오스테 나이트 계 스테인레스 스틸은 내식성, 고온 내 산화성, 저온 성능 및 우수한 기계 및 R 에너지 생성성이 우수합니다. 따라서 화학, 석유, 전기, 핵공학, 항공우주, 해양, 의약, 경공업, 방직 등에 광범위하게 적용된다. 주된 목적은 부식과 녹을 방지하는 것이다. 스테인레스 강의 내식성은 주로 표면 패시베이션 막에 달려 있습니다. 만약 막이 불완전하거나 결함이 있다면, 스테인리스강은 여전히 부식될 것이다. 공사에서 보통 산세와 둔화를 하여 스테인리스강의 부식성을 더욱 크게 발휘한다. 스테인리스강 장비 및 부품의 성형, 조립, 용접, 용접 검사 (예: 탐상, 시험 압력) 및 시공 표시 과정에서 표면 기름, 녹, 비금속 먼지, 저융점 금속 오염 물질, 페인트, 용접 찌꺼기 및 스플래시 물질을 가져와 스테인리스강 장비 및 부품의 표면 품질에 영향을 주고 표면의 산화막을 파괴합니다.
스테인리스강 표면의 세척, 산세, 둔화는 내식성을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 제품 오염을 방지하고 아름다운 외관을 얻을 수 있다. GBl50- 1998' 강철 압력 용기' 에서는' 부식 방지 요구 사항이 있는 스테인리스강과 복합강판으로 만든 용기 표면은 산세 둔화를 해야 한다' 고 규정하고 있다. 이 규정은 석유화학업계에서 사용하는 압력 용기입니다. 이러한 장비는 부식성 미디어에 직접 접촉할 때 사용되며, 내식성을 보장하는 관점에서 산세 둔화를 제기하는 것이 필요하기 때문입니다. 다른 공업 부문의 경우 방부 목적이 아니라 청결미관의 요구에 따라 스테인리스강 소재는 산세 둔화가 필요하지 않다. 그러나 스테인리스강 설비의 용접은 산세 둔화가 필요하다. 핵공사, 일부 화학공장 등 엄격한 응용의 경우, 산세 둔화 외에 고순매체를 사용하여 최종 정밀 세척이나 기계, 화학, 전해 마감을 해야 한다.
스테인레스 스틸 산 세척 패시베이션 원리
스테인리스강의 내식성은 주로 표면이 매우 얇은 (약 1nm) 촘촘한 둔화막으로 덮여 있어 스테인리스강을 보호하는 기본 장벽이다. 스테인리스강 둔화는 동적 특성을 가지고 있어 부식의 완전 중지로 간주해서는 안 되며, 양극반응 속도를 크게 낮추는 확산 차단층이다. 일반적으로, 복원제 (예: 염소 이온) 가 존재할 때는 쉽게 파괴되고, 산화제 (예: 공기) 가 존재할 때는 막이 유지되거나 수리될 수 있다.
스테인리스강 가공소재를 공기 중에 배치하면 산화막이 형성되지만, 이 층의 보호는 완벽하지 않다. 일반적으로 산화제로 둔화하기 전에, 둔화막의 무결성과 안정성을 보장하기 위해 알칼리 세척과 산세탁을 포함한 철저한 세척이 필요하다. 산세의 목적 중 하나는 패시베이션 처리를 위한 유리한 조건을 만들어 고품질의 패시베이션 막을 형성하는 것이다. 평균 두께가 10μm 인 스테인리스강 표면이 산세에 의해 부식되고, 산액의 화학적 활성으로 인해 결함 부분의 용해 속도가 표면의 다른 부분보다 빠르기 때문에 산세는 전체 표면을 균일하고 균형 있게 만들 수 있으며, 부식을 일으키기 쉬운 일부 위험들은 제거된다. 하지만 더 중요한 것은 산세 둔화를 통해 철과 철의 산화물이 크롬과 크롬의 산화물보다 먼저 용해되고, 빈크롬층이 제거되어 스테인리스강 표면의 크롬이 풍부하게 된다는 점이다. 이 크롬이 풍부한 패시베이션 막의 전위는+1.0V (SCE) 에 달하며 귀금속과 가까워져 내식 안정성이 높아진다. 부동화 처리도 막의 성분과 구조에 영향을 주어 녹 방지 성능에 영향을 미친다. 예를 들어, 전기 화학적 수정을 통해 둔화막은 다층 구조를 가질 수 있고, CrO3 또는 Cr2O3 은 차단층에 형성되거나, 유리 산화물 막을 형성하여 스테인리스강이 최대의 내식성을 발휘할 수 있도록 할 수 있습니다.
