成垢下腐蝕。需要選擇合適的清洗劑進行除垢,可採用硝酸、硝酸+氫氟酸、硫酸、檸檬[page]酸、EDTA、水基清洗劑等,並添加適量的緩蝕劑。除垢清洗後,如需要可再進行鈍。化處理。如上海石化PTA、醋酸、腈綸等裝置的不銹鋼換熱器均進行過除垢清洗。
5.不銹鋼酸洗鈍化的注意事項
5.1酸洗鈍化的前處理
不銹鋼工件酸洗鈍化前如有表面污物等,應通過機械清洗,然後除油脫脂。如果酸洗液與鈍化液不能去除油脂,表面存在油脂會影響酸洗鈍化的質量,為此除油脫脂不能省略,可以採用鹼液、乳化劑、有機溶劑與蒸汽等進行。
5.2酸洗液及沖洗水中Cl-的控制
某些不銹鋼酸洗液或酸洗膏採用加入鹽酸、高氯酸,三氯化鐵與氯化鈉等含氯離子的侵蝕介質作為主劑或助劑去除表面氧化層,除油脂用三氯乙烯等含氯有機溶劑,從防止應力腐蝕破裂來說是不太適宜的。此外,對初步沖洗用水可採用工業水,但對最終清洗用水要求嚴格控制鹵化物含量。通常採用去離子水。如石化奧氏體不銹鋼壓力容器進行水壓試驗用水,控制C1-含量不超過25mg/L,如無法達到這一要求,在水中可加入硝酸鈉處理,使其達到要求,C1-含量超標,會破壞不銹鋼的鈍化膜,是點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕破裂等的根源。
5.3酸洗鈍化操作中的工藝控制
硝酸溶液單獨用於清除游離鐵和其它金屬污物是有效的,但對清除氧化鐵皮,厚的腐蝕產物,回火膜等無效,一般應採用HNO3+HF溶液,為了方便與操作安全,可用氟化物代替HF[2]。單獨HNO3溶液可不加緩蝕劑,但HNO3+HF酸洗時,需要加Lan-826。使用HNO3+HF酸洗,為防止腐蝕,濃度應保持5:1的比例。溫度應低於49℃,如過高,HF會揮發。
對鈍化液,HNO3應控制在20%—50%之間,根據電化學測試,HNO3濃度小於20%處理的鈍化膜質量不穩定,易產生點蝕[8],但HNO3濃度也不宜大於50%,要防止過鈍化。
用一步法處理除油酸洗鈍化,雖然操作簡便,節省工時,但該酸洗鈍化液(膏)中會有侵蝕性HF,因此其最終保護膜質量不如多步法。
酸洗過程中允許在一定范圍內調整酸的濃度、溫度與接觸時間。隨著酸洗液使用時間的增長,必須注意酸濃度和金屬離子濃度的變化,應注意避免過酸洗,鈦離子濃度應小於2%,否則會導致嚴重的點蝕。一般來說,提高酸洗溫度會加速與改善清洗作用,但也可能增加表面污染或損壞的危險。
5.4不銹鋼敏化條件下酸洗的控制[2]
某些不銹鋼由於不良熱處理或焊接造成敏化,採用HNO&HF酸洗可能會產生晶間腐蝕,由晶間腐蝕引起的裂縫在運行時,或清洗時,或隨後加工中,能夠濃縮鹵化物,而引起應力腐蝕。這些敏化不銹鋼一般不宜用HNO3+HF溶液除鱗或酸洗。在焊後如必須進行這種酸洗,應採用超低碳或穩定化的不銹鋼。
5.5不銹鋼與碳鋼組合件的酸洗
對不銹鋼與碳鋼組合件(如換熱器中不銹鋼管子、管板與碳鋼殼體),酸洗鈍化若採用HNO3或 HNO3+HF會嚴重腐蝕碳鋼,這時應添加合適的緩蝕劑如Lan-826。當不銹鋼與碳鋼組合件在敏化狀態下,不能用HNO3+HF酸洗時,可採用羥基乙酸(2%)+甲酸(2%)+緩蝕劑,溫度93℃,時間6h或EDTA銨基中性溶液+緩蝕劑,溫度:121℃,時間:6h,隨後用熱水沖洗並浸入10mg/L氫氧化銨+100mg/L聯氨中[3]。
5.6酸洗鈍化的後處理
不銹鋼工件經酸洗和水沖洗後,可用含10%(質量分數)NaOH+4%(質量分數)KMnO4的鹼1生高錳酸鹽溶液在71~82℃中浸泡5~60min,以去除酸洗殘渣,然後用水徹底沖洗,並進行乾燥。不銹鋼表面經酸洗鈍化後出現花斑或污斑,可用新鮮鈍化液或較高濃度的硝酸擦洗而消除。最終酸洗鈍化的不銹鋼設備或部件應注意保護,可用聚乙烯薄膜覆蓋或包紮,避免異金屬與非金屬接觸。
對酸性與鈍化廢液的處理,應符合國家環保排放規定。如對含氟廢水可加石灰乳或氯化鈣處理。鈍化液盡可能不用重鉻酸鹽,如有含鉻廢水,可加硫酸亞鐵還原處理。
酸洗可能引起馬氏體不銹鋼氫脆,如需要可通過熱處理去氧(加熱至200℃保溫一段時間)。
