㈠ 不锈钢酸洗钝化的注意事项有哪些
第一: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。
第二: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。
第三: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[2]。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[8],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。
第四:不锈钢敏化条件下酸洗的控制[2]
某些不锈钢由于不良热处理或焊接造成敏化,采用HNO&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。
第五: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[3]。
第六: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)。
㈡ 求助,关于不锈钢热处理敏化问题
看了这个问题,感觉非常别扭! 奥氏体不锈钢要进行调质?得到的是什么?调质的目的是什么? 奥氏体不锈钢有调质处理一说? 又是新工艺来冲击了? 还请楼主或哪位专家解释一下此种工艺设计的前因后果。
㈢ 我想请教一下朋友,不锈钢网与不锈钢丝(4mm)之间的焊接技术,有朋友知道,请告诉一下,谢了!
不锈钢的晶间腐蚀:
不锈钢在腐蚀介质作用下,在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。
产生晶间腐蚀的不锈钢,当受到应力作用时,即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失,这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区(HAZ)、焊缝或熔合线上,在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀线腐蚀(KLA)。
不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于10~12%。当温度升高时,碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的溶解度很小,约为0.02%~0.03%,而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值,故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散,并和铬化合,在晶间形成碳化铬的化合物,如(CrFe)23C6等。数据表明,铬沿晶界扩散的活化能力162~252KJ/mol,而铬由晶粒内扩散活化能约540KJ/mol,即:铬由晶粒内扩散速度比铬沿晶界扩散速度小,内部的铬来不及向晶界扩散,所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部,而是来自晶界附近,结果就使晶界附近的含铬量大为减少,当晶界的铬的质量分数低到小于12%时,就形成所谓的“贫铬区”,在腐蚀介质作用下,贫铬区就会失去耐腐蚀能力,而产生晶间腐蚀。
不锈钢的敏化及预防措施
含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢(即不含钛或铌的0Cr18Ni9不锈钢),如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。这些钢在425-815℃之间加热时,或者缓慢冷却通过这个温度区间时,都会产生晶间腐蚀。这样的热处理造成碳化物在晶界沉淀(敏化作用),并且造成最邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。敏化作用也可出现在焊接时,在焊接热影响区造成其后的局部腐蚀。
最通用的检查不锈钢敏感性的方法是65%硝酸腐蚀试验方法。试验时将钢试样放入沸腾的65%硝酸溶液中连续48h为一个周期,共5个周期,每个周期测定重量损失。一般规定,5个试验周期的平均腐蚀率应不大于0.05mm/月。
奥氏体型不锈钢焊接结构的晶间腐蚀可用如下方法预防:
①使用低碳牌号00Cr19Ni10(304L)或00Cr17Ni14Mo2(316L),或稳定的牌号0Cr18Ni11Ti(321,多见于欧洲)或0Cr18Ni11Nb(347,多见于美国).使用这些牌号不锈钢可防止焊接时碳化物沉淀出造成有害影响的数量。
②如果结构件小,能够在炉中进行热处理,则可在1040-1150℃进行热处理以溶解碳化铬,并且在425-815℃区间快速冷却以防止碳的沉淀。
焊接铁素体不锈钢在某些介质中也可能出现晶间腐蚀。这是当钢从925℃以上快速冷却时,碳化物或氧化物沉淀,金属晶格应变造成的,焊接后进行消除应力热处理可消除应力并恢复耐腐蚀性能。在1Cr17不锈钢中加入超过8倍碳含量的钛,通常可减少焊接钢结构在一些介质中的晶间腐蚀。然而加入钛在浓硝酸中不是有效的
指点不敢说 ,但一般用氩弧焊焊接,成型美观,但成本高,焊条电弧焊 成型一般,但成本偏低,证据看着办吧!
