1. 用什么方法能最简便的去除水中的铁离子
利用抄锰砂过滤器去除。袭 铁以Fe2+的状态曾于地下(井)水中,其水有异色异味,污染离子交换树脂而降低交换能力,长时间后生成铁垢,影响传热,能腐蚀设备。而锰砂中的MnO2与Fe2+发生氧化还原反应,使Fe2+变为Fe3+并生成 Fe(OH)3沉淀
2. 污水中含氯离子量1200ppm,请问用316L不锈钢阀门可以不
氯离子对不锈钢的腐蚀(2012-02-28 18:51:09)
氯化物不锈钢奥氏体化合物氧化性杂谈
问题描述:对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀,各种权威的书籍均有严格的要求,氯离子含量要小于25ppm,否则就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。但是事实上在工程应用中我们有很多高浓度的氯离子含量的情况下在使用奥氏体不锈钢,因些分析氯离子对不锈钢的腐蚀,采取预防措施,延长使用寿命,或合理选材。
不锈钢的腐蚀失效分析:
1、应力腐蚀失:不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀。应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。常用的防护措施:合理选材,选用耐应力腐蚀材料主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素体—奥氏体双相钢。其中,以铁素体—奥氏体双相钢的抗应力腐蚀能力最好。控制应力:装配时,尽量减少应力集中,并使其与介质接触部分具有最小的残余应力,防止磕碰划伤,严格遵守焊接工艺规范。严格遵守操作规程:严格控制原料成分、流速、介质温度、压力、pH 值等工艺指标。在工艺条件允许的范围内添加缓蚀剂。铬镍不锈钢在溶解有氧的氯化物中使用时,应把氧的质量分数降低到1. 0 ×10 - 6以下。实践证明,在含有氯离子质量分数为500. 0 ×10 - 6的水中,只需加入质量分数为150. 0 ×10 - 6的硝酸盐和质量分数为0. 5 ×10 - 6亚硫酸钠混合物,就可以得到良好的效果。
2、孔蚀失效及预防措施
小孔腐蚀一般在静止的介质中容易发生。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,即向深处自动加速。,不锈钢表面的氧化膜在含有氯离子的水溶液中便产生了溶解,结果在基底金属上生成孔径为20μm~30μm 小蚀坑,这些小蚀坑便是孔蚀核。只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。常见预防措施:在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量。降低氯离子在介质中的含量。加入缓蚀剂,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。
3、点腐蚀:由于任何金属材料都不同程度的存在非金属夹杂物,这些非金属化合物,在Cl离子的腐蚀作用下将很快形成坑点腐蚀,在闭塞电池的作用,坑外的Cl离子将向坑内迁移,而带正电荷的坑内金属离子将向坑外迁移。在不锈钢材料中,加Mo的材料比不加Mo的材料在耐点腐蚀性能方面要好,Mo含量添加的越多,耐坑点腐蚀的性能越好。
4.缝隙腐蚀
缝隙腐蚀与坑点腐蚀机理一样,是由于缝隙中存在闭塞电池的作用,导致Cl离子富集而出现的腐蚀现象。这类腐蚀一般发生在法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙,以及换热管与管板孔的缝隙部位,缝隙腐蚀与缝隙中静止溶液的浓缩有很大关系,一旦有了缝隙腐蚀环境,其诱导应力腐蚀的几率是很高的。
总结
1:几种不锈钢在含氯(Cl—)水溶液中的适用条件
一、板片材料的选用
(1)注:不含气体、PH值为7(即中性)、流动的含氯水溶液。
(2)奥氏体不锈钢对硫化物(SO2 、SO3)腐蚀有一定的抗力。但是,Ni含量越高,耐蚀性将降低(因生成低熔点NiS),可能引起硫化物应力腐蚀开裂。硫化物应力腐蚀开裂同材料的硬度有关,奥氏体不锈钢的硬度应≤HB228;Ni-Mo或Ni–Mo–Cr合金的硬度不限;碳素钢的硬度应≤HB225;
3)必须注意板片材料与垫片或胶粘剂的相容性。例如,应避免将含氯的垫片或胶粘剂(如氯丁橡胶或以其为溶质的胶粘剂)与不锈钢板片组配,或者将氟橡胶、聚四氟乙烯(PTFE)垫片与钛板板片组配;
二、 板片常用材料的特点及适用条件
1)304型不锈钢这是最廉价、最广泛使用的奥氏体不锈钢(如食品、化工、原子能等工业设备)。适用于一般的有机和无机介质。例如,浓度<30%、温度≤100℃或浓度≥30%、温度<50℃的硝酸;温度≤100℃的各种浓度的碳酸、氨水和醇类。在硫酸和盐酸中的耐蚀性差;尤其对含氯介质(如冷却水)引起的缝隙腐蚀最敏感。在含氯水溶液中的适用条件,见表1-34。PRE为19。
(2) 304L型不锈钢.
