一种耐腐蚀不锈钢无缝钢管的酸洗光亮工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种耐腐蚀不锈钢无缝钢管的酸洗光亮工艺，采用加入氯化铜的盐酸溶液浸泡去除表面氧化物，然后再浸泡于硝酸溶液中进行表面光亮处理，替代了传统的机械抛光技术，降低生产成本，也避免了材料损耗(机械抛光的材料损耗为7～10％，而本发明专利技术为1～1.5％)。而且，经本发明专利技术处理后的钢管在存放过程中不会形成铜绿，即使在潮湿环境下也不会进一步腐蚀。加入氯化铜的盐酸溶液和硝酸溶液均为经过筛选的特定配方，特别适用于Monel400镍铜合金的处理。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀不锈钢无缝钢管的酸洗光亮工艺
本专利技术涉及一种合金表面处理工艺，具体涉及一种耐腐蚀不锈钢无缝钢管的酸洗光亮工艺。
技术介绍
蒙乃尔合金又称镍合金，是一种以金属镍为基体，添加铜、铁、锰等其它元素而成的合金。该合金只能通过冷加工硬化的一种固溶合金，其组织为高强度的单相固溶体，单相奥氏体组织，是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。该合金在氟气、盐酸、硫酸、氢氟酸以及它们的派生物中有极优秀的耐蚀性，之所以具有极优秀的耐蚀性，是因为铜对镍合金化，提高镍在还原介质中的耐蚀性，而降低在氧化介质中的耐蚀性和空气中的抗氧化性，其影响程度与铜含量、介质条件相关。在铜含量低于30％的范围内对其抗氧化性能的影响幅度较小，当铜含量超过此值后，随铜含量的增加，Ni-Cu合金的抗氧化性能急剧恶化；在含氟化物的应力腐蚀环境中，在铜含量低于30％的范围内，随铜含量的增加耐SCC性能下降，在铜含量为30％时达到最低点，此后随铜含量的增加耐SCC性能得到改善，因此Monel400是可耐氢氟酸中为数极少的重要材料之一，且在多数水腐蚀情况下，不仅耐蚀性极佳，而且孔蚀、应力腐蚀等也很少发现；Monel400在空气中连续工作的最高温度一般在600℃左右，在高温蒸汽中，腐蚀速度小于0.026mm/a；Monel400主要应用于化学和石油化工以及海洋开发等领域，可用来制造各种换热设备、锅炉给水加热器、石油和化工管线、容器、塔、槽、阀门、泵、反应釜、轴等。Monel400在辊底式天然气中退火后，钢管表面形成一层致密的灰色氧化物，在酸洗普通不锈钢的酸洗溶液(硝酸+氢氟酸)中很难将其表面的氧化物去除，不仅合金表面质量差，还不方便进一步的冷加工；此外，成品钢管抛光喷砂后，存放在潮湿的空气容易发生以下方程式(1)的反应而生成铜绿2Cu+O2+CO2+H2O＝Cu2(OH)2CO3(1)进而造成钢管表面出现“雀斑”的点腐蚀，为此对退火后钢管进行特殊的酸洗光亮处理才能到达内外表面金属光泽度较好且酸洗后表面不再生成铜绿。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种耐腐蚀不锈钢无缝钢管的酸洗光亮工艺。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种耐腐蚀不锈钢无缝钢管的酸洗光亮工艺，具体包括以下步骤：(1)配制加入氯化铜的盐酸溶液，作为第一处理液，其中所含氯化氢、氯化铜和水的质量体积比为24～26mL：2.8～3.1g：50mL，备用；(2)配制硝酸溶液，作为第二处理液，其中所含硝酸与水的体积比为2.9～3.2：10，备用；(3)将Monel400镍铜合金于第一处理液中浸泡1～1.5小时，以去除表面氧化物；(4)将Monel400镍铜合金从第一处理液中取出后，再转移至第二处理液中浸泡30～40分钟，使其表面光亮，取出后晾干即可。作为优选的技术方案之一，步骤(1)中，氯化氢、氯化铜和水的质量体积比为25mL：3g：50mL。作为优选的技术方案之一，步骤(1)中，所述第一处理液中还包含氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸和草酸，它们与水的质量体积比为0.5～0.6g：0.2～0.3g：0.3～0.4g：50mL；相应的，步骤(3)中浸泡时间为35～45分钟。作为优选的技术方案之一，步骤(2)中，硝酸与水的体积比为3：10。作为优选的技术方案之一，步骤(3)的具体浸泡方法是：每隔30分钟将Monel400镍铜合金提升出来，然后再次浸泡于第一处理液中。作为优选的技术方案之一，步骤(4)中，Monel400镍铜合金从第一处理液中取出后，将其表面的氧化皮清理干净，再转移至第二处理液中进行浸泡处理，否则在光亮步骤之后，表面会出现凹凸点。作为优选的技术方案之一，步骤(4)的浸泡过程中不断利用Monel400镍铜合金搅拌第二处理液，以使其均匀光亮。作为优选的技术方案之一，步骤(4)中，第二处理液浸泡完成后，将Monel400镍铜合金提升出来并立即用冷水冲洗，以免表面形成花色。作为进一步优选的技术方案之一，所述冷水的温度范围是5～25℃。作为进一步优选的技术方案之一，冷水冲洗是采用高压水管进行冲洗，水压为8～9MPa，流量为40～50L/min。作为进一步优选的技术方案之一，倘若表面形成花色，需要再次重复第二处理液的浸泡步骤。