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不锈钢酸洗钝化的质量控制2015-7-15ƒ目录页„CONTENTPAGEPAGE2PAGE2第三部分第三部分酸洗钝化材料概述第一部分第一部分问题汇总第二部分第二部分第四部分第四部分质量控制第五部分第五部分经验反馈ƒ过渡页„TRANSITIONPAGE第一部分材料概述PAGE4PAGE4通俗地说，不锈钢（StainlessSteel）就是不容易生锈的钢，它是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质（酸、碱、盐等化学浸蚀）腐蚀的钢种称为耐酸钢。不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低，因此，大多数不锈钢的含碳量均较低，最大不超过1.2%，有些钢的ωc（含碳量）甚至低于0.03%（如00Cr12）。不锈钢中的主要合金元素是Cr（铬），只有当Cr含量达到一定值时，钢才有耐蚀性。因此，不锈钢一般Cr（铬）含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等；其中沉淀硬化型不锈钢，具有很好的成形性能和良好的焊接性，可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中应用。按成分可分为Cr系（400系列）、Cr－Ni系（300系列）、Cr－Mn－Ni（200系列）、耐热铬合金钢（500系列）及析出硬化系（600系列）。1.1基本概念PAGE5PAGE51.2常见各国不锈钢牌号对照表序号种类中国(GB)前苏联(TOCT)德国(DIN)法国(NF)日本(JIS)美国AISI/ASTM英国(BS)国际(ISO)1奥氏体不锈钢1Cr18Mn8Ni5N12X17T9AH4X8CrMnNi189Z15CNM19.08SUS202202284S16A-321Cr17Ni709X17H7ЮX12CrNi17.7Z12CN17.07SUS301301301S211431Cr18Ni912X18H9X12CrNi18.8Z10CN18.09SUS302302302S251240Cr18Ni908X18H10X5CrNi18.9Z6CN18.09SUS304304304S1511500Cr19Ni1003X18H11X2CrNi18.9Z2CN18.09SUS304L304L304S121070Cr17Ni12Mo208X17H13M2TX5CrNiMo18.10Z6CND17.12SUS316316316S1620,20a800Cr17Ni14Mo203X17H14M2X2CrNiMo18.10Z2CND17.12SUS316L316L316S1219,19a110Cr18Ni10Ti08X18H10TX10CrNiTi18.9Z6CNT18.11SUS321321321S121513双相不锈钢0Cr26Ni5Mo208X21H6M2TX8CrNiMo275—SUS329J1329——14铁素体不锈钢0Cr13A11X12CЮX7CrAl13Z6CA13SUS405405405S172151Cr1712X7X8Cr17Z8C17SUS430430430S15816Y1Cr17—X12CrMoS17Z10CF17SUS430F430F—8a171Cr17Mo—X6CrMo17Z8CD17.01SUS434434434S179c19马氏体不锈钢1Cr1312X13X10Cr13Z12C13SUS410410410S213202Cr1320X13X20Cr13Z20C13SUS420J1420420S374231Cr17Ni214X17H2X22CrNi17Z15CN16-02SUS431431431S299247Cr17—