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在(zai)整個化學清(qing)洗工程中，選(xuǎn)擇和應用緩(huǎn)蝕劑是其中(zhong)一個🥵很重要(yao)的環節。它不(bú)僅直接影響(xiǎng)到化學清洗(xǐ)的🔞效果，更重(zhong)✔️要的是還會(hui)影響到鍋爐(lu)的安全和🏃♂️壽(shòu)命，以及酸洗(xi)工程的成本(ben)。因此，必須給(gei)予十分認真(zhen)的注意。在這(zhè)裏，我們把在(zài)應用緩蝕劑(ji)時必須注意(yì)的問題歸納(nà)成下面三個(gè)方面加以介(jiè)紹。
一、正确選(xuan)擇緩蝕劑
酸(suan)洗緩蝕劑的(de)品種很多，使(shǐ)用時，必須根(gen)據清洗鍋爐(lú)的自然條件(jian)(如鍋爐的結(jie)構、材料的成(cheng)分、垢的性質(zhi)及👈組成🐅等)和(hé)初步确定🚶♀️的(de)工藝條件(酸(suān)的種類及濃(nong)度、清洗溫度(du)、可能達♋到的(de)最高流速以(yi)及要求達到(dào)的清洗水準(zhǔn)等)，選定在性(xing)能上能滿足(zú)或基本滿足(zu)要求的緩蝕(shi)劑。
小孔腐(fu)蝕和氫脆的(de)發生更要引(yǐn)起酸洗工程(cheng)人員的注意(yì)。确定某一緩(huǎn)蝕劑對某一(yi)鋼材有無小(xiao)孔腐🆚蝕現象(xiàng)發生，一定要(yao)🧑🏾🤝🧑🏼在添加足量(liàng)的Fe3+(一般爲1000ppm左(zuǒ)右)的條件下(xia)進行試✌️驗。在(zài)Fe3+爲零的酸溶(rong)液中🍓觀察不(bu)到小孔并不(bú)等于在實際(jì)酸洗條件下(xià)不發生小孔(kong)腐蝕。因此，對(dui)于商品緩蝕(shi)劑說明書所(suo)介紹的情況(kuàng)必須結合實(shi)際情況🔱進行(hang)審定。必要🔞時(shi)，酸洗工程人(ren)員要💛進行一(yī)些小型試👄驗(yàn)，以确定選用(yong)的緩蝕劑的(de)各項性能是(shi)否滿足自己(jǐ)的要求。
在選(xuǎn)用酸性緩蝕(shi)劑時，除了緩(huan)蝕效率、局部(bù)腐蝕的指🌏标(biāo)外🛀，還要綜合(hé)考慮其他一(yi)些性能。例如(ru)，在人口密集(jí)的市區進行(hang)鍋爐清洗，就(jiu)必須選用沒(mei)有特殊‼️臭味(wèi)、毒性盡可能(néng)低的緩蝕劑(jì)，以減少在酸(suan)洗過程🏃🏻中及(jí)酸洗🔞後帶來(lái)的污染。
二、正(zhèng)确使用酸性(xing)緩蝕劑
當工(gōng)藝條件和緩(huǎn)蝕劑确定之(zhi)後，還有一個(ge)正确使用緩(huǎn)🙇🏻蝕劑的問題(ti)。否則即使是(shì)性能适宜的(de)緩蝕劑👅，如果(guo)得不到正确(que)的使用，同樣(yàng)收不到良好(hao)的效果。
正确(què)使用緩蝕劑(jì)主要表現在(zài)對酸洗條件(jian)的控制上。說(shuō)㊙️得确切一點(dian)，就是根據工(gōng)藝參數選定(ding)了合适的緩(huan)蝕劑之後，實(shi)際🍓酸洗時就(jiù)應該反過來(lai)根據緩蝕劑(ji)的性能限☔定(dìng)酸洗工藝參(cān)數可能的變(bian)動範圍☎️。例如(ru)，當确定酸洗(xǐ)是在5%HCl、50℃條件下(xià)進行，所選用(yòng)的緩蝕🤩劑在(zai)40～60℃、4～7%HCl中對碳鋼管(guǎn)的緩蝕效率(lü)爲98～99%。那麽，要保(bǎo)證确實收到(dao)98～99%的緩蝕💛效率(lǜ)，就必須保證(zheng)在整個酸洗(xǐ)操📱作中💚，酸的(de)濃度最高不(bu)☎️得超過7%，溫度(dù)不得超過60℃。在(zai)正常的㊙️酸洗(xǐ)期間做到這(zhe)一💃🏻點并不十(shi)分困難。但☁️是(shì)在進酸、配酸(suan)過程👅以及預(yù)加熱等這些(xie)操作中要嚴(yán)格做到這一(yī)點就不十分(fèn)容易了。必須(xu)在工藝操作(zuo)中采取一些(xiē)必要的措施(shī)。還必須注意(yi)，在這裏講“不(bú)得超過”不僅(jin)👄僅是指觀測(cè)點測量到的(de)和取樣點分(fèn)析得到的數(shù)據，而是指包(bāo)括任何一個(gè)局部的整個(ge)酸洗系統和(hé)任何一瞬間(jiān)都不超過規(gui)定的㊙️參數。
