1、酸洗鈍化原理

 

　　不銹鋼的耐腐蝕性主要是因為在鋼中添加了較高含量的Cr元素（如316L W（Cr）=16.00～18.00），Cr 元素易于氧化，能在鋼的表面迅速形成致密的Cr2O3氧化膜，使鋼的電極電位和在氧化介質(zhì)中的耐蝕性發(fā)生突變性提高，不銹鋼的耐腐蝕性能主要依靠表面覆蓋的這一層極薄的（約1nm）致密的鈍化膜，這層鈍化膜與腐蝕介質(zhì)隔離，是不銹鋼防護的基本屏障，如果鈍化膜不完整或有缺陷被破壞，不銹鋼仍會被腐蝕。

 

　　不銹鋼化學品船在內(nèi)膽板材、設備及附件的吊運、裝配、焊接、焊縫檢查（如著色探傷、耐壓實驗）及加工過程中帶來的表面油污、劃傷、鐵銹、雜質(zhì)、低熔點金屬污染物、油漆、焊渣、飛濺物等，這些物質(zhì)影響了不銹鋼表面質(zhì)量，破壞了其表面鈍化膜，降低了表面耐蝕性，還易與以后載運的化學品中的腐蝕介質(zhì)共同作用，引發(fā)點蝕、晶間腐蝕、甚至會導致應力腐蝕開裂。

 

　　在GB150-1998《鋼制壓力容器》中規(guī)定:“有防腐要求的不銹鋼制造的容器表面應進行酸洗鈍化“。不銹鋼化學品船還由于載運多種不同的化學品，對防止貨品污染有很高的要求，而國產(chǎn)不銹鋼板表面質(zhì)量相對較差，通常應對不銹鋼板、設備、附件進行機械、化學或電解拋光等精整處理后再清洗、酸洗鈍化，使不銹鋼具有更強的耐蝕力。

 

　　不銹鋼化學品船在營運中通常有使用海水洗艙的工序, 海水中富含氯離子，對鈍化膜具有較大的腐蝕作用，工況惡劣，進行酸洗鈍化更是不可缺少。

 

　　不銹鋼鈍化膜具有動態(tài)特征，不應看作腐蝕完全停止，而是在形成擴散的保護層，通常在有還原劑（如氯離子）的情況下傾向于破壞鈍化膜，而在氧化劑（如空氣）存在時能保護和修復鈍化膜。

 

　　不銹鋼放置于空氣中會形成氧化膜，但這種膜的保護性不夠完善，通過酸洗使不銹鋼表面平均有厚度為10μm的一層表面被腐蝕掉，酸液的化學活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其他部位高，因此酸洗可使整個表面趨于均勻平衡，更重要的是，通過酸洗鈍化，使鐵及鐵的氧化物比鉻和鉻的氧化物優(yōu)先溶解，去掉了貧鉻層，使不銹鋼表面富鉻，在氧化劑鈍化作用下使表面產(chǎn)生完整穩(wěn)定的鈍化膜，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。

 

　　2、酸洗鈍化方式

 

　　根據(jù)操作方式不同，不銹鋼酸洗鈍化處理主要有浸漬法、膏劑法、涂刷法、噴淋法、循環(huán)法、電化學法等6種方法，其中，浸漬法、膏劑法、噴淋法比較適用于不銹鋼化學品船及設備的酸洗鈍化。

 

　　一、浸漬法：

 

　　不銹鋼管線、彎頭、小件等最適用該法，且處理效果最好。因為處理件可充分浸泡在酸洗鈍化液中，表面反應完全、鈍化成膜致密均勻。川東造船廠利用本廠酸洗車間批量酸洗“寧化417”不銹鋼管線，取得了較好的效果。該法適合連續(xù)批量作業(yè)，但需隨溶液反應濃度降低而不斷補充新液。其缺點是受酸槽形狀及容量的限制，不適合大容量設備及形狀過長過寬的管線；長期不用會因溶液揮發(fā)等原因而效果下降，需要專用場地、酸池及加熱設備。

 

　　二、膏劑法：

 

　　不銹鋼酸洗鈍化膏目前已在國內(nèi)廣泛使用并有系列產(chǎn)品供應，主要成分由硝酸、氫氟酸、緩蝕劑、粘稠劑等按一定比例組成，船標《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595-94 有具體的檢驗規(guī)則，手工操作，適合現(xiàn)場施工，對不銹鋼化學品船焊縫處理、焊接變色、甲板頂部、拐角死角、扶梯背面及液艙內(nèi)大面積的涂抹鈍化都適用。

 

　　膏劑法的優(yōu)點是不需要專用設備和場地，不需要加熱設備，現(xiàn)場操作靈活，酸洗鈍化一次完成，獨立性強；鈍化膏保質(zhì)期長，每次涂抹處理都用新的鈍化膏一次性使用，表面一層鈍化結(jié)束后反應即停止，不易過腐蝕，不受后續(xù)沖洗時間限制，焊縫等薄弱環(huán)節(jié)還可以加強鈍化。缺點是工人操作環(huán)境差，勞動強度高，成本較高，對不銹鋼管線內(nèi)壁處理效果稍差，需結(jié)合其它方法。