6.不銹鋼酸洗鈍化質量檢驗[8]
由於化學檢驗會破壞產品的鈍化膜,通常在樣板上進行檢驗。方法舉例如下:
(1)硫酸銅滴定檢驗
用8gCuS04+500mLH20+2~3mLH2S04溶液滴入樣板表面,保持濕態,如6min內不出現銅的析出為合格。
(2)高鐵氰化鉀滴定檢驗
用2mLHCl+1mLH2S04+1gK3Fe(CN)6+97mLH20溶液滴在樣板表面,通過生成藍色斑點的多少及出現時間的長短來鑒定鈍化膜質量的好壞。
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SUS304L不銹鋼板材的執行標准ASTM A240的執行標准
SUS304L
特性
耐蝕性和耐熱性優良;焊接後或消除應力後,亦能保持良好耐蝕性;深沖性,拋光性優良。
用途
應用於抗晶間腐蝕性高的化學、煤炭、石油環境中器械和設備;露天裝飾材料、耐熱零件及熱處理有困難的零件。冷凍Container Frame及外裝材,汽車排氣管(800 ℃以下),耐熱設備部件。
物理性能
化學成分
碳(C)≤0.030
錳(Mn)≤2.00
硅(Si)≤1.00
磷(P)≤0.045
硫(S)≤0.03
鉻(Cr)18.00~20.00
鎳(Ni)9.00~13.00
力學性能
抗拉強度 σb (MPa)≥520,
條件屈服強度 σ0.2 (MPa)≥205,
伸長率 δ5 (%)≥40,
斷面收縮率 ψ (%)≥60,
硬度:≤187HB;≤90HRB;≤200HV
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在氟化物水溶液中的腐蝕
( 1 ) 在氟酸中的腐蝕 氟化氫氣體非常容易溶於水, 變為氫氟酸( 氟酸) , 與其它卣化氫酸相比較. 它的分解度低, 是一種弱酸。 但在 5 m o l / L一1 5 m o l / L這樣的高濃度情況下, 離子化為O , H , H 2 , H 3 而成為強酸c 可是磷酸是含磷礦石用硫酸處理得到的。在處理 過程中混人磷酸中的不純物( H 2 s o 4 . F 一 . C I, ¨ , A 1 . c a 2 , M 等) 對磷酸生產裝置的材料產生影 響 。 。 。對於作為裝置材料的不銹鋼( T y p e 3 1 6 L , 3 1 7 L 等) . 在粗製磷酸中進行腐蝕試驗, 其結果 表明, 腐蝕 速度隨著F 一 濃度的增加而增大. c l 一 或s 氆一的復合添 加會加速這種腐蝕。這是因為 F 一 加速了不銹鋼的活 性溶解 , 並成為使在不銹鋼表面業已形成的保護膜( 鈍 態氧化薄膜) 處於不穩定狀態的主要原因。 還有, 我們知道. ¨. . c E M 具有抑制 腐蝕的作用, 但它們容易與 F 一 形戚鉻離子, 從而使磷 酸中的 F 濃度減少」 。可「認為 F 進一步起到氧 化劑的作用. 從而促進不銹銅的鈍態化」 ) 。在這樣的 環境中提高不銹鋼耐腐蝕性的台疊元素是 M o 、 C r和 c u . 特別是 M0 和 c r 的效果顯著 。 。
( 2 ) 在中性氟化物水溶液中的腐蝕
在中性水 溶液 中, 不銹 鋼由鈍態氧化 薄膜保護. 顯 示出非常良好 的耐腐蝕性 但多數事例和 文獻 告 訴 我 們.在 c l, B r 一. I 一存 在 的情況下. 不 銹鋼會發生像 點腐蝕這樣的 局部腐蝕而導另一方面, 同樣是鹵化物離子的F 一 不會在不銹鋼 上目 f 起點腐蝕, 但會促進其壘面腐蝕 j 。還有, 由圖 3 1 7 ) 所示的不銹鋼發生點腐蝕的 N a C 1 一一 丑 F 一 濃度范 圍圖使我們知道 F 可抑制由C I 。 『 引起的點腐蝕。 在這樣的中性水溶液中, F 一 抑制不銹鋼的局部腐 蝕性卻促進了其全面腐蝕性 但在不銹鋼因焊接等原 因而導致其敏化的情況下, F 一 會引起局部腐蝕。所謂 敏化. 是指不銹鋼處於溫度范圍為5 0 0 ℃ 一8 5 0 ' ~的加 熱狀態. 並超過規定的時間, 導致在不銹鋼的結晶粒界處形成鉻碳化物, 而在粒界附近有形成缺鉻層的現象。