1. 스테인리스강 산세척 부동태화의 필요성
오스테나이트 스테인리스강은 내식성, 고온 내산화성, 저온 성능이 우수하고 기계적 및 가공 특성이 우수합니다. 따라서 화학, 석유, 전력, 원자력 공학, 항공 우주, 해양, 제약, 경공업, 섬유 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 그것의 주요 목적은 부식과 녹을 방지하는 것입니다. 스테인리스강 내식성은 주로 표면 패시베이션 필름에 의존하며 필름이 불완전하거나 결함이 있는 경우 스테인리스강은 여전히 부식됩니다. 엔지니어링은 일반적으로 산 세척 패시베이션 처리를 수행하므로 스테인리스 스틸의 내식성이 크게 향상됩니다. 성형, 조립, 용접, 용접 검사(예: 결함 감지, 내압 시험) 및 건설 표시 및 기타 공정의 스테인리스강 장비 및 구성 요소에서 표면 오일, 녹, 비금속 먼지, 저융점 금속 오염 물질, 페인트, 용접 슬래그 및 스패터 등, 이러한 물질은 스테인리스강 장비 및 구성 요소의 표면 품질에 영향을 미치고 표면 산화막을 손상시켜 전체 부식 성능에 대한 강철의 저항과 국부 부식 성능에 대한 저항(공식 부식, 틈새 부식 포함)을 감소시킵니다. 응력 부식 파열로 이어질 수도 있습니다.
스테인리스강 표면세정, 산세 및 부동태화는 내식성을 극대화함과 동시에 제품 오염을 방지하고 미관에 접근하는 역할이 있다. GBl50-1998에서 "강철 압력 용기"는 "부식 방지 요구 사항이 있는 선박에서 제조한 스테인리스강 및 복합 강판의 표면을 산세척하고 부동태화해야 한다"고 규정합니다. 이 규정은 석유 화학 압력 용기의 사용을 위한 것입니다. 이러한 장치는 부식성 매체와 직접 접촉하여 사용되기 때문에 내부식성 및 내부식성 보장에서 산세척 부동태화가 필요합니다. 부식 방지 목적이 아닌 다른 산업 분야의 경우 청결 및 미적 요구 사항만을 기반으로 하며 스테인레스 스틸 재료를 사용하는 것은 산세척 부동태가 아닙니다. 그러나 스테인리스강 장비의 용접부에도 산세척 부동태화가 필요합니다. 원자력 공학의 경우 일부 화학 장치 및 기타 엄격한 요구 사항을 사용하고 산 세척 부동태화뿐만 아니라 최종 미세 세척 또는 기계적, 화학적 및 전해 연마 및 기타 마무리 처리를 위해 고순도 매체를 사용합니다.


2. 스테인레스 스틸 산세척 패시베이션 원리
스테인리스 스틸 내식성은 주로 표면이 매우 얇은(약 1nm) 고밀도 패시베이션 필름으로 덮여 있기 때문입니다. 이 필름은 1nm 부식성 매체 격리가 스테인리스 스틸 보호의 기본 장벽입니다. 스테인레스 스틸 패시베이션은 동적 특성을 가지며 부식의 완전한 정지로 보여서는 안되며 확산 장벽 층의 형성으로 양극 반응 속도가 크게 감소합니다. 일반적으로 환원제(예: 염화물 이온)가 있는 경우 필름을 파괴하는 경향이 있는 반면 산화제(예: 공기)가 있는 경우 필름을 유지하거나 복구할 수 있습니다.


스테인레스 스틸 공작물을 공기 중에 놓으면 산화막이 형성되지만 이 막의 보호는 완벽하지 않습니다. 일반적으로 알칼리성 및 산세척을 포함한 철저한 세척 후 산화제를 사용한 보호막 처리가 부동태 피막의 무결성과 안정성을 보장하는 데 필요합니다. 산세척의 목적 중 하나는 고품질 부동태 피막의 형성을 보장하기 위해 부동태 처리에 유리한 조건을 만드는 것입니다. 스텐레스강의 표면은 산세를 통해 평균 10μm 두께의 표면층이 부식되기 때문에 산의 화학적 활성으로 표면의 다른 부분보다 용출률이 불량한 부분을 만들어 전체를 산세척할 수 있다. 표면이 균일하게 균형을 이루는 경향이 있으므로 부식에 대한 원래의 취약성 중 일부가 숨겨진 위험에서 제거됩니다. 그러나 더 중요한 것은 산세 부동태화를 통해 크롬 및 크롬 산화물보다 철 및 산화철이 우선적으로 용해되어 크롬이 부족한 층을 제거하여 스테인리스 강 표면에 크롬이 풍부해지기 때문에 이 크롬이 풍부한 부동태 피막의 잠재력은 최대 +1.0V(SCE), 귀금속의 전위에 근접하여 부식 저항의 안정성을 향상시킵니다. 다른 패시베이션 처리는 또한 필름의 구성 및 구조에 영향을 미치므로 전기 화학적 변형 공정을 통해 스테인리스 스틸에 영향을 미치고 패시베이션 필름은 다층 구조를 갖도록 만들 수 있으며 장벽 층에서 CrO 또는 CrO의 형성, 또는 유리질 산화막을 형성하여 스테인레스 스틸이 최대 내식성을 발휘할 수 있습니다.
