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在整個(ge)化學清洗(xi)工程中，選(xuǎn)擇和應用(yong)緩蝕劑是(shi)其中一個(ge)很重要的(de)環節。它不(bu)僅直接影(ying)響到化學(xué)清洗的效(xiao)果，更重要(yào)的是還⭕會(hui)影響到鍋(guo)爐的安全(quán)和壽命，以(yi)及酸洗工(gong)程的成本(běn)。因此，必須(xu)給予十分(fen)認真的注(zhu)意。在這裏(li)，我們把在(zài)應用緩蝕(shi)劑☔時必須(xu)注👌意的問(wen)題歸納成(chéng)下面三個(ge)方面加以(yǐ)介紹。
一、正(zheng)确選擇緩(huan)蝕劑
酸洗(xi)緩蝕劑的(de)品種很多(duo)，使用時，必(bì)須根據清(qīng)洗鍋爐的(de)⁉️自然⛱️條件(jian)(如鍋爐的(de)結構、材料(liào)的成分、垢(gou)的性質及(jí)❤️組成等)和(he)🐪初步确定(ding)❤️的工藝條(tiáo)件(酸的種(zhong)類及💰濃度(du)、清洗溫度(du)、可能達到(dào)的最🔴高流(liu)速以及要(yao)求達到的(de)清洗水準(zhun)等)，選定在(zai)性能上能(neng)滿足或基(jī)本滿足要(yào)求的緩蝕(shi)劑。
小孔腐(fu)蝕和氫脆(cui)的發生更(geng)要引起酸(suan)洗工程人(ren)員🌏的注意(yi)。确定某一(yī)緩蝕劑對(duì)某一鋼材(cái)有無小孔(kong)腐蝕現象(xiàng)發生，一☂️定(dìng)要在添加(jia)足量的Fe3+(一(yī)般爲1000ppm左右(yòu))的條件下(xià)🏃♀️進行試驗(yan)。在Fe3+爲零的(de)酸溶液中(zhong)觀察不到(dao)小🔞孔并不(bú)等于在實(shi)際酸洗條(tiao)件下不發(fā)生小孔腐(fǔ)蝕。因此，對(dui)于商品緩(huan)蝕劑說明(ming)書所介紹(shào)☀️的情況必(bi)須結合實(shí)際情✉️況進(jìn)行審定。必(bì)要時，酸洗(xǐ)工程人🈲員(yuán)要✌️進行一(yī)些小型試(shi)驗，以确定(ding)選用的💃緩(huan)蝕劑的各(gè)項性能是(shì)否滿足自(zi)己的要求(qiú)。
在選用酸(suan)性緩蝕劑(ji)時，除了緩(huǎn)蝕效率、局(jú)部腐蝕的(de)❤️指标外，還(hái)要綜合考(kǎo)慮其他一(yī)些性能。例(lì)如，在人口(kǒu)密集的市(shi)區進行鍋(guo)爐清洗，就(jiù)必須選用(yong)沒有特殊(shū)臭味、毒性(xìng)盡可能低(dī)的緩蝕劑(jì)，以減少🈲在(zai)酸洗過程(chéng)中及酸洗(xi)後帶來的(de)污染。
二、正(zhèng)确使用酸(suān)性緩蝕劑(ji)
當工藝條(tiao)件和緩蝕(shí)劑确定之(zhi)後，還有一(yi)個正确使(shǐ)用緩蝕劑(jì)的問題。否(fou)則即使是(shì)性能适宜(yí)的緩蝕劑(jì)，如果得不(bu)到正😍确的(de)使用，同樣(yang)收不到良(liang)好的效果(guǒ)。
