不銹鋼鈍化的必要性

1、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(yōu)良的機(jī)械與加上 r 生能。因此廣泛用于化工、 石油、動力、 核工程、 航天航空、海洋、醫(yī)藥、輕工、紡織等部門。 其主要目的在于防腐防銹。 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(jìn)行酸洗鈍化處理， 使不銹鋼的耐蝕潛力發(fā)揮 得更大。 在不銹鋼設(shè)備與部件在成形、 組裝、焊接、焊縫檢查 （如探傷、 耐壓試驗(yàn) ） 及施工標(biāo)記等過程中帶來表面油污、鐵銹、非金屬臟物、低 熔點(diǎn)金屬污染物、油漆、焊渣與飛濺物等，這些物質(zhì)影響了不銹鋼設(shè)備 與部件表面質(zhì)量， 破壞了其表面

2、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(diǎn)蝕、縫隙腐蝕 ），甚至?xí)?dǎo)致應(yīng)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(chǎn) 品污染與獲得美觀的作用。 在 GBl50 一 1998鋼制壓力容器 規(guī)定，“有 防腐要求的不銹鋼及復(fù)合鋼板制造的容器的表面應(yīng)進(jìn)行酸洗鈍化 ”。這 一規(guī)定是針對石油化工中使用的壓力容器而言的， 因?yàn)檫@些設(shè)備用于直 接與腐蝕介質(zhì)相接觸的場合， 從保證耐蝕耐蝕性出發(fā)， 提出酸洗鈍化是 必要的。對其他工業(yè)部門，如并非出于防腐目的，僅基于清潔與美觀要 求，而采用不銹鋼材判 的則無需酸洗鈍化。但對不銹鋼設(shè)備的焊縫還 需要進(jìn)行酸洗鈍化。對核

3、工程、某些化工裝置及其它使用要求嚴(yán)格的， 除酸洗鈍化外，還要采用高純度介質(zhì)進(jìn)行最終精細(xì)清洗或進(jìn)行機(jī)械、化 學(xué)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于表面覆蓋著一層極薄的（約1nm）致密的鈍化膜，這層膜 1n 腐蝕介質(zhì)隔離，是不銹鋼防護(hù)的基本屏障。不銹鋼 鈍化具有動態(tài)特征，不應(yīng)看作腐蝕完全停止，而是形成擴(kuò)散的阻擋層， 使陽極反應(yīng)速度大大降低。通常在有還原劑（如氯離子 ）情況下傾向于破壞膜，而在氧化劑 （如空氣 ）存在時(shí)能保持或修復(fù)膜。 不銹鋼工件放置于空氣中會形成氧化膜，但這種膜的保護(hù)性不夠完善。 通常先要進(jìn)行徹底清洗，包括堿洗與酸洗，再用氧化劑鈍化，才能保證 鈍化

4、膜的完整性與穩(wěn)定性。酸洗的目的之一是為鈍化處理創(chuàng)造有利條 件，保證形成優(yōu)質(zhì)的鈍化膜。因?yàn)橥ㄟ^酸洗使不銹鋼表面平均有10 um厚一層表面被腐蝕掉， 酸液的化學(xué)活性使得缺陷部位的溶解率比表面上 其它部位高， 因此酸洗可使整個(gè)表面趨于均勻平衡，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(yōu)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(dá) +1. 0V（SCE），接近貴金屬的電位， 提高了抗腐蝕的穩(wěn)定性。 不同的鈍化處理也會影響膜的成分與結(jié)構(gòu)，從 而影響不銹性，如通過電化學(xué)改性處理，可使鈍化膜具有多層結(jié)構(gòu)，在 阻擋層

5、形成CrO3或Cr2O3，或形成玻璃態(tài)的氧化膜，使不銹鋼能發(fā)揮 最大的耐蝕性。國內(nèi)外學(xué)者對不銹鋼鈍化膜的生成進(jìn)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 表面層由于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， 并與組成不銹鋼的 cr、 Ni 、Mo 元素發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng)，最終形成穩(wěn)定的成相膜，阻止了膜的破壞與腐蝕的發(fā)生。其反應(yīng)歷程為：Fe H20+O* FeOH O*ad+H+eFeOH O*ad * FeO O*ad+H+eFeO O*ad+H2O * FeOOH+O*H+eFeO O*ad * FeO+O

6、*FeOOH+C葉H2* CrOOH+Fe- H202FeOOH*Fe203+H202CrOOH*Cr203+H20MO+3FeO+3H2* MOO 3+3Fe H2ONi+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y-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(shè)備與零部件酸洗鈍化處理根據(jù)操作不

7、同育多種方法， 其適用范 圍與特點(diǎn)見表 1。表 1不銹鋼酸洗鈍化方法比較方法適用范圍優(yōu)缺點(diǎn) 浸漬法用于可放入酸洗槽或鈍化槽的零部件， 但不適于大設(shè)備 酸洗液 可較長時(shí)間使用，生產(chǎn)效率較高、成本低；大容積設(shè)備充滿酸液浸漬耗 液太大 涂刷法 適用于大型設(shè)備內(nèi)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 用于安裝或檢修現(xiàn)場，尤其用于焊接部處理 手工操作、 勞動條 件差、生產(chǎn)成本高噴淋法 用于安裝現(xiàn)場，大型容器內(nèi)壁 用液量低、費(fèi)用少、速度快，但 需配置噴槍及扦環(huán)系統(tǒng)循環(huán)法 用于大型設(shè)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(huán)系統(tǒng)電化學(xué)法 既可用于零部件， 又可

8、用電刷法對現(xiàn)場設(shè)備表面處理 技術(shù)較 復(fù)雜，需直流電源或恒電位儀32 酸洗鈍化處理配方舉例321一般處理 2根據(jù) ASTMA380 1999，僅以 300 系列不銹鋼為例，（1）酸洗藥劑HNO36 %25% +HFO . 5%8% （體積分?jǐn)?shù)）；溫度2160C；時(shí)間按需要；或藥劑檸檬酸銨 5%10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù) ）；溫度4971C ；時(shí)間1060min。（2）鈍化藥劑HNO320%50% （體積分?jǐn)?shù)）；溫度4971C ；時(shí)間1030min ；或溫度2138C ；時(shí)間3060min ；或藥劑 HNO320 %50% +Na2Cr207H2022%6%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）;溫度4954C； 時(shí)間1530min

9、;或溫度2138C；時(shí)間3060min。（3）除鱗酸洗藥劑H2SO48%11% （體積分?jǐn)?shù)）；溫度6682C； 6寸間545min；及藥劑 HNO36%25%+HF 05%8%（體積分?jǐn)?shù)）；溫度2160C；或 HNO315 %25%+HF1 % 8% （體積分?jǐn)?shù)）。3 22 膏劑法處理（ 1 ）以廣州石化尿素不銹鋼新設(shè)備內(nèi)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+71 %冷凝 水（體積分?jǐn)?shù)）與BaSO,調(diào)至糊狀。鈍化膏：30% HNO3 或 25% HNO3+1 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）K2Cr207 與 BaSO7 調(diào)至糊狀。涂覆表面530min，用冷凝水沖洗至pH=7，對單臺設(shè)備也可采用噴灑 雙氧水的化學(xué)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）；HFI0 %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(diào)節(jié)粘度 ）。3. 2. 3 電化學(xué)法處理以廈門大學(xué)專利 5為例，其處理方法是：將待處理的不銹鋼工件作陽極， 控制恒電位進(jìn)行陽極化處理， 或者將不銹鋼工件先作陰極， 控制恒電位 進(jìn)行陰極化處理， 再