不銹鋼管氧化皮的清除方法主要有機械法、化學法和電化學法。機械法在第一章中的磨光、拋光、滾光等諸節中已闡述。由于不銹鋼管氧化皮組成的復雜性,要使鋼管表面氧化皮清除干凈,又要使表面達到高度清潔和平整,并非易事。清除不銹鋼氧化皮一般要分兩步進行,第一步為預處理,第二步為去灰渣。
1. 不銹鋼管氧化皮預處理
預處理使氧化皮變得疏松,然(ran)后再進行酸(suan)洗,易(yi)于除(chu)去。預處理又(you)可(ke)分(fen)為(wei)下列方(fang)法。
a. 堿(jian)性硝酸鹽熔融(rong)處理法
堿性熔(rong)融(rong)物(wu)含有氫氧(yang)化(hua)物(wu)87%(質量分數(shu)(shu)),硝(xiao)(xiao)酸鹽13%(質量分數(shu)(shu)),熔(rong)融(rong)鹽中(zhong)兩者的(de)(de)比例(li)應(ying)嚴格控制(zhi),使熔(rong)融(rong)鹽具有最(zui)(zui)強的(de)(de)氧(yang)化(hua)力、最(zui)(zui)低的(de)(de)熔(rong)點和最(zui)(zui)小的(de)(de)黏度。在(zai)生產過(guo)程(cheng)中(zhong)只分析硝(xiao)(xiao)酸鈉(na)含量不少于8%(質量分數(shu)(shu))。在(zai)鹽浴爐中(zhong)進行處理,溫度為(wei)450~470℃,時間(jian)對鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)為(wei)5分鐘,奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)為(wei)30分鐘。
在預(yu)處理(li)過程中,鉻(ge)(ge)的氧化物與堿發生反應,生成(cheng)物是(shi)亞鉻(ge)(ge)酸鈉:
Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O
生成的亞鉻酸鈉(NaCrO2)再被硝酸鈉氧化,轉變為易溶于水的鉻酸鈉(Na2CrO4).反應式如下:
2NaCrO2+3NaNO3+2NaOH→2Na2CrO4+3NaNO2+H2O↑
同樣,鐵(tie)的氧(yang)化(hua)物(wu)和尖(jian)晶(jing)石也可被(bei)硝酸鹽氧(yang)化(hua),變成疏(shu)松的三價的氧(yang)化(hua)鐵(tie),易(yi)被(bei)酸洗(xi)時除去。
2FeO+NaNO3→Fe2O3+NaNO2
2Fe3O4+NaNO3→3Fe2O3+NaNO2
2FeO·Cr2O3+NaNO3→Fe2O3+2Cr2O3+NaNO2
由于高溫作用,形成的氧(yang)化物部分剝落,以沉(chen)(chen)渣的形式沉(chen)(chen)入(ru)浴爐底。堿性(xing)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)熔融(rong)預處理工藝(yi)流程:蒸氣除油→預熱(150~250℃,時間20-30分鐘(zhong))→熔融(rong)鹽(yan)處理→水淬→熱水洗。
熔融(rong)鹽處理(li)不(bu)適于有焊縫間(jian)隙或(huo)卷邊的組(zu)合件。零件從熔融(rong)鹽爐取出(chu)后水(shui)淬(cui)(cui)時(shi)(shi),會(hui)濺起(qi)一股帶刺激(ji)性的堿、鹽霧,故水(shui)淬(cui)(cui)時(shi)(shi)應采用(yong)深(shen)井式防濺水(shui)淬(cui)(cui)槽,見(jian)圖2-1。水(shui)淬(cui)(cui)時(shi)(shi)先將零件筐吊入槽內,停在水(shui)平面上方,關閉(bi)槽蓋,再把(ba)零件筐降(jiang)到水(shui)中,直(zhi)到淹沒即可。
b. 堿性高錳(meng)酸鉀(jia)預處理(li)
處理液(ye)中含有(you)氫氧化鈉(na)100~125g/L,碳酸(suan)鈉(na)100~125g/L,高錳酸(suan)鉀50g/L,溶液(ye)溫度95~105℃,處理時間2~4小時。堿性高錳酸(suan)鉀的(de)處理效(xiao)果雖不如熔融鹽處理,但其(qi)優點是(shi)適用于有(you)焊縫或卷邊的(de)組合件。
c. 浸漬法預(yu)處理
為(wei)使氧化皮松(song)動,直(zhi)接采用(yong)(yong)下列強酸(suan)浸漬(zi)預處理,為(wei)防止酸(suan)對基體金屬(shu)的溶解,要嚴格控(kong)制酸(suan)浸時間和酸(suan)液(ye)(ye)溫(wen)度。浸漬(zi)法酸(suan)液(ye)(ye)預處理法所用(yong)(yong)溶液(ye)(ye)成分及工藝條(tiao)件見表2-2。
2. 不銹(xiu)鋼去灰渣(zha)
不(bu)銹鋼(gang)管(guan)氧化皮從鹽浴(yu)爐出(chu)來后鋼(gang)管(guan)表(biao)面(mian)上剩下的氧化物灰渣(zha)可在(zai)下列溶液中去除(見(jian)表(biao) 2-4 )
3. 除(chu)氫
不銹鋼管在(zai)酸洗(xi)過程中有(you)一定量(liang)的氫(qing)(qing)(qing)原子吸附(fu)在(zai)基(ji)體內(nei),易造成氫(qing)(qing)(qing)脆現象。對高(gao)強(qiang)度(du)不銹鋼管要(yao)進(jin)行除(chu)氫(qing)(qing)(qing)處理。除(chu)氫(qing)(qing)(qing)方法如下(xia):
a. 堿性溶液陽極電解(jie)法(fa)
在(zai)氫(qing)氧化(hua)鈉(na)50~60g/L,碳酸(suan)鈉(na)10~20g/L,磷酸(suan)三鈉(na)50~60g/L,硅酸(suan)鈉(na)10~20g/L,溫(wen)度(du)80℃的溶(rong)液(ye)中,在(zai)陽極(ji)上,電流(liu)密度(du)10A/d㎡,時間(jian)10分鐘(zhong),可(ke)有(you)效去(qu)除吸附在(zai)表(biao)面上的氫(qing)。
b. 加熱法
即將不(bu)銹鋼零件放在烘(hong)箱內在200℃溫度(du)時烘(hong)1~2小時以去除氫。