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鍋爐酸洗的主要目的,是采用酸性溶液清洗掉新鍋爐受熱面上的氧化鐵等雜質(zhì)和鍋爐運(yùn)行后受熱面上積結(jié)的水垢,保證鍋爐運(yùn)行中熱量正常傳遞,從而達(dá)到安全和節(jié)約能源的目的。但在酸洗過程中,酸洗不但清洗掉水垢和氧化鐵等雜物,同時(shí)酸洗液也與受熱表面的鋼材發(fā)生化學(xué)反應(yīng),腐蝕掉少量金屬。為了減緩酸性溶液對(duì)金屬的腐蝕,鍋爐酸洗時(shí),在酸洗溶液中加入適量的緩蝕劑,以達(dá)到在不降低酸洗溶液對(duì)水垢清洗作用的前提下,最大限度保護(hù)鍋爐受熱表面鋼材。因此正確選擇緩蝕劑的用量和使用方法是鍋爐酸洗過程中的關(guān)鍵。 1/ 腐蝕滲氫作用 中低壓鍋爐受熱面材質(zhì)一般是采用低碳鋼制造,鋼材在酸洗液中的腐蝕主要是析氫腐蝕,即腐蝕金屬的過程就是氫離子還原的過程,在這一過程中發(fā)生腐蝕是十分強(qiáng)烈的,這不僅僅引起金屬的迅速溶解,而且高速地產(chǎn)生大量的氫,并滲入金屬內(nèi)部。由于金屬內(nèi)部氫含量的大量增加,造成金屬材料的機(jī)械性能變脆,即“ 氫脆”。所以,在鍋爐實(shí)際清洗工作中不允許在不添加緩蝕劑的情況下進(jìn)行酸洗。添加緩蝕劑雖然能使金屬在酸洗過程中溶解速度顯著下降,析氫量大量減少,但并不能說明氫向金屬中的滲透作用也得到了減少,因?yàn)榻饘俑g時(shí),氫的析出一般分兩個(gè)步驟。 第一步氫離子獲得電子產(chǎn)生氫原子 H + + e→H 第二步 氫原子合成氫分子H + H→H2 在酸溶液中,如果添加緩蝕劑主要是抑制第二步發(fā)生,即氫氣的產(chǎn)生,那么在金屬表面上初生態(tài)氫原子濃度將增大,并以一個(gè)較大梯度向金屬內(nèi)部擴(kuò)散,反而會(huì)加速滲氫作用。某些含砷和硒的緩蝕劑,在酸洗過程中加速了滲氫作用。因此在選擇緩蝕劑時(shí),不但要看緩蝕效果的高低,而且還要看其對(duì)滲氫作用的抑制效果如何,這一點(diǎn)在酸洗過程中是非常重要的。 2/ Fe3+ 對(duì)金屬腐蝕的促進(jìn)作用 鍋爐在酸洗時(shí),由于水垢的溶解,在酸性溶液中會(huì)引進(jìn)Fe3+ ,它是一種能夠促進(jìn)腐蝕的物質(zhì)。在酸性介質(zhì)中,F(xiàn)e3+ 陰極還原的標(biāo)準(zhǔn)正電位很高,很容易進(jìn)行陰極還原反應(yīng),F(xiàn)e3+ + e→Fe2+ 的還原促進(jìn)陰極溶解反應(yīng),F(xiàn)e→Fe2+ + 2e 也就增加了金屬的腐蝕速度,特別是容易出現(xiàn)“點(diǎn)蝕”現(xiàn)象。對(duì)于優(yōu)良的酸洗 緩蝕劑,應(yīng)具有很好的抑制Fe3+ 腐蝕的能力。如果選用的緩蝕劑對(duì)Fe3+ 腐蝕的抑制能力較差時(shí),則應(yīng)采取一些相應(yīng)的措施,若酸洗中Fe3+ 含量高達(dá)500mg / L 時(shí),則應(yīng)在酸洗溶液中加入適量亞硫酸鈉、氯化亞錫或次亞磷酸等還原劑,使Fe3+ 還原成 Fe2+ ,或通過添加一些絡(luò)合劑把Fe3+“ 隱蔽”起來,達(dá)到降低Fe3+ 的有效濃度,從而抑制Fe3+ 對(duì)金屬腐蝕的促進(jìn)作用,是酸洗鍋爐時(shí)不可忽視的問題。 3 / 緩蝕劑的作用 為了減少對(duì)金屬的腐蝕,在酸溶液中添加某些能夠減輕酸液對(duì)金屬腐蝕的緩蝕劑。它應(yīng)具備如下作用: (1)加入極少量就能極大地降低酸對(duì)金屬的腐蝕速度。