㈣ 操作不锈钢钝化液应注意哪些
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HNO&HF酸洗可能内会产生晶间容腐蚀,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。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。
㈤ 强碱对不锈钢的腐蚀有多严重
离子膜法生产氢氧化钠,其生产过程中一般会使用到各类不锈钢部件。但由于高温、高浓度的强碱对铬镍不锈钢设备有很强的腐蚀性,导致设备寿命缩短,严重影响生产的正常运行。因此减轻设备腐蚀,保证设备正常运转、安全生产,对提高综合经济效益有着重大意义。
不锈钢设备在强碱溶液中的防护:
1、设备残余应力的减少
调查表明80%以上的应力腐蚀事故是由残余应力引起的。残余应力主要来自制造过程,如冷加工、焊接、热处理及装配过程,主要表现为温差热应力、相变内应力、腐蚀产物的楔入应力。容器设计结构不合理也引起局部应力集中,造成局部腐蚀,如缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀等,因此设计时要使零部件的外形简单、完整、封头和接管与简体的焊接要采用双面对接焊的方式,且截面要圆滑过渡,减少尖角、沟槽、缝隙。管壳式换热器的管板与管子的连接可采用先胀后焊接的方法来消除接缝,以防止缝隙腐蚀。
对有应力腐蚀倾向的容器应进行消除应力的焊后热处理。另外,焊接时要选择合适的焊条,尽量使焊缝金属与母材的化学成分一致,防止电化学腐蚀。
不锈钢的焊接工艺过程非常严格。它具有较高的热裂纹敏感性。焊接时坡口角度应适当增大。根部钝边应适当减小。
由于不锈钢表面存在难熔的氧化膜,如氧化镍,它的熔点为2090℃。而镍的熔点只有1446℃,焊前必须消除氧化膜。另外工件表面的赃污也会带入熔池一些有害元寨,以至产生裂纹,所以焊前必须清理干净。可用丙酮清洗。
为防止热裂纹,应采用小线能量焊接,尽量采用短电弧不摆动的多层多道焊,减少焊道氧化的程度。
避免不锈钢的敏化温度,无论是焊接时还是热处理过程都要防止在该种材质的敏化温度下停留,因为在此温度下材料中的铬元素与碳元素形成铬的化合物,造成晶间贫铬,导致晶间腐蚀。铬镍不锈钢的敏化温度在450~800℃范围。
焊接完毕后。必须将焊缝表面及周围的熔渣和飞溅物清除干净。
2、开车投料后用氮气密封设备
开车投科后用氨气密封设备,保持通入的氮气处于微正压状态,可以防止空气进八生产系统。因为空气中的氧气会与镍反应,加剧材料腐蚀。
3、开车状态下热应力的控制
开车时。若熔盐要进行大循环给降膜浓缩器的浓缩管升温,此时熔盐温度与浓缩管的温度差不应超过30℃:升温速度不宜过快,应控制在30℃/h,这有助于热震和保证低碳不锈钢设备需要的初期细致的护理。在熔盐进行大循环加热浓缩之前,要先用蒸汽预热;若长期停车后开车,在投料前还要用蒸汽吹扫系统,以减小因升温和投料对材料产生的热应力。
4、短期停车期间用低压蒸气连续吹扫
生产装置停车时,要保持低压蒸气连续吹扫整个系统,包括管道,蒸发器和浓缩器。以避免空气进入设备防止氧气与材料反应。
5、长期停车时设备的腐蚀控制
生产装置长期停车时,首先用低压蒸气吹扫,待装置基本冷却后用纯水;中洗整个生产系统。这样可以使装置内残存的碱液尽可能清洗干净,在停车过程中最大限度地减轻腐蚀。
6、熔盐中硫含量的检测
铬镍不锈钢设备在温度超过40a℃时与硫接触会破坏得很快。这是因为超过这个温度不锈钢表面的钝化膜被极化,产生硫脆现象。因此熔盐中硫含量不能超过0.025%。停车后再次启动熔盐系统前,要取熔盐样品检测其中的硫含量。
