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酸洗緩蝕劑的正確使用方法

閱讀：1593發(fā)布時間：2020-7-13

　　以適當(dāng)?shù)臐舛群托问酱嬖谟诃h(huán)境（介質(zhì)）中時，可以防止或減緩材料腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物，因此緩蝕劑也可以稱為腐蝕抑制劑。它的用量很?。?.1%~1%），但效果顯著。這種保護(hù)金屬的方法稱緩蝕劑保護(hù)。緩蝕劑用于中性介質(zhì)（鍋爐用水、循環(huán)冷卻水）、酸性介質(zhì)（除鍋垢的鹽酸，電鍍前鍍件除銹用的酸浸溶液）和氣體介質(zhì)（氣相緩蝕劑）。

在整個化學(xué)清洗工程中，選擇和應(yīng)用緩蝕劑是其中一個很重要的環(huán)節(jié)。它不僅直接影響到化學(xué)清洗的效果，更重要的是還會影響到鍋爐的安全和壽命，以及酸洗工程的成本。因此，必須給予十分認(rèn)真的注意。

一、正確選擇緩蝕劑

酸洗緩蝕劑的品種很多，使用時，必須根據(jù)清洗鍋爐的自然條件（如鍋爐的結(jié)構(gòu)、材料的成分、垢的性質(zhì)及組成等）和初步確定的工藝條件（酸的種類及濃度、清洗溫度、可能達(dá)到的高流速以及要求達(dá)到的清洗水準(zhǔn)等），選定在性能上能滿足或基本滿足要求的緩蝕劑。

緩蝕劑的很多性能都是有一定的適用范圍和條件的，不是一成不變的。例如：緩蝕劑的緩蝕效率（這是緩蝕劑重要的性能）是在某一固定實驗條件下，根據(jù)添加和不添加緩蝕劑時的腐蝕速率的相對比值求出來的。因此，一提到緩蝕效率就一定要注意是在什么體系（材料的牌號和成分，酸的種類和濃度）、什么條件（溫度、流速、緩蝕劑濃度）下得到的。商品酸洗緩蝕劑的說明書往往只給出一些緩蝕效率，而沒有同時給出求緩蝕效率的條件，這就要求酸洗工作者查清它們的實驗條件，并把它們的適用范圍同初步確定的工藝條件逐一對照，只有這樣才能保證緩蝕劑的實際效果。小孔腐蝕和氫脆的發(fā)生更要引起酸洗工程人員的注意。確定某一緩蝕劑對某一鋼材有無小孔腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，一定要在添加足量的Fe3+（一般為1000ppm左右）的條件下進(jìn)行試驗。在Fe3+為零的酸溶液中觀察不到小孔并不等于在實際酸洗條件下不發(fā)生小孔腐蝕。因此，對于商品緩蝕劑說明書所介紹的情況必須結(jié)合實際情況進(jìn)行審定。必要時，酸洗工程人員要進(jìn)行一些小型試驗，以確定選用的緩蝕劑的各項性能是否滿足自己的要求。

在選用緩蝕劑時，除了緩蝕效率、局部腐蝕的指標(biāo)外，還要綜合考慮其他一些性能。例如，在人口密集的市區(qū)進(jìn)行鍋爐清洗，就必須選用沒有特殊臭味、毒性盡可能低的緩蝕劑，以減少在酸洗過程中及酸洗后帶來的污染。

二、正確使用緩蝕劑

當(dāng)工藝條件和緩蝕劑確定之后，還有一個正確使用緩蝕劑的問題。否則即使是性能適宜的緩蝕劑，如果得不到正確的使用，同樣收不到良好的效果。

正確使用緩蝕劑主要表現(xiàn)在對酸洗條件的控制上。說得確切一點，就是根據(jù)工藝參數(shù)選定了合適的緩蝕劑之后，實際酸洗時就應(yīng)該反過來根據(jù)緩蝕劑的性能限定酸洗工藝參數(shù)可能的變動范圍。例如，當(dāng)確定酸洗是在5%HCl、50℃條件下進(jìn)行，所選用的緩蝕劑在40~60℃、4~7%HCl中對碳鋼管的緩蝕效率為98~99%.那么，要保證確實收到98~99%的緩蝕效率，就必須保證在整個酸洗操作中，酸的濃度高不得超過7%,溫度不得超過60℃。在正常的酸洗期間做到這一點并不十分困難。但是在進(jìn)酸、配酸過程以及預(yù)加熱等這些操作中要嚴(yán)格做到這一點就不十分容易了。必須在工藝操作中采取一些必要的措施。還必須注意，在這里講“不得超過”不僅僅是指觀測點測量到的和取樣點分析得到的數(shù)據(jù)，而是指包括任何一個局部的整個酸洗系統(tǒng)和任何一瞬間都不超過規(guī)定的參數(shù)。

