韓向利
摘要:不銹鋼的耐腐蝕性能主要是因為鉻和鎳加入鐵中形成固容體。當鉻鎳的含量超過一定值,則在氧化性介質(zhì)中鋼的表面形成一種保護性的氧化膜,從而防止腐蝕,這就是鉻和鎳的鈍化作用。
關(guān)鍵詞:酸洗 鈍化
0 引言
酸洗鈍化原理:不銹鋼的抗腐蝕性能主要由于表面覆蓋著一層極薄的(約1nm)致密的鈍化膜,主要是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。不銹鋼酸洗鈍化技術(shù)多種多樣,企業(yè)根據(jù)不同的產(chǎn)品類型及現(xiàn)場操作條件采取不同的方法?,F(xiàn)結(jié)合大慶油田化工集團一期工程儲罐區(qū)3座5000m3,2座1000m3,2座600m3,3座100m3,共10座不銹鋼儲罐內(nèi)壁現(xiàn)場進行整體酸洗鈍化處理,談?wù)勎覀兊捏w會。
1 不銹鋼儲罐的酸洗鈍化工藝流程的確定
酸洗鈍化的主要流程為:前處理(凈化表面)——酸洗鈍化及沖洗——后處理(成品保護)。前處理的主要內(nèi)容是凈化酸洗、鈍化物件的表面,清除表面的各種油脂、焊接飛濺、焊疤、氧化皮等。酸洗、鈍化可以將酸洗、鈍化分開處理,也可以將酸洗、鈍化合二為一同步進行處理。將酸洗、鈍化分開處理時,多采用將工件整體浸泡在酸洗鈍化液中的方式,適合于小型零部件或內(nèi)部可以進行液體循環(huán)的管線、線形設(shè)備。將酸洗鈍化合二為一處理時,可以采用液體浸泡方式(適合范圍同上),也可以采用膏體進行涂抹,由于膏體涂抹方便,在不同位置都可以保持較長時間不流失及潤濕性,從而保證了酸洗鈍化必要的時間,廣泛應(yīng)用在大型設(shè)備現(xiàn)場酸洗鈍化處理上。不銹鋼儲罐容積大,無法實現(xiàn)整體浸泡方式進行酸洗鈍化,并且無法實現(xiàn)酸洗鈍化液在罐體內(nèi)循環(huán)使用。為此,只能采用涂抹酸洗鈍化膏體的方法進行酸洗鈍化工作。將酸洗、鈍化兩個工序合二為一進行處理,節(jié)省工序,便于施工,并且膏體能長時間保持潤濕狀態(tài),利于保證酸洗鈍化的有效時間,保證能夠行形成致密的氧化膜。為此,不銹鋼儲罐酸洗鈍化的整體工藝流程為:腳手架的搭設(shè)——板材表面的清理——酸洗鈍化膏的涂抹——清水(脫鹽水即CL-含量小于等于25ppm)沖洗——中性檢測(PH值)——酸洗鈍化質(zhì)量檢測——吹干,封罐成品保護。
2 酸洗鈍化膏的配方
常用的酸洗鈍化液配方有
考慮到在儲罐內(nèi)施工,通風不好,前四類配方刺激性氣味濃、腐蝕性強并且HF毒性強,不利于安全施工,為此采用配方五。酸洗鈍化液配方選定后,為利于涂抹,并保證酸洗鈍化時間的充分性,應(yīng)制作成酸洗鈍化膏狀物。硅藻土質(zhì)輕、不溶于水,易加工成超細粉末,滿足酸洗鈍化液載體的要求。為此將300目的硅藻土按配方五混合攪拌成糨糊狀即配成酸洗鈍化膏。
3 具體的工作工藝操作