국내외 학자들은 스테인레스 스틸 패시베이션 피막 생성에 대해 많은 연구를 수행했습니다. 최근 몇 년 동안 베이징 과학 대학의 316L 강철 패시베이션 필름 광전자 분광법(xps) 연구를 간략한 설명을 위한 예로 들었습니다. 스테인레스 스틸 패시베이션은 산화제의 촉매 효과, 산화물 및 수산화물 형성 및 스테인레스 스틸 cr, Ni, Mo 원소 전환 반응의 조성에 따라 물 분자의 흡착으로 용해되는 어떤 이유로 표면층입니다. 최종 안정적인 상 형성 필름을 형성하여 필름의 파괴 및 부식을 방지합니다.
3. 스테인리스강 산세척 부동태화 방법 및 공정
3.1 산세척 부동태화 처리 방법 비교
다른 방법의 작동에 따른 스테인레스 스틸 장비 및 부품 산세 부동태 처리, 적용 범위 및 특성은 표 1에 나와 있습니다.
표 1 스테인리스강 산세척 부동태화 방법 비교
일련 번호 | 방법 | 적용 범위 | 장점과 단점 |
---|---|---|---|
1 | 함침 방법 | 산세척 탱크 또는 부동태화 탱크에 넣을 수 있지만 대형 장비에는 적합하지 않은 부품의 경우 장기간 산세액을 사용할 수 있습니다. | 높은 생산 효율과 저렴한 비용; 산 함침으로 채워진 대용량 장비는 너무 많은 액체를 소비합니다. |
2 | 페인팅 방법 | 대형 장비 내면 및 국부 처리재 작업에 적합 | 열악한 노동조건과 회복 불가능한 산 |
3 | 붙여넣기 방법 | 설치 또는 유지 보수 현장, 특히 용접 섹션의 수동 처리 | 열악한 노동 조건과 높은 생산 비용 |
4 | 분사 방식 | 설치 장소용, 대형 선박 내부 | 낮은 유체 소비, 저렴한 비용, 고속이지만 건 및 커터 링 시스템을 구성해야 함 |
5 | 순환 방식 | 열교환기, 쉘 및 튜브와 같은 대형 장비용 | 시공이 간편하고 산을 재사용할 수 있지만 파이프와 펌프로 순환 시스템에 연결해야 합니다. |
6 | 전기화학적 방법 | 전동 브러시 방식으로 현장 장비의 부품 및 표면 처리 겸용으로 사용 가능 | 더 복잡한 기술, DC 전원 공급 장치 또는 정전위계 필요 |
4. 스테인리스 강 산세척 보호막의 적용 범위
4.1 스테인레스 스틸 장비 제조 공정의 산세 부동태 처리
4.1.1 절단 가공 후 세척 및 산세척 보호막
스테인레스 스틸 공작물은 표면에 일반적으로 잔류 철 칩, 강철 및 냉각 유제 및 기타 먼지를 절단하여 스테인레스 스틸 표면에 얼룩과 녹을 발생시키므로 탈지 및 탈지한 다음 질산으로 세척해야 합니다. 철 칩 강철뿐만 아니라 패시베이션.


4.1.2 용접 전후의 세척 및 산세척 보호막
그리스는 수소의 공급원이므로 그리스를 제거하지 않은 용접에서는 기공이 형성되고 융점이 낮은 금속 오염(예: 아연이 풍부한 페인트)은 용접 후 균열을 유발하므로 베벨을 용접하기 전에 스테인리스강을 청소해야 합니다. 표면의 측면 20mm 이내, 오일은 아세톤으로 문질러 닦을 수 있으며 페인트 녹은 먼저 모래 천이나 스테인리스 스틸 와이어 브러시로 제거한 다음 아세톤으로 깨끗이 닦으십시오.
