[发明专利]一种海洋环境中在役奥氏体不锈钢清洗钝化剂

说明书

技术领域：

本发明属于材料表面处理技术领域，涉及一种不锈钢清洗钝化剂，特别是一种海洋环境中在役奥氏体不锈钢清洗钝化剂。

背景技术：

目前，在海洋环境中使用的奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能、低温力学性能、优良的焊接性能和加工性能，在海洋工程、石油化工领域得到大量应用。由于海洋腐蚀环境非常苛刻，不锈钢在海洋环境使用过程中仍要面对点蚀以及海生物污损的问题。奥氏体不锈钢在海水介质环境中容易发生点蚀，甚至可以引起管道穿孔，不锈钢设备直接或者间接因点蚀而导致的破坏事故屡有发生。因此奥氏体不锈钢应用在海洋环境下要特别注意点蚀的发生及抑制，目前，主要采用酸洗钝化对不锈钢表面进行钝化处理，不锈钢在海洋环境中服役会出现海生物附着和生长，降低设备的功能，引发缝隙腐蚀。奥氏体不锈钢管道或设备在使用过程中由于其他原因破坏后，对其在役安全性带来隐患，首先，不锈钢表面已经发生不同程度的点蚀，对再次使用的安全性评估带来风险，使用寿命具有不确定性，工程中出现这样的情况，会采用变更换新；其次，在海洋环境下服役一段时间后，不锈钢表面可能会发生海生物污损，须对不锈钢表面海生物进行有效清除才能进行再利用。如能对奥氏体不锈钢表面进行适当处理，有效解决上述两个问题，将提高不锈钢管道及设备再次服役的安全性，延长不锈钢使用寿命，降低维护成本，提高经济效益，减少浪费。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，针对海洋环境下在役奥氏体不锈钢意外损坏后再次服役的问题，寻求设计提供一种海洋环境中在役奥氏体不锈钢清洗钝化剂，用于对不锈钢进行表面处理，实现破坏不锈钢表面隐蔽点蚀孔，再钝化不锈钢表面以及去除表面海生物的功效，降低维护成本，提高材料耐腐蚀性和经济效益。

为了实现上述目的，本发明涉及的清洗钝化剂的组分包括硝酸、盐酸、聚天冬氨酸、柠檬酸、过氧化氢、聚丙烯酸钠、硫酸和六亚甲基胺，每100mL清洗钝化剂中含有15-20mL硝酸、5-15mL盐酸、2-12g聚天冬氨酸、2-8g柠檬酸、5-20mL过氧化氢、2-5g聚丙烯酸钠、4-10mL六亚甲基胺和2-9mL硫酸；柠檬酸和过氧化氢降低盐酸的使用量，防止清洗过程中氯离子对钝化膜的破坏，增强不锈钢钝化；盐酸的低使用量防止清洗液在清洗时酸雾的形成，减少伤害；聚天冬氨酸能够防止铁的氧化物再次沉积，防止形成新的破坏源，具有缓释功能，也能加速海生物钙化结构的溶解；聚丙烯酸钠的螯合能力防止清洗过程中腐蚀产物的再次沉积；六亚甲基胺具有缓释功能，防止酸过多腐蚀不锈钢基体。

本发明涉及的清洗钝化剂在20-45℃范围内使用，清洗时间为0.5-2小时，清洗时初期迅速，后期缓慢，利于前期快速去除海生物以及破坏隐蔽点蚀孔，后期形成再钝化膜。

本发明与现有技术相比，能有效破坏隐蔽点蚀孔，实现不锈钢的再钝化和耐点蚀性能的提高，并能够清除奥氏体不锈钢表面的钙化海生物；其配制简单，挥发性低，安全性好，环境污染小，适于现场施工，同时清洗溶液。

附图说明：

图1为本发明实施例在海域中使用2个月的316L不锈钢示意图，其中下半部分表示经过清洗后不锈钢表面的海生物被去除，上半部分为对照图。

图2为本发明实施例2不锈钢表面隐蔽点蚀孔经过清洗后，变成开放式的凹坑结构示意图。

图3为本发明实施例2涉及的不锈钢经过清洗处理后在海水中的极化曲线，点蚀电位从550mV(SCE)提高到1260mV(SCE)。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的清洗钝化剂的组合成份包括硝酸、盐酸、聚天冬氨酸、柠檬酸、过氧化氢、聚丙烯酸钠、硫酸和六亚甲基胺，每100mL清洗钝化剂中含有15-20mL硝酸、5-15mL盐酸、2-12g聚天冬氨酸、2-8g柠檬酸、5-20mL过氧化氢、2-5g聚丙烯酸钠、4-10mL六亚甲基胺和2-9mL硫酸，柠檬酸和过氧化氢降低盐酸的使用量，防止清洗过程中氯离子对钝化膜的破坏，同时增强不锈钢钝化；盐酸的低使用量低防止清洗液在清洗时酸雾的形成，减少伤害；聚天冬氨酸一方面防止铁的氧化物的再次沉积，防止形成新的破坏源，同时具有缓释的功能，另一方面加速海生物钙化结构的溶解；聚丙烯酸钠的螯合能力防止清洗过程中腐蚀产物的再次沉积；六亚甲基胺具有缓释功能，防止酸过多腐蚀不锈钢基体；其产品在20-45℃范围内使用，清洗时间为0.5-2小时，清洗时初期迅速，后期缓慢，利于前期快速去除海生物以及破坏隐蔽点蚀孔，后期形成再钝化膜。

实施例2：

本实施例在某海域中投放片状316L奥氏体不锈钢，投放2个月后取出样品，表面已经发生污损并有表面点蚀发生，使用实施例1中的清洗钝化剂对已发生点蚀的316L奥氏体不锈钢在室温下进行浸泡40分钟或冲洗20分钟，不锈钢表面的钙化海生物被去除，如图1所示；通过扫描电镜观察不锈钢表面微观组织，发现点蚀孔已经被破坏，转变成开放式凹坑，如图2所示；电化学分析表明不锈钢经过处理后，表面发生钝化，耐点蚀电位明显提高，如图2所示，实验结果显示，实施例1的清洗钝化剂能够实现破坏在役不锈钢表面隐蔽点蚀、再钝化不锈钢表面以及清除表面海生物的功能。