正确使用(yong)緩蝕劑主(zhu)要表現在(zai)對酸洗條(tiáo)件的控制(zhì)上。說得确(que)切一點，就(jiù)是根據工(gong)藝參數選(xuan)定了合适(shi)的緩蝕劑(ji)之後，實際(ji)酸洗‼️時就(jiù)應該反過(guo)來根據緩(huan)蝕劑的性(xing)能限定酸(suān)洗工藝參(can)數可能🛀🏻的(de)變動範圍(wei)🙇♀️。例如，當确(què)定酸洗是(shi)在5%HCl、50℃條件下(xia)進行，所選(xuan)用的緩蝕(shí)劑在40～60℃、4～7%HCl中對(duì)碳鋼管的(de)緩蝕效率(lǜ)爲98～99%。那麽，要(yào)保證确實(shi)✊收到98～99%的緩(huan)蝕☁️效率，就(jiù)必須保證(zheng)在整個酸(suān)洗操作中(zhong)，酸的濃度(du)最高不得(dé)超過🔞7%，溫度(dù)不得超過(guo)60℃。在正常的(de)酸洗期間(jian)做到這一(yi)點并不十(shi)分困難。但(dàn)是在進酸(suan)、配酸過程(cheng)以及預加(jia)熱等這些(xiē)操作中要(yao)嚴格做到(dào)這一點就(jiù)不十分容(rong)易了。必須(xu)在工藝操(cāo)作中采取(qu)一些必要(yào)的措施。還(hai)必須注意(yì)，在這裏講(jiang)“不得超過(guo)”不僅僅是(shì)指觀測點(diǎn)測量到的(de)和取樣點(diǎn)分析得到(dào)的數據，而(er)💋是指包括(kuò)任何一個(ge)局👅部的整(zhěng)個酸洗系(xi)🔴統和任何(hé)一瞬間都(dou)不超過規(guī)定的✍️參數(shu)。
正确使用(yòng)緩蝕劑的(de)另一個重(zhòng)要的問題(ti)是緩蝕劑(ji)濃🛀🏻度。
緩蝕(shí)劑的任何(hé)性能都隻(zhi)有在緩蝕(shí)劑達到某(mǒu)一濃度以(yi)後才🏃♀️表✊現(xiàn)出來。因此(ci)，要保證緩(huǎn)蝕效果，就(jiu)不僅隻看(kàn)多少噸酸(suān)液加了多(duō)少公斤緩(huǎn)蝕劑，更重(zhong)要的是要(yào)看緩蝕劑(jì)的分配是(shi)否均勻。一(yi)定要避免(miǎn)某一局部(bù)緩蝕劑濃(nong)度偏♉高，另(lìng)一些局部(bù)濃度又偏(piān)低的☎️不均(jun1)勻現象發(fa)生。緩蝕劑(ji)濃度往往(wang)是無法用(yong)化學🐕方法(fǎ)測定的。其(qi)濃度的控(kong)制主🐅要是(shì)從加入方(fāng)式上🌈加以(yǐ)保證。緩蝕(shí)劑的添加(jia)方式，應根(gēn)據選用緩(huan)蝕劑性🔞能(neng)的不同而(ér)異，可以預(yù)先加入到(dao)水中⛱️，也可(ke)以預先加(jiā)入到濃酸(suan)中或在加(jiā)酸的同時(shi)加入緩蝕(shi)劑。無論哪(na)一種方式(shì)，都必須使(shǐ)♌緩蝕劑的(de)加入速度(du)同進入鍋(guō)爐的酸液(yè)成一定的(de)比🈲例。這樣(yang)，當整個鍋(guo)爐充♊滿酸(suān)液的同時(shí)，緩蝕劑也(ye)正好按規(gui)定量均勻(yun)地分配在(zai)整個酸洗(xi)系統中。緩(huǎn)蝕劑的加(jia)入📐可🛀以用(yong)人工從酸(suān)箱口加入(ru)，也可✊以用(yòng)計量泵同(tong)酸管并行(háng)注入👅到酸(suan)洗系統中(zhong)。有條件的(de)地方‼️，采用(yòng)後一種方(fang)式爲🔞好，這(zhe)樣既能保(bao)證添加緩(huan)🌏蝕劑的質(zhi)量，又省工(gōng)安全。
