化學(xué)鍍技術(shù)交流
來源 :靖江市熔晟納米科技有限公司 2014/4/24 11:20:40??????點(diǎn)擊:150
1、鑄鐵復(fù)合化學(xué)鍍鎳前的活化工藝鑄鐵復(fù)合化學(xué)鍍鎳前處理工藝為:機(jī)械拋光→除油除銹→活化處理。但不同的活化方法,直接影響鍍層的結(jié)合力和孔隙率。篩選最佳陰極活化工藝為:70%H2SO4,室溫(最佳200OC),DK=8A/dm2,10s。本活化液可保證鍍層結(jié)合力最大、孔隙率均為零。
2、如何改善不銹鋼化學(xué)鍍鎳層的結(jié)合力不銹鋼件(傳動(dòng)軸、嚙合件、動(dòng)配合件等)化學(xué)鍍鎳,可改善鍍層的均勻性和自潤滑性,比電鍍鉻好。但不銹鋼化學(xué)鍍鎳常因前處理不好而造成鍍層與基體結(jié)合力不理想,成為實(shí)際生產(chǎn)中迫切需要解決的問題。原工藝流程:機(jī)械拋光→有機(jī)溶劑除油→化學(xué)除油→熱水洗→電化學(xué)除油→熱水洗→冷水洗→30%HCl→冷水洗→20%HCl(50OC)→冷水洗→閃鍍鎳→化學(xué)鍍鎳。原工藝的缺點(diǎn):單獨(dú)用HCL除氧化皮效果不好;形狀復(fù)雜件閃鍍鎳因覆蓋能力不好而影響到化學(xué)鍍鎳的均勻性;因工序較長有可能造成不銹鋼新鮮表面重新被氧化成膜;閃鍍鎳溶液易污染化學(xué)鍍鎳溶液等。為此,有人改進(jìn)工藝。改進(jìn)工藝流程:拋光、除油工序同原工藝→混酸除膜(25%HCl+8%HNO3+10%HF)→冷水洗→活化(10%HCl+5%NH4F,60OC)→熱水洗→化學(xué)鍍鎳。改進(jìn)工藝的優(yōu)點(diǎn):①采用混酸除去不銹鋼表面難溶的FeCrO4氧化膜、Si、SiO2,使基體表面的化學(xué)活性增強(qiáng);②工序簡化,避免了不銹鋼新鮮表面重新被氧化;③增加基體的預(yù)熱工序,消除鍍層與基體因溫差而產(chǎn)生的應(yīng)力。因此,化學(xué)鍍鎳與基體結(jié)合力好,鍍速快等。
3如何進(jìn)行減壓化學(xué)鍍鎳減壓化學(xué)鍍鎳,用鍍液的動(dòng)態(tài)載荷取代靜態(tài)載荷,大大擴(kuò)展了化學(xué)鍍鎳的應(yīng)用范圍,鍍層光亮平整、針孔隙低、耐蝕性好。本法適用小口徑長管內(nèi)壁化學(xué)鍍鎳(φ內(nèi)≥4cm以上各種細(xì)其整平性)。解決辦法:系列壓力差(P0—P1)控制在(-5.3×-66.7)×103Pa內(nèi),管徑細(xì),適當(dāng)減少壓差,降低鍍液流速;管徑粗,可適當(dāng)增加壓差,提高鍍液流速。本工藝系統(tǒng)負(fù)壓不高,操作安全簡便。
4噴淋化學(xué)鍍鎳工藝采用噴淋可解決大型工件局部化學(xué)鍍鎳的困難,是實(shí)行現(xiàn)場施鍍的有效方法,既經(jīng)濟(jì)又省時(shí)。列舉牽引輪(直徑2050mm,輪面寬70mm,輪壁厚25mm,自重約2t)過線的外圓面噴淋化學(xué)鍍鎳工藝過程:除銹拋光(手動(dòng)砂輪)→磨光(砂紙)→除油(表面活性劑)→帶壓熱水沖洗→帶壓冷水沖洗→雙面噴淋酸浸蝕→帶壓雙向水沖洗→雙向噴淋弱浸蝕→甩干輪面浮酸→雙面噴淋化學(xué)鍍鎳。注意問題:①在浸蝕、水洗、甩干浮酸時(shí)要提高牽引輪轉(zhuǎn)速;②弱浸蝕用CP級(jí)鹽酸,并加熱至65OC,為牽引輪預(yù)熱;③為消除弱浸蝕過程輪面上滯留酸的影響,開始噴淋化學(xué)鍍鎳的pH值取上限值(pH=10.0),噴淋過程中牽引輪轉(zhuǎn)速不低于10r/min。
