作者:hcqx 添加時間:2015-06-30 08:35:07 瀏覽:
1.不銹鋼酸洗鈍化的必要性: 奧氏體不銹鋼具有良好的耐蝕性能,抗高溫氧化性能,較好的低溫性能及優(yōu)良的機械與加上r生能。因此廣泛用于化工、石油、動力、核工程、航天航空、海洋、醫(yī)藥、輕工、紡織等部門。其主要目的在于防腐防銹。不銹鋼的耐腐蝕主要依靠表面鈍化膜,如果膜不完整或有缺陷,不銹鋼仍會被腐蝕。工程上通常進行酸洗鈍化處理,使不銹鋼的耐蝕潛力發(fā)揮得更大。在不銹鋼設備與部件在成形、組裝、焊接、焊縫檢查 (如探傷、耐壓試驗)及施工標記等過程中帶來表面油污、鐵銹、非金屬臟物、低熔點金屬污染物、油漆、焊渣與飛濺物等,這些物質影響了不銹鋼設備與部件表面質量,破壞了其表面的氧化膜,降低了鋼的抗全面腐蝕性能和抗局部腐蝕性能(包括點蝕、縫隙腐蝕),甚至會導致應力腐蝕破裂。 不銹鋼表面清洗、酸洗與鈍化,除***大限度提高耐蝕性外,還有防止產品污染與獲得美觀的作用。在 GBl50一1998《鋼制壓力容器》規(guī)定,“有防腐要求的不銹鋼及復合鋼板制造的容器的表面應進行酸洗鈍化”。這一規(guī)定是針對石油化工中使用的壓力容器而言的,因為這些設備用于直接與腐蝕介質相接觸的場合,從保證耐蝕耐蝕性出發(fā),提出酸洗鈍化是必要的。對其他工業(yè)部門,如并非出于防腐目的,僅基于清潔與美觀要求,而采用不銹鋼材判·的則無需酸洗鈍化。但對不銹鋼設備的焊縫還需要進行酸洗鈍化。對核工程、某些化工裝置及其它使用要求嚴格的,除酸洗鈍化外,還要采用高純度介質進行***終精細清洗或進行機械、化學與電解拋光等精整處理。
2.不銹鋼酸洗鈍化原理 不銹鋼的抗腐蝕陛能主要是由于表面覆蓋著一層極薄的(約1nm)致密的鈍化膜,這層膜1n腐蝕介質隔離,是不銹鋼防護的基本屏障。不銹鋼鈍化具有動態(tài)特征,不應看作腐蝕******停止,而是形成擴散的阻擋層,使陽極反應速度大大降低。通常在有還原劑(如氯離子)情況下傾向于破壞膜,而在氧化劑(如空氣)存在時能保持或修復膜。 不銹鋼工件放置于空氣中會形成氧化膜,但這種膜的保護性不夠完善。通常先要進行******清洗,包括堿洗與酸洗,再用氧化劑鈍化,才能保證鈍化膜的完整性與穩(wěn)定性。酸洗的目的之一是為鈍化處理創(chuàng)造有利條件,保證形成優(yōu)質的鈍化膜。因為通過酸洗使不銹鋼表面平均有10μm厚一層表面被腐蝕掉,酸液的化學活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高,因此酸洗可使整個表面趨于均勻平衡,一些原來容易造成腐蝕的隱患被清除掉了。但更重要的是,通過酸洗鈍化,使鐵與鐵的氧化物比鉻與鉻的氧化物優(yōu)先溶解,去掉了貧鉻層,造成鉻在不銹鋼表面富集,這種富鉻鈍化膜的電位可達+1.0V(SCE),接近貴金屬的電位,提高了抗腐蝕的穩(wěn)定性。不同的鈍化處理也會影響膜的成分與結構,從而影響不銹性,如通過電化學改性處理,可使鈍化膜具有多層結構,在阻擋層形成CrO3或Cr2O3,或形成玻璃態(tài)的氧化膜,使不銹鋼能發(fā)揮***大的耐蝕性。 國內外學者對不銹鋼鈍化膜的生成進行了大量研究。以近幾年北京科大對316L鋼鈍化膜光電子能譜 (xps)研究為例作簡述[1]。不銹鋼鈍化是表面層由于某種原因溶解與水分子的吸附,在氧化劑的催化
