1. Paslanmaz çelik dekapaj pasivasyonu ihtiyacı
Östenitik paslanmaz çelik, iyi korozyon direncine, yüksek sıcaklık oksidasyon direncine, daha iyi düşük sıcaklık performansına ve mükemmel mekanik ve işleme özelliklerine sahiptir. Bu nedenle kimya, petrol, enerji, nükleer mühendislik, havacılık, denizcilik, ilaç, hafif sanayi, tekstil ve diğer sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Temel amacı korozyon ve paslanmayı önlemektir. Paslanmaz çeliğin korozyon direnci esas olarak yüzey pasivasyon filmine bağlıdır, film eksik veya kusurluysa, paslanmaz çelik yine de paslanacaktır. Mühendislik genellikle paslanmaz çeliğin korozyon direnci potansiyelinin daha büyük ölçüde olması için dekapaj pasivasyon işlemi gerçekleştirilir. Şekillendirme, montaj, kaynak, kaynak muayenesi (kusur tespiti, basınç direnci testi gibi) ve inşaat işaretleri ve diğer işlemlerde paslanmaz çelik ekipman ve bileşenlerde yüzey yağı, pas, metalik olmayan kir, düşük erime noktalı metal kirleticiler, boya, kaynak cürufu ve sıçraması, vb., bu maddeler paslanmaz çelik ekipman ve bileşenlerinin yüzey kalitesini etkiler, yüzey oksit filmine zarar vererek çeliğin genel korozyon performansına direncini ve yerel korozyon performansına direncini azaltır (pitting korozyonu, çatlak korozyonu dahil), ve hatta gerilim korozyonu kopmasına yol açabilir.
Paslanmaz çelik yüzey temizleme, asitleme ve pasivasyon, korozyon direncini en üst düzeye çıkarmanın yanı sıra, ürün kirlenmesini ve estetiğe erişimi engellemede rolü vardır. GBl50-1998'de "Çelik Basınçlı Kaplar", "korozyon önleme gereksinimleri olan kap tarafından üretilen paslanmaz çelik ve kompozit çelik levha yüzeyinin asitle temizlenmesi ve pasifleştirilmesi gerektiğini" şart koşar. Bu hüküm, petrokimyasal basınçlı kapların kullanımı içindir, çünkü bu cihazlar aşındırıcı ortamla doğrudan temas halinde kullanıldığından, korozyon direnci ve korozyon direnci güvencesinden, dekapaj pasivasyonu gereklidir. Diğer endüstriyel sektörler için, örneğin korozyon önleyici amaçlar için değil, sadece temizlik ve estetik gerekliliklere dayalı olarak ve dekapaj pasivasyonu olmayan paslanmaz çelik malzemelerin kullanımıdır. Ancak paslanmaz çelik ekipmanın kaynaklarının da dekapaj pasivasyonu olması gerekir. Nükleer mühendislik, bazı kimyasal cihazlar ve asitle pasivasyona ek olarak katı gereksinimlerin diğer kullanımı, aynı zamanda son ince temizlik veya mekanik, kimyasal ve elektrolitik parlatma ve diğer bitirme işlemleri için yüksek saflıkta ortam kullanımı.
2. Paslanmaz çelik dekapaj pasivasyon prensibi
Paslanmaz çelik korozyon direnci esas olarak çok ince (yaklaşık 1nm) yoğun bir pasivasyon filmi ile kaplanmış yüzeyden kaynaklanmaktadır, bu film 1nm aşındırıcı ortam izolasyonu, paslanmaz çelik korumasının önündeki temel engeldir. Paslanmaz çelik pasivasyonu, dinamik özelliklere sahiptir, korozyonun tamamen durması olarak görülmemeli, ancak anodik reaksiyon hızının büyük ölçüde azalması için bir bariyer difüzyon tabakası oluşumu olarak görülmelidir. Genellikle indirgeyici maddelerin (klorür iyonları gibi) varlığında filmi yok etme eğilimindeyken, oksitleyici maddelerin (hava gibi) varlığında filmi koruyabilir veya onarabilir.