7、进料量的合理控制有助于提高设备的使用寿命
在蒸发器中,要保持良好的对流沸腾传热,必须严格控制液体均匀进入,均匀成膜。如进料量太小,就会使液膜太薄以致段裂,出现于壁区并使管子承受更大的热应力,加剧应力腐蚀。所以必须控制好液体进料的最小流量。相反,如果液体的进料量过大,液体不能成膜或成膜很厚,在升降膜过程中,液体往往不能得到完全充分的热量传递,得不到对流沸腾所需的温度,不能完全蒸发,浓缩过程不能很好地进行。进料量过大时,为了达到产品的质量要求,设备负荷就过大,容易损坏设备,缩短设备使用寿命。
8、还原剂蔗糖的加入能有效去除氧化性氯酸盐
由电解工段来的32%Na0H溶液中含有的氯酸盐在250℃以上会逐步分解,并放出新生态氧,与材料发生反应,腐蚀设备。
选用的处理方法是在碱液进入蒸发浓缩器之前加入蔗糖水溶液。实际生产中加入的蔗糖为理论量的6-8倍,加入过多反而对设备不利。32%NaOH溶液中含氯酸根的质量分数一般为0.0015%-0.0020%。用计量泵将5.5%的蔗糖溶液打入32%NaOH碱液管道中与碱液混合,使之进入蒸发浓缩器前大部分在管道中反应除掉,从而更有效地保护后序设备。另外,利用停车机会清洗蔗糖液罐和蔗糖液管线,以除掉罐内和管道中积存的发酵物。
9、控制蒸发器的生蒸汽温度和用量
实验表明蔗糖在190℃以下比较稳定,超过190℃开始炭化,到200℃时完全炭化变黑,不能发挥还原作用。所以蔗糖在190℃以下使用才能有效发挥其还原性。
蔗糖主要是在进蒸发器前的管道中与碱液混合,并与氯酸盐发生氧化还原反应,进入发生器前大部分已反应完毕。但碱液中仍有少量氯酸盐,若不除去,将腐蚀蒸发器和降膜浓缩器。如果能控制蒸发器的温度低于190℃,蔗糖将在降膜浓缩的浓缩管道中继续发挥还原作用,充分除去氯酸盐。若温度高于190℃,则蔗糖炭化或部分炭化,不能很好地发挥还原性:若温度太低,则不利于成膜。因此,在生产操作中,控制蒸发器的生蒸汽温度在180℃-190℃之间,有利于蒸发浓缩操作和充分去除氧化性氯酸盐,更好地保护后序设备。
10、开停车次数的减少
每一次开车,进料碱液都会冲掉设备表面起保护作用的氧化膜,继续腐蚀下层材料,使材质变薄。因此,尽量减少开停车次数有助于设备防腐。综合采用上述措施后,设备腐蚀大大减轻,取得了较为理想的防腐效果。
㈥ 关于不锈钢方面的问题
1.不锈钢酸洗钝化的必要性:
奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能,抗高温氧化性能,较好的低温性能及优良的机械与加上r生能。因此广泛用于化工、石油、动力、核工程、航天航空、海洋、医药、轻工、纺织等部门。其主要目的在于防腐防锈。不锈钢的耐腐蚀主要依靠表面钝化膜,如果膜不完整或有缺陷,不锈钢仍会被腐蚀。工程上通常进行酸洗钝化处理,使不锈钢的耐蚀潜力发挥得更大。在不锈钢设备与部件在成形、组装、焊接、焊缝检查 (如探伤、耐压试验)及施工标记等过程中带来表面油污、铁锈、非金属脏物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等,这些物质影响了不锈钢设备与部件表面质量,破坏了其表面的氧化膜,降低了钢的抗全面腐蚀性能和抗局部腐蚀性能(包括点蚀、缝隙腐蚀),甚至会导致应力腐蚀破裂。
不锈钢表面清洗、酸洗与钝化,除最大限度提高耐蚀性外,还有防止产品污染与获得美观的作用。在 GBl50一1998《钢制压力容器》规定,“有防腐要求的不锈钢及复合钢板制造的容器的表面应进行酸洗钝化”。这一规定是针对石油化工中使用的压力容器而言的,因为这些设备用于直接与腐蚀介质相接触的场合,从保证耐蚀耐蚀性出发,提出酸洗钝化是必要的。对其他工业部门,如并非出于防腐目的,仅基于清洁与美观要求,而采用不锈钢材判·的则无需酸洗钝化。但对不锈钢设备的焊缝还需要进行酸洗钝化。对核工程、某些化工装置及其它使用要求严格的,除酸洗钝化外,还要采用高纯度介质进行最终精细清洗或进行机械、化学与电解抛光等精整处理。
