本发明属于金属防腐领域，涉及一种不锈钢管道酸洗钝化液及酸洗钝化工艺。
背景技术：
总所周知，不锈钢管道在医疗，食品，电子领域的物料传输中应用十分广泛，保持不锈钢管道在使用过程中的洁净度，抗腐蚀程度，一直是洁净服务商与使用方所追求的目标。虽然不锈钢是一种具有广泛用途的耐腐蚀材料，但是，当不锈钢所在体系中存在侵蚀性阴离子(如cl-)时，不锈钢会发生点腐蚀，并由此引发非常严重的其他腐蚀形式，因此有必要对其表面进行钝化处理，提高其耐蚀性。但是，传统的氢氟酸钝化，硝酸钝化，材料获取繁琐，操作过程危险，其酸液对人体有害且污染环境。
cn107502881a公开了一种环保型不锈钢酸洗钝化液，该钝化液包括缓蚀剂和钝化剂，缓蚀剂的配方如下：苹果酸1～2份、柠檬酸5～6份、酒石酸1～3份、磷酸氢二钾0.5～1份、磷酸二氢钾0.1～0.3份、乌洛托品1～3份、硫脲0.5～1份、苯胺1～2份、丙三醇1～2份、水2～3份；所述钝化剂的配方如下：咪唑啉1～3份、碳酸钠0.1～0.5份、重铬酸钾1～2份、硝酸锌1～2份、硫酸钡0.1～0.3份、edta0.1～0.5份、水3～5份。该钝化液配方复杂，成本高，且组份中包括钡、铬以及锌等重金属元素，后处理难度大，容易造成环境污染。
cn109136902a公开了一种不锈钢管的抗腐蚀后处理工艺，该工艺包括s1机械整平：对不锈钢管进行磨光、抛光；s2清洁：将不锈钢管浸入除油剂中脱脂除油，持续20～30min，捞出后用清水冲洗干净；s3酸洗：将不锈钢管浸入酸性溶液中酸洗15～30min，捞出后用清水冲洗干净，倾斜搁置，晾干；s4钝化处理：将不锈钢管(1)浸入钝化剂中，持续45～60min，温度40～45℃，捞出后用清水冲洗干净，擦干。该工艺钝化处理步骤使用的钝化剂的组成包括植酸6～9份；硅烷偶联剂0.5～1份；柠檬酸3～5份；双氧水18～22份；缓蚀剂2～3份；水150～170份。缓蚀剂包括羟基乙叉二膦酸和月桂酰肌氨酸。该工艺中使用的钝化剂配方复杂，成本高。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种不锈钢管道酸洗钝化液及酸洗钝化工艺，所述酸洗钝化液安全性高无污染，且成本低廉，所述工艺简便高效，符合可持续发展要求。
为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：
本发明目的之一在于提供一种不锈钢管道酸洗钝化液，所述酸洗钝化液的组成为柠檬酸、edta以及纯化水。
作为本发明优选的技术方案，按照质量百分比计所述酸洗钝化液的组成为：15～25％柠檬酸，0.5～1.5％edta，余量为纯化水。
其中，柠檬酸的质量百分比可以是16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％或24％等，edta的质量百分比可以是0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％或1.4％等，但并不仅限于所列举的数值，上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，按照质量百分比计所述酸洗钝化液的组成为：20％柠檬酸，1％edta，余量为纯化水。
本发明中，所述酸洗钝化液仅采用柠檬酸以及edta即可在不锈钢管道内部快速形成一层致密且厚度极薄的氧化膜，该氧化膜可以全面覆盖不锈钢管道内部。其中，质量浓度为20％的柠檬酸以及1％的edta的酸洗钝化液的形成氧化膜的能力最佳。不仅如此，由于本发明提供的酸洗钝化液的配方简单，导致其后处理以及清洗容易，不仅提高了管道的清洗效率，且清洗后所述酸洗钝化液几乎不会附着在不锈钢管道内壁。
本发明目的之二在于提供一种不锈钢管道酸洗钝化工艺，所述工艺包括以下步骤：
(1)配置上述所述的酸洗钝化液，使用所述酸洗钝化液对不锈钢管道内部进行钝化处理；
