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1前言
目前國內(nèi)太多數(shù)熱程鍍鋅、滲鋅、電鍍鋅、電鍍多元合金.去除鋼鐵表面的銹蝕均采用鹽酸除銹的方法。由于強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)，追求產(chǎn)量.使酸洗液一直處于較高的濃度，而忽視了酸洗液的最佳濃度的控制與維護(hù)許多廠家不知道控制酸洗液的濃度，而簡單地采取每周更新一次酸液，有些則一年更新兩次，有的甚至從來更新。通常是倒掉一些酸洗液，漆加一些新酸洗譴。造成鹽酸耗量過高，增加生產(chǎn)成本，并對(duì)環(huán)境造成一定的污染。因此.掌握與控制鹽酸酸洗液的實(shí)用壽命具有一定的經(jīng)濟(jì)意義。
2鹽酸除銹機(jī)理
使用鹽酸去除鋼鐵表面的鐵銹時(shí)，一般認(rèn)為有三種作用.即溶解、還原、少量氧化剝商作用。而實(shí)際除銹機(jī)理遠(yuǎn)此上述復(fù)雜得多。當(dāng)鋼鐵與鹽酸接觸后.發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：
(1)直接溶解作用
(2)還原作用
此還原反應(yīng)，可加速溶解于鹽酸溶液而成為可溶性FeCl2。
(3)少量剝離作用
在上述反應(yīng)中.第(1)、(2)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得相當(dāng)快。對(duì)第(3)、(4)以及還原化學(xué)反應(yīng)，通常要比(1)、(2)式幔得多。(2)式析出的H2同時(shí)對(duì)難溶的黑色氧化皮起著沖裂和剝落的機(jī)械作用，提高了酸洗效率。但往往由于鋼鐵制件基體在溶解時(shí)容易引起過腐蝕.而且析出臺(tái)向基體內(nèi)部滲透擴(kuò)散產(chǎn)生氫脆而降低了機(jī)械性能。尤其是高瑞鋼、彈性鋼制件由于氫脆而造成報(bào)廢。
從化學(xué)方程式(1)中可知.在一定溫度下，要使這一反應(yīng)持續(xù)地向右進(jìn)行.必頒控制鹽酸淮度和FeCl2含量。隨著酸洗不斷進(jìn)行.FeCl2在酸槽中含量將會(huì)越來越高.當(dāng)達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài).盡管延長酸洗時(shí)間技果也不太明顯相反，在一定濃度下.FeC12不飽和，則酸渣仍具有裉強(qiáng)酸洗能力。實(shí)踐證明：酸洗建度快慢不僅考慮酸洗液的濃度，而重要的是決定于FeCl2，在該鹽酸濃度下的飽和程度。有文獻(xiàn)資料報(bào)道，F(xiàn)eCl2溶解度與鹽酸濃度有關(guān).一定的鹽酸濃度在相同溫度下具有一定的FeC12飽和度。當(dāng)鹽酸濃度達(dá)到10%時(shí).FeC12飽和度為48%;當(dāng)濃度達(dá)到31%時(shí)，F(xiàn)eC12飽和度只有55%，同時(shí)FeCl2飽和度隨著溫度上升而增大。
從以上對(duì)鹽酸的除銹機(jī)理分析表明，要在最短時(shí)間內(nèi)，使酸洗后的鋼鐵表面達(dá)到最佳清潔表面.關(guān)鍵在于選擇鹽酸的濃度、FeCl2含量與它在該鹽酸濃度下的溶解度。因此.要提高酸洗速度只有使上述三要素處于最佳狀態(tài)。既要有適當(dāng)鹽酸濃度和一定的FeCl2含量.又要有較多的l2溶解量，在這三個(gè)參數(shù)中.尤其以鹽酸濃度最為重要，降低鹽酸濃度不但能夠容納較多的FeCI含量.而且還不易飽和，從而較好地解決鋼鐵制品的酸洗質(zhì)量。