對(duì)于金屬焊接部分,有殘余應(yīng)力的地方以及不同金屬接觸處,都有良好的抑制腐蝕能力。 (2)緩蝕劑的分子吸附在金屬表面,形成一個(gè)很薄的保護(hù)膜,當(dāng)它與金屬表面或溶液中的其它離子反應(yīng)時(shí),其反應(yīng)生成物覆蓋在金屬表面上,因而抑制腐蝕過程。 (3)緩蝕劑應(yīng)具有對(duì)金屬的機(jī)械性能和金相組織無任何不利影響。 (4)它還應(yīng)具有無毒、小劑量、方便和使用安全的特點(diǎn)。這樣清洗后所排出的廢溶液經(jīng)過簡(jiǎn)單再處理后,即可達(dá)到國(guó)家規(guī)定的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。 此外,在對(duì)鍋爐酸洗時(shí),還應(yīng)注意反應(yīng)產(chǎn)物H2的滲氫防爆問題。對(duì)鍋爐的清洗無論是用鹽還是硝酸進(jìn)行酸洗,都應(yīng)在排酸后進(jìn)行“ 沖洗”和“ 中和”,直到鍋爐排放水的pH 值及渾濁度均達(dá)到生活用水的要求。 3 酸洗后的煮爐防腐 酸洗后的鍋爐雖然水垢己不存在了,但金屬表面仍處于活化狀態(tài),由于沒有鈍化膜的保護(hù),極易產(chǎn)生氧化腐蝕。因此鍋爐酸洗后應(yīng)立即進(jìn)行煮爐工作,使活性金屬表面形成一層鈍化膜,以阻止氧化腐蝕。 3.1 煮爐的方法及步驟 煮爐要求具有熟練的操作技術(shù),操作水平的高低是決定煮爐效果好壞的關(guān)鍵。 (1)煮爐藥劑 煮爐藥劑一般采用氫氧化鈉(NaOH)和磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O),其作用是: ①氫氧化鈉:借助于堿與油脂起皂化作用,生成泡沫性物質(zhì),從而達(dá)到除去金屬表面油污,中和金屬表面酸性,以利形成鈍化金屬保護(hù)膜。 ②磷酸三鈉:用來清除鍋爐內(nèi)鐵銹,并能夠在鍋爐金屬表面形成一層致密的磷酸鹽鈍化保護(hù)膜,防止金屬的腐蝕。 (2)方法及步驟 用藥劑量:按水容積計(jì)算,取氫氧化鈉、磷酸三鈉各2 ~ 3g / L。 ①將己配好并溶解的藥劑同時(shí)注入鍋爐內(nèi),點(diǎn)火加熱鍋水,在0.1MPa 壓力下煮12 小時(shí),并保持高水位,以使汽泡更多的接觸到酸溶液在鍋內(nèi)的各部位,在12 小時(shí)后可進(jìn)行連續(xù)并適當(dāng)排污。24 小時(shí)后,即可定期排污。將壓力升至0.2MPa 下再煮4小時(shí),然后在小于鍋爐汽包工作壓力50% 情況下煮24 小時(shí)。 ②完成煮爐后,將鍋爐降溫冷卻至40 ~ 60℃然后打開排污閥和放氣閥,將水放盡后,用清水沖洗2~ 3 次,打開鍋爐人孔、手孔,檢查煮爐效果。 3.2 煮爐效果的檢查 當(dāng)鍋爐煮爐完成后,應(yīng)符合如下要求:①除去全部雜質(zhì),即氧化皮、鐵銹和油污;②金屬表面上已形成一層黑色或亮藍(lán)色保護(hù)膜。 如果達(dá)不到上述要求,說明可能是用藥量、煮爐時(shí)間、工作壓力及排放的方法等幾個(gè)因素未掌握好,在查明失敗原因后,重新進(jìn)行煮爐工作。 總之,有效地控制鍋爐的酸洗和酸洗后的腐蝕,是延長(zhǎng)鍋爐使用年限,保證安全低耗運(yùn)行,提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。 |
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