不銹鋼管在熱處理過程中,由于受到高溫加熱的作用,內外表面被氧化,從而形成了表面氧化皮。為了提高不銹鋼管(guan)耐腐蝕性能及表面清潔度,為以后的使用和再加工提供一個優質的表面,不銹鋼管熱處理后的表面氧化皮必須清除,清除之后并要求鈍化處理。這些,對于熱處理后的不銹鋼管是必不可少的。不銹鋼管熱處理之后表面氧化皮的清除,使其表面形成鈍化膜的工序,就是通常說的表面酸洗。


1. 不銹(xiu)鋼管氧(yang)化皮(pi)的組成


   不銹鋼含有鉻、鎳、鐵及少量的碳和硅,還可能有錳、鈦、鉬、鎢等元素存在,在熱處理、焊接過程中,由于高溫加熱的作用,其表面不可避免地會生成氧化皮。鉻、鎳、鐵及少量的碳和硅等元素在熱處理過程中生成的不銹鋼氧化皮結構是非常復雜的。在不銹鋼氧化皮中存在有多種多樣的氧化物結構,(表9-1),它們常常是形成氧化物固溶體,以純化學化合物形式致密地粘結在不銹鋼表面。而鉻是生成難以清除氧化皮的主要元素。不銹鋼在加熱過程中,鉻形成的氧化層,使氧的擴散變得非常困難。因為鉻形成的保護層,使FeO的生成量很少,而且FeO很少單獨存在,是以鉻尖晶石(FeO·Cr2O3)和鎳尖晶石(Fe2O3·Ni)等形式存在于氧化皮中。


表 1.jpg


   熱處理后不銹鋼管表面氧化皮的厚度、特性和組成,是隨鋼中鉻含量的不同、熱處理時爐內氣氛的不同、熱處理溫度及時間的不同而不同的。如:Cr-Ni奧氏體不銹鋼的氧化皮,由表及里,依次為:Fe2O3、Fe3O4、FeO·Cr2O3。在氧化氣氛中熱處理形成的氧化皮結構較疏松、厚度較薄;而在還原氣氛中熱處理則較密實、厚度較厚。


  熱(re)處(chu)理(li)時爐內的(de)(de)(de)氣氛對不(bu)(bu)銹鋼管(guan)氧化(hua)層的(de)(de)(de)生成(cheng)和(he)成(cheng)分有很大影響,Gr-Ni奧氏體不(bu)(bu)銹鋼在氧化(hua)性氣氛中加(jia)熱(re)處(chu)理(li)時,形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)氧化(hua)皮厚度要(yao)比在還原性氣氛中加(jia)熱(re)處(chu)理(li)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)氧化(hua)層要(yao)薄許(xu)多。所以,當爐內的(de)(de)(de)氣氛如(ru)果是可(ke)調(diao)的(de)(de)(de)話(hua),則要(yao)求(qiu)調(diao)整為氧化(hua)性氣氛,這樣,熱(re)處(chu)理(li)后的(de)(de)(de)表面酸(suan)洗就(jiu)會容易一些。


  在(zai)正常情況下,不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)酸洗時的(de)金屬損(sun)耗量為0.3%。為了減少(shao)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)酸洗時金屬的(de)損(sun)耗及(ji)酸洗液的(de)消耗,要求Cr-Ni奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)在(zai)氧(yang)化氣氛中進行熱(re)處理是(shi)非常必要和合理的(de)。


 2. 不銹鋼管氧化皮去除的方法


  熱處(chu)理(li)后的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)氧化皮致密而(er)堅固,比普通鋼(gang)的氧化層更難以清(qing)除(chu)。常用的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)氧化皮去(qu)除(chu)的方法有下面3種:


  機械清除:一般(ban)采(cai)用彎曲、噴丸清除。


  化學(xue)清除(chu):采用鹽浴、酸洗清除(chu)。


  電化學(xue)清除(chu):采(cai)用電解酸洗清除(chu)。


   a. 噴丸


  對于(yu)采用熱(re)(re)軋帶鋼(gang)(gang)或鋼(gang)(gang)板加工(gong)的不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan),熱(re)(re)處理后(hou)需(xu)經(jing)噴(pen)丸(wan)(wan)除鱗后(hou)再酸洗(xi)。因為噴(pen)丸(wan)(wan)可有效地(di)疏松、清除致(zhi)密的氧(yang)化(hua)皮,隨(sui)后(hou)的酸洗(xi)會更(geng)容易。


  不銹鋼管噴丸是采用離心力將鋼丸飛速拋射向不銹鋼工件表面,達到清除其表面氧化皮和銹蝕物的目的。噴丸是在酸洗前快速去除厚而緊密的氧化鐵皮最有效的方法,但對于不銹鋼來講,噴丸本身不是一種完全、徹底最終的清理工序,清除氧化皮的最終工序是酸洗。將噴丸和酸洗配合使用,來清除不銹鋼表面氧化皮是非常經濟和有效的。噴丸通常是使用碳鋼丸粒或剪切鋼絲段,在噴丸過程中,很可能造成鐵屑等嵌入不銹鋼表面,這將會嚴重損壞不銹鋼表面的耐腐蝕性能。除非噴丸后再采用酸洗的方法,可以除去這些雜質。這就是噴丸處理后必須進行酸洗的原因所在。


  噴(pen)丸(wan)(wan)(wan)用的(de)(de)鋼(gang)丸(wan)(wan)(wan)是的(de)(de)粒度為0.3mm~0.5mm的(de)(de)圓形球(qiu)狀(zhuang)鑄(zhu)造鋼(gang)丸(wan)(wan)(wan)。鋼(gang)丸(wan)(wan)(wan)具有較(jiao)高的(de)(de)抗(kang)裂強度和(he)耐(nai)磨性,含碳要低,以(yi)保證(zheng)其硬而(er)不脆,便(bian)于重復使(shi)用,鋼(gang)丸(wan)(wan)(wan)也可以(yi)是剪切鋼(gang)絲段。


  2. 鹽(yan)浴


  鹽浴處理的目的是為了使難溶解的鉻氧化物Cr2O3轉變為易溶解的低級氧化物。不銹鋼鹽浴使用的鹽是NaNO3,反應式為:


  2FeO·Cr2O3+7NaNO3→Fe2O3+4CrO3+7NaNO2


  鹽(yan)浴溫(wen)度在450℃左右。


  鹽浴清除一般(ban)用于(yu)冷軋帶鋼(gang)或鋼(gang)板加工的(de)不銹鋼(gang)管酸洗(xi)前的(de)氧化皮清除。不銹鋼(gang)管從鹽浴爐出(chu)來后,緊接著(zhu)必須要經過過熱(re)蒸氣吹刷,迫使(shi)殘留融融鹽和氧化層脫落,這樣一來,再酸洗(xi)就容易得多了,酸液消耗也會降低(di)。


 3. 酸洗


  酸(suan)(suan)洗是清除氧化(hua)皮常用的方法。不(bu)銹鋼管熱處理后的酸(suan)(suan)洗,一般采(cai)用混(hun)合酸(suan)(suan)液(硝酸(suan)(suan)+氫氟(fu)酸(suan)(suan))酸(suan)(suan)洗。