CN101880887A - 复合酸金属表面清洗剂及其使用方法 - Google Patents

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本发明公开了一种复合酸金属表面清洗剂及其使用方法，它由缓蚀组分和除垢组分组成，二者质量比在1∶30-50之间，其中缓蚀组分包括30-70重量份的六次甲基四胺、10-50重量份的邻二甲苯硫脲、10-50重量份的烷基苯磺酸钠、1-10重量份的异抗坏血酸钠和1-5重量份的甲基苯并三氮唑；除垢组分包括65-92重量份的氨基磺酸、3-30重量份的柠檬酸和0.1-5重量份的氟化氢铵。本发明复合酸金属表面清洗剂具有清洗能力强、清洗温度低、溶于水无挥发性不产生酸雾、清洗工程易实施、清洗费用低等优点。可以广泛应用于各种大型锅炉或换热器清洗。

Description

复合酸金属表面清洗剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种用于金属表面清洗的清洗剂，特别适用于由碳钢、不锈钢、合金钢、铜及铜合金等各种材质组成的大型锅炉或换热器金属的表面清洗。
背景技术
电厂锅炉化学清洗对电厂的安全经济运行有着极其重要的作用，随着发电机组容量的不断增大锅炉容量越来越高，受热面材质种类越来越多，锅炉运行对水汽品质的要求也越来越严格。锅炉清洗的质量直接影响水汽品质、影响锅炉的安全经济运行，因此对锅炉清洗提出了越来越高的要求。目前常用的清洗剂主要有盐酸、柠檬酸、EDTA等。这些清洗剂都存在着一定的缺陷，盐酸清洗虽然清洗能力强，药品费用低，但存在适用的材质范围小，不能用于不锈钢、合金钢的清洗，腐蚀速率最达6g/m2h以上的缺点。柠檬酸和EDTA清洗虽然适用材质广泛，但受垢类型限制、清洗能力差、清洗温度要求高(柠檬酸90-95℃、EDTA 130-140℃)、工艺实现难度大、药品费用高、废液难处理等缺点。因此迫切需要提供一种不受材质限制、不受垢类型限制、腐蚀性小、清洗效果好且清洗温度低、清洗费用低、废液易于处理的新方法以满足大型锅炉清洗的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合酸金属表面清洗剂及其使用方法，该种清洗剂价格低廉、制造和使用方便的，可用于碳钢、不锈钢、合金钢、铜及铜合金等多种材质金属表面的清洗的，特别适用于材质多样的大型锅炉或换热器受热面的清洗，还具有清洗能力强、腐蚀速率低(小于2g/m2h)、清洗温度低(30-60℃)、清洗工程易实施、药品费用低、废液易于处理等优点。
本发明采取的技术方案是：
复合酸金属表面清洗剂，它由缓蚀组分和除垢组分组成，二者质量比按垢的类型不同在1∶30-50之间调整，其中缓蚀组分包括30-70重量份的六次甲基四胺、10-50重量份的邻二甲苯硫脲、10-50重量份的烷基苯磺酸钠、1-10重量份的异抗坏血酸钠和1-5重量份的甲基苯并三氮唑；除垢组分包括65-92重量份的氨基磺酸、3-30重量份的柠檬酸和0.1-5重量份的氟化氢铵。
所述的缓蚀组分还包括0.5-3重量份的硫酸铜。
本发明复合酸金属表面清洗剂制备方法是：分别将构成缓蚀组分和除垢组分的各成分按规定的重量份比加入粉体混合机，混合20-30分钟，混合均匀的缓蚀组分和除垢组分混合物用包装袋分别包装便得。
本发明复合酸金属表面清洗剂的使用方法是：将缓蚀组分和除垢组分溶解于水中，制成缓蚀组分质量浓度为0.1-0.3％、除垢组分质量浓度为3-10％的水溶液，将水溶液加热温度到30-60℃，循环流动清洗。
复合酸金属表面清洗剂缓蚀组分起缓蚀作用，有效抑制金属表面的腐蚀。不同成分之间有很好的协同作用，单独使用或部分品种使用都达不到应有的缓蚀效果。当除垢组分的质量百分浓度为5％时，缓蚀组分质量百分浓度为0.15％对碳钢、不锈钢、合金钢缓蚀效率达到99.5％以上，清洗腐蚀速率控制在2g/m2h以内。
