一、前言

　　由于不銹鋼具有優(yōu)越的耐蝕性、耐磨性、強韌性和良好的加工性能，被廣泛的應用于航宇、海洋、軍工、化工、能源及日用家具、建筑裝潢、交通等領(lǐng)域，市場前景看好，而不銹鋼的酸洗處理過程是不銹鋼生產(chǎn)和制品加工中的一個必不可少的一環(huán)。不銹鋼酸洗工藝選用的酸洗液一般為多種酸的混合物，主要有硫酸、硝酸和氫氟酸等，這些混合酸的腐蝕性很強且具有很強的氧化性，腐蝕介質(zhì)的溫度也比較高，這些對防腐材料的耐蝕性能提出了很高的要求。

　　二、不銹鋼酸洗項目介紹

　　不銹鋼酸洗原理是使用酸性液體，去除預處理后鋼材表面的氧化物表皮，去除表面的金屬離子，使其具有美好的光潔度。酸洗的材料形態(tài)有帶洗、管洗、板洗、線洗等，無論何種工藝的酸洗，不銹鋼酸洗生產(chǎn)線工藝從生產(chǎn)到廢水廢氣回收系統(tǒng)之間的各個環(huán)節(jié)都存在很強的腐蝕狀態(tài)。因此防腐材料選擇的好壞,直接關(guān)系到設備、車間地坪、地溝、廢水廢氣的環(huán)?；厥障到y(tǒng)等處的正常使用。常用的酸洗工藝如下：

　　(一)酸洗段工藝流程

　　→原酸貯備→預清洗段(約3.5米)→硫酸酸洗段(約12米)→HF+HNO3混酸酸洗段(約14米)→清洗段(三段式約8米)→烘干段(約4米)→廢酸液回收→廢水廢氣處理系統(tǒng)

　　根據(jù)以上酸洗工藝的流程，需要防腐蝕處理工作的地方主要有：

　　1、酸(清)洗鋼制槽體及平臺;

　　2、酸路系統(tǒng)(包括新酸系統(tǒng)、酸循環(huán)系統(tǒng)、廢酸系統(tǒng)的貯罐和管道);

　　3、酸霧收集系統(tǒng)(包括槽蓋及收集管道);

　　4、車間的鋼筋混凝土地坪(包括設備基礎地坪)、地溝和地坑。

　　(二)不銹鋼酸洗工藝的腐蝕介質(zhì)

　　不銹鋼酸洗工藝中，各個工段具有不同的腐蝕介質(zhì)，由某鋼鐵公司提供的的酸洗液介質(zhì)狀況如下：

　　1、原酸液

　　硫酸：槽中液濃度150～300g/L,溫度為<90℃，原液濃度98%;

　　硝酸：槽中液濃度100～200g/L,溫度為<90℃，原液濃度65%;

　　氫氟酸：槽中液濃度40～60g/L,溫度為<65℃，原液濃度70%。

　　2、混合酸

　　硝酸和氫氟酸：槽中液濃度40～60g/L,溫度為<65℃。

　　3、廢水

　　含多種重金屬離子、鹽類和含氟離子的酸性廢水。

　　4、廢氣

　　含HF、NO的廢氣。

　　從以上介質(zhì)條件可以看出，介質(zhì)的腐蝕性很強，尤其是硫酸和硝酸的濃度和溫度比較高，具有很強的氧化性。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家強調(diào)，因此在酸洗工藝中介質(zhì)的貯存和使用介質(zhì)的設備對防腐蝕材料的要求很高。

　　根據(jù)以上工段的不同腐蝕介質(zhì)，對不同工段的設備和地面需要不同的防腐蝕處理，專家對具體的防腐蝕方式進行了總結(jié)。

　　三、各處防腐蝕處理方法

　　1、酸(清)洗槽體

　　——所有槽體均為鋼結(jié)構(gòu)焊接件，內(nèi)外襯玻璃鋼防腐，內(nèi)部厚度不低于6mm，外部為二布一氈四油;

　　——槽內(nèi)設置PVC20防撞層;

　　——槽兩側(cè)設置玻璃鋼格柵平臺;

　　2、酸路系統(tǒng)

　　——酸泵選用優(yōu)質(zhì)耐酸泵類;

　　——酸路系統(tǒng)的管道材質(zhì)采用玻璃鋼;