耐蚀性和用途与304型基本相同。由于含碳量更低(≤0.03%),故耐蚀性(尤其耐晶间腐蚀, 包括焊缝区)和可焊性更好,可用于半焊式或全焊式PHE。
(3) 316型不锈钢
适用于一般的有机和无机介质。例如,天然冷却水、冷却塔水、软化水;碳酸;浓度<50%的醋酸和苛性碱液;醇类和丙酮等溶剂;温度≤100℃的稀硝酸(浓度<20%=、稀磷酸(浓度<30%=等。但是,不宜用于硫酸。由于约含2%的Mo,故在海水和其他含氯介质中的耐蚀性比304型好,完全可以替代304型,见表1-34。PRE为25。
(4)316L型不锈钢) S9 M:
耐蚀性和用途与316型基本相同。由于含碳量更低(≤0.03%),故可焊性和焊后的耐蚀性也更好,可用于半焊式或全焊式PHE。PRE为25。
(5) 317型不锈钢
适合要求比316型使用寿命更长的工况。由于Cr、Mo、Ni元素的含量比316型稍高,故耐缝隙腐蚀、点蚀和应力腐蚀的性能更好。PRE为30。
(6)AISI 904L或 SUS 890L型不锈钢
这是一种兼顾了价格与耐蚀性的高性价比的奥氏体不锈钢,其耐蚀性比以上几种材料好,特别适合一般的硫酸、磷酸等酸类和卤化物(含Cl—、F— )。由于Cr、Ni、Mo含量较高,故具有良好的耐应力腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀性能。在含氯介质中的适用条件,见表1-34。PRE为36。
7)Avesta 254 SMO高级不锈钢
这是一种通过提高Mo含量对316型进行了改进的超低碳高级不锈钢,具有优良的耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能,适用于不能用316型的含盐水、无机酸等介质。在含氯介质中的适用条件,见表5-11。PRE为47。
(8)Avesta 654 SMO高级不锈钢
这是一种Cr、Ni、Mo、N含量均高于254 SMO 的超低碳高级不锈钢,耐氯化物腐蚀的性能比254 SMO更好,可用于冷的海水。PRE为64。
(9)RS-2(OCr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb)不锈钢;
这是一种国产的Cr–Ni–Mo-Cu不锈钢。耐点蚀和缝隙腐蚀的性能相当于316型,而耐应力腐蚀的性能更好。 可用于80 ℃以下的浓硫酸(浓度90~98%),年腐蚀率≤0.04mm/a。PRE为29。
(10)Incoloy 825( S) ,
这是一种Ni(40%)–Cr(22%)–Mo(3%)高级不锈钢。Incoloy是the International Nickel Co.公司的注册商标。适用于低温下各种浓度的硫酸;在浓度为50%~70%的苛性碱(如NaOH)溶液中,具有良好的耐蚀性,不产生应力腐蚀开裂。但是,对氯化物引起的缝隙腐蚀却很敏感。此外,冲压性能也不太好,故不是板片常用的材料。PRE为32
三、几种国外耐蚀合金的新品种-
(1)31合金:由904L改进后的(提高Mo、N含量)、标准的6%Mo高级不锈钢(31%Ni-27%Cr-6.5%Mo-32%Fe)。在许多介质中的耐蚀性比904L更好;在浓度20%~80%、温度60℃~100℃的硫酸中,耐蚀性能甚至超过 C-276。PRE为34。
(2)33合金:一种完全奥氏体化的铬基高级不锈钢,其耐蚀性可与Inconel 625等一些Ni-Cr-Mo合金媲美。在酸性和碱性介质(包括硝酸、硝酸与氢氟酸的混合物)中,具有良好的耐局部腐蚀和应力腐蚀开裂的性能;在浓硝酸中的耐蚀性比304L好得多。例如,适用于浓度大于96%~99%、温度≤150℃、氧化硫含量小于200 mg/L的硫酸;热的海水;浓度≤50%、沸腾的强腐蚀性溶液;浓度≤85%、温度≤150℃的磷酸等。但是,不适用于还原性介质(如稀硫酸等)。价格与C-276相差不多。PRE为50。