5鋼鐵化學(xué)鍍鎳的防護(hù)作用
(1)提高海洋結(jié)構(gòu)件的抗腐蝕疲勞壽命試驗(yàn)表明:海洋結(jié)構(gòu)件化學(xué)鍍鎳可提高抗腐蝕疲勞壽命1.5~2.5倍,且鍍層具有相當(dāng)塑性,與基體結(jié)合力牢固。
(2)提高磨損件的使用壽命如紡機(jī)件“鋼令”及氣壓件填料盒化學(xué)鍍鎳后,前者上機(jī)臺(tái)運(yùn)行半年,表面未出現(xiàn)溝槽仍能正常使用,可操作性良好(無走速期,紡紗光滑而羽毛很短,也不易斷頭)??朔藵B碳鋼“鋼令”走速期長,耐磨性差(運(yùn)行三個(gè)月需拋光才能用),可操作性差(紡紗斷頭頻繁、紡紗羽毛長、表面粗糙不光滑)等缺點(diǎn)。后者運(yùn)行二年后,無腐蝕、磨損,鍍層仍然完好,保持原有光澤,優(yōu)于不銹鋼填料盒(不銹鋼填料盒運(yùn)行二年后表面發(fā)生蝕點(diǎn)),節(jié)省填料盒的材料及機(jī)加費(fèi)用。
(3)提高風(fēng)機(jī)葉輪的防護(hù)性如磷肥廠的風(fēng)機(jī)葉輪原使用橡膠或玻璃鋼襯層防腐,因磷酸尾氣中含有氟化氫等強(qiáng)酸性氣體,且使用溫度高,使用壽命僅有4個(gè)月左右(發(fā)生脫層和脆性破裂現(xiàn)象)。改為化學(xué)鍍鎳后使用壽命延至兩年左右,保證了生產(chǎn)的安全運(yùn)行,又節(jié)約了4%的資金。
(4)提高大型設(shè)備整體抗惡劣環(huán)境和工作條件的能力。如烯烴廠的EA-123換熱器(面積達(dá)3000m2),因惡劣環(huán)境和工作條件,成為抗腐蝕能力差的老大難問題。經(jīng)整體一次性化學(xué)鍍鎳(表面均勻無斑點(diǎn)、裂紋、結(jié)瘤,無邊解效應(yīng),結(jié)合力強(qiáng)等),運(yùn)行二年后,清除表面油污后仍可見明顯的鍍層光澤,鍍層保持完好。這在國內(nèi)尚屬首例。又如煉油廠的冷換設(shè)備化學(xué)鍍鎳取代了有機(jī)涂料的防腐,使用壽命顯著提高,確保了系統(tǒng)的長期安穩(wěn)運(yùn)行。尤其在低碳鋼的管束上化學(xué)鍍鎳后,在H2S、HCl-H2S-H2O、常頂油氣、硫磺尾氣等介質(zhì)中抗腐蝕性能優(yōu)良,還能延緩冷卻水的結(jié)垢速度。大型設(shè)備化學(xué)鍍鎳工藝流程:噴砂除銹→冷水沖洗→酸洗活化→冷水沖洗→化學(xué)鍍鎳(作防腐層厚度25-50μm)→冷水沖洗→鈍化→冷水沖洗。由于化學(xué)鍍鎳的優(yōu)異防腐蝕性,可獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)介紹,換熱器管速(長6m,直徑1m)化學(xué)鍍鎳獲得直接經(jīng)濟(jì)效益109.6萬元,間接經(jīng)濟(jì)效益更為可觀。化學(xué)鍍鎳配方:NiSO4?6H2O23g/L,NaH2PO2?H2O20g/L,CH3COONa?3H2O14g/L,Na3C5H6O72H2O6g/L,pH=4.0~5.0,溫度74~84OC,沉積速度約20μm/h,鍍層磷含量8.5%~12.5%。