X40CrMo15Z45CSD10SUS440A440A——2511Cr17—X105CrMo17Z100CD17SUS440C440C—A-1626沉淀硬化不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb—X5CrNiCuNb17.4Z6CNU17.04SUS630630—1270Cr17Ni7A109X17H7Ю1X7CrNiAl17.7Z8CNA17.7SUS631631—2280Cr15Ni7Mo2A1—X7CrNiMoA15.7Z8CND15.7—632—3PAGE6PAGE6GB1220-07不锈钢棒（I级）GB4241-06不锈钢焊接盘条（H级）GB4356-02不锈钢焊接盘条（I级）GB1270-80不锈钢管材（I级）GB12771-08不锈钢焊管（Y级）GB3280-07不锈钢冷板（I级）GB4237-07不锈钢热板（I级）GB4239-91不锈钢冷带（I级）注释：Y级：国际先进水平I级：国际一般水平H级：国内先进水平1.3相关不锈钢国家标准ƒ过渡页„TRANSITIONPAGE第二部分问题汇总PAGE8PAGE82.1不锈钢腐蚀u裸露在腐蚀环境中的金属表面发生电化反应或化学反应，均会受到腐蚀。不锈钢表面钝化膜之中耐腐蚀能力弱的部位，由于自激反应而形成点蚀反应，生成小孔，再加上有氯离子接近，形成很强的腐蚀性溶液，加速腐蚀反应的速度。还有不锈钢内部的晶间腐蚀开裂，所有这些，对不锈钢表面的钝化膜都发生破坏作用。因此，对不锈钢表面必须进行定期的清洁保养，以保持其华丽的表面及延长使用寿命。清洗不锈钢表面时必须注意不发生表面划伤现象，避免使用漂白成分以及研磨剂的洗涤液，钢丝球、研磨工具等，为除掉洗涤液，洗涤完成后再用洁净水冲洗表面。u不锈钢是靠其表面形成的一层极薄而又坚固细密的稳定的富铬氧化膜(防护膜)防止氧原子继续渗入继续氧化，而获得抗锈蚀能力。一旦这种薄膜受到不断的破坏，空气或液体中的氧原子就会不断地析离出来，形成疏松的氧化铁，金属表面也就受到不断的锈蚀。u国内很多厂家出于成本考虑，在不锈钢中降低了铬、镍，增加了锰的含量。专家认为，不锈钢之所以能不锈，就是因为有铬和镍的存在，降低这两种成分的含量会降低防锈性能。PAGE9PAGE92.2制造及使用不当u没有经过固溶处理合金元素没有溶入基体，致使基体组织合金含量低，抗蚀性能差。u氯离子广泛存在，比如食盐/汗迹/海水/海风/土壤等等。不锈钢在氯离子存在下的环境中，腐蚀很快，甚至超过普通的低碳钢。所以对不锈钢的使用环境有要求，而且需要经常擦拭，除去灰尘，保持清洁干燥。（这样就可以给他定个“使用不当”。）美国有一个例子：某企业用一橡木容器盛装某含氯离子的溶液，该容器已使用近百余年，上个世纪九十年代计划更换，因橡木材料不够现代，采用不锈钢更换后16天容器因腐蚀泄漏。u焊接缺陷如：咬边、未焊透、密集气孔和裂纹不仅降低接头的牢固性，而且还会成为缝隙腐蚀的腐蚀源。改善这种结果进行清理操作时，它们还会夹带固体颗粒。这些缺陷可通过重新焊接或修磨后重焊进行修补。PAGE10PAGE102.3天生的晶间腐蚀u这种不含钛和铌的材料有晶间腐蚀的倾向。加入钛和铌，再配以稳定处理，可以减少晶间腐蚀。在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能，使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-8铬镍钢等高合金钢。从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。用于需要焊接的场合，较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀。PAGE11PAGE112.4.1表面污染u在有粉尘的场地进行制造时，空气中常带有许多粉尘，它们不断地落在设备表面。