正(zheng)确使用緩蝕(shí)劑的另一個(gè)重要的問題(ti)是緩蝕劑濃(nong)度。
緩蝕劑的(de)任何性能都(dōu)隻有在緩蝕(shi)劑達到某一(yi)濃度以後💃🏻才(cái)表現出來。因(yīn)此，要保證緩(huǎn)蝕效果，就不(bu)僅隻看多少(shǎo)噸酸🔴液加🈚了(le)多少公斤緩(huan)蝕劑，更重要(yao)的🐅是要看緩(huǎn)蝕劑的分配(pèi)是否均勻。一(yī)定要避免某(mou)一局部緩蝕(shí)劑濃度偏高(gao)，另一些局部(bù)濃度又偏低(di)的不均勻現(xiàn)象發生。緩蝕(shí)劑濃度往往(wang)是無法用化(huà)學方法測定(dìng)的。其濃度的(de)控制主要是(shì)從加入方🐅式(shì)上加以保證(zheng)。緩蝕劑的添(tiān)加方式，應根(gēn)♋據選用緩蝕(shí)劑性能的不(bu)同而異，可以(yi)預先加入到(dào)水中，也可以(yi)預先加入到(dao)🈲濃酸中或在(zai)加酸的同時(shi)加入緩蝕劑(jì)。無論哪一種(zhǒng)方式，都💰必須(xu)使🐇緩蝕劑的(de)加入速度同(tóng)進入鍋爐的(de)酸液成一定(dìng)的比例。這樣(yàng)，當整個鍋爐(lú)充🧡滿酸液的(de)同時，緩蝕劑(ji)也🔅正好按🐆規(guī)定量均勻地(dì)分配在整個(gè)酸洗系統中(zhong)。緩蝕劑的📐加(jiā)入可💚以用人(rén)工從酸箱口(kǒu)加入，也可⭐以(yǐ)用計量泵同(tóng)♌酸管并行注(zhu)入到酸洗系(xì)統中。有條件(jiàn)的地方，采用(yong)後一種方式(shi)爲好，這樣既(ji)能保證添加(jia)緩蝕劑的質(zhì)量，又省工安(an)全。
三、正确評(ping)定緩蝕劑
要(yao)想在實驗室(shì)鑒定緩蝕劑(jì)的緩蝕性能(neng)，必須建立💃能(néng)夠☔反🌍映酸洗(xi)基本特征的(de)試驗方法。這(zhè)些方法對于(yu)酸🌈洗工藝條(tiao)💞件要盡可能(neng)的簡化和相(xiàng)對固定。而對(duì)于那些影響(xiǎng)緩蝕劑性能(néng)的主要因素(sù)則要嚴格💘加(jia)以模拟。隻有(you)這樣⛷️得到的(de)結🐕果才具有(you)工業應用的(de)參考價值。現(xian)将幾個評定(ding)緩蝕劑的實(shí)驗方法介紹(shào)于下:
1.靜态腐(fǔ)蝕試驗方法(fa)
靜态腐蝕試(shì)驗方法是簡(jian)便易行而又(yòu)十分重要的(de)方法。它之所(suǒ)以重要，是因(yin)爲這種方法(fǎ)能夠很好地(di)反映出鍋爐(lú)酸🔞洗時🐆腐蝕(shí)過程的主要(yao)特征——氫去極(ji)化引起的腐(fu)蝕過程。在沒(mei)有添加緩蝕(shí)🧑🏽🤝🧑🏻劑的酸洗液(yè)中，靜态試驗(yan)得到的腐蝕(shi)速率幾乎完(wán)全是由氫去(qu)🌏極化引起的(de)。添加緩蝕劑(jì)對這一腐蝕(shi)速率的改變(biàn)，也就表明該(gāi)緩蝕劑對氫(qing)去極化的腐(fǔ)蝕過程的抑(yi)制能力。
式中:
K——腐(fu)蝕速率[克/米(mi)2·時]；
G——腐蝕後樣品(pin)的重量[克]；
S——樣(yàng)品的表面積(jī)[米2]；
h——腐蝕試驗(yan)時間[小時]。