Havaya yerleştirilen paslanmaz çelik iş parçası bir oksit filmi oluşturacaktır ancak bu filmin koruması mükemmel değildir. Pasivasyon filminin bütünlüğünü ve stabilitesini sağlamak için genellikle alkali ve dekapaj dahil olmak üzere kapsamlı bir temizlik ve ardından bir oksitleyici madde ile pasivasyon gerekir. Dekapajın amaçlarından biri, yüksek kaliteli bir pasivasyon filminin oluşmasını sağlamak için pasivasyon işlemi için elverişli koşullar yaratmaktır. Paslanmaz çeliğin yüzeyi, yüzeyin ortalama 10μm kalınlığında bir tabakasının aşınması için dekapaj yoluyla olduğundan, asidin kimyasal aktivitesi, kusurlu kısımlarda çözünme hızını yüzeyin diğer kısımlarına göre yapar, böylece dekapaj tümünü yapabilir. yüzey düzgün bir şekilde dengelenme eğilimindedir, korozyona karşı orijinal duyarlılığın bir kısmı gizli tehlikeden uzaklaştırılır. Ancak daha da önemlisi, dekapaj pasivasyonu yoluyla, böylece krom ve krom oksitlerden ziyade demir ve demir oksitler tercihen çözünür, krom bakımından fakir tabaka çıkarılır ve paslanmaz çelik yüzeyde krom zenginleşmesine neden olur, bu krom bakımından zengin pasivasyon filminin potansiyeli Korozyon direncinin kararlılığını artırmak için değerli metallerin potansiyeline yakın +1.0V (SCE). Farklı pasivasyon işlemi, filmin bileşimini ve yapısını da etkileyecektir, bu nedenle elektrokimyasal modifikasyon işlemi gibi paslanmaz çeliği de etkileyecektir, pasivasyon filmi çok katmanlı bir yapıya, bariyer tabakasında CrO veya CrO oluşumuna sahip olacak şekilde yapılabilir. veya camsı oksit film oluşumu, böylece paslanmaz çelik maksimum korozyon direncini oynayabilir.
Yurtiçi ve yurtdışındaki bilim adamları, paslanmaz çelik pasivasyon filmi üretimi hakkında birçok araştırma yaptılar. Son yıllarda, Pekin Bilim Üniversitesi 316L çelik pasivasyon filmi fotoelektron spektroskopisi (xps) araştırmalarına kısa bir örnek olarak verilmiştir. Paslanmaz çelik pasivasyonu, oksitleyici ajanların katalitik etkisi altında, oksitlerin ve hidroksitlerin oluşumu ve paslanmaz çelik cr, Ni, Mo elementlerinin dönüşüm reaksiyonunun nihai bileşimi altında, su moleküllerinin adsorpsiyonu ile herhangi bir nedenle çözünen yüzey tabakasıdır. kararlı bir faz oluşturan filmin oluşumu, filmin tahribatını ve korozyonu önler.
3. Paslanmaz çelik dekapaj pasivasyon yöntemleri ve süreçleri
3.1 Asitleme pasivasyon arıtma yöntemi karşılaştırması
Paslanmaz çelik ekipman ve parçaların pasivasyon işlemine göre farklı yöntemlerle dekapaj işlemi, uygulama kapsamı ve özellikleri Tablo 1'de gösterilmektedir.
