酸洗的相关知识.docx

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1、窗体顶端酸洗的相关学问不锈钢酸洗钝化的必要性: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外表钝化膜，假如膜不完整或有缺陷，不锈钢仍会被腐蚀。工程上通常进展酸洗钝化处理，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外表油污, 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外表质量，

2、破坏了其外表的氧化膜，降低了钢的抗全面腐蚀性能与抗局部腐蚀性能(包括点蚀, 缝隙腐蚀)，甚至会导致应力腐蚀裂开。不锈钢外表清洗, 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外表应进展酸洗钝化。这一规定是针对石油化工中运用的压力容器而言的，因为这些设备用于干脆与腐蚀介质相接触的场合，从保证耐蚀耐蚀性动身，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，而采纳不锈钢材判的那么无需酸洗钝化。但对不锈钢设备的焊缝还须要进展酸洗钝化。对核工程, 某些化工装置及其

3、它运用要求严格的，除酸洗钝化外，还要采纳高纯度介质进展最终精细清洗或进展机械, 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外表覆盖着一层极薄的(约1nm)致密的钝化膜，这层膜1n腐蚀介质隔离，是不锈钢防护的根本屏障。不锈钢钝化具有动态特征，不应看作腐蚀完全停顿，而是形成扩散的阻挡层，使阳极反响速度大大降低。通常在有复原剂(如氯离子)状况下倾向于破坏膜，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，但这种膜的爱护性不够完善。通常先要进展彻底清洗，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

4、理创建有利条件，保证形成优质的钝化膜。因为通过酸洗使不锈钢外表平均有10m厚一层外表被腐蚀掉，酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比外表上其它部位高，因此酸洗可使整个外表趋于匀称平衡，一些原来简单造成腐蚀的隐患被去除掉了。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，造成铬在不锈钢外表富集，这种富铬钝化膜的电位可达+10V(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构造，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构造，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

5、外学者对不锈钢钝化膜的生成进展了大量探讨。以近几年北京科大对316L钢钝化膜光电子能谱 (xps)探讨为例作简述1。不锈钢钝化是外表层由于某种缘由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元素发生转换反响，最终形成稳定的成相膜，阻挡了膜的破坏与腐蚀的发生。其反响历程为：FeH20+O*FeOHO*ad+H+eFeOHO*adFeOO*ad+H+eFeOO*ad+H2OFeOOH+O*十H+eFeOO*adFeO+O*FeOOH+Cr+H2OCrOOH+FeH202FeOOHFe203+H202CrOOHCr203+H20MO+3FeO+

6、3H2OMOO3+3FeH2ONi+FeO+2H20NiO+FeH20(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 -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31酸洗钝化处理方法比拟不锈钢设备与零部件酸洗钝化处理依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拟方法 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

7、间运用，生产效率较高, 本钱低；大容积设备充溢酸液浸渍耗液太大涂刷法 适用于大型设备内处外表及局部处理 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, 生产本钱高喷淋法 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 施工便利，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外表处理 技术较困难，需直流电源或恒电位仪32酸洗钝化处理配方举例321一般处理2依据ASTMA3801999，仅以300系列不锈钢为例，(1)酸洗

8、药剂HNO3625+HF058(体积分数)；温度2160；时间按须要；或药剂柠檬酸铵510(质量分数)；温度4971；时间1060min。(2)钝化药剂HNO32050(体积分数)；温度4971；时间1030min；或温度2l38；时间3060min；或药剂HNO32050+Na2Cr207H2022 6(质量分数)；温度4954； 时间1530min；或温度2138；时间3060min。(3)除鳞酸洗药剂H2SO4811(体积分数)；温度6682；6寸间545min；及药剂HNO3625+HF 058(体积分数)；温度2160；或HNO31525+HFl8(体积分数)。322膏剂法处理(1)

9、以广州石化尿素不锈钢新设备内外表焊缝及母材钝化与修理外表打磨焊缝的局部钝化为例3酸洗膏：25HNO+4HF+7l冷凝 水(体积分数)与 BaSO，调至糊状。钝化膏：30HNO3或25HNO3+1(质量分数)K2Cr207与BaSO7调至糊状。涂覆外表530min，用冷凝水冲洗至pH=7，对单台设备也可采纳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：HN03814(作钝化剂)；HFl015(作腐蚀剂)；硬月S酸镁2227(作增稠剂)硝酸镁6070(作填料，提高粘附力与渗透性)；page多聚磷酸钠2328(作缓蚀剂)；水(调整粘度)。323 电化学法处理以厦门高校专利5为

