化學除鏽

化學法除鏽是利用化學反應從工件表面溶解掉一般鏽跡、氧化皮及各種腐蝕產物而不影響基體金屬的方法。常用無機酸和有機酸作為除鏽材料，因而通常又稱為酸洗 ^[1]  。

(1)首先製作兩個洗液槽，操作人員應穿戴工作服和防酸橡膠手套、防護眼鏡，並準備足量的約50℃的温水。

(2)配製酸洗液：先將温水倒入酸洗槽內，水量應根據管材數量而定，一般以全部淹沒被除鏽的管材為宜，然後依次加入酸液及緩蝕劑。

緩蝕劑可延緩管材與酸液的化學反應速度，以免傷及管材深部。

酸洗溶液可按如下比例配製：

工業鹽酸用量為8%~10%（即100kg的水加入8~10kg的工業鹽酸）。

加入鹽酸時應儘量緩慢並攪拌均勻，操作者應嚴格按加入順序兑制酸洗液，嚴禁將水兑入鹽酸中引起飛戮現象而灼燒操作者。

緩蝕劑可按產品説明加入的比例即可。

(3)將管子輕輕放入槽內浸泡，以不滋出洗液為宜，浸泡期間經常翻動管子。浸泡時間一般為10~15min，對鏽蝕較重者可延長浸泡時間。

(4)中和槽又稱鈍化槽，主要的作用是使已被去鏽的管子內外壁在中和槽內形成一層保護膜，阻止金屬表面再次氧化腐蝕。

中和液主要是採用一些鹼性物質兑制而成，配方可參照如下配製比例：

氫氧化鈉:磷酸三鈉:水=2%:3%:95%或氫氧化鈉:水=(5%~10%):(95~90%）

在管子從酸洗槽取出後，先用清水沖洗後再置放在中和槽內。

(5)鈍化處理後的管子取出後用清水沖洗，並晾曬或吹乾待用即可。如置放時間較長時，應將管子兩端封堵並置放在乾燥通風處。

(6)經化學除鏽的管材應及時刷防鏽漆和防腐處理。

1、控制酸洗液濃度

除鏽過程中水分會逐漸蒸發，因此，應隨時加水調整，使配方控制在工藝範圍內，以免酸濃度過高造成工件被腐蝕。

2、保持酸液清潔

酸液除鏽過程中，如帶入鹼及其他污物，酸液組成將逐漸改變，影響酸洗效率。因此，為獲得滿意的酸洗效果，應定期檢查、分析、更換酸液，保持酸液適當的清潔。

3、控制温度

温度應按工藝規範要求控制。提高温度可以加快酸洗速度，但對工件和設備腐蝕也增加。大多數酸洗在常温下進行，當需加熱酸洗時，也常把温度控制在60~70℃範圍。對某些較柔和的酸液，因對工件和設備腐蝕較小，有時也在較高温度下使用。

4、適當攪拌

酸洗一般都需要攪拌。在噴射清洗時，通常用100~170kPa的壓力，有時也用280kPa的壓力，靠泵加壓，對複雜工件需要調整噴嘴，使酸液能噴到溝槽凹坑部位。在浸漬酸洗時，用串動、旋轉工件，壓縮空氣或機械旋轉葉片等都可以實現攪拌作用。酸洗中用超聲波也是很有效的。但由於一次投資和維護費用較高，只在其他方法難於獲得滿意效果或污物極難除去時，才會考慮採用。在滾筒除鏽中，滾筒自身旋轉提供良好的攪拌作用。在電解酸洗時，氣體析出提供攪拌作用。

5、注意水洗程序

凡經熱溶液酸洗的工件，取出後應先經熱水沖洗，才能用冷水沖洗；相反，室温下酸洗的工件，取出後應先經冷水沖洗、浸泡後，才能用熱水沖洗。水洗必須徹底，不允許有殘酸遺留在工件表面，以免發生腐蝕。添加質量分數的0.02%潤濕劑，可以顯著改善水洗質量。

6、除鏽過程必須連續地進行

除鏽過程各工序必須連續地進行，中途不應停頓，否則會影響除鏽質量和效果。

7、定期清除酸洗槽中污泥

隨着除鏽過程的進行，酸洗槽將逐步沉積污泥，淤塞加熱管和其他控制裝置，應定期清除。在噴射酸洗時，槽液應連續過濾，以免堵塞噴嘴。

8、控制時間

在完全除去鏽跡的前提下，酸洗時間應儘可能短，以減少金屬的腐蝕和氫脆的傾向。

9、注意安全

除鏽酸液，一般都具有很強的腐蝕性，操作中應避免酸液飛濺到皮膚或衣物上，以免遭受燒傷或破壞。

10、酸洗場地應有排風裝置

酸洗時常產生含酸氣體，為減少含酸氣體對設備的腐蝕和對人體的危害，酸洗場地應有良好的排風設備。 ^[1] 