复合酸除垢组分可与金属表面的垢进行化学反应，使之快速溶解。氨基磺酸和柠檬酸单独使用对垢的溶解能力很差，形成的产物溶解性差，都不能满足清洗除垢的要求，但经过大量试验筛选发现按一定比例联合使用，有良好的清洗除垢能力。再配合规定量的清洗反应催化剂氟化氢铵，还能大大提高了除垢速度和溶垢量，且在较低清洗温度(30-60℃)下，即能满足金属表面清洗，特别适用于多材质大型锅炉或换热器清洗的要求。
本发明复合酸金属表面清洗剂，缓蚀组分和除垢组分均不含氯离子成分，可用于碳钢、不锈钢、合金钢、铜及铜合金等多种材质金属表面的清洗，因此复合酸清洗剂的使用不受材质的限制。
本发明复合酸金属表面清洗剂在较低的清洗温度(30-60℃)下，完全满足碳钢、不锈钢、合金钢、铜及铜合金等多种材质金属表面清洗要求。成功地解决了清洗与腐蚀的矛盾，缓蚀组分的使用使复合酸在提高清洗性能的同时，对金属的腐蚀达到最低。对碳钢、不锈钢、合金钢缓蚀效率最高达到99.5％以上。本发明复合酸金属表面清洗剂具有清洗能力强、清洗温度低、溶于水无挥发性不产生酸雾、清洗工程易实施、清洗费用低等优点。可以广泛应用于各种大型锅炉或换热器清洗。
具体实施方式
实施例1
复合酸金属表面清洗剂：缓蚀组分为六次甲基四胺45重量份、邻二甲苯硫脲25重量份、烷基苯磺酸钠20重量份、异抗坏血酸钠3重量份、甲基苯并三氮唑5重量份和硫酸铜2重量份；除垢组分为氨基磺酸90重量份、柠檬酸8重量份和清洗反应催化剂氟化氢铵2重量份；其中缓蚀组分总的质量与除垢组分总的质量比为1∶35。
复合酸金属表面清洗剂用于某600MW机组超临界锅炉的清洗，被清洗的金属材质有20G碳钢和各种规格的合金钢，锅炉水容积为310m3。根据水容积计算用药品量，先将缓蚀组分和除垢组分溶解于水中，制成缓蚀组分质量浓度为0.13％、除垢组分质量浓度为4.5％的水溶液，将水溶液加热至温加热升温至55±3℃，在动态循环流速0.2-0.3m/s条件下，对超临界锅炉省煤器、水冷壁受热面进行清洗10小时。
锅炉割管检查表明：被清洗表面清洁干净，无残余垢，除垢率达到98％以上。腐蚀速率仅为1.72g/m2h，腐蚀总量为17.2g/m2，大大低于腐蚀速率8g/m2h，腐蚀总量80g/m2的标准要求。
实施例2
复合酸金属表面清洗剂：缓蚀组分为六次甲基四胺50重量份、邻二甲苯硫脲25重量份、烷基苯磺酸钠20重量份、异抗坏血酸钠  1重量份、甲基苯并三氮唑2重量份和硫酸铜2重量份；除垢组分为氨基磺酸92重量份、柠檬酸6重量份和清洗反应催化剂氟化氢铵2重量份；其中缓蚀组分总的质量与除垢组分的质量比为1∶42。
复合酸金属表面清洗剂用于某300MW机组强制循环汽包锅炉的清洗，被清洗的金属材质有20G碳钢、不锈钢和各种规格的合金钢，锅炉水容积为220m3。根据水容积计算用药品量，先将缓蚀组分和除垢组分溶解于水中，制成缓蚀组分质量浓度为0.12％、除垢组分质量浓度为5.0％的水溶液，将水溶液加热至温加热升温至50±3℃，在动态循环流速0.5m/s条件下，对锅炉受热面进行清洗8小时。
锅炉割管检查表明：被清洗表面清洁干净，无残余垢，除垢率达到95％上。腐蚀速率为3.85g/m2h，腐蚀总量为30.8g/m2，大大低于腐蚀速率8g/m2h，腐蚀总量80g/m2的标准要求。
实施例3
复合酸金属表面清洗剂：缓蚀组分为六次甲基四胺50重量份、邻二甲苯硫脲25重量份、烷基苯磺酸钠15重量份、异抗坏血酸钠4重量份、甲基苯并三氮唑4重量份和硫酸铜2重量份；除垢组分为氨基磺酸92重量份和柠檬酸6重量份和清洗反应催化剂氟化氢铵2重量份；其中缓蚀组分总的质量与除垢组分总的质量比为1∶34。
复合酸金属表面清洗剂用于某300MW机组凝汽器铜管清洗，被清洗的金属材质有701B黄铜、B30白铜，凝汽器水容积为260m3。根据水容积计算用药品量，先将缓蚀组分和除垢组分溶解于水中，制成缓蚀组分质量浓度为0.14％、除垢组分质量浓度为4.8％的水溶液，将水溶液加热至温加热升温至35±5℃，在动态循环流速0.1-0.15m/s条件下，对凝汽器铜管进行清洗5小时。
对凝汽器铜管检查表明：被清洗表面清洁干净，无残余垢，除垢率达到100％。腐蚀速率仅为0.15g/m2h，腐蚀总量为0.75g/m2，大大低于腐蚀速率1g/m2h，腐蚀总量10g/m2的标准要求。
