1. 簡介 – 無源層
不鏽鋼的耐腐蝕性是由於在鋼表面自然形成的“鈍化”、富含鉻的複合氧化膜。這是不鏽鋼表面的正常狀態，稱為 ‘passive state’ 或者 ‘passive condition’。
每當乾淨的表面暴露在可以提供足夠氧氣以形成富鉻氧化物表面層的環境中時，不鏽鋼就會自然地自鈍化。這會自動和瞬間發生，前提是鋼表面有足夠的氧氣。然而，鈍化層在最初形成后的一段時間內厚度確實會增加。自然發生的條件，如與空氣或曝氣水接觸，將產生並保持耐腐蝕的鈍化表面條件。通過這種方式，不鏽鋼即使在發生機械
損壞（例如劃痕或加工）的情況下也能保持其耐腐蝕性，因此具有內置的自修復腐蝕保護系統。
不鏽鋼中的鉻主要負責自鈼化機制。與碳鋼或低合金鋼相比，不鏽鋼的鉻含量必須至少為10.5%（按重量計）（碳含量最高為1.2%）。這是EN 10088-1中對不鏽鋼的定義。這些鉻鋼的耐腐蝕性可以通過添加其他合金元素（如鎳、鉬、氮和鈦（或鈮））來增強。這為一系列鋼提供了在各種使用條件下具有耐腐蝕性的鋼，並增強了其他有用的性能，例如可成形性、強度和耐熱（火）性。
不鏽鋼在所有使用條件下都不能被認為是耐腐蝕的。根據鋼的類型（成分），在某些條件下，被動狀態會被分解並阻止重整。在這裡，表面變得“活躍”，導致腐蝕。在不鏽鋼上，活性條件可能發生在缺氧的小區域，例如機械接頭、急轉彎或不完整或未完成的焊縫。結果可能是“局部”形式的縫隙或點蝕。
2. 除垢、酸洗、鈍化和清洗的比較
術語“除垢”、“酸洗”和“鈍化”經常被混淆，但它們是不同的過程。重要的是要清楚這些應用於不鏽鋼的表面處理工藝之間的差異。
2.1 除垢
除垢是從表面去除厚可見的氧化皮。這種氧化物通常是深灰色的。在交付鋼材之前，該過程在製造鋼廠中常規完成
。磨機除垢通常分為兩個階段，一個是
機械鬆開“磨機秤”，第二個階段是將鬆動的鱗片從金屬表面抬起。然後通常對暴露的金屬表面進行酸洗，以去除緊鄰水垢下方的金屬層。然而，這一進程的這一階段應被視為一個單獨的階段。雖然在高溫熱處理過程中，焊縫的高溫熱影響區可能會出現一些輕微的
結垢，但通常不需要進一步的除垢操作。
2.2 酸洗
酸洗是從不鏽鋼表面去除一層薄薄的金屬。硝酸和氫氟酸的混合物
通常用於酸洗不鏽鋼。酸洗是用於從不鏽鋼製造件表面去除焊接熱著色層的過程，其中鋼的表面鉻含量已降低。
2.3 鈍化
鈍化通常在不鏽鋼表面自然發生，但有時可能需要通過氧化酸處理來輔助該過程
。與酸洗不同，在酸輔助鈍化過程中不會從表面去除金屬。然而，在酸鈍化處理過程中，鈍化層的品質和厚度會迅速發展。在涉及硝酸的酸處理過程中，酸洗和鈍化過程可能會依次（不是同時）發生。單獨的硝酸只會鈍化不鏽鋼表面。它不是酸洗不鏽鋼的有效酸。
2.4 清潔
不能依靠酸處理來去除油、油脂或無機污染物，這些污染物也會阻止鈍化層的正常形成。可能需要結合脫脂、清潔、酸洗和鈍化處理，以充分準備機加工或製造的不鏽鋼表面，以滿足其預期的使用條件。如果不鏽鋼部件被油脂或油污染，則應在酸處理之前進行清潔操作。
3. 酸洗方法
有一系列酸洗方法可用於不鏽鋼製造、建築構件和建築
金屬製品。不鏽鋼酸洗產品最重要的成分是硝酸和氫氟酸。酸洗專家用於酸洗完整製造或大面積酸洗的主要方法是：
• 罐浸酸洗• 噴霧酸洗
• 迴圈酸洗
儲罐浸泡通常涉及在製造商或酸洗專家的工廠進行場外酸洗。
噴霧酸洗可以在現場進行，但應由具有適當安全和酸處理程式和設備的專家完成。油箱浸沒的優點是可以處理所有製造表面，以實現最佳的耐腐蝕性和酸洗飾面的均勻性。出於健康和安全原因，這也是最佳選擇，因為它總是在“異地”完成。在專業的不鏽鋼製造商或精加工廠進行酸洗，可以仔細控制該過程，也可以最大限度地減少該過程對環境的影響。
