不銹鋼的生銹及鈍化防銹原理
日期：2020-08-07 16:52:28 閱讀：
不銹鋼的耐腐蝕性主要是因為在鋼中添加了較高含量的Cr元素，Cr元素易于氧化，能在鋼的表面迅速形成致密的Cr2O3氧化膜，使鋼的電極電和在氧化介質(zhì)中的耐蝕性發(fā)生突變性提高，不銹鋼的耐腐蝕性能主要依靠表面覆蓋的這一層極薄的(約1mm)致密的鈍化膜，這層鈍化膜與腐蝕介質(zhì)隔離，是不銹鋼防護的基本屏障，如果鈍化膜不完整或有缺陷被破壞，不銹鋼仍會(huì )被腐蝕。不銹鋼也會(huì )銹不銹鋼板材、設備及附件的吊運、裝配、焊接、焊縫檢查(如著(zhù)色探傷、耐壓實(shí)驗)及加工過(guò)程中帶來(lái)的表面油污、劃傷、鐵銹、雜質(zhì)、低熔點(diǎn)金屬污染物、油漆、焊渣、飛濺物等，這些物質(zhì)影響了不銹鋼表面質(zhì)量，破壞了其表面鈍化膜，降低了表面耐蝕性，還易與以后接觸的化學(xué)品中的腐蝕介質(zhì)共同作用，引發(fā)點(diǎn)蝕、晶間腐蝕、甚至會(huì )導致應力腐蝕開(kāi)裂。酸洗鈍化原理 在GBl50—1998《鋼制壓力容器》中規定“有防腐要求的不銹鋼制造的容器表面應進(jìn)行酸洗鈍化?！辈讳P鋼化學(xué)品容器還由于載運多種不同的化學(xué)品，對防止貨品污染有很高的要求，而國產(chǎn)不銹鋼板表面質(zhì)量相對較差．通常應對不銹鋼板、設備、附件進(jìn)行機械、化學(xué)或電解拋光等精整處理后再清洗、酸洗鈍化，使不銹鋼具有更強的耐蝕力。
不銹鋼化學(xué)品容器在營(yíng)運中通常有使用水清洗的工序，如使用海水的話(huà)，海水中富含氯離子，對鈍化膜有較大的腐蝕作用，工況惡劣．進(jìn)行酸洗鈍化更是不可缺少。 不銹鋼鈍化膜具有動(dòng)態(tài)特征，不應看作腐蝕完全停止，而是在形成擴散的保護層，通常在有還原劑(如氯離子)的情況下傾向于破壞鈍化膜，而在氧化劑(如空氣)存在時(shí)能保護和修復鈍化膜。不銹鋼放置于空氣中會(huì )形成氧化膜，但這種膜的保護性不夠完善，通過(guò)酸洗使不銹鋼表面平均有厚度為10u m的一層表面被腐蝕掉，酸液的化學(xué)活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其他部位高，因此酸洗可使整個(gè)表面趨于均勻平衡，更重要的是，通過(guò)酸洗鈍化，使鐵及鐵的氧化物比鉻和鉻的氧化物優(yōu)先溶解，去掉了貧鉻層，使不銹鋼表面富鉻，在氧化劑鈍化作用下使表面產(chǎn)生完整穩定的鈍化膜，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。 酸洗鈍化方式根據操作方式不同，不銹鋼酸洗鈍化處理主要有浸漬法、膏劑法、涂刷法、噴淋法、循環(huán)法、電化學(xué)法等6種方法。
一、浸漬法。不銹鋼管線(xiàn)、彎頭、小件等最適用該法．且處理效果最好。因為處理件可充分浸泡在酸洗鈍化液中，表面反應完全、鈍化成膜致密均勻。該法適合連續批量作業(yè)，但需隨溶液反應濃度降低而不斷補充新液。其缺點(diǎn)是受酸槽形狀及容量的限制，不適合大容量設備及形狀過(guò)長(cháng)過(guò)寬的管線(xiàn)；長(cháng)期不用會(huì )因溶液揮發(fā)等原因而效果下降，需要專(zhuān)用場(chǎng)地、酸池及加熱設備。
二、膏劑法。不銹鋼酸洗鈍化膏目前已在國內廣泛使用并有系列產(chǎn)品供應，手工操作，適合現場(chǎng)施工，對不銹鋼化學(xué)品容器焊縫處理、焊接變色、拐角死角、扶梯背面及大面積的涂抹鈍化都適用。 膏劑法的優(yōu)點(diǎn)是不需要專(zhuān)用設備和場(chǎng)地，不需要加熱設備，現場(chǎng)操作靈活，酸洗鈍化一次完成，獨立性強；鈍化膏保質(zhì)期長(cháng)，每次涂抹處理都用新的鈍化膏一次性使用，表面一層鈍化結束后反應即停止，不易過(guò)腐蝕，不受后續沖洗時(shí)間限制，焊縫等薄弱環(huán)節還可以加強鈍化。缺點(diǎn)是工人操作環(huán)境差，勞動(dòng)強度高，成本較高，對不銹鋼管線(xiàn)內壁處理效果稍差，需結合其它方法。