2.不锈钢酸洗钝化原理
不锈钢的抗腐蚀陛能主要是由于表面覆盖着一层极薄的(约1nm)致密的钝化膜,这层膜1n腐蚀介质隔离,是不锈钢防护的基本屏障。不锈钢钝化具有动态特征,不应看作腐蚀完全停止,而是形成扩散的阻挡层,使阳极反应速度大大降低。通常在有还原剂(如氯离子)情况下倾向于破坏膜,而在氧化剂(如空气)存在时能保持或修复膜。
不锈钢工件放置于空气中会形成氧化膜,但这种膜的保护性不够完善。通常先要进行彻底清洗,包括碱洗与酸洗,再用氧化剂钝化,才能保证钝化膜的完整性与稳定性。酸洗的目的之一是为钝化处理创造有利条件,保证形成优质的钝化膜。因为通过酸洗使不锈钢表面平均有10μm厚一层表面被腐蚀掉,酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高,因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡,一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。但更重要的是,通过酸洗钝化,使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解,去掉了贫铬层,造成铬在不锈钢表面富集,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。不同的钝化处理也会影响膜的成分与结构,从而影响不锈性,如通过电化学改性处理,可使钝化膜具有多层结构,在阻挡层形成CrO3或Cr2O3,或形成玻璃态的氧化膜,使不锈钢能发挥最大的耐蚀性。
国内外学者对不锈钢钝化膜的生成进行了大量研究。以近几年北京科大对316L钢钝化膜光电子能谱 (xps)研究为例作简述[1]。不锈钢钝化是表面层由于某种原因溶解与水分子的吸附,在氧化剂的催化作用下,形成氧化物与氢氧化物,并与组成不锈钢的cr、 Ni、Mo元素发生转换反应,最终形成稳定的成相膜,阻止了膜的破坏与腐蚀的发生。其反应历程为:
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表示钝化过程中的催化剂,且在钝化迪陧中浓度不变,ad表示吸附中间体。)[page]
可见,316L钝化膜最表层存在Fe2O3、Fe(OH)3、或γ -FeOOH、Cr203、CrOOH或Cr(OH)3、MO以MOO形式存在,钝化膜主要成分为CrO3、FeO与NiO。
3.不锈钢酸洗钝化的方法与工艺
3.1酸洗钝化处理方法比较
不锈钢设备与零部件酸洗钝化处理根据操作不同育多种方法,其适用范围与特点见表1。
表1不锈钢酸洗钝化方法比较
方法 适用范围 优缺点
浸渍法 用于可放入酸洗槽或钝化槽的零部件,但不适于大设备 酸洗液可较长时间使用,生产效率较高、成本低;大容积设备充满酸液浸渍耗液太大
涂刷法 适用于大型设备内处表面及局部处理 物工操作、劳动条件差、酸液无法回收
膏剂法 用于安装或检修现场,尤其用于焊接部处理 手工操作、劳动条件差、生产成本高
喷淋法 用于安装现场,大型容器内壁 用液量低、费用少、速度快,但需配置喷枪及扦环系统
循环法 用于大型设备,如换热器、管壳处理 施工方便,酸液可回用,俚需配管与泵连接循环系统
电化学法 既可用于零部件,又可用电刷法对现场设备表面处理 技术较复杂,需直流电源或恒电位仪
