CN103361664A

CN103361664A - 碳钢管道清洗方法及清洗剂

Info

Publication number: CN103361664A
Application number: CN2013103292007A
Authority: CN
Inventors: 李荣波; 李文蔚; 程龙付
Original assignee: China National Chemical Engineering Third Construction Co Ltd
Current assignee: China National Chemical Engineering Third Construction Co Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: CN103361664B

Abstract

本发明涉及一种大口径碳钢管道的清洗方法，包括以下步骤：（1）将待清洗碳钢管道水平放置，略有倾斜，在碳钢管道较低端口下方设置用于盛接清洗残液的容器，并将碳钢管道内壁上的灰尘清理干净；（2）对碳钢管道内壁进行脱脂处理；（3）用酸液清洗碳钢管道内壁；（4）用漂洗液喷洒清洗碳钢管道内壁，所述漂洗液为用磷酸调节PH值至8～12.5的磷酸钠水溶液，其中磷酸钠的质量分数为1%～2%；（5）对碳钢管道内壁进行钝化处理；（6）对碳钢管道内壁进行干燥处理；（7）对碳钢管道两端封口保护。上述方法操作简单、节能、环保、施工成本低、清洗效果好。本发明还涉及上述清洗方法中使用的碳钢管道清洗剂。

Description

碳钢管道清洗方法及清洗剂

技术领域

本发明涉及一种大口径碳钢管道的清洗方法，本发明还涉及上述清洗方法中使用的碳钢管道清洗剂。

背景技术

在工程建设领域，尤其是对工艺管道洁净度要求较高的空气分离装置工程，其碳钢管道与介质接触的表面均需要进行化学清洗，去除钢材表面的油脂、锈蚀、氧化层等异物，以保证管道内壁的洁净度。

通常的工业管道清洗过程包括：

1.脱脂过程，去除钢材表面的油脂；

2.酸洗过程，去除钢材表面锈蚀，是化学除锈的过程；

3.中和过程，中和残留的酸洗液；

4.钝化过程，将已酸洗的表面形成致密的钝化膜，防止生锈；

5.干燥过程。

在以往的施工中，对工艺管道内壁实施化学清洗所采用的方法有两大类：

其一为循环法，就是将已经安装好的管道与临时辅助管道形成一个闭合系统，然后将清洗所需化学药剂注入其中，利用泵驱动药剂在其中循环达到清洗目的，这种方法临时管道复杂，且清洗效果难以判断。

其二为槽浸法，就是将管段完全浸没于盛有化学药剂的清洗槽中浸泡达到清洗目的。当采用槽浸法清洗大口径管段时，清洗槽必须有足够大的空间，以便于管段完全浸没于药剂中。鉴于目前工业生产装置的规模越来越大，相应的管道口径也越来越大（例如直径2米或更大），因此清洗槽也必须制造得很庞大（通常的管段长度为12米，因此清洗槽的规格至少需要2.5米×2.5米×12.5米，其容积近80m³），其中盛放的化学药剂数量也十分可观，对施工成本及环境影响较大，同时，管段采用槽浸法施工必须有固定的作业场地，待清洗的管段需要在安装地点和清洗场地之间往返倒运，从而发生大量的吊装、运输机械台班费用。

无论采用循环法还是槽浸法，其原理都是利用化学药剂与附着在待清洗表面的异物作用，借助溶解或化学反应的过程将异物溶解或转换成可溶解的成分后，使之从待清洗表面脱落，并随着化学药剂的流动带出管段外，但是由于需要清洗的仅仅是管段的内表面，而为保证所有表面都得到清洗，所以不得不将管段内部全部用化学药剂充满，而大量的化学药剂中只有和管壁直接接触的那一部分（占总量的极少一部分）在和异物发生反应或溶解作用，远离管壁处的化学药剂不参与化学反应或溶解作用，造成很大浪费，而且槽浸法在清洗管段内表面的同时，将不需要清洗的外表面也一并进行清洗，药品浪费更大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种操作简单、节能、环保、施工成本低、清洗效果好的大口径碳钢管道的清洗方法。

本发明一种碳钢管道清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将待清洗碳钢管道水平放置，略有倾斜，在碳钢管道较低端口下方设置用于盛接清洗残液的容器，并将碳钢管道内壁上的灰尘清理干净；

