紅銹程度分級
根據(jù)紅銹的嚴重程度,我們可以將紅銹分為三個等級。但是,系統(tǒng)中的紅銹并不單純屬于某一個級別。
一級:附著在不銹鋼表面,容易去除的金屬氧化物或氫氧化物,主要是FeO,顏色從橙色到橙紅色不等。
二級:未鈍化表面的原位氧化,主要是Fe2O3,也含有一定量的Cr、Ni的氧化物和碳,顏色多樣,如橙、紅、藍、黑等,主要是氯等鹵素對不銹鋼表面的腐蝕。
三級:高溫導致氧化物沉淀。其成分和結(jié)構(gòu)與一、二級紅銹不同,主要是Fe3O4。結(jié)構(gòu)中還含有一定量的鉻、鎳、硅,顏色為金、藍、黑,極難去除。
根據(jù)不銹鋼鈍化層的分析方法,發(fā)展了幾種常見的紅銹分析方法,分為流體分析和不銹鋼表面分析。流體的分析方法主要有超痕量無機分析(ICP/MS)、標準粒子分析-光刻膠法、超痕量無機分析(SEM/EDX)和傅里葉變換紅外光譜(FTIR)。不銹鋼表面分析的方法主要包括顯微鏡或人眼檢查、掃描俄歇微分析(SAM)或俄歇電子能譜(AES)、化學分析電子能譜(ESCA)或X射線光電子能譜(XPS)和電化學阻抗譜。其中,不銹鋼表面的分析方法大多是破壞性的。
清潔方法
目前去除紅銹的方法主要有溶劑清洗和電化學清洗。清洗用的溶劑多為酸性,也出現(xiàn)一些中性溶劑。根據(jù)紅銹的不同等級,應(yīng)采用合適的酸或酸混合物及其濃度,并控制清洗時間和溫度,以達到滿意的紅銹清除效果。
1.溶劑清洗
A.磷酸:用于去除一級和二級紅銹,不會腐蝕不銹鋼表面。其濃度為5%-25%,操作條件為2h-12h(一級紅銹)或2h-24h(二級紅銹),40℃-80℃。當此濃度的磷酸與各種濃度的檸檬酸或硝酸混合時,可用于去除所有的紅銹,其操作條件為:2-12小時,40℃-80℃;二級紅銹:2h-24h,40℃-80℃;三級紅銹:8h-48h以上,60℃-80℃。
B.硫代*:可用5%-10%的硫代*去除原生紅銹,但會產(chǎn)生硫化物。其操作條件為2h-12h,40℃-80℃。
C.檸檬酸混有機酸或HF(或NH4HF2): 3%-10%檸檬酸混有機酸可用于去除一級紅銹。操作條件為2h-12h和40-80℃。而5%-10%的檸檬酸與有機酸混合去除次生紅銹,操作條件為2h-24h,40℃-80℃。當5%-10%的檸檬酸與有機酸或HF(或NH4HF2)混合時,可用于去除三級紅銹。工作條件在8小時-48小時和60℃-80℃以上。在這種情況下,不銹鋼表面將被蝕刻。
D.草酸:用2%-10%的草酸在40℃-80℃下去除二次紅銹2h-24h。而用10%-20%的草酸在60℃-80℃下去除三級紅銹8h-48h以上。草酸會腐蝕不銹鋼表面。
E.硝酸和HF(或NH4HF2):用15%-40%的硝酸和1%-5%的HF(或NH4HF2)去除三級紅銹1h-24h。工作溫度可以從室溫到40℃,但會腐蝕不銹鋼表面。
2.電化學清洗
紅銹越嚴重,除銹用酸濃度越高,操作時間越長,溫度越高。新工藝還采用中性溶劑去除一、二級紅銹,其效果比酸性溶劑溫和。對于難以去除的紅銹,我們也可以使用25%-85%的磷酸進行電化學清洗,操作時間在10min/m2左右。這種方法不會腐蝕不銹鋼表面,而只會腐蝕可接觸到的表面,主要是容器。
其他的
紅銹清除程序完成后,通過目測、棉簽擦拭、重金屬濃度檢測來確定合格標準或根據(jù)經(jīng)驗對系統(tǒng)進行清洗。部分紅銹去除工藝會對不銹鋼表面造成腐蝕損傷,然后可能會進行鈍化工藝。值得注意的是,無論紅色除銹還是鈍化,使用的溶劑大多具有腐蝕性,因此在制定方案時應(yīng)充分考慮EHS。

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