不锈钢表面的酸洗钝化和检验
不锈钢表面的酸洗钝化和检验
不锈钢表面的酸洗钝化
2007-12-07 23:33
1．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。其要紧目的在于防腐防锈。不锈钢的耐腐蚀要紧依靠表面钝化膜，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，这些物质阻碍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，除最大限度提升耐蚀性外，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截了当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，而采纳不锈钢材料的则无需酸洗钝化。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，还要采纳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
不锈钢的抗腐蚀性能要紧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，是不锈钢防护的差不多屏障。不锈钢钝化
具有动态特点，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)情形下倾向于破坏膜，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。通常先要进行完全清洗，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固性。酸洗的目的之一是为钝化处理制造有利条件，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平均平稳，一些原先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，提升了抗腐蚀的稳固性。不同的钝化处理也会阻碍膜的成分与结构，从而阻碍不锈性，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3 16L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缘故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，最终形成稳固的成相膜，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。)
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，钝化膜要紧成分为CrO3、Fe O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按照操作不同育多种方法，其适用范畴与特点见表1.
3．2酸洗钝化处理配方举例
3．2．1一样处理[2]
按照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℃；时刻按需要；
或药剂柠檬酸铵5％～10％(质量分数)；
温度49～71℃；时刻10～60min。
(2)钝化
药剂HNO320％～50％(体积分数)；
温度49～71℃；时刻10～30min；
或温度2l～38℃；时刻30～60min；
或药剂HNO320％～50％+Na2Cr207H2022％～6％(质量分数)；
温度49～54℃；时刻15～30min；
或温度21～38℃；时刻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修理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：
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，提升粘附力与渗透性)；[page]
多聚磷酸钠2．3％～2．8％(作缓蚀剂)；
水(调剂粘度)。
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，操纵恒电位进行阳极化处理，或者将不锈钢工件先作阴极，操纵恒电位进行阴极化处理，再将不锈钢工件作阳极，操纵恒电位进行阳极化处理，并连续改变其恒电位进行钝化处理，电解质溶液均采纳HN03。经如此处理后，
不锈钢钝化膜性质得到改善，耐蚀性能大大提升。点蚀临界电位(Eb)提升约1000mV(在3％NaCl中)，抗平均腐蚀性能提升三个数量级(在45℃的2 0％～30％H2S04中)。
4．不锈钢酸洗钝化的应用范畴
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，会使不锈钢表面显现污斑与生锈，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，因此不锈钢焊前必须将坡口及两侧2 0mm内的表面清理洁净，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。
不锈钢设备制造不管采纳何种焊接技术，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，应幸免使用碳钢刷子，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，或采纳酸洗钝化膏。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。尽管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(专门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。同样对氧气管道来讲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。
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(PV A)，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。在停车检修时能够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，专门是换热器，经一定时刻运行后，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，阻碍了换热成效，同时会造成垢下腐蚀。需要选择合适的清洗剂进行除垢，可采纳硝酸、硝酸+氢氟酸、硫酸、柠檬[page]酸、ED TA、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，表面存在油脂会阻碍酸洗钝化的质量，
为此除油脱脂不能省略，能够采纳碱液、乳化剂、有机溶剂与蒸汽等进行。5．2酸洗液及冲洗水中Cl-的操纵
某些不锈钢酸洗液或酸洗膏采纳加入盐酸、高氯酸，三氯化铁与氯化钠等含氯离子的腐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讲是不太适宜的。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操纵卤化物含量。通常采纳去离子水。如石化奥氏体不锈钢压力容器进行水压试验用水，操纵C 1-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操纵
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，一样应采纳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应操纵在20％—50％之间，按照电化学测试，HNO3浓度小于20％处理的钝化膜质量不稳固，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，尽管操作简便，节约工时，但该酸洗钝化液(膏)中会有腐蚀性HF，因此其最终爱护膜质量不如多步法。
酸洗过程中承诺在一定范畴内调整酸的浓度、温度与接触时刻。随着酸洗液使用时刻的增长，必须注意酸浓度和金属离子浓度的变化，应注意幸免过酸洗，钛离子浓度应小于2％，否则会导致严峻的点蚀。一样来讲，提升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操纵[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。这些敏化不锈钢一样不宜用HNO3+H
F溶液除鳞或酸洗。在焊后如必须进行这种酸洗，应采纳超低碳或稳固化的不锈钢。
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)，酸洗钝化若采纳HNO3或HNO3+HF会严峻腐蚀碳钢，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，可采纳羟基乙酸(2％)+甲酸(2％)+缓蚀剂，温度93℃，时刻6h或EDT A铵基中性溶液+缓蚀剂，温度：121℃，时刻：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，然后用水完全冲洗，并进行干燥。不锈钢表面经酸洗钝化后显现花斑或污斑，可用新奇钝化液或较高浓度的硝酸擦洗而排除。最终酸洗钝化的不锈钢设备或部件应注意爱护，可用聚乙烯薄膜覆盖或包扎，幸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℃保温一段时刻)。
6．不锈钢酸洗钝化质量检验
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6 min内不显现铜的析出为合格.
