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    不銹鋼鋼球酸洗鈍化工藝
    不銹鋼球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,除最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,提出酸洗鈍化是必要的。對其他工業部門,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最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特征,不應看作腐蝕完全停止,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。通常先要進行徹底清洗,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定性。酸洗的目的之一是為鈍化處理創造有利條件,保證形成優質的鈍化膜。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,或形成玻璃態的氧化膜,使不銹鋼能發揮最大的耐蝕性。
    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元素發生轉換反應,最終形成穩定的成相膜,阻止了膜的破壞與腐蝕的發生。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。)
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