(3) C-2000合金:一种二十世纪90年代研发的镍基合金,价格与C-276相近,是以上材料中耐腐蚀性能最好者之一。在中等浓度以下的硫酸、稀盐酸和沸腾温度下,浓度≤50%的磷酸,以及热的氯化物等介质中,其耐蚀性比C-276和 C-22更好, 有取代C-22合金的趋势。但是,对于浓度≥70%的硫酸,耐蚀性不如C-276。PRE为76
(4) 59合金:化学成分与C-2000比较,除了Ni含量稍高(59%),且低Fe,无Cu、W外,其余基本上相同。这是目前镍基合金中耐蚀性、热稳定性、可冲压性和可焊性最好的一种材料,自1990年商业化以来,已广泛用于硫酸、盐酸、氢氟酸以及含氯、含氧、低pH值的许多介质。PRE为76,与C-2000相同。
总结2:
不锈钢在含氯离子介质中的适用范围
最高温度℃ 25 50 60 75 80 100 120 130
氯离子含量(mg/L)
10 304 304 304 304 304 304 304 316
25 304 304 304 304 304 316 316 316
40 304 304 304 304 316 316 316 904L
50 304 304 304 316 316 316 316 904L
75 304 304 316 316 316 316 316 904L
80 304 316 316 316 316 316 316 904L
100 304 316 316 316 316 316 904L 254
120 316 316 316 316 316 904L 904L 254
130 316 316 316 316 316 904L 254 254
150 316 316 316 316 316 254 254 254
180 316 316 316 316 904L 254 254 TA1
250 316 316 316 904L 254 254 254 TA1
300 316 316 904L 254 254 254 254 TA1
400 316 904L 254 254 254 254 TA1 TA1
500 904L 904L 254 254 254 TA1 TA1 TA1
750 904L 254 254 254 TA1 TA1 TA1 TA1
1000 904L 254 254 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1
1800 254 254 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1
5000 254 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1
7300 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1 TA1
结论:根据以上分析,为延长不锈钢在氯离子的环境下的寿命,可在工艺条件允许的情况下,加入适当的缓蚀剂或选择合理的材料,可考虑选用非金属材料或衬里材料,来达到最佳的经济效益。
3. 怎样去除水中的铁离子
在自来水处理工艺中,为除去自然水中少量铁离子会过锰砂层。如果水中铁离子量很大(硫版氰根显色血红色明权显、加碱有明显沉淀),可以用曝气→加活性炭过滤除去大部分的铁离子,如果有条件可以在曝气后加活性炭加热80℃以上再过滤出来,曝气可以充分是水中铁离子变成三价铁离子,加热促进铁离子水解产生氢氧化铁的大颗粒沉淀,活性炭吸附氢氧化铁沉淀,降低水中铁离子,一般经过这种处理后的水铁离子含量会低很多,硫氰根显色已经不明显了,但是水中还有微量的铁,可以再经过锰砂→树脂(RO膜)处理。
4. 316l不锈钢无缝管焊接不保护内部会有铁离子吗
会有的,因为焊接时会有很多碎削喷砂到管径的内部!
