耐久性で有名なステンレス鋼に、なぜ特別な保護が必要なのか。この記事では、ステンレスの耐食性を高める不動態化処理について解説する。薄い酸化クロム膜を施すことで金属の寿命が大幅に延びること、このプロセスに必要な手順、そして不動態化を効果的に行うために必要な注意事項がわかります。この重要な方法が、さまざまな産業用途でステンレス鋼をどのように保護するのか、ぜひご覧ください。
ステンレス鋼の不動態化処理では、鋼板の表面と溶接部にクロム酸化皮膜を形成し、ステンレス鋼の耐食性を高める。
不動態化はまた、効果的な汚染除去方法としても機能する。例えば、金属表面や溶接部に付着した鉄粉は、この方法で除去することができる(これらの鉄粉は、切断、成形、機器の摩擦、金属ブラシの作用によって形成されることが多い)。
不動態化処理前の酸洗いは、すべての汚染物質を除去し、金属表面の腐食しやすい小さな部分を選択的に除去することができる。効果的な酸洗浄と不動態化のためには、すべての有機汚染物質とグリースを事前に除去する必要があります。
従って、一般的に使用される手順は以下の通りである:
通常の場合、製品はできるだけスプレーでコーティングする。小さな製品や管継手の場合は、まず浴槽への浸漬処理を考慮する必要がある。
小面積(溶接部、補修部)、またはスプレー塗装が特定の製品に有害な場合(プレインストールされた管状熱交換器の表面など)は、ペーストを使用するのが望ましい。
生産工場は、このマニュアルに基づいた書面を作成し、バイヤーに提出し、確認してもらう。
注:
不動態化剤は、塩酸や塩化物を含んではならない。酸洗浄や不動態化処理は低温では効果がない場合があるので、十分に高い室温(>10℃)で行う。
いかなる状況においても、処理は供給者の指導のもとで実施されるべきである。工程で使用される水(浴槽、希釈剤、洗浄液など)は、塩化物含有量が低くなるように処理されるべきである(理論上の最大塩化物含有量は30ppm)。
効果的な酸洗と不動態化を確実に行うには、金属表面から油脂などの有機汚染物質をすべて除去することが不可欠です。有機汚染物質は、酸洗と不動態化プロセスを妨げ、孔食の潜在的なリスクをもたらす可能性があります。
洗浄と脱脂の目的で、金属表面に前洗浄剤をスプレーする。その後、高圧水鉄砲で洗い流し、その後の処理の質を高める。
前洗浄の効果は水膜法でチェックできる。
以下の手順は、前洗浄と脱脂の後に行われる:
3.1 各製品を以下の溶液に浸漬する:
3.2 処理液が60℃の場合は10分浸漬で十分であり、室温の場合は2時間浸漬が必要である。
3.3 浸漬後は、排水のpHがすすぎ水のpHと等しくなるまで、製品を水で素早くすすぐこと。
3.4 各製品は以下の溶液に再浸漬する:
3.5 製品の浸漬時間は以下の通りである:
3.6 浸漬後は、排水のpHがすすぎ水のpHと等しくなるまで、製品を水で素早くすすぐこと。
溶接の継ぎ目や熱に弱い箇所など、特定の小さな領域は、酸洗不動態化ペーストで処理する必要がある。この方法は、浸漬やスプレーコーティングが不便な場合にも検討に値する。
酸洗不動態化ペーストは、特に修理後の局所的な処理、または装置部品のメンテナンスに適しています。
ステンレス鋼に使用される酸洗ペーストは、硝酸とフッ酸の混合物に接着剤を加えたものである。
耐酸性のブラシでペーストを塗る。 溶接継ぎ目を塗り、ステンレス製のワイヤーブラシで滑らかにする。ペーストが乾く前に高圧水鉄砲できれいに洗い流す。
ステンレス鋼に使用される不動態化ペーストは、硝酸とフッ化水素酸と接着剤の混合物である。
耐酸性のブラシを使用して、酸洗した部分に不動態化ペーストを均一に塗布する。
このペーストを塗布してから3~4時間待ち、ナイロンブラシで軽くブラッシングする。ペーストが乾く前に高圧水鉄砲ですすぎ、金属表面を乾燥させる。
スプレーコーティングに使用される酸洗液とコロイドは、主に硝酸(20~25%)とフッ酸(約5%)と接着剤と界面活性剤からなり、適切な濃度とレオロジー特性を持つ溶液を形成する。
スプレーコーティングに使用される不動態化液とコロイドの組成は、酸洗スプレーコーティング液と同様であるが、フッ化水素酸を含まない。
