Ruostumattoman teräksen happopesu- ja passivointimenetelmät ja -prosessit.doc

Tämä artikkeli on lähetetty doc-tiedostona, joten sen lukeminen WAP-selaimella saattaa olla hankalaa. Suosittelemme valitsemaan ensisijaisesti TXT-muodon tai lataamaan lähdetiedoston omalle laitteellesi tarkastelua varten. Ruostumattoman teräksen happopesu- ja passivointimenetelmät ja -prosessit, 1. Happopesu- ja passivointimenetelmien vertailu: Ruostumattomien teräslaitteiden ja -komponenttien happopesu- ja passivointikäsittelyyn on useita menetelmiä, jotka vaihtelevat käyttötarkoituksen mukaan. Niiden soveltamisala ja ominaisuudet on esitetty taulukossa 1. Taulukossa 1 esitetään ruostumattoman teräksen happopesu- ja passivointimenetelmien vertailu, mukaan lukien upotusmenetelmä, sivellinmenetelmä, pastamenetelmä, järjestelmäkierrätysmenetelmä ja sähkökemiallinen kierrätysmenetelmä. Niitä voidaan käyttää sekä komponenttien käsittelyyn että laitteiden pintojen käsittelyyn paikan päällä harjausmenetelmällä. Tämä menetelmä on teknisesti melko monimutkainen ja vaatii tasavirtalähdettä tai vakiopotentiaalilaitetta. Sitä ei voida soveltaa suurikokoisiin laitteisiin, mutta se soveltuu suurten laitteiden sisä- ja ulkopintojen sekä paikallisten alueiden käsittelyyn. Sitä käytetään asennus- tai huoltopaikalla, ja se soveltuu erityisesti hitsauskohtien käsittelyyn. Käsikäyttöinen menetelmä, työolosuhteet ovat huonot ja tuotantokustannukset korkeat. Suihkutusmenetelmää käytetään suurten laitteiden, kuten lämmönvaihtimien ja putkikoteloiden, käsittelyyn; sen käyttö on suhteellisen kätevää, ja happoliuosta voidaan kierrättää, mutta käsittely vaatii putkiston ja pumpun liittämistä. Menetelmän etuna ja haittana on, että suurten tilavuuksisten laitteiden täyttäminen happoliuoksella kuluttaa liikaa liuosta, ja käsittely tapahtuu manuaalisesti, työolosuhteet ovat huonot, happoliuosta ei voida kierrättää. Menetelmää käytetään asennuspaikalla suurten säiliöiden sisäpintojen käsittelyyn; nesteen kulutus on vähäistä, kustannukset alhaiset ja käsittely nopeaa, mutta se vaatii ruiskutuspistoolin ja kiinnitysrenkaiden käyttöä. Menetelmää käytetään osille, jotka voidaan sijoittaa happopesu- tai passivointialtaaseen; happopesuliuosta voidaan käyttää pitkään, tuotantotehokkuus on korkea ja kustannukset alhaiset. 2. Happopesu- ja passivointikäsittelyjen koostumusesimerkkejä: 2.1 on yleinen käsittely. (1) Happopesun osalta kemikaalina käytetään HNO₃ 6 %–2 (tässä alkuperäisessä tekstissä on virhe; oletettavasti tarkoitettiin 2:n jälkeen 5, jolloin lauseen kokonaisuudessaan tulisi olla 25%) 5 % + HF 0,5 %–8 % (tilavuusosuus), lämpötila 21 °C–60 °C, kesto määritetään tarpeen mukaan, tai liuoksena käytetään 5 %–10 % (massaprosentti) ammoniumsitruunaa, lämpötila 49 °C–71 °C, kesto 10 min–60 min. (2) Passivoinnin yhteydessä käytetään 20 %–50 % (tilavuusosuus) HNO₃:ta, lämpötila-alue on 49–71 °C ja kesto 10 min–30 min; tai lämpötila on 21–38 °C, kesto 30–60 minuuttia; tai liuoksena käytetään 20–50 %:n HNO₃-liuosta, johon on lisätty 22–6 % (massaprosentti), lämpötila on 49–54 °C ja kesto 15–30 minuuttia; tai lämpötila on 21–38 °C ja kesto 30–60 minuuttia. (3) H₂SO₄-liuos, jonka tilavuusosuus on 8–11 %, lämpötila-alue on 66–82 °C ja kesto 5–45 minuuttia; Lisäksi voidaan käyttää HNO₃:n (6–25 %) ja HF:n (0,5–8 %) seosta, jonka tilavuusosuudet ovat edellä mainitut ja lämpötila 21–60 °C; tai HNO₃:n (15–25 %) ja HF:n (1–8 %) seosta, jonka tilavuusosuudet ja lämpötila ovat edellä mainitut. 