化学处理技术——不锈钢防锈好帮手
2018-01-11 15:41:11
作者：本网整理 来源：腐蚀与防护
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图片来源：Beehler/Dreamstime.com
化学处理技术是一种能够有效预防不锈钢材料产生腐蚀的方法，而且这种处理手段性价比较高。经过适当的培训，这项技术中所使用的相关危险化学品也可以得到有效的管理。
酸洗和钝化前必要的准备工作
酸洗和钝化这两种化学处理方法都可以将不锈钢材料表面的污染物去除，以帮助其在表面形成连续的氧化铬钝化膜。但在进行这些酸处理之前，不锈钢材料的表面必须进行清洗以保证没有油脂和污垢等杂质——若不锈钢的表面非常清洁和光滑，则其在一定程度上能够很好的抵抗腐蚀。
“清洁”和“光滑”的标准
清洁意味着在材料表面上没有可以与钢（如碳钢或盐）发生反应或者产生裂缝，形成最开始腐蚀点的污染物杂质。光滑则意味着不锈钢材料在“微观”级别上具有较平整的表面轮廓。机械研磨表面一般会使不锈钢材料变得更加粗糙，甚至可能嵌入不需要的颗粒。在进行机械清洁后，一般还需要对其进行钝化处理以获得最佳的耐腐蚀性。
化学处理的共同点
化学处理的一个共同特点在于它们都主要集中于清洁不锈钢材料的表面。根据所选择的工艺不同，化学处理技术可以使得钢表面变得更加光滑或者更加粗糙，也可以让其不受处理的影响。但如果进行得当，这些化学处理都会有效增加钢材料的耐腐蚀性。
ASTM A380标准（不锈钢零件，设备和系统的清洗，除垢和钝化标准操作）是对于不锈钢材料进行酸洗和钝化处理的珍贵参考材料。其他信息还可通过联系澳大利亚不锈钢发展协会（ASSDA）获得。
不锈钢制品中的硫
在炼钢过程中，钢中的硫元素会被控制在非常低的水平。但即使在这些非常低的水平上，硫化物颗粒仍然会有一部分残留在钢中，并可能成为腐蚀引发点。 幸运地是，它们可以通过化学表面处理技术去除掉。
大多数情况下，为了便于加工，许多不锈钢棒材产品中的硫含量稍高，因此，利用化学处理技术去除这类产品表面的夹杂物变得更加重要。
一般来说，扁平产品（板材和带材等）的磨光面会随着厚度的减小而变得平滑。在较厚的板材上进行首次（HRAP）表面处理可能会产生凹痕或其他缺陷以及5至6微米的表面粗糙度Ra。在1.7mm厚的片材上进行的典型2B冷轧处理可能只有0.2微米甚至更好的表面粗糙度。
值得注意的是，在不锈钢制品的制造过程中（例如切割，弯曲，焊接和抛光），许多新的表面会被重新创造出来。由于多种原因，这些新表面的腐蚀性能通常会低于工厂供应的产品：新表面更粗糙；位于正下方的硫化物夹杂物已经暴露；还可能会发生低碳钢模具污染等问题。
正确执行的化学处理可以有效清洁不锈钢材料表面并确保其具有最佳的耐腐蚀性能。
化学表面处理：
化学表面处理大致可以分为以下四类：
1. 酸洗：利用酸性物质去除不锈钢材料表面的杂质（包括焊接或热处理产生的高温氧化物等），以及对部分腐蚀表面进行刻蚀。“酸洗”主要是指去除一些不锈钢表面上的物质。
2. 钝化剂：利用氧化性酸或化学物质去除不锈钢材料表面杂质并提高表面的铬含量。
3. 螯合剂：可去除表面污染物的化学物质。
4. 电解抛光：电解抛光是一种能够有效去除不锈钢材料表面杂质，并具有增加表面平滑度和增亮表面等额外好处的电化学处理技术。电解抛光同时也是一个电化学过程，它可以改善焊缝的粗糙度并且去除热量，但这并不是为了使表面变得光亮或光滑。
标准：
这四类化学处理在许多标准中都有详细说明，但最常用的主要是以下这些：
● ASTM A380不锈钢零件、设备及系统的清洗和除垢的标准操作规程。
● ASTM A967不锈钢零件化学钝化处理的标准规范。
● ASTM B912用电解抛光法对不锈钢进行钝化处理规范。
这些标准为选择何种化学处理提供了多方面的详细建议，非常有用，强烈建议大家参考。
对不锈钢材料进行酸洗处理和钝化处理对比图
注意事项：
酸洗处理和钝化处理过程中可能会使用到一些强酸，在使用这些危险化学物质之前请详细参阅材料安全数据表（MSDS）和产品包装以获得详细的建议。使用过程中应严格遵循正常的安全预防措施。
请注意，氢氟酸是一种发烟的腐蚀性液体，具有刺激性气味，在浓度大于1％时，使用前需要获得相应的许可。
对于一些蚀刻不锈钢的化学工艺，反应时间会随着不锈钢产品种类的不同而有所区别。“易切削”的不锈钢牌号需要更多的注意，这些不锈钢材料通常需要的腐蚀性化学物质比较少。由于这些钢中硫元素含量的添加，故而它们容易受到化学处理的影响。此外，当处理马氏体或低铬铁素体不锈钢时也需要小心。
ASTM标准给出了对于每种不锈钢处理的详细建议。
电解抛光前必须对电解液成分（酸强度和离子浓度）进行检查，作为延长型的酸洗处理，如果电解液成分不适宜会影响处理的质量。污垢和油脂有时候将会掩盖在上述处理的表面之上。因此，在施加化学处理之前，必须对钢表面进行清洁处理。
所描述的许多化学处理方法都涉及到强酸，因此，必须遵守规范操作流程和佩戴合适的PPE（个人防护设备）。在将多余的酸液处理之前，需要先将它们中和，具体请咨询当地机构有关危险化学品回收中关于中和处理的要求。
上述提及的或者化学处理过程中需要用到的许多化学品根据国家职业安全和健康法规被归类为有害物质，因此对于购买，运输，储存和处理有一定要求。
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