국내외 학자들은 스테인리스강 둔화막의 형성에 대해 대량의 연구를 하였다. 베이징 과학기술대학이 최근 3 16L 강철 둔화막의 광전자 에너지 스펙트럼 연구를 예로 들어 [1] 을 간략하게 소개한다. 스테인리스강 둔화란 표면이 어떤 이유로 용해되어 물 분자에 흡수되는 것을 말한다. 산화제의 촉매하에 산화물과 수산화물을 형성하여 스테인리스강을 구성하는 Cr, Ni, Mo 원소와 반응하여 결국 안정된 성상막을 형성하여 막의 파괴와 부식을 방지한다. 반응 과정은 다음과 같습니다.
Fe H2O+O *≈[FeOH O *]ad+H ++ e
[feoh o *] 광고 ≈ [FeO o *] 광고+h++e
[FeO o *] 광고+H2O ≈ feooh+o * ten h++e
[FeO o *] 광고 ≈ FeO+o *
Fe ooh+Cr+H2O≈CrOOH+Fe H2O
2 Fe ooh≈fe2o 3+H2O
2 rooh≈cr2o 3+H2O
MO+3FeO+3H2O≈MOO3+3Fe H2O
Ni+FeO+2h2o≈NiO+Fe H2O
여기서 Os 는 둔화 과정의 촉매제를 나타내고, 이이온의 농도를 둔화시키며, ad 는 흡착 중간체를 나타낸다. ) [페이지]
3 16L 패시베이션 막 표면에는 Fe2O3, Fe(OH)3 또는 γ -FeOOH, cr2o 3, CrOOH 또는 Cr(OH)3 및 MO 가 있으며, 패시베이션 막의 주성분은 CrO3 입니다.
스테인레스 스틸 산 세척 패시베이션 방법 및 기술.
3. 1 산세 패시베이션 처리 방법 비교
스테인리스강 장비와 부품의 산세 둔화는 작업에 따라 여러 가지 방법이 있으며 적용 범위와 특징은 표 1 에 나와 있습니다.
표 1 스테인레스 스틸 산세 패시베이션 방법 비교
방법 적용 범위의 장단점
침지 방법은 산세 탱크 또는 패시베이션 슬롯을 넣을 수 있는 부품에 사용되며 대형 장비에는 적용되지 않습니다. 산세제는 장기간 사용할 수 있고, 생산 효율이 높고, 원가가 낮다. 산액으로 가득 찬 대용량 장비는 액체를 너무 많이 소비한다.
브러시법은 대형 설비의 내부 표면과 부분 처리에 적용되며, 작업 조건이 열악하여 산액을 회수할 수 없다.
붙여 넣기 방법은 설치 또는 유지 보수 현장, 특히 용접 부위에서 처리되는 수동 작업에 사용되며 노동 조건이 열악하고 생산 비용이 높습니다.
설치 현장은 스프레이 방법을 채택하여 소모량이 적고, 비용이 저렴하며, 속도가 빠르다는 장점이 있지만, 에어브러쉬와 링 시스템이 필요합니다.
순환법은 열교환 기 및 쉘 처리와 같은 대형 장비를 용이하게 하며, 산 용액은 재사용할 수 있으므로 순환계에서 파이프와 펌프를 연결해야 합니다.
전기화학법은 부품뿐만 아니라 현장 설비의 표면 처리에도 사용할 수 있다. 기술이 복잡하여 DC 전원 또는 전위차계가 필요합니다.