(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显现时刻的长短来鉴定钝化膜质量的好坏.
不锈钢钝化的必要性
1．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
不锈钢酸洗与钝化规范标准
不锈钢酸洗与钝化规范 ——奥氏体不锈钢压力容器的酸洗钝化晨怡热管 1 前言 在我公司生产中，经常有不锈钢设备的制作，不锈钢设备由于接触到腐蚀性介质，会造成设备表面有明显的腐蚀痕迹及颜色不均匀的斑痕，因此对不锈钢设备表面的处理尤为关键，不锈钢设备表面的钝化处理就是一个重要环节。设备表面钝化膜形成不完善，与铁离子接触造成污染，在使用过程中就会出现锈蚀现象，造成运行介质指标变化等。下面就奥氏体不锈钢设备表面的酸洗钝化处理原理及实际操作的常规工艺过程谈一些看法，以供有关人员参考。 2 概述 奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，而且还有良好的冷热加工性能，因此被广泛地用于制造各类具有防腐蚀要求的压力容器，奥氏体不锈钢表面的钝化膜，对其耐腐蚀有很大影响。奥氏体不锈钢的钝化膜主要是通过对其表面进行酸洗钝化处理得来的。 3 酸洗钝化的原理 3.1钝化：金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显著下降的现象称金属的钝化。 其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能中固地附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解。奥氏体不锈钢经氧化性介质处理后其表面能形成满足上述要求的钝化膜，但该钝化膜在起活化作用的Cl-、Br-、F-等卤素离子作用下，极易受到破坏。这也就是虽经酸洗钝化处理的奥氏体不锈钢压力容器在进行水压试验后若不能将水渍除干净，但应控制水的Cl-含量不超过25ppm的原因之一。另外并非任何金属的氧化膜都可视作钝化膜，如碳钢在高温氧化后形成的氧化膜由于不能满足牢固地附在金属表面的要求而不能充作钝化膜。 对于奥氏体不锈钢一般采用氧化性强的以硝酸为主剂的溶液来进行处理，为确保钝化处理的效果，在钝化前先对被钝化表面进行酸洗处理。整个处理过程就称为酸洗钝化处理，简称酸洗钝化。 4 酸洗液、钝化液及酸洗膏配方 酸洗液：20%硝酸+5%氢氟酸+75%水 钝化液：5%硝酸+2%重铬酸钾十93%水 酸洗钝化液(二合一)：20%硝酸+10%氢氟酸+70%水 酸洗钝化膏(二合一)配方：盐酸20毫升，水100毫升，硝酸30毫升，澎润土150克搅拌成糊状。 5 酸洗钝化处理的常规工艺过程 为确保酸洗钝化质量，酸洗钝化首先需考虑采用酸洗钝化液浸泡的方式，在不便于采用液体浸泡的情况下，才考虑用涂刷酸洗钝化膏的方式，但不宜使用涂刷酸洗钝化液的方式。 当采用酸洗钝化液浸泡的方式时，需定期对浸泡液进行测试和化验。 酸洗钝化的常规工艺过程如下： →酸洗→冲洗→钝化（池洗）→预处理→→酸洗钝化（二合一）液（池洗）→冲洗→后处理→酸洗钝化（二合一）膏（池洗）→ 5.1 预处理 5.1.1 去除焊缝及母材表面的飞溅、焊药、灰尘等。 5.1.2 去除油污，必要时可采用碱洗或洗涤液清洗，洗后需用清水将表面冲洗于净。 5.2 酸洗(池洗)及冲洗
不锈钢酸洗与钝化处理规范
不锈钢酸洗与钝化处理规范 1前言 不锈钢设备由于接触到腐蚀性介质，会造成设备表面有明显的腐蚀痕迹及颜色不均匀的斑痕，因此对不锈钢设备表面的处理尤为关键，不锈钢设备表面的钝化处理就是一个重要环节。设备表面钝化膜形成不完善，与铁离子接触造成污染，在使用过程中就会出现锈蚀现象，造成运行介质指标变化等。下面就奥氏体不锈钢设备表面的酸洗钝化处理原理及实际操作的常规工艺过程谈一些看法，以供有关人员参考。 2 概述 奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，而且还有良好的冷热加工性能，因此被广泛地用于制造各类具有防腐蚀要求的压力容器，奥氏体不锈钢表面的钝化膜，对其耐腐蚀有很大影响。奥氏体不锈钢的钝化膜主要是通过对其表面进行酸洗钝化处理得来的。 3 酸洗钝化的原理 3.1钝化：金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显著下降的现象称金属的钝化。 其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能牢固地附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相
