鋼鐵材料酸洗化學

前言

目錄

主要符號

第一章 概述

第二章 鋼鐵材料及其酸洗

第三章 酸洗緩蝕作用的電化學原理

第四章 液膜抑霧原理

第五章 碳鋼鹽酸酸洗

第六章 碳鋼硫酸酸洗

第七章 特鋼混酸酸洗

第八章 酸洗廢液的電凈化

附錄一 常用鋼鐵材料的化學成分（%）

附錄二 緩蝕劑中英名稱對照表

本書闡述化學酸洗鋼鐵材料的全過程，系統討論酸洗化學的機理及特點。

酸洗常用的酸有鹽酸、硫酸、磷酸、氫氟酸、氨基磺酸等無機酸，和檸檬酸、EDTA 等有機酸。但由于酸對金屬設備均有腐蝕作用，尤其無機酸的腐蝕更為嚴重，同時所放出的氫會向金屬內部擴散，使被洗設備發(fā)生氫脆。另外所析出的大量的酸性氣體，會使勞動條件惡化。因此在酸洗時要加入緩蝕劑，以抑制金屬在酸性介質中的腐蝕，減少酸的使用量，提高酸洗效果，延長熱力設備的使用壽命。酸洗時不僅要考慮酸的溶鐵能力，還應考慮垢成分、金屬材質、廢液處理方法等因素。故選擇一種質量好的緩蝕劑是酸洗的重要環(huán)節(jié)，而了解各類緩蝕劑的緩蝕性能可以更好的進行防腐工作。

硫酸酸洗緩蝕劑

硫酸常在酸洗用量較大的金屬材料酸浸除銹過程中作清洗主劑和在鍋爐污垢中鈣化合物含量很低的情況下用于酸洗鍋爐。由于硫酸濃度高，密度大，所以在等物質的量清洗條件下，洗一臺鍋爐所用工業(yè)硫酸的體積僅為鹽酸的 1/4，而且濃硫酸對鋼鐵幾乎不腐蝕，這給化學清洗帶來了極大的方便，可以大大簡化儲存、運輸和配酸的系統。用于硫酸溶液中的緩蝕劑主要有兩種，一種是含氮化合物緩蝕劑，如胺、吡啶以及吡啶堿和醌、2 -甲基吡啶、吡啶碘化合物和吡啶鹵化物；另一種是含硫化合物的緩蝕劑，如硫脲以及硫脲衍生物等。后者對碳鋼在硫酸中的緩蝕效率更高。

氫氟酸酸洗緩蝕劑

氫氟酸是一種弱無機酸，在空氣中揮發(fā)，其蒸汽具有強烈的腐蝕性及毒性。但其溶解氧化物的速率快，具有溶解硅垢（硅的氧化物）的特殊性能。1968年氫氟酸酸洗首次在西德的一臺運行后的超臨界壓力鍋爐上使用獲得成功。此后，西德有 40%的鍋爐都采用氫氟酸酸洗。雖然用氫氟酸酸洗存在操作不安全、價格高及污染環(huán)境的弊端。但從氫氟酸的特性考慮，應用了新型緩蝕劑后，它的使用范圍仍然很廣泛。

硝酸酸洗緩蝕劑

硝酸對鍋爐垢物和金屬氧化物溶解性較強，故硝酸有時代替鹽酸酸洗。硝酸是一種氧化性很強的酸，而現在大多數的緩蝕劑是有機物，易發(fā)生氧化還原反應，因此，硝酸酸洗緩蝕劑種類較少。

氨基磺酸酸洗緩蝕劑

氨基磺酸是一種粉末狀中等酸性的無機酸。在酸洗過程中，不易揮發(fā)，在水中的溶解性好，不會發(fā)生鹽類析出沉淀的現象，且不含鹵離子，適于清洗鈣量多及其他金屬的碳酸鹽、氫氧化物的垢類。但它酸洗氧化鐵能力差，并且在 60度以上則發(fā)生分解現象。故其很少應用于大型鍋爐的酸洗，一般應用于銅管的酸洗 。2100433B

酸洗原理

氧化皮、鐵銹等鐵的氧化物(Fe3O4，Fe2O3，FeO等)與酸溶液發(fā)生化學反應，形成鹽類溶于酸溶液中而被除去。

酸洗常用酸

酸洗用酸有硫酸、鹽酸、磷酸、硝酸、鉻酸、氫氟酸和混合酸等。最常用的是硫酸和鹽酸。

酸洗工藝主要有浸漬酸洗法、噴射酸洗法和酸膏除銹法。一般多用浸漬酸洗法，大批量生產中可采用噴射法。

市面上出售的工業(yè)濃硫酸通常含H2SO475%~97% (質量分數)，也可以選用褐色工業(yè)硫酸溶液，它含H2SO475%~78%(質量分數)。

酸洗注意事項

鋼鐵零件一般在10%～20%(體積)硫酸溶液中酸洗，溫度為40℃。當溶液中含鐵量超過80g/L，硫酸亞鐵超過215g/L時，應更換酸洗液。常溫下，用20%～80%(體積)的鹽酸溶液對鋼鐵進行酸洗，不易發(fā)生過腐蝕和氫脆現象。由于酸對金屬的腐蝕作用很大，需要添加緩蝕劑。清洗后金屬表面成銀白色，同時鈍化表面，提高不銹鋼抗腐蝕能力。采用濃度為5%~20%的硫酸水溶液，清除工件表面氧化皮和粘附鹽類的工藝稱為硫酸酸洗法。

為了消除硅藻土載體表面吸附，減少色譜峰拖尾，載體在使用前需進行酸洗或堿洗處理。酸洗是把載體用6mol/L鹽酸浸煮2h或濃鹽酸加熱浸煮30min，過濾，用水洗至中性，烘干。酸洗可除去表面上的鐵、鋁、鈣、鎂等雜質，但不能除去硅醇基。酸洗載體適宜于分析酸性樣品。

酸洗英文

acid washing；pickling ；acid pickling

酸洗定義

利用酸溶液去除鋼鐵表面上的氧化皮和銹蝕物的方法稱為酸洗。是清潔金屬表面的一種方法。通常與預膜（pre-passivating treatment）一起進行。

一般將制件浸入硫酸等的水溶液，以除去金屬表面的氧化物等薄膜。是電鍍、搪瓷、軋制等工藝的前處理或中間處理。