深圳市金荣发金属材料有限公司
5. 怎样去水中的铁离子
一、全自动除铁锰过滤器概述
我国许多城镇和工矿企业都以地下水为水源。但是在不少地区的地下水中含有过量的铁,其含量一般在2—16mq/L范围。”自动除铁锰过滤器”克服了由于人为操作,反冲洗等引起的各种问题,更好地发挥了全自动工作的特长,因而具有其它除铁装置无可比拟的优越性,经处理后的地下水含铁量≤0.3mg/L,符合国家GB5749—85生活饮用水质标准。
水中除铁除锰必须曝气,将空气中的氧使二价铁,二价锰氧化,生成Fe(OH)3,MnO2,根据水中铁锰含量高低,选用射流曝气或空心多面球曝气。采用一级或多级锰砂过滤器过滤,即可满足处理要求,出水含铁量0.3mg/L,含锰量0.1m/l,符合国家生活饮用水标准。
二、城镇全自动除铁锰过滤器设计参数
1、适用进水含铁量:①≤8mg/L,②>8mg/L~≤16mg/L
2、出水含铁量:≤0.3mg/L符合国家GB5749-85生活饮用水质标准
3、表面负荷:8-9M3/H·M2
4、冲洗强度:14-16L/S·M2
5、冲洗历时:4-6mim(可调)
6、进水压力:0.05MPa
7、滤料:精致除铁锰专用锰砂0.5~2mm粒径
8、工作温度:5℃~40℃(特殊温度可定做)
9、单机流量:0.5m³/h-80m³/h
10、过滤速度:5m/h-12m/h
11、筒体材质:304、316L、Q235衬胶或涂环氧
三、城镇全自动除铁锰过滤器独特优点
1、全自动除铁锰过滤器均为全自动运行。从进水、冲氧、配水、过滤、反冲洗及出水等各工序,组合成一体化的全新除铁装置。均可按运行要求进行自动调节。
2、无需配备吸气装置、空压机、反冲洗水泵或水塔。不仅节省了工程投资,而且为工程运行管理、维修等工作带来了不少方便。
3、采用除铁效率高的特制锰砂滤料,经使用可保证水质和水量的要求。
4、如果在清水池内设置高低水位电器控制系统与深井水泵的开闭系统相连,那么,全套系统可以达到无人管理的全自动净水处理系统的要求。
四、全自动除铁锰过滤器适用范围
除铁锰过滤器分成两种系列:一种适用于地下水含铁量≤8mg/L的除铁处理系统中。另一种适用于地下水含铁量>8mg/L-≤16mg/L的除铁处理系统中。两种除铁锰过滤器分别适用于中、小城镇、农村供水、工矿企业、工业用水、软化、除盐工艺等以地下水为供水水源的处理系统中。
6. 脱氧去离子水导电吗如果选用电磁流量计的话选316L电极行吗
你这个脱氧去离抄子水袭只是去掉的有害离子把,应该是导电的不过离子少了,导电会很弱,电导率只要大于
5*10-8S/cm就是可以的.电磁流量计的电极只要用来针对不同腐蚀介质的,不是针对电导率的,希望对你有所帮助.