正確使用緩蝕劑的另一個重要的問題是緩蝕劑濃度。緩蝕劑的任何性能都只有在緩蝕劑達(dá)到某一濃度以后才表現(xiàn)出來。因此，要保證緩蝕效果，就不僅只看多少噸酸液加了多少公斤緩蝕劑，更重要的是要看緩蝕劑的分配是否均勻。一定要避免某一局部緩蝕劑濃度偏高，另一些局部濃度又偏低的不均勻現(xiàn)象發(fā)生。緩蝕劑濃度往往是無法用化學(xué)方法測定的。其濃度的控制主要是從加入方式上加以保證。緩蝕劑的添加方式，應(yīng)根據(jù)選用緩蝕劑性能的不同而異，可以預(yù)先加入到水中，也可以預(yù)先加入到濃酸中或在加酸的同時加入緩蝕劑。無論哪一種方式，都必須使緩蝕劑的加入速度同進(jìn)入鍋爐的酸液成一定的比例。這樣，當(dāng)整個鍋爐充滿酸液的同時，緩蝕劑也正好按規(guī)定量均勻地分配在整個酸洗系統(tǒng)中。緩蝕劑的加入可以用人工從酸箱口加入，也可以用計量泵同酸管并行注入到酸洗系統(tǒng)中。有條件的地方，采用后一種方式為好，這樣既能保證添加緩蝕劑的質(zhì)量，又省工安全。

三、正確評定緩蝕劑

要想在實驗室鑒定緩蝕劑的緩蝕性能，必須建立能夠反映酸洗基本特征的試驗方法。這些方法對于酸洗工藝條件要盡可能的簡化和相對固定。而對于那些影響緩蝕劑性能的主要因素則要嚴(yán)格加以模擬。只有這樣得到的結(jié)果才具有工業(yè)應(yīng)用的參考價值。

1.靜態(tài)腐蝕試驗方法

靜態(tài)腐蝕試驗方法是簡便易行而又十分重要的方法。它之所以重要，是因為這種方法能夠很好地反映出鍋爐酸洗時腐蝕過程的主要特征--氫去極化引起的腐蝕過程。在沒有添加緩蝕劑的酸洗液中，靜態(tài)試驗得到的腐蝕速率幾乎*是由氫去極化引起的。添加緩蝕劑對這一腐蝕速率的改變，也就表明該緩蝕劑對氫去極化的腐蝕過程的抑制能力。

2.動態(tài)腐蝕試驗方法

鍋爐酸洗并不*是在靜止溶液中進(jìn)行的，甚至應(yīng)該說更多的時間是在溶液以一定流速的動態(tài)條件下進(jìn)行的。因此，研究溶液流動對緩蝕劑性能的影響，是把靜態(tài)試驗結(jié)果應(yīng)用于鍋爐實際酸洗的重要步驟。

3.氫脆試驗方法

了解氫滲入金屬后引起材料機械性能發(fā)生變化的試驗方法通常有兩種。一種是拉伸試驗法，另一種是彎折試驗法。

拉伸試驗法是將與鍋爐熱交換管化學(xué)成分和金相組織*相同的鋼棒，加工成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，用材料試驗機慢速將試樣拉斷，測量斷口處斷面的直徑，計算出該試樣未受氫影響時的斷面收縮率。再將另一些同樣的樣品放入添加有緩蝕劑的酸溶液中進(jìn)行腐蝕試驗，一般為1~2小時后，取出樣品很快洗凈、擦干（不得加熱）再到材料試驗機上以同樣的速度將試樣拉斷，求出在酸液中腐蝕后的試樣的斷面收縮率。根據(jù)試驗前后斷面收縮率的變化來判斷氫脆發(fā)生的大小?？梢杂脷浯嘞禂?shù)這一指標(biāo)來定量表示，氫脆系數(shù)是金屬在該條件下發(fā)生氫脆程度的表征。

檢查氫脆的另一個方法是彎折法。彎折試驗是在一個能夠?qū)⒃嚇庸潭ǎ?zhǔn)確向兩個方向做180°或90°彎折的機器上進(jìn)行的。試樣的材料一般選用對氫脆更敏感的高強度彈簧鋼絲，截成10厘米一段作為實驗樣品。高強度彈簧鋼絲的強度比一般鍋爐用鋼高許多，在一般情況下，氫脆發(fā)生的敏感性是與材料的強度成正比的。如果在鋼絲上觀察不到氫脆現(xiàn)象的發(fā)生，那么對于鍋爐用鋼則可以認(rèn)為是安全的，這就是我們選用彈簧鋼絲的原因。實驗程序同拉伸法基本相同，分別求出在酸中腐蝕和未腐蝕的樣品彎斷時的彎折次數(shù)，根據(jù)彎斷次數(shù)的變化可以判斷鋼絲發(fā)生氫脆的程度，腐蝕后彎斷的彎折次數(shù)越少，說明氫脆現(xiàn)象越嚴(yán)重，和未腐蝕一樣或僅僅減少1~2次，則說明氫脆現(xiàn)象不嚴(yán)重。這種方法是檢查緩蝕劑抑制滲氫能力的比較簡便的方法。但是，它的精度與重現(xiàn)性比拉伸法要差一些。我們可以用重復(fù)多次試驗取平均值的方法來克服這一缺點。由于試驗簡單，重復(fù)試驗是很容易進(jìn)行的。

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