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不锈钢酸洗钝化基础知识

1、钝化的概念

在一定溶液中使金属阳极极化超过一定数值后，金属溶解速率不但不增大，反而剧烈减小，这种使金属表面由“活化态”转变为“钝态”的过程称为钝化。

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，这层膜与腐蚀介质隔离，是不锈钢防护的基本屏障。不锈钢钝化具有钝态特征，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10pm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。

3、不锈钢酸洗钝化的常规方法

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如下：

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：适用于大型设备内外表面及局部处理，手工操作、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，但需配置喷枪及扦环系统

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，但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、不锈钢酸洗钝化的应用范围

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

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，会使不锈钢表面出现污斑与生锈，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

由于油脂是氢的来源，在没有清除油脂的焊缝中会形成气孔，而低熔点金属污染（如富锌漆）焊接后会造成开裂，所以不锈钢焊前必须将坡口及两侧20mm内的表面清理干净，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。

不锈钢设备制造无论采用何种焊接技术，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，应避免使用碳钢刷子，以防表面生锈。为取得最好的抗腐蚀性能，可采用酸洗钝化膏。实际上常常是机械清洗与化学清洗结合起来应用。

4.1.3锻铸件的清洗

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、二硫化钥与二氧化碳等。应通过喷丸处理、盐浴处理以及多道酸洗处理。

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。虽然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(尤其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。

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(PVA)，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。在停车检修时可以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。

4.4在役设备除垢清洗

石油化工装置中的不锈钢设备，尤其是换热器，经一定时间运行后，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，影响了换热效果，并且会造成垢下腐蚀。需要选择合适的清洗剂进行除垢，可采用硝酸、硝酸+氢氟酸、硫酸、柠檬[page]酸、EDTA、水基清洗剂等，