7. 不锈钢316L能用在80度,ph 2左右的水溶液中吗
pH 3.5左右的硫酸铝水溶液在80℃时对304不锈钢有腐蚀 ,pH 3.5左右的硫酸铝水溶液在80℃时对316L不锈钢腐蚀性不大。但大于100度,都会发生强腐蚀。
8. 不锈钢316与316L能用来装无水氟化氢吗
可装,但不可有水;最好用镍基合金316和316L主要是耐点蚀不同,在个别酸中后者要优于前者
9. 关于不锈钢方面的问题
1.不锈钢酸洗钝化的必要性:
奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性能,抗高温氧化性能,较好的低温性能及优良的机械与加上r生能。因此广泛用于化工、石油、动力、核工程、航天航空、海洋、医药、轻工、纺织等部门。其主要目的在于防腐防锈。不锈钢的耐腐蚀主要依靠表面钝化膜,如果膜不完整或有缺陷,不锈钢仍会被腐蚀。工程上通常进行酸洗钝化处理,使不锈钢的耐蚀潜力发挥得更大。在不锈钢设备与部件在成形、组装、焊接、焊缝检查 (如探伤、耐压试验)及施工标记等过程中带来表面油污、铁锈、非金属脏物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等,这些物质影响了不锈钢设备与部件表面质量,破坏了其表面的氧化膜,降低了钢的抗全面腐蚀性能和抗局部腐蚀性能(包括点蚀、缝隙腐蚀),甚至会导致应力腐蚀破裂。
不锈钢表面清洗、酸洗与钝化,除最大限度提高耐蚀性外,还有防止产品污染与获得美观的作用。在 GBl50一1998《钢制压力容器》规定,“有防腐要求的不锈钢及复合钢板制造的容器的表面应进行酸洗钝化”。这一规定是针对石油化工中使用的压力容器而言的,因为这些设备用于直接与腐蚀介质相接触的场合,从保证耐蚀耐蚀性出发,提出酸洗钝化是必要的。对其他工业部门,如并非出于防腐目的,仅基于清洁与美观要求,而采用不锈钢材判·的则无需酸洗钝化。但对不锈钢设备的焊缝还需要进行酸洗钝化。对核工程、某些化工装置及其它使用要求严格的,除酸洗钝化外,还要采用高纯度介质进行最终精细清洗或进行机械、化学与电解抛光等精整处理。
2.不锈钢酸洗钝化原理
不锈钢的抗腐蚀陛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1n腐蚀介质隔离,是不锈钢防护的基本屏障。不锈钢钝化具有动态特征,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10μm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。
国内外学者对不锈钢钝化膜的生成进行了大量研究。以近几年北京科大对316L钢钝化膜光电子能谱 (xps)研究为例作简述[1]。不锈钢钝化是表面层由于某种原因溶解与水分子的吸附,在氧化剂的催化作用下,形成氧化物与氢氧化物,并与组成不锈钢的cr、 Ni、Mo元素发生转换反应,最终形成稳定的成相膜,阻止了膜的破坏与腐蚀的发生。其反应历程为:
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表示钝化过程中的催化剂,且在钝化迪陧中浓度不变,ad表示吸附中间体。)[page]
可见,316L钝化膜最表层存在Fe2O3、Fe(OH)3、或γ -FeOOH、Cr203、CrOOH或Cr(OH)3、MO以MOO形式存在,钝化膜主要成分为CrO3、FeO与NiO。
3.不锈钢酸洗钝化的方法与工艺
3.1酸洗钝化处理方法比较
不锈钢设备与零部件酸洗钝化处理根据操作不同育多种方法,其适用范围与特点见表1。
表1不锈钢酸洗钝化方法比较
方法 适用范围 优缺点
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 适用于大型设备内处表面及局部处理 物工操作、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,俚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
3.2酸洗钝化处理配方举例
3.2.1一般处理[2]
根据ASTMA380—1999,仅以300系列不锈钢为例,
(1)酸洗