存在，通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解。奥氏体不锈钢经氧化性介质处理后其表面能形成满足上述要求的钝 化膜，但该钝化膜在起活化作用的Cl-、Br-、F-等卤素离子作用下，极易受到破坏。这也就是虽经酸洗钝化处理的奥氏体不锈钢压力容器在进行水压试验后若不能将水渍除干净，但应控制水的Cl-含量不超过25ppm的原因之一。另外并非任何金属的氧化膜都可视作钝化膜，如碳钢在高温氧化后形成的氧化膜由于不能满足牢固地附在金属表 面的要求而不能充作钝化膜。 3.2 对于奥氏体不锈钢一般采用氧化性强的以硝酸为主剂的溶 液来进行处理，为确保钝化处理的效果，在钝化前先对被钝化表面进行酸洗处理。整个处理过程就称为酸洗钝化处理，简称酸洗钝化。 4 酸洗液、钝化液及酸洗膏配方 酸洗液：20%硝酸+5%氢氟酸+75%水 钝化液：5%硝酸+2%重铬酸钾十93%水 酸洗钝化液(二合一)：20%硝酸+10%氢氟酸+70%水 酸洗钝化膏(二合一)配方：盐酸20毫升，水100毫升，硝酸30毫升，澎润土150克搅拌成糊状。 5 酸洗钝化处理的常规工艺过程
不锈钢酸洗钝化及蓝点试验资料讲解
不锈钢酸洗钝化及蓝 点试验
不锈钢材质酸洗钝化及蓝点试验 一、概述 奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，而且还有良好的冷热加工性能，因此被广泛地用于制造各类具有防腐蚀要求的压力容器，奥氏体不锈钢表面的钝化膜，对其耐腐蚀有很大影响。奥氏体不锈钢的钝化膜主要是通过对其表面进行酸洗钝化处理得来的。 二、酸洗钝化的原理 1、钝化：金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显著下降的现象称金属的钝化。 其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能牢固地附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解。奥氏体不锈钢经氧化性介质处理后其表面能形成满足上述要求的钝化膜，但该钝化膜在起活化作用的Cl-、Br-、F-等卤素离子作用下，极易受到破坏。这也就是虽经酸洗钝化处理的奥氏体不锈钢压力容器在进行水压试验后若不能将水渍除干净，但应控制水的Cl-含量不超过25ppm的原因之
一。另外并非任何金属的氧化膜都可视作钝化膜，如碳钢在高温氧化后形成的氧化膜由于不能满足牢固地附在金属表面的要求而不能充作钝化膜。 对于奥氏体不锈钢一般采用氧化性强的以硝酸为主剂的溶液来进行处理，为确保钝化处理的效果，在钝化前先对被钝化表面进行酸洗处理。整个处理过程就称为酸洗钝化处理，简称酸洗钝化。 2、酸洗液、钝化液及酸洗膏配方 酸洗液：20%硝酸+5%氢氟酸+75%水 钝化液：5%硝酸+2%重铬酸钾十93%水 酸洗钝化液(二合一)：20%硝酸+10%氢氟酸+70%水 酸洗钝化膏(二合一)配方：盐酸20毫升，水100毫升，硝酸30毫升，澎润土150克搅拌成糊状。 三、酸洗钝化处理的常规工艺过程 为确保酸洗钝化质量，酸洗钝化首先需考虑采用酸洗钝化液浸泡的方式，在不便于采用液体浸泡的情况下，才考虑用涂刷酸洗钝化膏的方式，但不宜使用涂刷酸洗钝化液的方式。 酸洗钝化的一般工艺过程如下： 预处理→酸洗、冲洗→酸洗钝化（二合一）膏→冲洗→后处理 1、预处理
不锈钢酸洗钝化工艺流程图
目录 1.目的 (3) 2.适用范围 (3) 3.参考文件 (3) 4.工作条件 (3) 4.1技能水平 (3) 4.2技术先决条件 (3) 4.3主要设备及药品 (4) 5.操作顺序 (5) 5.1不锈钢部件酸洗钝化处理顺序 (5) 5.2碳钢部件磷化处理顺序 (6) 6.实施细则 (6) 6.1不锈钢部件酸洗钝化处理实施细则 (6) 6.2碳钢部件磷化处理实施细则 (10) 7.注意事项和安全措施 (13)
