铝合金低倍碱蚀槽结垢抑制方法
铝合金低倍碱蚀槽结垢抑制方法
訾艳平 马瑞锋 张海燕 孙雅琴
(河南中孚实业股份有限公司,河南 巩义451261)
摘要:在制备铝合金低倍检验试样时,要预先对试样进行碱蚀。碱蚀过程中,碱蚀槽中的碱蚀液与铝合金试样反应产生白色铝盐沉淀。这些沉淀经过静置沉淀后,形成密实、坚硬的决状结垢,紧附于碱蚀槽壁和槽底,给碱蚀槽清理维护带来很大困难。而在碱蚀过程中按比例加入酒石酸盐后,可以改变结垢的性状,方便对碱蚀槽进行清理维护。
在铝合金低倍组织检验过程中,首先要对试样进行碱腐蚀处理,消除试样的杂物,使试样能清晰的显示组织状况。在生产性化验室中,低倍分析试样多,且试样状况复杂,碱腐蚀工作繁重。随着工作时间和工作量的增加,在碱蚀槽内的碱蚀液与试样反应,产生相应的碱蚀产物,紧附于容器内壁,形成结构密实、质地坚硬的整块白色结垢。在清理碱蚀容器时,只能用锤子、凿子一点点凿下来,劳动强度很大。且现在生产化验室用的碱蚀容器多为PVC材质的方形槽,冬天气温低的时候,槽子焊缝脆性大,在清理碱蚀槽时如果动作过大,容易造成槽子开裂,损坏。因此,能如何抑制碱蚀产物结垢就成了保护碱蚀槽,减轻劳动强度,提高检验数量的关键问题。
一、实验背景
铝合金低倍试样碱蚀液的成份为浓度80~120g/L的NaOH溶液。NaOH溶液中的NaOH具有强腐蚀性,与铝合金试样及表面的其它杂质反应,从而达到清除试样检验面杂质,清晰显现试样组织的目的。在这个过程中,碱溶液中的NaOH与铝等金属反应,生成铝盐等白色小颗粒沉淀。该沉淀经长时间静置、下沉、脱水,形成结构密实,质地坚硬的高强度块状结垢,紧紧附着在碱蚀槽的壁上和底部。在碱蚀液中加入酒石酸钾钠,可以抑制高强度碱蚀结垢的形成,而形成一种结构松散的白色乳状沉淀,并下沉在碱蚀槽的底部,与NaOH溶液分为两层,并不影响NaOH溶液的使用。
二、试验步骤
1.在NaOH溶液里加入酒石酸钾钠防止沉淀结垢的可行性
在5个lOOOml烧杯内分别加入配制好的15%NaOH溶液500ml,依次在每个烧杯中加入酒石酸钾钠9g、llg、13g、15g、17g,然后分别在每个烧杯中加入等重量、同形状的铝合金试样(20mm×20mm×20mmm)4块。在室温20℃条件下反应。在反应约20小时后,1号烧杯出现白色胶状沉淀,沉在杯底,上层为透明NaOH溶液。2、3、4、5号烧杯中全部呈现白色胶状沉淀,无NaOH溶液,已无法再和铝合金试样反应。
经过该实验,我们得出两个结论:1、15%的NaOH溶液加入酒石酸钾钠,再放入铝合金试样,的确可以生成白色胶状沉淀,铝合金试样也按预期目标被充分碱蚀,达到检验要求;2、当加入的酒石酸钾钠的用量不同时,生成的白色胶状沉淀量也不同。过多加入酒石酸钾钠,会造成生成过多白色胶状沉淀,使NaOH溶液无法再次使用。
2.确定合适的酒石酸钾钠加入量
分别在6个l000ml烧杯中加入配制好的15%的NaOH溶液500ml,然后依次在每个烧杯中加入酒石酸钾钠0g、1g、3g、5g、7g、9g,分别在每个烧杯中加入等量的铝合金试样(20mm×20mm×20mmm)4块,在室温20℃条件下反应,试验时间、现象如下表:
由实验可以得出结论:在15%的NaOH碱蚀溶液中,按照5~7g/500ml溶液加入酒石酸钾钠,生成白色乳状沉淀,不结块,有很好的流动性,并与NaOH溶液分层,即能达到NaOH溶液再利用的目的,又可以很轻松的清理沉淀,给清理工作带来很大方便。
3.加入酒石酸钾钠是否影响碱蚀效果
为验证加入的酒石酸钾钠是否对铝合金碱蚀产生影响,进行加入和不加入的对比实验。分别在l#、2#两个l000ml烧杯中加入配制好的15%的NaOH溶液500ml,在2#烧杯中加入酒石酸钾钠5g,分别在两个烧杯中放入铝合金试样(20mm×20mm×20mmm)进行碱蚀,0.5小时后取出,进行比对,试样处理效果一致,完全达到检验要求。
4.生产条件下的使用酒石酸钾钠的效果
在碱蚀槽(480mm×480mm×600mm)内加入配制好的15%的NaOH溶液,经计算溶液体积约为76L,按照5g/500ml比例加入酒石酸钾钠760g,按照正常程序进行使用。在第60天,经过12小时的静置后,碱蚀槽内溶液分为两层,上层为NaOH溶液,下层为白色沉淀,沉淀呈现为乳状,可将NaOH溶液和沉淀分离,沉淀倒入其他容器进行下步回收处理。而在碱蚀槽壁上和底部均未出现沉淀结垢。整个清理过程不超过10分钟。