式(shi)中:Q——緩蝕劑的(de)緩蝕效率[%]；
K0——未(wèi)添加緩蝕劑(jì)時的腐蝕速(sù)率[克/米2·時]；
K1——添(tiān)加緩蝕劑後(hou)的腐蝕速率(lǜ)[克/米2·時]。
2.動态(tài)腐蝕試驗方(fang)法
鍋爐酸洗(xi)并不完全是(shi)在靜止溶液(ye)中進行的，甚(shen)至應☔該說更(gèng)多的時間是(shì)在溶液以一(yi)定流速的動(dòng)态條件下進(jìn)行的。因此，研(yan)究溶液流動(dong)對緩蝕劑性(xing)能的影響，是(shi)把靜态試驗(yan)結果應用于(yú)鍋爐實際酸(suan)洗的重要步(bu)驟。
溶液流動(dòng)是動态試驗(yan)方法的主要(yao)特征。但是，流(liu)動對腐蝕發(fā)生影響的具(jù)體途徑則可(ke)以是完全不(bú)同的。可㊙️以作(zuo)如下兩種假(jiǎ)設👄，一是緩蝕(shí)劑的緩蝕效(xiao)率直接受👉溶(rong)液流動的影(yǐng)響。如果是這(zhè)樣💘，溶液的流(liú)動🐉速度就成(cheng)爲動态試驗(yàn)中的決🌂定性(xing)影響因素，隻(zhi)要是在能使(shǐ)溶液以一定(ding)速度流動的(de)任何一種試(shi)驗裝置中進(jìn)行試驗，都應(ying)該能夠反映(yìng)出這一規律(lǜ)。另一種假設(shè)🌈是，一些受擴(kuo)散🏃♀️速度影響(xiǎng)☀️的因素(如前(qian)面談到的氧(yǎng)、Fe3+的陰極去🌂極(ji)化)，必然也要(yào)受溶液流動(dong)速度的影響(xiang)。但是，對于這(zhe)🔞種影響途徑(jing)，溶液流動👌就(jiù)不是唯一起(qi)作用的因素(su)了。除流速外(wai)，還取🐉決于能(néng)夠影響到擴(kuò)散速度的那(nà)些因素的作(zuo)用。對腐蝕速(su)率🍉的影響是(shi)溶液的流動(dong)速度和影響(xiang)擴散速度的(de)那些因素相(xiàng)🛀互作用的總(zǒng)的結果。從這(zhe)一觀點出發(fa)，對于動态試(shi)驗的♉要求，就(jiu)不僅僅是溶(rong)液以一定速(su)度流動，還必(bi)須保證影響(xiǎng)擴散速度的(de)其他因素都(dōu)能反映出實(shi)際酸洗的特(tè)點⁉️，隻有這樣(yàng)實驗結果才(cai)具有實際參(cān)考的價值。例(lì)如，氧引起的(de)腐蝕，就🌈可能(néng)因㊙️爲實驗裝(zhuang)置的不合理(li)(如酸箱敞開(kāi)而溶液攪動(dòng)又十分劇烈(liè)、酸液的體積(jī)和樣品面積(ji)之比過于大(da)等🤞)而變得比(bǐ)鍋爐實際酸(suān)洗時嚴重得(de)多。
對于動态(tài)試驗裝置，較(jiao)爲合理的應(yīng)如圖12所設計(jì)的那樣。這🏃♀️種(zhong)裝👌置的特點(dian)是全密封系(xì)統，它比較好(hao)地模拟了鍋(guo)爐酸洗時的(de)主要特征。動(dòng)态試驗的實(shi)驗程序和數(shu)據的處理同(tong)靜态腐⭐蝕試(shi)驗👅基本一樣(yang)。隻是多了一(yi)個流速的選(xuǎn)定和控制這(zhè)一因👌素，對于(yu)流💋動速度的(de)确定保證試(shi)驗段的速度(dù)同📱鍋爐酸洗(xi)工藝所規定(dìng)的流速範圍(wéi)一緻，一般在(zài)0.1～1米/秒之間✔️。
利(li)用靜态和動(dòng)态腐蝕試驗(yan)可以進行通(tong)氮除氧和通(tōng)氧的試驗，以(yi)查明氧濃度(dù)對腐蝕速率(lü)的影響。也可(ke)以進行🐅添加(jia)不同濃度的(de)Fe3+的試驗，用以(yǐ)觀測Fe3濃度的(de)影響和小孔(kǒng)腐蝕發生的(de)情況。Fe3+添加☀️濃(nóng)度一般爲300～1000ppm，最(zui)高不超過2000ppm。