（2）对碳钢管道内壁进行脱脂处理；

（3）用酸液清洗碳钢管道内壁；

（4）用漂洗液喷洒清洗碳钢管道内壁，所述漂洗液为用磷酸调节PH值至8～12.5的磷酸钠水溶液，其中磷酸钠的质量分数为1%～2%；

（5）对碳钢管道内壁进行钝化处理；

（6）对碳钢管道内壁进行干燥处理；

（7）对碳钢管道两端封口保护。

本发明一种碳钢管道清洗方法，其中所述步骤（4）中的漂洗液喷洒清洗方法为，采用高压清洗枪喷洒碳钢管道内壁，并在10分钟之内喷洒完成，所述高压清洗枪的喷洒压力为4～10MPa。

本发明一种碳钢管道清洗方法，其中所述步骤（4）中的磷酸钠水溶液中磷酸钠的质量分数为1.5%。

本发明一种碳钢管道清洗方法，其中所述步骤（4）中的磷酸钠水溶液采用磷酸调节PH值至8～9。

本发明一种碳钢管道清洗方法，其中所述步骤（4）中高压清洗枪的喷洒压力为10MPa。

本发明一种碳钢管道清洗方法，其中所述步骤（2）中的脱脂处理为，用喷雾装置将脱脂液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒0.5～1.5小时，所述脱脂液选自二氯乙烷、三氯乙烯、异丙醇或丙酮。

本发明一种碳钢管道清洗方法，其中所述步骤（3）中的酸液清洗方式为，用喷雾装置将酸液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒4～8小时，所述酸液选自质量分数为9～11%的盐酸，所述盐酸中含有质量分数为0.2%～0.5%的缓蚀剂LAN-826。

本发明一种碳钢管道清洗方法，其中所述步骤（5）中的钝化处理为，用喷雾装置将钝化液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒0.5～1.0小时，所述钝化液选自磷酸钠与亚硝酸钠的混合溶液，混合溶液中磷酸钠的质量分数为2%～3%，亚硝酸钠的质量分数为1%～2%。

本发明一种碳钢管道清洗方法，其中，用喷雾装置将脱脂液或酸液或钝化液均匀喷洒在碳钢管道内壁上的方式为，碳钢管道内置车载式清洗设备，所述车载式清洗设备包括可沿碳钢管道轴线方向来回移动的清洗小车，清洗小车上设有内装上述清洗药液的耐腐蚀泵，耐腐蚀泵上连接有喷雾喷头，所述喷雾喷头向上喷出的清洗药液在管道横截面上的路径为约150°的扇形。

本发明中，利用喷雾装置将清洗药剂均匀地、反复地喷洒到所有需清洗的表面并维持足够的时间，目的是使药剂与相关物质（如铁锈、油脂等）充分反应，转换成其他类型的物质后随残余药液流出管段外。

本发明还提供一种碳钢管道清洗剂，其特征在于，该清洗剂为用磷酸调节PH值至8～12.5的磷酸钠水溶液，其中磷酸钠的质量分数为1%～2%。

与现有技术相比，本发明的碳钢管道方法中，向待清洗管道内表面提供化学药剂的方式是采用喷雾装置反复喷洒管道内壁，以获得符合标准的表面清洁度，且用药总量远远低于循环法和槽浸法；此外，本方法中的漂洗液配方及喷洒清洗步骤具有以下优势：经上述配方的漂洗液清洗后，管道清洗表面不会出现黄斑或出现返锈现象，大大延缓了工件的返锈时间，有利于后续钝化步骤的钝化效果，保证了喷淋工艺的有效实施。采用本发明的清洗方法对大口径管道进行化学清洗，不受现场安装预制条件限制，能够大量减少化学药品的消耗。

下面对本发明的碳钢管道清洗方法作进一步说明。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明，但不用于限制本发明的保护范围。

经过大量反复试验，现将优化后的典型试验例及相关试验数据公开如下：

试验例漂洗液配方试验

首先对碳钢管道进行喷洒式酸洗，喷洒式酸洗除锈彻底后，在10分钟之内立即进行漂洗施工，观察试验碳钢管道表面状况。一般来说，漂洗后不允许清洗表面出现黄斑和返锈等缺陷，因为这些缺陷不可能通过后续的“钝化”工序清除。为了达到上述目的，对漂洗液的试验结果参见如下表1。

表1碳钢管道漂洗液配方试验

通过表1可见，使用不同的漂洗液配方，其效果差距很大，发明人经过大量试验证明，其中效果最好的是采用“磷酸钠（质量分数1.5%）加磷酸调节PH值至8～9”，其中PH值最高不超过12.5。

