不锈钢酸洗钝化处理工艺，不锈钢 酸洗钝化

必需奥氏体不锈钢具有优良的耐蚀性、高温抗氧化性、良好的低温性能以及优良的机械性能和加工性能。因此广泛应用于化工、石油、电力、核工程、航天、航海、医疗、轻工、纺织等领域。其主要目的是防止腐蚀和生锈。不锈钢的耐腐蚀性主要取决于其表面的钝化膜，即使钝化膜不完整或有缺陷，不锈钢也会发生腐蚀。在工程中，通常采用酸洗和钝化来最大限度地提高不锈钢的潜在耐腐蚀性。不锈钢设备及零部件的成型、装配、焊接、焊接检验（探伤、压力测试等）、施工过程中的痕迹、表面油污、铁锈、非金属污垢、低熔点金属污染物、熔渣、飞溅物等如喷漆、焊接等影响不锈钢设备及零件的表面质量，破坏表面氧化膜，降低钢材的整体耐腐蚀性和局部耐腐蚀性（包括点蚀和缝隙腐蚀）。它还可能导致应力腐蚀开裂。不锈钢表面的清洁、酸洗和钝化不仅可以最大限度地提高耐腐蚀性，还可以防止产品污染并实现美观的外观。根据GB 150 《压力容器》，“有耐腐蚀要求的不锈钢和复合钢板制成的容器表面必须进行酸洗和钝化处理。”该规定用于石油化工行业。它们直接与腐蚀性介质接触，因此需要进行酸洗和钝化处理以确保耐腐蚀性。在其他工业部门，如果不是出于防腐目的，仅基于清洁度和美观要求，不锈钢不需要酸洗或钝化。然而，不锈钢设备上的焊缝也必须进行酸洗和钝化。在核工程、某些化工设备以及其他要求严格的应用中，需要使用高纯度介质进行酸洗和钝化，以及机械抛光、化学抛光、电解抛光等最终精密清洗和精加工处理。原理不锈钢的耐腐蚀性能主要是由于其表面覆盖着一层很薄（约1纳米）致密的钝化膜，作为保护不锈钢的基本屏障。不锈钢的钝化具有动态特性，不应被视为完全停止腐蚀，而是形成扩散屏障，显着降低阳极的反应速率。通常，膜在还原剂（例如氯离子）存在下容易被损坏，但在氧化剂（例如空气）存在下可以得到维护或修复。当不锈钢工件放置在空气中时，会形成一层氧化膜，但该膜并不能完全起到保护作用。通常，需要彻底清洁，包括碱洗或酸洗，然后用氧化剂钝化，以确保钝化膜的完整性和稳定性。酸洗的目的之一是为钝化处理创造适宜的条件，保证形成高质量的钝化膜。酸洗会在不锈钢表面形成一层平均厚度为10 m 的腐蚀层，因此酸的化学活性会导致缺陷区域比表面其他部分以更高的速度溶解，并且酸洗会在不锈钢表面形成均匀的涂层。整个表面将处于平衡状态。消除了一些原来易引起腐蚀的隐患。但更重要的是，酸洗和钝化比铬和氧化铬优先溶解铁和氧化铁，去除贫铬层，使不锈钢表面富铬。电位可提高至+(SCE)，接近贵金属电位，提高耐腐蚀性。各种钝化处理也会影响漆膜的成分和结构，从而影响其防锈性能。例如，通过电化学改性工艺，钝化膜可以具有多层结构，形成CrO3或Cr2O3阻挡层，或者氧化膜赋予不锈钢最大的耐腐蚀性。国内外学者对不锈钢钝化膜的形成进行了广泛的研究。以北京科技大学最近对316L 钢钝化膜进行的光电子能谱(XPS) 研究为例进行简要讨论[1]。

不锈钢的钝化是指表面的水分子因某种原因溶解、吸附，在氧化剂的催化作用下生成氧化物和氢氧化物，形成构成不锈钢的元素Cr、Ni、Mo。发生转化反应，相形成膜防止膜的损坏和腐蚀。 3.方法与工艺3.1酸洗、钝化处理方法比较不锈钢设备及零件的酸洗、钝化处理方法有多种，根据工作的不同，比较如下：酸洗液生产效率高、成本低、可长期使用，但由于充满酸液，消耗浸泡液过多，不适合大型设备。刷涂法适用于大型设备内表面及因体力劳动和工作条件恶劣而无法回收酸的局部区域的处理。粘贴法：用于安装、维修现场，特别是焊接部位。体力劳动，工作条件差，生产成本高。