1、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
2、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-、
3、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
4、(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、。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)及冲洗酸洗时应严格控制酸洗温度和时间，温度低则时间长，温度高则时间短。防止达不到酸洗效果或过份酸洗而引起基体腐蚀的现象，必要时还可在酸洗液中添加腐蚀剂。对被酸洗产品上的碳钢件能拆卸的需拆卸掉，如不能拆卸的需采用涂防护油漆或封橡胶泥的方法。酸洗后一定要用清水彻底冲洗，使之表面不留存残液，以利此后的钝化处理。5.3 钝化( 池洗)及冲洗严格控制钝化时间，使之形成良好的钝化膜，钝化后也要彻底冲洗不留存残液。5.4 酸洗钝化酸洗钝化(二合一)液( 池洗)及冲洗使用酸洗钝化(二合一)液可使酸洗钝化一次
6、完成，其他都可参照前述进行。5.5 酸洗钝化( 二合一 )膏(涂刷)及冲洗5.5.1 将膏均匀地涂刷于需要酸洗钝化表面( 一般先涂刷焊缝处)氧化皮较厚处可略涂厚一些。5.5.2 保持足够的时间5.5.3 在膏未干透前用棉纱或棉布擦去锈蚀及氧化物等。5.5.4 对表面进行彻底的冲洗，直至呈均匀的银白色。5.6 后处理酸洗钝化后对钝化表面需采用一定的保护措施，以防护钝化膜的破坏，钝化表面不得接触硬物(包括不锈钢丝和钢丝刷) 禁止焊接和打磨等。6 酸洗钝化的质量检验6.1 外观检验酸洗钝化表面应是均匀的银白色，不得有明显的腐蚀痕迹，焊缝及热影响区表面不得有氧化色，不得有颜色不均匀的斑痕6.2 残液检
7、验用酚酞试纸检查表面山峰残液的冲洗程度 PH 值中性为合格6.3 蓝点试验酸洗钝化处理质量，根据需要还可以采用蓝点试验法来检验。用 1 克铁氰化钾 K3Fe(CN6)加 3 毫升(65%85%)硝酸 HN03 和 100 毫升水配制成溶液(宜现用现配) 。然后用滤纸浸泽溶液后，贴附于待测表面或直接将溶液涂、滴于待测表面，30 秒内观察显现蓝点情况，有蓝点为不合格。需要注意的是该试验需待酸洗钝化表面基本干燥后进行。试验后也应该将试验液体冲洗干净。蓝点试验的基本原理为：若表面钝化膜不完善或有铁离子污染，就会有游离的铁离子存在，那么即可发生如下反应：Fe2+KFe(CN6)=KFeFe(CN6)深蓝
8、色+2K参考文献1.叶康民金属腐蚀与防护概论 北京 人民教育出版社 19802.国家技术监督局 GB150-1998 不锈钢压力容器 北京 中国标准出版社3.HG20584-1998钢制化工容器制造技术北京标准编辑中心 1999 全国化工工程建设4.HG/T2806-1996奥氏体不锈钢压力容器制造管理细则 北京 中国化工装备公司不锈钢酸洗钝化工艺守则修改状态 0不锈钢酸洗钝化工艺守则 页 次 1/31 适用范围本标准适用于奥氏体不锈钢和不锈复合钢制容器和零部件的整体或局部酸洗钝化处理。产品设计文件有特殊要求时，应执行设计文件和工艺文件的规定。2 引用标准HG205841998 钢制化工容器制
9、造技术要求3 施工准备3.1 材料3.1.1 需要酸洗钝化的容器或零、部件（以下简称工件）的制造质量已经检验合格。3.1.2 酸洗钝化用酸、水经检验符合要求。3.1.3 当使用酸洗钝化膏进行工件表面处理时，所选用的酸洗钝化膏型号、性能符合工艺要求，经检验合格。3.1.4 检验用溶液配置完毕，经检验符合要求；滤纸符合要求。3.2 设备、机具、工具3.2.1 起重设备，如吊车、行车或其他起重设备。3.2.2 吊装用具，如卡环、钢丝绳，必要时应有软绳或带护套的钢丝绳。3.2.3 酸洗槽、钝化槽、碱液槽、清水槽。3.2.4 塑料刷、铜丝刷、海绵胶刷、干净的拖把等。3.3 施工条件3.3.1 需酸洗钝化