Tablo 1 paslanmaz çelik dekapaj pasivasyon yöntemi karşılaştırması
| Seri numarası | Yöntem | Uygulama kapsamı | Avantajlar ve dezavantajlar |
|---|---|---|---|
| 1 | emprenye yöntemi | Asitleme tankına veya pasivasyon tankına konulabilen ancak büyük ekipman için uygun olmayan parçalar için asitleme solüsyonu daha uzun süre kullanılabilir | Yüksek üretim verimliliği ve düşük maliyet; asit emdirme ile doldurulmuş büyük hacimli ekipman çok fazla sıvı tüketir |
| 2 | boyama yöntemi | Büyük ekipman iç yüzeyi ve yerel arıtma malzemesi operasyonu için uygundur | Kötü çalışma koşulları ve kurtarılamayan asit |
| 3 | yapıştırma yöntemi | Kurulum veya bakım sahaları için, özellikle kaynak bölümlerinin elle taşınması için | Kötü çalışma koşulları ve yüksek üretim maliyetleri |
| 4 | Püskürtme yöntemi | Kurulum yerleri için, büyük gemi içleri | Düşük sıvı tüketimi, düşük maliyet, yüksek hız, ancak tabanca ve kesici halka sisteminin yapılandırılması gerekiyor |
| 5 | Dairesel yöntem | Isı eşanjörleri, kabuk ve boru gibi büyük ekipmanlar için | Kullanımı kolay yapı, asit yeniden kullanılabilir, ancak sirkülasyon sistemine borular ve pompalarla bağlanması gerekir. |
| 6 | elektrokimyasal yöntem | Elektrikli fırça yöntemi ile saha ekipmanlarının hem parça hem de yüzey işlemlerinde kullanılabilir. | Daha karmaşık teknoloji, DC güç kaynağına veya sabit potansiyel ölçere ihtiyaç duyar |
4. Paslanmaz çelik dekapaj pasivasyonunun uygulama kapsamı
4.1 Paslanmaz çelik ekipmanın imalat sürecinde dekapaj pasivasyon işlemi
4.1.1 Kesme işleminden sonra temizleme ve dekapaj pasivasyonu
Paslanmaz çelik iş parçası, yüzey üzerinde işleme kesilerek genellikle artık demir talaşları, çelik ve soğutma emülsiyonu ve diğer kirler, paslanmaz çelik yüzey leke ve paslarına neden olur, bu nedenle yağdan arındırılmalı ve yağdan arındırılmalı ve daha sonra sadece çıkarmak için değil, nitrik asit ile temizlenmelidir. demir talaşı çeliği, aynı zamanda pasivasyon.
4.1.2 Kaynak öncesi ve sonrası temizlik ve dekapaj pasivasyonu
Gres bir hidrojen kaynağı olduğundan, kaynakta gres çıkarılmadan gözenekler oluşacaktır ve düşük erime noktalı metal kirliliği (çinko bakımından zengin boya gibi) kaynaktan sonra çatlamaya neden olacaktır, bu nedenle pah kaynaklamadan önce paslanmaz çelik temizlenmeli ve her ikisi de yüzeyin kenarlarından 20 mm içinde, yağ asetonla temizlenebilir, boya pası önce kum bezi veya paslanmaz çelik tel fırça ile çıkarılmalı ve ardından asetonla silinerek temizlenmelidir.
Kaynak teknolojisi ne olursa olsun paslanmaz çelik ekipmanların imalatı, kaynak sonrası temizlenmeli, tüm kaynak cürufları, sıçrantıları, lekeleri ve oksitlenme rengi uzaklaştırılmalı, uzaklaştırma yöntemleri mekanik ve kimyasal temizlemeyi içermektedir. Taşlama, cilalama ve kum püskürtme vb. ile yapılan mekanik temizlikte, yüzey pasını önlemek için karbon çelik fırçaların kullanımından kaçınılmalıdır. En iyi korozyon direncini elde etmek için, HNO3 ve HF karışımına daldırılabilir veya dekapaj pasivasyon macunu kullanılabilir. Aslında, mekanik temizleme yaygın olarak kimyasal temizleme ile birlikte kullanılır.
4.1.3 Dövme ve döküm parçaların temizlenmesi
Paslanmaz çelik iş parçasının dövülmesi ve dökümü gibi sıcak işlemlerden sonra, yüzeyde genellikle bir oksit tabakası, yağlayıcı veya oksit kirliliği, grafit, molibden disülfid ve karbon dioksit vb. çok geçişli dekapaj tedavisi. Amerika birleşik devletleri paslanmaz çelik türbin kanadı tedavi süreci gibi
Tuz banyosu (10dk) → su söndürme (2.5dk) → sülfürik asitle yıkama (2dk) → soğuk suyla yıkama (2dk) → alkalin permanganat banyosu (10dk) → soğuk suyla yıkama (2dk) → sülfürik asitle yıkama (1dk) → soğuk su yıkama (1dk) → nitrik asitle yıkama (1.5dk) → soğuk suyla yıkama (1dk) → sıcak suyla yıkama (1dk) → havayla kurutma.
