一、不锈钢酸洗钝化的必要性
奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能,抗高温氧化性能,较好的低温性能及优良的机械与加工性能。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,使不锈钢的耐腐蚀潜力发挥的更大。在不锈钢设备与部件子形成、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、非金属赃物、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,除最大限度提高耐腐蚀性外,还有防止产品污染与获得美观的作用。在GB150-1998《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,从保证耐腐蚀性出发,提出酸洗钝化是必要的。对其它工业部门,如并非出于防腐目的,仅基于清洁与美观要求,而采用不锈钢材料的则无需酸洗钝化。但对不锈钢设备的焊接还需要进行酸洗钝化。对核工业、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。
二、不锈钢酸洗钝化原理
不锈钢的抗腐蚀性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1NM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,而是形成扩散的防护层,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作有利条件,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10UM厚一层表面被腐蚀掉,酸洗的化学活性可使整个表面处于均匀平衡,一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉。但更重要的事,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分成与结构,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腐蚀性。
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、泥沙、铁锈等污染,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。
临沂法拉第电化学有限公司是一家以经营金属表面处理为主的生产加工型企业,公司位于山东省临沂市,注册资本为100万人民币,主要生产不锈钢电解抛光设备,不锈钢门花设备,生产的不锈钢电解抛光设备,美观大方,操作方便,环保节能,电解液配方技术领先,各种有效成分比例合理科学,光亮度好,且成本低,维护简单方便,抛光后真正能达到精美的镜面效果。既适合工业上不锈钢工件的电解抛光,又专用于不锈钢门花的电解抛光。不锈钢电解抛光设备用户确实得到了一个先进的配方,生产出和镜面一样漂亮的不锈钢产品,的确使自己的产品再提高一个档次。