2. Guangzhou Petrochemicalin uusien ureaa käsittelevien ruostumattomasta teräksestä valmistettujen laitteiden osalta niiden sisäpintojen hitsaussaumojen ja perusmetallin passivointiin sekä huollon yhteydessä hitsaussaumojen paikalliseen passivointiin hiomisen jälkeen käytetään esimerkiksi seuraavaa happopesuainetta: Se sisältää 25 % HNO₃:ta, 4 % HF:ää ja 71 % kondenssivettä; nämä suhteet on laskettu tilavuusosuuksina, ja sekoitukseen lisätään vielä BaSO₄:ta, minkä jälkeen seos sekoitetaan tahnaksi. Passivointipasta valmistetaan seuraavasti: se sisältää 30 % HNO₃ tai 25 % HNO₃ ja 1 % (tässä massasuhteina), minkä jälkeen se sekoitetaan BaSO₄:n kanssa ja muokataan tahnaksi. Sekoituksen jälkeen seos levitetään kyseiselle pinnalle, ja 5–30 minuutin kuluttua se on huuhdeltava kondenssivedellä, kunnes pH on 7. Yksittäisen laitteen osalta voidaan käyttää myös kemiallista passivointimenetelmää, jossa ruiskutetaan vetyperoksidia. (2) Otetaan esimerkkinä Shanghain Daming-rautatehtaan patentti, jossa happopesu- ja passivointipastan HNO₃-pitoisuus on 8–14 %, jota käytetään passivointiaineena; HF:n pitoisuus on 10–15 %, ja sen tehtävänä on toimia syövyttävänä aineena; magnesiumseptenisulfaatin pitoisuus on 2,2–2,7 %, jota käytetään sakeutusaineena; magnesiumnitraatin pitoisuus on 60–70 %, ja sitä käytetään täyteaineena tarttuvuuden ja tunkeutuvuuden parantamiseksi; natriumpolyfosfaatin pitoisuus on 2,3–2,8 %, ja sitä käytetään korroosionestoaineena; lisäksi vettä käytetään viskositeetin säätämiseen. 2. Käsiteltävä ruostumaton teräsosa asetetaan anodiksi, minkä jälkeen suoritetaan anodisointikäsittely vakiojännitteellä, tai ensin ruostumaton teräsosa asetetaan katodiksi ja suoritetaan katodisointikäsittely vakiojännitteellä, jolloin ruostumattomasta teräksestä valmistettu kappale toimii anodina, jännite pidetään vakiona ja suoritetaan anodisointikäsittely, ja jännitteen arvoa muutetaan jatkuvasti passivointikäsittelyn suorittamiseksi. Elektrolyyttiliuoksena käytetään kauttaaltaan HNO₃:ta. Tällaisen käsittelyn jälkeen ruostumattoman teräksen passivointikalvon ominaisuudet paranevat ja korroosionkestävyys paranee merkittävästi. 3-prosenttisessa NaCl-liuoksessa pistekorroosion kriittinen potentiaali (Eb) nousee noin, ja 45 °C:ssa 20–30-prosenttisessa H₂SO₄-liuoksessa tasaisen korroosionkestävyys paranee kolmella suuruusluokalla. 3. Ruostumattoman teräksen happopesun ja passivoinnin soveltamisalat, 3.1 Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen laitteiden valmistusprosessissa suoritettava happopesu ja passivointi, 3.1.1 Työstön jälkeinen puhdistus ja happopesu sekä passivointi: Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen työkappaleiden pinnalle jää työstön jälkeen yleensä rautahaketta, teräsjauhetta ja jäähdytysnestettä sekä muita epäpuhtauksia ja tahroja. Nämä voivat aiheuttaa tahroja ja ruostumista ruostumattoman teräksen pinnalle, joten pinnat on puhdistettava rasvasta ja öljystä, jota seuraa puhdistus typpihapolla. Tällä tavoin sekä rautahakkeen että teräspölyn poistaminen että passivointi saadaan aikaan. 3. Ensinnäkin kohdassa 1.2 mainitaan puhdistus- ja happopesu-passivointivaatimukset ennen ja jälkeen hitsaustyöt. Koska rasva on vedyn lähde, rasvasta puhdistamattomiin hitsaussaumoihin muodostuu huokosia, ja matalan sulamispisteen metallien (kuten sinkkipitoisten maalien) aiheuttama saastuminen voi johtaa halkeiluihin hitsauksen jälkeen, siksi ruostumattoman teräksen hitsausta edeltävänä leikkausura ja sen molemmin puolin 20 mm:n säteellä oleva pinta on puhdistettava täysin. Rasvasaasteet voidaan poistaa pyyhkimällä asetonilla, ja maali- ja ruostejäljet on ensin poistettava hiekkapaperilla tai ruostumattomasta teräksestä valmistetulla teräsharjalla, minkä jälkeen pinta puhdistetaan asetonilla. Riippumatta siitä, mitä hitsaustekniikkaa ruostumattomasta teräksestä valmistettujen laitteiden valmistuksessa käytetään, hitsauksen jälkeen on suoritettava puhdistus, jossa poistetaan kaikki hitsauskuona, roiskeet, tahrat ja hapettumajäljet. Puhdistusmenetelmiä ovat mekaaninen puhdistus ja kemiallinen puhdistus. Mekaaniseen puhdistukseen kuuluvat hionta, kiillotus sekä hiekkapuhallus ja kuulapuhallus. Hiiliteräsharjojen käyttöä on vältettävä, jotta pinta ei ruostu. Parhaan korroosionkestävyyden saavuttamiseksi laitteet voidaan upottaa HNO₃:n ja HF:n seokseen tai käsitellä happopesu- ja passivointipastalla. Käytännössä mekaanista ja kemiallista puhdistusta käytetään usein yhdessä. 