4.2 Yeni cihazların devreye alınmasından önce dekapaj pasivasyon işlemi
Birçok büyük kimyasal, kimyasal elyaf, gübre ve diğer paslanmaz çelik ekipman ve boru hatları, dekapaj pasivasyonu için gerekliliklerin başlamasından önce üretimde. Ekipman, kaynak cürufu ve oksit cildine ek olarak, ancak depolama, nakliye, kurulum sürecinde ve kaçınılmaz olarak yağ, çamur ve kum, pas ve diğer kirlilikten kaynaklanan üretim tesisinde asitlenmiş olmasına rağmen, cihazın ve ekipman test ürünleri (özellikle kimyasal ara ürünler ve rafine ürünler) kalitesi, başarılı bir devreye alma sağlamak için gereklilikleri karşılayabilir, pasivasyondan geçirilmelidir. H2O2 üretim cihazı gibi paslanmaz çelik ekipman ve borular üretimden önce temizlenmelidir, aksi takdirde kir varsa ağır metal iyonları katalizör zehirlenmesine neden olur. Ayrıca, gres ve serbest demir iyonları içeren metal yüzeyler H2O2'nin ayrışmasına, büyük miktarda ısının şiddetli bir şekilde salınmasına, yangına ve hatta patlamaya neden olur. Oksijen boru hattı için benzer şekilde, eser miktarda yağ ve metal partiküllerin varlığı da kıvılcımlara ve ciddi sonuçlara neden olabilir.
4.3 Saha bakımında asitle temizleme ve pasivasyon işlemi
Rafine tereftalik asit (PTA), polivinil alkol (PVA), akrilik, asetik asit ve diğer üretim ekipmanı malzemelerinde, çok sayıda östenitik paslanmaz çelik 316L, 317, 304L, çünkü malzeme Cl-, Br-, SCN- içerir. , formik asit ve diğer zararlı iyonlar veya kir, malzeme topaklaşması nedeniyle ekipman üzerinde oyuklaşma, çatlak korozyonu ve kaynak korozyonuna neden olur. Park bakımında, yerel korozyonun genişlemesini önlemek için pasivasyon filmini onarmak için ekipman veya bileşenlerin kapsamlı veya yerel asitle pasivasyon işlemi olabilir. Shanghai Petrochemical PTA cihazı kurutucu paslanmaz çelik boru güncelleme revizyonu ve akrilik cihaz paslanmaz çelik ısı eşanjörü revizyonu gibi asitle asitle temizleme pasivasyonu yapılmıştır.
4.4 Hizmet içi ekipman kireç çözme temizliği
Petrokimya tesisi paslanmaz çelik ekipmanı, özellikle ısı eşanjörleri, belirli bir çalışma süresinden sonra, iç duvar karbonat ölçeği, sülfat ölçeği, silikat ölçeği, demir oksit ölçeği, organik ölçek, katalizör ölçeği vb. , ısı transfer etkisini etkiler ve ölçek altında korozyona neden olur. Kireç giderme için doğru temizlik maddesini seçmek gerekir, nitrik asit, nitrik asit + hidroflorik asit, sülfürik asit, sitrik asit, EDTA, su bazlı temizlik maddesi vb. kullanabilir ve doğru miktarda korozyon önleyici ekleyebilir. Kireç giderme ve temizlikten sonra gerekirse pasivasyon. Kimyasal tedavi. Shanghai Petrochemical PTA, asetik asit, akrilik ve paslanmaz çelik ısı eşanjörünün diğer cihazları kireçten arındırılmış ve temizlenmiştir.
5. Paslanmaz çelik dekapaj pasivasyon önlemleri
5.1 Asitleme pasivasyonunun ön işlemi
Paslanmaz çelik iş parçası pasivasyon pasivasyonu öncesi yüzey kir vb., mekanik temizlik ile temizlenmeli ve ardından yağ giderme işlemi yapılmalıdır. Asitleme solüsyonu ve pasivasyon solüsyonu gresi gideremezse, yüzeyde gres bulunması asitleme pasivasyonunun kalitesini etkileyecektir, bu nedenle yağ giderme ve yağ giderme ihmal edilemez, alkali, emülgatör, organik çözücüler ve buhar vb.