1.目的 为了规范福建福清核电一期工程Ⅰ标段范围内所涉及到的不锈钢部件酸洗钝化和碳钢部件磷化表面处理施工过程，特编制本程序。 2.适用范围 本程序仅适用于指导福建福清核电一期工程Ⅰ标段范围内所涉及的奥氏体不锈钢部件酸洗钝化处理和碳钢部件磷化处理施工。 奥氏体不锈钢部件指： 奥氏体不锈钢材料制作的管道及其支架衬板 奥氏体不锈钢材料制作的通风管道 奥氏体不锈钢材料制作的设备 其他奥氏体不锈钢材料制作的零件 碳钢部件指： 碳钢材料制作的燃油管道 其他碳钢材料制作的设备零件 3.参考文件 《EM1～EM7&EM10奥氏体不锈钢部件的表面处理》0401AT103 《清除铁素体污染的表面处理》0401AT108 《奥氏体不锈钢部件的表面处理》0401T116 《核岛机械设备制造期间清洁技术条件》0426T110 注：由于招标技术文件中无相关文件，故参考秦山二期扩建工程相关文件 4.工作条件 4.1技能水平 施工人员应具备有一定的表面处理经验，掌握操作中的安全规则，尤其是酸溶液的操作使用，并需经培训合格取得上岗资格证。 4.2技术先决条件 工作程序和质量计划已经过业主和监理公司批准；
不锈钢表面的酸洗钝化和检验
不锈钢表面的酸洗钝化和检验 不锈钢表面的酸洗钝化 2007-12-07 23:33 1．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。其要紧目的在于防腐防锈。不锈钢的耐腐蚀要紧依靠表面钝化膜，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，这些物质阻碍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，除最大限度提升耐蚀性外，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截了当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，而采纳不锈钢材料的则无需酸洗钝化。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，还要采纳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 不锈钢的抗腐蚀性能要紧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，是不锈钢防护的差不多屏障。不锈钢钝化
不锈钢管道酸洗钝化方法
不锈钢管道表面酸洗钝化方法 1．工艺原理及目的 酸洗是利用化学反应，在工件表面溶解掉锈迹、氧化膜等产物而不影响基体金属的方法。其目的是使工件表面去污，达到净化。 钝化是利用化学反应，在工件表面形成一种致密的氧化物薄膜的方法。其目的是通过工件表面建立氧化膜或氧的吸附层来阻止电化学腐蚀的进行，从而提高金属的耐蚀（抗电化学腐蚀）性能。 2．施工程序 准备工作 2.1.1 酸洗、钝化前必须将管件表的焊接药皮、飞溅、毛刺、污物等清理干净。管件表面的油污可用汽油、丙酮等有机溶剂擦拭干净。为了安全起见，对于大面积的油污可用蒸汽或3~5%的烧碱（NaOH）溶液清洗，然后用清水冲洗干净、凉干。注意所使用清水CL-浓度不得超过25mg/l。 准备好酸洗、钝化作业所需的设备、工具和劳保用品（以三人同时作业为例）。（1）设备及工具 ①耐酸的酸洗、钝化槽一件； ②不锈钢丝刷或硬质塑料尼龙刷3把； ③量杯、量筒、台称、搅拌棒各一件； ④耐酸拖布3把。 （2）劳动保护用品 ①耐酸长筒胶鞋3双； ②耐酸胶皮手套3付； ③耐酸工作服、工作帽、口罩3套； ④眼镜3付。 酸洗、钝化材料及配制酸洗、钝化液的注意事项 酸洗、钝化材料准备 （1）工业用硝酸（HNO3，γ=）； （2）工业用盐酸（HCL）； （3）工业用硫酸（H2SO4）； （4）工业用氢氟酸（HF）； （5）工业用重铬酸钾（K2Cr2O7）； （6）化学纯铁氰化钾［K2Fe（CN）6］； （7）膨润土（100~120目）； （8）木工胶； （9）石蕊试纸。 酸洗、钝化液配制及其施工注意事项 （1）一定要穿戴好工作服、工作帽、长筒靴、手套并戴好眼镜； （2）配制酸洗、钝化液时，一定要遵守先放水后注酸的原则； （3）酸洗、钝化液或酸洗、钝化液膏应按配方要求进行配制，不得随意改动配方。 3．酸洗、钝化膏和酸洗、钝化液配方 酸洗、钝化膏配方 （1）酸洗膏配方（见表一）
不锈钢酸洗钝化原理和钝化的方法与工艺
不锈钢酸洗钝化原理和钝化的方法与工 艺 1．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GB 150一1998《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
不锈钢表面的酸洗钝化和检验
不锈钢表面的酸洗钝化 1．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，而采用不锈钢材料的则无需酸洗钝化。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：