용접 기술에 관계없이 제조되는 스테인레스강 장비는 용접 후 세척되어야 하며 모든 용접 슬래그, 스패터, 얼룩 및 산화 색상을 제거해야 하며 제거 방법에는 기계적 및 화학적 세척이 있습니다. 그라인딩, 폴리싱 및 샌드블라스팅 샷 등을 사용한 기계적 세척은 표면 녹을 방지하기 위해 탄소강 브러시의 사용을 피해야 합니다. 최상의 내식성을 얻기 위해 HNO3와 HF의 혼합물에 담그거나 산세 부동태화 페이스트를 사용할 수 있습니다. 실제로 기계적 세척은 일반적으로 화학적 세척과 함께 사용됩니다.


4.1.3 단조 및 주조 부품 세척
단조 및 주조 스테인레스 스틸 공작물과 같은 열간 가공 후 표면에는 종종 산화물, 윤활제 또는 산화물 오염, 흑연, 이황화 몰리브덴 및 이산화탄소 등의 오염 물질 층이 있습니다. 샷 블라스팅, 염욕 처리 및 다중 패스 산세 처리. 미국 스테인레스 스틸 터빈 블레이드 처리 공정과 같은
염욕(10분) → 수냉(2.5분) → 황산세척(2분) → 냉수세척(2분) → 과망간산알칼리성욕(10분) → 냉수세척(2분) → 황산세척(1rain) → 냉수 세척(1분) → 질산세척(1.5분) → 냉수세척(1분) → 온수세척(1분) → 자연건조.
4.2 새 장치 시운전 전 피클링 패시베이션 처리
많은 대형 화학, 화학 섬유, 비료 및 스테인레스 스틸 장비 및 파이프라인의 기타 장치는 산 세척 부동태화 요구 사항이 시작되기 전에 생산 중입니다. 장비가 제조 공장에서 산세 처리되었지만 용접 슬래그 및 산화물 표피 외에도 보관, 운송, 설치 과정에서 필연적으로 그리스, 진흙 및 모래, 녹 및 기타 오염으로 인해 장치가 보장됩니다. 및 장비 테스트 제품(특히 화학 중간체 및 정제된 제품) 품질은 성공적인 시운전을 보장하기 위한 요구 사항을 충족할 수 있으며 절인 부동태화되어야 합니다. H2O2 생산 장치 스테인리스강 장비 및 배관과 같은 것은 생산 전에 청소해야 합니다. 그렇지 않으면 먼지가 있는 경우 중금속 이온이 촉매 중독을 일으킬 수 있습니다. 또한 그리스와 자유 철 이온이 있는 금속 표면과 같이 H2O2의 분해, 다량의 열 방출, 화재 또는 폭발을 일으킬 수 있습니다. 마찬가지로 산소 파이프라인의 경우에도 미량의 오일과 금속 입자가 있으면 스파크가 발생하여 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.
4.3 현장 유지보수 시 산세척 및 부동태화 처리
정제된 테레프탈산(PTA), 폴리비닐알코올(PVA), 아크릴, 아세트산 등의 생산 설비 재료에는 재료에 Cl-, Br-, SCN-가 포함되어 있기 때문에 오스테나이트계 스테인리스강 316L, 317, 304L이 많이 함유되어 있습니다. , 포름산 및 기타 유해한 이온 또는 먼지, 재료 응집으로 인해 장비에 공식, 틈새 부식 및 용접 부식이 발생합니다. 주차 유지 보수에서 국부 부식의 확장을 방지하기 위해 부동태 피막을 수리하기 위해 장비 또는 부품의 종합적 또는 국부적 산세 부동태 처리가 될 수 있습니다. Shanghai Petrochemical PTA 장치 건조기 스테인레스 스틸 파이프 업데이트 분해 검사 및 아크릴 장치 스테인레스 스틸 열교환기 분해 검사와 같은 산 세척 패시베이션되었습니다.