通过以上试验例，最终确定本工序的工艺参数如下：

漂洗液采用1～2%（质量分数）的磷酸钠水溶液，其中磷酸钠质量分数为1.5%时效果最好；用磷酸调节上述磷酸钠水溶液的PH值至8～9，最高不能超过12.5；漂洗工作应在10分钟之内完成；漂洗液使用4～10MPa高压清洗枪喷洒。少量的不溶物氢氧化铁、氢氧化亚铁可通过高压清洗枪除去，如果PH值太高会直接在接触面形成大量的条状斑痕，极难仅使用高压清洗枪除去，则必须在碳钢管道干燥后采取机械打磨方式除去。

实施例1碳钢管道材质：L245钢；规格：DN900

碳钢管道的清洗方法，包括以下步骤：

（1）将待清洗碳钢管道水平放置，略有倾斜，比如倾斜角度可以为3°，有利于清洗液从管段内流出，在碳钢管道较低端口下方设置用于盛接清洗残液的容器，并利用压缩空气吹扫方式将碳钢管道内壁上的灰尘、杂物等清除出去。

（2）对碳钢管道内壁进行脱脂处理；具体为：用喷雾装置将脱脂液二氯乙烷均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒1小时。

（3）用酸液清洗碳钢管道内壁；具体为：用喷雾装置将酸液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒5小时，酸液采用质量分数为10%的盐酸，该盐酸中含有质量分数为0.2%的缓蚀剂LAN-826。

（4）用漂洗液喷洒清洗碳钢管道内壁，漂洗液为用磷酸调节PH值至8.5的磷酸钠水溶液，其中磷酸钠的质量分数为1.5%；喷洒清洗方法为：采用高压清洗枪喷洒碳钢管道内壁，并在10分钟之内喷洒完成，高压清洗枪的喷洒压力为10MPa。

（5）对碳钢管道内壁进行钝化处理；具体为：用喷雾装置将钝化液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒0.5小时，该钝化液是磷酸钠与亚硝酸钠的混合溶液，混合溶液中磷酸钠的质量分数为3%，亚硝酸钠的质量分数为2%。

（6）对碳钢管道内壁进行干燥处理；干燥方式为：利用风机将管段内的残余液体吹干。

（7）对碳钢管道两端封口保护。具体方式为：将管段两端开口处用塑料薄膜包覆封闭。

实施例2碳钢管道材质：L245钢；规格：DN800

碳钢管道的清洗方法，包括以下步骤：

（1）将待清洗碳钢管道水平放置，略有倾斜，在碳钢管道较低端口下方设置用于盛接清洗残液的容器，并利用高压水冲洗方式将碳钢管道内壁上的灰尘、杂物等清除出去。

（2）对碳钢管道内壁进行脱脂处理；具体为：用喷雾装置将脱脂液三氯乙烯均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒0.5小时。

（3）用酸液清洗碳钢管道内壁；具体为：用喷雾装置将酸液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒4小时，酸液采用质量分数为11%的盐酸，该盐酸中含有质量分数为0.5%的缓蚀剂LAN-826。

（4）用漂洗液喷洒清洗碳钢管道内壁，漂洗液为用磷酸调节PH值至9的磷酸钠水溶液，其中磷酸钠的质量分数为1.5%；喷洒清洗方法为：采用高压清洗枪喷洒碳钢管道内壁，并在10分钟之内喷洒完成，高压清洗枪的喷洒压力为10MPa。

（5）对碳钢管道内壁进行钝化处理；具体为：用喷雾装置将钝化液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒0.5小时，该钝化液是磷酸钠与亚硝酸钠的混合溶液，混合溶液中磷酸钠的质量分数为2.5%，亚硝酸钠的质量分数为1.5%。

（6）对碳钢管道内壁进行干燥处理；干燥方式为：强制通风2小时。

（7）对碳钢管道两端封口保护。具体方式为：将管段两端开口处用薄木板包覆封闭。

实施例3碳钢管道材质：L245钢；规格：DN1400

碳钢管道的清洗方法，包括以下步骤：

（2）对碳钢管道内壁进行脱脂处理；具体为：用喷雾装置将脱脂液异丙醇均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒1.5小时。

