不銹鋼管酸洗酸池溶液的配制
發(fā)布時(shí)間：2019.06.15 新聞來源：不銹鋼酸洗鈍化液-不銹鋼酸洗鈍化膏-天長市俊武不銹鋼表面處理材料廠 瀏覽次數(shù)：
利用酸溶液去除鋼鐵表面上的氧化皮和銹蝕物的方法稱為酸洗。是清潔金屬表面的一種方法。通常與預(yù)膜（pre-passivating treatment）一起進(jìn)行。
一般將制件浸入硫酸等的水溶液，以除去金屬表面的氧化物等薄膜。是電鍍、搪瓷、軋制等工藝的前處理或中間處理。
利用酸溶液去除鋼鐵表面上的氧化皮和銹蝕物的方法稱為酸洗。是清潔金屬表面的一種方法。通常與預(yù)膜（pre-passivating treatment）一起進(jìn)行。
一般將制件浸入硫酸等的水溶液，以除去金屬表面的氧化物等薄膜。是電鍍、搪瓷、軋制等工藝的前處理或中間處理。
原理
氧化皮、鐵銹等鐵的氧化物(Fe3O4，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)eO等)與酸溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成鹽類溶于酸溶液中而被除去。
常用酸
酸洗用酸有硫酸、鹽酸、磷酸、硝酸、鉻酸、氫氟酸和混合酸等。***常用的是硫酸和鹽酸。
酸洗工藝主要有浸漬酸洗法、噴射酸洗法和酸膏除銹法。一般多用浸漬酸洗法，大批量生產(chǎn)中可采用噴射法。
市面上出售的工業(yè)濃硫酸通常含H2SO475%~97% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，也可以選用褐色工業(yè)硫酸溶液，它含H2SO475%~78%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
注意事項(xiàng)
鋼鐵零件一般在10%～20%(體積)硫酸溶液中酸洗，溫度為40℃。當(dāng)溶液中含鐵量超過80g/L，硫酸亞鐵超過215g/L時(shí)，應(yīng)更換酸洗液。常溫下，用20%～80%(體積)的鹽酸溶液對鋼鐵進(jìn)行酸洗，不易發(fā)生過腐蝕和氫脆現(xiàn)象。由于酸對金屬的腐蝕作用很大，需要添加緩蝕劑。清洗后金屬表面成銀白色，同時(shí)鈍化表面，提高不銹鋼抗腐蝕能力。采用濃度為5%~20%的硫酸水溶液，清除工件表面氧化皮和粘附鹽類的工藝稱為硫酸酸洗法。
為了消除硅藻土載體表面吸附，減少色譜峰拖尾，載體在使用前需進(jìn)行酸洗或堿洗處理。酸洗是把載體用6mol/L鹽酸浸煮2h或濃鹽酸加熱浸煮30min，過濾，用水洗至中性，烘干。酸洗可除去表面上的鐵、鋁、鈣、鎂等雜質(zhì)，但不能除去硅醇基。酸洗載體適宜于分析酸性樣品。
快洗工藝
現(xiàn)階段采用的酸洗工藝除去不銹鋼表面厚氧化皮，使用溫度高，酸洗時(shí)間長，導(dǎo)致加工成本居高不下；而常溫除氧化皮工藝對除去薄氧化皮效果好，對厚氧化皮效果不理想，特別是焊接處黑渣基本上除不掉 。針對這種情況，筆者在總結(jié)不銹鋼前處理成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用兩步酸洗綜合處理技術(shù)，研究成功了不銹鋼常溫快速酸洗工藝。該工藝常溫下能快速去除不銹鋼表面厚氧化皮，特別是對焊接處黑皮及夾雜物去除效果好，酸洗處理后表面潔凈光亮，不易失光褪色，不泛黃。
第一步
酸洗工藝
第一步酸洗的主要目的是除去焊接處和焊縫的黑皮和夾雜物及部分氧化皮，經(jīng)優(yōu)化篩選，確定的工藝規(guī)范如下：
鹽酸 300 mL/L
酸 60 mL/L
雙氧水 120 mL/L
穩(wěn)定劑 80 mL/L
表面活性劑 2 mL/L
θ 室溫
t 1～2 min
第二步
酸洗工藝
第一步酸洗處理后不能******除盡氧化膜，表面附著一層灰色膜，光澤較差，須***經(jīng)過第二步酸洗，除去表面灰色膜，使其達(dá)到近似鏡面光亮，經(jīng)優(yōu)化篩選實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用如下工藝規(guī)范：
氫氟酸 300 mL/L
硫酸 200 mL/L
雙氧水 240 mL/L