2、如何改善不銹鋼化學(xué)鍍鎳層的結(jié)合力不銹鋼件(傳動(dòng)軸、嚙合件、動(dòng)配合件等)化學(xué)鍍鎳,可改善鍍層的均勻性和自潤滑性,比電鍍鉻好。但不銹鋼化學(xué)鍍鎳常因前處理不好而造成鍍層與基體結(jié)合力不理想,成為實(shí)際生產(chǎn)中迫切需要解決的問題。原工藝流程:機(jī)械拋光→有機(jī)溶劑除油→化學(xué)除油→熱水洗→電化學(xué)除油→熱水洗→冷水洗→30%HCl→冷水洗→20%HCl(50OC)→冷水洗→閃鍍鎳→化學(xué)鍍鎳。原工藝的缺點(diǎn):單獨(dú)用HCL除氧化皮效果不好;形狀復(fù)雜件閃鍍鎳因覆蓋能力不好而影響到化學(xué)鍍鎳的均勻性;因工序較長有可能造成不銹鋼新鮮表面重新被氧化成膜;閃鍍鎳溶液易污染化學(xué)鍍鎳溶液等。為此,有人改進(jìn)工藝。改進(jìn)工藝流程:拋光、除油工序同原工藝→混酸除膜(25%HCl+8%HNO3+10%HF)→冷水洗→活化(10%HCl+5%NH4F,60OC)→熱水洗→化學(xué)鍍鎳。改進(jìn)工藝的優(yōu)點(diǎn):①采用混酸除去不銹鋼表面難溶的FeCrO4氧化膜、Si、SiO2,使基體表面的化學(xué)活性增強(qiáng);②工序簡化,避免了不銹鋼新鮮表面重新被氧化;③增加基體的預(yù)熱工序,消除鍍層與基體因溫差而產(chǎn)生的應(yīng)力。因此,化學(xué)鍍鎳與基體結(jié)合力好,鍍速快等。
3如何進(jìn)行減壓化學(xué)鍍鎳減壓化學(xué)鍍鎳,用鍍液的動(dòng)態(tài)載荷取代靜態(tài)載荷,大大擴(kuò)展了化學(xué)鍍鎳的應(yīng)用范圍,鍍層光亮平整、針孔隙低、耐蝕性好。本法適用小口徑長管內(nèi)壁化學(xué)鍍鎳(φ內(nèi)≥4cm以上各種細(xì)其整平性)。解決辦法:系列壓力差(P0—P1)控制在(-5.3×-66.7)×103Pa內(nèi),管徑細(xì),適當(dāng)減少壓差,降低鍍液流速;管徑粗,可適當(dāng)增加壓差,提高鍍液流速。本工藝系統(tǒng)負(fù)壓不高,操作安全簡便。
4噴淋化學(xué)鍍鎳工藝采用噴淋可解決大型工件局部化學(xué)鍍鎳的困難,是實(shí)行現(xiàn)場施鍍的有效方法,既經(jīng)濟(jì)又省時(shí)。列舉牽引輪(直徑2050mm,輪面寬70mm,輪壁厚25mm,自重約2t)過線的外圓面噴淋化學(xué)鍍鎳工藝過程:除銹拋光(手動(dòng)砂輪)→磨光(砂紙)→除油(表面活性劑)→帶壓熱水沖洗→帶壓冷水沖洗→雙面噴淋酸浸蝕→帶壓雙向水沖洗→雙向噴淋弱浸蝕→甩干輪面浮酸→雙面噴淋化學(xué)鍍鎳。注意問題:①在浸蝕、水洗、甩干浮酸時(shí)要提高牽引輪轉(zhuǎn)速;②弱浸蝕用CP級(jí)鹽酸,并加熱至65OC,為牽引輪預(yù)熱;③為消除弱浸蝕過程輪面上滯留酸的影響,開始噴淋化學(xué)鍍鎳的pH值取上限值(pH=10.0),噴淋過程中牽引輪轉(zhuǎn)速不低于10r/min。