5.2 Asitleme solüsyonu ve durulama suyu Cl- kontrolü
Bazı paslanmaz çelik asitleme solüsyonu veya asitleme macunu, hidroklorik asit, perklorik asit, ferrik klorür ve sodyum klorür ve ana madde olarak klorür iyonları veya yüzey oksit tabakasını çıkarmak için katkı maddeleri içeren diğer agresif ortamların yanı sıra trikloretilen ile gres ve Klor içeren diğer organik solventler, stresten kaynaklanan korozyon kırılmalarının önlenmesi için pek uygun değildir. Ek olarak, ilk durulama suyu endüstriyel su için kullanılabilir, ancak son temizleme suyu katı halojenür içeriği kontrolü gerektirir. Genellikle deiyonize su kullanın. Su basıncı test suyu için petrokimyasal östenitik paslanmaz çelik basınçlı kap gibi, kontrol C1 içeriği 25mg / L'yi geçmez, bu gereksinimi karşılayamama gibi, gereksinimleri karşılamak için sodyum nitrat işlemine su eklenebilir , C1 içeriği standardı aşıyor, paslanmaz çeliğin pasivasyon filmini yok edecek, oyuklaşma, çatlak korozyonu, gerilimli korozyon kopması vb.'nin temel nedenidir.
5.3 Proses kontrolünde dekapaj pasivasyon işlemi
Serbest demir ve diğer metal kirlerinin çıkarılması için tek başına nitrik asit çözeltisi etkilidir, ancak demir oksit, kalın korozyon ürünleri, tavlama filmi vb. , HF yerine kullanılabilir florür. HNO3 çözeltisi tek başına korozyon inhibitörü ekleyemez, ancak HNO3 + HF asitleme, Lan-3 eklemeniz gerekir. HNO826 + HF asitleme kullanın, korozyonu önlemek için konsantrasyon 3:5 oranında tutulmalıdır. Sıcaklık 1°C'den düşük olmalıdır, eğer çok yüksekse, HF buharlaşacaktır.
Pasivasyon solüsyonu için HNO3 %20 ile %50 arasında kontrol edilmelidir. Elektrokimyasal teste göre, HNO3 konsantrasyonu %20'den az olan pasivasyon filminin kalitesi kararsızdır ve çukur oluşturması kolaydır, ancak aşırı pasivasyonu önlemek için HNO3 konsantrasyonu %50'den fazla olmamalıdır.
Asitleme pasivasyonunun tek adımlı yağdan arındırma işlemi, çalıştırılması ve adam-saatten tasarruf edilmesine rağmen, ancak asitleme pasivasyon solüsyonunun (macun) agresif HF'si olacaktır, bu nedenle nihai koruyucu film kalitesi, çok adımlı yöntem kadar iyi değildir.
Asitleme işlemi sırasında asit konsantrasyonu, sıcaklık ve temas süresi belirli bir aralıkta ayarlanabilir. Dekapaj solüsyonu kullanım süresinin artmasıyla birlikte asit konsantrasyonu ve metal iyonu konsantrasyonunun değişimine dikkat edilmelidir. Aşırı dekapajdan kaçınmaya özen gösterilmeli ve titanyum iyon konsantrasyonu %2'den az olmalıdır, aksi halde ciddi oyuklaşmaya neden olur. Genel olarak, dekapaj sıcaklığının iyileştirilmesi temizleme etkisini hızlandıracak ve iyileştirecektir ancak aynı zamanda yüzey kontaminasyonu veya hasar riskini de artırabilir.
5.4 Asitleme kontrolünün paslanmaz çelik hassaslaştırma koşulları
Bazı paslanmaz çelikler, zayıf ısıl işlemden veya hassaslaştırmadan kaynaklanan kaynak nedeniyle, HNO3 + HF dekapajı kullanılarak, işlem sırasında veya temizleme sırasında veya sonraki işlemlerde taneler arası korozyon çatlaklarının neden olduğu taneler arası korozyon üretebilir, halojenürü konsantre edebilir ve gerilimli korozyona neden olabilir. Bu hassaslaştırılmış paslanmaz çelik, genellikle HNO3 + HF çözeltisi ile tufal giderme veya dekapaj için uygun değildir. Bu gibi kaynak işlemlerinden sonra asitleme yapılmalı, ultra düşük karbonlu veya stabilize paslanmaz çelik kullanılmalıdır.