3.2酸洗钝化处理配方举例
3.2.1一般处理[2]
根据ASTMA380—1999,仅以300系列不锈钢为例,
(1)酸洗
药剂HNO36%~25%+HF0.5%~8%(体积分数);
温度21~60℃;时间按需要;
或药剂柠檬酸铵5%~10%(质量分数);
温度49~71℃;时间10~60min。
(2)钝化
药剂HNO320%~50%(体积分数);
温度49~71℃;时间10~30min;
或温度2l~38℃;时间30~60min;
或药剂HNO320%~50%+Na2Cr207H2022%~ 6%(质量分数);
温度49~54℃; 时间15~30min;
或温度21~38℃;时间30~60min。
(3)除鳞酸洗
药剂H2SO48%~11%(体积分数);
温度66~82℃;6寸间5~45min;
及药剂HNO36%~25%+HF 0.5%~8%(体积分数);
温度21~60℃;
或HNO315%~25%+HFl%—8%(体积分数)。
3.2.2膏剂法处理
(1)以广州石化尿素不锈钢新设备内表面焊缝及母材钝化和维修表面打磨焊缝的局部钝化为例[3]
酸洗膏:
25%HNO~+4%HF+7l%冷凝 水(体积分数)与 BaSO,调至糊状。
钝化膏:
30%HNO3或25%HNO3+1%(质量分数)K2Cr207与BaSO7调至糊状。
涂覆表面5~30min,用冷凝水冲洗至pH=7,对单台设备也可采用喷洒双氧水的化学钝化法。
(2)以上海大明铁工厂专利m为例。
酸洗钝化膏:
HN038%~14%(作钝化剂);
HFl0%~15%(作腐蚀剂);
硬月S酸镁2.2%~2.7%(作增稠剂)
硝酸镁60%~70%(作填料,提高粘附力与渗透性);[page]
多聚磷酸钠2.3%~2.8%(作缓蚀剂);
水(调节粘度)。
3.2.3 电化学法处理
以厦门大学专利[5]为例,其处理方法是:将待处理的不锈钢工件作阳极,控制恒电位进行阳极化处理,或者将不锈钢工件先作阴极,控制恒电位进行阴极化处理,再将不锈钢工件作阳极,控制恒电位进行阳极化处理,并继续改变其恒电位进行钝化处理,电解质溶液均采用HN03。经这样处理后,不锈钢钝化膜性质得到改善,耐蚀性能大大提高。点蚀临界电位 (Eb)提高约1000mV(在3%NaCl中),抗均匀腐蚀性能提高三个数量级(在45℃的20%~30%H2S04中)。
4.不锈钢酸洗钝化的应用范围
4.1不锈钢设备制造过程中的酸洗钝化处理
4.1.1切削加工后的清洗及酸洗钝化[6]
不锈钢工件经切削加工后表面上通常会残留铁屑、钢末及冷却乳液等污物,会使不锈钢表面出现污斑与生锈,因此应进行脱脂除油,再用硝酸清洗,既去除了铁屑钢末,又进行了钝化。
4.1.2焊接前后的清洗及酸洗钝化[7]
由于油脂是氢的来源,在没有清除油脂的焊缝中会形成气孑L,而低熔点金属污染(如富锌漆)焊接后会造成开裂,所以不锈钢焊前必须将坡口及两侧20mm内的表面清理干净,油污可用丙酮擦洗,油漆锈迹应先用砂布或不锈钢丝刷清除,再用丙酮擦净。
不锈钢设备制造无论采用何种焊接技术,焊后均要清洗,所有焊渣、飞溅物、污点与氧化色等均要除掉,清除方法包括机械清洗与化学清洗。机械清洗有打磨、抛光与喷砂喷丸等,应避免使用碳钢刷子,以防表面生锈。为取得最好的抗腐蚀性能,可将其浸泡在HNO3和HF的混液中,或采用酸洗钝化膏。实际上常4锎1械清洗与化学清洗结合起来应用。
4.1.3锻铸件的清洗[6]
经锻铸等热加工后的不锈钢工件,表面往往有一层氧化皮、润滑剂或氧化物污染,污染物包括石墨、二硫化钼与二氧化碳等。应通过喷丸处理、盐浴处理以及多道酸洗处理。如美国不锈钢涡轮机叶片处理工艺为:
