为什么用化学物质用于钝化?

从磨坊中调度的质量不锈钢含有相等的浓度(1:1)或更少的铁(Fe)和铬(Cr)原子。

开发后,铬将与空气中的氧气相互作用,以产生化学惰性的被动层。该被动层有助于不锈钢抵抗腐蚀。

然而,这种天然发生的层仅为1 - 3 nm(0.000001 - 0.000003 mm)的厚度,整个表面都不可靠。另外,当暴露于水或其他物质时,它可以氧化铁原子并形成生锈,从而在整个金属中转移并损坏它。

不锈钢是化学钝化的,以消除游离铁和任何表面污染物,从而增加铬的增加和更一致的被动层。目的是在金属表面上完成更高的铬原子与铁的比例。

钝化不是消除变色或尺度的一种方法,也不改变金属的表面颜色。覆盖后不能钝化,涂有涂料或涂层的表面。

化学是关键

三种化学物质通常用于钝化不锈钢;硝酸,磷酸和柠檬酸。每个人都有其相对的优势和劣势,使它们比其他应用更适合某些应用。

物体或表面应始终在钝化之前清洁,以消除污染物,包括油,油脂或不锈钢机械加工中的任何残留物。油脂和油脂会在暴露于酸时开发厚膜来干扰钝化过程。

为什么用化学物质用于钝化?

图片来源:Astro Pak Corporation

磷酸

磷酸是一种用于电抛光的过程(EP)的弱矿物酸。EP被机械抛光后,将EP用于均匀的微观峰和山谷。

与钝化过程相反,电抛光将从表面上去除金属。它可以减少或消除微腐蚀,浅毛刺和其他表面缺陷,这些缺陷使外星材料可以收集并使被动层处于危险之中。

它还可以消除焊接金属中的变色。结果,电抛光是钝化治疗前的第一步。

在某些情况下,作为外部用途或商业食品准备和处理的最终治疗方法是足够的。未经处理的不锈钢将在0.6:1至1:1之间含有铬与铁的比率(Cr:Fe),而用磷酸进行电抛光的表面将其比率为1.2:1至1.4:1。

硝酸

硝酸是一种高度腐蚀性的矿物,自九世纪以来就以各种形式使用。它目前用于不同行业和应用。

当Astma-380最初于1978年7月出版时,硝酸是经批准的钝化不锈钢的化学品。当德国 - 瑞士化学家克里斯蒂安·弗里德里希·舒恩贝因(ChristonFriedrichSchönbein)发现,在强硝酸中浸入铁/铬合金会大大降低其化学反应性时,它可以追溯到1800年代中期。

硝酸钝化通常达到约1.5:1的Cr:Fe比率,这与未经处理的版本相比,增强了不锈钢的耐腐蚀性。它具有在最广泛的不锈钢等级上实用的好处。

硝酸在钝化中的使用和有效性已得到充分了解,由于其长期使用史,它可以充分调节。但是,这是一种危险物质和危险废物。

当首次开发ASTM A-380标准时,在环境条件下使用柠檬酸会产生可能有机生长的危险,这会污染所包含或处理的任何产品。

柠檬酸是作为不锈钢的清洁溶液确定的,但在其钝化中没有使用。柠檬酸制造的进步现在已经分散了这些问题。

施用硝酸的最大风险是其强度。作为强大的氧化剂和强酸化合物,它需要专门的培训来处理危险材料。亚博网站下载

它还需要使用个人保护设备(PPE)的专用设备和人员,以防止该化app亚博体育学物质释放的致命蒸气中燃烧,溢出和呼吸。

钝化过程可能会在较高的温度下发生,从而增加处理危险和一氧化氮气体的形成,这可能会导致人员暴露的人员头痛,窒息,疲劳和恶心。因此,必须安排和维护足够的通风。

丢弃硝酸的溶液涉及诸如二级血管中和含量的方案。由于铁倾向于沉淀回系统,因此无法进行循环过程中的中和化。

硝酸还可以蚀刻不锈钢的表面,从而拉出重金属,使溶液不安全并需要异地处置。

由于其功效,硝酸仍然是跨越许多行业的指南,仍然是强制性默认标准。ASTM A-380标准还批准用于AMS QQ-P-35,AMS 2700和ASTM A-967标准。

柠檬酸

与硝酸相反,柠檬酸是在柑橘类水果中发现的弱有机酸。它在各种行业中都有广泛的应用,包括作为防腐剂和食品调味料。

2013年,组装了ASTM A-967标准,其中描述了使用柠檬酸钝化的混合物。这导致了A-380标准的更新。

当化学物质加热至至少60°C(140°F)并用来处理金属一小时时,它可以完成与硝酸相同的Cr:Fe比。1.5:1。

当金属在80°C处理2-3小时时,柠檬酸的组合可以实现1.8:1甚至2.0:1的比率,比硝酸提供了更高的腐蚀保护,并且比未经治疗的不含有的不含有的不含有的腐蚀更大。

在通常的5–10%浓度下使用的柠檬酸不会产生与硝酸相同的毒性和环境危害,因为其酸强度和氧化相对较低。由于不需要有害的材料和通风方案,因此这会导致现场治疗降低破坏性。亚博网站下载

在处理设备时,员工不必离开房屋。app亚博体育它还减少了对执行钝化服务的技术人员的健康危害。较低的反应性意味着在过程稳定性方面的安全范围更为实质。

另一个好处是柠檬酸分子结合(螯合)游离铁和其他金属原子,使它们无法化学反应,并且使它们在钝化过程中从系统中冲出系统变得更简单。

柠檬酸容易获得且经济。柠檬酸必须与额外的缓冲液,螯合剂和表面活性剂混合,以实现和提高被动膜在硝酸和其他钝化物质上的质量。

由于设备降低,风险降低和更app亚博体育容易丢弃的设备降解,因此对于大多数客户来说,柠檬酸钝化很容易负担得起。

柠檬酸不适合钝化所有不锈钢品种。那些具有铁素体结构,较高碳含量或其他合金特性的人可能不会用柠檬酸钝化。

然而,通常,柠檬酸钝化遵守ASTM A-380,AMS QQ-P-35和ASTM A-967标准,并适当地对大多数不锈钢合金起作用。根据该应用程序,它需要额外批准才能实现AMS 2700规定。

底线

与任何过程一样,选择要钝化的酸是为任务选择合适的仪器的一种情况。就像设备,应用和强制性标app亚博体育准在各个行业之间一样,没有一个解决方案来满足所有要求。

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