3.1.3. Taottujen ja valettujen osien puhdistus: ruostumattomasta teräksestä valmistettujen osien pinnalla, jotka ovat käyneet läpi taonta- tai valuprosessin kaltaisen lämpökäsittelyn, on usein hapettumakerros, voiteluainejäämiä tai oksidien aiheuttamaa likaa. Epäpuhtauksiin kuuluvat muun muassa grafiitti, molybdeendisulfidi ja hiilidioksidi. Niiden poistamiseksi tulisi käyttää kuulapuhallusta, suolakylpyä sekä useita happopesukertoja. Yhdysvalloissa ruostumattomasta teräksestä valmistettujen turbiinisiipien käsittelyprosessi on seuraava: ensin suolakylpy, kesto 10 minuuttia, sitten vesijäähdytys, kesto 2,5 minuuttia, sitten rikkihappopesu, joka kestää 2 minuuttia, minkä jälkeen suoritetaan kylmävesipesu, joka kestää 2 minuuttia, ja sen jälkeen osat upotetaan emäksiseen permanganaattikylpyyn 10 minuutiksi, minkä jälkeen suoritetaan jälleen kylmävesipesu, joka kestää 2 minuuttia, ja vielä yksi rikkihappopesu, joka kestää 1 minuutin, jota seuraa kylmävesipesu, joka kestää 1 minuutin, sitten suoritetaan typpihappopesu, joka kestää 1,5 minuuttia, sen jälkeen kylmävesipesu, joka kestää 1 minuutin, ja lopuksi kuumavesipesu, joka kestää 1 minuutin, minkä jälkeen osat kuivataan ilmassa. 3.2 Uudet laitokset on happopesu- ja passivointikäsiteltävä ennen tuotannon aloittamista. Monissa suurissa kemianteollisuuden, kemiallisten kuitujen ja lannoitteiden alojen laitoksissa on ruostumattomasta teräksestä valmistettuja laitteita ja putkistoja, jotka on happopesu- ja passivoitava ennen tuotannon aloittamista. Vaikka laitteet on jo happopesu valmistajalla hitsausjätteen ja hapettumakerroksen poistamiseksi, varastoinnin, kuljetuksen ja asennuksen aikana on kuitenkin vaikea välttää likaantumista rasvasta, mudasta, hiekasta ja ruosteesta. Jotta voidaan varmistaa, että laitoksen ja laitteiden koekäytön tuotteiden (erityisesti kemian välituotteiden ja jalostettujen tuotteiden) laatu täyttää vaatimukset ja että koekäyttö sujuu menestyksekkäästi, happopesu ja passivointi on ehdottomasti suoritettava. H₂O₂-tuotantolaitoksen ruostumattomasta teräksestä valmistetut laitteet ja putkistot on ehdottomasti puhdistettava ennen tuotannon aloittamista, sillä muuten epäpuhtaudet ja raskasmetalli-ionit voivat aiheuttaa katalyytin myrkytyksen. Lisäksi jos metallipinnalla on rasvaa tai vapaita rautaioneja, se voi aiheuttaa H₂O₂:n hajoamisen, jolloin vapautuu voimakkaasti suuri määrä lämpöä, mikä voi puolestaan aiheuttaa tulipalon tai jopa räjähdyksen. Samoin happiputkistoissa pienetkin määrät öljyä tai metallihiukkasia voivat aiheuttaa kipinöitä, joilla voi olla vakavia seurauksia. 3. Paikan päällä suoritettavien huoltotöiden yhteydessä tehtävissä happopesu- ja passivointikäsittelyissä käytetään laajalti austeniittista ruostumatonta terästä 316L, 317, 304L, 303L, 304, 303, 302, 301, 300, 300S, 300L, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 300S, 30 käytetään runsaasti austeniittista ruostumatonta terästä 316L, 317 ja 304L, koska raaka-aineet sisältävät Cl⁻, SCN⁻, SCN⁻, Br ja muurahaishappoa sisältäviä haitallisia ioneja, tai lian ja materiaalien kertymisen vuoksi laitteisiin voi syntyä pistekorroosiota, rakokorroosiota ja hitsaussaumakorroosiota. Laitoksen seisokin aikana laitteille tai osille voidaan suorittaa kokonaisvaltainen tai paikallinen happopesu ja passivointi, jolloin passivointikalvo palautuu ja paikallisen korroosion leviämistä estetään. Esimerkiksi Shanghai Petrochemicalin PTA-laitoksen kuivauslaitteistossa on ruostumattomasta teräksestä valmistettuja putkia, joita uusitaan ja huolletaan. Lisäksi akryyli-yksikössä on...