三、噴淋法。適合于場(chǎng)地固定，封閉環(huán)境的單一產(chǎn)品或內部結構簡(jiǎn)單的設備酸洗鈍化，如板材生產(chǎn)線(xiàn)上的噴淋酸洗工序，對不銹鋼化學(xué)品容器，可用于容器內壁酸洗。其優(yōu)點(diǎn)是連續操作速度快，操作方式簡(jiǎn)單，對工人腐蝕影響小，溶液利用率較高。這種方法限制條件比較多，如：
1、容器內不得有殘渣、雜質(zhì)等。
2、酸洗液在容器內停留時(shí)間過(guò)長(cháng)，會(huì )發(fā)生反應引起不銹鋼的過(guò)腐蝕，因此須連續作業(yè)，隨時(shí)準備大量清洗用水，如遇停電、停水、停工等會(huì )引起嚴重后果。
3、廢酸、廢水排放須有較大的容器盛放。
4、隨著(zhù)反應時(shí)間的增長(cháng)和溶液雜質(zhì)的增多，酸洗液有效成份逐漸降低，須隨時(shí)檢測溶液濃度并及時(shí)補充新液。
特別注意事項
酸洗鈍化的前處理：不銹鋼表面如存在油脂等污物，會(huì )影響酸洗鈍化的質(zhì)量，一般應先采用堿性洗滌劑等清洗。
酸洗液／膏及清洗水中氯離子濃度的控制：氯離子含量超標會(huì )破壞不銹鋼鈍化膜，部分不銹鋼酸洗液／膏采用加入鹽酸、高氯酸等含氯離子的侵蝕介質(zhì)作為主劑或助劑去除表面氧化層，對于防止腐蝕是不利的，在檢驗中應予控制，如船標《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595—94中規定，對不銹鋼酸洗鈍化膏氯離子含量控制在25PPM～100PPM范圍內。
另外對于清洗水也應控制氯離子含量低于25PPM，施工中在自來(lái)水中加入氯離子緩蝕劑硝酸鈉即可達到要求。
廢液中和環(huán)保排放：對于酸洗鈍化廢液的處理，應達到國家環(huán)保排放要求，如對含氟廢液可加入石灰乳或氯化鈣處理，對于含鉻廢液，可加硫酸亞鐵還原處理等。
酸洗鈍化質(zhì)量檢驗
不銹鋼酸洗鈍化效果的質(zhì)量檢驗可參照船標《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB／T3595—94、國際標準《不銹鋼電解拋光及打磨拋光和酸洗鈍化所形成的表面鈍化膜檢驗》ISO15730等進(jìn)行，一般可分為：外觀(guān)檢驗、化學(xué)試驗，化學(xué)試驗又主要有人造海水掛片腐蝕試驗、硫酸銅滴定試驗、高鐵氰化鉀滴定試驗（藍點(diǎn)試驗）等，一般檢驗以下面三種方式進(jìn)行：
外觀(guān)檢驗：不銹鋼酸洗鈍化表面應呈均勻銀白色，光潔美觀(guān)，不得有明顯腐蝕痕跡，焊縫及熱影響區不得有氧化色，不得有顏色不均勻的斑痕。
不銹鋼化學(xué)品容器在營(yíng)運中通常有使用水清洗的工序，如使用海水的話(huà)，海水中富含氯離子，對鈍化膜有較大的腐蝕作用，工況惡劣．進(jìn)行酸洗鈍化更是不可缺少。 不銹鋼鈍化膜具有動(dòng)態(tài)特征，不應看作腐蝕完全停止，而是在形成擴散的保護層，通常在有還原劑(如氯離子)的情況下傾向于破壞鈍化膜，而在氧化劑(如空氣)存在時(shí)能保護和修復鈍化膜。不銹鋼放置于空氣中會(huì )形成氧化膜，但這種膜的保護性不夠完善，通過(guò)酸洗使不銹鋼表面平均有厚度為10u m的一層表面被腐蝕掉，酸液的化學(xué)活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其他部位高，因此酸洗可使整個(gè)表面趨于均勻平衡，更重要的是，通過(guò)酸洗鈍化，使鐵及鐵的氧化物比鉻和鉻的氧化物優(yōu)先溶解，去掉了貧鉻層，使不銹鋼表面富鉻，在氧化劑鈍化作用下使表面產(chǎn)生完整穩定的鈍化膜，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。 酸洗鈍化方式根據操作方式不同，不銹鋼酸洗鈍化處理主要有浸漬法、膏劑法、涂刷法、噴淋法、循環(huán)法、電化學(xué)法等6種方法。
