外表钝化层耐腐蚀才能出产工艺与设备管表里外表光洁度

跟着国民经济建设不断地展开,各工业工作运用清洁级(食物级)无缝不锈钢管越来越广。通过对不锈表面钝化层耐腐蚀才干分析,并结合本公司出产小型清洁级无缝不锈钢管的工艺与设备运用,出产出高质量的钢管,满意工业流体管的需求,填补国内空白,代替进口。
关键词:表面钝化层耐腐蚀才干出产工艺与设备管表里表面光洁度
清洁级(食物级)无缝不锈钢管在制药、食物、啤酒、饮用水、生物工程、化学工程、空气净化、航空、核工业等国民经济建设多领域多工作上广泛地运用,每年有许多的进口。这儿介绍本厂出产清洁级(食物级)无缝不锈钢管的工艺与设备、管的功用与质量。此管归于国内最先进最精细水平已广泛运用,并出口国外。
一、不锈钢的表面分析
俄歇电了能谱(AES)法和X射线光能谱(SPS)法都可用于不锈钢表面分析,然后判定不锈钢管表里表面耐腐蚀才干。AES法的分析直径十分小,可以小于20nm,它的初步功用是作为元素的辨认。XPS法的分析直么大约10μm,首要用于判定接近表面元素的化学情况。
用AES和XPS探测仪对机械抛光的已暴露在大气中316不锈钢表面进行扫描的作用标明,对不锈钢金刚表面分析总深度最典型的为15nm,并且供应了有关钝化层的成分、厚度及它的耐腐蚀才干等。
根据定义,奥氏体不锈钢含有高铬和镍,有的含钼(如316L00Cr17Ni14Mo2)、钛等,一般含有10.5%的铬以上具有较好耐腐蚀才干。耐腐蚀是由于富铬钝化层具有保护功用的作用,钝化层一般为3-5nm厚,或恰当于15层原子那样厚。钝化层是在铬和铁被氧化的氧化-恢复反应进程中构成的,假如钝化层遭损坏,又会灵敏构成新的钝化层和/紧跟着发作电化学腐蚀,会出现不锈钢深层点蚀及晶间腐蚀。钝化层耐腐蚀才干与不锈钢中所含化学成分含量有关,如高铬、加镍与钼等都能进步钝 化层结合能电势,加强钝化层耐腐蚀才干;并与不锈钢管表里表处理及运用流体介质有关。
二、不锈钢管表面腐蚀情况
1、在含Ci-介质中不锈钢表面钝化层简略被损坏,这是由于Ci-氧化电势能较大。假如钝化层印化层仅仅在金属就将继续腐蚀下去。在许多情况下,钝 化层仅仅在金属表面的部分当地被损坏,腐蚀的作用在于构成细微的孔或凹坑,在材料表面发作无规律分布的小坑状腐蚀称为点蚀。点蚀速率随温度升高而增加,随浓度增加而增加。解决方法是用超低或低碳不锈钢(如用316L 304L)
2、奥氏体不锈金刚在制造和焊接时不锈钢表面钝经层简略被损坏。制造和焊接时加热温度和加热速度在不锈钢敏化温度区域(约425-815℃)时,材猜中过饱和碳就会在晶粒距离首要分出,并与铬结合构成碳化铬Cr23C6,此刻碳在奥氏体内的涣散速度比铬涣散速度大,铬来不及补偿晶界由于构成碳化铬而丢掉的铬,作用晶界的铬含量就就随碳化铬的不断分出而不断下降,构成所谓的贫铬区,使电垫能削弱,钝化层耐腐蚀才干下降。当与介质中Ci-等腐蚀介质接触时,就会引起微电池腐蚀。虽然腐蚀仅在晶粒表面,但却灵敏深化内部构成晶间腐蚀。特别不锈钢管在焊接处理部位较为明显。
3、应力腐蚀裂纹:是静应力和导致裂纹与金属脆化的腐蚀一同的作用。发作应力腐蚀裂纹破损坏的环境一般是恰当复杂的。不仅是拉伸应力,而这种应力和由于制造、焊接、或热处理在金属中发作的剩下应力的组合。
三、不锈钢管表里表面处理与耐腐蚀联系
不锈钢管表里表面(特别如电解抛光、机械抛光后)具有出色的钝化层,耐腐蚀才干较强。表里表面光洁度高,介质粘附很罕见利于耐腐蚀。管表里表光洁度高液体介质逗留越少,有利于冲刷,特别在制药工作。
1、管表里表电解抛光(电化学抛光):电解抛光液是磷酸、硫酸、铬酐、明胶、重铬酸钾等。不锈钢管表里表在阳极上,抛光液在和内活动通以低电压大电流而进行电解抛光处理。这时管表里表一同进行着两个互相敌对的进程,即金属表面钝化层(含稠性粘膜)生成与溶解。由于表面微观的凸起部分和凹进部分红膜进入钝化的条件是不同的,又由于阳极溶解。由于表面微观凸起部分和凹进部分红膜进入钝 化的条件是不同的,又由于阳极溶解,阳极区金属盐浓度不断增加,在表面构成一种高电阻的稠性粘膜。该膜在凹凸处厚度不同导致阳极表面电流密度大,尖端放电溶解速度快,在短时间内抵达削平杰出的微观部分的目的,能抵达很高的光洁度Ra≤0.2-0.4μm。并在这种作用下,管内表增加了铬含量,增加了金属表面钝化层的耐腐蚀才干。