喷涂法：用于安装现场和大型容器内壁，因此液量小，成本低，速度快，但需要喷枪和循环系统。循环法：可用于热交换器、管壳等大型设备易于处理和安装酸可重复使用，但需要管道和泵连接循环法电化学法：可用于各种应用现场设备的表面处理技术比较复杂，需要直流电源或恒电位仪。 3.2.1 一般处理依据ASTMA380-1999，以300系列不锈钢为例，（1）酸性清洗剂HNO3 6%~25%+HF 0.5%~8%（体积分数），温度21~60 C；时间：需要；或药用柠檬酸铵5%10%（质量分数）；温度4971；时间1060分钟。 （2）钝化剂HNO3 20%~50%（体积分数），温度49~71，时间10~30min；或温度21~38，时间30~60min；或钝化剂HNO3 20%~50% +Na2Cr207H2O2 2 %6%（质量分数），温度4954，时间1530分钟，或温度2138，时间3060分钟。 (3)除垢酸洗剂H2SO4 8%11%(体积分数)；温度6682；6次545min；剂HNO3 6%25%+HF 0.5%8%(温度21- 60；或HNO3 15%-25%+HF 1%-8%（体积分数）。 3.2.2膏法处理(1)以广州石化新建尿素不锈钢装置内部焊缝及母材钝化及修补表面磨焊缝局部钝化为例，酸洗膏：25%配制HNO~+4%HF+ 7l%冷凝水（体积分数）与BaSO4调成糊状。钝化膏：将30%HNO3或25%HNO3+1%（质量分数）K2Cr2O7和BaSO7调成膏状。在涂层表面等待5-30 分钟，然后用冷凝水冲洗，直至pH=7。喷洒过氧化氢的化学钝化也可用于单台设备。 (2)以上海大明铁厂专利为例。酸洗钝化膏：HN03 8%14%（用作钝化剂）；HF 10%15%（用作腐蚀剂）；硬脂酸镁2.2%2.7%（用作增稠剂）硝酸镁60%70% （作为填料，提高附着力和渗透性）；2.3%2.8%聚磷酸钠（作为缓蚀剂）；水（调节粘度）。 3.2.3 电化学处理。以厦门大学的专利为例，处理方法如下：要么使用待加工的不锈钢工件作为阳极并控制阳极氧化的恒定电位，要么首先使用不锈钢工件作为阴极。通过控制恒电位进行阴极处理，以不锈钢工件为阳极，通过控制恒电位进行阳极氧化处理，通过改变恒电位进行钝化处理。这种处理改善了不锈钢钝化膜的性能，大大提高了不锈钢的耐腐蚀性能。点蚀临界电位(Eb) 增加约1000 mV（在3% NaCl 中），均匀耐腐蚀性能提高三个数量级（45C，在20%-30% H2SO4 中）。

除垢要选择合适的清洗剂，可采用硝酸、硝酸+氢氟酸、硫酸、柠檬酸、EDTA、水基清洗剂等，并适量添加防锈剂可以添加代理。除垢清洗后，必要时可进行钝化处理。如上海石化PTA的不锈钢换热器、醋酸、丙烯酸等设备均已进行除垢清洗。注意事项5.1 酸洗、钝化前处理不锈钢工件在酸洗、钝化前表面如有污垢，必须进行机械清洗，然后进行脱油、脱脂。如果无法用酸洗液或钝化处理液去除油脂，则不能省略除油和脱脂，因为油脂附着在表面会影响酸洗和钝化的质量，但碱性溶液、乳化剂、有机溶剂、蒸汽等可以使用。 5.2 酸洗液和冲洗水中Cl-的控制不锈钢酸洗液和酸洗膏宜使用含有氯离子的腐蚀介质，如盐酸、高氯酸、氯化铁、氯化钠等，有的作为主剂。或辅助剂。从防止应力腐蚀裂纹的角度来看，使用三氯乙烯等氯化有机溶剂是不合适的，因为它会去除表面氧化膜和油。另外，虽然预洗水可以使用工业水，但最终洗水的卤化物含量必须严格控制。通常使用去离子水。例如，石化奥氏体不锈钢压力容器用水进行水压试验时，C1-含量不得超过25mg/L。如果达不到这一要求，可在水中添加硝酸钠来满足要求。