三、正(zheng)确評定緩(huǎn)蝕劑
要想(xiang)在實驗室(shi)鑒定緩蝕(shí)劑的緩蝕(shí)性能，必須(xū)建立能夠(gou)反映酸洗(xǐ)基本特征(zhēng)的試驗方(fāng)法。這些方(fāng)法對🚶于酸(suān)洗工💘藝條(tiao)📱件要🍉盡可(kě)🌈能的簡化(huà)和相對固(gu)定。而對于(yu)那些影響(xiang)緩蝕劑性(xìng)能的主要(yao)因素則要(yao)嚴格加以(yǐ)模拟。隻有(yǒu)這樣得到(dào)的結果才(cái)具有工業(ye)應用🌈的參(cān)考價值🚶。現(xiàn)将幾個評(ping)定緩蝕劑(jì)的實驗方(fāng)法介🌈紹于(yú)下:
1.靜态腐(fu)蝕試驗方(fāng)法
靜态腐(fu)蝕試驗方(fāng)法是簡便(biàn)易行而又(you)十分重要(yào)的方法✊。它(tā)之所以重(zhòng)要，是因爲(wei)這種方法(fǎ)能夠很好(hǎo)地反映出(chu)鍋爐酸洗(xi)時腐蝕🐆過(guo)程的主要(yào)特征——氫去(qu)極化引起(qi)的腐蝕過(guo)程。在沒有(yǒu)添💞加緩蝕(shi)劑的酸洗(xǐ)液中，靜态(tai)試驗得到(dào)的腐蝕速(su)率幾乎完(wán)全是由氫(qīng)去👅極化引(yin)起的。添加(jia)緩蝕劑♍對(duì)這一腐蝕(shí)速率的改(gai)變，也就表(biao)明該緩蝕(shí)劑對氫去(qu)極化的腐(fǔ)蝕過程的(de)抑制能力(lì)。
式中:
K——腐(fǔ)蝕速率[克(kè)/米2·時]；
G——腐(fǔ)蝕後樣品(pin)的重量[克(ke)]；
S——樣品的表(biǎo)面積[米2]；
h——腐(fu)蝕試驗時(shi)間[小時]。
式(shi)中:Q——緩蝕劑(jì)的緩蝕效(xiao)率[%]；
K0——未添加(jia)緩蝕劑時(shí)的腐蝕速(su)率[克/米2·時(shí)]；
K1——添加緩蝕(shí)劑後的腐(fu)蝕速率[克(ke)/米2·時]。
2.動态(tài)腐蝕試驗(yàn)方法
鍋爐(lu)酸洗并不(bu)完全是在(zai)靜止溶液(ye)中進行的(de)，甚至🏃🏻應該(gai)說更多的(de)時間是在(zài)溶液以一(yī)定流速的(de)動态條件(jiàn)下進行的(de)。因此，研究(jiu)溶液流動(dong)對緩蝕劑(ji)性能🌈的影(ying)響，是把靜(jìng)态試驗結(jie)果應用于(yu)鍋爐實際(jì)酸洗的重(zhong)要步驟。
溶(róng)液流動是(shì)動态試驗(yan)方法的主(zhǔ)要特征。但(dan)是，流動對(duì)腐蝕😄發生(sheng)☁️影響的具(ju)體途徑則(ze)可以是完(wán)全不同的(de)。可以作如(ru)下兩種㊙️假(jia)設，一是緩(huan)蝕劑的緩(huǎn)蝕效率直(zhi)接受溶液(yè)流動的影(yǐng)響。如果是(shi)這樣，溶液(ye)的流動速(su)度就成🐆爲(wei)動态試驗(yan)中的決定(ding)性影響🐅因(yin)素，隻要是(shi)在能使溶(róng)液以一定(ding)速度流動(dong)的任☂️何一(yi)種試驗裝(zhuang)置中進行(háng)試驗，都應(yīng)該能夠反(fǎn)映出這一(yī)規律。