怎样掌握抛光的质量要与电解液配方、浓度、温度、通电时间、电流密度、电极情况、管表面处理程度等有关。技术掌握欠好反而会损坏管表面光洁度,电解程度过大会出现更多更大的凹凸面,甚至条管报废,实在制造好质量需求必定技术,费用本钱较高。
2、管表里表机械抛光:有旋转与直线抛光。这儿以旋转机械抛光为例:机械抛光设备较为简略,动力与抛光盘、高级抛光设备较为简略,动力与抛光盘、高级抛光蜡。选用逐级细砂粒作的布盘与布盘在管表里表面上来回屡次多道进行抛光处理,光洁度能抵达Ra≤0.2-0.4μm。
机械抛光与电解抛光相比较具有设备简略、技术含量低简略掌握,费用本钱也低,不会损坏管而形成报废,因此广泛地运用。但表面印化层耐腐蚀才干电解抛光要好的多。
四、清洁级无缝不锈钢管出产工艺
炼钢–轧制圆钢–穿孔–冷拔–冷轧–亮光退火–表里表抛光–表面面抛光–检测验收–包装入库。
本厂出产清洁级无缝不锈钢管是从冷拔初步。
在生中几个关键设备:
1、冷拔管机:圆钢穿孔后称荒管,一般荒管为Ф65*5mm或Ф100*7mm。一般工业用的清洁级不锈钢管从Ф14*1mm至Ф200*3mm,这样需求扩管与拉小管,要有冷拔管机来进行。有时需求几回扩管或拉小管,而又退火(热处理)与酸洗循环进行。
冷拔管机种类、标准,芯棒种类、标准许多不作描绘。
冷拔的首要长处是:出产功率较高;出产中改动产品标准比较便当,灵活性大;东西的设备和制造以及设备的结构保护比较简略。
冷拔的首要缺点是:道次变形量小,因此加工道次多,出产周期长;金属消耗大。管表里表面光洁度差(谈不上洁度)。
2、多辊式冷轧管机:是国内制造清洁级无缝不锈钢管关键设备。以冷拔后钢管为坯料,冷轧后管表里径与壁厚尺度正负小于0.02-0.05mm,管表里表面光洁度Ra≤0.8μm,并可制造到壁厚0.5mm。再经抛光处理管表里表面光洁度可达Ra≤0.2-0.4μm(如镜面)。
多辊式冷轧管机种类、标准,芯棒种类、标准许多不作描绘。
冷轧后管最大的缺点是硬态,也即屈强系数较大,不宜扩口、弯曲,严格地说仍是不契合国家标准,因此要进行热固熔处理(退火)。
一般情况不锈钢管经一般热固熔处理炉(奶火炉)处理后,管表里表面出现氧化皮需求酸洗,这样又损坏了本来冷轧后管的表里表面光洁度,出现细小凹凸不平,达不到清洁级管表面光洁度标准。因此要选择气体保护亮光退火炉。
3、气体保护亮光退火炉:有两部分组成,亮光退火炉炉体与氨分解成套设备。
亮光退火炉炉体:首要结构由圆形截面马弗罐,选用两头和底部部安顿高温发热丝的加热方法,氨分解气作为保护气体和循环冷却气。结构紧凑,操作安全,操控可靠和修理便当,炉温均匀(温度可达1150℃),通源损耗低,能充分运用保护气,冷却速度快,保证了防止碳化铬的从头堆积分出,使一切碳化铬完全固溶入奥氏体基体内,改动了原有冷轧后管的硬态与金相安排,实在抵达固溶处理的目的。
氨分解成套设备:运用纯真液氯分解成70%氢气与30%氨气,填充入炉体内驱跑空气(氧气),尽可能空气越小。
经气体保护亮光退火炉处理后不锈钢管已是软态,表里表面罕见氧化皮,不需求酸洗处理,并坚持冷轧后的管表里表面光洁度。
4、管表里表机械抛光机:上已叙说。
5、管表面面机械抛光机:上已叙说。
五、清洁级无缝不锈钢管的选购
不锈钢是少含有50%的铁和10.5%的铬,并还参加如镍、钛、钼等,根据含有休学成分的不同,金属内部的金相安排也不同,这就有马氏体型、铁素体型、奥氏体型、双相、堆积硬化型不锈钢等。清洁级无缝不锈钢管也有不同的质料。
一般工业常用用管奥氏体型不锈钢质料较多;0Cr19Ni9(USU304)、00Cr19Ni11(USU 304L)、0Cr17Ni12Mo2(USU 316)、00Cr17Ni14Mo2(USU 316L)、1Cr18Ni9Ti(SUS 321)等。要契合GB/T14976-94《流体运送用不锈钢无缝钢管》的标准,还有对钢管表里表面光洁度的要求。
选购清洁级无缝不锈钢管与流体介质的种类、浓度、温度、压力、活动速度、以及其他要素有关。


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