不锈钢的钝化.doc

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1、不锈钢的钝化欧洲卫生设备设计组织文件181998年8月１１欧洲卫生设备设计组织不锈钢的钝化R.R.Maller代表3-A和EHEDG提交介绍现代食品和制药生产设备制造商和使用者需要使用不锈钢作为主要的建造材料。由于其维持高水平性能而保持腐蚀到最低的能力，不锈钢已变成建造的标准材料。钝化是一个重要的表面处理，帮助用于产品接触表面(如：管道/管路、罐、泵中使用的机加工部件、阀门、均质机、脱气器、工艺监控装置、流量计、进料器、混合器、搅拌机、干燥器、巴氏杀菌器、热交换器、输送机和外来物体检测器)的不锈钢确保成功的腐蚀抵抗性能。上面提到的设备列表意图是指

2、出产品处理设备的常用实例，不应考虑为包括一切的设备。范围本文的目的在于提供给制造商、使用者和管理人员涉及到设备钝化处理的基础信息和指导。此文件已被3-A和EHEDG批准。本文中引用的典型清洗和钝化程序的通用实例不应作为达到适当的钝化处理的唯一方法，在没有最初可靠的专家建议前不应信赖特定的运用。ãEHEDG１１钝化不锈钢从在金属表面形成的一层薄的、耐久的氧化铬获得其抵抗腐蚀能力，赋予不锈钢其“不锈的品质”6特征。在不锈钢表面上的钝态膜由铁、铬和在大量钢中的氧化钼(如果存在的话)组成。氧化铬膜可以在空气中瞬间形成，如果不锈钢是干净的和干燥的。进一步地

3、暴露于空气中不会产生额外的腐蚀保护。如果产品接触表面不干净或含有表面瑕疵，就不能获得完全的钝化。应注意不同氧化物和不锈钢钝化/腐蚀特性之间的相互作用非常复杂，目前尚未完全理解。钝化过程将增加氧化铬在钝态膜中的含量，已被一些作者证实，如:Oleeson和Hormstrom5或Olefjord和Wegrelius4。此过程的主要机理是大量铁原子的选择性熔出。在钝态膜中不断增加的铬含量是影响钢的抗腐蚀能力的一个重要参数；然而，它对钢的重新钝化扩散的点蚀有很小的影响。另一方面，适当地进行的钝化过程将通过溶解表面硫化物来耗尽一些可能的点蚀起始点。这种机理增

4、加了表面钝化效果的价值。制造注意事项卫生制造技术必须用于消除含铁研磨和抛光材料的使用以防止铁微粒嵌入表面。另外，完成的表面应无油(机器润滑剂)和车间灰尘。有时，设备制造商交付的设备(特别是容器)会有一个油(矿物油、有机油、硅油)覆盖的内表面。产品接触表面也会含有高碳假异常钢、润滑脂、灰尘和其它制造灰尘，如果不去除，会导致点蚀、生锈、裂纹和裂隙腐蚀。在加工后用硝酸或温和的有机酸处理不锈钢是有用的以增强氧化铬的保护特性。硝酸提高不锈钢上保护膜中的铬水平(ASTMA380描述了八种以硝酸为基础的清洗/钝化处理和四种使用其它化学物的清洗处理1)。１１制造

5、期间产生的潜在腐蚀可导致腐蚀的瑕疵和污染物在制造过程中引起。表面必须清楚下列潜在的腐蚀：·在成型滚轧机、碳钢刷、布置和切割台上和研磨将吸收嵌入的铁微粒；·回火颜色：焊接加热金属本体造成在使用热的区域产生深色的氧化膜(锈皮)。氧化膜颜色范围从淡黄色到黑色。在本体金属中的颜色差异也取决于焊接过程中存在的氧气(O2)含量。回火颜色将造成不锈钢较低的抗腐蚀性；·焊剂：由用涂药焊条焊接产生并沿焊缝的侧面形成。焊剂难于去除，需要用不锈钢丝刷、磨盘和舌门轮研磨擦光。这些方法会在焊缝一侧留下小的焊剂颗粒。此焊剂颗粒是良好的缝隙模板；·弧光放电和喷镀：弧光放电在保

6、护膜上产生小的针尖表面瑕疵，如同焊接飞溅，变成腐蚀的区域；·划痕和涂料：深的划痕也促使腐蚀，如同涂料、炭笔标记和其它指示性的标记，如果它们不被去掉的话。其它表面处理钝化处理没有设计用来去除制造过程中产生的回火颜色、嵌入的铁微粒、热处理锈皮和其它表面瑕疵。这是因为硝酸不腐蚀或去除有嵌入瑕疵的表面层。这些瑕疵的消除需要通过在硝酸-氢氟酸浴中酸洗表面来去除通常的保护性氧化层和25μm至40μm之间的底基金属。电净法和电抛光技术也是有效的替代上面提到的酸洗处理的方法。电净法可用作去除制造后不锈钢表面的缺陷。电净法去除嵌入的铁微粒，然而不象酸洗法，电净法使

7、低基表面更光滑。电抛光如同电净法同样的工艺；然而，通常操作更长的时间。酸洗、电净法和电抛光表面处理超出本文的范围。１１完整的钝化过程完整的钝化过程包括机械清洗、去油、检查、实际的钝化(浸渍或喷镀)和漂洗。·机械清洗有许多机械方法用来清洗焊接，如切屑、钢丝刷清理、磨削和喷砂。然而，如果没有合理地执行，这些方法会产生更大的危害。喷钢砂法可能是非常有害的，因为它很难防止钢砂在喷涂的表面嵌入。喷钢砂法同时使表面粗糙，产生小的裂纹和缝隙为局部缝隙腐蚀提供场所。用干净的不锈钢砂喷丸处理产生压缩应力并降低了应力开裂的风险；然而由于使表面变粗，并不能消除缝隙腐蚀

8、。应避免喷砂处理除非无其它可用的清洗方法。如果使用的话，只有干净的、未被污染的砂才能使用并只使用一次。玻璃丸喷丸法是局部和大面积清洗的一