3最佳鹽酸濃度控制與測定
實(shí)踐證明：鹽酸濃度范圍控制得過窄、過寬對(duì)操作生產(chǎn)都帶來一定的難度。根據(jù)連續(xù)生產(chǎn)實(shí)際及人為諸因素的影響，我們認(rèn)為推薦使用鹽酸濃度控制在8%～13%.酸渣溫度在20～40℃之間，酸液比重為l35～1.20，可以較好地滿足生產(chǎn)的需要，最大限度地提高酸液使用壽命FeCl2含量高(可用鹽酸比重表示)，則鹽酸誑度可相應(yīng)取低值;FeCl2含量低，鹽酸濃度可取高值。
在具體操作上，要經(jīng)常防止酸液濃度自然降低和酸液面高度下降，需要補(bǔ)充新酸。添加酸時(shí)必須做到一勤二少。E9旬Ⅱ酸要勤，每次加酸量宜少。如果冬天酸洗速度慢可以加溫至20～25.當(dāng)FeC12含量過高.酸液比重超過1.35時(shí).可用水稀釋最后達(dá)到酸液比重不大于1.22即可。
對(duì)于鹽酸酸洗液濃度的控制、測定.可用常規(guī)化學(xué)分析方法測試。
4常溫高效鹽酸酸霧抑制緩蝕劑的應(yīng)用
鹽酸酸洗槽無論是在存放或在工作中.如不加酸霧抑制劑時(shí)，有大量的酸霧散發(fā).給車間環(huán)境造成酸霧污染，給操作者帶來不便.遇到陰雨天，氣壓低、濕度大的天氣，酸霧更為嚴(yán)重。在酸洗鋼鐵件時(shí)，酸溶解氧化皮的同時(shí)，大部分鐵也教酸溶解.造成過度腐蝕，使工作表面發(fā)生氫脆。其危害程度已有很多報(bào)道為了克服這一現(xiàn)象，現(xiàn)在不少廠家已使用酸霧抑制劑(內(nèi)含緩蝕劑)。評(píng)價(jià)酸霧抑制劑、緩蝕劑的效果.在于減少酸霧的揮發(fā)，在于酸洗液去除銹和氧化皮的同時(shí).防止酸對(duì)鋼基體的侵蝕.在于緩蝕劑吸附于金屬表面是暫時(shí)的.容易承洗。以上三點(diǎn)往往沒有引起熱鍍、電鍍廠家的十分關(guān)注.給下道工序帶來一些麻煩和質(zhì)量問題。高質(zhì)量的酸霧抑制、緩蝕劑應(yīng)產(chǎn)生如下作用：
(1)按20%鹽酸溶液對(duì)瑞鋼工件24h實(shí)驗(yàn).其緩蝕速度≥95%。
(2)不影響除去銹和氧化皮;
(3)不形成泡沫或只產(chǎn)生少量不穩(wěn)定泡沫;
(4)與酸洗后的鍍液相適應(yīng).除了注意電鍍問題之外.應(yīng)觀察形成泡沫和霧點(diǎn)的差別;
(5)容易漂洗.而不形成難“除去的膜;
(6)無毒、不可燃.使用安全;
(7)在酸洗液中不揮發(fā)而具有較長的使用壽命。
我們近幾年來使用的由天津大學(xué)材料系提供的高技酸霧抻制、緩蝕劑與鹽酸水溶液配制成常溫高技除銹液，可在常溫下去除氧化皮.除銹速度快，不產(chǎn)生過腐蝕，工件表面及內(nèi)在質(zhì)量均得以提高，酸槽附近基本聞不到鹽酸刺鼻殊，除銹率不低于98%，連續(xù)禚加使用可延長除銹液及設(shè)備的使用壽命，并可節(jié)約燃料和能耗，其酸洗液配方及工藝條件如下(重量百分比)：
鹽酸(33%).%-------------------55
除銹添加劑，%----------------l0
水，%---------------------------35
T,℃--------------------------20--40
談除銹添加劑由有機(jī)酸、烷基硫酸鈉、六次甲基四胺、聚乙二醇、磷酸和水組成。配制方法簡便，使用方便.不污染環(huán)境，不產(chǎn)生氫脆，專家認(rèn)為是目前比較理想的除銹添加荊對(duì)程鍍、電鍍工廠除銹工序有推廣和使用價(jià)值。
