發黑件在濕熱環境中出現銹蝕現象的分析及防護

李崢

摘要：設備長時期在濕熱的環境下工作運行或進行了長時間濕熱試驗（溫度60℃，濕度85%-95%）后，在進行外觀檢查時，經常會發現部分零部件上出現銹蝕現象，其現象多集中在未進行防銹處理的零部件加工表面、標準件螺栓螺釘上，除此之外，在一些已進行發黑處理的零部件上表面也會出現銹蝕現象。

對零部件進行發黑工藝處理是防止零部件在濕熱環境下銹蝕的一種處理辦法，因此對發黑件出現生銹現象的原因和預防顯得尤為重要。下面便就此現象進行一系列分析并對其防控采取措施。

關鍵詞：發黑件;銹蝕;維護

一、對發黑件銹蝕現象的機理進行分析。

在濕熱的環境設備，為了增強部分其防銹防腐蝕的能力會對其進行了表面發黑的處理，發黑件零部件材料都是碳鋼。在設備運行一段時間后試驗后，部分發黑零部件上便出現銹蝕現象，銹蝕顏色均是棕紅色，該物質為鐵銹。

零部件表面暴漏在潮濕的空氣中跟二氧化碳接觸時，表面就會被一層酸性電解質溶液所包圍。由于零件中含有少量的碳，當表面覆蓋著弱酸性電解質溶液時，就形成若干原電池，鐵是負極，碳是正極。鐵被氧化

Fe-2e-→Fe2+

Fe2+繼續與氧氣發生反應

4Fe2++O2+2H2O==4Fe3++4OH-

Fe3+和OH-生成氫氧化鐵沉淀。空氣中的二氧化碳跟氫氧化鐵反應，就生成堿式碳酸鐵。此外，鐵和空氣中的氧化反應還生成氧化鐵，這些鐵的化合物就是發黑件銹蝕的主要成分。

二、發黑件因工藝缺陷產生銹蝕原因分析

發黑是化學表面處理的一種常用手段，原理是使金屬表面產生一層氧化膜，以隔絕空氣，達到防銹目的。外觀要求不高時可采用發黑處理，鋼制件的表面發黑處理，也有被稱之為發藍的。

零部件發黑處理常用的方法有傳統的堿性加溫發黑和出現較晚的常溫發黑兩種。但常溫發黑工藝對于低碳鋼的效果不太好。 堿性發黑細分出來，又有一次發黑和兩次發黑的區別。發黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。發黑時所需溫度的溫度較大，大概在135-155℃之間都可以得到不錯的表面，只是所需時間有些長短而已。因此發黑處理的整個工藝流程就顯得尤為重要。

零部件發黑處理的工藝流程為：清洗→除油→水洗→酸洗→水洗→發黑→空氣氧化→水洗→脫水油封，每一流程都需要嚴格控制，那么我們就從工藝流程的幾個重要步驟針對發黑件銹蝕問題進行分析。

a）清洗

發黑零件必須表面清潔，不得有銹斑、油污、積鹽、氧化物和其他贓物。如果清洗不干凈，發黑后的零部件在未清理干凈的位置將進一步銹蝕和氧化，則在濕熱環境運行工作時設備的零部件將會出現繼續銹蝕現象。

b）除油

除油是發黑的關鍵工序，關系到發黑的成敗，凡是發黑的零件必須將其表面的油污清除干凈否則不能成膜或成膜不均，影響發黑質量。因此發黑質量不好勢必導致發黑件在濕熱的條件下出現銹蝕。

c）酸洗

酸洗是除油后的零件進行的工序，以增加零件表面活性，根據零件表面銹蝕的情況，采用不同濃度的鹽酸溶液處理，最終將零件上的銹斑除凈為止，然后將零件洗凈。如果酸洗不徹底，發黑后的零部件在未清理干凈的位置將進一步銹蝕和氧化，則在濕熱環境運行工作時也會出現繼續銹蝕現象。

d）發黑

發黑則是將清洗后無油、無銹斑的零件浸入發黑液中進行處理，使其零件表面生成一層黑色網孔狀的氧化膜，其膜層需在空氣介質中氧化，使其附著在零件表面的水膜和空氣中的CO2、SO2或其他氧化氣體作用，進一步促進溶液對零件表面的氧化成膜。因此發黑質量不好必導致發黑件在濕熱的條件下出現銹蝕現象。

e）脫水封油

脫水封油是對發黑后零部件必須進行的表面處理。發黑并經水洗的零件表面呈微孔狀，其防銹性能很差，所以必須進行脫水油封處理，其方法是在CM-L水膜置換油內進行浸漬處理。然后再涂上普通防銹油已達到微孔封閉，提高抗蝕能力。