3.2 산세 패시베이션 처리 공식 예
3.2. 1 일반 처리 [2]
ASTM A 380- 1999 에 따르면 300 시리즈 스테인리스강만을 예로 들 수 있습니다.
(1) 산세
HNO 36% ~ 25%+HF 0.5% ~ 8% (볼륨 점수);
온도 21~ 60℃; 필요한 시간
또는 5%- 10% (질량 점수) 구연산 암모늄;
온도 49 ~ 765438 0℃; 시간 10 ~ 60 분.
(2) 패시베이션
HNO 320% ~ 50% (부피 점수);
온도 49 ~ 765438 0℃; 시간 10 ~ 30 분;
또는 온도는 2l-38 ℃입니다. 시간은 30 ~ 60 분;
또는 HNO 320% ~ 50%+Na2Cr207H2022% ~ 6% (질량 점수);
온도는 49-54 ℃입니다. 시간 15 ~ 30 분;
또는 온도는 21~ 38 C 입니다. 시간은 30 ~ 60 분입니다.
(3) 스케일 제거 및 산세
H2SO4 48% ~ 1 1% (볼륨 점수);
온도는 66-82 ℃입니다. 6 인치 사이 5 ~ 45 분;
그리고 HNO 36% ~ 25%+HF 0.5% ~ 8% (볼륨 점수);
온도 21~ 60℃;
또는 HNO 3 15% ~ 25%+HFL%-8% (체적 점수).
페이스트 처리
(1) 광저우 석화회사의 신설 우레아 스테인리스강 설비의 내부 표면 용접과 모재의 둔화 및 수리면 연마 용접의 부분 둔화를 예로 들 수 있습니다 [3].
산세 크림:
25% HNO+4% HF+7L% 응축수 (볼륨 점수) 와 BaSO 를 반죽으로 조정했습니다.
패시베이션 크림:
30% HNO3 또는 25% HNO3+ 1% (질량 점수) K2Cr207 과 BaSO7 을 붙여 넣습니다.
코팅 표면 5 ~ 30 분, 응축수로 pH=7 까지 헹구거나 단일 장치에 과산화수소를 뿌려 화학적 둔화를 일으킵니다.
(2) 상하이 Daming 철 공장의 특허 m 을 예로 들어 보겠습니다.
산세 패시베이션 크림:
HN 038% ~ 14% (둔화제로서);
0% ~ 15% 의 HFL (부식제로 사용);
마그네슘 스테아린산 2.2% ~ 2.7% (증점제로서)
60% ~ 70% 의 질산마그네슘 (충전재로 접착력과 통기성을 높임) [페이지]
폴리인산나트륨 2.3% ~ 2.8%;
물 (점도 조절).
전기화학처리
샤먼 대학 특허 [5] 를 예로 들자면, 보류 중인 스테인리스강 가공소재를 양극으로, 항전위를 제어하여 양극화를 하거나, 먼저 스테인리스강 가공소재를 음극으로, 항전위를 제어하고, 스테인리스강 가공소재를 양극으로, 항전위를 제어하고, 항전위를 제어하며, 항전위를 계속 변경하여 둔화시키고, 전해질은 모두 HN03 을 사용한다. 이런 처리 후에 스테인리스강 둔화막의 성능이 개선되어 내식성이 크게 향상되었다. 점식 임계 전위 (Eb) 는 약 1000mV (3% NaCl 용액 중) 를 높이고, 항균일 부식 성능은 3 단계 (20% ~ 30% H2S 04 용액 중 45 C) 를 높였다.
스테인레스 스틸 산 세척 패시베이션 적용 범위
4. 1 스테인리스강 장비 제조 중 산세 둔화
4. 1. 1 절단 후 세척 및 산세 패시베이션 [6]
스테인리스강 가공소재를 절단한 후 표면에 보통 철분 부스러기, 강철 가루, 냉각 유화액 등의 더러움이 남아 스테인리스강 표면에 얼룩과 녹이 생길 수 있다. 따라서 탈지 탈유유를 한 다음 질산으로 세척하면 철분과 강철가루가 제거되고 둔화된다.