不锈钢生锈及钝化防锈的原理
不锈钢的生锈及钝化防锈 不锈钢的防锈原理 不锈钢的耐腐蚀性主要是因为在钢中添加了较高含量的Cr元素，Cr元素易于氧化，能在钢的表面迅速形成致密的Cr2O3氧化膜，使钢的电极电和在氧化介质中的耐蚀性发生突变性提高，不锈钢的耐腐蚀性能主要依靠表面覆盖的这一层极薄的(约1mm)致密的钝化膜，这层钝化膜与腐蚀介质隔离，是不锈钢防护的基本屏障，如果钝化膜不完整或有缺陷被破坏，不锈钢仍会被腐蚀。不锈钢也会锈不锈钢板材、设备及附件的吊运、装配、焊接、焊缝检查(如着色探伤、耐压实验)及加工过程中带来的表面油污、划伤、铁锈、杂质、低熔点金属污染物、油漆、焊渣、飞溅物等，这些物质影响了不锈钢表面质量，破坏了其表面钝化膜，降低了表面耐蚀性，还易与以后接触的化学品中的腐蚀介质共同作用，引发点蚀、晶间腐蚀、甚至会导致应力腐蚀开裂。 酸洗钝化原理 在GBl50—1998《钢制压力容器》中规定“有防腐要求的不锈钢制造的容器表面应进行酸洗钝化。”不锈钢化学品容器还由于载运多种不同的化学品，对防止货品污染有很高的要求，而国产不锈钢板表面质量相对较差．通常应对不锈钢板、设备、附件进行机械、化学或电解抛光等精整处理后再清洗、酸洗钝化，使不锈钢具有更强的耐蚀力。 不锈钢化学品容器在营运中通常有使用水清洗的工序，如使用海水的话，海水中富含氯离子，对钝化膜有较大的腐蚀作用，工况恶劣．进行酸洗钝化更是不可缺少。 不锈钢钝化膜具有动态特征，不应看作腐蚀完全停止，而是在形成扩散的保护层，通常在有还原剂(如氯离子)的情况下倾向于破坏钝化膜，而在氧化剂(如空气)存在时能保护和修复钝化膜。不锈钢放置于空气中会形成氧化膜，但这种膜的保护性不够完善，通过酸洗使不锈钢表面平均有厚度为10u m的一层表面被腐蚀掉，酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其他部位高，因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡，更重要的是，通过酸洗钝化，使铁及铁的氧化物比铬和铬的氧化物优先溶解，去掉了贫铬层，使不锈钢表面富铬，在氧化剂钝化作用下使表面产生完整稳定的钝化膜，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。 酸洗钝化方式根据操作方式不同，不锈钢酸洗钝化处理主要有浸渍法、膏剂法、涂刷法、喷淋法、循环法、电化学法等6种方法。 一、浸渍法。不锈钢管线、弯头、小件等最适用该法．且处理效果最好。因为处理件可充分浸泡在酸洗钝化液中，表面反应完全、钝化成膜致密均匀。该法适合连续批量作业，但需随溶液反应浓度降低而不断补充新液。其缺点是受酸槽形状及容量的限制，不适合大容量设备及形状过长过宽的管线；长期不用会因溶液挥发等原因而效果下降，需要专用场地、酸池及加热设备。 二、膏剂法。不锈钢酸洗钝化膏目前已在国内广泛使用并有系列产品供应，手工操作，适合现场施工，对不锈钢化学品容器焊缝处理、焊接变色、拐角死角、扶梯背面及大面积的涂抹钝化都适用。
不锈钢钢酸洗的作用
316不锈钢酸洗工艺 1．316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。 2．316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
酸洗钝化规范
不锈钢酸洗与钝化规范 1、概述 奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，而且还有良好的冷热加工性能，因此被广泛地用于制造各类具有防腐蚀要求的压力容器.。奥氏体不锈钢表面的钝化膜，对其耐腐蚀有很大影响，奥氏体不锈钢的钝化膜主要是通过对其表面进行酸洗钝化处理得来的。 2、酸洗钝化的原理 2、1钝化 金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显著下降的现象称金属的钝化。其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能中固地附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解。奥氏体不锈钢经氧化性介质处理后其表面能形成满足上述要求的钝化膜，但该钝化膜在起活化作用的Cl-、Br-、F-等卤素离子作用下，极易受到破坏。这也就是虽经酸洗钝化处理的奥氏体不锈钢压力容器在进行水压试验后若不能将水渍除干净，但应控制水的Cl-含量不超过25ppm的原因之一。另外并非任何金属的氧化膜都可视作钝化膜，如碳钢在高温氧化后形成的氧化膜由于不能满足牢固地附在金属表面的要求而不能充作钝化膜。 对于奥氏体不锈钢一般采用氧化性强的以硝酸为主剂的溶液来进行处理，为确保钝化处理的效果，在钝化前先对被钝化表面进行酸洗处理。整个处理过程就称为酸洗钝化处理，筒称酸洗钝化。 3、酸洗液、钝化液及酸洗膏配方 酸洗液：20%硝酸+5%氢氟酸+75%水 钝化液：5%硝酸+2%重铬酸钾十93%水 酸洗钝化液(二合一)：20%硝酸+10%氢氟酸+70%水 酸洗钝化膏(二合一)配方：盐酸20毫升，水100毫升，硝酸30毫升，澎润土150克搅拌成糊状。 4、酸洗钝化处理的常规工艺过程
