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2024
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03
不鏽鋼酸洗鈍化知識
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不鏽鋼的耐腐蝕性主要是因為(wèi)在鋼中添加了較高(gāo)含量的Cr元素(如316L W(Cr)=16.00~18.00),Cr 元素易于氧化,能(néng)在鋼的表面迅速形成緻密的Cr2O3氧化膜,使鋼的電(diàn)極電(diàn)位和在氧化介質中的耐蝕性發生(shēng)突變性提高(gāo),不鏽鋼的耐腐蝕性能(néng)主要依靠表面覆蓋的這一(yī)層極薄的(約1nm)緻密的鈍化膜,這層鈍化膜與腐蝕介質隔離,是不鏽鋼防護的基本屏障,如果鈍化膜不完整或有缺陷被破壞,不鏽鋼仍會(huì)被腐蝕。
不鏽鋼化學品船(chuán)在内膽闆材、設備及附件(jiàn)的吊運、裝配、焊接、焊縫檢查(如著(zhe)色探傷、耐壓實驗)及加工(gōng)過程中帶來的表面油污、劃傷、鐵鏽、雜(zá)質、低(dī)熔點金屬污染物(wù)、油漆、焊渣、飛(fēi)濺物(wù)等,這些物(wù)質影響了不鏽鋼表面質量,破壞了其表面鈍化膜,降低(dī)了表面耐蝕性,還(hái)易與以後載運的化學品中的腐蝕介質共同作用,引發點蝕、晶間腐蝕、甚至會(huì)導緻應力腐蝕開(kāi)裂。在GB150-1998《鋼制壓力容器(qì)》中規定:“有防腐要求的不鏽鋼制造的容器(qì)表面應進行酸洗鈍化“。
不鏽鋼化學品船(chuán)還(hái)由于載運多(duō)種不同的化學品,對防止貨品污染有很高(gāo)的要求,而國(guó)産不鏽鋼闆表面質量相(xiàng)對較差,通(tōng)常應對不鏽鋼闆、設備、附件(jiàn)進行機(jī)械、化學或電(diàn)解抛光(guāng)等精整處理後再清洗、酸洗鈍化,使不鏽鋼具有更強的耐蝕力。不鏽鋼化學品船(chuán)在營運中通(tōng)常有使用海水(shuǐ)洗艙的工(gōng)序, 海水(shuǐ)中富含氯離子,對鈍化膜具有較大的腐蝕作用,工(gōng)況惡劣,進行酸洗鈍化更是不可缺少。不鏽鋼鈍化膜具有動态特征,不應看(kàn)作腐蝕完全停止,而是在形成擴散的保護層,通(tōng)常在有還(hái)原劑(如氯離子)的情況下(xià)傾向于破壞鈍化膜,而在氧化劑(如空氣)存在時能(néng)保護和修複鈍化膜。不鏽鋼放(fàng)置于空氣中會(huì)形成氧化膜,但這種膜的保護性不夠完善,通(tōng)過酸洗使不鏽鋼表面平均有厚度為(wèi)10μm的一(yī)層表面被腐蝕掉,酸液的化學活性使得缺陷部位的溶解率比表面上(shàng)其他部位高(gāo),因此酸洗可使整個(gè)表面趨于均勻平衡,更重要的是,通(tōng)過酸洗鈍化,使鐵及鐵的氧化物(wù)比鉻和鉻的氧化物(wù)優先溶解,去掉了貧鉻層,使不鏽鋼表面富鉻,在氧化劑鈍化作用下(xià)使表面産生(shēng)完整穩定的鈍化膜,這種富鉻鈍化膜的電(diàn)位可達+1.0V(SCE),接近貴金屬的電(diàn)位,提高(gāo)了抗腐蝕的穩定性。根據操作方式不同,不鏽鋼酸洗鈍化處理主要有浸漬法、膏劑法、塗刷法、噴淋法、循環法、電(diàn)化學法等6種方法,其中,浸漬法、膏劑法、噴淋法比較适用于不鏽鋼化學品船(chuán)及設備的酸洗鈍化。
一(yī)、浸漬法:不鏽鋼管線、彎頭、小(xiǎo)件(jiàn)等最适用該法,且處理效果最好。因為(wèi)處理件(jiàn)可充分浸泡在酸洗鈍化液中,表面反應完全、鈍化成膜緻密均勻。川東造船(chuán)廠利用本廠酸洗車間批量酸洗“甯化417”不鏽鋼管線,取得了較好的效果。該法适合連續批量作業(yè),但需随溶液反應濃度降低(dī)而不斷補充新液。其缺點是受酸槽形狀及容量的限制,不适合大容量設備及形狀過長(cháng)過寬的管線;長(cháng)期不用會(huì)因溶液揮發等原因而效果下(xià)降,需要專用場地、酸池及加熱設備。
二、膏劑法:不鏽鋼酸洗鈍化膏目前已在國(guó)内廣泛使用并有系列産品供應,主要成分由硝酸、氫氟酸、緩蝕劑、粘稠劑等按一(yī)定比例組成,船(chuán)标《不鏽鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595-94 有具體的檢驗規則,手工(gōng)操作,适合現場施工(gōng),對不鏽鋼化學品船(chuán)焊縫處理、焊接變色、甲闆頂部、拐角死角、扶梯背面及液艙内大面積的塗抹鈍化都适用。膏劑法的優點是不需要專用設備和場地,不需要加熱設備,現場操作靈活,酸洗鈍化一(yī)次完成,獨立性強;鈍化膏保質期長(cháng),每次塗抹處理都用新的鈍化膏一(yī)次性使用,表面一(yī)層鈍化結束後反應即停止,不易過腐蝕,不受後續沖洗時間限制,焊縫等薄弱環節還(hái)可以加強鈍化。缺點是工(gōng)人操作環境差,勞動強度高(gāo),成本較高(gāo),對不鏽鋼管線内壁處理效果稍差,需結合其它方法。
