不锈钢酸洗板面质量检查基准

热轧不锈钢带NO.1表面质量检查标准(试用)

一.标准适用范围:

  本厂连续退火酸洗机组生产的奥氏体不锈钢NO.1成品表面质量的检查基准。

二.热轧原料常见缺陷有哪些,对冷轧生产有什么影响?

 冷轧所使用的各种热轧原料,最常见的缺陷是表面氧化铁皮压入、边部裂纹、表面麻坑、凸泡过大、纵条状划伤、沿纵向厚度不均、沿横向厚度偏差过大、沿纵向呈镰刀弯或S弯、钢卷塔形、浪形、扁卷、长舌头、冷松卷等。凡属表面缺陷(裂纹、麻坑、脱皮、凸泡、划伤等)应以程度不同而区别,经修磨处理符合公差尺寸和技术规程要求者,即可通过相应的措施处理;凡缺陷超过规程规定的,应作判废处理或改做他用,不宜勉强进行轧制。凡属尺寸方面的缺陷,也应按具体情况分别处理。原料常见缺陷及其对冷轧生产的影响简述如下:

(1)宽度及厚度偏差。原料带钢宽度偏差是指带钢全长内偏离公称宽度的数值,实际生产中带钢宽度往往是中间窄两头宽,有时中间窄得剪不着边,两头宽得剪下的毛边超过了允许宽度。当带钢宽度过窄时,剪边过窄,在带钢中心出现偏离时,可能出现空过圆盘剪而造成空剪窄尺。

 热轧带钢的厚度。由于轧制过程中轧件温度不均匀和张力波动,通常头部较尾部厚0.15~0.20mm;有时由于操作方面的原因,带钢某段出现一边厚一边薄,或一段厚一段薄的现象,或者出现带钢全长超厚现象,这些都会给冷轧造成困难。因此,对于不同厚度的原料带卷,其厚度偏差都有具体的要求,例如带钢厚度小于3mm时,厚度偏差应为±0.20mm;带厚为3~5mm时,厚度偏差为±0.24mm;带厚大于5mm时,厚度偏差应为土0.27mm.

 (2)夹杂及氧化铁皮压入。夹杂和氧化铁皮压入,从外观看较容易发现,夹杂和氧化铁皮压入采用酸洗的方法多数是不易清除掉的;轻微的夹杂和氧化铁皮压入,即使能够酸洗掉,但会造成其他部位板面过酸洗,氧化铁皮压入较重时酸洗后板面会出现鱼鳞状花纹,个别情况将会使板面留下坑痕,冷轧后因坑痕扩大而造成废品。

 (3)划伤。原料表面出现超过厚度正负偏差一半深度的划条称为划伤。这种缺陷在冷轧过程中不易消除,最终会导致成品板带降级。实践证明,当原料表面存在不大于厚度正负偏差一半的压痕、发裂、麻点、划伤、凸泡及轧辊网纹时,在40%的冷轧压下率轧制后基本上都可以消除。

 (4)气泡和结疤。气泡和结疤是指从外观上不易被发现的两种缺陷,它们只有当原料经过酸洗后才暴露出来。气泡呈现为孔隙或裂缝状态,结疤呈现为凹坑状。经过冷轧之后,这两种缺陷都不易被消除。

(5)边裂。原料热轧过程中由于工艺原因造成板边出现裂纹或小裂口,严重时会在边缘全长出现锯齿状裂边。有锯齿状裂边的必须在纵剪线上先剪边再酸洗,以免边部刮伤酸洗线设备。有裂边的原料在冷轧过程中很容易出现断带、板边掉渣损伤工作辊、造成板面压痕等,严重影响表面质量。

(6)脱皮。连铸板坯表面处理不彻底,存在氧化皮或表面不平,在轧制时局部达不到其深宽比要求是导致脱皮的主要原因。脱皮沿轧制方向呈舌状或线状分层,脱皮部位根部明显发黑。冷轧时表面脱皮容易粘辊、层叠,引起抽带、压痕等对轧辊损害严重。脱皮轻微时可以通过修磨处理再冷轧,通过修磨处理不掉时应做废品处理。