3.1 腳手架搭設(shè) 對儲罐進行酸洗鈍化處理搭設(shè)的腳手架應(yīng)從耐腐蝕性、防止鐵離子污染兩個方面進行考慮。因酸洗鈍化的酸液容易將材質(zhì)為碳鋼的架桿、卡扣、跳板等物件腐蝕,這樣輕者造成機具腐蝕損失,嚴重時會引發(fā)塌架事故。另外,架桿、卡扣、跳板上的鐵離子會污染已經(jīng)酸洗鈍化完的部位。將架桿、卡扣、跳板涂刷上耐酸涂料,既增強了耐腐蝕性能,又防止了鐵離子污染。為防止腳手架破損罐底,在罐底鋪設(shè)一層膠皮或草簾、木板進行隔離。
3.2 表面清理 首先,去除焊縫及罐板表面的飛濺、焊渣;其次,對焊縫及焊接熱影響區(qū)高溫氧化部位涂抹用650g/L NaOH +220g/L NaNO3溶液+300目的硅藻土和成的糊狀物,保持20-40分鐘后,用水沖洗,將氧化皮去除;再次,對非高溫氧化部位采用150g/L NaOH堿液去除鋼材表面上的各種油脂,使鋼材在酸洗鈍化過程中能充分地與酸性液接觸,最后用水沖洗,用石蕊試紙檢查檢測,保證板材表面為中性。
3.3 酸洗鈍化 在正式酸洗鈍化前要采用試板進行試驗,掌握控制酸洗鈍化溫度及時間,防止欠酸洗或過度酸洗而引起基本金屬的腐蝕,必要時可采用添加緩沖劑的辦法來抑制點腐蝕及過度腐蝕發(fā)生,如加入0.5%的烏洛托品。酸洗鈍化后用清水沖洗,使表面不留殘液??捎檬镌嚰垯z測,中性為合格。酸洗鈍化膏涂抹厚度為2-5毫米,根據(jù)不同部位原鈍化膜破損及污染情況靈活控制調(diào)整;鈍化時間控制在15-30分鐘;涂抹完后用塑料刷子刷蹭,增強酸洗鈍化效果,但不可用鋼絲刷刷蹭,防止破損形成的鈍化膜,更不可用電動砂輪除銹機進行刷蹭,否則,不但破壞了形成的鈍化膜,還易形成高溫氧化層。酸洗鈍化時罐內(nèi)溫度控制在10-25℃,若在夏季施工,應(yīng)選擇早晚期間施工或在外壁保溫施工后施工,防止罐體溫度過高,將涂抹的膏體內(nèi)的酸洗鈍化液蒸發(fā)掉,膏體變干,影響效果。
3.4 成品保護 酸洗鈍化后,拆除腳手架時謹防架桿、卡扣、跳板磕碰罐壁破損鈍化膜,在最后對罐底進行酸洗鈍化時應(yīng)穿軟底膠鞋,以防鈍化膜的破壞。必要時可在罐底鋪設(shè)橡膠皮。酸洗鈍化、沖洗完畢并經(jīng)檢驗合格后應(yīng)及時用壓縮空氣吹干水漬,封罐保護成品。
4 酸洗鈍化的質(zhì)量評定與檢驗方法
4.1 表面檢驗:酸洗鈍化表面應(yīng)呈均勻的銀白色,沒有明顯的腐蝕痕跡,焊縫及熱影響區(qū)不得有氧化皮,不得有顏色不均勻的斑痕。
4.2 殘液檢驗:用石蕊試紙檢查表面殘液潔凈程度,PH值中性為合格。
4.3 鈍化膜致密性檢驗:用3毫升硝酸+1克鐵氰化鉀+50毫升清水調(diào)配溶液,然后用清水稀釋到100毫升配制成檢驗試劑。將浸過試劑的濾紙?zhí)皆阝g化區(qū),30秒內(nèi)不出現(xiàn)藍點為合格。
4.4 檢驗鈍化表面碳鋼微粒:將8克CuSO4溶于500毫升蒸餾水中,加入2-3毫升H2SO4,然后將配置的溶液滴于鈍化表面,保持濕潤,在6分鐘內(nèi)不出現(xiàn)銅析出為合格。
5 結(jié)論
采用上述方式配置的酸洗鈍化膏進行酸洗鈍化,通過在化工集團一期工程儲罐酸洗鈍化中的應(yīng)用,得到了相當好的效果,酸洗鈍化后經(jīng)檢測形成的氧化膜致密完整;酸洗鈍化膏不加入硫化物和氧化物,膏劑中的氯離子得到嚴格控制;不銹鋼酸洗鈍化膏對焊接接頭的抗晶間腐蝕性能是安全的,提高了不銹鋼耐腐蝕性。