常用的酸洗方法
钢结构热镀锌工序中常采用的酸洗介质为盐酸和硫酸,两种酸各有其特点。硫酸的酸洗速度比冷盐酸快,因此酸洗池的数量可少一些;而且回收硫酸所用的设备也较便宜,这不仅能简化工艺,也有利于污水处理;另外,硫酸比盐酸价格便宜。但硫酸酸洗时一定要加热到60~65℃才能达到较高的酸洗速度;而且硫酸是强氧化性酸,对操作者比较危险,要相当谨慎。相对来说,盐酸酸洗在热浸镀锌中运用得更为普遍。@盐酸酸洗。盐酸是目前热浸镀锌企业较广泛采用的一种酸洗原材料。其质量分数通常控制在5%~15%的范围。酸的质量分数越低,酸洗所需的时间越长。另外,酸洗的温度对酸洗的速度影响较大。在酸洗制件时,铁盐在槽内逐渐沉积。当酸中的铁盐达到150~200g/L时,虽然槽里含有一定量的游离酸还可以使用一段时间,但除非升高温度,否则酸洗速度将大大减慢。此时,不宜再添加新酸了,只能将其全部处理掉。2硫酸酸洗。在室温下,硫酸对金属氧化物的溶解能力较弱,提高含量不能显著提高硫酸的溶解能力。40%(质量分数)以上的硫酸溶液,对氧化铁的溶解能力显著降低,60%(质量分数)以上的硫酸溶液几乎不能溶解氧化铁,因此,用硫酸作酸洗溶液,其质量分数一般多控制在8%~15%,浓硫酸能够引起烧伤,因此搬运时必须特别小心。浓硫酸必须是慢慢地加到水里,而绝对不能将水往浓硫酸里倒。用添加浓酸的办法来保持酸液的含量。提高温度,可以大大地提高硫酸的除锈能力,由于硫酸挥发性低,适宜于加热操作。热硫酸溶液对钢铁基体腐蚀能力较强,对氧化皮有较大的剥落作用,但温度过高时,容易过腐蚀钢铁基体,使氢脆的倾向增加。为避免这些危害,硫酸一般不宜超过75℃,同时应加入适当的缓蚀剂。除锈液可加热到50~60℃,除锈过程中积累的铁盐将显著降低硫酸溶液的除锈能力,减慢酸洗速度,并使除锈后制件表面残渣增加,质量下降,因此,硫酸溶液中的铁含量,一般不应大于60g/L.当溶液中铁含量达到60g/L时就要停止加酸,终铁含量增加到80~120g/L后再废弃。3氢氟酸酸洗。氢氟酸可用于粘砂铸件的酸洗,以代替喷砂清理。但必须强调的是,氢氟酸毒性大,挥发性强,在使用时,应严防氢氟酸和氟化氢气体接触人体,如果与皮肤接触,会引起严重烧伤。因此,在使用时,酸洗人员必须穿戴橡胶靴子和围裙、长的橡胶手套和密封护目镜。当铸件从氢氟酸液中取出以后,制件表面上的胶状层必须用水冲刷干净。然后,制件再进行普通的酸洗及溶剂处理步骤。氢氟酸酸洗池底的大量沉淀物必须定期清除,池顶部应设置抽风装置。
酸洗除锈的原理
钢结构件表面因大气腐蚀产生的铁锈一般是氢氧化亚铁与氢氧化铁,因高温而产生的氧化铁皮则主要是Fea O4和Fe2O3.铁的氧化物都很容易与酸作用而被溶解。Fe,O3,和Fe2O3在硫酸和室温下的盐酸溶液中都较难溶解,但当与金属铁同时存在时,会组成腐蚀原电池,铁为阳极,与氧化铁皮接触的铁首先发生溶。解,并产生氢气,促使氧化铁皮从钢基体表面脱落。由于腐蚀原电池的存在,封闭的铁锈覆盖层很难被酸洗掉,但如果铁锈中存在很多裂缝或者细小的空洞,就比较容易酸洗,在氧化物与金属表面接触时,可以看到酸液中铁锈迅速地溶解并脱落。酸洗过程中析出的氢气对钢结构工件存在不利影响,因为氢原子易于扩散到金属内部,引起氢脆,导致钢结构件的韧性、延展性和塑性降低。而氢分子从酸溶液中逸出时,容易造成酸雾,影响操作环境,因此,在酸洗过程中一般需要添加缓蚀剂、润湿剂、抑雾剂等。
电解清洗
经过碱性化学清洗后,由于皂化和乳化作用有限,不可能获得洁净的表面,多油污粒子和铁粉、氧化铁等粒子附在钢结构件表面的空隙里,所以不易清除彻底,因此,必要时可以采取电解清洗。钢结构件热镀锌一般不需要电解清洗。
钢结构的酸洗
钢铁是非常容易氧化和腐蚀的金属材料,其表面一般都存在氧化铁皮和铁锈。钢铁表面常见的氧化物有灰色的FeO、赤色的Fez O3、橙红色的含水Fe2O3 . H2O和蓝黑色的FesO,等。热浸镀锌前应将钢结构件表面的氧化铁皮和铁锈除去,否则将影响镀层的附着力,甚至出现漏镀。
钢结构件脱脂后应立即浸入热水中清洗,随后用流动的冷水冲洗。如果钢结构件未经清水清洗即进入酸洗程序,则工件表面附着的碱液会与酸发生反应,从而增加酸的消耗。另外,脱脂后的清洗过程也不宜与酸洗后的清洗过程在一个池子内进行,这是因为如果清洗池中带有弱酸性,会引起刚脱脂后的钢结构工件上附着的脱脂剂分解,在工件表面产生泡沫,影响后续的酸洗效果。如果钢结构件是在较稀的清洁剂中脱脂,则不必清洗。再者钢结构件表面油脂较少时,可以在常温下进行碱液脱脂,脱脂剂通常以磷酸盐为主。如果钢结构件表面仅是局部存在小油污可通过手工蘸取溶液的方法擦拭去除,但接触面应确保清洁,以免使污染面积扩大。对于污染较轻的钢结构件在浸镀前可以采取喷丸的方法加以去除,另外,对于小的钢结构工件可以采取在炉内加热的方法使表面油污分解。