對於用於輸送腐蝕性液體的管道，建議進行迴圈酸洗。該方法涉及通過系統迴圈酸洗混合物。
較小的區域，尤其是焊接區域周圍，可以通過以下方式進行酸洗：
• 刷在糊劑或凝膠上（見圖）
• 電化學清洗
這些方法可以在現場使用，不需要專業知識即可有效安全地執行操作。
重要的是，有足夠的專業知識和監督，以盡量減少健康、安全和環境風險，同時提供正確的酸洗表面。如果酸接觸時間和最終沖洗程式未按照供應商的說明進行適當控制，則處理區域可能會發生腐蝕。不同等級（類型）不鏽鋼的接觸時間可能會有所不同。重要的是，操作員要瞭解被酸洗鋼的具體等級和所用產品的危害，以便獲得安全、令人滿意的結果。重要的是，所有酸洗產品、泡菜殘留
物和污染物的痕跡都要從鋼部件表面完全沖洗乾淨，以實現完全耐腐蝕和無污漬的表面。稱職的不鏽鋼清潔和修復專家通常使用去離子（蒸餾）水進行最終沖洗，以
在建築金屬製品上獲得最佳效果。
離您最近的國家不鏽鋼發展協會應該能夠就當地可用的酸洗產品和酸洗服務
供應商提供建議。
4. 鈍化處理
不鏽鋼上的鈍化層不是簡單的氧化物或“水垢”，它會通過加熱鋼形成。在加熱過程中，天然透明鈍化層的厚度增加，形成“熱色調”顏色，最終形成灰色氧化皮。這些可見氧化層的結果通常是環境溫度耐腐蝕性的降低。不鏽鋼部件，如爐子部件，專為高溫應用而設計，利用這些較厚但堅韌的氧化垢塗層進行高溫氧化保護。
相比之下，用於「環境」溫度服務環境的元件依靠薄的透明“鈍化層”來提供腐蝕保護。雖然這種鈍化過程通常是自然發生的，但形成富鉻氧化物鈍化層的過程可以通過強大的氧化條件來促進。硝酸對此非常有用，廣泛用於市售不鏽鋼鈍化處理。較弱的氧化酸，如檸檬酸，也有助於鈍化層的形成。酸鈍化應被視為例外，而不是不鏽鋼部件和製造的規則。從製造廠和信譽良好的股東交付的鋼材將完全被動。然而，在形狀複雜的機加工零件上可能需要處理。在這些特殊情況下，所有
新形成的表面的氧氣供應可能會受到限制，導致自然鈍化過程比在開放的暴露表面上花費更長的時間才能完成。如果像這樣的零件在通常被認為適合所使用的特定鋼種的環境中直接投入使用，它們可能不會完全被動並遭受不可預測的腐蝕。在這種情況下進行的鈍化處理消除了這些不必要的腐蝕風險。
在進行酸鈍化處理之前，重要的是鋼表面：
• 不含任何氧化皮（除垢）• 金屬表面層因氧化層的形成而剝落鉻，或通過酸
洗去除熱色調層• 清潔（無有機污染、加工潤滑劑、油和油脂）
5. 焊接熱色調
熱著色是鋼表面天然存在的透明氧化層增厚的結果。形成的顏色類似於熱處理后在其他鋼表面上看到的“回火顏色”，範圍從淺稻草色調到深藍色。
熱著色常見於焊接不鏽鋼製造的熱影響區域，即使在使用了良好的氣體保護實踐的情況下也是如此（其他焊接參數，如焊接速度會影響焊縫周圍形成的熱色調顏色的程度）。
由於在不鏽鋼表面形成熱色調，鉻被吸引到鋼的表面，因為鉻比鋼中的鐵更容易氧化
。這在表面及其正下方留下一層鉻含量低於鋼塊的鉻含量，因此表面的耐腐蝕性降低。
不鏽鋼表面上可見的焊接熱色調降低了表面的耐腐蝕性。
最好去除所有可見的熱著色。對於建築應用，這不僅改善了焊接不鏽鋼結構的美觀，而且還完全恢復了鋼的耐腐蝕性。
在對受影響的區域進行仔細脫脂后，可以使用酸性刷塗膏或凝膠、噴霧酸洗、浸入罐酸洗或電化學清潔方法去除不鏽鋼製造件上的熱染。可能需要結合精加工技術，因為不能僅依靠硝酸處理來從表面去除足夠的金屬。這可能包括機械處理（研磨或磨損），然後是硝酸凈化。重要的是，從製造件的焊縫隱藏面上去除熱色調，因為這些面可能會暴露在服務環境中。