 (7)边部或中部浪形。原料存在边部和中部浪形,是热轧产品的缺陷。它往往是由于在热轧过程中两边或中间与两边压下量不均,轧件加热不均匀,而使纵向延伸不均匀造成的。使用具有这样缺陷的原料,是难以冷轧出高质量成品的。特别是有这样缺陷的热轧带卷,在连续机组上运行时,浪形下部表面往往出现新的划伤,如果浪形严重时,在剪边后还会出现多肉和卷取后出现端部松紧不同等缺陷,在冷轧过程中出现跑偏、轧皱和轧制不稳定等现象。

 (8)镰刀弯和S弯。镰刀弯和S弯出现在热轧带钢中,它是指带钢中心线沿带钢长度方向出现的镰刀形和S形的变化。

 有镰刀弯和S弯的原料在连续机组和在冷轧机组轧制时,必然引起带钢跑偏,严重时造成断带事故。同时它们在圆盘剪上剪切时,往往不能保证带边均匀和取直,使带钢卷取时产生塔形,钢卷两端松紧不匀。

 产生镰刀弯和S弯的原因是,热轧过程中两边压下量不匀和加热温度不均。它属于无法消除的缺陷。为保证冷轧过程顺利进行,带钢的镰刀弯应符合技术标准的规定。

 (9)塔形。热轧带钢出现镰刀弯后,在卷取成卷时必然出现塔形。

 塔形钢卷在吊运和在辊道上运送时,塔峰易窝折或卡出破口。当窝折的折角小于90°时,则必然被拉辊压成折叠。当破口深度超过剪边宽度时,破口则不能完全剪掉。当带钢跑偏时可能在破口处被拉裂。塔形钢卷在连续作业线和轧制过程中,钢卷中心线不易始终对准作业线或轧制中心线,经常造成跑偏事故。

 (10)扁卷。扁卷是在以钢卷为原料时出现的一种缺陷。它是在过高温度下卷取后,在辊道上卧式放置运输时,吊卸不及时及钢卷互相冲撞挤压造成的。当扁卷的内径小于开卷机的锥体最小直径时,则扁卷只有被判废改作它用。

 (11)长舌头。长舌头多出现在热轧带钢的尾部,它是因为带钢在轧制过程中尾端失去控制,使其延伸自由所造成的。有长舌头的钢卷不利于开卷。同时,由于增加了切头质量,使金属成材率降低。

三.酸洗过程中容易出现的表面缺陷及产生的原因:

1)酸洗气泡。酸洗气泡是由于酸与裸露的金属作用生成氢气所造成的。它在冷轧时会发生噼啪的爆炸声,它的外观特征是呈条状的小鼓泡,破裂后呈黑色细裂缝。经过轧制后,气泡裂缝会延伸扩大,致使产品的力学性能(冲击韧性)降低。

 酸洗气泡产生的机理是:金属和酸产生化学反应时,生成了部分氢原子,它渗透到金属的结晶格子中,并使其变形,变形后使氢更向金属内扩散,其中一部分氢原子穿过金属并分子化,从酸液中逸出,部分氢原子的分子化在晶格变形产生的“显微空孔”边界上,或金属的夹杂及孔隙中进行,氢在空孔中的压力可达到很大值(几十兆帕),使金属中产生了引起氢脆的内应力。

 防止产生气泡的措施是:调整酸液的浓度;控制酸洗时溶液的温度和带钢表面平直状态等。

 (2)过酸洗。金属在酸溶液中停留时间过长,使其在酸溶液作用下,表面逐渐变成粗糙麻面的现象称为过酸洗。

 过酸洗的带钢延伸性大大降低,在轧制过程中,很容易断裂和破碎,并且造成粘辊。过酸洗的带钢即使轧制成材也不能作为成品,因为它的力学性能大大降低了。

 产生过酸洗的原因是:机组连续作业中断,使酸洗失去连续性,或因带钢断带处理时间过长等。防止措施是尽量密切全机组的操作配合,保证生产正常进行。

 (3)欠酸洗。钢带酸洗之后,表面残留局部未洗掉的氧化铁皮时称为欠酸洗。欠酸洗的带钢,轻者在轧制之后产品表面呈暗色或花脸状;严重时氧化铁皮被压入呈黑斑。此外,氧化铁皮的延伸性较差,故在轧制后因延伸不均使产品出现浪形或瓢曲等缺陷。有时铁皮可能牢固地贴附在轧辊表面,直接造成轧制废品增多等。