拉伸試(shi)驗法是将與(yu)鍋爐熱交換(huàn)管化學成分(fen)和金💃🏻相組織(zhī)完全🐆相同的(de)鋼棒，加工成(chéng)标準拉伸試(shì)樣，用材料試(shi)驗機慢速将(jiāng)試樣拉斷，測(cè)量斷口處斷(duàn)面的直徑，計(ji)算出該試樣(yàng)未受氫影響(xiǎng)時的🌈斷面收(shou)縮率，計算公(gong)式如下:
式中(zhōng):ψ——金屬材料的(de)斷面收縮率(lǜ)[%]；
D0——标準拉伸試(shi)樣的直徑(試(shì)驗段)[毫米]；
再将另一(yi)些同樣的樣(yang)品放入添加(jiā)有緩蝕劑的(de)酸溶液中💘進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)，一般爲1～2小時(shí)後，取出樣品(pǐn)很快洗淨、擦(cā)🥵幹(不得加熱(rè))再到材料試(shì)驗機上以同(tong)樣的速度✌️将(jiāng)試樣拉斷，求(qiú)出在酸液中(zhōng)腐蝕後的試(shì)樣的斷面收(shou)🔞縮率。根據試(shì)驗前後斷面(miàn)收縮率的變(biàn)化來判斷氫(qīng)脆發生的大(dà)小。可以用氫(qing)脆系數這一(yī)指标來定量(liang)表㊙️示，氫脆系(xi)數是金屬在(zai)該條件下✌️發(fa)生氫脆程度(dù)的表征，計算(suàn)公式如下:
式(shì)中:η——氫脆系數(shù)[%]；
ψ0——腐蝕試驗前(qian)樣品的斷面(mian)收縮率[%]；
ψ1——腐蝕(shí)試驗後樣品(pǐn)的斷面收縮(suō)率[%]。
一般，η小于(yu)20%，可以認爲是(shì)安全的，大于(yu)20%則被認爲有(you)明顯氫脆現(xian)象發生，數值(zhí)越大則氫脆(cuì)現象越嚴重(zhong)。這🏃♂️種緩蝕劑(jì)的使用就值(zhi)得慎重考慮(lü)。
檢(jiǎn)查氫脆的另(lìng)一個方法是(shì)彎折法。彎折(shé)試驗是在🐆一(yi)✂️個能👣夠将試(shi)樣固定，并準(zhǔn)确向兩個方(fāng)向做180°或90°彎🛀🏻折(shé)的機器上進(jìn)🛀行的。試樣的(de)材料一般選(xuan)用對氫脆更(gèng)敏感的高強(qiang)度彈簧鋼絲(si)，截🈲成10厘米一(yi)段作爲實驗(yan)樣品。高💜強度(dù)彈簧鋼絲的(de)強度比一般(ban)鍋爐用鋼🤟高(gao)許多，在一㊙️般(bān)情況下，氫脆(cuì)發生的敏感(gan)性是與材料(liao)的強度成正(zheng)比的。如果在(zài)鋼絲上觀察(chá)不到氫脆現(xiàn)象的發生，那(nà)麽對于鍋💚爐(lu)用鋼則可以(yi)認爲是安全(quan)的，這就是我(wo)們選用彈簧(huang)鋼絲的原因(yīn)。實驗程序同(tóng)拉伸法🛀🏻基本(ben)相同，分🌂别求(qiu)出💯在酸中腐(fǔ)蝕和未腐蝕(shi)的樣品彎斷(duàn)時的彎折㊙️次(cì)數，根據彎斷(duan)🌈次數的變化(huà)可以判斷鋼(gāng)絲發生氫脆(cuì)🐪的程度，腐蝕(shí)後彎斷的彎(wan)折次數越少(shǎo)，說明氫脆🔞現(xian)象越嚴重，和(hé)未腐蝕一樣(yàng)或僅僅📞減少(shǎo)1～2次，則說明氫(qing)脆現象不嚴(yan)重。這種方法(fa)是檢查緩蝕(shí)劑抑制滲氫(qīng)能力的比較(jiao)簡便的方法(fa)。但是，它的精(jīng)度與重現性(xìng)比拉伸法要(yào)差一些。我們(men)可以用重複(fú)多次試驗取(qǔ)平均值的方(fang)法來克服這(zhè)一缺點。由于(yú)試驗簡單，重(zhong)複試驗是很(hen)容易進行的(de)。
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