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(yu)處(chu)理使氧化皮變得疏松,然后再進行酸洗,易于除去。預(yu)處(chu)理又(you)可分(fen)為下列(lie)方法。
a. 堿性(xing)硝(xiao)酸鹽熔融處理法
堿性熔融物含有(you)氫氧化物87%(質量分數(shu)),硝酸(suan)鹽13%(質量分數(shu)),熔融鹽中(zhong)兩者的(de)(de)比例應(ying)嚴格控制,使(shi)熔融鹽具有(you)最(zui)強的(de)(de)氧化力、最(zui)低的(de)(de)熔點和最(zui)小的(de)(de)黏度。在(zai)生(sheng)產過程中(zhong)只分析硝酸(suan)鈉含量不(bu)(bu)少(shao)于8%(質量分數(shu))。在(zai)鹽浴爐(lu)中(zhong)進行(xing)處理,溫度為450~470℃,時間對鐵(tie)素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)為5分鐘,奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)為30分鐘。
在預處理過程中,鉻的氧化物與(yu)堿發生(sheng)反(fan)應,生(sheng)成物是亞鉻酸鈉:
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(tong)樣,鐵的氧化物和尖晶(jing)石也可被(bei)硝(xiao)酸鹽氧化,變成疏(shu)松(song)的三價的氧化鐵,易(yi)被(bei)酸洗時除去。
2FeO+NaNO3→Fe2O3+NaNO2
2Fe3O4+NaNO3→3Fe2O3+NaNO2
2FeO·Cr2O3+NaNO3→Fe2O3+2Cr2O3+NaNO2
由于高溫作用(yong),形(xing)成的(de)氧化物部分剝(bo)落,以沉(chen)(chen)渣的(de)形(xing)式沉(chen)(chen)入浴爐底。堿性硝酸鹽熔融(rong)預處(chu)理工(gong)藝流(liu)程:蒸氣(qi)除油→預熱(150~250℃,時間(jian)20-30分鐘)→熔融(rong)鹽處(chu)理→水淬→熱水洗。
熔融鹽(yan)處理不適于(yu)有(you)焊縫間隙或卷(juan)邊的(de)組合件(jian)。零件(jian)從(cong)熔融鹽(yan)爐取出后水(shui)淬時(shi),會濺起(qi)一股帶刺激性的(de)堿、鹽(yan)霧(wu),故水(shui)淬時(shi)應采(cai)用深井(jing)式防濺水(shui)淬槽(cao),見(jian)圖2-1。水(shui)淬時(shi)先將零件(jian)筐(kuang)吊入槽(cao)內,停在水(shui)平面(mian)上方,關閉槽(cao)蓋,再把零件(jian)筐(kuang)降到水(shui)中,直到淹沒即(ji)可。
b. 堿性高錳酸鉀預處理
處(chu)理(li)(li)液(ye)中(zhong)含有氫(qing)氧化鈉(na)100~125g/L,碳(tan)酸(suan)(suan)鈉(na)100~125g/L,高(gao)錳酸(suan)(suan)鉀50g/L,溶液(ye)溫度(du)95~105℃,處(chu)理(li)(li)時(shi)間2~4小時(shi)。堿性高(gao)錳酸(suan)(suan)鉀的處(chu)理(li)(li)效果雖不如熔融(rong)鹽處(chu)理(li)(li),但(dan)其優點(dian)是(shi)適用于有焊縫或(huo)卷邊的組合件。
c. 浸漬法(fa)預處理
為使氧化皮(pi)松動,直(zhi)接采用(yong)下列強酸(suan)(suan)浸漬預處理,為防止酸(suan)(suan)對基體金屬的(de)溶(rong)解,要嚴格控制酸(suan)(suan)浸時(shi)間(jian)和酸(suan)(suan)液溫度。浸漬法(fa)酸(suan)(suan)液預處理法(fa)所(suo)用(yong)溶(rong)液成分(fen)及工藝(yi)條件(jian)見表2-2。
2. 不銹鋼去灰渣
不(bu)銹(xiu)鋼管氧(yang)化(hua)皮(pi)從鹽浴爐出來后鋼管表面(mian)上(shang)剩下(xia)的氧(yang)化(hua)物灰渣(zha)可在下(xia)列溶(rong)液中去除(chu)(見表 2-4 )
3. 除氫
不(bu)銹鋼(gang)管(guan)在(zai)酸(suan)洗過程中有一定量的氫(qing)原子吸附在(zai)基體內,易造成氫(qing)脆(cui)現象。對高強度(du)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)要進行除氫(qing)處理。除氫(qing)方法如(ru)下(xia):
a. 堿性溶液陽極(ji)電解法
在(zai)(zai)氫氧化鈉50~60g/L,碳(tan)酸鈉10~20g/L,磷(lin)酸三鈉50~60g/L,硅酸鈉10~20g/L,溫(wen)度80℃的溶液中(zhong),在(zai)(zai)陽(yang)極上(shang),電流密度10A/d㎡,時間10分鐘,可有效去除(chu)吸附在(zai)(zai)表面上(shang)的氫。
b. 加熱法(fa)
即將不銹鋼零件放(fang)在烘(hong)箱內(nei)在200℃溫度時烘(hong)1~2小時以去(qu)除氫。