作用下,形成氧化物與氫氧化物,并與組成不銹鋼的cr、 Ni、Mo元素發(fā)生轉換反應,***終形成穩(wěn)定的成相膜,阻止了膜的破壞與腐蝕的發(fā)生。其反應歷程為: 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表示鈍化過程中的催化劑,且在鈍化迪隉中濃度不變,ad表示吸附中間體。)[page] 可見,316L鈍化膜***表層存在Fe2O3、Fe(OH)3、或γ -FeOOH、Cr203、CrOOH或Cr(OH)3、MO以MOO形式存在,鈍化膜主要成分為CrO3、FeO與NiO。 3.不銹鋼酸洗鈍化的方法與工藝 3.1酸洗鈍化處理方法比較 不銹鋼設備與零部件酸洗鈍化處理根據(jù)操作不同育多種方法,其適用范圍與特點見表1。 表1不銹鋼酸洗鈍化方法比較 方法 適用范圍 優(yōu)缺點 浸漬法 用于可放入酸洗槽或鈍化槽的零部件,但不適于大設備 酸洗液可較長時間使用,生產效率較高、成本低;大容積設備充滿酸液浸漬耗液太大
涂刷法 適用于大型設備內處表面及局部處理 物工操作、勞動條件差、酸液無法回收 膏劑法 用于安裝或檢修現(xiàn)場,尤其用于焊接部處理 手工操作、勞動條件差、生產成本高 噴淋法 用于安裝現(xiàn)場,大型容器內壁 用液量低、費用少、速度快,但需配置 采用本公司三氯氫硅精餾工藝,共有9塔組成:三氯氫硅制備車間粗三氯氫硅提純(5塔),還原尾氣回收車間氯硅烷提純(2塔),四氯化硅、三氯氫硅回收各一塔。工藝流程如下: 1#塔脫除輕組分。 由三氯氫硅制備車間來的粗氯硅烷送入1#塔,塔頂氣體經冷凝器冷凝,冷凝液部分回流,部分進入尾氣冷凝液槽。塔底物料經釜液泵進入2#塔。 2#塔脫除重組分。 2#塔塔頂氣體經冷凝器冷凝,冷凝液部分回流,部分進入3#塔進一步提純。塔底物料進入9#塔進一步分離。 3#塔為脫輕/脫除兩用塔。
3#塔塔頂氣體經冷凝器冷凝,冷凝液部分回流,部分根據(jù)檢驗分析或進入4#塔或進入尾氣冷凝液槽。塔底物料根據(jù)檢驗分析或進入氯硅烷貯槽循環(huán)精餾利用或經過3#塔釜液泵進入4#塔進一步提純。 4#塔為三氯氫硅提純塔。 4#塔塔頂氣體經冷凝器冷凝,冷凝液部分回流入塔,部分進入5#塔進一步提純。塔底物料進入氯硅烷貯槽循環(huán)精餾利用。 5#塔為三氯氫硅提純塔。 5#塔塔頂氣體經冷凝器冷凝,冷凝液部分回流入塔,部分經取樣合格后輸送到5#塔產品槽貯存,為還原單元提供高純度的TCS。塔底物料進入氯硅烷貯槽循環(huán)精餾利用。 6#塔為四氯化硅提純塔。 由還原尾氣回收車間來的粗氯硅烷送入6#塔,塔頂氣體經冷凝器冷凝,冷凝液部分回流入塔,部分進入7#塔進一步提純。塔底物料進入9#塔進一步分離。下部側線采出的高純度STC經冷凝后輸送到四氯化硅貯槽貯存,為三氯氫硅制備車間提供高純度的STC。 7#塔為三氯氫硅提純塔。 7#塔塔頂氣體經冷凝器冷凝,冷凝液部分回流入塔,部分進入8#塔進一步提純。塔底物料進入6#塔進料槽循環(huán)精餾利用。上部側線采出的高純度TCS經冷卻后輸送到7#塔產品槽貯存,為還原單元提供高純度的TCS。 8#塔為三氯氫硅回收塔。 8#塔塔頂氣體經冷凝器冷凝,冷凝液部分回流入塔,部分作為低沸物。
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