具体的な手順は以下の通り:
入念な前洗浄と脱脂(詳細はセクション2を参照)を行った後、耐酸性機器を使用し、乾燥した金属表面に酸洗剤を均一にスプレーする。業者の指導のもと、酸洗剤を一定期間作用させる。
必要であれば、黒っぽい溶接継ぎ目や熱に敏感 な部分をステンレス・スティール製のブラシで入念 にこすり、汚れを払い落とします。高圧水鉄砲で十分に洗い流し、金属表面に残留物が残っていないか確認する。
酸化の後、直ちに洗浄し、耐酸性装置を用いて、乾燥した金属表面に均一な不動態化剤の層をスプレーコーティングすべきである。供給業者の指導の下、酸洗は一定時間反応させるべきである。
必要であれば、着色の激しい溶接継ぎ目や熱に敏感な部分は、ステンレス・スチール・ブラシを使用して入念にこすり、変色を除去する必要がある。
その後、金属表面を高圧水鉄砲で十分にすすぎ、残留物が残らないようにし、完全に乾燥させる。
このプロセスは、ステンレス鋼の酸洗浄と不動態化の技術仕様に準拠している。
中略
以下の装置または部品は、酸洗浄および不動態化処理を受けなければならない:
処理前には、酸洗液と不動態化剤による浸食を防ぐため、熱交換器チューブを入念に保護する必要がある。
洗浄、酸洗浄、不動態化処理は、装置の出荷前に製造工場で実施しなければならない。
それでも、最初の使用からフル稼働に至るまで、装置の耐用年数を通じて、処理表面を定期的に点検する必要がある。変色や腐食の発生が見られた場合は、再処理が必要です。
作業場または建設現場での酸洗不動態化処理が完了した時点で、請負業者は、前洗浄、酸洗、不動態化、および最終処理結果に関する個別の報告書を提出しなければならない。
希釈剤を含む使用した処理剤、処理方法、処理時間など、操作のすべてのステップを記録する必要がある。
最終検査は、酸洗不動態化完了後2日以内に行うのがベストである。
洗浄と脱脂の後、金属表面から油脂や有機物を取り除く。
これは水膜法によって検出できる。金属表面には薄い水膜が形成され、汚染が存在すると、汚染された部分で水膜が破れる。
すべての不動態化された金属表面は、純金属の色でなければならない。
より効果的な検査のためには、検査場所に高出力の照明を設置することができる。
この検出方法は極めて高感度である。十分に洗浄された金属表面上の微量の鉄粒子でさえ検出することができる。
着色部分と疑わしい部分の両方をこの方法で検査する。
警告この方法は、エバポレーターからの蒸留製品の表面では禁止されている。
鉄粒子検出法:
この方法はASTM A380に記載されている。
試験液は以下の成分を混合して調製する:
きれいな布と脱イオン水で金属表面を拭いてください。
ステンレス製でないスプレーを使用して、準備した溶液をスプレーする。
数分後、青緑色を示せば汚染、黄色は汚染がないことを示す。
試験状況を記録し、直ちに脱イオン水で洗浄し、布で拭く。試験物質はすべて取り除くこと。
汚染されたエリアはすべて再活性化されるべきである。
汚染範囲(青緑色)が広すぎる場合は、バイヤーの指導の下、より詳細な検査を実施すべきである。
すべての製品は酸性で危険であるため、作業者はマスク、安全眼鏡、ゴム手袋、エプロン、長靴を着用すること。
常に適切な換気を保つこと。どのような状況においても、サプライヤーのガイドラインに従わなければならない。
フェロシアン化カリウムは単純なシアン化物で、毒性はない。しかし、加熱したり濃酸に接触すると有毒なシアン化ガスを発生する。
空気がほこり、炭素鋼、または油脂や有機粒子で長時間汚染されると、洗浄、酸洗、不動態化が効かなくなる。プロセス全体が高い清浄度を維持しなければならない。
必要であれば、機器をステンレスで適切に処理することができる。 鋼の酸洗 と不動態化技術により、汚染された空気への暴露を防ぐ。
新たに不動態化処理された部分が再汚染されるのを防ぐため、処理後はすべての容器を直ちに密閉すること。
コンテナ内で必要な作業を行う場合、作業員は清潔なテニスシューズまたはシューズカバーを着用し、防護服を着用しなければならない。