盐浴(10min)→水淬(2.5min)→硫酸洗(2min)→冷水洗(2min)→碱性高锰酸盐浴(10min)→冷水洗(2min)→硫酸洗(1rain)→冷水洗(1min)→硝酸洗(1.5min)→冷水洗(1min)→热水洗(1min)→空气干燥。
4.2新装置投产前的酸洗钝化处理
许多大型化工、化纤、化肥等装置的不锈钢设备与管道在投产开工前要求进行酸洗钝化。虽然设备在制造厂已进行过酸洗,去除了焊渣与氧化皮,但在存放、运输、安装过程中又难免造成油脂、泥砂、铁锈等的污染,为确保装置与设备试车产品(尤其是化工中间体及精制品)的质量能够达到要求,保证一次试车成功,必须进行酸洗钝化。如H2O2生产装置不锈钢设备与管道,投产前必须进行清洗,否则若有污物重金属离子会使催化剂中毒。另外,如金属表面有油脂与游离铁离子等会造成H2O2的分解,剧烈放出大量热,引发着火,甚至爆炸。同样对氧气管道来说存在微量油污与金属微粒也可能产生火花而发生严重后果。
4.3现场检修中的酸洗钝化处理
在精制对苯二甲酸(PTA),聚乙烯醇(PVA),腈纶,醋酸等生产装置的设备材料中,大量使用奥氏体不锈钢316L、317、304L,由于物料都含有Cl-、Br-、 SCN-、甲酸等有害离子,或由于污垢、物料结聚,会对设备产生点蚀、缝隙腐蚀与焊缝腐蚀。在停车检修时可以对设备或部件进行全面或局部酸洗钝化处理,修复其钝化膜,以防局部腐蚀扩展。如上海石化PTA装置干燥机的不锈钢管子更新检修及腈纶装置的不锈钢换热器检修等均进行过酸洗钝化。
4.4在役设备除垢清洗
石油化工装置中的不锈钢设备,尤其是换热器,经一定时间运行后,内壁会沉积各种污垢,如碳酸盐垢、硫酸盐垢、硅酸盐垢、氧化铁垢、有机物垢、催化剂垢等,影响了换热效果,并且会造成垢下腐蚀。需要选择合适的清洗剂进行除垢,可采用硝酸、硝酸+氢氟酸、硫酸、柠檬[page]酸、EDTA、水基清洗剂等,并添加适量的缓蚀剂。除垢清洗后,如需要可再进行钝。化处理。如上海石化PTA、醋酸、腈纶等装置的不锈钢换热器均进行过除垢清洗。
5.不锈钢酸洗钝化的注意事项
5.1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。
5.2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。
5.3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[2]。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[8],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。
5.4不锈钢敏化条件下酸洗的控制[2]
某些不锈钢由于不良热处理或焊接造成敏化,采用HNO&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。
5.5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[3]。
5.6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)。
6.不锈钢酸洗钝化质量检验[8]
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8gCuS04+500mLH20+2~3mLH2S04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2mLHCl+1mLH2S04+1gK3Fe(CN)6+97mLH20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。