如果C1含量超标，会破坏不锈钢的钝化膜，成为点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂等的根本原因。 5.3 酸洗和钝化操作中的过程控制虽然单独使用硝酸溶液可以有效去除游离铁和其他金属污染物，但它可能会导致氧化铁皮、厚腐蚀产物和回火涂层等问题，去除没有效果。一般应采用HNO3+HF。为了方便和安全操作，可以使用氟化物代替HF [2]。对于仅HNO3溶液，无需添加缓蚀剂，但对于HNO3+HF酸洗，则必须添加Lan-826。应采用HNO3+HF酸洗，浓度应保持在5：1的比例，以防止腐蚀。请保持温度低于49；如果太高，HF会蒸发。对于钝化溶液，HNO3 应控制在20% 至50% 之间。根据电化学测试，HNO3浓度低于20%处理的钝化膜质量不稳定，容易发生点蚀[8]。不宜超过50%，防止过度钝化。除油、酸洗、钝化一步法虽然操作方便、节省工时，但酸洗钝化液（膏）中含有腐蚀性HF，所以最终的保护膜质量不如传统的保护膜。多步骤方法。酸洗过程中，酸浓度、温度、接触时间可以在一定范围内调节。由于酸洗液使用时间较长，需要注意酸浓度和金属离子浓度的变化。注意不要腌太多。保持钛离子浓度低于2%。点蚀会变得严重。发生。一般来说，提高酸洗温度会加快清洗过程并提高清洗效果，但也可能增加表面污染和损坏的风险。 5.4 管理不锈钢敏化条件下的酸洗[2] 一些不锈钢可能由于不良的热处理或不良的焊接而变得敏化。用HNOHF 酸洗会引起晶间腐蚀。在操作或清洗过程中，可能会因晶间腐蚀而产生裂纹。在加工过程中，卤化物会浓缩并导致应力腐蚀。这些敏化不锈钢一般不适合用HNO3+HF溶液除垢或酸洗。如果焊后需要酸洗，请使用超低碳钢或稳定化不锈钢。 5.5 不锈钢和碳钢组件的酸洗对于不锈钢和碳钢组件（如换热器的不锈钢管、管板和碳钢壳体），采用HNO3 或HNO3+HF 进行酸洗和钝化，会出现严重问题。对于钢，此时应添加合适的缓蚀剂，例如Lan-826。

如果不锈钢和碳钢组件比较敏感，无法用HNO3+HF酸洗，则使用乙醇酸（2%）+甲酸（2%）+缓蚀剂，在93C的温度下酸洗6分钟即可。碱性中性溶液+缓蚀剂，温度：121，时间：6小时，热水冲洗，10mg/L氢氧化铵+100mg/L联氨浸泡[3]。 5.6 后处理不锈钢工件酸洗钝化后，含10%(质量分数)NaOH+4%(质量分数)KMnO4的碱性高锰酸盐溶液可在71-82使用。浸泡5-60分钟，去除酸洗残留物，然后用水彻底冲洗并干燥。如果不锈钢酸洗钝化后表面出现斑点或污点，可以用新鲜的钝化液或浓硝酸擦拭去除。最终进行酸洗、钝化处理的不锈钢设备或部件必须用聚乙烯薄膜进行保护和覆盖或包裹，避免异种金属和非金属接触。酸性、钝化废水的处理必须符合国家环保排放规定。例如，可以将石灰乳或氯化钙添加到氟化废水中。钝化处理液中尽量不使用重铬酸盐，如果有含铬废水，也可以添加硫酸亚铁进行还原处理。马氏体不锈钢可能因酸洗而产生氢脆，因此如有必要，建议进行热处理（加热至200C并保温一定时间）以除去氧。质量检验化学测试会破坏产品的钝化膜，因此测试通常在样品基板上进行。 1、硫酸铜滴定：将500mL H2O+2-3mL H2SO4+8g CuSO4溶液滴于样品表面，保持湿润，6分钟内无铜沉淀，则为硫酸铜滴定。我有资格。 2、铁氰化钾滴定：将97 mL H2O + 1 mL H2SO4 + 2 mL HCl + 1 g K3Fe(CN)6 溶液滴在样品表面，钝化膜的质量由钝化膜的数量和长度决定。产生的蓝色斑点。识别。有时他们会出现。