不锈钢酸洗与钝化规范
不锈钢酸洗与钝化规范 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
不锈钢酸洗与钝化规范 ——奥氏体不锈钢压力容器的酸洗钝化晨怡热管 1前言 在我公司生产中，经常有不锈钢设备的制作，不锈钢设备由于接触到腐蚀性介质，会造成设备表面有明显的腐蚀痕迹及颜色不均匀的斑痕，因此对不锈钢设备表面的处理尤为关键，不锈钢设备表面的钝化处理就是一个重要环节。设备表面钝化膜形成不完善，与铁离子接触造成污染，在使用过程中就会出现锈蚀现象，造成运行介质指标变化等。下面就奥氏体不锈钢设备表面的酸洗钝化处理原理及实际操作的常规工艺过程谈一些看法，以供有关人员参考。 2概述 奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，而且还有良好的冷热加工性能，因此被广泛地用于制造各类具有防腐蚀要求的压力容器，奥氏体不锈钢表面的钝化膜，对其耐腐蚀有很大影响。奥氏体不锈钢的钝化膜主要是通过对其表面进行酸洗钝化处理得来的。 3酸洗钝化的原理 钝化：金属经氧化性介质处理后，其腐蚀速度比原来未处理前有显着下降的现象称金属的钝化。 其钝化机理主要可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性介质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能中固地附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基本停止溶解。奥氏体不锈钢经氧化性介质处理后其表面能形
成满足上述要求的钝化膜，但该钝化膜在起活化作用的Cl-、Br-、F-等卤素离子作用下，极易受到破坏。这也就是虽经酸洗钝化处理的奥氏体不锈钢压力容器在进行水压试验后若不能将水渍除干净，但应控制水的Cl-含量不超过25ppm 的原因之一。另外并非任何金属的氧化膜都可视作钝化膜，如碳钢在高温氧化后形成的氧化膜由于不能满足牢固地附在金属表面的要求而不能充作钝化膜。对于奥氏体不锈钢一般采用氧化性强的以硝酸为主剂的溶液来进行处理，为确保钝化处理的效果，在钝化前先对被钝化表面进行酸洗处理。整个处理过程就称为酸洗钝化处理，简称酸洗钝化。 4酸洗液、钝化液及酸洗膏配方 酸洗液：20%硝酸+5%氢氟酸+75%水 钝化液：5%硝酸+2%重铬酸钾十93%水 酸洗钝化液(二合一)：20%硝酸+10%氢氟酸+70%水 酸洗钝化膏(二合一)配方：盐酸20毫升，水100毫升，硝酸30毫升，澎润土150克搅拌成糊状。 5酸洗钝化处理的常规工艺过程 为确保酸洗钝化质量，酸洗钝化首先需考虑采用酸洗钝化液浸泡的方式，在不便于采用液体浸泡的情况下，才考虑用涂刷酸洗钝化膏的方式，但不宜使用涂刷酸洗钝化液的方式。 当采用酸洗钝化液浸泡的方式时，需定期对浸泡液进行测试和化验。 酸洗钝化的常规工艺过程如下： →酸洗→冲洗→钝化（池洗）→预处理→→酸洗钝化（二合一）液（池洗）→冲洗→后处理→酸洗钝化（二合一）膏（池洗）→
不锈钢酸洗钝化的处理方法
不锈钢酸洗钝化的处理方法 杭州中洁环保科技工程有限公司整理 由于不锈钢具有优越的耐蚀性、耐磨性、强韧性和良好的加工性能，被广泛的应用于航宇、海洋、军工、化工、能源及日用家具、建筑装潢、交通等领域，市场前景看好，而不锈钢的酸洗处理过程是不锈钢生产和制品加工中的一个必不可少的一环。不锈钢酸洗工艺选用的酸洗液一般为多种酸的混合物，主要有硫酸、硝酸和氢氟酸等，这些混合酸的腐蚀性很强且具有很强的氧化性，腐蚀介质的温度也比较高，这些对防腐材料的耐蚀性能提出了很高的要求。适用的防腐材料有不少，其中最佳的是环氧树脂及其改性树脂。不锈钢酸洗原理是使用酸性液体，去除预处理后钢材表面的氧化物表皮，去除表面的金属离子，使其具有美好的光洁度。酸洗的材料形态有带洗、管洗、板洗、线洗等，无论何种工艺的酸洗，不锈钢酸洗生产线工艺从生产到废水废气回收系统之间的各个环节都存在很强的腐蚀状态。 