4. 1.2 용접 전후의 세척 및 산세 패시베이션 [7]
그리스는 수소의 원천이기 때문에 그리스를 제거하지 않으면 용접에서 가스가 형성되고, 용융점이 낮은 금속 오염 (예: 아연이 풍부한 페인트) 은 용접 후 균열을 일으킬 수 있습니다. 따라서 스테인리스강 용접을 하기 전에 그루브 및 양면 20mm 이내의 표면을 깨끗이 청소해야 하며, 기름은 아세톤으로 닦고, 페인트녹은 먼저 사포나 스테인리스강 와이어 브러시로 제거한 다음 아세톤으로 닦아야 합니다.
스테인리스강 장비 제조는 어떤 용접 공정을 사용하든 용접 후 세척하여 모든 용접 찌꺼기, 스플래시, 얼룩, 산화색을 제거해야 한다. 청소 방법에는 기계 세척과 화학 세척이 포함됩니다. 기계 세척에는 연마, 연마 및 샌드 블라스팅 등이 포함됩니다. 표면에 녹이 슬지 않도록 탄소강 브러시를 사용하지 마십시오. 최적의 내식성을 얻기 위해 HNO3 과 HF 의 혼합용액에 담그거나 산세 둔화제를 사용할 수 있다. 사실, 4 1 기계 세척은 종종 화학 세척과 결합되어 있다.
4. 1.3 단조 주물 청소 [6]
스테인리스강 가공소재가 단조 주조 등 열가공을 거친 후 표면은 종종 산화피, 윤활제 또는 산화물로 오염되며 오염물에는 흑연, 이황화 몰리브덴, 이산화탄소가 있다. 쇼트 피 이닝, 염욕 처리 및 다 채널 산세 처리를 사용해야합니다. 예를 들어 미국의 스테인레스 스틸 터빈 블레이드는 다음과 같이 처리됩니다.
염욕 (10 분) → 물 담금질 (2.5 분) → 황산 세척 (2 분) → 냉수 세척 (2 분) → 알칼리성 과망간산 염욕 (10 분)
4.2 새로운 단위 시운전 전 산세 및 패시베이션 처리
많은 대형 화공, 화학섬유, 화학비료 등 스테인리스강 설비와 파이프는 생산에 들어가기 전에 모두 산세 둔화를 해야 한다. 설비는 공장에서 이미 산세탁을 하여 용접 찌꺼기와 산화피를 제거했지만 저장, 운송 및 설치 과정에서 불가피하게 기름, 진흙, 녹 등의 오염을 초래할 수 있다. 장치와 설비의 시운전 제품 (특히 화공 중간체와 정제된 제품) 의 품질이 요구에 부합하도록 한 번의 시운전이 성공하도록 하기 위해서는 반드시 산세 둔화를 해야 한다. 예를 들어 H2O2 생산장치의 스테인리스강 설비와 파이프는 생산 전에 깨끗이 씻어야 한다. 그렇지 않으면 먼지 속의 중금속 이온이 촉매제에 중독될 수 있다. 또한 금속 표면에 기름과 유리철이온이 있으면 H2O2 분해를 일으켜 대량의 열을 격렬하게 방출하여 화재나 폭발을 일으킬 수 있다. 마찬가지로, 산소 파이프의 경우, 미량의 기름 오염과 금속 입자의 존재도 불꽃을 일으켜 심각한 결과를 초래할 수 있다.
4.3 산세 패시베이션 처리의 현장 유지 보수
오스테 나이트 계 스테인레스 스틸 3 16L, 3 17, 304L 은 정제 테레프탈산 (PTA), 폴리 비닐 알코올 (PVA), 아크릴, 아세트산 등의 장비 재료에 널리 사용됩니다. 자재에는 Cl-, Br-, SCN-, 포름산 등 유해 이온이 함유되어 있거나 더러움과 재료가 뭉쳐서 장비의 반점이 생길 수 있기 때문이다. 주차 점검을 할 때, 산세탁을 통해 장비나 부품을 전부 또는 부분적으로 둔화시키고, 둔화막을 복구하여 국부 부식이 만연되는 것을 막을 수 있다. 상해석화회사 PTA 장치 건조기의 스테인리스강관과 아크릴 공장의 스테인리스강 열 교환기는 모두 산세 둔화 처리를 거쳤다.