三、噴淋法:适合于場地固定,封閉環境的單一(yī)産品或内部結構簡單的設備酸洗鈍化,如闆材生(shēng)産線上(shàng)的噴淋酸洗工(gōng)序,對不鏽鋼化學品船(chuán),可用于液貨艙内壁酸洗。川東造船(chuán)廠對在建的中化3450t不鏽鋼化學品船(chuán)“迎春”輪液貨艙準備采用噴淋法進行酸洗鈍化。其優點是連續操作速度快,操作方式簡單,對工(gōng)人腐蝕影響小(xiǎo),移液過程可将管線再酸洗一(yī)遍。溶液利用率較高(gāo)。這種方法限制條件(jiàn)比較多(duō)(公衆号:泵管家),如:1、液艙内腳手架需全部拆出,艙内及管系都要清洗幹淨,管道内不得有殘渣、雜(zá)質等。2、全船(chuán)所有深井泵、閥門(mén)、洗艙機(jī)等液貨系統都要調試好備用。3、酸洗液在艙内停留時間過長(cháng),會(huì)發生(shēng)反應引起不鏽鋼的過腐蝕,因此須連續作業(yè),船(chuán)廠須高(gāo)度配合,随時準備大量清洗用水(shuǐ),如遇停電(diàn)、停水(shuǐ)、停工(gōng)等會(huì)引起嚴重後果。4、廢酸、廢水(shuǐ)排放(fàng)須有較大的容器(qì)盛放(fàng)或臨時啓用一(yī)個(gè)艙代替,但要盡快中和排出,以免腐蝕艙體。5、随著(zhe)反應時間的增長(cháng)和溶液雜(zá)質的增多(duō),酸洗液有效成份逐漸降低(dī),須随時檢測溶液濃度并及時補充新液。6、甲闆、四壁、死角、扶梯背面等部位噴淋液停留時間較短,酸洗效果比底闆稍差。酸洗鈍化的前處理:不鏽鋼表面如存在油脂等污物(wù),會(huì)影響酸洗鈍化的質量,一(yī)般應先采用堿性洗滌劑等清洗液艙内壁。酸洗液/ 膏及清洗水(shuǐ)中氯離子濃度的控制:氯離子含量超标會(huì)破壞不鏽鋼鈍化膜,部分不鏽鋼酸洗液/膏采用加入鹽酸、高(gāo)氯酸等含氯離子的侵蝕介質作為(wèi)主劑或助劑去除表面氧化層,對于防止腐蝕是不利的,在檢驗中應予控制,如船(chuán)标《不鏽鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595-94中規定,對不鏽鋼酸洗鈍化膏氯離子含量控制在25ppm~100ppm範圍内。另外對于清洗水(shuǐ)也應控制氯離子含量低(dī)于25PPM,施工(gōng)中在自(zì)來水(shuǐ)中加入氯離子緩蝕劑硝酸鈉即可達到(dào)要求。廢液中和環保排放(fàng):對于酸洗鈍化廢液的處理,應達到(dào)國(guó)家環保排放(fàng)要求,如對含氟廢液可加入石灰乳或氯化鈣處理,對于含鉻廢液,可加硫酸亞鐵還(hái)原處理等。不鏽鋼酸洗鈍化效果的質量檢驗可參照(zhào)船(chuán)标《不鏽鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595-94、國(guó)際标準《不鏽鋼電(diàn)解抛光(guāng)及打磨抛光(guāng)和酸洗鈍化所形成的表面鈍化膜檢驗》ISO15730 等進行,一(yī)般可分為(wèi):外觀檢驗、化學試驗,化學試驗又(yòu)主要有人造海水(shuǐ)挂片腐蝕試驗、硫酸銅滴定試驗、高(gāo)鐵氰化鉀滴定試驗(藍點試驗)等,對”甯化417“輪酸洗鈍化效果的檢驗以下(xià)面三種方式進行:外觀檢驗:不鏽鋼酸洗鈍化表面應呈均勻銀(yín)白(bái)色,光(guāng)潔美觀,不得有明顯腐蝕痕迹,焊縫及熱影響區不得有氧化色,不得有顔色不均勻的斑痕。
殘液檢驗:用酚酞試紙(zhǐ)檢查不鏽鋼表面殘液的沖淨程度,PH值中性為(wèi)合格。藍點試驗:藍點試驗法的基本原理為(wèi),若表面鈍化膜不完整或有鐵離子污染,就(jiù)會(huì)有遊離的鐵離子存在,鐵氰化鉀溶液遇到(dào)鐵離子即反應生(shēng)成藍色沉澱,反應式如下(xià):K++Fe+2+[Fe(CN)6]-3→KFe[Fe(CN)6]↓用100mL 燒杯将10g鐵氰化鉀溶于50ml 蒸餾水(shuǐ)中,溶解後加入30ml 濃硝酸,然後移入1000ml容量瓶中用蒸餾水(shuǐ)稀釋至刻度,即為(wèi)藍點檢驗液,儲存期為(wèi)一(yī)周。試驗方法:将藍點檢驗液滴在貼附于不鏽鋼表面的試紙(zhǐ)上(shàng),30秒(miǎo)鍾後試紙(zhǐ)上(shàng)顯示出藍點即為(wèi)不合格。需要注意的是化學試驗會(huì)破壞不鏽鋼的鈍化膜,通(tōng)常可以用試闆與産品同時進行酸洗鈍化,再在試闆上(shàng)進行上(shàng)述試驗。
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