 

　　三、噴淋法：

 

　　適合于場地固定，封閉環(huán)境的單一產(chǎn)品或內(nèi)部結(jié)構簡單的設備酸洗鈍化，如板材生產(chǎn)線上的噴淋酸洗工序，對不銹鋼化學品船，可用于液貨艙內(nèi)壁酸洗。川東造船廠對在建的中化3450t不銹鋼化學品船“迎春”輪液貨艙準備采用噴淋法進行酸洗鈍化。其優(yōu)點是連續(xù)操作速度快，操作方式簡單，對工人腐蝕影響小，移液過程可將管線再酸洗一遍。溶液利用率較高。這種方法限制條件比較多，如：

 

　　1、液艙內(nèi)腳手架需全部拆出，艙內(nèi)及管系都要清洗干凈，管道內(nèi)不得有殘渣、雜質(zhì)等。

 

　　2、全船所有深井泵、閥門、洗艙機等液貨系統(tǒng)都要調(diào)試好備用。

 

　　3、酸洗液在艙內(nèi)停留時間過長，會發(fā)生反應引起不銹鋼的過腐蝕，因此須連續(xù)作業(yè)，船廠須高度配合，隨時準備大量清洗用水，如遇停電、停水、停工等會引起嚴重后果。

 

　　4、廢酸、廢水排放須有較大的容器盛放或臨時啟用一個艙代替，但要盡快中和排出，以免腐蝕艙體。

 

　　5、隨著反應時間的增長和溶液雜質(zhì)的增多，酸洗液有效成份逐漸降低，須隨時檢測溶液濃度并及時補充新液。

 

　　6、甲板、四壁、死角、扶梯背面等部位噴淋液停留時間較短，酸洗效果比底板稍差。

 

　　3、特別注意事項

 

　　酸洗鈍化的前處理：不銹鋼表面如存在油脂等污物，會影響酸洗鈍化的質(zhì)量，一般應先采用堿性洗滌劑等清洗液艙內(nèi)壁。

 

　　酸洗液/ 膏及清洗水中氯離子濃度的控制：氯離子含量超標會破壞不銹鋼鈍化膜，部分不銹鋼酸洗液/膏采用加入鹽酸、高氯酸等含氯離子的侵蝕介質(zhì)作為主劑或助劑去除表面氧化層，對于防止腐蝕是不利的，在檢驗中應予控制，如船標《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595-94中規(guī)定，對不銹鋼酸洗鈍化膏氯離子含量控制在25ppm～100ppm范圍內(nèi)。另外對于清洗水也應控制氯離子含量低于25PPM，施工中在自來水中加入氯離子緩蝕劑硝酸鈉即可達到要求。

 

　　廢液中和環(huán)保排放：對于酸洗鈍化廢液的處理，應達到國家環(huán)保排放要求，如對含氟廢液可加入石灰乳或氯化鈣處理，對于含鉻廢液，可加硫酸亞鐵還原處理等。

 

　　4、酸洗鈍化質(zhì)量檢驗

 

　　不銹鋼酸洗鈍化效果的質(zhì)量檢驗可參照船標《不銹鋼酸洗鈍化膏》CB/T3595-94、國際標準《不銹鋼電解拋光及打磨拋光和酸洗鈍化所形成的表面鈍化膜檢驗》ISO15730 等進行，一般可分為：外觀檢驗、化學試驗，化學試驗又主要有人造海水掛片腐蝕試驗、硫酸銅滴定試驗、高鐵氰化鉀滴定試驗（藍點試驗）等，對”寧化417“輪酸洗鈍化效果的檢驗以下面三種方式進行：

 

　　外觀檢驗：不銹鋼酸洗鈍化表面應呈均勻銀白色，光潔美觀，不得有明顯腐蝕痕跡，焊縫及熱影響區(qū)不得有氧化色，不得有顏色不均勻的斑痕。

 

　　殘液檢驗：用酚酞試紙檢查不銹鋼表面殘液的沖凈程度，PH值中性為合格。

 

　　藍點試驗：藍點試驗法的基本原理為，若表面鈍化膜不完整或有鐵離子污染，就會有游離的鐵離子存在，鐵氰化鉀溶液遇到鐵離子即反應生成藍色沉淀，反應式如下：

 

　　K++Fe+2+[Fe(CN)6]-3→KFe[Fe(CN)6]↓

 

　　用100mL 燒杯將10g鐵氰化鉀溶于50ml 蒸餾水中，溶解后加入30ml 濃硝酸，然后移入1000ml容量瓶中用蒸餾水稀釋至刻度，即為藍點檢驗液，儲存期為一周。試驗方法：將藍點檢驗液滴在貼附于不銹鋼表面的試紙上，30秒鐘后試紙上顯示出藍點即為不合格。需要注意的是化學試驗會破壞不銹鋼的鈍化膜，通常可以用試板與產(chǎn)品同時進行酸洗鈍化，再在試板上進行上述試驗。