4.4 장비 스케일 제거 및 청소 사용 중
석유화학공장의 스테인리스강 설비, 특히 열교환기는 일정 기간 운행한 후 내벽에 탄산염, 황산염, 규산염, 산화철, 유기물, 촉매제 등의 다양한 때가 쌓여 있다. , 열 전달 효과에 영향을 주어 스케일 부식을 일으킬 수 있습니다. 때를 제거하려면 질산, 질산+불화수소산, 황산, 구연산, EDTA, 수계 세척제 등과 같은 적절한 세척제를 선택해야 한다. , 그리고 적절한 양의 부식 억제제를 추가하십시오. 때를 제거하고 세척한 후, 필요할 때 둔화할 수 있다. 화학 처리, 예를 들어 상해석화회사 PTA, 아세트산, 아크릴 공장의 스테인리스강 열 교환기는 이미 때를 제거하고 세척했다.
스테인레스 스틸 산 세척 패시베이션 고려 사항
5. 1 산세 패시베이션 전처리
스테인리스강 가공소재가 산세 둔화 전 표면에 더러움이 있는 경우 먼저 기계로 세척한 다음 탈지해야 한다. 만약 산세액과 둔화액이 기름을 제거하지 못한다면, 표면지방의 존재는 산세 둔화의 질에 영향을 줄 수 있다. 따라서 탈지는 생략 할 수 없으며 알칼리 용액, 유화제, 유기 용제 및 증기가 가능합니다.
5.2 산세 용액 및 세정수 Cl- 제어
일부 스테인리스강 산세액 또는 산세 크림의 경우 염산, 과염소산, 염화철, 염화나트륨 등 염소 부식 매체를 주요 약제나 첨가제로 사용하여 표면 산화층을 제거하고, 염화 비닐 등 염소 함유 유기용제로 기름을 제거하는 것은 응력 부식 균열을 방지하기에 적합하지 않다. 또 공업수는 초기 세척수로 사용할 수 있지만 최종 세척수의 할로겐화물 함량을 엄격하게 통제한다. 보통 탈 이온수를 사용한다. 석유화학 오스테 나이트 스테인리스강 압력 용기 수압 실험용수 중 C 1- 의 함량은 25mg/L 이하로 조절해야 하며, 이 요구 사항을 충족하지 못하면 질산나트륨을 물에 넣어 요구 사항을 충족시킬 수 있다. C 1- 함량이 초과되면 스테인리스강의 둔화막이 파괴된다. 이는 점식, 틈새 부식 및 응력 부식 균열의 근원이다.
5.3 산 세척 패시베이션 공정 제어
단독 질산용액은 유리철과 기타 금속오염물을 제거하는 데 효과적이지만 철비늘, 두꺼운 부식산물, 화염막 등을 제거하는 데는 효과가 없다. 일반적으로 HNO3+HF 용액을 사용해야 하며, 조작의 편리함과 안전을 위해 HF[2] 대신 불소를 사용할 수 있습니다. 질산용액에는 따로 완화제를 첨가할 수 없지만 질산+수소산 산세 시에는 Lan-826 을 첨가해야 한다. 질산+불화수소산을 이용한 산세. 부식을 방지하기 위해 농도는 5: 1 으로 유지해야 합니다. 온도는 49 C 미만이어야 하며, 너무 높으면 HF 가 휘발한다.
둔화액의 경우 질산은 20% ~ 50% 사이로 조절해야 한다. 전기화학테스트에 따르면 질산농도가 20% 미만인 둔화막은 품질이 불안정하여 점식 [8] 을 일으키기 쉽지만 질산농도는 50% 를 초과해서는 안 되며 과둔화를 방지해야 한다.
탈지산 둔화를 한 단계로 처리하면 조작이 간단하고 시간을 절약할 수 있지만, 산세 둔화액 (연고) 에는 부식성 HF 가 있기 때문에 최종 보호막 품질은 다단계 방법보다 못하다.