它们可以用水或碱性溶液去除掉。不过，有附着力的尘垢需要高压水或蒸气进行清理。u浮铁粉或嵌入的铁在任何表面上，游离铁都会生锈并使不锈钢产生腐蚀。因此，必须清除。有些粘着力很强，必须按嵌入的铁处理。除粉尘外，表面铁的来源很多，其中包括用普通碳钢钢丝刷清理和用以前在普碳钢，低合金钢或铸铁件上使用过的砂子、玻璃珠或其它磨料进行喷丸处理，或在不锈钢部件及设备附近对前面提到的非不锈钢制品进行修磨。在下料或吊过过程中如果不对不锈钢采取保护措施，钢丝绳、吊具和工作台面上的铁很容易嵌入或玷污表面。PAGE12PAGE122.4.2表面污染u油和油脂。有机物质如油、油脂甚至指印都会成为局部腐蚀的腐蚀源。由于这些物质能起屏障作用，它们会影响化学和电化学清理效果，因而必须彻底清理掉。u残余粘合剂。撕掉胶带和保护纸时，粘合剂总有一部分残留在不锈钢表面。如果粘全剂还没硬，可以用有机熔剂去除。但是，当曝露在光或空气中时，粘全剂变硬，形成缝隙腐蚀的腐蚀源。然后需要用细磨料进行机械清理。u油漆笔印。这些污染物的影响与油和油脂的影响相似。建议用干净的刷子和干净的水或碱性清洗剂进行洗涤，也可以使用高压水或蒸汽冲洗。在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。ƒ过渡页„TRANSITIONPAGE第三部分酸洗钝化PAGE14PAGE143.1概述不锈钢零部件在制造过程中，经过运输、划线、下料、成型、焊接、检验、试验、标识和包装等，稍不注意，都可能在零部件表面留下划伤、划痕、污渍、印痕、锈蚀等。使零部件抗腐蚀性能降低，直接影响使用寿命。为提高不锈钢零部件抗腐蚀能力，延长产品使用寿命，因此对不锈钢零部件需进行酸洗、钝化处理，控制零部件表面质量。Ø适用标准uRCC-M2000+2002补遗F6534除氧化皮、酸洗、去污染和钝化的专项要求。uASTM_A380-2006不锈钢零件、设备和系统的清洗、除锈和钝化标准规程。Ø技术规范uSAX40000110DNSB44DS/A核岛机械设备制造期间清洁技术要求PAGE15PAGE153.2清洗工艺Ø化学清洗工艺Ø下列零件不得进行酸洗u淬硬钢或氮化后的奥氏体不锈钢或经淬火-回火的马氏体钢零件；u耐磨堆焊的零件；u不满足MC1000中规定的晶间腐蚀试验要求的奥氏体不锈钢零件；u带孔洞或有不可接近区域的零件（如这些零件必须酸洗，则应在除油后、清洗前浸于水中，以避免酸洗液呈浓缩形式存在）。PAGE16PAGE163.3预处理Ø机械去除氧化皮机械去除零部件氧化皮的优点是不会产生可导致锈斑、晶间腐蚀或氢脆的物理条件。这是可供敏化后的奥氏体不锈钢和经淬火-回火后的马氏体不锈钢工件去除氧化皮的唯一可行方法。Ø除油的专项要求u禁止使用含氢氧化钠或氢氧化钾的制品为零件除油。然而，溶液不易滞留以及除油后立即进行酸洗和冲洗的表面，除油时允许使用的钠基或钾基制品。u零件耐腐蚀表面和清洁度等级为A、B的设备表面，不得用含卤素制品除油。u对于容易滞留溶液的零件表面（特别是在有局部装配件的设备），或对于除油后不作酸洗的设备表面，禁止使用碳酸钠或碳酸钾除油。u带有孔洞的零件表面只能用异丙醇、再蒸镏乙醇、丙酮或经证明对该表面无害的其它制品除油。u零件以碱性溶液或洗涤剂除油时，应该随后用清水（若用磷酸三钠除油，使用不低于60℃的热水）进行冲洗并干燥。u对于因使用脂肪烃之类有机溶剂而在零件表面产生的残留薄膜，应该用异丙醇、乙醇或丙酮予以清除。PAGE17PAGE173.4酸洗Ø200和300系列、Cr含量≥16%的400系列、沉淀硬化合金的酸洗溶液参考配方：硝酸（70%HNO3）：6％～25％；氢氟酸（HF）：0.5％～8％水：其余部分；温度：21～60℃；浸泡时间：按需要。Ø所有易切削合金、马氏体时效硬化合金、Cr含量＜16%的400系列的酸洗溶液参考配方：硝酸（70%HNO3）