不锈钢中厚板HNO_3+HF混酸酸洗工艺研究

李峰

摘要：酸洗是不锈钢生产工作中的重要步骤，本文对酸洗工艺的主要方法进行了介绍。对酸洗工艺的注意事项进行了研究，对酸洗工艺的研究有很大帮助。

关键词：不锈钢中厚板，混酸，酸洗

不锈钢材质酸洗工艺是生产中的关键步骤，酸洗工艺效率高，成本低。酸洗工艺具有生产的可行性和可操作性。

一、常规酸洗工艺

1.1酸洗工藝的简介

酸洗工艺的酸洗液一般为多种酸的混合物，主要有硫酸、硝酸和氢氟酸等，这些混合酸的腐蚀性很强，同时具有很强的氧化性、较高的腐蚀介质的温度，这对防腐材料的耐蚀性能提出了很高的要求。不锈钢酸洗生产线工艺从生产到废水废气回收系统，各个环节都存在很强的腐蚀状态，因此防腐材料选择的好坏直接关系到设备、车间地坪、地沟、废水废气的环保回收系统等处的正常使用。

1.2主要操作方法

酸洗是不锈钢中厚板生产的关键工序。目前，国内不锈钢中厚板企业酸洗方式大多采用H2SO4+（HNO3+HF）酸洗工艺，还有一种方式为HNO3+HF混酸酸洗工艺。两种方式的优劣如何，需要对比分析。两种酸洗工艺对比分析：1、酸洗质量1）实验HNO3+HF酸洗色泽均匀，颜色发白，稍好于H2SO4+（HNO3+HF）酸洗。大生产中，色泽基本一致。2）常规H2SO4+（HNO3+HF）酸洗溶蚀率为HNO3+HF酸洗的2倍。金属损耗大。2、酸洗效率在同样的酸液浓度和温度下，实验室和大生产中，两种酸洗效率没有显著差异。3、酸洗成本单纯从酸液价格来讲，H2SO4具有明显的价格优势，常规H2SO4+（HNO3+HF）酸洗溶蚀率为HNO3+HF酸洗的2倍，实际造成综合成本的增加。两种成本相互抵消，实际综合成本基本相同，HNO3+HF酸洗综合成本略有优势（节省成本1-2元/t）。4、环保因素1）酸液再生常规H2SO4+（HNO3+HF）酸洗，因SO42-混入，无法进行再生出来，资源难以再生利用。而采用常规HNO3+HF酸洗，酸液能够全部再生利用。2）现场常规H2SO4+（HNO3+HF）酸洗，现场生产时，为提高酸洗效率，会提高H2SO4温度，由于钢板对热量的传递作用，进而引起混酸HNO3+HF温度的升高，引起混酸分解挥发加剧，造成现场作业环境污染。5、可酸洗钢种范围常规H2SO4+（HNO3+HF）酸洗，基本能够酸洗包括双相、耐热在内所用不锈钢钢种;采用HNO3+HF酸洗，酸洗钢种基本受限于304、316系列，对于其他钢种的酸洗工艺还不适应。为此，今后企业在考虑不锈钢酸洗配置时，应优先考虑HNO3+HF酸洗，也可以采用常规H2SO4+（HNO3+HF）并加以切换功能，实现质量与成本的共赢。