10、的工件表面已打磨、擦拭干净，焊缝及其两侧的焊渣、飞溅物已清理干净。3.3.2 碱洗液、酸洗液、钝化液已配好待用或酸洗钝化膏已备好待用。3.3.3 有防雨雪和防阳光暴晒的措施。3.3.4 施工人员熟悉酸洗钝化工艺。有安全防护措施。4 溶液配方4.1 碱洗液：氢氧化钠溶液，NaOH510%；4.2 酸洗液：HNO3（硝酸浓度 67%）615%+HF（氢氟酸浓度 70%）0.51.5%+H2O（洁净水）；4.3 钝化液：HNO350%+5H2O50%；5 酸洗钝化工艺5.1 形状简单、尺寸较小能置于槽内的工件，可用浸泡法进行酸洗、钝化；形状复杂、尺寸较大不能置于槽内的工件，可采用涂刷法进行酸洗、钝化
11、；当无特殊要求时，允许用酸洗钝化膏进行表面处理。修改状态 05.2 浸泡法5.2.1 除垢将工件浸入碱洗液槽内 510 分钟，用刷子不断刷洗工件表面，除去油污，然后用清水冲洗干净。5.2.2 酸洗将工件浸入酸洗液槽内约 10 分钟，并用塑料刷、铜丝刷不断刷洗，焊缝处应多刷几遍使其表面色泽一致。然后将其浸入清水槽内把酸液洗净。5.2.3 钝化将酸洗的工件浸入钝化液槽内约 20 分钟。在此期间，应对工件进行适当的晃动或翻动，使之表面钝化均匀。然后浸入清水槽内清洗干净，并用酚酞试纸检查冲净程度。当确认冲洗干净后，进行擦干或吹干处理。5.3 涂刷法涂刷法用于大型工件或不锈钢与碳钢组焊的工件。5.3.1
12、 除垢5.3.1.1 用 40500C 温水对工件表面进行冲洗，使工件表面温度达到 300C 以上。5.3.1.2 将碱洗溶液加热到 40500C，用海绵胶刷将碱液均匀地涂于工件表面，并不断擦洗，保持工件湿润时间 10 分钟。然后，先用 40500C 温水冲洗，再用冷水冲洗干净。5.3.2 酸洗用海绵胶刷将碱液均匀地涂于工件表面，用铜丝刷、塑料刷不断刷洗，焊缝处应多刷几遍，保持工件表面湿润 1520 分钟。然后用清水冲洗干净。5.3.3 钝化将钝化液用海绵胶刷涂刷已经酸洗的工件上，应多遍涂刷，使工件表面保持湿润 2530分钟，然后用清水冲洗干净，并用酚酞试纸检查冲净程度。当确认冲洗干净后，进行
13、擦干或吹干处理。5.4 酸洗钝化膏处理法5.4.1 按 5.3.1 的方法，对工件表面进行清洗除垢。5.4.2 将酸洗钝化膏用塑料刷均匀地涂于工件表面，涂层为 12mm（热压封头表面为23mm ）。5.4.3 酸洗钝化膏应在工件表面附着一定的时间。时间长短根据酸洗钝化膏的使用说明书确定。5.4.4 酸洗钝化期间，应用铜丝刷对焊缝和热压封头表面进行刷洗，使工件表面的酸洗钝化程度一致。5.4.5 涂刷酸洗钝化膏的工件严禁在阳光下暴晒，以防酸洗钝化膏被太阳晒干失效。5.4.6 用清水将工件表面冲洗干净。冲洗时可用铜丝刷、拖把对工件表面进行刷洗，并用酚酞试纸检查冲净程度。当确认冲洗干净后，进行擦干或吹
14、干处理。6 成品保护6.1 对已酸洗钝化合格的工件，不得进行加热和焊接施工。6.2 严禁与碳钢接触；吊装时应用软绳或有护套的钢丝绳；搬运时，工件下方应垫木垫或橡胶垫。6.3 严防工件磕、碰、划伤和污染。必要时应将工件进行覆盖或包装。修改状态 07 检验和质量标准7.1 酸洗钝化后应将工件表面溶液彻底冲洗干净，并用酚酞试纸检验合格。7.2 钝化处理后，工件表面的钝化膜应完善、均匀、色泽一致。7.3 按照 HG205841998钢制化工容器制造技术要求 中 10.1.4 的规定，对工件表面的酸洗钝化质量进行检测，摘录如下：表面酸洗钝化的质量，根据需要可用蓝点法检测，采用 1 克赤血盐+3 毫升65
15、%85%HNO3+100 毫升配置溶液，用滤纸浸渍溶液后，贴俯于待测表面或直接将溶液涂刷于待测表面，如表面钝化膜不完善或有铁离子污染，即呈蓝色。8 施工要求和注意事项8.1 操作人员必须严格执行酸洗、钝化工艺，不得随意改变。8.2 配置酸洗、钝化溶液时，先将水倒入酸槽，然后把酸缓慢倒入，防止倒入速度过快，因放热反应引起的飞溅、发烟，影响安全。8.3 操作人员必须佩带工作服、乳胶手套及防护眼镜；罐内操作时，必须保持良好的通风，必要时应用风扇或鼓风机通风，并应有人监护。8.4 配置酸洗、钝化液用水和冲洗用水必须清洁，其氯离子含量不得大于 25mg/L。8.5 经常测定酸洗、钝化液的浓度，必要时对其浓度进行调整或重新配置。8.6 废酸液应用碱中和后放入指定地点，不得随意排放。8.7 酸洗、钝化过程中，操作者应经常观察工件表面的处理情况，防止工件表面过腐蚀。8.8 工件入、出槽应缓慢，防止酸液溅出。8.9 手持式工作灯电压应为 36V，罐内使用时应为 12V