산세 시 일정 범위 내에서 산 농도, 온도 및 접촉 시간을 조정할 수 있습니다. 산세제의 사용 시간이 늘어남에 따라 반드시 산농도와 금속이온 농도의 변화에 주의하여 과도한 산세를 피해야 한다. 티타늄 이온의 농도는 2% 미만이어야 한다. 그렇지 않으면 심각한 점식을 초래할 수 있다. 일반적으로 산세 온도를 높이면 세척 효과가 빨라지고 향상되지만 표면 오염이나 손상의 위험도 증가할 수 있습니다.
5.4 스테인레스 스틸 감응 조건에서의 산세 제어 [2]
일부 스테인리스강은 열처리나 용접 불량으로 인해 감응, HNO &；; HF 산세는 결정간 부식을 일으킬 수 있으며, 결정간 부식으로 인한 균열은 조작, 청소 또는 후속 처리 중 할로겐화물이 농축되어 응력 부식을 일으킬 수 있습니다. 이러한 감응 스테인레스 스틸은 일반적으로 HNO3+HF 용액 녹 제거나 산세에 적합하지 않다. 용접 후 산세탁을 해야 하는 경우 초저탄소 또는 안정화 스테인리스강을 사용해야 합니다.
5.5 스테인레스 스틸 및 탄소강 부품 산세
스테인리스강 및 탄소강 어셈블리 (예: 열 교환기의 스테인리스강 튜브, 관판 및 탄소강 하우징) 의 경우 HNO3 또는 HNO3+HF 를 사용하여 산세 둔화를 수행하면 탄소강이 심하게 부식됩니다. 이때 Lan-826 과 같은 적절한 부식 억제제를 추가해야합니다. 스테인리스강과 탄소강의 조합이 감응 상태에서 HNO3+HF 로 산세할 수 없는 경우 에탄올산 (2%)+ 포름산 (2%)+ 완화제는 93 C 에서 6h 또는 EDTA 암모늄 중성 용액+완화제는12/KLOC 에 있습니다
5.6 산세 패시베이션 후 처리
스테인리스강 가공소재는 산세와 워싱 후 7 1 ~ 82 C 에서 10% (질량점수) NaOH+4% 와 4% (질량점수) KMnO4 를 함유하고 있습니다 스테인리스강 산세 둔화 후 표면에 반점이나 얼룩이 생겨 신선한 둔화액이나 고농도 질산으로 닦아낼 수 있습니다. 결국 산세탁을 통해 둔화되는 스테인리스강 장비 또는 부품을 보호하고, 이질적인 금속과 비금속 사이의 접촉을 피하기 위해 폴리에틸렌 필름으로 덮거나 싸야 합니다.
산성과 둔화폐액의 처리는 국가 환경 배출 규정에 부합해야 한다. 예를 들어, 브롬 함유 폐수는 석회유나 염화칼슘으로 처리할 수 있다. 패시베이션 용액은 가능한 한 중크롬산이 필요하지 않습니다. 크롬 함유 폐수가 있다면 황산 아철을 넣어 복원 처리를 할 수 있다.
산세는 마르텐 사이트 계 스테인레스 강의 수소 취성을 유발할 수 있으며 필요한 경우 열처리 (일정 기간 동안 200 C 로 가열) 를 통해 산소를 제거 할 수 있습니다.
스테인레스 스틸 산 세척 패시베이션 품질 검사 [8]
화학검사는 제품의 패시베이션 막을 손상시킬 수 있기 때문에 일반적으로 템플릿에서 진행된다. 방법의 예는 다음과 같습니다.
(1) 황산동 적정 시험
8GCUS04+500ML H2O+2 ~ 3ML H2SO4 용액으로 샘플판 표면에 떨어뜨려 촉촉함을 유지한다. 구리가 6 분 안에 침전되지 않으면 합격이다.
(2) 시안화 칼륨 적정 시험
2ML HCL+1MLH2SO4+1GK3FE (CN) 6+97MLH2O 용액을 템플릿 표면에 떨어뜨려 생성된 파란색 반점의 수와 나타나는 길이로 둔화막의 품질을 결정합니다.