如果發黑件在發黑后脫水封油處理不當將直接導致零部件銹蝕。具體有以下幾種情況：

1、未進行浸油脫水處理很快變色銹蝕。

2、使用一般油脂涂覆未進行脫水防護處理的工件表面，使工件表面的水漬被封在了油膜里，該工件在濕熱的條件下很快就出現銹蝕現象。

3、零部件在脫水過程中帶入了水份，未達到脫水的目的，在濕熱的條件下也會很快出現銹蝕現象。

三、發黑件因保養維護不足產生銹蝕分析

有零部件采用發黑處理的設備在濕熱環境中工作，在必要時需對發黑零件表面進行涂油防銹保護，但在設備運行一段時間后，發黑處理零件仍會出現銹蝕現象，且產生銹蝕的程度大有不同，因此對涂油后依舊出現銹蝕現象的原因進行歸納。

a）發黑件未涂油

經發黑脫水封油處理后的零部件上的油膜在安裝和使用時減少，設備在使用前對該零件未進行涂油防銹保護，使零件發黑氧化膜直接暴露在外，在濕熱的條件下直接與空氣接觸逐漸出現銹蝕現象。

b）發黑件涂油流失

發黑件在設備運行使用前進行了涂油防銹保護，但由于涂油流失，零件的局部會出現涂油油層稀薄或沒有油膜的現象，因此在濕熱的條件下也會逐漸出現銹蝕。

四、發黑件的防銹蝕控制及措施

為了防止零部件在濕熱環境下出現銹蝕現象，設備的設計過程中在對零部件防銹處理時是否選擇發黑處理應進行進行充分考慮，同時對選擇發黑處理的零部件在工藝流程的控制以及發黑件在濕熱環境下工作時的維護均顯得尤為重要。

a）什么情況下選擇對零部件進行發黑處理

首先是為了防止氧化生銹的零部件可選擇發黑處理，但精密零件需要發黑的，要注意發黑后零件尺寸會變大0.02MM左右。

其次是在工作運行中或安裝調試時零部件與接觸零部件產生摩擦具有相對運動，該零部件可選擇發黑處理，如軸類零部件;

最后就是有些零部件形狀不規則，對于噴漆噴塑處理有所不到位的，該零部件可選擇發黑處理，但體積過大的零部件還要首選漆面處理。

b）發黑件工藝流程的控制及檢驗

在零部件進行發黑氧化處理的每一道工序都有嚴格的質量控制，對每一個零部件進行排查，包括清洗除油發黑的每個流程進行完畢后均有檢查 ，經檢驗合格后的產品方可進入下一流程。

進行發黑處理后的零部件要進行成品復檢，通過對外觀的檢查逐一排查，對發黑外觀要求則是：

1、外觀呈藍黑色或深黑色。

2、膜層結晶致密、均勻，產品無露底，無明顯色差，無發白等異常現象。

凡檢查出表面出現白斑、發花、 顏色不正、 氧化膜不牢 、銹斑等現象的零件均視為不合格，不予使用安裝。

因此通過對工藝流程每一步驟的嚴格控制，確保發黑零部件在裝配使用前均為合格零部件。

c）發黑件在濕熱環境中的防銹涂油保護要到位

設備使用前要對發黑件進行涂油保護，確保涂油要涂抹均勻且不要出現涂油流失顯現。因為在操作過程中發黑件表面的油膜會因為人為的接觸而被擦去，因此一定要定期對發黑件進行維護保養，確保有的發黑件未涂油或涂油的發黑件涂油層不均局部基體表面外漏，與空氣接觸。

五、總結

對零件進行發黑表面氧化處理是對設備防銹保護的一種措施，對發黑工藝流程的控制和對發黑件使用的維護保養是確保防止銹蝕的關鍵。隨著加工材料和工藝技術的進步，越來越多的防銹蝕保護措施得以應用，但要做好真正的保護還是要對每一個流程進行嚴格檢驗控制和對成品設備的維護及保養。