[发明专利]一种超级13Cr不锈钢表面酸洗处理方法

说明书

本发明提供一种超级13Cr不锈钢表面酸洗处理方法，依据酸洗处理先进行外层膜腐蚀后进行内层膜腐蚀的原理，控制合适的酸洗液浓度和酸洗时间，使酸洗控制在将外层膜腐蚀完成而内层膜未被腐蚀的阶段，从而能保留自然钝化膜内层的富C氧化层，使材料表面Cr元素含量明显增加。由于Cr是防止腐蚀的有效元素，在此基础上再进行预钝化膜的制备，使其覆盖在基体及其表面缺陷之上，能够明显降低均匀腐蚀速率，提高耐腐蚀性，还能够有效抑制局部腐蚀的发生，能大大降低点蚀发生的概率，解决13Cr不锈钢表面点蚀引发的应力腐蚀开裂问题。

技术领域

本发明涉及金属腐蚀与防护领域，具体为一种超级13Cr不锈钢表面酸洗处理方法。

背景技术

随着油气田开发，管材服役环境愈发严苛，具有高耐蚀性的超级13Cr马氏体不锈钢成为含低H₂S的CO₂环境中服役的首选材料。13Cr马氏体不锈钢在空气中会自然钝化形成致密钝化膜，有效提升了其耐蚀性。

通常，不锈钢表面自然钝化膜的厚度为1～3nm。纳米级的薄膜能够显著提升其耐蚀性，但如能够提升钝化膜厚度，不锈钢耐蚀性将可以进一步提升。奥氏体不锈钢采用预钝化的工艺在其表面预制备一层钝化膜，目前已得到应用。但是，现有预钝化的工艺中，首先是通过酸洗步骤将13Cr不锈钢表面的自然钝化膜完全腐蚀掉后，再进行钝化处理，因此会导致后期钝化后生成的预钝化膜的Cr含量较低，进而对生成的预钝化膜的耐蚀性产生一定损伤。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种超级13Cr不锈钢表面酸洗处理方法，能保留自然钝化膜中的富C氧化层，在该酸性处理后的超级13Cr不锈钢表面制备预钝化膜，预钝化膜的Cr含量高，耐蚀性更高。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种超级13Cr不锈钢表面酸洗处理方法，将超级13Cr不锈钢试样置于预设浓度的酸洗液中，进行不同时间的酸洗处理，测试酸洗处理不同时间下的超级13Cr不锈钢试样表面Cr含量，取超级13Cr不锈钢试样表面Cr含量最大时的酸洗处理时间作为最优时间；将超级13Cr不锈钢试样置于预设浓度的酸洗液中，进行酸洗处理，酸洗处理时间采用最优时间，得到酸洗处理后的超级13Cr不锈钢；

或者，将超级13Cr不锈钢试样置于不同浓度的酸洗液中，酸洗处理预设时间，测试不同浓度酸洗液酸洗处理后的超级13Cr不锈钢试样表面Cr含量，取超级13Cr不锈钢试样表面Cr含量最大时的浓度作为最优浓度；将超级13Cr不锈钢试样置于最优浓度的酸洗液中，进行酸洗处理预设时间，得到酸洗处理后的超级13Cr不锈钢。

优选的，酸洗液为硫酸溶液。

优选的，预设浓度为16-56ml/L。

优选的，预设时间为30-110s。

优选的，预设浓度为26ml/L，最优时间为50s。

优选的，酸洗处理之前，还包括碱性除油：将超级13Cr不锈钢试样放置在NaOH溶液中进行除油，除油后将超级13Cr不锈钢试样用水冲洗干净。

进一步的，碱性除油之前，还包括打磨处理：将超级13Cr不锈钢试样用500#、800#、1200#、1600#的SiC砂纸逐级打磨，并使用粒度为0.5μm的金刚石抛光液进行抛光，然后用无水乙醇和丙酮进行超声波清洗，吹干。

进一步的，打磨处理之前，还包括表面清理：先用水冲洗超级13Cr不锈钢试样，然后用丙酮和无水乙醇对超级13Cr不锈钢试样进行超声波清洗。

优选的，酸洗处理之后，还包括后处理：将酸洗处理后的超级13Cr不锈钢试样用无水乙醇和丙酮进行超声波清洗。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：