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  • 不锈钢材料对抛光质量的影响
    新闻分类:行业资讯   作者:admin    发布于:2015-08-064    文字:【】【】【

     不锈钢材料对抛光质量的影响 

    抛光中发现45 mm×2.5 mm不锈钢管产生严重的孔蚀现象,有部分管出现开裂穿透。板材产生局部腐蚀,有个别的板材严重腐蚀。 

    产生上述腐蚀现象的主要原因是不锈钢毛坯存在杂质缺陷,以致轧制后表面产生缺陷、杂质含量过高或不耐腐蚀的元素C、P、Si、S等在晶界处偏析,局部产生薄弱环节。在室温抛光过程中,这些脆弱的部分形成活化的小阳极,而周围区域则为大阴极,在电化学作用下腐蚀成针孔或小孔。这些腐蚀反过来又产生了应力集中,使腐蚀向纵深发展,最后穿透金属。另外裂纹处在抛光过程中也极易形成阳极活化区,沿缝隙腐蚀加重。 

    从抛光机理看,在不锈钢抛光过程中存在着金属的表面溶解腐蚀和钝化两种过程的竞争,在中低温(65~80℃)抛光过程中,由于抛光时间短,金属表面溶解腐蚀不明显,一般观察不到孔蚀现象。但是在15~40℃抛光过程中,由于抛光时间长(一般大于12 h),金属表面溶解占了主导地位。在HCl-H3PO4-HNO3三酸抛光体系中,氯离子含量高对不锈钢极易腐蚀,特别是在室温下材质存在杂质缺陷时尤为突出。因此,在室温抛光过程中,不仅要严格控制抛光液配方,而且对不锈钢材料的质量应严格把关。 

    虽然所采用的不锈钢板材为1 Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢,但是个别的板材磁性过高,恰好这些板材产生均匀溶解,表面发灰,这说明材质不合格。对于板材上出现的局部腐蚀区经机械抛光后发现表面结构不均匀,有的轻碰即脱落,这是毛坯缺陷所致。对于45 mm×2.5 mm不锈钢钢管中孔蚀严重的部位经抛光后发现有杂质缺陷。对换热器排管进行试压时发现漏气,但找不到原因,经化学抛光后发现有裂纹,抛光2小时就开始漏液,这不可能是腐蚀穿透现象,而是轧制过程中的裂纹缺陷。 

    文献〔2〕和本文中介绍的HC-HNO3-H3PO4三酸抛光体系只适用于奥氏体不锈钢,但是由于不同厂家的同一类产品可能存在很大差别,有的可能达不到质量要求。因此,应采用同一厂家的同一批号的合格产品,考察技术应包括晶相和组成,特别是杂质的含量,对于压力容器用材料还应按压力容器的技术要求进行探伤。另外对每一种材料应进行抛光实验,最后根据综合实验的具体情况确定抛光液配方。 

    3.2 不锈钢的加工工艺对抛光质量的影响 

    抛光过程中发现焊缝和热处理部位产生腐蚀现象,特别是等离子切割面产生严重腐蚀,而且随着时间的延长而加剧。加热弯管时被加热部位也产生严重腐蚀现象。 

    不锈钢为合金材料,存在不同的晶相,温度变化时晶相发生相应的变化。因此在不锈钢的加工过程(如机械加工、铸造、焊接和切割等)中,一是受温度的影响局部极易析出新相(局部相变),晶界间物质的物理化学状态与晶粒本身不同,致使晶界处的腐蚀速度明显大于晶粒本身(晶间腐蚀)。这些新相的析出必然导致某些元素的贫乏区形成,不管是析出的新相耐腐蚀,还是不耐腐蚀都将导致腐蚀速度的不均匀性——点蚀或孔蚀等。二是受加工温度的影响极易产生内应力,大量氯离子使应力腐蚀加重。在等离子切割过程中,局部温度过高引起奥氏体不锈钢晶粒粗大,甚至产生局部熔化,内应力过大,应力腐蚀尤为明显。 

    在室温抛光过程中,虽然可以通过调整抛光液配方减轻腐蚀现象,但是无法完全避免应力腐蚀和晶间腐蚀等。因此,要想控制晶间腐蚀和应力腐蚀,必须从不锈钢设备的加工工艺入手,严格控制工艺参数,包括焊接工艺参数、切割方法、热处理温度等,避免析晶和内应力集中。 

    3.3 搅拌方式对抛光质量的影响 

    在抛光过程中,采用水泵自身循环抛光液,发现有死角,抛光面产生花斑现象。大型不锈钢设备往往被抛光面比较集中,如热交换器排管等,局部被抛光面S(dm2)与抛光液体积V(dm3)比过大,温度变化过快,而且抛光过程中,三种酸的消耗过快,只靠抛光液自身的浓度梯度扩散是不够的,为了保持被抛光面附近抛光液浓度均匀一致,必须采用合适的搅拌方式,通常有强制对流和机械搅拌等。对于结构比较简单的圆桶型设备,可采用简单的机械搅拌方式,而对于特殊结构的设备应配备结构相似的搅拌或循环方式。 

    3.4 抛光液配置及注入方式对抛光质量的影响 

    若采用一次性抛光液,三种酸的浓度可适当降低。首先将三种酸的混合溶液注入被抛光设备内,使被抛光面与抛光液接触2~3 h,表面腐蚀5~10 μm后,再通过循环方式将配置好的添加剂混合溶液注入,混合均匀后继续抛光,可获得理想的抛光效果。为了避免上下抛光面与抛光液的接触时间相差太长,应采用适当的注入方式,一般控制上下抛光面与抛光液的接触时间差在1 h之内。另外,抛光液排出时应连续进行,否则在停留部位将产生很难清除的痕迹。 

    3.5 试件对抛光质量的影响 

    在大型不锈钢设备的室温抛光过程中,抛光质量是通过悬挂样件的质量控制的。在大型设备中,难免材料不均匀和抛光液不均匀,在抛光过程中应对设备中所用的各种材料进行相应的挂件实验,并定时观察挂件的抛光效果。为了使挂件具有代表性,不仅将挂件合理分布(保证上、中、下三个部位有挂件),而且挂件应与设备本身具有相同的加工工艺。 

    4 结 论 

    1)三酸抛光体系适用于各种奥氏体不锈钢材料的抛光处理,材料的性能和质量对抛光质量有很大影响; 

    2)不锈钢设备的加工工艺对抛光质量有明显影响; 

    3)适当的搅拌方式和抛光液注入方式对抛光质量是有益的; 

    4)抛光过程中应进行相应的挂件实验。 

    作者单位:山东工业大学 济南 250061/烟台冰轮集团公司 烟台 264000 

    摘自《电镀与精饰》

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    点击次数:1334  更新时间:2015-08-06  【打印此页】  【关闭
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