磷酸浸蝕工藝在水冷卻器防腐表面處理應(yīng)用1

磷酸浸蝕工藝在水冷卻器防腐表面處理應(yīng)用

關(guān)鍵詞：磷酸浸蝕、除銹原理、水冷卻器、防腐1、概況碳鋼冷卻器采用油性涂料及Ni-P合金化學鍍防腐施工技術(shù)，在化工裝置生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了很好的經(jīng)濟效益和認可。近年來，為了進一步推廣油性涂料及Ni-P合金化學鍍的使用效果，我們對冷卻器管束表面處理研究。冷卻器是由幾百根φ19×6000的碳鋼管積累而成的管束,直徑小到φ600大到φ1800，管與管之間呈三角形排列，結(jié)構(gòu)緊密。采用機械法噴砂除銹，無論如何也無法使表面達到施工標準等級。只有采取化學浸蝕法，才可以達到施工要求。國內(nèi)最普遍采用的鹽酸浸蝕和硫酸等方法。這兩種方法最大的缺點是易產(chǎn)生掛灰、氫脆和過腐蝕的危害，并且工藝繁鎖，酸洗后容易在基體內(nèi)留下縫隙腐蝕的隱患。對于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的冷卻器管束采用酸浸蝕進行表面處理，要達到完全沖洗干凈殘存鹽（硫）酸液是很不容易的，因此，我們必須改變傳統(tǒng)的酸浸蝕方法，采用磷酸浸蝕（也稱磷化處理）技術(shù)來完成冷卻器管束防腐表面處理問題。2、除銹原理通常用硫酸、鹽酸和磷酸做為酸浸混合液。這些酸和鐵的氧化物的反應(yīng)是一個以化學還原溶解為主，包括化學溶解和剝離作用的復(fù)雜過程。電化學還原性溶解的機理是由于在鋼鐵表面上，銹層（氧化層）的不連邊續(xù)處，產(chǎn)生的局部電池的陽極反應(yīng)，把氧化鐵還原成亞鐵離子直接進入溶液中?？梢园唁P層的溶解過程看成是按下列反應(yīng)進行的電化學溶解過程。硫酸浸蝕：FeO+H2SO4=FeSO4+H2OFe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2OFe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2OFe+H2SO4=FeSO4+H2↑鹽酸浸蝕：FeO+2HCL=FeCL2+H2OFe3O4+8HCL=FeCL2+2FeCL3+4H2OFe2O3+6HCL=2FeCL3+3H2OFe+2HCL=FeCL3+H2↑磷酸浸蝕：FeO+3H3PO4=Fe(H2PO4)3+H2OFe3O4+8H3PO4=Fe(H2PO4)2+2Fe(H2PO4)2+3H2OFe2O3+6H3PO4=2Fe(H2PO4)3+3H2OFe+3H3PO4=Fe(H2PO4)3+H2↑存在于溶液中Fe(H2PO4)2+2Fe=Fe3(H2PO4)2+2H2↑不溶于水總反應(yīng):陰極反應(yīng)：Fe2O3+６H＋-2ｅ=2Fe２＋+3H2O陽極反應(yīng)：Fe＝2Fe２＋+２ｅ這種電化學作用還能沿著鋼鐵和氧化物的界面滲入到鐵銹的底部，使氧化皮剝落離開金屬表面。一般酸的濃度在40%-60%，溫度在40℃-70℃之間，反應(yīng)速度較快，當酸的濃度降低至6%的時候，溶解力下降，銹層不易除掉。當Fe２＋濃度超過250g/l時，浸蝕液需調(diào)整。３、磷酸浸蝕工藝在冷卻器防腐表面處理的應(yīng)用磷酸的化學性能較硫酸、鹽酸、硝酸弱，但較醋酸、硼酸等弱酸強。無氧化能力，濃度在85％密度為1.78Kg/l無色透明，粘稠，無臭味。