另一(yī)種假設是(shì)，一些受擴(kuò)散速度影(ying)響☁️的因素(sù)(如前面談(tán)🍓到的氧、Fe3+的(de)陰極去極(ji)化)，必然也(yě)要受溶液(ye)流動速度(dù)的影響。但(dàn)是，對于這(zhe)種影響途(tú)徑，溶液流(liú)動☔就不✔️是(shì)唯一起作(zuo)用的✌️因素(sù)了🈚。除流速(su)外，還取決(jue)于能夠影(ying)響到擴散(sàn)速度的那(nà)些因素的(de)作用。對腐(fu)蝕速率的(de)影響是溶(rong)液的流動(dòng)速度和影(yǐng)響擴散速(su)度的那些(xiē)因素相互(hu)作用的總(zǒng)的結果。從(cóng)這一⁉️觀點(dian)出發，對🏃♂️于(yú)動态試驗(yan)的⛷️要求，就(jiu)不僅僅是(shi)溶液以一(yī)定速度流(liú)動，還必須(xū)保證影響(xiang)擴散速度(dù)的其他因(yīn)素都能反(fǎn)映出實際(ji)酸洗的特(te)點，隻有這(zhe)樣實驗結(jie)果才具👨❤️👨有(you)實際參考(kǎo)的價值。例(lì)如，氧引起(qi)的腐蝕，就(jiù)可能因爲(wèi)實驗裝置(zhì)的不合理(lǐ)(如酸箱敞(chǎng)開而溶液(ye)攪♊動又十(shi)分劇烈、酸(suan)液的體積(ji)和樣品面(miàn)積之比過(guo)于大等⭐)而(ér)變得比鍋(guō)爐實際酸(suān)洗時嚴重(zhòng)得多。
對于(yu)動态試驗(yàn)裝置，較爲(wèi)合理的應(ying)如圖12所設(shè)計的那樣(yàng)。這種💋裝置(zhì)的特點是(shi)全密封系(xì)統，它比較(jiao)好地🎯模拟(ni)了鍋🐆爐酸(suan)洗時的主(zhǔ)要特征。動(dong)态試驗的(de)實驗程序(xù)和數據的(de)處理同💞靜(jìng)态腐🚶蝕試(shi)驗基本一(yī)樣。隻是多(duo)了一個流(liú)速的選定(dìng)和控制這(zhe)一因素，對(dui)于流動速(sù)度的确定(dìng)保證試驗(yàn)段的速度(du)同鍋爐酸(suān)洗工藝所(suo)規定的流(liú)速範圍一(yi)緻，一般在(zài)0.1～1米/秒之間(jiān)。
利用靜态(tai)和動态腐(fu)蝕試驗可(kě)以進行通(tong)氮除氧和(he)🚩通氧的試(shi)驗，以查明(míng)氧濃度對(duì)腐蝕速率(lü)的影響。也(yě)可以進行(hang)添加不同(tóng)濃度的Fe3+的(de)試驗，用以(yǐ)觀測Fe3濃度(du)的影響🐆和(he)小孔腐蝕(shí)發♋生的情(qing)況。Fe3+添加濃(nong)度一般爲(wei)300～1000ppm，最高不超(chao)過2000ppm。
拉伸(shen)試驗法是(shi)将與鍋爐(lu)熱交換管(guǎn)化學成分(fen)和金相組(zu)織完全相(xiang)同的鋼棒(bang)，加工成标(biāo)準拉伸試(shi)樣，用材料(liào)試驗🏒機慢(man)速将試樣(yang)拉斷，測量(liàng)斷口處斷(duàn)面的💃直徑(jing)，計算出該(gāi)試樣未受(shòu)氫影♊響時(shí)的斷面收(shōu)縮率，計算(suàn)公式如下(xià):
式中:ψ——金屬(shǔ)材料的斷(duan)面收縮率(lǜ)[%]；
D0——标準拉伸(shēn)試樣的直(zhí)徑(試驗段(duàn))[毫米]；