酸洗製劑供應商的說明在去除熱色調時必須仔細遵循，因為它們含有對健康有害的酸。如果使用過多的接觸時間，不鏽鋼表面也會導致表面點蝕。
6. 污染鏽跡
為了獲得最佳的耐腐蝕性，不鏽鋼表面必須清潔，沒有有機物（油脂、油、油漆等）和金屬，特別是鐵或碳鋼殘留物污染。由信譽良好的製造商、股東或製造商提供的不鏽鋼通常是清潔且無污染的。由合適的不鏽鋼精心製造的物品具有適合應用的表面光潔度，除非已引入污染，否則不會出現鏽跡。與普通碳鋼部件表面接觸產生的鏽跡通常被認為是
不鏽鋼表面本身的腐蝕。這可以是任何東西，從輕微的棕色表面“開花”或生鏽的沖刷痕跡到扶手等物品上的
表面點蝕。這是不鏽鋼建築金屬製品報告安裝和移交問題的常見原因。
通常所說的「鐵污染」在移交後補救起來可能很昂貴。通過小心處理和適當的製造程式和控制，很容易避免，但可以通過適當的處理去除。
不鏽鋼製造件上鐵污染的常見來源包括：
• 使用碳鋼工具、加工和搬運設備（承載器、支架、起重“狗”和鏈條等）而沒有
進行充分的清潔。
• 在「混合金屬」製造車間進行金屬切割、加工或組裝，沒有適當的隔離或清潔預防措施。
如果懷疑表面污染，可以使用一系列測試。美國標準ASTM A380和A967概述了鐵污染測試。一些測試只是在指定的暴露時間后尋找與水或高濕度環境接觸的鏽漬，但要檢測導致後續鏽跡的遊離鐵，應使用「鐵氧基測試」。。
這種靈敏的測試可檢測遊離鐵或氧化鐵污染。ASTM A380 第 7.3.4 節。指定使用硝酸，蒸餾水和鐵氰化鉀的測試溶液的詳細程式。雖然這可以使用ASTM A380中的配方來完成，但測試準備工作應從專業的不鏽鋼酸洗和清潔產品供應商處獲得。
離您最近的國家不鏽鋼開發協會應該能夠就當地可用的測試產品提供建議。
如果檢測到鐵污染，則必須清除所有痕跡。可以使用任何可以完全去除嵌入鐵的去污工藝，但重要的是去除所有污染物，並且不要擴散到不鏽鋼製造表面的其他區域。
涉及酸溶液級的去除優於單級磨料清潔方法，例如鋼絲刷或磨料尼龍墊清潔。
應避免使用硝酸/氫氟製劑，其中只需要對不鏽鋼表面進行凈化。如果不仔細控制，這些強
酸洗酸混合物會導致一些不可接受的表面蝕刻。
離您最近的國家不鏽鋼開發協會應該能夠為專門從事鐵污染去除以及建築結構的一般修復和清潔的公司提供建議。
7. 指定酸洗和鈍化
儲罐浸泡、噴霧酸洗和硝酸鈍化處理應委託給有能力的製造商或不鏽鋼精加工專家。
這些潛在危險工藝的選擇和控制對於確保獲得令人滿意的耐腐蝕飾面至關重要。
應仔細挑選專業操作員，確保他們遵守與這些流程相關的所有現行國家和歐洲健康、安全和環境
規則、規範和法律。
在適當的情況下，應商定並指定工藝和最終表面光潔度。表面光潔度的合同協定可以使用表面測量參數（包括表面粗糙度（Ra），反射率和光澤度）達成，但應始終由表面處理承包商生產的代表性樣本確認
鈍化受歐洲標準保護：
• EN 2516：1997 耐腐蝕鋼的鈍化和鎳基合金的去汙。
各種不鏽鋼系列被分配了工藝類別，定義了使用硝酸或重鉻酸鈉溶液進行
單級或兩級鈍化處理。美國標準涵蓋了更廣泛的工藝範圍，包括清潔、酸洗和鈍化。
主要標準有：
• ASTM A380 – 不鏽鋼零件、設備和系統的清潔、除垢和鈍化實踐
• ASTM A967 – 不鏽鋼零件化學鈍化處理規範
離您最近的國家不鏽鋼發展協會應該能夠為提供專家協助的公司提供建議，為特定專案制定表面光潔度標準。
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