　　——酸貯罐材質(zhì)：硫酸原酸罐(如鋁罐)，硝酸原酸罐(如鋁罐)，氫氟酸原酸罐(如玻璃鋼)，混酸配酸罐(如玻璃鋼)，硫酸循環(huán)罐(如玻璃鋼)，混酸循環(huán)罐(如玻璃鋼)，清洗水循環(huán)罐(如玻璃鋼)，廢酸罐(如玻璃鋼)。

　　3、酸霧收集系統(tǒng)

　　——槽蓋、風管均采用耐腐蝕玻璃鋼;

　　——槽蓋連接密封采用特制Q形密封圈;

　　——風管配備相應插板閥和水封接頭;

　　4、地坪、地溝和地坑

　　——車間地坪及設備基礎防腐蝕采用乙烯基樹脂砂漿地坪;

　　——地溝和地坑基礎防腐蝕采用乙烯基樹脂膠泥做隔離層，外襯耐酸磚;

　　不銹鋼酸洗生產(chǎn)線的地面和設備的防腐蝕，現(xiàn)在基本上用玻璃鋼材質(zhì)，而做成玻璃鋼的主要原材料(樹脂)是直接決定防腐蝕效果的關(guān)鍵，因此樹脂選擇的好壞就直接影響著防腐蝕壽命。專家介紹根據(jù)多年的樹脂應用經(jīng)驗，對常用的幾種防腐蝕樹脂的防腐蝕特性和使用特性歸納。

　　四、常用酸洗項目防腐蝕材料分析

　　(一)環(huán)氧樹脂

　　酸洗項目中原來使用的是雙酚A型環(huán)氧樹脂，最早應用于60年代。這種樹脂耐鹽酸、稀硫酸和鹽類介質(zhì)性能較好，而且粘結(jié)強度大，固化收縮率低，因此在酸洗項目上曾一度被廣泛使用。但是環(huán)氧樹脂的耐溫性能不好(其HDT不大于80℃)，一般在70℃的環(huán)境下使用，尤其是作為FRP內(nèi)襯時，使用溫度一般不能超過70℃，否則會出現(xiàn)“脫層”等防腐蝕失效情況，同時在胺類固化劑(如T31)成型條件下，固化成膜物的耐酸性能尤其耐氫氟酸性相對較差，而且施工操作工藝等性能差，所以應用上受到了限制，在防腐蝕實踐中現(xiàn)在逐漸被其他樹脂(如環(huán)氧改性乙烯基樹脂)代替。

　　(二)呋喃樹脂

　　呋喃樹脂具有很好的耐腐蝕性能、耐溫性能好，溫度可達180～200℃。它因此在60年代的防腐工程中得到大量應用。但是呋喃樹脂不耐濃硫酸及濃硝酸等氧化性介質(zhì)，而且呋喃樹脂的粘結(jié)強度低，脆性比較大，施工工藝和固化性能不好，所以一般情況下不推薦使用。新近開發(fā)的室溫固化型呋喃樹脂(899)，在保持呋喃樹脂耐腐耐溫的同時，改善了施工工藝性，降低了固化要求，減少固化后殘留的氣泡。

　　(三)雙酚A不飽和聚酯樹脂

　　雙酚A不飽和聚酯樹脂(197A)在酸洗項目中應用開始于70年代，具有較好的耐酸、堿、鹽腐蝕特性，耐溫性能良好，固化和施工工藝方便，因此在防腐蝕工程用比較適用。

　　(四)特種芳烴樹脂

　　二甲苯樹脂一直以來是國內(nèi)防腐蝕企業(yè)普遍使用的防腐蝕樹脂之一，這類樹脂具有較好的防腐蝕特性和工藝特性，但由于一些廠家的合成技術(shù)問題，通常有固化物表面發(fā)粘的現(xiàn)象，影響使用效果。新開發(fā)提高的特種芳烴樹脂(902)，具有更好的耐化學腐蝕性能，尤其耐硫酸和硝酸性能，可以在80℃下的化學介質(zhì)中使用。該樹脂能夠在室溫下快速固化，固化收縮率較低，并且常溫下粘度很低，具有很好的施工工藝性，因此適合于玻璃鋼和防腐蝕工程的使用。綜合樹脂的工藝性能、防腐蝕性能和成本等方面的考慮，該樹脂越來越多的代替了環(huán)氧樹脂和雙酚A不飽和樹脂。