5鋼鐵化學(xué)鍍鎳的防護(hù)作用
(1)提高海洋結(jié)構(gòu)件的抗腐蝕疲勞壽命試驗(yàn)表明:海洋結(jié)構(gòu)件化學(xué)鍍鎳可提高抗腐蝕疲勞壽命1.5~2.5倍,且鍍層具有相當(dāng)塑性,與基體結(jié)合力牢固。
(2)提高磨損件的使用壽命如紡機(jī)件“鋼令”及氣壓件填料盒化學(xué)鍍鎳后,前者上機(jī)臺(tái)運(yùn)行半年,表面未出現(xiàn)溝槽仍能正常使用,可操作性良好(無走速期,紡紗光滑而羽毛很短,也不易斷頭)??朔藵B碳鋼“鋼令”走速期長,耐磨性差(運(yùn)行三個(gè)月需拋光才能用),可操作性差(紡紗斷頭頻繁、紡紗羽毛長、表面粗糙不光滑)等缺點(diǎn)。后者運(yùn)行二年后,無腐蝕、磨損,鍍層仍然完好,保持原有光澤,優(yōu)于不銹鋼填料盒(不銹鋼填料盒運(yùn)行二年后表面發(fā)生蝕點(diǎn)),節(jié)省填料盒的材料及機(jī)加費(fèi)用。
(3)提高風(fēng)機(jī)葉輪的防護(hù)性如磷肥廠的風(fēng)機(jī)葉輪原使用橡膠或玻璃鋼襯層防腐,因磷酸尾氣中含有氟化氫等強(qiáng)酸性氣體,且使用溫度高,使用壽命僅有4個(gè)月左右(發(fā)生脫層和脆性破裂現(xiàn)象)。改為化學(xué)鍍鎳后使用壽命延至兩年左右,保證了生產(chǎn)的安全運(yùn)行,又節(jié)約了4%的資金。
(4)提高大型設(shè)備整體抗惡劣環(huán)境和工作條件的能力。如烯烴廠的EA-123換熱器(面積達(dá)3000m2),因惡劣環(huán)境和工作條件,成為抗腐蝕能力差的老大難問題。經(jīng)整體一次性化學(xué)鍍鎳(表面均勻無斑點(diǎn)、裂紋、結(jié)瘤,無邊解效應(yīng),結(jié)合力強(qiáng)等),運(yùn)行二年后,清除表面油污后仍可見明顯的鍍層光澤,鍍層保持完好。這在國內(nèi)尚屬首例。又如煉油廠的冷換設(shè)備化學(xué)鍍鎳取代了有機(jī)涂料的防腐,使用壽命顯著提高,確保了系統(tǒng)的長期安穩(wěn)運(yùn)行。尤其在低碳鋼的管束上化學(xué)鍍鎳后,在H2S、HCl-H2S-H2O、常頂油氣、硫磺尾氣等介質(zhì)中抗腐蝕性能優(yōu)良,還能延緩冷卻水的結(jié)垢速度。大型設(shè)備化學(xué)鍍鎳工藝流程:噴砂除銹→冷水沖洗→酸洗活化→冷水沖洗→化學(xué)鍍鎳(作防腐層厚度25-50μm)→冷水沖洗→鈍化→冷水沖洗。由于化學(xué)鍍鎳的優(yōu)異防腐蝕性,可獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)介紹,換熱器管速(長6m,直徑1m)化學(xué)鍍鎳獲得直接經(jīng)濟(jì)效益109.6萬元,間接經(jīng)濟(jì)效益更為可觀。化學(xué)鍍鎳配方:NiSO4?6H2O23g/L,NaH2PO2?H2O20g/L,CH3COONa?3H2O14g/L,Na3C5H6O72H2O6g/L,pH=4.0~5.0,溫度74~84OC,沉積速度約20μm/h,鍍層磷含量8.5%~12.5%。
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