1.3酸洗工艺的注意事项   工艺流程： 脱脂→水洗→酸洗→水洗→表调→水洗→磷化→水洗→热水洗→脱水→浸油 工序 工艺过程 工艺条件 质量指标 备注 1 表面预处理 对重油污、重锈进行人工预处理 去除严重油污、毛刺、重锈迹 2 装挂 根据工件结构，注意工艺孔排气液应良好 3 脱脂 POH-11脱脂剂 30～50Kg/m 3 PH值：11～13 温度：60-75℃ 时间：10min 去除表面动植物、矿物油等，参照GB/T13312-91标准。 6 水洗 工业自来水 PH：7～8 温度：RT（常温） 时间：0.5min 去除工件表面脱脂剂 生产中保持溢流，应经常更换槽液 7 酸洗 工业盐酸：300—500 Kg/ m3 POR-2添加剂：10Kg/m 3 温度：RT（常温） 时间：10min 无油无锈呈金属银白色 参照JB/T6978-93标准 9 水洗 工业自来水溢流 PH：6～7 温度：RT（常温） 时间：0.5min 保持溢流，应经常更换。 11 黑色表调 PH-32黑色表调剂 原液：水=1：8（体积比） 时间：5-10分钟 PH：2.2～2.5 温度：RT 12 水洗 工业自来水溢流 PH：6～7 温度：RT（常温） 时间：0.5min 13 磷化 PZn-9磷化剂：100Kg/M3 总酸度（TA）：25-30Pt 游离酸（FA）：2.0-3.0 温度：40-45℃ 时间：15min PH：2.2-2.5 参照GB11376-89标准 经常清理残渣控制好工艺参数 14 水洗 工业自来水溢流 PH：6～7 温度：RT（常温） 时间：0.5～1min 清洗工件表面带出磷化液 保持溢流，应经常更换 15 热水洗 工业自来水 PH：6～7 温度： 60-70℃ 时间：0.5～1min 脱水清洗，热封闭 经常更换 16 脱水 PDO-2脱水防锈油 温度：RT（常温） 时间： 20-30Min 油水分离 17 浸油 PSO-2超薄层防锈油 温度：RT（常温） 时间：20-30Min 此工艺的关键应控制脱脂、表调和磷化工序技术参数

二、酸洗的注意事项

2.1酸洗钝化的前处理  酸洗前要进行不锈钢钝化处理，去除表面的污垢。通过对机械的清洗，用酸洗液清洗表面的油脂，表面的油脂会影响钝化的质量。所以脱油脂的工序不可以省去，可以使用碱液等有机物质进行清洁。提高顿化的质量，做好酸洗前的预处理。  2.2酸洗液及冲洗水中Cl-的控制  某些不锈钢酸洗液或酸洗膏采用加入盐酸、高氯酸，三氯化铁与氯化钠等含氯离子的侵蚀介质作为主剂或助剂去除表面氧化层，除油脂用三氯乙烯等含氯有机溶剂，从防止应力腐蚀破裂来说是不太适宜的.此外，对初步冲洗用水可采用工业水，但对最终清洗用水要求严格控制卤化物含量.通常采用去离子水.如石化奥氏体不锈钢压力容器进行水压试验用水，控制C1-含量不超过25mg/L，如无法达到这一要求，在水中可加入硝酸钠處理，使其达到要求，C1-含量超标，会破坏不锈钢的钝化膜，是点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀破裂等的根源.  2.3酸洗钝化操作中的工艺控制硝酸     溶液单独用于清除游离铁和其它金属污物是有效的，但对清除氧化铁皮，厚的腐蚀产物，回火膜等无效，一般应采用HNO3+HF溶液，为了方 便与操作安全，可用氟化物代替HF[2].单独HNO3溶液可不加缓蚀剂，但HNO3+HF酸洗时，需要加Lan-826.使用HNO3+HF酸洗，为防止腐蚀，浓度应保持5：1的比例.温度应低于49℃，如过高，HF会挥发.对钝化液，HNO3应控制在20%—50%之间，根据电化学测试，HNO3浓度小于20%处理的钝化膜质量不稳定，易产生点蚀[8]，但HNO3浓度也不宜大于50%，要防止过钝化.用一步法处理除油酸洗钝化，虽然操作简便，节省工时，但该酸洗钝化液（膏）中会有侵蚀性HF，因此其最终保护膜质量不如多步法.酸洗过程中允许在一定范围内调整酸的浓度、温度与接触时间.随着酸洗液使用时间的增长，必须注意酸浓度和金属离子浓度的变化，应注意避免过酸洗，钛离子浓度应小于2%，否则会导致严重的点蚀.一般来说，提高酸洗温度会加速与改善清洗作用，但也可能增加表面污染或损坏的危险.

结束语：酸洗工艺具有很大的优越性，在生产中要考虑多方面因素来原则酸洗的方法。根据自身的实际情况，考虑多种酸洗方法。我们在生产过程中合理利用酸洗方法的优点，提高生产的效率。

参考文献：

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[7]王国富，周庆军，江录豹.不锈钢中厚板在线酸洗工艺研究进展[J].宝钢技术，2017（05）：39-45.

[8]杨明永，秦丽雁.不锈钢中厚板HNO_3+HF混酸酸洗工艺研究[J].河北冶金，2012（06）：21-23.