　　(五)環(huán)氧乙烯基酯樹脂

　　環(huán)氧乙烯基樹脂是目前國內(nèi)外防腐蝕領(lǐng)域的首選材料，它是由環(huán)氧樹脂和甲基丙烯酸合成而制得，因此保留了環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)的同時，又具有不飽和樹脂很好的加工工藝性和固化性能。自20世紀60年代推出以來它得到迅猛發(fā)展，國內(nèi)乙烯基樹脂的應用起于80年代，90年代開始在酸洗項目中使用，由于乙烯基樹脂的良好的優(yōu)異性能，使得該樹脂取代了其他樹脂，成為酸洗工程防腐蝕首選的產(chǎn)品。

　　乙烯基樹脂種類比較多，但根據(jù)環(huán)氧基團的不同分為雙酚A環(huán)氧乙烯基樹脂(如854、411)和酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂(890、470)。前者具有很好的耐化學腐蝕性能，較高的延伸率和韌性，工藝性能好，廣泛應用耐腐蝕玻璃鋼和防腐工程。后者含有多個穩(wěn)定的苯環(huán)，固化后交聯(lián)密度大，耐熱性能和耐腐蝕性能較好，在耐氧化性酸、含氯溶液和有機溶劑方面優(yōu)異。在酸洗項目中氧化性強、溫度較高時一般選用酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂。但在實際施工中由于易受工礦條件、施工等因素的影響，希望有更耐高溫的樹脂出現(xiàn)，以獲得更加滿意的效果。最近開發(fā)的高交聯(lián)密度乙烯基樹脂(898)，熱變形溫度高達155℃，在耐溫和耐氧化性介質(zhì)條件下有更好的實際使用效果。

　　在防腐蝕施工中，無論內(nèi)襯玻璃鋼工藝，還是樹脂砂漿施工工藝，均要求樹脂有較小的固化收縮率，以減小樹脂在固化過程中產(chǎn)生的收縮內(nèi)應力，從而減少腐蝕失效隱患的產(chǎn)生。因此在防腐蝕施工中要求樹脂的收縮率不能太大，否則可能會導致玻璃鋼襯里“脫殼”，而引起防腐蝕失效。根據(jù)工程需要所開發(fā)的低收縮雙酚A乙烯基樹脂(891)，固化收縮率為0.014%，比常規(guī)乙烯基樹脂(固化收縮率為2～4%)小的多，與基礎的粘結(jié)性好，具有很好的耐化學介質(zhì)腐蝕、和填料的相容性好，更適合酸洗項目地坪、地溝和地坑的防腐蝕。

　　(六)氯化不飽和聚酯樹脂

　　氯化不飽和聚酯樹脂(791H)，又稱海特酸型樹脂，是由海特酸、馬來酸酐和富馬酸等合成而來，氯含量高達54.4%，對水、醇、堿具有高度的穩(wěn)定性，優(yōu)異的氧化性酸及高溫濕氯氣等氧化性介質(zhì)，突出的耐含氯溶液介質(zhì)和耐溫性能，并具有良好的阻燃特性。因此酸洗項目中的氧化性酸(硫酸和硝酸)、氫氟酸、混合酸及廢酸玻璃鋼貯罐的內(nèi)襯很適合采用該樹脂。

　　(七)聚偏二氟乙烯(PVDF)

　　聚偏二氟乙烯具有耐鹵素及鹵代烴，強氧化劑，沸酸、堿、鹽及溶劑的優(yōu)異特性，但是不耐發(fā)煙硫酸、濃熱硫酸、硝酸。這種材料在酸洗項目中做防腐蝕貯罐的內(nèi)襯，外用玻璃鋼復合增強，耐氫氟酸及混酸溶液。但是PVDF和玻璃鋼復合制作時，復合層的粘結(jié)強度不太好，造成FRP/PVDF復合罐的整體性不好，影響防腐蝕質(zhì)量，在酸洗工藝中應用也出現(xiàn)了一些問題，所以復合貯罐的使用還有待進一步考證。

　　(八)玻璃鱗片膠泥和涂料(VEGF材料)

　　玻璃鱗片膠泥和涂料是由高性能環(huán)氧乙烯基樹脂和C-玻璃鱗片復合而成，具有優(yōu)良的耐化學介質(zhì)、耐高溫濕態(tài)腐蝕性氣體性能、極低的水蒸氣滲透率、硬化收縮率小、線膨脹系數(shù)低、耐溫度沖擊、磨耗系數(shù)小、施工簡單、常溫固化和易于修補等優(yōu)點。在不銹鋼酸洗項目中廢氣處理設備的防腐蝕得到了很好的使用。