[發明專利]一種海洋環境中在役奧氏體不銹鋼清洗鈍化劑

在審

• 申請號: 201410263568.2
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104018166A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 劉廣義;張海兵;閆永貴
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: C23G1/08
• 分類號: C23G1/08;C23C22/50
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 黃曉敏

技術領域：

本發明屬于材料表面處理技術領域，涉及一種不銹鋼清洗鈍化劑，特別是一種海洋環境中在役奧氏體不銹鋼清洗鈍化劑。

背景技術：

目前，在海洋環境中使用的奧氏體不銹鋼具有良好的耐腐蝕性能、低溫力學性能、優良的焊接性能和加工性能，在海洋工程、石油化工領域得到大量應用。由于海洋腐蝕環境非常苛刻，不銹鋼在海洋環境使用過程中仍要面對點蝕以及海生物污損的問題。奧氏體不銹鋼在海水介質環境中容易發生點蝕，甚至可以引起管道穿孔，不銹鋼設備直接或者間接因點蝕而導致的破壞事故屢有發生。因此奧氏體不銹鋼應用在海洋環境下要特別注意點蝕的發生及抑制，目前，主要采用酸洗鈍化對不銹鋼表面進行鈍化處理，不銹鋼在海洋環境中服役會出現海生物附著和生長，降低設備的功能，引發縫隙腐蝕。奧氏體不銹鋼管道或設備在使用過程中由于其他原因破壞后，對其在役安全性帶來隱患，首先，不銹鋼表面已經發生不同程度的點蝕，對再次使用的安全性評估帶來風險，使用壽命具有不確定性，工程中出現這樣的情況，會采用變更換新；其次，在海洋環境下服役一段時間后，不銹鋼表面可能會發生海生物污損，須對不銹鋼表面海生物進行有效清除才能進行再利用。如能對奧氏體不銹鋼表面進行適當處理，有效解決上述兩個問題，將提高不銹鋼管道及設備再次服役的安全性，延長不銹鋼使用壽命，降低維護成本，提高經濟效益，減少浪費。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，針對海洋環境下在役奧氏體不銹鋼意外損壞后再次服役的問題，尋求設計提供一種海洋環境中在役奧氏體不銹鋼清洗鈍化劑，用于對不銹鋼進行表面處理，實現破壞不銹鋼表面隱蔽點蝕孔，再鈍化不銹鋼表面以及去除表面海生物的功效，降低維護成本，提高材料耐腐蝕性和經濟效益。

為了實現上述目的，本發明涉及的清洗鈍化劑的組分包括硝酸、鹽酸、聚天冬氨酸、檸檬酸、過氧化氫、聚丙烯酸鈉、硫酸和六亞甲基胺，每100mL清洗鈍化劑中含有15-20mL硝酸、5-15mL鹽酸、2-12g聚天冬氨酸、2-8g檸檬酸、5-20mL過氧化氫、2-5g聚丙烯酸鈉、4-10mL六亞甲基胺和2-9mL硫酸；檸檬酸和過氧化氫降低鹽酸的使用量，防止清洗過程中氯離子對鈍化膜的破壞，增強不銹鋼鈍化；鹽酸的低使用量防止清洗液在清洗時酸霧的形成，減少傷害；聚天冬氨酸能夠防止鐵的氧化物再次沉積，防止形成新的破壞源，具有緩釋功能，也能加速海生物鈣化結構的溶解；聚丙烯酸鈉的螯合能力防止清洗過程中腐蝕產物的再次沉積；六亞甲基胺具有緩釋功能，防止酸過多腐蝕不銹鋼基體。

本發明涉及的清洗鈍化劑在20-45℃范圍內使用，清洗時間為0.5-2小時，清洗時初期迅速，后期緩慢，利于前期快速去除海生物以及破壞隱蔽點蝕孔，后期形成再鈍化膜。

本發明與現有技術相比，能有效破壞隱蔽點蝕孔，實現不銹鋼的再鈍化和耐點蝕性能的提高，并能夠清除奧氏體不銹鋼表面的鈣化海生物；其配制簡單，揮發性低，安全性好，環境污染小，適于現場施工，同時清洗溶液。

附圖說明：

圖1為本發明實施例在海域中使用2個月的316L不銹鋼示意圖，其中下半部分表示經過清洗后不銹鋼表面的海生物被去除，上半部分為對照圖。

圖2為本發明實施例2不銹鋼表面隱蔽點蝕孔經過清洗后，變成開放式的凹坑結構示意圖。

圖3為本發明實施例2涉及的不銹鋼經過清洗處理后在海水中的極化曲線，點蝕電位從550mV(SCE)提高到1260mV(SCE)。

具體實施方式：

下面通過實施例并結合附圖對本發明作進一步說明。

實施例1：

本實施例涉及的清洗鈍化劑的組合成份包括硝酸、鹽酸、聚天冬氨酸、檸檬酸、過氧化氫、聚丙烯酸鈉、硫酸和六亞甲基胺，每100mL清洗鈍化劑中含有15-20mL硝酸、5-15mL鹽酸、2-12g聚天冬氨酸、2-8g檸檬酸、5-20mL過氧化氫、2-5g聚丙烯酸鈉、4-10mL六亞甲基胺和2-9mL硫酸，檸檬酸和過氧化氫降低鹽酸的使用量，防止清洗過程中氯離子對鈍化膜的破壞，同時增強不銹鋼鈍化；鹽酸的低使用量低防止清洗液在清洗時酸霧的形成，減少傷害；聚天冬氨酸一方面防止鐵的氧化物的再次沉積，防止形成新的破壞源，同時具有緩釋的功能，另一方面加速海生物鈣化結構的溶解；聚丙烯酸鈉的螯合能力防止清洗過程中腐蝕產物的再次沉積；六亞甲基胺具有緩釋功能，防止酸過多腐蝕不銹鋼基體；其產品在20-45℃范圍內使用，清洗時間為0.5-2小時，清洗時初期迅速，后期緩慢，利于前期快速去除海生物以及破壞隱蔽點蝕孔，后期形成再鈍化膜。

實施例2：

本實施例在某海域中投放片狀316L奧氏體不銹鋼，投放2個月后取出樣品，表面已經發生污損并有表面點蝕發生，使用實施例1中的清洗鈍化劑對已發生點蝕的316L奧氏體不銹鋼在室溫下進行浸泡40分鐘或沖洗20分鐘，不銹鋼表面的鈣化海生物被去除，如圖1所示；通過掃描電鏡觀察不銹鋼表面微觀組織，發現點蝕孔已經被破壞，轉變成開放式凹坑，如圖2所示；電化學分析表明不銹鋼經過處理后，表面發生鈍化，耐點蝕電位明顯提高，如圖2所示，實驗結果顯示，實施例1的清洗鈍化劑能夠實現破壞在役不銹鋼表面隱蔽點蝕、再鈍化不銹鋼表面以及清除表面海生物的功能。