工業(yè)中用于配置磷化液，可對金屬件進行表面磷化處理，增強耐蝕性，延長物件使用壽命。因此在生產(chǎn)中應(yīng)用比較安全，勞動條件得到改善，并能減少縫隙腐蝕留下的隱患，經(jīng)過不同條件下的對比實驗，我們制定了適用冷卻器管束表面狀態(tài)的最佳工藝：磷酸浸蝕工藝設(shè)備如下：3．1脫脂槽：規(guī)格6500×1600×1600mm，δ=4mm普通碳鋼、采用環(huán)氧防銹漆防腐。作用：用來清除管束表面油污，提高酸洗效果，采用水基清洗劑，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的堿洗配方，一公斤清洗劑相當于50公斤汽油的除油效果。在15℃-60℃條件下有良好的除油效果，并且本身不含硝酸鹽，對人體皮膚無刺激，無毒，配制方便省力。用過的清洗劑可循環(huán)使用，用時漂去懸浮物和過濾沉淀物再適應(yīng)調(diào)整濃度就可繼續(xù)使用。避免了常規(guī)堿洗配方會引起堿脆的危險，并且大大降低了成本。3．2酸浸蝕槽：規(guī)格6500×1600×1600mm，δ=4mm普通碳鋼、采用襯膠防腐采用磷酸浸蝕代替硫（鹽）酸浸蝕，完全可以除掉管束表面及間隙的氧化皮，除銹效果安全可靠。同時表面生成暗灰色鈍化膜，保持管束短時間內(nèi)不返銹。表面的一層黑膜，使用0.3-0.4Mpa壓縮風吹除，即可進行涂料防腐。3．3活化槽：規(guī)格6500×1600×1600mm，δ=4mm普通碳鋼、采用襯膠防腐采用磷酸浸蝕后的冷卻器表面生成深灰色的鈍化膜，若進行Ni-P合金化學鍍，必須進行活化處理，露出物件金屬本體顏色。3．4水槽（兩個）分裝熱水、冷水。規(guī)格6500×1600×1600mm，δ=4mm普通碳鋼、采用環(huán)氧防銹漆防腐。序號工序名稱溶液濃度條件工藝要求及檢查標準備注１脫脂水基清洗劑使用溫度40-60℃使用濃度0.5%-1%物件浸入槽中保持1-2小時,宏觀檢查無油脹口管黃油應(yīng)先用三氯乙烯擦除２水洗使用溫度50-70℃物件浸入槽中水外溢３磷酸浸蝕磷酸液使用溫度≤60℃使用濃度30%-50%物件浸入槽中保持3小時手指觸黑膜下生成深灰色鈍化膜終止４活化鹽酸液+烏洛托品1%使用溫度：常溫使用濃度：5%-8%鈍化膜去除，露出物體金屬本體顏色，5分鐘采用Ni-P合金化學鍍時使用５壓縮風吹除用0.3-0.4Mpa壓縮風表面黑膜吹掉，露出深灰色鈍化膜或本體金屬顏色4．磷酸浸蝕與鹽酸浸蝕工藝比較為什么拋棄成本低工藝的鹽酸浸蝕而采用磷酸浸蝕工藝呢？這主要是和金屬被腐蝕機理分不開的。鹽酸浸蝕后鹽酸或氯化物會殘留在管件連接的縫隙中，產(chǎn)生縫隙腐蝕并擴散到管子中去。而磷酸浸蝕可以克服這一缺點，并生成鈍化膜，還能提高漆膜和表面鍍層的附著力，延長防腐層的使用壽命，因此磷酸浸蝕得到了普遍應(yīng)用。（1）磷酸浸蝕與鹽酸浸蝕相比具有以下優(yōu)點：1）脫脂時間短，脫脂過程中能除去管子子上面的油污。2）工序少，占地面積小，鹽酸浸蝕需5道工序，而磷酸浸蝕需3道工序。因此降低了機械費與人工費，降低了水電消耗，同時提高了工作效率。3）減少了鈍化工序，避免亞硝酸鹽工業(yè)污染及相應(yīng)的環(huán)境保護措施。（2）磷酸浸蝕缺點：1）浸蝕液需加溫使用。2）浸蝕后表面生成的黑膜需用0.3-0.4Mpa壓縮風吹除。結(jié)束語通過上文的對比可以發(fā)現(xiàn)，磷酸浸蝕工藝的優(yōu)越性仍大于缺點。它具有節(jié)省能源，降低成本