因此，防腐材料选择的好坏直接关系到设备、车间地坪、地沟、废水废气的环保回收系统等处的正常使用。不锈钢酸洗生产线的地面和设备的防腐蚀，现在基本上用玻璃钢材质，而做成玻璃钢的主要原材料(树脂)是直接决定防腐蚀效果的关键，因此树脂选择的好坏就直接影响着防腐蚀寿命。根据多年的树脂应用经验，环氧树脂具有较强防腐蚀特性和使用特性，虽然仍有不少弱点但应用仍是最广的。酸洗项目中原来使用的是双酚A型环氧树脂，最早应用于上世纪60年代。这种树脂耐盐酸、稀硫酸和盐类介质性能较好，而且粘结强度大、固化收缩率低，因此在酸洗项目上曾一度被广泛使用。但是环氧树脂的耐温性能不好(其HDT 不大于80℃)，一般在70℃的环境下使用，尤其是作为FRP内衬时，使用温度一般不能超过70℃，否则会出出现“脱层”等防腐蚀失效情况。 锈钢由于其特殊的金相组织和表面钝化膜，使得它在一般情况下较难与介质发生化学反应而被腐蚀，反应釜但并不是在任何条件下都不能被腐蚀。不锈钢酸洗钝化膏，最适用于不锈钢件焊接接头的酸洗和钝化,去除焊接时产生的氧化皮并使该处处于钝态，提高表面质量充分发挥不锈钢焊接的耐蚀性,延长设备使用寿命。反应釜适合金属不锈钢压力容器内部的酸洗钝化处理。在腐蚀介质和诱因(如划伤、飞溅、割渣等)存在的条件下，不锈钢也能与腐蚀介质发生缓慢的化学和电化学反应被腐蚀，而且在一定条件下的腐蚀速度相当快而产生锈蚀现象，尤其是点蚀和缝隙腐蚀。不锈钢件的腐蚀机理主要为电化学腐蚀。反应釜的广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。随之反应过程中的压力要求对容器的设计要求也不尽相同。不锈钢反应釜加热形式有电加热、油加热、气加热、水加热(或冷却)、明火加热等。夹套形式分为：夹套型和外半管型，夹套油加热型都设有导流装置。搅拌形式一般有桨式、锚式、框式、螺条式、刮壁式等。不锈钢反应釜，适用范围：适用于石油、化工、医药、冶金、科研、大专院校等部门进行高温、高压的化学反应试验，对粘稠和颗粒的物质均能达到高搅拌的效果。高转速类有分散叶轮式、涡轮式、高剪切式、推进器式，供客户根据工艺选择。传动形式有普通电机、防爆电机、电磁调速电机、变频器等，换热器有摆线针轮式、蜗轮式、行星无极变速式。轴封为普通水冷却填料密封、组合式四氟填料密封、机械密封。出料形式有球阀、下展阀。因此，定期对再沸器及不锈反应釜进行清洗维护，不仅仅可以节约能源，更重要的是能降低设备腐蚀速率，增加设备的使用寿命。
304不锈钢酸洗钝化工艺规程
304不锈钢酸洗钝化工艺规程 1内容与适用范围 1.1内容 本规程规定了不锈钢容器（包括零部件）表面油污、锈渍的清理、酸洗及钝化的要求、方法和注意事项。 1.2适用范围 本规程适用于本公司制造的奥氏体不锈钢容器的酸洗钝化处理。 2引用文件 以下引用标准、文件应为最新版本。当本规程与新标准、文件内容冲突时，冲突部分按最新标准、文件相应规定内容执行。 《不锈钢压力容器制造管理规定》 《通用检验规程》 3不锈钢酸洗钝化的方法 不锈钢设备与零部件酸洗钝化处理根据操作不同有多种方法。 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，但需配置喷枪及循环系统。 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，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。
4酸洗、钝化工艺流程 去油、清理污物→净水部洗→钝化→净水冲洗→吹干 5酸洗、钝化前的预处理 5.1对制造完工后的不锈钢容器或零部件按图样和工艺文件的要求，对规定项目检查合格后，才能进行酸洗、钝化预处理。 5.2将焊缝及其两侧焊渣、飞溅物清理干净，容器的机加工件表面应用汽油或清洗剂去除油渍等污物。 5.3清除焊缝两侧异物时，应用不锈钢丝刷，不锈钢铲或砂轮清除，清除完毕用净水（水中氯离子含量不超过25mg/l）冲刷干净。 5.4当油污严重时则用3-5%的碱溶液将油污清除，并用净水冲洗干净。 5.5对不锈钢热加工件的氧化皮可用机械喷砂的方法清除，砂必须是纯硅或氧化铝。 5.6制定酸洗、钝化的安全措施，确定必须的用具和劳动防护用品。 6酸洗、钝化溶液及膏的配方 6.1酸洗液配方：硝酸（比重1.42）20%，氢氟酸为5%，其余为水。以上为体积百分比。 6.2酸洗膏配方：盐酸（比重1.19）20毫升，水100毫升，硝酸（比重1.42）30毫升，膨润土150克。 6.3钝化液配方：硝酸（比重1.42）5%，重铬酸钾4克，其余为水。以上休积百分比，钝化温度为室温。 6.4钝化膏配方：硝酸（浓度67%）30毫升，重铬酸钾4克，加膨润土（100-200目）搅拌至糊状为止。
