钝化电位

Passivation of Stainless-steel

为了更好地运输强腐蚀货物，不锈钢舱要进行钝化，不锈钢的钝化处理应遵从不锈钢制造商的推荐方法。在对不锈钢货舱进行钝化的过程中，操作人员应穿戴适当的个人防护用品，操作人员注意互相协调;无关人员应远离操作区域。

共有两种处理方法,即硝酸清洗法和完全浸酸法。硝酸处理法通常被称为钝化处理法，是常规的处理方法。对于整个船舱的完全浸酸和钝化通常只有在交付使用前的建造阶段以及修理阶段进行。

1、用船舱洗舱机进行循环而进行不锈钢钝化处理。Passivation of SS C.O.T. using tank cleaning machine

1.1需要以下设备Equipments required:

四台配有8毫米或9.5毫米喷嘴的不锈钢洗舱机(316)，另加四台冲洗机。冲洗机并不要求是不锈钢质的。四根洗舱管，可耐受20%的硝酸溶液以及10BAR的安全工作压强.(SS BW HOSE)。每个待钝化船舱需要80吨冲洗淡水。船上淡水量越多越好。酸碱度(pH)测试成套工具或者能测试pH值介于1至14之间精确到1/2点.带有四个公连接器洗舱管的盲板适配器。该盲板适配器应装好阀门以使绝缘。

1.2钝化过程 Process of Passivation

硝酸清洗通常被指称为钝化，意味着在此过程中金属表面形成了一层保护性的惰性薄膜。实际上，酸处理主要是去除影响在不锈钢表面形成惰性氧化薄膜的污物，同时也有助于加快氧化过程。清洗要钝化的船舱以至水白(Water white)的程度。用约15%的硝酸溶液(10-20%)清洗整个船舱表面。切记将酸加入水中，而不是将水加入酸中，以将混合产生的热量减到最小。为了保证得到15%的溶液浓度，测出水流装满200升圆桶的时间，以计算淡水供应的流速。应用这一流速向船舱内注入所要求量的水。建议使用足量的溶液以使得钝化过程中泵吸不间断。用不锈钢质的泵将要求量的酸加入船舱内，并由适当的HOSE直接导入船舱里的水中。如果要钝化大量船舱，建议在第一个船舱内配制溶液然后逐个船舱传输。注意在传输过程中会产生溶液损失，因此溶液可能需要中途加注。钝化大量船舱时，应监控溶液的质量，通过测量溶液的pH值和观测溶液的颜色来控制溶液的浓度和污物。用盲板适配器，将规定数量的洗舱管和机器联接起来。(应用尽可能多的洗舱机)洗舱口应盖住以免溶液流出到低碳钢甲板上。不锈钢管鞍套可以很好地盖住这些开口。应不断让水流过甲板，以便稀释偶尔流到甲板上的酸。

按照以下方式开始循环船舱里的清洗溶液。从甲板平面向下10英寸落差，循环足一小时。高于船舱地板以上15英寸循环足一小时。在底部平面循环完成以后，关闭循环联接上的阀门并将溶液输送到下一个船舱。开始每个船舱的再循环之前，测量溶液的pH值。如果pH值高于2，则倒掉溶液。循环管从船舱上拆卸下来之后，应用水灌洗。

1.3冲洗过程Cleaning by Fresh Water

选择一个船舱用以储存淡水。这一船舱的泵管应当连接到洗舱管上。将洗舱管线上的所需数量的洗舱机连接到需要冲洗的船舱。所需要的洗舱机数量与循环所用的机器数量一致。使用与循环时一样的落差。每15分钟测量一次用完的水的pH值，并记录下来。当pH值达到可接受的水平(6-7)时，改为第二个落差冲洗。以第二个落差冲洗30分钟。完全排空船舱的水，撤去冲洗机。给船舱通风。对船舱进行目测，并测量隐蔽区域表面的pH值。如果手头有钝化仪，将钝化仪的读数一并记录下来。报告:向相应船队提交一份钝化处理的报告。应当认识到，每艘船只和每个情况都有所不同。

2、运用蒸汽注入法进行SS船舱的钝化 Passivation of SS C.O.T. by Steaming

2.1需要以下设备Equipments required:每100立方米的船舱容量需4升硝酸。带吸入连接管的不锈钢喷射器. 该连接管要带防酸的吸入管及不锈钢球阀。用于装盛和在甲板上转移硝酸的防酸容器。用于探入船舱的蒸汽软管。