一、浸漬法。不銹鋼管線(xiàn)、彎頭、小件等最適用該法．且處理效果最好。因為處理件可充分浸泡在酸洗鈍化液中，表面反應完全、鈍化成膜致密均勻。該法適合連續批量作業(yè)，但需隨溶液反應濃度降低而不斷補充新液。其缺點(diǎn)是受酸槽形狀及容量的限制，不適合大容量設備及形狀過(guò)長(cháng)過(guò)寬的管線(xiàn)；長(cháng)期不用會(huì )因溶液揮發(fā)等原因而效果下降，需要專(zhuān)用場(chǎng)地、酸池及加熱設備。
二、膏劑法。不銹鋼酸洗鈍化膏目前已在國內廣泛使用并有系列產(chǎn)品供應，手工操作，適合現場(chǎng)施工，對不銹鋼化學(xué)品容器焊縫處理、焊接變色、拐角死角、扶梯背面及大面積的涂抹鈍化都適用。 膏劑法的優(yōu)點(diǎn)是不需要專(zhuān)用設備和場(chǎng)地，不需要加熱設備，現場(chǎng)操作靈活，酸洗鈍化一次完成，獨立性強；鈍化膏保質(zhì)期長(cháng)，每次涂抹處理都用新的鈍化膏一次性使用，表面一層鈍化結束后反應即停止，不易過(guò)腐蝕，不受后續沖洗時(shí)間限制，焊縫等薄弱環(huán)節還可以加強鈍化。缺點(diǎn)是工人操作環(huán)境差，勞動(dòng)強度高，成本較高，對不銹鋼管線(xiàn)內壁處理效果稍差，需結合其它方法。
三、噴淋法。適合于場(chǎng)地固定，封閉環(huán)境的單一產(chǎn)品或內部結構簡(jiǎn)單的設備酸洗鈍化，如板材生產(chǎn)線(xiàn)上的噴淋酸洗工序，對不銹鋼化學(xué)品容器，可用于容器內壁酸洗。其優(yōu)點(diǎn)是連續操作速度快，操作方式簡(jiǎn)單，對工人腐蝕影響小，溶液利用率較高。這種方法限制條件比較多，如：
1、容器內不得有殘渣、雜質(zhì)等。
2、酸洗液在容器內停留時(shí)間過(guò)長(cháng)，會(huì )發(fā)生反應引起不銹鋼的過(guò)腐蝕，因此須連續作業(yè)，隨時(shí)準備大量清洗用水，如遇停電、停水、停工等會(huì )引起嚴重后果。
3、廢酸、廢水排放須有較大的容器盛放。
4、隨著(zhù)反應時(shí)間的增長(cháng)和溶液雜質(zhì)的增多，酸洗液有效成份逐漸降低，須隨時(shí)檢測溶液濃度并及時(shí)補充新液。
特別注意事項
酸洗鈍化的前處理：不銹鋼表面如存在油脂等污物，會(huì )影響酸洗鈍化的質(zhì)量，一般應先采用堿性洗滌劑等清洗。
酸洗液／膏及清洗水中氯離子濃度的控制：氯離子含量超標會(huì )破壞不銹鋼鈍化膜，部分不銹鋼酸洗液／膏采用加入鹽酸、高氯酸等含氯離子的侵蝕介質(zhì)作為主劑或助劑去除表面氧化層，對于防止腐蝕是不利的，在檢驗中應予控制，如船標《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595—94中規定，對不銹鋼酸洗鈍化膏氯離子含量控制在25PPM～100PPM范圍內。
另外對于清洗水也應控制氯離子含量低于25PPM，施工中在自來(lái)水中加入氯離子緩蝕劑硝酸鈉即可達到要求。
廢液中和環(huán)保排放：對于酸洗鈍化廢液的處理，應達到國家環(huán)保排放要求，如對含氟廢液可加入石灰乳或氯化鈣處理，對于含鉻廢液，可加硫酸亞鐵還原處理等。
酸洗鈍化質(zhì)量檢驗
不銹鋼酸洗鈍化效果的質(zhì)量檢驗可參照船標《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB／T3595—94、國際標準《不銹鋼電解拋光及打磨拋光和酸洗鈍化所形成的表面鈍化膜檢驗》ISO15730等進(jìn)行，一般可分為：外觀(guān)檢驗、化學(xué)試驗，化學(xué)試驗又主要有人造海水掛片腐蝕試驗、硫酸銅滴定試驗、高鐵氰化鉀滴定試驗（藍點(diǎn)試驗）等，一般檢驗以下面三種方式進(jìn)行：
外觀(guān)檢驗：不銹鋼酸洗鈍化表面應呈均勻銀白色，光潔美觀(guān)，不得有明顯腐蝕痕跡，焊縫及熱影響區不得有氧化色，不得有顏色不均勻的斑痕。