不锈钢的生锈及钝化防锈
不锈钢的生锈及钝化防锈 不锈钢的生锈及钝化防锈————摘自《中国船检》 不锈钢的防锈原理 不锈钢的耐腐蚀性主要是因为在钢中添加了较高含量的Cr元素(如316L W(Cr)=1 6.00～18.00)，Cr元素易于氧化，能在钢的表面迅速形成致密的Cr2O3氧化膜，使钢的电极电和在氧化介质中的耐蚀性发生突变性提高，不锈钢的耐腐蚀性能主要依靠表面覆盖的这一层极薄的(约1mm)致密的钝化膜，这层钝化膜与腐蚀介质隔离，是不锈钢防护的基本屏障，如果钝化膜不完整或有缺陷被破坏，不锈钢仍会被腐蚀。 不锈钢也会锈 不锈钢板材、设备及附件的吊运、装配、焊接、焊缝检查(如着色探伤、耐压实验)及加工过程中带来的表面油污、划伤、铁锈、杂质、低熔点金属污染物、油漆、焊渣、飞溅物等，这些物质影响了不锈钢表面质量，破坏了其表面钝化膜，降低了表面耐蚀性，还易与以后接触的化学品中的腐蚀介质共同作用，引发点蚀、晶间腐蚀、甚至会导致应力腐蚀开裂。 酸洗钝化原理 在GBl50—1998《钢制压力容器》中规定“有防腐要求的不锈钢制造的容器表面应进行酸洗钝化。”不锈钢化学品容器还由于载运多种不同的化学品，对防止货品污染有很高的要求，而国产不锈钢板表面质量相对较差．通常应对不锈钢板、设备、附件进行机械、化学或电解抛光等精整处理后再清洗、酸洗钝化，使不锈钢具有更强的耐蚀力。 不锈钢化学品容器在营运中通常有使用水清洗的工序，如使用海水的话，海水中富含氯离子，对钝化膜有较大的腐蚀作用，工况恶劣．进行酸洗钝化更是不可缺少。 不锈钢钝化膜具有动态特征，不应看作腐蚀完全停止，而是在形成扩散的保护层，通常在有还原剂(如氯离子)的情况下倾向于破坏钝化膜，而在氧化剂(如空气)存在时能保护和修复钝化膜。不锈钢放置于空气中会形成氧化膜，但这种膜的保护性不够完善，通过酸洗使不锈钢表面平均有厚度为10u m的一层表面被腐蚀掉，酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其他部位高，因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡，更重要的是，通过酸洗钝化，使铁及铁的氧化物比铬和铬的氧化物优先溶解，去掉了贫铬层，使不锈钢表面富铬，在氧化剂钝化作用下使表面产生完整稳定的钝化膜，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。
不锈钢酸洗钝化工艺规程
目录 1内容与适用范围 (2) 1.1主题内容 (2) 1.2适用范围 (2) 2引用文件 (2) 3酸洗、钝化工艺 (2) 3.1酸洗、钝化前的预处理 (2) 3.1.1 酸洗材料 (2) 3.1.2 钝化处理的准备 (2) 3.2酸洗钝化操作 (3) 3.2.1 酸洗 (3) 3.2.2钝化 (3) 3.2.2清洗 (3) 4检验 (3) 4.1 外观检验 (3) 4.2 残液检验 (4) 4.3 钝化膜致密性检验 (4) 4.4 检验钝化表面碳钢微粒 (4) 5记录 (4)
1内容与适用范围 1.1主题内容 本规程规定了不锈钢容器（包括零部件）表面油污、锈渍的清理、酸洗及钝化的要求、方法和注意事项。 1.2适用范围 本规程适用于镍奥氏体不锈钢容器的酸洗钝化处理。 2引用文件 以下引用标准、文件应为最新版本。当本规程与新标准、文件内容冲突时，冲突部分按最新标准、文件相应规定内容执行。 ASTM A967 不锈钢部件化学钝化处理标准 ASTM A380 不锈钢零件、设备和系统的清洗和除垢 RCC-M 法国核电厂设计和建造规则（第8册 F篇F6534） 3酸洗、钝化工艺 3.1酸洗、钝化前的预处理 3.1.1 酸洗材料 3.1.1.1用于钝化处理的化学物质必须能产生符合该标准中一种或多种要求的钝化表层。根据测试用不锈钢的大小和数量，注意所选化学物质的计量、浓度、纯净度及化学反应的温度。 3.1.1.2操作员必须记录钝化溶液的浓度和温度以此证明处理每批不锈钢都需要特定的钝化环境。操作者禁止泄漏专利化学混合物的精确成份，但是必须对混合物质做唯一的区别标记以便下次使用时精确无误。 3.1.1.3操作者负责安全处理化学处理过程中产生的所有物质。 3.1.2 钝化处理的准备 3.1.2.1钝化处理前的预处理方法和过程，包括除锈和酸浸的机械和化学处理方法是否单独使用或者两者结合使用，必须符合实验ASTM A380的要求。 3.1.2.2初加工过的不锈钢表面无油渍、油脂、锈斑、斑点及其他异物。