不锈钢件表面处理问题及方法

不锈钢表面处理常见问题和方法

1 不锈钢件产生锈蚀的常见原因

不锈钢设备制作过程中会出现表现损伤，缺陷以及一些影响表面的物质，如：粉尘、 浮铁粉或嵌入的铁，热回火色和其它氧化层、锈斑、研磨毛刺、焊接引弧斑痕、焊接飞 溅、焊剂、焊接缺陷、油和油脂、残余粘合剂和油漆、粉笔和标记笔印等。绝大多数都 是因为忽略了它们的有害影响而不重视或做得不好。但是，它们对氧化保护膜有着潜在 的危害。保护膜一旦被损坏，被减薄或用其它方法使之改变，下面的不锈钢就会开始腐 蚀。腐蚀一般不是遍及整个表面，而是在缺陷处或其周围。这种局总腐蚀通常会为点蚀 或缝隙腐蚀，这两种腐蚀会向深度和广度发展，而大部分表面不受侵蚀。下面谈一下造 成这些问题的各种原因。

1.1 粉尘

制作经常是在有粉尘的场地进行，空气中常带有许多粉尘，它们不断地落在设备表 面。它们可以用水或碱性溶液去除掉。不过，有附着力的尘垢需要高压水或蒸气进行清 理。

1.2 浮铁粉或嵌入的铁

在任何表面上，游离铁都会生锈并使不锈钢产生腐蚀。因此，必须清除。浮粉一般 可随粉尘一起清除掉。有些粘着力很强，必须按嵌入的铁处理。除粉尘外，表面铁的来 源很多，其中包括用普通碳钢钢丝刷清理和用以前在普碳钢，低合金钢或铸铁件上使用 过的砂子、玻璃珠或其它磨料进行喷丸处理，或在不锈钢部件及设备附近对前面提到的 非不锈钢制品进行修磨。在下料或吊过过程中如果不对不锈钢采取保护措施，钢丝绳、 吊具和工作台面上的铁很容易嵌入或玷污表面。

1.3 划痕

为了防止工艺润滑剂或生成物和/或污物积留，必须对划痕和其它粗糙表面进行机械 清理。

1.4 热回火色和其它氧化层

如果在焊接或修磨过程中不锈钢在空气中被加热到一定的高温，焊缝两侧、焊缝的 下表面和底部都会出现铬氧化物热回火色。 热回火色比氧化保护膜薄，而且明显可见。 颜色决定于厚度, 可呈见彩虹色、蓝色、紫色到淡黄色和棕色。较厚的氧化物一般为黑 色。它是由于在高温或长时间在较高度下停留所致。当出现任何一种这类氧化层时，金 属表面的铬含量都会降低，造成这些区域的耐腐蚀性降低。在这种情况下，不仅要消除 热回火色和其它氧化层，还应对它们下面的贫铬金属层进行清理。

1.5 锈斑

制作前或制作过程中有时会看到不锈钢产品或设备上生锈，这说明表面受到严重污 染。设备投入使用前必须把锈清除掉，彻底清理过的表面应通过铁试验和/或水试验进行 检验。

1.6 粗糙的研磨和机加工

研磨和机加工都会造成表面粗糙，留有凹槽，重叠和毛刺等缺陷。每种缺陷也可能 使金属表面损伤到一定深度，以至于受损伤的金属表面无法通过酸洗，电抛光或喷丸等 方法清理掉。粗糙表面能够成为发生腐蚀和沉积生成物的发源地，重焊前清理焊缝缺陷 或清除多余的焊缝加强高都不能用粗磨进行研磨。对后一种情况，应再用细磨料研磨。

1.7 焊接引弧斑痕

焊工在金属表面引弧时，会造成表面粗糙缺陷。保护膜受损，留下潜在的腐蚀源。 焊工应在已经焊好的焊道上或在焊缝接头的侧边引弧。然后将引弧痕迹熔入焊缝中。

1.8 焊接飞溅

焊接飞溅与焊接工艺有很大关系。例如：GTAM(气体保护钨极电弧焊)或TIG(惰性气 体保护钨极焊)没有飞溅。但是，采用GMAW(气体保护金属电弧焊)和FCAW(带焊剂芯的电 弧焊)两种焊接工艺时如果焊接参数使用不当会造成大量飞溅。出现这种情况时，必须调 整参数。如果要解决焊接飞溅的问题，焊接前应在接头的每一边涂上防溅剂，这样可以 消除飞溅物的附着力。焊完后可以很容易地将这种防溅剂及各种飞溅物清理掉，可不损 伤表面或带来轻微损伤。