本专利技术的有益效果：1、本专利技术采用加入氯化铜的盐酸溶液浸泡去除表面氧化物，然后再浸泡于硝酸溶液中进行表面光亮处理，替代了传统的机械抛光技术，降低生产成本，也避免了材料损耗(机械抛光的材料损耗为7～10％，而本专利技术为1～1.5％)。而且，经本专利技术处理后的钢管在存放过程中不会形成铜绿，即使在潮湿环境下也不会进一步腐蚀。加入氯化铜的盐酸溶液和硝酸溶液均为经过筛选的特定配方，特别适用于Monel400镍铜合金的处理。2、普通不锈钢钢管去除表面氧化物的酸洗溶液一般选择硝酸和氢氟酸的混合溶液，但是Monel400镍铜合金在氧化性的混合溶液中容易导致基体被腐蚀，并且表面的氧化物不能去除。本专利技术选择了非氧化性的盐酸溶液作为基础处理液，加入适当量的氯化铜后发现氧化物的溶解速度明显增加，但是氯化铜的加入量也不可过大，可能抑制氧化铜的分解。具体化学反应如下：NiO+2HCl＝NiCl2+H2O(2)CuO+2HCl＝CuCl2+H2O(3)Monel400镍铜合金钢管内外表面的氧化物通过(2)(3)方程式部分发生化学反应，致使在钢管的内外表面呈现“鱼鳞”状的氧化物脱落。3、由于去除氧化皮后钢管的内外表面颜色呈暗灰白色，色泽度不高且致使“卖相”不好，需要对钢管进行光亮处理以达到比较好的色泽度及光滑表面。经试验筛选发现，Monel400耐多种酸的腐蚀，但是在一定比例的硝酸水溶液Monel400能发生反应，对此，Monel400光亮处理采用化学光亮，其实质为电化学反应，其反应原理如下：在硝酸酸洗溶液中，已去除氧化物的Monel400钢管浸入溶液中发生以下化学反应：阳极区微电池：Cu＝Cu2++2eNi＝Ni2++2e阴极区微电池HNO3+H++e＝NO2↑+H2O(4)NO2+H++e＝HNO2(快步骤)(5)HNO2+HNO3＝2NO2↑+H2O(6)酸洗过程中(4)式生成的少量的NO2很快被还原成HNO2，进而立即发生反应(6)，生成2份NO2，这样每经历一个循环，NO2(HNO3)量就增加1倍，虽然开始仅有少数分子参加反应，但是只要NO2停留在原处，很快就会变成包括大量分子参加的反应，从而使化学反应继续进行，从而达到光亮的作用。另外，由于硝酸比水的比重大，在硝酸溶液中，硝酸大部分在溶液的底部，因此在第二处理液的浸泡过程中不断搅拌，可以达到更好的均匀光亮效果。4、本专利技术还在第一处理液中进一步添加了氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸和草酸，三者与盐酸协同作用，有助于快速去除表面的氧化物。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本专利技术，并不对其内容进行限定。本专利技术的处理对象为Monel400镍铜合金，具体的是一种冷加工成型经天然气或电炉退火后表面存在致密氧化物的钢管，其主要化学成分如表1所示。表1.处理对象的主要化学成分(Wt％)CSiMnSNiCuFe0.23310.0141.100.002963.7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀不锈钢无缝钢管的酸洗光亮工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)配制加入氯化铜的盐酸溶液，作为第一处理液，其中所含氯化氢、氯化铜和水的质量体积比为24～26mL：2.8～3.1g：50mL，备用；(2)配制硝酸溶液，作为第二处理液，其中所含硝酸与水的体积比为2.9～3.2：10，备用；(3)将Monel400镍铜合金于第一处理液中浸泡1～1.5小时，以去除表面氧化物；(4)将Monel400镍铜合金从第一处理液中取出后，再转移至第二处理液中浸泡30～40分钟，使其表面光亮，取出后晾干即可。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀不锈钢无缝钢管的酸洗光亮工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)配制加入氯化铜的盐酸溶液，作为第一处理液，其中所含氯化氢、氯化铜和水的质量体积比为24～26mL：2.8～3.1g：50mL，备用；(2)配制硝酸溶液，作为第二处理液，其中所含硝酸与水的体积比为2.9～3.2：10，备用；(3)将Monel400镍铜合金于第一处理液中浸泡1～1.5小时，以去除表面氧化物；(4)将Monel400镍铜合金从第一处理液中取出后，再转移至第二处理液中浸泡30～40分钟，使其表面光亮，取出后晾干即可。2.根据权利要求1所述的酸洗光亮工艺，其特征在于，步骤(1)中，氯化氢、氯化铜和水的质量体积比为25mL：3g：50mL。3.根据权利要求1所述的酸洗光亮工艺，其特征在于，步骤(2)中，硝酸与水的体积比为3：10。4.根据权利要求1所述的酸洗光亮工艺，其特征在于，步骤(3)的具体浸泡方法是：每隔30分钟将Monel4...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑兴，
申请(专利权)人：宝丰钢业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33