药剂HNO36%~25%+HF0.5%~8%(体积分数);
温度21~60℃;时间按需要;
或药剂柠檬酸铵5%~10%(质量分数);
温度49~71℃;时间10~60min。
(2)钝化
药剂HNO320%~50%(体积分数);
温度49~71℃;时间10~30min;
或温度2l~38℃;时间30~60min;
或药剂HNO320%~50%+Na2Cr207H2022%~ 6%(质量分数);
温度49~54℃; 时间15~30min;
或温度21~38℃;时间30~60min。
(3)除鳞酸洗
药剂H2SO48%~11%(体积分数);
温度66~82℃;6寸间5~45min;
及药剂HNO36%~25%+HF 0.5%~8%(体积分数);
温度21~60℃;
或HNO315%~25%+HFl%—8%(体积分数)。
3.2.2膏剂法处理
(1)以广州石化尿素不锈钢新设备内表面焊缝及母材钝化和维修表面打磨焊缝的局部钝化为例[3]
酸洗膏:
25%HNO~+4%HF+7l%冷凝 水(体积分数)与 BaSO,调至糊状。
钝化膏:
30%HNO3或25%HNO3+1%(质量分数)K2Cr207与BaSO7调至糊状。
涂覆表面5~30min,用冷凝水冲洗至pH=7,对单台设备也可采用喷洒双氧水的化学钝化法。
(2)以上海大明铁工厂专利m为例。
酸洗钝化膏:
HN038%~14%(作钝化剂);
HFl0%~15%(作腐蚀剂);
硬月S酸镁2.2%~2.7%(作增稠剂)
硝酸镁60%~70%(作填料,提高粘附力与渗透性);[page]
多聚磷酸钠2.3%~2.8%(作缓蚀剂);
水(调节粘度)。
3.2.3 电化学法处理
以厦门大学专利[5]为例,其处理方法是:将待处理的不锈钢工件作阳极,控制恒电位进行阳极化处理,或者将不锈钢工件先作阴极,控制恒电位进行阴极化处理,再将不锈钢工件作阳极,控制恒电位进行阳极化处理,并继续改变其恒电位进行钝化处理,电解质溶液均采用HN03。经这样处理后,不锈钢钝化膜性质得到改善,耐蚀性能大大提高。点蚀临界电位 (Eb)提高约1000mV(在3%NaCl中),抗均匀腐蚀性能提高三个数量级(在45℃的20%~30%H2S04中)。
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[6]
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[7]
由于油脂是氢的来源,在没有清除油脂的焊缝中会形成气孑L,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,可将其浸泡在HNO3和HF的混液中,或采用酸洗钝化膏。实际上常4锎1械清洗与化学清洗结合起来应用。
4.1.3锻铸件的清洗[6]
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、二硫化钼与二氧化碳等。应通过喷丸处理、盐浴处理以及多道酸洗处理。如美国不锈钢涡轮机叶片处理工艺为:
盐浴(10min)→水淬(2.5min)→硫酸洗(2min)→冷水洗(2min)→碱性高锰酸盐浴(10min)→冷水洗(2min)→硫酸洗(1rain)→冷水洗(1min)→硝酸洗(1.5min)→冷水洗(1min)→热水洗(1min)→空气干燥。
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。如H2O2生产装置不锈钢设备与管道,投产前必须进行清洗,否则若有污物重金属离子会使催化剂中毒。另外,如金属表面有油脂与游离铁离子等会造成H2O2的分解,剧烈放出大量热,引发着火,甚至爆炸。同样对氧气管道来说存在微量油污与金属微粒也可能产生火花而发生严重后果。
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。如上海石化PTA装置干燥机的不锈钢管子更新检修及腈纶装置的不锈钢换热器检修等均进行过酸洗钝化。
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,并添加适量的缓蚀剂。除垢清洗后,如需要可再进行钝。化处理。如上海石化PTA、醋酸、腈纶等装置的不锈钢换热器均进行过除垢清洗。