4.4 사용 중인 장비 석회질 제거 세척
석유 화학 플랜트 스테인리스 스틸 장비, 특히 열교환기는 일정 기간 작동 후 내벽에 탄산염 스케일, 황산염 스케일, 규산염 스케일, 산화철 스케일, 유기 스케일, 촉매 스케일 등과 같은 다양한 먼지가 쌓입니다. , 열 전달 효과에 영향을 미치고 스케일 아래에서 부식을 유발합니다. 석회질 제거를 위한 올바른 세척제를 선택해야 하며, 질산, 질산 + 불화수소산, 황산, 구연산, EDTA, 수성 세척제 등을 사용할 수 있으며 적절한 양의 부식 억제제를 추가할 수 있습니다. 석회질 제거 및 청소 후 필요한 경우 패시베이션 처리. 화학 처리. Shanghai Petrochemical PTA, 아세트산, 아크릴 및 기타 스테인레스 스틸 열교환기 장치의 스케일을 제거하고 청소했습니다.
5. 스테인리스강 산세척 부동태화 주의사항
5.1 산세척 보호막의 전처리
스테인레스 스틸 공작물 산 세척 패시베이션 전에 표면 먼지 등은 기계적 세척으로 세척 한 다음 탈지 탈지해야합니다. 산 세척 용액 및 패시베이션 용액이 그리스를 제거할 수 없는 경우 표면에 그리스가 존재하면 산세척 패시베이션의 품질에 영향을 미치므로 오일 제거 및 탈지를 생략할 수 없으며 알칼리, 유화제, 유기 용제 및 스팀 등
5.2 산세척 용액 및 헹굼수 Cl- 제어
트리클로로에틸렌 및 염소를 함유한 다른 유기용제는 응력부식파단을 방지하기 때문에 그다지 적합하지 않다. 또한 초기 헹굼수는 공업용수로 사용할 수 있으나 최종 세정수는 할로겐화물 함량을 엄격하게 관리해야 한다. 일반적으로 탈이온수를 사용합니다. 수압 테스트 용 석유 화학 오스테 나이트 계 스테인리스 강 압력 용기와 같은 제어 C1 함량은 25mg / L를 초과하지 않아이 요구 사항을 충족 할 수 없으므로 물을 질산 나트륨 처리에 추가하여 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. , C1 함량은 표준을 초과하고 스테인레스 스틸의 부동태 피막을 파괴하며 공식, 틈새 부식, 응력 부식 파열 등의 근본 원인입니다.
5.3 공정 제어에서 산세척 보호막 작업
유리 철 및 기타 금속 먼지 제거를 위한 질산 용액 단독은 효과적이지만, 산화철, 두꺼운 부식 생성물, 템퍼링 필름 등의 제거는 효과적이지 않으며, 편의 및 작동 안전을 위해 일반적으로 HNO3 + HF 용액을 사용해야 합니다. , HF 대신 사용 가능한 불소. HNO3 용액만으로는 부식 억제제를 추가할 수 없지만 HNO3 + HF 산세척에는 Lan-826을 추가해야 합니다. HNO3 + HF 산세척을 사용하며, 부식을 방지하기 위해 농도를 5:1 비율로 유지해야 합니다. 온도는 49℃보다 낮아야 하며 너무 높으면 HF가 휘발합니다.
패시베이션 용액의 경우 HNO3는 20%에서 50% 사이로 제어되어야 합니다. 전기화학적 시험에 따르면 3% 미만의 HNO20 농도로 처리된 부동태 피막의 품질은 불안정하고 구멍이 생기기 쉽지만 과잉 부동태화를 방지하기 위해 HNO3 농도는 50%를 초과하지 않아야 합니다.
산세척 보호막 탈지의 XNUMX단계 공정은 조작이 쉽고 작업 시간을 절약할 수 있지만 산세척 보호액(페이스트)은 공격적인 HF를 가지므로 최종 보호막 품질은 다단계 방법만큼 좋지 않습니다.
산 농도, 온도 및 접촉 시간은 산 세척 과정에서 특정 범위 내에서 조정할 수 있습니다. 산세척액 사용시간의 증가에 따라 산농도 및 금속이온농도의 변화에 주의를 기울여야 한다. 과도한 산세척을 피하도록 주의를 기울여야 하며 티타늄 이온 농도는 2% 미만이어야 합니다. 그렇지 않으면 심각한 구멍이 생길 수 있습니다. 일반적으로 산세척 온도를 높이면 세척 효과가 가속화되고 개선되지만 표면 오염 또는 손상의 위험도 증가할 수 있습니다.