5.5 Asitlemenin paslanmaz çelik ve karbon çeliği kombinasyonu
Paslanmaz çelik ve karbon çeliği kombinasyon parçaları (paslanmaz çelik borulardaki ısı eşanjörleri, plakalar ve karbon çeliği kabuk gibi), HNO3 veya HNO3 + HF kullanımı karbon çeliği ciddi şekilde aşındıracaksa asitle pasivasyon, uygun korozyon inhibitörü eklenmesi gerektiğinde Lan-826 olarak. paslanmaz çelik ve karbon çeliği kombinasyon parçaları hassaslaştırılmış durumdayken, HNO3 + HF asitleme kullanılamaz, hidroksiasetik asit (%2) + formik asit (%2) + korozyon önleyici, sıcaklık 93 ℃, süre 6 saat veya EDTA kullanılabilir amonyum bazlı nötr çözelti + korozyon inhibitörü, sıcaklık: 121 ℃, süre: 6 saat, ardından sıcak suyla durulama ve 10 mg / L amonyum hidroksit + 100 mg / L hidrazin içine daldırma.
5.6 Dekapaj pasivasyonunun son işlemi
Asitleme ve su ile durulama ile paslanmaz çelik iş parçası, %10 (kütle oranı) NaOH + %4 (kütle oranı) ile mevcuttur. su ve kurutulmuş. Lekelerin veya lekelerin ortaya çıkmasından sonra paslanmaz çelik yüzey dekapaj pasivasyonu, mevcut taze pasivasyon solüsyonu veya daha yüksek konsantrasyonda nitrik asit temizleme ve yok etme. Paslanmaz çelik ekipmanın veya parçaların son asitleme ve pasivasyonu, metalik olmayan yabancı metal ile teması önlemek için korumaya, mevcut polietilen film kaplamasına veya sargısına dikkat etmelidir.
Asidik ve pasivasyon atık sıvısının işlenmesi, ulusal çevre koruma emisyon düzenlemelerine uygun olmalıdır. Florlu atık su gibi, kireç sütü veya kalsiyum klorür ile arıtılabilir. Pasivasyon çözeltisi, krom içeren atık su gibi dikromat olmadan mümkün olduğunca demir sülfat indirgeme işlemi ekleyebilir.
Dekapaj, oksijene ısıl işlem (200 ℃ tutma süresine kadar ısıtılmış) ihtiyacı gibi, martensitik paslanmaz çeliğin hidrojen gevrekleşmesine neden olabilir.
6. Paslanmaz çelik dekapaj pasivasyon kalite denetimi
Kimyasal test, genellikle inceleme için numunede bulunan ürünün pasivasyon filmini yok edeceğinden. Yöntem örnekleri aşağıdaki gibidir.
(1) bakır sülfat titrasyon testi
Numune plakasının yüzeyine 8gCuS04 + 500mLH20 + 2 ~ 3mLH2S04 çözeltisi damlatarak, nitelikli için 6 dakika bakır çökelmesi olmaması gibi ıslak durumu koruyun.
(2) potasyum perteknetatın titrasyon testi
2mLHCl+1mLH2S04+1gK3Fe(CN)6+97mLH20 çözeltisinin kullanılması, üretilen mavi noktaların sayısı ve pasivasyon filminin kalitesini belirlemek için sürenin uzunluğu aracılığıyla numune plakasının yüzeyine damlar.
Sonuç:
Bu makale esas olarak paslanmaz çelik dekapaj pasivasyon işlemini, kullanımını açıklar: paslanmaz çeliğin kapsamlı bir dekapaj pasivasyonu, her türlü yağı, pas, oksit cildi, kaynak lekelerini ve diğer kirleri çıkarın, yüzey işlemden sonra tek tip gümüş-beyaz olur, büyük ölçüde Çeşitli paslanmaz çelik parçalar, plakalar ve bunların ekipmanlarına uygulanabilen paslanmaz çeliğin korozyon direncinin iyileştirilmesi. Özellikler basit kullanım, kullanımı kolay, ekonomik ve pratiktir, metalin aşırı korozyona uğramasını ve hidrojen kırılganlığı fenomenini önlemek için yüksek verimli korozyon önleyici, sis önleyici eklerken asit sisi oluşumunu engeller. Özellikle macun uygulamasına uygun olmayan küçük ve karmaşık iş parçaları için uygundur ve piyasadaki benzer ürünlere göre daha iyidir.