5.不锈钢酸洗钝化的注意事项
5.1酸洗钝化的前处理
不锈钢工件酸洗钝化前如有表面污物等,应通过机械清洗,然后除油脱脂。如果酸洗液与钝化液不能去除油脂,表面存在油脂会影响酸洗钝化的质量,为此除油脱脂不能省略,可以采用碱液、乳化剂、有机溶剂与蒸汽等进行。
5.2酸洗液及冲洗水中Cl-的控制
某些不锈钢酸洗液或酸洗膏采用加入盐酸、高氯酸,三氯化铁与氯化钠等含氯离子的侵蚀介质作为主剂或助剂去除表面氧化层,除油脂用三氯乙烯等含氯有机溶剂,从防止应力腐蚀破裂来说是不太适宜的。此外,对初步冲洗用水可采用工业水,但对最终清洗用水要求严格控制卤化物含量。通常采用去离子水。如石化奥氏体不锈钢压力容器进行水压试验用水,控制C1-含量不超过25mg/L,如无法达到这一要求,在水中可加入硝酸钠处理,使其达到要求,C1-含量超标,会破坏不锈钢的钝化膜,是点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀破裂等的根源。
5.3酸洗钝化操作中的工艺控制
硝酸溶液单独用于清除游离铁和其它金属污物是有效的,但对清除氧化铁皮,厚的腐蚀产物,回火膜等无效,一般应采用HNO3+HF溶液,为了方便与操作安全,可用氟化物代替HF[2]。单独HNO3溶液可不加缓蚀剂,但HNO3+HF酸洗时,需要加Lan-826。使用HNO3+HF酸洗,为防止腐蚀,浓度应保持5:1的比例。温度应低于49℃,如过高,HF会挥发。
对钝化液,HNO3应控制在20%—50%之间,根据电化学测试,HNO3浓度小于20%处理的钝化膜质量不稳定,易产生点蚀[8],但HNO3浓度也不宜大于50%,要防止过钝化。
用一步法处理除油酸洗钝化,虽然操作简便,节省工时,但该酸洗钝化液(膏)中会有侵蚀性HF,因此其最终保护膜质量不如多步法。
酸洗过程中允许在一定范围内调整酸的浓度、温度与接触时间。随着酸洗液使用时间的增长,必须注意酸浓度和金属离子浓度的变化,应注意避免过酸洗,钛离子浓度应小于2%,否则会导致严重的点蚀。一般来说,提高酸洗温度会加速与改善清洗作用,但也可能增加表面污染或损坏的危险。
5.4不锈钢敏化条件下酸洗的控制[2]
某些不锈钢由于不良热处理或焊接造成敏化,采用HNO&HF酸洗可能会产生晶间腐蚀,由晶间腐蚀引起的裂缝在运行时,或清洗时,或随后加工中,能够浓缩卤化物,而引起应力腐蚀。这些敏化不锈钢一般不宜用HNO3+HF溶液除鳞或酸洗。在焊后如必须进行这种酸洗,应采用超低碳或稳定化的不锈钢。
5.5不锈钢与碳钢组合件的酸洗
对不锈钢与碳钢组合件(如换热器中不锈钢管子、管板与碳钢壳体),酸洗钝化若采用HNO3或 HNO3+HF会严重腐蚀碳钢,这时应添加合适的缓蚀剂如Lan-826。当不锈钢与碳钢组合件在敏化状态下,不能用HNO3+HF酸洗时,可采用羟基乙酸(2%)+甲酸(2%)+缓蚀剂,温度93℃,时间6h或EDTA铵基中性溶液+缓蚀剂,温度:121℃,时间:6h,随后用热水冲洗并浸入10mg/L氢氧化铵+100mg/L联氨中[3]。
5.6酸洗钝化的后处理
不锈钢工件经酸洗和水冲洗后,可用含10%(质量分数)NaOH+4%(质量分数)KMnO4的碱1生高锰酸盐溶液在71~82℃中浸泡5~60min,以去除酸洗残渣,然后用水彻底冲洗,并进行干燥。不锈钢表面经酸洗钝化后出现花斑或污斑,可用新鲜钝化液或较高浓度的硝酸擦洗而消除。最终酸洗钝化的不锈钢设备或部件应注意保护,可用聚乙烯薄膜覆盖或包扎,避免异金属与非金属接触。
对酸性与钝化废液的处理,应符合国家环保排放规定。如对含氟废水可加石灰乳或氯化钙处理。钝化液尽可能不用重铬酸盐,如有含铬废水,可加硫酸亚铁还原处理。
酸洗可能引起马氏体不锈钢氢脆,如需要可通过热处理去氧(加热至200℃保温一段时间)。
6.不锈钢酸洗钝化质量检验[8]
由于化学检验会破坏产品的钝化膜,通常在样板上进行检验。方法举例如下:
(1)硫酸铜滴定检验
用8gCuS04+500mLH20+2~3mLH2S04溶液滴入样板表面,保持湿态,如6min内不出现铜的析出为合格。
(2)高铁氰化钾滴定检验
用2mLHCl+1mLH2S04+1gK3Fe(CN)6+97mLH20溶液滴在样板表面,通过生成蓝色斑点的多少及出现时间的长短来鉴定钝化膜质量的好坏。