1、硫酸

在室温下，硫酸對金屬氧化物的溶解能力較弱，提高濃度，不能顯著提高硫酸的溶解能力，且40%以上的硫酸溶液，對氧化鐵的溶解能力顯著降低，60%以上的硫酸溶液幾乎不能溶解氧化鐵，因此，用硫酸作除鏽溶液，其質量濃度一般多控制在8%~30%。提高温度，可以大大地提高硫酸的除鏽能力，由於硫酸揮發性低，適宜於加熱操作。熱硫酸溶液對鋼鐵基體腐蝕能力較強，對氧化皮有較大的剝落作用，但温度過高時，容易過腐蝕鋼鐵基體，引起氫脆的傾向增加。為避免這些危害，硫酸除鏽液可加熱到50~60℃，一般不宜超過75℃，同時應加適當的緩蝕劑。

除鏽過程中，積累的鐵鹽將顯著降低硫酸溶液的除鏽能力，減慢除鏽速度，並使除鏽後的工件表面殘渣增加，質量下降，因此，硫酸溶液中的鐵含量，一般不應>60g/L。

2、鹽酸

在常温下鹽酸對金屬氧化物有較強的溶解能力，而對鋼鐵等金屬基體都溶解比較緩慢。因此，用鹽酸除鏽時，不易發生過腐蝕和嚴重的氫脆，除鏽後的工件表面殘渣較少，質量較高。鹽酸除鏽的能力，幾乎與其濃度成正比。但濃鹽酸揮發性較大，特別是在加熱時容易腐蝕設備，污染環境，因此，鹽酸濃度一般不超過360g/L，並且多數是在室温下進行操作。

3、硝酸

硝酸是一種氧化型強酸，低碳鋼製品在30%的硝酸中，溶解反應很激烈，除鏽後表面潔淨，均勻。中、高碳鋼製品和低合金鋼製品，在上述濃度的硝酸中除鏽後，表面殘渣較多，需在鹼液中進行陽極處理，方能獲得較均勻、潔淨的表面。

硝酸揮發性強，在與金屬反應時，放出大量有害氣體（氧化氮類），並釋放大量的熱。硝酸對人體有很強的腐蝕性，在操作時應做好防護工作，酸槽應有通風和冷卻裝置。

4、磷酸

磷酸是中等強度的無機酸，由於磷酸一氫鹽和正磷酸鹽難溶於水，因此，磷酸的除鏽能力較低，為彌補這一缺點，用磷酸溶液除鏽，一般都需要加熱。磷酸溶液除鏽的優點在於產生氫脆的可能性較小，殘留在工件表面的少量溶液，能轉變為不溶性磷酸鹽保護膜，適於焊接件、組合件塗裝前的除鏽。

濃磷酸與一定比例的硝酸、硫酸、醋酸或鉻酸配合，處理鋁、銅、鋼鐵等金屬，可以提高其光澤。

5、氫氟酸

氫氟酸能溶解含硅的化合物，對鉛、鉻等金屬的氧化物也具有較好的溶解能力。因此，氫氟酸常用於浸蝕鑄件和不鏽鋼等特殊材料。濃度為10%的氫氟酸溶液對鎂及其合金的腐蝕比較緩和，也常用於鋁製品的浸蝕。

氫氟酸毒性大，揮發性強，在使用時，應嚴防氫氟酸和氟化氫氣體接觸人體，酸槽應有抽風裝置。

6、鉻酐

鉻酐溶液（鉻酸、重鉻酸）具有很強的氧化能力和鈍化能力，但對金屬氧化物的溶解能力較低，故一般多用於消除酸處理後的殘渣和用於鈍化。鉻酐有毒，其污水必須嚴格處理。

7、檸檬酸

是安全無毒的有機酸，對氧化鐵溶解能力好，適用於除鐵鏽，隨着溶液濃度增加和温度升高，溶解氧化鐵的速度加快。檸檬酸對金屬離子如三價鐵離子和二價鐵離子有很強的鉻合能力，對金屬的腐蝕率低。銅、黃銅、鋁、鉻、鎳等金屬均能耐檸檬酸的侵蝕。

8、草酸

是金屬酸洗常用的有機酸，有很強的氧化性，常温時緩慢腐蝕鋼鐵，加熱時生成草酸鐵保護膜。適用於作金屬酸洗除鏽液，拋光液的組分。

9、氨基硫酸

是金屬安全酸洗常用酸，與金屬作用時反應緩慢，腐蝕率低、不產生氫氣。添加適宜的緩蝕劑，就能抑制其對鋼鐵、銅、不鏽鋼等多種金屬的腐蝕。它溶解氧化鐵的能力較低，除鏽能力不及草酸。酸洗時生成的鹽類溶解度高，不存在析出沉澱問題。適用於酸洗除鏽及除水垢。 ^[2]