1.9 焊剂

利用焊剂进行焊接的工艺有手工焊，带焊剂芯电弧焊和埋弧焊，这些焊接工艺都会 在表面留下细小的焊剂颗粒，普通的清理方法无法将它们清除掉。这此颗粒将是缝隙腐 蚀的腐蚀源，必须采用机械清理方法去除这些残留焊剂。

1.10 焊接缺陷

焊接缺陷如：咬边、未焊透、密集气孔和裂纹不仅降低接头的牢固性，而且还会成 为缝隙腐蚀的腐蚀源。改善这种结果进行清理操作时，它们还会夹带固体颗粒。这些缺 陷可通过重新焊接或修磨后重焊进行修补。

1.11 油和油脂

有机物质如：油，油脂甚至指印都会成为局部腐蚀的腐蚀源。由于这些物质能起屏 障作用，它们会影响化学和电化学清理效果，因而必须彻底清理掉。

1.12 残余粘合剂

撕掉胶带和保护纸时，粘合剂总有一部分残留在不锈钢表面。如果粘全剂还没硬， 可以用有机熔剂去除。但是，当曝露在光和/或空气中时，粘全剂变硬，形成缝隙腐蚀的 腐蚀源。然后需要用细磨料进行机械清理。

1.13 油漆、粉笔和标记笔印

这些污染物的影响与油和油脂的影响相似。建议用干净的刷子和干净的水或碱性清 洗剂进行洗涤，也可以使用高压水或蒸汽冲洗。

2 不锈钢产品采用表面处理工艺

2.1 打磨

采用的是手工机械打磨，主要处理下料切割缺陷、焊缝缺陷、铆焊时的铆焊点及加 工过程中产生的各种划痕。

2.2 焊缝酸洗

焊缝酸洗钝化，主要处理焊缝处的黑色氧化皮。

2.3 整体钝化

整体酸洗钝化，主要处理整体要求一致的产品，但目前这种处理方法很难达到理想 的一致效果。

2.4 抛光钝化

手工打磨抛光后酸洗钝化处理，主要处理表面有装饰要求的产品，但目前的处理方 法很难达到较好的处理效果，而且材料费用和工时费用都比较高。

3 不锈钢产品加工过程中常见问题

3.1 焊缝缺陷

焊缝缺陷较严重，采用手工机械打磨处理方法来弥补，产生的打磨痕迹，造成表面 不均匀，影响美观。

3.2 表面不一致

只对焊缝进行酸洗钝化，也造成表面不均匀，影响美观。

3.3 划痕难除去

整体酸洗钝化，也不能将加工过程中产生的各种划痕去掉，并且也不能去除由于划 伤、焊接飞溅而粘附在不锈钢表面的碳钢、飞溅等杂质，导致在腐蚀介质存在的条件下 发生化学腐蚀或电化学腐蚀而生锈。

3.4 打磨抛光钝化不均匀

手工打磨抛光后进行酸洗钝化处理，对面积较大的工件，很难达到均匀一致处理效 果，不能得理想的均匀表面。并且工时费用，辅料费用也较高。

3.5 酸洗能力有限

酸洗钝化膏并不是万能的，对等离子切割、火焰切割而产和黑色氧化皮，较难除去。

3.6 人为因素造成的划伤比较严重

在吊装、运输和结构加工过程中，磕碰、拖拉、锤击等人为因素造成的划伤比较严 重，使得表面处理难度加大，而且也是处理后产生锈蚀的主要原因。

3.7 设备因素

在型材、板材卷弯、折弯过程中，造成的划伤和折痕也是处理后产生锈蚀的主要原 因。

3.8 其他因素

不锈钢原材料在采购、储存过程中，由于吊装、运输过程产生的磕碰和划伤也比较 严重，也是产生锈蚀的原因之一。

4 应采取措施

4.1 储存、吊装、运输

4.1.1 不锈钢件储存: 应有专用存放架，存放架应为木质或表面喷漆的碳钢支架或 垫以橡胶垫，以与碳钢等其它金属材质隔离。存放时，储存位置应便于吊运，与其它材 料存放区相对隔离，应有防护措施，以避免灰尘、油污、铁锈对不锈钢的污染。