(2)使用碱液对所述酸洗钝化液进行中和，并对所述不锈钢管道内部进行清洗以及干燥。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)配置所述酸洗钝化液的水温为60～70℃，如61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃或69℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述钝化处理中所述酸洗钝化液的温度为60～80℃，如62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃或78℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述钝化处理中所述酸洗钝化液的流速为1～2m/s，如1.1m/s、1.2m/s、1.3m/s、1.4m/s、1.5m/s、1.6m/s、1.7m/s、1.8m/s或1.9m/s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述钝化处理的时间不低于2h，如2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，设置的酸洗钝化液的处理温度以及流速可以达到最佳钝化处理效果，不仅可以使得不锈钢管道内部形成的氧化膜的致密度最高，且可以极大的缩短处理时间，提高处理效率。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述碱液包括氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液。
本发明中，所述酸洗钝化液经中和后导出不锈钢管道，中和后的酸洗钝化液经酸化处理以及浓缩处理后，可进行循环使用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述清洗的方法包括：使用纯化水对所述不锈钢管道内部清洗至所述清洗后液达到电导平衡。
本发明中，所述清洗后液达到电导平衡是指清洗后液的电导值不超过新鲜注射用水的15％。
优选地，步骤(2)所述干燥的方法包括：使用过滤后的压缩空气对所述锈钢管道内部进行吹扫。
本发明中，所述干燥操作的终点为在管道出口处放置一块干布，该干布在吹扫5min后干燥程度不变。
作为本发明优选的技术方案，上述不锈钢管道酸洗钝化工艺包括：
(1)使用60～70℃的纯化水配置所述的酸洗钝化液，使用60～80℃的所述酸洗钝化液以1～2m/s的流速对不锈钢管道内部进行钝化处理不低于2h；
(2)使用氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液对所述酸洗钝化液进行中和，使用纯化水对所述不锈钢管道内部清洗至所述清洗后液达到电导平衡，再使用过滤后的压缩空气对所述锈钢管道内部进行吹扫。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供一种不锈钢管道酸洗钝化液，所述钝化液配方简单，安全性高无污染，且成本低廉，适用于工业化应用；
(2)本发明提供一种不锈钢管道酸洗钝化工艺，所述工艺简便高效，无安全风险，无污染物排放，符合可持续发展要求。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明具体实施方式中提供一种不锈钢管道酸洗钝化工艺，所述工艺包括：
准备好脱脂清洗过的不锈钢管道，以及可以自加热的酸洗小车，将管道与酸洗小车管道串联，保证该管道内液体可以加热与自循环，计算管道内容积，用温度为60～70℃的纯化水溶解柠檬酸以及edta，打开酸洗泵和加热器，待酸洗溶液在达到60～80℃后，运行流速保持在1～2m/s，循环溶液2小时以上。用氢氧化钠中和酸洗钝化溶液后，将溶液从管路中排出回收。用纯化水冲洗系统直到洗后水与冲洗水的电导平衡(电导升高不超过新鲜注射用水的15％)。用经过高效过滤的压缩空气或压缩空气瓶的空气吹扫管路，直到管路内部完全干燥为止(在出口放一块干布5分钟还维持干燥状态)，以避免产生污染。
实施例1
本实施例提供一种不锈钢管道酸洗钝化工艺，所述工艺包括以下步骤：