5.4 산 세척 제어의 스테인리스 강 민감화 조건
HNO3 + HF 산 세척을 사용하여 열악한 열처리 또는 용접으로 인한 일부 스테인리스 강은 작동 중 입계 부식 균열로 인해 입계 부식이 발생할 수 있습니다. 청소 또는 후속 처리는 할로겐화물을 집중시키고 응력 부식을 일으킬 수 있습니다. 이러한 민감한 스테인리스강은 일반적으로 HNO3 + HF 용액으로 스케일 제거 또는 산세척에 적합하지 않습니다. 용접 후에는 이러한 산세척을 실시해야 하며, 초저탄소 또는 안정화된 스테인리스강을 사용해야 합니다.
5.5 스텐레스강과 탄소강의 조합 산세척
스테인리스강 및 탄소강 조합 부품(예: 스테인리스강 튜브, 플레이트 및 탄소강 쉘의 열교환기), 적절한 부식 억제제를 추가해야 할 때 HNO3 또는 HNO3 + HF를 사용하면 탄소강이 심각하게 부식되는 경우 산세척 부동태화 Lan-826으로. 스테인리스강과 탄소강 조합 부품이 예민화된 상태일 때 HNO3 + HF 산세척을 사용할 수 없으며 하이드록시아세트산(2%) + 포름산(2%) + 부식 억제제, 온도 93℃, 시간 6h 또는 EDTA를 사용할 수 있습니다. 암모늄계 중성 용액 + 부식 억제제, 온도: 121℃, 시간: 6h, 뜨거운 물로 헹구고 10mg/L 수산화암모늄 + 100mg/L 히드라진에 담금.
5.6 산세척 보호막의 후처리
10%(질량분율) NaOH + 4%(질량분율) KMnO4 알카리 발생 과망간산염 용액을 71~82℃에서 5~60분간 침지하여 산세척 잔류물을 제거한 후 물로 철저히 헹구어 산세척 및 물세척에 의한 스테인레스강 공작물 물과 건조. 반점이나 얼룩이 나타난 후 스테인리스 스틸 표면 산세 부동태화, 사용 가능한 신선한 부동태화 용액 또는 고농도의 질산 스크러빙 및 제거. 스테인리스강 장비 또는 부품의 최종 산세척 및 부동태화는 비금속 이물질과의 접촉을 피하기 위해 보호, 사용 가능한 폴리에틸렌 필름 덮개 또는 랩에 주의를 기울여야 합니다.
산성 및 패시베이션 폐액의 처리는 국가 환경 보호 배출 규정을 준수해야 합니다. 불소 폐수와 같은 폐수는 석회유 또는 염화칼슘으로 처리할 수 있습니다. 크롬 함유 폐수와 같은 중크롬산염 없이 가능한 한 부동태화 용액은 황산제일철 환원 처리를 추가할 수 있습니다.
산세척은 마르텐사이트계 스테인리스강의 수소 취성을 유발할 수 있으며, 산소로 열처리(200℃로 가열 유지 시간)가 필요합니다.
6. 스테인레스 스틸 산세척 패시베이션 품질 검사
화학 테스트는 일반적으로 검사용 샘플에서 제품의 부동태 피막을 파괴합니다. 방법의 예는 다음과 같습니다.
(1) 황산구리 적정 시험
8gCuS04 + 500mLH20 + 2 ~ 3mLH2S04 용액을 샘플 플레이트 표면에 떨어뜨리고 6분 동안 구리 침전이 없는 젖은 상태를 유지합니다.
(2) 과테크네틴산칼륨의 적정시험
2mLHCl+1mLH2S04+1gK3Fe(CN)6+97mLH20 용액을 샘플 플레이트 표면에 떨어뜨려 생성된 파란색 점의 수와 패시베이션 필름의 품질을 식별하는 시간을 통해 확인합니다.
결론:
이 기사는 주로 스테인리스 강 산세척 부동태화 처리, 용도: 스테인리스강의 포괄적인 산세척 부동태화, 모든 종류의 기름, 녹, 산화 피막, 용접 반점 및 기타 먼지를 제거하고 처리 후 표면이 균일한 은백색이 됩니다. 스테인레스 스틸의 내식성을 향상시켜 다양한 종류의 스테인레스 스틸 부품, 플레이트 및 장비에 적용할 수 있습니다. 특징은 작동이 간단하고 사용하기 쉽고 경제적이고 실용적이며 고효율 부식 억제제, 포그 억제제를 추가하여 금속의 과도한 부식 및 수소 취화 현상을 방지하고 산성 포그 생성을 억제합니다. 페이스트 적용에 적합하지 않은 작고 복잡한 공작물에 특히 적합하며 시중의 유사 제품보다 우수합니다.