4.1.2 不锈钢件吊装：吊装时，应采用专用吊具，如吊装带、专用夹头等，严禁使 用钢丝绳以免划伤表面；并且在起吊和放置时，应避免冲击磕碰造成划伤。

4.1.3 不锈钢件运输：运输时，应用运输工具（如小车、电瓶车等），并应洁净有 隔离防护措施，以防灰尘、油污、铁锈污染不锈钢。严禁拖拉，避免磕碰、划伤。

4.2 加工

4.2.1 加工区：不锈钢件的加工区域应相对固定。不锈钢件加工区的平台应采取隔 离措施，如铺上橡胶垫等。不锈钢件加工区的定置管理、文明生产应加强，以避免对不 锈钢件的损伤与污染。

4.2.2 下料：不锈钢件的下料采用剪切或等离子切割、锯切等。 ⑴ 剪切：剪切时， 应与送进支架隔离，落料斗也应铺以橡胶垫，避免划伤。 ⑵ 等离子切割：等离子切割 后，割渣应清理干净。批量切割时，对于已完成的零件应及时清理出现场，以避免割渣 对工件的玷污。⑶ 锯切下料：锯切下料时，夹紧应加以胶皮保护，锯切后应清理工件上 的油污、残渣等。

4.2.3 机械加工：不锈钢件在车、铣等机械加工时也应注意防护，作业完成应清 理 干净工件表面的油污、铁屑等杂物。

4.2.4 成型加工：在卷板、折弯过程中，应采取有效措施避免造成不锈钢件表面划

伤和折痕。

4.2.5 铆焊：不锈钢件在组对时，应避免强制组装，尤其避免火焰烤校装配。组对 或制作过程如有临时采用等离子切割时，应采取隔离措施以避免割渣对其它不锈钢件的 污染。切割后，工件上的割渣应清理干净。

4.2.6 焊接：不锈钢件焊接前必须认真清除油污、锈迹、灰尘等杂物。焊接时尽量 采用氩弧焊接，采用手工电弧焊时应采用小电流、快速焊，避免摆动。严禁在非焊接区 域引弧，地线位置适当、连接牢固，以避免电弧擦伤。焊接时应采取防飞溅措施（如刷 白灰等方法）。焊后应用不锈钢（不得采用碳钢）扁铲彻底清理熔渣和飞溅。 4.2.7 多层焊：多层焊时，层间熔渣必须清除干净。多层焊时，应控制层间温度， 一般不得超过60℃。

4.2.8 焊缝：焊缝接头应修磨，焊缝表面不得有熔渣、气孔、咬边、飞溅、裂纹、 未熔合、未焊透等缺陷，焊缝与母材应圆滑过渡，不得低于母材。

4.2.9 矫形：不锈钢件的矫形，应避免采用火焰加热方法，尤其不允许反复加热同 一区域。矫形时，尽量采用机械装置，或用木锤（橡皮锤）或垫橡皮垫锤击，禁止用铁 锤锤击，以避免损伤不锈钢件。

4.2.10 搬运：不锈钢件在加工过程中进行搬运时，应用运输工具（如小车、电瓶车 或天车等），并应洁净有隔离防护措施，以防灰尘、油污、铁锈污染不锈钢。严禁在平 台或地面直接拖拉，严禁磕碰和划伤。

4.3 表面处理

4.3.1 清理打磨：如有损伤应打磨，尤其与碳钢件接触造成的划伤和飞溅、割渣造 成的损伤必须认真彻底地清理打磨干净。

4.3.2 除油除尘：不锈钢件在进行酸洗钝化前，必须按工艺清除油污、氧化皮、灰 尘等杂物。

4.3.3 酸洗钝化：不锈钢件的酸洗钝化必须严格按工艺要求进行，钝化膏涂层应均 匀，钝化时间应严格执行工艺要求。

4.3.4 清洗干燥：酸洗钝化后，应严格按工艺进行擦拭、冲洗、干燥，彻底清除酸 洗钝化膏和酸液。

4.3.5 保护：不锈钢件表面处理完成后，应做好防护，避免人员抚摸和油污、灰尘 等杂物的污染。

4.3.6 避免再加工：不锈钢件表面处理完成后，应避免对该零部件或产品的再加工。 4.3.7

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