雙氧水穩(wěn)定劑 80 mL/L
酸洗緩蝕劑 0.5 g/L
表面活性劑 2 mL/L
θ 室溫
t 2～3 min
清除水垢
水垢形成
水垢是一種或多種化合物的混合物成垢物包括鈣鎂碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽及鐵的氧化物等。常見的是碳酸鹽，由于鈣鎂的碳酸鹽溶解度很小，水中的鈣鎂大部分以碳酸氫鹽的形式存在，碳酸氫鹽與碳酸鹽、二氧化碳才在如下平衡關(guān)系：
Ca(HCO3)2 ===CaCO3+CO2↑+H2O
Mg(HCO3)2 ===MgCO3+CO2↑+H2O
除垢機(jī)理
由于溫度或者其他因素使方程式向右邊移動，生成碳酸鹽結(jié)垢。為了除掉水垢，工業(yè)上常用鹽酸、硫酸、磷酸清除水垢。其反應(yīng)機(jī)理如下（以HCL和HNO3為例）：
Ca(HCO3)2 +2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O
Mg(HCO3) 2+2HCl→MgCl2+CO2↑+H2O
Ca(HCO3)2 +2HNO3→Ca(NO3) 2+CO2↑+H2O
Mg(HCO3) 2+2HNO3→Mg(NO3) 2+CO2↑+H2O
在除垢的同時(shí)也除了鐵銹，反應(yīng)機(jī)理如下（以鹽酸為例）：
FeO+2HCl→FeCl2+H2O
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O
Fe3O4+8HCl→2FeCl3+FeCl2+4H2O
生成的氯化亞鐵和三氯化鐵能溶于溶液中。與此同時(shí)，酸溶液還會與鋼鐵基體發(fā)生如下反應(yīng)：
FeO+2HCl→FeCl2+2[H]
2[H]→H2↑
生成的氫氣對難容的水垢及氫化物起機(jī)械剝離脫落作用，有利于除垢。但原子氫滲入金屬基體也有腐蝕作用。
在清洗除垢工程中，由于酸與垢反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，難容的硫酸鹽水垢和硅垢等隨著大量碳酸鹽水垢被溶解后而變成松散的殘?jiān)詣用撀浠蛴蓻_刷氣動沖掉，同時(shí)把難溶的鈣鎂鹽自動脫落沖掉。
一般將制件浸入硫酸等的水溶液，以除去金屬表面的氧化物等薄膜。是電鍍、搪瓷、軋制等工藝的前處理或中間處理。
利用酸溶液去除鋼鐵表面上的氧化皮和銹蝕物的方法稱為酸洗。是清潔金屬表面的一種方法。通常與預(yù)膜（pre-passivating treatment）一起進(jìn)行。
一般將制件浸入硫酸等的水溶液，以除去金屬表面的氧化物等薄膜。是電鍍、搪瓷、軋制等工藝的前處理或中間處理。
原理
氧化皮、鐵銹等鐵的氧化物(Fe3O4，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)eO等)與酸溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成鹽類溶于酸溶液中而被除去。
常用酸
酸洗用酸有硫酸、鹽酸、磷酸、硝酸、鉻酸、氫氟酸和混合酸等。***常用的是硫酸和鹽酸。
酸洗工藝主要有浸漬酸洗法、噴射酸洗法和酸膏除銹法。一般多用浸漬酸洗法，大批量生產(chǎn)中可采用噴射法。
市面上出售的工業(yè)濃硫酸通常含H2SO475%~97% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，也可以選用褐色工業(yè)硫酸溶液，它含H2SO475%~78%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
注意事項(xiàng)
鋼鐵零件一般在10%～20%(體積)硫酸溶液中酸洗，溫度為40℃。當(dāng)溶液中含鐵量超過80g/L，硫酸亞鐵超過215g/L時(shí)，應(yīng)更換酸洗液。常溫下，用20%～80%(體積)的鹽酸溶液對鋼鐵進(jìn)行酸洗，不易發(fā)生過腐蝕和氫脆現(xiàn)象。由于酸對金屬的腐蝕作用很大，需要添加緩蝕劑。清洗后金屬表面成銀白色，同時(shí)鈍化表面，提高不銹鋼抗腐蝕能力。采用濃度為5%~20%的硫酸水溶液，清除工件表面氧化皮和粘附鹽類的工藝稱為硫酸酸洗法。
