盐酸槽表面浮沫
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答
酸洗的本质是盐酸与钢材表面氧化皮(Fe₂O₃、FeO)、锈蚀反应生成 FeCl₂和氢气(H₂↑),正常情况下氢气气泡会快速上升破裂,不会形成稳定浮沫。稳定浮沫的关键是存在 “气泡稳定剂”(如表面活性剂、油污、乳化体系),因此问题根源必然是 “引入了新的稳定剂” 或 “原有稳定剂积累到临界浓度”.
工业盐酸的生产、运输、储存环节若存在污染,会带入表面活性剂,导致气泡稳定聚集:
运输罐车 / 储存桶之前装载过洗涤剂、乳化液、防锈油等,未彻底清洗,残留的表面活性剂(如皂类、非离子型乳化剂)混入盐酸;
盐酸生产厂家的原料或工艺污染(如混入了生产过程中的清洗助剂),纯盐酸(无杂质)反应不会产生浮沫,但含微量表面活性剂时,氢气气泡会被包裹形成稳定浮沫。
验证方法:取未接触过钢材的新盐酸,倒入干净的空槽中,静置观察是否有气泡或浮沫;若有,则直接判定为盐酸本身含杂质。
盐酸浓度过高(>31%)或过低(<15%):浓度过高会导致反应速率过快,氢气气泡大量密集产生,若此时存在微量杂质,极易形成浮沫;浓度过低时,反应生成的 FeCl₂在槽液中积累过快,导致溶液粘度上升,气泡不易破裂,同时若伴随少量油污,浮沫会更明显。
盐酸中 FeCl₂初始含量过高(回收酸或变质酸):新盐酸若存放时间过长、密封不当,会吸收空气中的水分和氧气,导致部分 HCl 挥发,FeCl₂浓度升高,溶液稳定性下降,酸洗时气泡易聚集。
钢材表面的油污是形成浮沫的核心 “稳定剂”,尤其当钢材批次更换或前处理工艺变化时:
钢材本身带防锈油、切削油残留(如热轧钢的氧化皮下方易夹带油污,冷轧钢表面的防锈油未彻底清除);
钢材运输 / 存储过程中接触了油污(如包装材料、运输工具的油污污染);
前处理工序(如碱洗、水洗)未达标:碱洗除油不彻底,或水洗后残留碱性乳化液,与盐酸反应时会生成皂类物质,形成稳定浮沫。
验证方法:取少量待洗钢材,用纯盐酸(已验证无浮沫) 单独清洗,若立即产生大量浮沫,则判定为钢材表面含油污;若仅产生少量气泡且快速破裂,无稳定浮沫,则钢材本身无问题。
若槽液长期未更换,会积累两类物质,共同加剧浮沫:
FeCl₂浓度过高:酸洗反应生成的 FeCl₂溶解度有限(20℃时约 64g/100mL 水),当浓度超过饱和后,会析出 FeCl₂・4H₂O 结晶,导致槽液粘度上升,气泡不易破裂;同时 FeCl₂会催化盐酸与钢材的反应,气泡产生速率加快,形成 “多气泡 + 难破裂” 的叠加效应。
油污积累:前批次酸洗时钢材带入的少量油污,未及时清除(如槽液表面的浮油未撇除),长期积累后,形成乳化体系,本次酸洗时与新产生的氢气气泡结合,浮沫量显著增加(这也是 “以前没有现在有” 的常见原因 —— 槽液杂质逐步积累到临界值)。
验证方法:观察槽液表面是否有浮油、槽底是否有大量 FeCl₂结晶;取槽液静置,若分层出现油层,则说明油污积累严重。
最可能的原因排序:钢材表面油污未清除干净>槽液长期未更换(油污 + FeCl₂积累)>盐酸运输 / 储存污染(含表面活性剂)>盐酸浓度异常。
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