不銹鋼的抗腐蝕陛能主要是由于表面覆蓋著一層極薄的(約1nm)致密的鈍化膜,這層膜1n腐蝕介質(zhì)隔離,是不銹鋼防護的基本屏障。不銹鋼鈍化具有動態(tài)特征,不應(yīng)看作腐蝕******停止,而是形成擴散的阻擋層,使陽極反應(yīng)速度大大降低。通常在有還原劑(如氯離子)情況下傾向于破壞膜,而在氧化劑(如空氣)存在時能保持或修復(fù)膜。不銹鋼工件放置于空氣中會形成氧化膜,但這種膜的保護性不夠完善。通常先要進行******清洗,包括堿洗與酸洗,再用氧化劑鈍化,才能保證鈍化膜的完整性與穩(wěn)定性。酸洗的目的之一是為鈍化處理創(chuàng)造有利條件,保證形成優(yōu)質(zhì)的鈍化膜。因為通過酸洗使不銹鋼表面平均有10μm厚一層表面被腐蝕掉,酸液的化學活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高,因此酸洗可使整個表面趨于均勻平衡,一些原來容易造成腐蝕的隱患被清除掉了。但更重要的是,通過酸洗鈍化,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,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。不同的鈍化處理也會影響膜的成分與結(jié)構(gòu),從而影響不銹性,如通過電化學改性處理,可使鈍化膜具有多層結(jié)構(gòu),在阻擋層形成CrO3或Cr2O3,或形成玻璃態(tài)的氧化膜,使不銹鋼能發(fā)揮***大的耐蝕性。國內(nèi)外學者對不銹鋼鈍化膜的生成進行了大量研究。以近幾年北京科大對316L鋼鈍化膜光電子能譜 (xps)研究為例作簡述[1]。不銹鋼鈍化是表面層由于某種原因溶解與水分子的吸附,在氧化劑的催化作用下,形成氧化物與氫氧化物,并與組成不銹鋼的cr、 Ni、Mo元素發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng),***終形成穩(wěn)定的成相膜,阻止了膜的破壞與腐蝕的發(fā)生。其反應(yīng)歷程為: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•H202FeOOH≈Fe203+H202CrOOH≈Cr203+H20MO+3FeO+3H2O≈MOO3+3Fe•H2ONi+FeO+2H20≈NiO+Fe•H20(其中Os表示鈍化過程中的催化劑,且在鈍化迪隉中濃度不變,ad表示吸附中間體。)[page]可見,316L鈍化膜***表層存在Fe2O3、Fe(OH)3、或γ -FeOOH、Cr203、CrOOH或Cr(OH)3、MO以MOO形式存在,鈍化膜主要成分為CrO3、FeO與NiO。3.不銹鋼酸洗鈍化的方法與工藝3.1酸洗鈍化處理方法比較不銹鋼設(shè)備與零部件酸洗鈍化處理根據(jù)操作不同育多種方法,其適用范圍與特點見表1。表1不銹鋼酸洗鈍化方法比較方法 適用范圍 優(yōu)缺點浸漬法 用于可放入酸洗槽或鈍化槽的零部件,但不適于大設(shè)備酸洗液可較長時間使用,生產(chǎn)效率較高、成本低;大容積設(shè)備充滿酸液浸漬耗液太大涂刷法 適用于大型設(shè)備內(nèi)處表面及局部處理物工操作、勞動條件差、酸液無法回收膏劑法 用于安裝或檢修現(xiàn)場,尤其用于焊接部處理手工操作、勞動條件差、生產(chǎn)成本高噴淋法 用于安裝現(xiàn)場,大型容器內(nèi)壁用液量低、費用少、速度快,但需配置噴***及扦環(huán)系統(tǒng)循環(huán)法 用于大型設(shè)備,如換熱器、管殼處理施工方便,酸液可回用,俚需配管與泵連接循環(huán)系統(tǒng)電化學法 既可用于零部件,又可用電刷法對現(xiàn)場設(shè)備表面處理技術(shù)較復(fù)雜,需直流電源或恒電位儀
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