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    钝化测试仪检测原理及相关常识

    2020-12-02 09:59:08  来源:泰立

     
    在一定溶液中使金属阳极氧化超过一定数值后,金属溶解速率不但不增加,反而剧烈减小,这种使金属表面由活化态转变为钝态的过程。
     
    钝化是使金属表面转化为不易被氧化的状态,而延缓金属的腐蚀速度的方法。另外,一种活性金属或合金,其中化学活性大大降低,而成为贵金属状态的现象,也叫钝化。
     
    采用电化学阻抗比较空气暴露和化学钝化304奥氏体不锈钢表面钝化膜质量对其耐蚀性的影响,并提出一种结合阴极还原和显色测量的钝化膜质量检测新方法.结果表明:化学钝化304不锈钢表面钝化膜的致密性和耐蚀性均高于空气暴露样品;空气暴露样品表面钝化膜的显色检测值与还原电位相关,当电位低于钝化膜外层富铁氧化物的还原电位时,显色值随还原电位的降低而增大;化学钝化样品的显色检测值均接近于0;结合循环伏安分析可知,化学钝化通过提高钝化膜内层富铬氧化物的致密性来改善不锈钢耐蚀性,基于阴极还原的显色检测可实现钝化膜质量的数值化表征。
     
    不同系列不锈钢材料的价格差异较大,较为经济的材料其耐蚀性不能满足较高应用要求,而单纯的化学钝化对不锈钢材料耐蚀性能的提升有限。另一方面,传统含铬盐的钝化处理已逐渐被淘汰,不锈钢的钝化处理已转向环境友好方向发展。近年来,不锈钢表面柠檬酸钝化及硅烷处理方法已成为了人们研究的新方向,前者因其钝化液组分不含铬盐而具有环保特性,后者经研究发现硅烷偶联剂通过化学吸附覆着在金属表面上,形成一层交联网状结构的防护性硅烷膜。目前对不锈钢进行柠檬酸钝化与硅烷处理相结合的研究还比较少,因此,本文对马氏体不锈钢2Cr13化学钝化、硅烷处理及柠檬酸钝化与酸性硅烷体系处理相结合的复合处理耐蚀性差异进行研究,并对其表面不同膜层的耐蚀机理进行探讨,可以为不锈钢表面处理新方向提供参考,并具有一定的实际指导意义。  本文研究了马氏体不锈钢化学钝化、硅烷处理和复合处理的耐蚀性及其机理。采用蓝点法比较了不同表面处理后试样变色时间的长短,利用盐水浸泡试验区分了不同表面处理后试样腐蚀速率的大小,采用中性盐雾试验辨别了不同表面处理后试样耐盐雾性的优劣,利用电化学测试方法对比了不同表面处理后试样耐点蚀性能的差异和对腐蚀介质的阻挡能力的区别,采用膜重测试对硅烷膜的膜厚进行了间接表征,以及利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和全反射傅里叶变换红外光谱仪表征了不同表面处理试样表面薄膜,分析了不同薄膜的结构组成和耐蚀机理。

     
     

     
    酸洗钝化原理
      
    GBl501998《钢制压力容器》中规定“有防腐要求的不锈钢制造的容器表面应进行酸洗钝化。”不锈钢化学品容器还由于载运多种不同的化学品,对防止货品污染有很高的要求,而国产不锈钢板表面质量相对较差.通常应对不锈钢板、设备、附件进行机械、化学或电解抛光等精整处理后再清洗、酸洗钝化,使不锈钢具有更强的耐蚀力。
      
    不锈钢化学品容器在营运中通常有使用水清洗的工序,如使用海水的话,海水中富含氯离子,对钝化膜有较大的腐蚀作用,工况恶劣.进行酸洗钝化更是不可缺少。
      
    不锈钢钝化膜具有动态特征,不应看作腐蚀完全停止,而是在形成扩散的保护层,通常在有还原剂(如氯离子)的情况下倾向于破坏钝化膜,而在氧化剂(如空气)存在时能保护和修复钝化膜。不锈钢放置于空气中会形成氧化膜,但这种膜的保护性不够完善,通过酸洗使不锈钢表面平均有厚度为10u m的一层表面被腐蚀掉,酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其他部位高,因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡,更重要的是,通过酸洗钝化,使铁及铁的氧化物比铬和铬的氧化物优先溶解,去掉了贫铬层,使不锈钢表面富铬,在氧化剂钝化作用下使表面产生完整稳定的钝化膜,这种富铬钝化膜的电位可达+1.0V(SCE),接近贵
    金属的电位,提高了抗腐蚀的稳定性。酸洗钝化方式根据操作方式不同,不锈钢酸洗钝化处理主要有浸渍法、膏剂法、涂刷法、喷淋法、循环法、电化学法等6种方法。



      
    一、浸渍法。
    不锈钢管线、弯头、小件等*适用该法.且处理效果*好。因为处理件可充分浸泡在酸洗钝化液中,表面反应完全、钝化成膜致密均匀。该法适合连续批量作业,但需随溶液反应浓度降低而不断补充新液。其缺点是受酸槽形状及容量的限制,不适合大容量设备及形状过长过宽的管线;长期不用会因溶液挥发等原因而效果下降,需要专用场地、酸池及加热设备。
      
    二、膏剂法。
    不锈钢酸洗钝化膏目前已在国内广泛使用并有系列产品供应,主要成分由硝酸、氢氟酸、缓蚀剂、粘稠剂等按一定比例组成,船标《不锈钢酸洗钝化膏》CBT3595- 94有具体的检验规则,手工操作,适合现场施工,对不锈钢化学品容器焊缝处理、焊接变色、拐角死角、扶梯背面及大面积的涂抹钝化都适用。 
       
    膏剂法的优点是不需要专用设备和场地,不需要加热设备,现场操作灵活,酸洗钝化一次完成,独立性强;钝化膏保质期长,每次涂抹处理都用新的钝化膏一次性使用,表面一层钝化结束后反应即停止,不易过腐蚀,不受后续冲洗时间限制,焊缝等薄弱环节还可以加强钝化。缺点是工人操作环境差,劳动强度高,成本较高,对不锈钢管线内壁处理效果稍差,需结合其它方法。 

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