 造成欠酸洗的原因是:氧化铁皮厚度不匀,较厚部分的氧化铁皮需要较长酸洗时间,同时其中的Fe0分解成了较难溶解的Fe2O3(Fe3O4);带钢波浪度和镰刀弯较大,在酸洗过程中,起浪部分或弯起部分没有浸泡在酸液中通过,造成漏酸洗。

 实际生产中欠酸洗多出现在带钢的头尾段和两侧边缘。

(4)锈蚀。原料酸洗后表面重新出现锈层的现象称为锈蚀。

 锈蚀形成的原因是:带钢酸洗后表面残留少许的酸溶液,或带钢清洗后没有达到完全干燥而使表面重新生锈。带钢锈蚀处的钢板表面在轧制之后呈暗色,它促使成品在库存时再次锈蚀,从而降低成品材的表面质量,严重时使产品报废。

 防止锈蚀的措施是严格执行酸洗、清洗操作规程,并应堆放在干燥的地方。

(5)夹杂。带钢在酸洗后表面出现深陷的星罗棋布的黑点疵病称为夹杂。它是由于热轧时氧化铁皮被压入所形成的。这样的缺陷不可能采取酸洗法除去。当它经过冷轧后,黑点便扩展延伸呈黑色条状,大大降低了成品钢板的冲击性能。

 (6)划伤。带钢在机组运行过程中新出现的划伤,是由于传动辊、导向辊的表面出现质硬的异物,或带钢的浪形及折棱与导板成线接触,或带钢在拆卷过程中拍打折头刮板等,使表面划出新的伤痕。另外也有部分伤痕出现在热轧后冷却和卷取的过程中。

 带钢的划伤可分为上表面划伤和下表面划伤。划伤的原料经冷轧后,在成品带钢表面将形成宽而长的黑条。带钢划伤深度超过带钢厚度允许公差一半时,轧制后不能消除。

 防止划伤的措施是经常检查机组的滚动部件和导板,维护好设备。

 (7)压痕。压痕是指带钢(钢板)表面呈凹下去的压迹。压痕形成的原因是:并卷焊时的焊渣没有吹净,被带钢带到炉底辊上,而后在带钢表面压出了痕;炉底辊在带钢表面滑动造成粘辊,使带钢表面造成压痕;热轧过程中压下失灵,突然压下停车,而后抬起压下轧制等。压痕深度超过带钢厚度允许偏差一半时,冷轧之后,压痕不能消除。

总之,上述带钢表面缺陷,只要精心操作,严格执行酸洗工艺制度和操作规程,及时检查和维修设备,是可以避免和减少的。

四.固熔酸洗工序操作要点:

 (1)认真核对钢带的钢种、规格和工厂编号。

 (2)按钢带的不同钢种、规格,调整好退火炉温度与钢带线速度。在工艺允许范围内根据酸洗板面质量可以适当调整炉温与线速度。

(3)及时调整夹送辊压下螺丝,以防夹送辊打滑而出现速度不稳。但压得不应过紧,以免损坏钢带表面及发生事故。

 (4)钢带并卷焊接时,钢带头尾必须剪齐,后一卷带的带头搭在前一卷带的带尾上面,搭接长度80—100mm。在焊接钢带时,旁人不得擅自开车。

 (5) 控制好退火炉内燃气与助燃空气的比例,退火炉内剩余氧气的多少对氧化铁皮的组成有较大的影响,从而影响酸洗效果。

(6)酸洗时,钢带必须全部浸没在酸溶液中。根据坯料的具体情况,按工艺要求控制好酸液浓度和酸洗速度,但要绝对防止钢带过酸洗和欠酸洗。

(7)收卷必须整齐。因原料头尾宽度偏差较大,在收卷过程中要及时调整收卷进口导轮宽度。导轮间距大于板宽1—2mm为宜,距离太大带钢容易跑偏,距离太小很容易顶翻板边,造成带钢边缘弯曲变形,影响收卷质量。

(8)在成品包装与装卸过程中要注意外表面的保护,不可发生碰撞、表面污染等。

五.成品的分级:

  按各种缺陷在带钢上所发生的程度不同,将酸洗后成品分为三级:甲级(优、良);乙级(合格);丙级(不合格)。

                            晨曦不锈钢有限公司品控部

                                    20##-7-17

 

第二篇:不锈钢酸洗问题

不锈钢酸洗问题(2008-11-09 13:16:42)

标签:不锈钢 酸洗 问题 杂谈

1.不锈钢酸洗钝化的必要性: 分类:热镀锌

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。