10、例，其处理方法是：将待处理的不锈钢工件作阳极，限制恒电位进展阳极化处理，或者将不锈钢工件先作阴极，限制恒电位进展阴极化处理，再将不锈钢工件作阳极，限制恒电位进展阳极化处理，并接着变更其恒电位进展钝化处理，电解质溶液均采纳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3NaCl中)，抗匀称腐蚀性能提高三个数量级(在45的2030H2S04中)。4不锈钢酸洗钝化的应用范围41不锈钢设备制造过程中的酸洗钝化处理411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外表上通常会残留铁屑, 钢末及冷却乳液等污物，会使不锈钢外表出现污斑与

11、生锈，因此应进展脱脂除油，再用硝酸清洗，既去除了铁屑钢末，又进展了钝化。412焊接前后的清洗及酸洗钝化7由于油脂是氢的来源，在没有去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，所以不锈钢焊前必需将坡口及两侧20mm内的外表清理干净，油污可用丙酮擦洗，油漆锈迹应先用砂布或不锈钢丝刷去除，再用丙酮擦净。不锈钢设备制造无论采纳何种焊接技术，焊后均要清洗，全部焊渣, 飞溅物, 污点与氧化色等均要除掉，去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，应防止运用碳钢刷子，以防外表生锈。为取得最好的抗腐蚀性能，可将其浸泡在HNO3与HF的混液中，或采纳酸洗钝

12、化膏。事实上常4锎1械清洗与化学清洗结合起来应用。413锻铸件的清洗6经锻铸等热加工后的不锈钢工件，外表往往有一层氧化皮, 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(25min)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(15min)冷水洗(1min)热水洗(1min)空气枯燥。42新装置投产前的酸洗钝化处理很多大型化工, 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展酸洗钝化。虽然

13、设备在制造厂已进展过酸洗，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)的质量能够到达要求，保证一次试车胜利，必需进展酸洗钝化。如H2O2生产装置不锈钢设备与管道，投产前必需进展清洗，否那么假设有污物重金属离子会使催化剂中毒。另外，如金属外表有油脂与游离铁离子等会造成H2O2的分解，猛烈放出大量热，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峻后果。43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

14、运用奥氏体不锈钢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展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装置枯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展过酸洗钝化。44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，经肯定时间运行后，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。须要选择相宜的清洗剂进展除垢，可采

15、纳硝酸, 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，如须要可再进展钝。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展过除垢清洗。5不锈钢酸洗钝化的考前须知51酸洗钝化的前处理不锈钢工件酸洗钝化前如有外表污物等，应通过机械清洗，然后除油脱脂。假如酸洗液与钝化液不能去除油脂，外表存在油脂会影响酸洗钝化的质量，为此除油脱脂不能省略，可以采纳碱液, 乳化剂, 有机溶剂与蒸汽等进展。52酸洗液及冲洗水中Cl-的限制某些不锈钢酸洗液或酸洗膏采纳参与盐酸, 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外表氧化层，

16、除油脂用三氯乙烯等含氯有机溶剂，从防止应力腐蚀裂开来说是不太相宜的。此外，对初步冲洗用水可采纳工业水，但对最终清洗用水要求严格限制卤化物含量。通常采纳去离子水。如石化奥氏体不锈钢压力容器进展水压试验用水，限制C1-含量不超过25mgL，如无法到达这一要求，在水中可参与硝酸钠处理，使其到达要求，C1-含量超标，会破坏不锈钢的钝化膜，是点蚀, 缝隙腐蚀, 应力腐蚀裂开等的根源。53酸洗钝化操作中的工艺限制硝酸溶液单独用于去除游离铁与其它金属污物是有效的，但对去除氧化铁皮，厚的腐蚀产物，回火膜等无效，一般应采纳HNO3+HF溶液，为了便利与操作平安，可用氟化物代替HF2。单独HNO3溶液可不加缓蚀剂

17、，但HNO3+HF酸洗时，须要加Lan-826。运用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应限制在2050之间，依据电化学测试，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，节约工时，但该酸洗钝化液(膏)中会有侵蚀性HF，因此其最终爱护膜质量不如多步法。酸洗过程中允许在肯定范围内调整酸的浓度, 温度与接触时间。随着酸洗液运用时间的增长，必需留意酸浓度与金属离子浓度的变更，应留意防止过酸洗，钛离子浓度应小于2，否那么会导致严峻的点

18、蚀。一般来说，提高酸洗温度会加速与改善清洗作用，但也可能增加外表污染或损坏的危急。54不锈钢敏化条件下酸洗的限制2某些不锈钢由于不良热处理或焊接造成敏化，采纳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。在焊后如必需进展这种酸洗，应采纳超低碳或稳定化的不锈钢。55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)，酸洗钝化假设采纳HNO3或 HNO3+HF会严峻腐蚀碳钢，这时应添加相宜的缓蚀剂如Lan-826。当不锈钢与碳钢组合件