再将(jiāng)另一些同(tong)樣的樣品(pin)放入添加(jia)有緩蝕劑(jì)的酸溶液(ye)中進行腐(fu)蝕試驗，一(yi)般爲1～2小時(shi)後，取出樣(yang)品很快洗(xǐ)淨、擦🙇♀️幹(不(bú)得加熱)再(zai)到材料試(shi)驗機上以(yi)同樣的速(su)度将試樣(yang)♻️拉斷，求出(chū)在酸😄液中(zhōng)腐蝕後的(de)試樣🧑🏽🤝🧑🏻的斷(duàn)面收⚽縮率(lǜ)。根據試驗(yàn)前後💔斷面(mian)收縮率的(de)變化🈲來判(pan)斷氫脆發(fa)生的大小(xiao)。可以用氫(qīng)脆🛀系數這(zhè)一指㊙️标來(lai)定量表示(shi)，氫脆系數(shù)是金🌍屬在(zai)該條件下(xia)😍發生✊氫脆(cui)程度⛹🏻♀️的表(biǎo)征，計算公(gōng)式如下:
式(shì)中:η——氫脆系(xi)數[%]；
ψ0——腐蝕試(shì)驗前樣品(pin)的斷面收(shou)縮率[%]；
ψ1——腐蝕(shi)試驗後樣(yang)品的斷面(mian)收縮率[%]。
一(yi)般，η小于20%，可(kě)以認爲是(shì)安全的，大(da)于20%則被認(ren)爲有明顯(xiǎn)氫脆現象(xiang)發生，數值(zhí)越大則氫(qing)脆現象越(yue)嚴重。這💯種(zhong)緩蝕劑的(de)使用就值(zhí)得慎重考(kao)慮。
檢查氫脆(cui)的另一個(ge)方法是彎(wan)折法。彎折(she)試驗是在(zài)一個能🥰夠(gòu)🚶♀️将試樣固(gù)定，并準确(què)向兩個方(fang)向做180°或90°彎(wān)折的機器(qi)🌈上進行的(de)。試樣的材(cai)料一般選(xuǎn)用對氫脆(cui)更敏感的(de)高強度彈(dan)簧鋼絲，截(jie)成10厘米⛷️一(yī)段作爲實(shí)驗樣品。高(gāo)👅強度彈簧(huáng)⭕鋼絲的強(qiang)度比一般(bān)鍋爐用鋼(gāng)高許多，在(zai)一般情況(kuàng)下，氫脆發(fa)生的敏感(gan)性是與材(cai)料的強度(du)成正比的(de)。如果在鋼(gāng)絲上觀察(cha)不到氫脆(cuì)現象的發(fa)生，那麽對(duì)于鍋爐用(yòng)鋼則可以(yi)認爲是安(an)全的，這就(jiu)是我們選(xuǎn)用彈簧鋼(gang)絲的原㊙️因(yin)。實驗程序(xu)同拉伸法(fa)🛀基本相同(tóng)，分别求出(chu)在酸中腐(fu)蝕和未腐(fǔ)蝕的樣品(pǐn)彎斷時的(de)彎折次數(shù)，根據彎斷(duàn)次數的變(bian)💁化可以判(pàn)斷鋼絲發(fa)生氫脆的(de)程度，腐蝕(shí)後彎斷的(de)彎折次數(shu)越少，說明(ming)氫脆現象(xiang)越嚴重，和(he)未腐蝕一(yi)樣或僅僅(jǐn)減少1～2次，則(zé)說明氫脆(cuì)現象不嚴(yan)重。這種方(fang)法是檢查(cha)緩蝕⛹🏻♀️劑抑(yi)制滲氫能(neng)力的比較(jiao)簡便的💋方(fang)法。但是，它(ta)的精度與(yǔ)重現性比(bǐ)拉伸法👌要(yào)差一些。我(wo)們可以用(yòng)重複多次(ci)試驗取平(píng)均值的方(fang)㊙️法來克服(fu)🏃🏻♂️這一缺點(dian)。由🍉于試驗(yan)簡單，重複(fú)試驗是很(hen)容易進行(hang)的。
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