实施例4
复合酸金属表面清洗剂：缓蚀组分为六次甲基四胺50重量份、邻二甲苯硫脲20重量份、烷基苯磺酸钠18重量份、异抗坏血酸钠5重量份、甲基苯并三氮唑5重量份和硫酸铜2重量份；除垢组分为氨基磺酸90重量份、柠檬酸8重量份和清洗反应催化剂氟化氢铵2重量份；其中缓蚀总的质量与除垢组分的质量比为1∶38。
复合酸金属表面清洗剂用于某1000MW机组超超临界锅炉的清洗，被清洗的金属材质有20G碳钢和各种规格的合金钢，锅炉水容积为400m3。根据水容积计算用药品量，先将缓蚀组分和除垢组分溶解于水中，制成缓蚀组分质量浓度为0.13％、除垢组分质量浓度为5.0％的水溶液，将水溶液加热至温加热升温至55±3℃，在动态循环流速0.2-0.3m/s条件下，对超临界锅炉省煤器、水冷壁受热面进行清洗10小时。
锅炉割管检查表明：被清洗表面清洁干净，无残余垢，除垢率达到97％以上。腐蚀速率仅为2.69g/m2h，腐蚀总量为26.9g/m2，大大低于腐蚀速率8g/m2h，腐蚀总量80g/m2的标准要求。
实施例5
复合酸金属表面清洗剂：缓蚀组分为六次甲基四胺55重量份、邻二甲苯硫脲15重量份、烷基苯磺酸钠15重量份、异抗坏血酸钠5重量份、甲基苯并三氮唑8重量份和硫酸铜2重量份；除垢组分包括为氨基磺酸90重量份、柠檬酸8重量份和清洗反应催化剂氟化氢铵2重量份；其中缓蚀总的质量与除垢组分的质量比为1∶36。
复合酸金属表面清洗剂用于某300MW机组自然循环汽包锅炉的清洗，被清洗的金属材质有20G碳钢和304不锈钢，锅炉水容积为200m3。根据水容积计算用药品量，先将缓蚀组分和除垢组分溶解于水中，制成缓蚀组分质量浓度为0.14％、除垢组分质量浓度为5.0％的水溶液，将水溶液加热至温加热升温至55±3℃，在动态循环流速0.2-0.3m/s条件下，对超临界锅炉省煤器、水冷壁受热面进行清洗10小时。
锅炉割管检查表明：被清洗表面清洁干净，无残余垢，除垢率达到98％以上。腐蚀速率仅为1.87g/m2h，腐蚀总量为18.7g/m2，大大低于腐蚀速率8g/m2h，腐蚀总量80g/m2的标准要求。
实施例6
复合酸金属表面清洗剂：缓蚀组分为六次甲基四胺52重量份、邻二甲苯硫脲25重量份、烷基苯磺酸钠20重量份、异抗坏血酸钠1重量份和甲基苯并三氮唑2重量份；除垢组分为氨基磺酸92重量份、柠檬酸6重量份和清洗反应催化剂氟化氢铵2重量份；缓蚀组分与除垢组分的质量比1∶50。
复合酸金属表面清洗剂用于某300MW机组强制循环汽包锅炉的清洗，被清洗的金属材质有20G碳钢、不锈钢和各种规格的合金钢，锅炉水容积为220m3。根据水容积计算用药品量，配制缓蚀组分质量浓度0.1％，除垢组分质量浓度5.0％的水溶液，加热升温至50±3℃，在动态循环流速0.5m/s条件下，对锅炉受热面进行清洗8小时。
锅炉割管检查表明：被清洗表面清洁干净，无残余垢，除垢率达到95％上。腐蚀速率为3.85g/m2h，腐蚀总量为30.8g/m2，大大低于腐蚀速率8g/m2h，腐蚀总量80g/m2的标准要求。

Claims (3)

1.复合酸金属表面清洗剂，其特征是，它由缓蚀组分和除垢组分组成，二者质量比在1∶30-50之间，其中缓蚀组分包括30-70重量份的六次甲基四胺、10-50重量份的邻二甲苯硫脲、10-50重量份的烷基苯磺酸钠、1-10重量份的异抗坏血酸钠和1-5重量份的甲基苯并三氮唑；除垢组分包括65-92重量份的氨基磺酸、3-30重量份的柠檬酸和0.1-5重量份的氟化氢铵。
2.根据权利要求1所述的复合酸金属表面清洗剂，其特征是，所述的缓蚀组分还包括0.5-3重量份的硫酸铜。
3.权利要求1或2所述的复合酸金属表面清洗剂的使用方法，其特征是，先将缓蚀组分和除垢组分溶解于水中，制成缓蚀组分质量浓度为0.1-0.3％、除垢组分质量浓度为3-10％的水溶液，将水溶液加热至温度为30-60℃，循环流动清洗。
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