(1)使用60℃的纯化水配置酸洗钝化液，所述酸洗钝化液中柠檬酸的质量分数为15％，edta的质量分数为1.5％，使用80℃的所述酸洗钝化液以1m/s的流速对不锈钢管道内部进行钝化处理4h；
(2)使用氢氧化钠溶液对所述酸洗钝化液进行中和，使用纯化水对所述不锈钢管道内部清洗至所述清洗后液达到电导平衡(电导升高不超过新鲜注射用水的15％)，再使用过滤后的压缩空气对所述锈钢管道内部进行吹扫(在不锈钢管道出口放一块干布5分钟还维持干燥状态)。
实施例2
本实施例提供一种不锈钢管道酸洗钝化工艺，所述工艺包括以下步骤：
(1)使用70℃的纯化水配置酸洗钝化液，所述酸洗钝化液中柠檬酸的质量分数为25％，edta的质量分数为0.5％，使用75℃的所述酸洗钝化液以2m/s的流速对不锈钢管道内部进行钝化处理2h；
(2)使用氢氧化钠溶液对所述酸洗钝化液进行中和，使用纯化水对所述不锈钢管道内部清洗至所述清洗后液达到电导平衡(电导升高不超过新鲜注射用水的15％)，再使用过滤后的压缩空气对所述锈钢管道内部进行吹扫(在不锈钢管道出口放一块干布5分钟还维持干燥状态)。
实施例3
本实施例提供一种不锈钢管道酸洗钝化工艺，所述工艺包括以下步骤：
(1)使用65℃的纯化水配置酸洗钝化液，所述酸洗钝化液中柠檬酸的质量分数为18％，edta的质量分数为1.2％，使用70℃的所述酸洗钝化液以1.8m/s的流速对不锈钢管道内部进行钝化处理2.5h；
(2)使用氢氧化钠溶液对所述酸洗钝化液进行中和，使用纯化水对所述不锈钢管道内部清洗至所述清洗后液达到电导平衡(电导升高不超过新鲜注射用水的15％)，再使用过滤后的压缩空气对所述锈钢管道内部进行吹扫(在不锈钢管道出口放一块干布5分钟还维持干燥状态)。
实施例4
本实施例提供一种不锈钢管道酸洗钝化工艺，所述工艺包括以下步骤：
(1)使用65℃的纯化水配置酸洗钝化液，所述酸洗钝化液中柠檬酸的质量分数为22％，edta的质量分数为0.8％，使用75℃的所述酸洗钝化液以1.2m/s的流速对不锈钢管道内部进行钝化处理3.5h；
(2)使用氢氧化钠溶液对所述酸洗钝化液进行中和，使用纯化水对所述不锈钢管道内部清洗至所述清洗后液达到电导平衡(电导升高不超过新鲜注射用水的15％)，再使用过滤后的压缩空气对所述锈钢管道内部进行吹扫(在不锈钢管道出口放一块干布5分钟还维持干燥状态)。
实施例5
本实施例提供一种不锈钢管道酸洗钝化工艺，所述工艺包括以下步骤：
(1)使用65℃的纯化水配置酸洗钝化液，所述酸洗钝化液中柠檬酸的质量分数为20％，edta的质量分数为1.0％，使用70℃的所述酸洗钝化液以1.5m/s的流速对不锈钢管道内部进行钝化处理3h；
(2)使用氢氧化钠溶液对所述酸洗钝化液进行中和，使用纯化水对所述不锈钢管道内部清洗至所述清洗后液达到电导平衡(电导升高不超过新鲜注射用水的15％)，再使用过滤后的压缩空气对所述锈钢管道内部进行吹扫(在不锈钢管道出口放一块干布5分钟还维持干燥状态)。
对比例1
本对比例除了柠檬酸质量分数为10％，而edta质量分数为11％外，其余条件均与实施例5相同。
对比例2
本对比例除了柠檬酸质量分数为21％，而不加入edta外，其余条件均与实施例5相同。
对比例3
本对比例除了钝化处理过程中酸洗钝化液温度为35℃外，其余条件均与实施例5相同。
对比例4
本对比例除了钝化处理过程中酸洗钝化液温的流速为0.2m/s外，其余条件均与实施例5相同。
对比例5
本对比例除了钝化处理过程中酸洗钝化液温的流速为2.5m/s外，其余条件均与实施例5相同。
对实施例1-5以及对比例1-5处理后的不锈钢管道内部的钝化程度进行检验。实施例1-5以及对比例1-5处理的不锈钢管道为dn50-iso-316l的不锈钢管道，长度为210米，内容积为386l。
钝化程度的检验方法为蓝点测试：使用的蓝点溶液为由98％硫酸1ml、36％盐酸5ml、铁氰化钾5g、蒸馏水稀释至100ml配制完成。其结果如表1所示。
表1
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。