使用酸洗和钝化化学处理防止腐蚀

这两个酸洗和钝化表面是否进行了化学处理不锈钢为了去除污染物并帮助形成连续的氧化铬，钝化膜．在使用这些酸处理之前，表面必须没有油脂和污垢。

如果它们清洁和光滑，不锈钢最适合耐腐蚀。（了解更多内容不锈钢简介)。清洁是指表面没有可能与钢材发生反应的污染物(比如碳钢或盐)，或产生裂缝或其他开始腐蚀的点。平稳意味着有一个低表面轮廓在“微”水平。机械研磨表面可以使钢的表面粗糙，也可以嵌入不需要的颗粒。在机械清洁后，需要最大耐腐蚀性所需的钝化。

化学处理的共同特点是它们都能清洁钢的表面。它们也可以使钢表面光滑或粗糙，或使其不受影响，这取决于选择的工艺。但如果操作得当，它们都会增加耐腐蚀性能．

ASTM A380不锈钢部件、设备和系统的清洗、除鳞和钝化的标准操作规程是酸洗和钝化处理的有价值的信息来源。其他资料来源，可联络澳大利亚不锈钢开发协会（ASSDA）．

不锈钢制品

在炼钢过程中，钢中的硫被控制在很低的水平。但即使在这些水平，硫化物颗粒仍留在钢中，并可能成为腐蚀腐蚀点。它们可以通过化学表面处理去除。

大多数棒材产品的硫磺含量略高，便于加工，因此需要进行化学处理来去除夹杂物在表面上这些产品变得更加重要。

一般来说，平面产品(薄板、中厚板和带材)的磨面会随着厚度的减少而变得更光滑。

厚板上的1号(HRAP)表面处理可能有凹痕或其他缺陷，表面粗糙度为5至6微米R_一种．

在1.7 mm厚的薄板上，典型的2B冷轧表面粗糙度为0.2微米R_一种或更好。

新的表面将创建在制造过程中(例如。切割、弯曲、焊接和抛光)。

新表面的腐蚀性能通常会低于轧机提供的产品，原因有很多:表面粗糙;位于地表下的硫化物包裹体已经暴露出来;或轻度的钢工具污染可能已经发生。(在文章中发现不锈钢的性能不锈钢为什么耐腐蚀?）

正确的化学处理可以清洁表面，并确保最佳的腐蚀性能。

化学表面处理

这些可以分为四类:

1. 酸洗-除去杂质的酸(包括高温)规模从焊接或热处理),腐蚀钢铁表面。“酸洗”的意思是去除部分不锈钢表面。
2. 钝化-氧化酸或化学物质，去除杂质和增强铬表面上的水平。
3. 螯合剂-去除表面污染物的化学物质。
4. 电解抛光-电化学处理，去除杂质，并有额外的好处平滑和光亮的表面。电解抛光也是一种电化学过程。它可以去除焊接的水垢回火色但并不是为了使表面变亮或光滑。

