01
前言
为了防止药物的不利变化，在设计制药设备和高纯水系统时，需要确保它们与产品的接触面具有反应性、添加性和吸收性。考虑到铬镍不锈钢（SS）高纯水系统基本由铬镍不锈钢材料组成。钝化应限度地提高材料的耐腐蚀性。不锈钢是将钢浸入硫酸/硝酸/氢氟酸中，以去除钢表面的硫化锰物质、污垢、杂质和缺陷。
当钢从酸浸浴中取出时，其表面会立即形成一层薄薄的氧化物。该氧化物层使不锈钢表面不活跃，不反应，不易腐蚀。在300系列铬钢中，任何系列都含有17%或更多经过处理或焊接的铬。这些铬钢在使用前应钝化，钝化前应适当清洗。
钝化通过硝酸等强氧化化化学试剂加强钢表面。酸可以减少钢表面的酸可溶性物质，使表面的高反应铬处于复合氧化物的形式。
02
钝化的优点
铬镍不锈钢系统建立后，焊接处理会破坏现有的钝化膜，降低材料的耐腐蚀性。特别是在以下地区：受热或需要延长与材料表面接触时间的残留物。这样，钝化将修复受损耐腐蚀材料表面的完整性。
03
化学加工
表面膜的过度电排除和氧化剂（O2分子)供应不足会形成表面腐蚀产物。当这种情况发生时，铬（Crn+）材料筛下层的铁将与表面分离（Fe）和镍（Ni）暴露氧化。
在铬镍不锈钢表面形成钝化表面或膜非常重要，可以限度地提高材料的耐腐蚀性。当暴露在氧化环境中时，这些材料会自发地形成钝化表面。氧气的来源包括：空气、充氧水和其他氧化大气。钝化的结果是形成均匀的氧化耐腐蚀表面或膜。
化学和电化学加工除自发钝化外，还可用于形成氧化物膜。硝酸溶液（HNO3)是氧化酸(去除材料表面的电子)，可以腐蚀材料。初始反应或氧化可以抵抗材料表面，然后进行化学反应。这种状态的材料被称为“经钝化的”，这种现象本身被称为“钝化性”。
铬氧化物膜的厚度范围通常为0.5-5.0nm，平均在2.0-3.0nm。铬氧化物中铬和铁的原子百分比至少为1:2(或2)。
04
钝化操作
钝化操作有很多种，但它们有共同的主要步骤：
1)洗(去油溶剂)
2)水冲洗
3)酸洗(钝化步骤)
4)终水洗
为形成均匀、无缺陷的钝化膜，应预处理材料表面，要求材料表面完全清洁，无有机或无机污垢、自由金属离子污染物或腐蚀性产物。
步(去油):去除污垢、灰尘、油脂。使用水溶性去污剂或溶剂完成此步骤。
第二步(水冲洗):去除溶解和游离的污垢，以及清洁剂本身。
第三步（酸洗）：去除金属表面的自由离子、金属残渣、氧化物和其他腐蚀性产物。去除金属表面的污垢并提供氧化环境后，形成钝化膜，实现钝化。无机酸通常用于这一步。
第四步(水洗)冲洗酸性溶液，并不断冲洗系统，直到出来的水和进去的水性质相同。
美国试验与材料协会，ASTMA380-96，“清洁和除垢不锈钢零件、设备和系统的标准程序”这是一个关于钝化的数据。它包括：清洁和钝化程序、化学试剂的应用、方法论和检测程序。该标准对建立特定的钝化和其他特殊的清洁程序非常有价值。
05
钝化化学试剂的选择
硝酸是一种强氧化酸，是常用的钝化酸。它不仅能产生游离铁表面，还能提供钝化所需的氧化环境。由于硝酸盐是一种腐蚀性化学试剂，在装卸、储存和使用时必须小心。
硝酸在各种合金不锈钢中的应用，联邦规范QQ-P-35C(1988)是极好的参考指导。
虽然传统上硝酸是钝化酸的，但钝化溶液的应用趋势是降低化学侵占性，并考虑到废液流的安全性、成本和环境问题。
柠檬酸和铵基柠檬酸(合氨柠檬酸)正逐渐被用作硝酸盐的替代品。这些化学试剂为人员和工作环境提供了理想的安全性。ASTM标准A380(1996)将这些酸分为清洁酸，而不是钝化酸。造成这种差异的原因可能是这些酸不像硝酸盐那样是氧化剂。
该标准声明：柠檬酸-硝酸钠在去除游离铁和其他金属污染物和轻表面污染物时危险。
磷酸是一种弱氧化酸，有时用于特定的钝化操作；然而，没有正式的文件表明磷酸可以用作钝化酸。
螯合剂，又称隔离剂或配位化合物，包括所有标准水软化化合物，如三聚磷酸钠（STPP），氮基三乙酸（NTA）以及乙二胺四乙酸（EDTA）在酸钝化溶液中加强金属离子的浸出。
电解抛光管的环轨焊接降低了初始钝化中使用的钝化酸的侵占性要求。根据焊接特性和电解抛光不锈钢的钝化表面性能，降低酸的接触时间、温度、/或浓度。
06
应用化学试剂
钝化可以通过一系列的应用来实现。
洗涤去垢剂时，搅拌或冲击效果。化学试剂在酸洗过程中通常接触充分。钝化操作的应用方法是再循环。再循环可以达到流量标准(通常是1.5m/sec）。