㈦ SUS304L不锈钢板材的执行标准是什么
SUS304L不锈钢板材的执行标准ASTM A240的执行标准
SUS304L
特性
耐蚀性和耐热性优良;焊接后或消除应力后,亦能保持良好耐蚀性;深冲性,抛光性优良。
用途
应用于抗晶间腐蚀性高的化学、煤炭、石油环境中器械和设备;露天装饰材料、耐热零件及热处理有困难的零件。冷冻Container Frame及外装材,汽车排气管(800 ℃以下),耐热设备部件。
物理性能
化学成分
碳(C)≤0.030
锰(Mn)≤2.00
硅(Si)≤1.00
磷(P)≤0.045
硫(S)≤0.03
铬(Cr)18.00~20.00
镍(Ni)9.00~13.00
力学性能
抗拉强度 σb (MPa)≥520,
条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥205,
伸长率 δ5 (%)≥40,
断面收缩率 ψ (%)≥60,
硬度:≤187HB;≤90HRB;≤200HV
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在氟化物水溶液中的腐蚀
( 1 ) 在氟酸中的腐蚀 氟化氢气体非常容易溶于水, 变为氢氟酸( 氟酸) , 与其它卣化氢酸相比较. 它的分解度低, 是一种弱酸。 但在 5 m o l / L一1 5 m o l / L这样的高浓度情况下, 离子化为O , H , H 2 , H 3 而成为强酸c 可是磷酸是含磷矿石用硫酸处理得到的。在处理 过程中混人磷酸中的不纯物( H 2 s o 4 . F 一 . C I, ¨ , A 1 . c a 2 , M 等) 对磷酸生产装置的材料产生影 响 。 。 。对于作为装置材料的不锈钢( T y p e 3 1 6 L , 3 1 7 L 等) . 在粗制磷酸中进行腐蚀试验, 其结果 表明, 腐蚀 速度随着F 一 浓度的增加而增大. c l 一 或s 氆一的复合添 加会加速这种腐蚀。这是因为 F 一 加速了不锈钢的活 性溶解 , 并成为使在不锈钢表面业已形成的保护膜( 钝 态氧化薄膜) 处于不稳定状态的主要原因。 还有, 我们知道. ¨. . c E M 具有抑制 腐蚀的作用, 但它们容易与 F 一 形戚铬离子, 从而使磷 酸中的 F 浓度减少” 。可“认为 F 进一步起到氧 化剂的作用. 从而促进不锈铜的钝态化” ) 。在这样的 环境中提高不锈钢耐腐蚀性的台叠元素是 M o 、 C r和 c u . 特别是 M0 和 c r 的效果显著 。 。
( 2 ) 在中性氟化物水溶液中的腐蚀
在中性水 溶液 中, 不锈 钢由钝态氧化 薄膜保护. 显 示出非常良好 的耐腐蚀性 但多数事例和 文献 告 诉 我 们.在 c l, B r 一. I 一存 在 的情况下. 不 锈钢会发生像 点腐蚀这样的 局部腐蚀而导另一方面, 同样是卤化物离子的F 一 不会在不锈钢 上目 f 起点腐蚀, 但会促进其垒面腐蚀 j 。还有, 由图 3 1 7 ) 所示的不锈钢发生点腐蚀的 N a C 1 一一 丑 F 一 浓度范 围图使我们知道 F 可抑制由C I 。 ‘ 引起的点腐蚀。 在这样的中性水溶液中, F 一 抑制不锈钢的局部腐 蚀性却促进了其全面腐蚀性 但在不锈钢因焊接等原 因而导致其敏化的情况下, F 一 会引起局部腐蚀。所谓 敏化. 是指不锈钢处于温度范围为5 0 0 ℃ 一8 5 0 ' ~的加 热状态. 并超过规定的时间, 导致在不锈钢的结晶粒界处形成铬碳化物, 而在粒界附近有形成缺铬层的现象。