酸洗和钝化溶液都可能使用危险的酸，如果处理不当，会损害操作人员和环境。不锈钢用酸洗酸对碳钢有很强的腐蚀性。

必须在完成该方法后通过漂洗组分来彻底除去所有酸。剩余的氢氟酸将启动点状腐蚀．

如果有裂缝，在最后的冲洗步骤之前用碱中和酸可能是有益的。

酸洗

酸洗是用化学方法去除不锈钢表面的任何高温水垢和任何邻近的低铬层。

钢被焊接、热处理或研磨加热到有颜色的地方氧化层可以看到，在氧化层下面的钢表面有一层贫铬层。

较低的铬含量导致耐腐蚀性较低。（在产品中发现更多关于不锈钢）以恢复最佳耐腐蚀性，必须去除损坏的金属层，露出完全合金化的不锈钢表面。

酸洗时间越长越好成绩、较低的温度或较严重的热色，这通常是由于气体净化不良造成的。

机械清除可能会留下磨料或其他颗粒嵌入(干扰腐蚀性能)或可能不切实际。如果采用机械方式，则需要化学钝化以达到最大的耐腐蚀性。

包含酸洗溶液的程序，例如氢氟（HF）和硝酸的混合物（HNO_3.）酸，去除刻度和下面的铬耗尽层并恢复耐腐蚀性。

HF和HNO的混合物_3.是最常见的也是最有效的。酸可用作浴液、凝胶或膏状。

市售的混合物含有高达25%的HNO_3.和8%的心力衰竭。这些化学物质腐蚀不锈钢，使其表面变得粗糙和暗淡。

酸洗溶液还可以去除嵌入的污染物，如碳钢、亚铁和氧化铁颗粒。除HNO混合物外的酸洗溶液_3.存在HF酸，可用于专业应用。它们往往会慢。

酸盐糊状物，其中溶液与惰性载体混合，通常用于处理诸如焊缝的选定区域。酸洗涉及金属去除和在金属的视觉亮度中的变化或钝化。

涉及电解抛光的程序是在酸洗之后的一种有用的替代或附加处理方法。去除金属后，通常会得到光亮、光滑和更耐腐蚀的表面。

钝化

钝化是对不锈钢表面的处理，通常使用酸溶液(或凝胶)，以去除污染物，并促进钝化膜在刚形成的表面的形成，例如通过研磨、机械加工或机械损伤。

钝化的工作原理是溶解不锈钢表面的任何碳钢污染，并溶解破坏表面的硫化物夹杂。硝酸(HNO_3.）也可以丰富表面铬的比例。一些螯合士还声称这样做。

常用的钝化处理包括HNO_3.溶液或膏体可清洁钢材表面而不受铁污染。

配方中含有高达30%的HNO_3.也可能含有其他氧化剂，如重铬酸钠。如果使用正确，一个HNO_3.治疗不应影响钢的外观。

钝化通常不会导致钢表面外观的明显变化，尽管镜面抛光表面应首先进行测试。

不锈钢的耐蚀性受抛光后表面粗糙度的影响，当表面粗糙度在R以上时，耐蚀性显著降低_一种值约0.5微米。这大致相当于用320砂砾磨料研磨产生的表面，如下所述。

无论是钝化还是电解槽都可用于改善抛光表面的耐腐蚀性。

螯合剂

螯合剂有化学“爪子”，可以选择性地清洁表面。

这羧基的酸基团-COOH是许多用于清洁剂，水软化和润滑剂的螯合剂的基础。螯合物必须正确地进行pH和温度。含有这些COOH'爪子'的化学品包括柠檬树和草酸和EDTA。基于柠檬酸的配方仪最常用，因为它们没有任何有毒。

之后对管道和容器进行湍流冲洗是很重要的。

用螯合剂清洗往往是基于专有知识和系统，比描述的其他方法更不标准化。这些系统的成功使用需要建立在个案的基础上。

化学处理vs机械处理

下图显示了表面光洁度和化学处理对耐腐蚀性的相对重要性。需要注意的是，经过酸洗或钝化处理的粗糙无光36砂砾表面比未经处理的220砂砾表面具有更好的耐腐蚀性。G. Coates(材料性能，1990年8月)报告的研究表明，炉内机械和化学处理产生的热着色对高钼的影响316级．

电解抛光

不锈钢电解抛光是一种通过去除薄的表面层，特别是尖峰，使其表面具有光泽度的方法。

研究还表明，电解抛光有利于抗腐蚀。要打磨的工作是阳极在一个电化电池含有适当电解质的。

这个过程可能被认为是相反的电镀是一种重要的生产工具，在制造不锈钢，连同机械抛光工艺。

一般来说，电抛光是机械抛光方法的补充，它提供了一种经济的方法，可以对许多不容易用机械抛光的形状或形式进行光亮处理。

不应规定电解方法来清除表面缺陷，如划痕、毛边、凹坑、鳞片图案、锻造痕迹等，但如果这些缺陷很浅，它们也会这样做。重要的是要认识到，如果处理不当，表面上最初出现的缺陷可能会大大加重。

电解抛光前的表面状况决定着抛光后的外观。这些工艺也适用于铸造不锈钢。然而，产生的表面不会像锻造材料那样光滑，除非它们事先经过机械准备。

大多数情况下,磷和硫酸一起使用的是高当前密度(通过去除金属)把钢的表面清洗光滑。该工艺优先攻击表面的峰和圆谷，并提高了铬在表面的比例。

该技术可以对外观，增加光泽和亮度具有显着影响，同时仅将测量的粗糙度降低约30％。

标准

这四类化学处理在许多标准中都有详细说明，但最常用的是:

• ASTM A380不锈钢零件，设备和系统的清洁，除垢和钝化的标准做法。
• ASTM A967不锈钢部件化学钝化处理的标准实施规程。
• ASTM B912不锈钢电解抛光钝化的标准实施规程。

这些非常有用的文件对这些处理的选择、应用和评价的许多方面提出了详细的建议，并被强烈推荐。

预防措施

酸洗和钝化使用强酸，并应遵循正常的安全预防措施。查阅材料安全数据表(MSDS)并对产品包装提出详细建议。

请注意，氢氟酸是一种附表7毒物，其浓度大于1%时，需要获得特定许可证才能使用。

对于腐蚀不锈钢的化学过程，反应时间会随着等级的增加而增加。

需要多加小心“自由加工”等级和这些通常需要大量侵略性化学品。这些钢中的硫加入意味着它们被化学处理容易地攻击。治疗时也需要护理马氏体或低铬铁素体不锈钢．

详细的建议每个级别的不锈钢都在ASTM标准．

镀液成分(酸强度和铁浓度)必须检查，因为延长的酸洗时间或旧的溶液往往不能产生良好的结果。

污垢和油脂将掩盖表面从上面概述的处理。因此，在进行化学处理之前，钢表面必须不含这些药剂。

描述的许多化学处理都含有强酸，必须遵守处理和个人防护装备的要求。在处置之前，它们将需要中和。与当地有关部门联系，了解贸易废物、中和和处置的要求。

上述许多化学物质将被归类为有害物质对采购、运输、储存和处理的影响。

化学处理是用不锈钢成本实现峰值性能的有用工具。通过适当的培训，可以管理与其使用相关的危害。

有关化学品处理和处置的详细资料载于供应商数据表及商业废物和/或环境法例及/或规例。

摘自澳大利亚不锈钢发展协会(ASSDA)出版的澳大利亚不锈钢参考手册(2012)的酸洗和钝化部分

这篇文章是由澳大利亚腐蚀协会摘自《腐蚀与材料》杂志题为《酸洗与钝化》的文章。