為了消除硅藻土載體表面吸附，減少色譜峰拖尾，載體在使用前需進(jìn)行酸洗或堿洗處理。酸洗是把載體用6mol/L鹽酸浸煮2h或濃鹽酸加熱浸煮30min，過濾，用水洗至中性，烘干。酸洗可除去表面上的鐵、鋁、鈣、鎂等雜質(zhì)，但不能除去硅醇基。酸洗載體適宜于分析酸性樣品。
快洗工藝
現(xiàn)階段采用的酸洗工藝除去不銹鋼表面厚氧化皮，使用溫度高，酸洗時(shí)間長，導(dǎo)致加工成本居高不下；而常溫除氧化皮工藝對除去薄氧化皮效果好，對厚氧化皮效果不理想，特別是焊接處黑渣基本上除不掉 。針對這種情況，筆者在總結(jié)不銹鋼前處理成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用兩步酸洗綜合處理技術(shù)，研究成功了不銹鋼常溫快速酸洗工藝。該工藝常溫下能快速去除不銹鋼表面厚氧化皮，特別是對焊接處黑皮及夾雜物去除效果好，酸洗處理后表面潔凈光亮，不易失光褪色，不泛黃。
第一步
酸洗工藝
第一步酸洗的主要目的是除去焊接處和焊縫的黑皮和夾雜物及部分氧化皮，經(jīng)優(yōu)化篩選，確定的工藝規(guī)范如下：
鹽酸 300 mL/L
酸 60 mL/L
雙氧水 120 mL/L
穩(wěn)定劑 80 mL/L
表面活性劑 2 mL/L
θ 室溫
t 1～2 min
第二步
酸洗工藝
第一步酸洗處理后不能******除盡氧化膜，表面附著一層灰色膜，光澤較差，須***經(jīng)過第二步酸洗，除去表面灰色膜，使其達(dá)到近似鏡面光亮，經(jīng)優(yōu)化篩選實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用如下工藝規(guī)范：
氫氟酸 300 mL/L
硫酸 200 mL/L
雙氧水 240 mL/L
雙氧水穩(wěn)定劑 80 mL/L
酸洗緩蝕劑 0.5 g/L
表面活性劑 2 mL/L
θ 室溫
t 2～3 min
清除水垢
水垢形成
水垢是一種或多種化合物的混合物成垢物包括鈣鎂碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽及鐵的氧化物等。常見的是碳酸鹽，由于鈣鎂的碳酸鹽溶解度很小，水中的鈣鎂大部分以碳酸氫鹽的形式存在，碳酸氫鹽與碳酸鹽、二氧化碳才在如下平衡關(guān)系：
Ca(HCO3)2 ===CaCO3+CO2↑+H2O
Mg(HCO3)2 ===MgCO3+CO2↑+H2O
除垢機(jī)理
由于溫度或者其他因素使方程式向右邊移動，生成碳酸鹽結(jié)垢。為了除掉水垢，工業(yè)上常用鹽酸、硫酸、磷酸清除水垢。其反應(yīng)機(jī)理如下（以HCL和HNO3為例）：
Ca(HCO3)2 +2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O
Mg(HCO3) 2+2HCl→MgCl2+CO2↑+H2O
Ca(HCO3)2 +2HNO3→Ca(NO3) 2+CO2↑+H2O
Mg(HCO3) 2+2HNO3→Mg(NO3) 2+CO2↑+H2O
在除垢的同時(shí)也除了鐵銹，反應(yīng)機(jī)理如下（以鹽酸為例）：
FeO+2HCl→FeCl2+H2O
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O
Fe3O4+8HCl→2FeCl3+FeCl2+4H2O
生成的氯化亞鐵和三氯化鐵能溶于溶液中。與此同時(shí)，酸溶液還會與鋼鐵基體發(fā)生如下反應(yīng)：
FeO+2HCl→FeCl2+2[H]
2[H]→H2↑
生成的氫氣對難容的水垢及氫化物起機(jī)械剝離脫落作用，有利于除垢。但原子氫滲入金屬基體也有腐蝕作用。
在清洗除垢工程中，由于酸與垢反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，難容的硫酸鹽水垢和硅垢等隨著大量碳酸鹽水垢被溶解后而變成松散的殘?jiān)詣用撀浠蛴蓻_刷氣動沖掉，同時(shí)把難溶的鈣鎂鹽自動脫落沖掉。
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