19、在敏化状态下，不能用HNO3+HF酸洗时，可采纳羟基乙酸(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10mgL氢氧化铵+100mgL联氨中3。56酸洗钝化的后处理不锈钢工件经酸洗与水冲洗后，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7182中浸泡560min，以去除酸洗残渣，然后用水彻底冲洗，并进展枯燥。不锈钢外表经酸洗钝化后出现花斑或污斑，可用簇新钝化液或较高浓度的硝酸擦洗而消退。最终酸洗钝化的不锈钢设备或部件应留意爱护，可用聚乙烯薄膜覆盖或包扎，防止异金属与非金属接触。对酸性

20、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，可加硫酸亚铁复原处理。酸洗可能引起马氏体不锈钢氢脆，如须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，通常在样板上进展检验。方法举例如下：(1)硫酸铜滴定检验用8gCuS04+500mLH20+23mLH2S04溶液滴入样板外表，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溶液滴在样板外表，通过生成蓝色斑点的多少及出现时间的

21、长短来鉴定钝化膜质量的好坏。在钢材的深加工加工过程中，需对其外表进展酸洗除锈处理。常用的酸洗液为盐酸与硫酸，现大多数企业已不再运用硫酸，改用盐酸。钢材经盐酸酸洗后，会产生大量的酸洗废液。盐酸酸洗废液的组成主要是氯化氢, 氯化亚铁与水等少量杂质。其含量随酸洗工艺, 操作温度, 钢材品种与规格不同而异，一般含氯化亚铁1020%，氯化氢 310%。酸洗废液按国家环保要求是不能干脆排放的，传统的处理方法是采纳焙烧回收盐酸法与中与法。焙烧回收盐酸法投资巨大，一般企业无法承受。中与法是现有钢铁企业普遍采纳的方法，但其存在的缺点也较突出，一方面要消耗大量的碱性药剂如烧碱, 石灰等，处理本钱非常昂贵，另一方面

22、又会生成大量难以处置的含铁污泥，对环境造成变相二次污染。酸洗工平安操作规程 1配置酸液，应配戴防护眼镜, 耐酸手套与扎围裙。2搬运或向槽中倾注酸液时，应运用专用小车或工具；并检查酸罐有无破损。两人共同操作时，应统一指挥，协作协作好。3配制酸液时，应先向槽中注水，然后缓慢参与酸液，严禁先倒酸液，后加水，以防产生酸雾或飞溅伤人。4放入或取出工件时，应运用专用工具缓慢进展。5往槽液中补充酸液，药物或水时，应细心搅拌，防止槽内液体溢出。6不准俯身在酸槽上进展视察，测温，搅拌或工作。7如酸液溅在皮肤上时，应马上用清水冲洗。8废酸液必需经过中与或用其它方法处理，符合排放标准，才允许排放。司蒂克公司酸洗工艺

23、的介绍： 一 不锈钢材料为什么须要酸洗： 不锈钢材料在加工过程中易造成腐蚀的缘由： a)焊接，热处理过程中造成的氧化层，焊接过程破坏不锈钢材料的化学性质。该氧化层下的不锈钢金属Cr合物极易造成腐蚀。 b)材料机加过程中钻削，折弯，切割造成的外表压嵌粒子，铁及氧化铁粒子极易与空气相结合，造成不锈钢材质的腐蚀。 c)机车所接触的环境条件的污染物及油污将对不锈钢车体造成锈蚀。 应用司蒂克公司的酸洗工艺将去除全部上述提及的氧化层, 金属Cr合物层，铁及氧化铁粒子。其独特的化学试剂将完全复原不锈钢外表的化学成分获得长期稳定的外表爱护。其效果远远优于传统工艺方法刷光，磨削与抛光。 但即使如此，不锈钢外表在

24、与外界长期接触过程中所接触的污染物将不行防止的对不锈钢外表造成腐蚀，司蒂克的酸洗工艺将最终在不锈钢外表形成一层爱护膜，将最大程度降低其腐蚀风险。 我们将对我们的酸洗工艺供应严格的质量保证，对每一台酸洗的车身进展严格意义的检测： 1记录酸洗后车身外表的实际PH值。酸碱度的均衡将是车身耐腐蚀的重要标记。 2测定并确保车身外表铁及氧化铁粒子被去除。 试验将严格遵守德国化学清洗工艺标准，并签发德国化学工艺协会认证书。 司蒂克的酸洗工艺清洗过程操作简便，只需将化学试剂喷涂到车体或工件外表，而后用清水处理干净。不锈钢酸洗要首先用盐酸：硝酸3：1的比例进展酸洗，酸洗后用含碱的溶液中与，再进展抛丸处理，然后在硝酸的溶液总再酸洗一次，在清洗一次，留意清洗肯定要到位，否那么，残酸留在上面会腐蚀外表的 第 13 页