一、酸洗钝化原理不锈钢的耐腐蚀性得益于钢中添加的高含量Cr元素,如316L不锈钢中的Cr含量达到16.00~18.00%。这些Cr元素在钢表面迅速氧化,形成致密的Cr2O3氧化膜,从而显著提高不锈钢的耐蚀性。然而,不锈钢的防护并非一劳永逸,其表面的钝化膜需要得到妥善保护。一旦钝化膜受损,不锈钢便可能遭受腐蚀。不锈钢化学品船在制造和使用过程中,不可避免地会接触到各种污染物,如表面油污、划伤、铁锈等。这些污染物不仅影响了不锈钢的美观度,更严重的是,它们会破坏钝化膜的完整性,降低不锈钢的耐蚀性。此外,海水洗舱工序中的氯离子也会对钝化膜造成严重腐蚀。因此,酸洗钝化成为了维护不锈钢耐蚀性的重要手段。通过酸洗,可以去除不锈钢表面的污染物和薄层金属,使整个表面趋于均匀平衡。更重要的是,酸洗过程中铁及铁的氧化物会优先溶解,从而去掉了贫铬层,使不锈钢表面富铬。在氧化剂的作用下,这些富铬区域会进一步形成完整稳定的钝化膜,提高不锈钢的抗腐蚀稳定性。根据操作方式的不同,不锈钢酸洗钝化处理主要有浸渍法、膏剂法、涂刷法、喷淋法、循环法以及电化学法等六种方法。其中,浸渍法、膏剂法以及喷淋法在不锈钢化学品船及设备的酸洗钝化中应用较为广泛。1、浸渍法:此方法特别适用于不锈钢管线、弯头及小件的处理,且效果最佳。由于处理件能充分浸泡在酸洗钝化液中,表面反应全面,形成的钝化膜致密均匀。川东造船厂便曾利用此法批量酸洗“宁化417”不锈钢管线,效果显著。此法适合连续批量作业,但需随时补充新液以维持溶液浓度。然而,它受酸槽形状和容量的限制,不适用于大容量设备或形状过长过宽的管线;长期不用可能导致溶液效果下降,且需要专用场地、酸池及加热设备。2、膏剂法:不锈钢酸洗钝化膏已在国内广泛使用,其成分包括硝酸、氢氟酸、缓蚀剂和粘稠剂等。该法手工操作,适合现场施工,可用于不锈钢化学品船的焊缝处理、焊接变色区域以及甲板顶部等复杂区域的钝化。其优点在于不需要专用设备和场地,现场操作灵活,且每次使用都是新的钝化膏,独立性强。然而,此法对工人的操作环境要求较低,劳动强度高,成本相对较高,且对不锈钢管线内壁的处理效果稍差。3、喷淋法:此法适用于场地固定、封闭环境的单一产品或内部结构简单的设备酸洗钝化。例如,板材生产线上的喷淋酸洗工序便可采用此法。对于不锈钢化学品船,它特别适用于液货舱内壁的酸洗。其优点在于操作速度快、方式简单,对工人的腐蚀影响小,且溶液利用率高。然而,此法也有一定的限制条件。⑴、在酸洗钝化过程中,液舱内的脚手架必须全部拆除,同时确保舱内及管系已经彻底清洗,管道内不应残留任何渣滓或杂质。⑵、整船的深井泵、阀门、洗舱机等液货系统都必须经过精心调试,以备不时之需。⑶、酸洗液在舱内停留时间不宜过长,以避免与不锈钢发生反应导致过腐蚀。因此,必须保持连续作业,船厂方面需密切配合,随时准备充足的清洗用水。任何可能导致停电、停水或停工的情况都应提前预防,以免造成严重后果。⑷、废酸和废水的排放需妥善处理,可选用大容量容器盛放或临时利用一个舱室作为替代。但务必确保及时中和并排出,以防止对舱体的腐蚀。⑸、随着酸洗反应的进行和溶液中杂质的积累,酸洗液的有效成分会逐渐降低。因此,需要定期检测溶液浓度,并及时补充新液以确保酸洗效果。⑹、甲板、四壁、死角以及扶梯背面等部位的喷淋液停留时间相对较短,这些区域的酸洗效果可能会略逊于底板。在操作时需特别留意这些区域,以确保整体酸洗质量。三、特别注意事项在酸洗钝化前,必须确保不锈钢表面无油脂等污物,否则会影响酸洗钝化的效果。通常,会先采用碱性洗涤剂等清洗液来清洁舱内壁。同时,要严格控制酸洗液和清洗水中的氯离子浓度,因为氯离子含量超标会破坏不锈钢的钝化膜。部分不锈钢酸洗液和膏可能含有盐酸、高氯酸等侵蚀介质,这些成分虽然有助于去除表面氧化层,但不利于防止腐蚀,因此在检验中需要特别留意并控制其氯离子含量。此外,对于清洗水,也应确保其氯离子含量低于25PPM,可以通过在自来水中加入氯离子缓蚀剂硝酸钠来达到这一要求。在处理酸洗钝化废液时,必须遵循国家环保排放标准。例如,含氟废液可以通过加入石灰乳或氯化钙进行处理,而含铬废液则可以使用硫酸亚铁进行还原处理。四、酸洗钝化质量检验不锈钢酸洗钝化的效果可以通过一系列标准进行检验,如船标《不锈钢酸洗钝化膏》CB/T3595-94和国际标准ISO15730等。检验方法通常包括外观检验、化学试验等。外观检验主要观察不锈钢表面是否呈均匀银白色、光洁美观,不得有明显腐蚀痕迹等。化学试验则可能涉及人造海水挂片腐蚀试验、硫酸铜滴定试验、高铁氰化钾滴定试验(蓝点试验)等。通过这些检验方法,可以全面评估不锈钢酸洗钝化的质量。在检验不锈钢酸洗钝化质量时,可以使用蓝点检验法。首先,制备蓝点检验液:将10g铁氰化钾溶解于50ml蒸馏水中,再加入30ml浓硝酸,随后移入1000ml容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,即得到蓝点检验液。这种溶液的储存期为一周。接下来,进行试验:将蓝点检验液滴在贴附于不锈钢表面的试纸上,观察30秒钟后的结果。如果试纸上出现蓝点,则表示不合格。需要注意的是,化学试验可能会破坏不锈钢的钝化膜。为了避免这种情况,通常可以与产品同时进行酸洗钝化的试板试验,并在试板上进行上述蓝点检验。
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