2.2钝化步骤 Process of Passivation:将蒸汽喷射器装进船舱内，可装在梯子上，也可装在位于中央的洗舱口处。开始向船舱内加入蒸汽，加汽短时间之后，打开装在酸容器上的吸入球阀。调整球阀，使得硝酸缓慢地、均匀地和连续不断地加入到蒸汽中，持续一段至少为30分钟的时间。这一点很重要，否则，硝酸将不会形成雾状融入蒸汽中。如果硝酸的小滴太大，它们将直接掉到船舱底部而不产生效果。当有适量的硝酸注入船舱(4升/100立方米)时，停止注入蒸汽，并关闭船舱保持3-4小时。这段时间过后，以淡水清洗船舱约一小时。在停止冲洗过程之前应检查冲洗后的水其pH值是否达到可接受的水平(6-7)。对船舱进行目测，并测量隐蔽区域表面的pH值。如果手头有钝化仪，也一并使用。报告:向相应船队提交一份钝化处理的报告。如定期使用蒸汽法进行钝化处理，将会产生令人满意的效果。然而，如果船舱的状况已严重恶化，则强烈推荐使用循环方法进行处理。应当认识到，每艘船和每种情况都有所不同。所以，建议负责人根据自己所处的特殊情况评估这些步骤，并且依照自己的最佳判断进行处理。

长串件钝化时镀件的上、下端进出钝化溶液中的时间有先后，同时工件在溶液中摆动时，镀件的下端摆动幅度比上端大得多;另一方面钝化后在空气中停留时，溶液由上端往下流，下端镀件表面要比上端镀件附有更多的溶液，下端与溶液有更多的化学反应时间。这些都使得下端钝化膜的颜色深于上端。为减轻色差，这类零件进、出钝化溶液时建议横向出、入(下端用一挂钩钩起来)，并防止使用的阳极过长。

长条零件钝化时如钝化槽容纳不下，可采取临时措施，利用砖块或木条加工一个能容下镀件的框，框内衬以塑料布，注入钝化溶液后即可使用，采用此法既方便又可避免膜层不均匀或产生衔接印痕等质量问题。

一般平面件钝化时由于在钝化槽中摆动时边缘部位与钝化溶液接触会比中间部位剧烈，而引起此部位钝化膜的色泽不均匀的现象，此问题可采取压缩空气搅拌来解决，效果很好。为提高钝化膜的均匀性还需注意镀锌过程中的电流分布均匀性，必要时镀件的边缘予以屏蔽，以防该部位因电流过大而出现镀层粗糙，影响钝化膜的色泽。

表面光洁件钝化后，由于表面光滑，钝化溶液在其表面较难吸附，很快流失，故钝化时在溶液中和空气中的停留时间都要适当延长，否则该工件的钝化膜显得较淡。

要避免兜出溶液，以免引起钝化溶液过多损、耗、污染环境，也可以保证该部位钝化膜的质量。

可把整串所绑扎的工件放在塑料篮筐内钝化，以免钝化时因抖动而脱离群体，掉入槽内造成返修。

钝化,金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构，形成了一层薄膜(往往是看不见的)，紧密覆盖在金属的表面，则改变了金属的表面状态，使金属的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。如Fe→Fe时标准电位为-0.44V，钝化后跃变到+0.5~1V，而显示出耐腐蚀的贵金属性能，这层薄膜就叫钝化膜。

金属的钝化也可能是自发过程(如在金属的表面生成一层难溶解的化合物，即氧化物膜)。在工业上是用钝化剂(主要是氧化剂)对金属进行钝化处理，形成一层保护膜。

常见例子:冷浓硫酸、冷浓硝酸与铁、铝均可发生钝化。

腐蚀是一种电化学变化过程，未经处理的金属表面存在少量电离子，这些电离子会由高电位区(阴极)向低电位区(阳极)移动，因此产生电流。在此电流的作用下会加速对金属破坏性的攻击而在金属电位薄弱的部位产生腐蚀，通俗的说就是生锈。

其钝化的机理可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性物质作用，作用时在金属表面生成 一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、牢固地吸附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧化金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防腐蚀的作用。

钝化与防锈油最主要的区别是生成产物不一样;防锈油是利用油膜封闭金属表面的气孔达到隔离与氧气接触而有效防止生锈的作用，实际上没有发生什么反应。油膜比较容易随着生产的进行而被清除、破坏的失效;而钝化是利用钝化液中的氧化性物质与金属产生氧化还原反应，促使在金属表面生成一层金属的氧化物、达到有效保护金属的目的。这一过程属于化学反应。产生的钝化膜致密、完整不易被破坏。

1)与传统的物理封闭法相比，钝化处理后具有绝对不增加工件厚度和改变颜色的特点、提高了产品的精密度和附加值，使操作更方便;

2)由于钝化的过程属于无反应状态进行，钝化剂可反复添加使用，因此寿命更长、成本更经济。

3)钝化促使金属表面形成的氧分子结构钝化膜、膜层致密、性能稳定，并且在空气中同时具有自行修复作用，因此与传统的涂防锈油的方法相比，钝化形成的钝化膜更稳定、更具耐蚀性。

在氧化层中大部分的电荷效应是直接或间接地同热氧化的工艺过程有关的。在800-1250~C的温度范围内，用干氧、湿氧或水汽进行的热氧化过程有三个持续的阶段，首先是环境气氛中的氧进入到已生成的氧化层中，然后氧通过二氧化硅向内部扩散，当它到达Si02-Si界面时就同硅发生反应，形成新的二氧化硅。这样不断发生着氧的进入-扩散-反应过程，使靠近界面的硅不断转化为二氧化硅，氧化层就以一定的速率向硅片内部生长。