同じものを 2 つステンレス鋼管非常に異なる人生を送ることができます。 1 つは、工場酸化スケールと鉄汚染が埋め込まれた状態で納品され、塩化物サービスでは数か月以内に穴が開きます。もう 1 つは、適切にピクル化され不動態化されており、同じ任務で何年も実行されます。金属の化学的性質は同じですが、違いは表面であり、表面は購入者が通常未指定のままにする 2 つの処理によって決定されます。
なぜ表面が化学と同じくらい重要なのか
ステンレス鋼は不動態酸化クロム皮膜のおかげで耐食性があり、その皮膜はクロムを多く含むきれいな表面にのみ形成されます。圧延焼きなましされたパイプの表面には 2 つの敵が付着しています。1 つは焼きなましによる熱による酸化スケールで、内側の境界でクロムが減少しています。もう 1 つは、圧延、取り扱い、または研削工具による鉄汚染です。
クロムが減少した層は適切に不動態化できず、孔食の開始点になります。埋め込まれた鉄の錆や汚れが発生し、錆の粒子自体が局部腐食細胞として機能します。酸洗すると両方が除去されます。次に不動態化により均一な保護膜が成長します。どちらのステップもスキップすると、証明書のグレード名は実際に使用されている材料ではなくなります。
酸洗い：損傷層を除去する
酸洗は積極的なスケール除去ステップです。部品は酸混合物（オーステナイト系ステンレスの場合、通常は硝酸とフッ化水素酸の混合物で、グレードによって割合と温度が設定されています）に浸漬または浸漬され、これによりヒートティントスケールが溶解され、重要なことに、その下のクロムが枯渇した薄い層が除去されます。
残された表面は明るく、きれいで、クロムが豊富で、不動態化の準備ができています。酸洗いにより、埋め込まれた鉄とスマットも溶解します。これは損傷した金属を真に除去する唯一の治療法です。ミルスケールがオンになったら、他に何も表面を復元することはできません。
酸洗後は表面を徹底的にすすぐ必要があり、すすぎ水の質が重要です。この段階での塩化物汚染水は、処理によって除去された汚染を正確に再導入します。腐食が重要なサービスでは、脱塩水または低塩化水による最終洗浄が標準的な方法です。
パッシベーション：保護膜を成長させる
不動態化は、表面から遊離鉄を溶解し、クロムが緻密で均一な不動態酸化物を形成できるようにする化学処理です。これはコーティングではなく、何も堆積させず、金属を最も耐食性の高い状態に保つ表面変換です。一般的な方法は ASTM A967 に従います。
| 方法 | 一般的な条件 (ASTM A967) | 一般的な使用方法 |
| 硝酸不動態化（浸漬） | 20-50% HNO3;一般的な方法 20 ～ 25%、120 ～ 150 °F で 20 ～ 30 分間 | 伝統的、積極的、確立された |
| クエン酸不動態化 | 4 ～ 10% クエン酸、60 ～ 70 度 (140 ～ 160 度 F) で最低 4 分間 | 食品、医薬品、環境に優しい代替品 |
| 電気化学的不動態化 | A967 電気化学処理による | 専門家が制御するアプリケーション |
クエン酸は、同じ合格基準を満たしながら、硝酸の取り扱い上の危険と廃棄コストを回避できるため、食品および医薬品サービスで推奨されるルートとなっています。硝酸塩とクエン酸塩のどちらを選択するかは、品質の違いではなく、設備と用途によって決まります。
A967 対 A380: 誰が何をするか
2 つの統治文書は一緒に引用されることがよくありますが、それぞれの役割は異なります。 ASTM A380 はその実践方法であり、酸洗いのレシピや製造手順を含む、洗浄、スケール除去、不動態化の方法について説明していますが、受け入れテストは提供されていません。
ASTM A967 は仕様であり、不動態化処理と完成したロットが満たさなければならない合格基準を定義しています。 A380 のみを記載した印刷物は、ショップに作業方法を指示しますが、ロットの受け入れ方法は指示しません。完全な仕様では両方が呼び出され、A967 が合格/不合格を伝えます。
受け入れテスト
ASTM A967 検証では、書類ではなく、処理された表面の直接テストが使用されます。一般的なものは、遊離鉄試験 (表面の残留鉄を明らかにする化学スポット試験)、ASTM B117 に準拠した指定された曝露での塩水噴霧試験、および錆や汚れをチェックする水浸または高湿試験です。自由アイロンテストに不合格となる多くの製品は、プロセスシートの主張に関係なく、適切に洗浄または不動態化されていません。
治療を台無しにするよくある間違い
- 酸洗いを行わない不動態化: クロムが枯渇した層の上に皮膜が形成され、孔食のリスクが残ります。
- 塩化物で汚染された洗浄水: 最終ステップで汚染が再導入されます。
- 処理後に炭素鋼ツールで研削またはブラシをかけると、鉄が埋め込まれ、結果が破壊されます。
- 継手とパイプを別個のロットとして扱い、溶接継ぎ目をスキップします。溶接の熱による色合いが最も一般的な故障箇所です。
- 工程記録だけで多くの合格を得る: 受け入れテストがなければ、表面は未検証です
パイプ購入時に指定するもの
納入されたパイプに孔食が発生しないようにするには、注文書に次のことを記載する必要があります。
- 表面: 「ASTM A380 の実施および ASTM A967 の承認に従って、酸洗いおよび不動態化」
- サービスが必要とする場合の不動態化方法: 硝酸塩またはクエン酸塩、A967 タイプを使用
- すすぎ水: 低塩化物または脱塩最終すすぎ
- 合格: A967 に基づく自由アイロン試験 (および指定されている場合は塩水噴霧)、提供された記録付き
- 溶接パイプの場合: 内部を含む継ぎ目での熱汚れの除去、または文書化された溶接線の酸洗パス
よくある質問
Q: 酸洗いは不動態化と同じですか?
A: いいえ。酸洗いは、強力な酸混合物を使用して酸化スケールとクロム欠乏層を除去します。不動態化により遊離鉄が溶解し、不動態皮膜が成長します。酸洗いが最初に行われ、不動態化が次に行われます。酸洗いされていない表面に不動態化を行っても、表面は固定されません。
Q: 不動態化処理によりステンレス鋼は「錆びにくく」なりますか?
A: いいえ。合金がすでに備えている耐食性を最大化します。不適切な媒体（高温の塩化物、強い還元酸）では、不動態化ステンレス鋼は依然として腐食します。この処理は、正しい合金の選択に代わるものではありません。
Q: 硝酸とクエン酸の不動態化ではどちらが優れていますか?
A: 同じ合格基準を満たすことができます。硝酸塩は伝統的かつ攻撃的です。クエン酸は取り扱いがより安全で、廃棄が簡単で、食品および医薬品サービスで好まれています。用途と施設によって決まります。
Q: パッシベーションが正しく行われたことを確認するにはどうすればよいですか?
A: プロセスシートではなく、受け入れテストによる。 ASTM A967 に準拠したフリーアイロンスポットテストと、指定されている場合の塩水噴霧により、表面が実際にきれいで不動態であることが確認されます。
Q: 溶接パイプの内部を酸洗いできますか?
A: はい - サイズに応じて、浸水、縫い目の機械的ブラッシング、またはペーストの酸洗いによって可能です。腐食が重要な溶接システムの場合、内部継ぎ目の熱による色合いを除去する必要があります。これは、溶接されたステンレス配管で最も一般的な孔食箇所です。