（3）用酸液清洗碳钢管道内壁；具体为：用喷雾装置将酸液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒8小时，酸液采用质量分数为9%的盐酸，该盐酸中含有质量分数为0.4%的缓蚀剂LAN-826。

（4）用漂洗液喷洒清洗碳钢管道内壁，漂洗液为用磷酸调节PH值至8的磷酸钠水溶液，其中磷酸钠的质量分数为1.0%；喷洒清洗方法为：采用高压清洗枪喷洒碳钢管道内壁，并在10分钟之内喷洒完成，高压清洗枪的喷洒压力为8MPa。

（5）对碳钢管道内壁进行钝化处理；具体为：用喷雾装置将钝化液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒1小时，该钝化液是磷酸钠与亚硝酸钠的混合溶液，混合溶液中磷酸钠的质量分数为2%，亚硝酸钠的质量分数为1%。

实施例4碳钢管道材质：L245钢；规格：DN1200

碳钢管道的清洗方法，包括以下步骤：

（1）将待清洗碳钢管道水平放置，略有倾斜，在碳钢管道较低端口下方设置用于盛接清洗残液的容器，并利用压缩空气吹扫方式将碳钢管道内壁上的灰尘、杂物等清除出去。

（2）对碳钢管道内壁进行脱脂处理；具体为：用喷雾装置将脱脂液丙酮均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒1小时。

（3）用酸液清洗碳钢管道内壁；具体为：用喷雾装置将酸液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒6小时，酸液采用质量分数为11%的盐酸，该盐酸中含有质量分数为0.35%的缓蚀剂LAN-826。

（4）用漂洗液喷洒清洗碳钢管道内壁，漂洗液为用磷酸调节PH值至12的磷酸钠水溶液，其中磷酸钠的质量分数为2%；喷洒清洗方法为：采用高压清洗枪喷洒碳钢管道内壁，并在10分钟之内喷洒完成，高压清洗枪的喷洒压力为4MPa。

（5）对碳钢管道内壁进行钝化处理；具体为：用喷雾装置将钝化液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒1小时，该钝化液是磷酸钠与亚硝酸钠的混合溶液，混合溶液中磷酸钠的质量分数为3%，亚硝酸钠的质量分数为2%。

（7）对碳钢管道两端封口保护。具体方式为：将管段两端开口处用三合板包覆封闭。

上述实施例1～4中，步骤（2）、（3）、（5）中，用喷雾装置将脱脂液/酸液/钝化液均匀喷洒在碳钢管道内壁上的方式为，碳钢管道内置车载式清洗设备，车载式清洗设备包括可沿碳钢管道轴线方向来回移动（可采用电机驱动或人工牵引）的清洗小车，清洗小车上设有内装上述清洗药液的耐腐蚀泵，耐腐蚀泵上通过临时软管连接有一个喷雾喷头，开启耐腐蚀泵后该泵驱动清洗药液通过喷头喷洒于管道内表面。为了节约药液，喷雾喷头向上喷出的清洗药液在管道横截面上的路径最好为约150°的扇形，这样多余的药液在重力作用下自然会沿管壁流到未被喷到药液的下部，并与下部管壁发生化学反应达到除锈钝化效果，从而提高了药液的利用率。

上述实施例1～4中步骤（3）中的漂洗液即为本发明独创的碳钢管道清洗剂，具体配方详见上述实施例中。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种碳钢管道清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

（2）对碳钢管道内壁进行脱脂处理；

（3）用酸液清洗碳钢管道内壁；

（5）对碳钢管道内壁进行钝化处理；

（6）对碳钢管道内壁进行干燥处理；

（7）对碳钢管道两端封口保护。

2.根据权利要求1所述的碳钢管道清洗方法，其特征在于，所述步骤（4）中的漂洗液喷洒清洗方法为，采用高压清洗枪喷洒碳钢管道内壁，并在10分钟之内喷洒完成，所述高压清洗枪的喷洒压力为4～10MPa。

3.根据权利要求1所述的碳钢管道清洗方法，其特征在于，所述步骤（4）中的磷酸钠水溶液中磷酸钠的质量分数为1.5%。

4.根据权利要求1所述的碳钢管道清洗方法，其特征在于，所述步骤（4）中的磷酸钠水溶液采用磷酸调节PH值至8～9。

5.根据权利要求1所述的碳钢管道清洗方法，其特征在于，所述步骤（4）中高压清洗枪的喷洒压力为10MPa。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的碳钢管道清洗方法，其特征在于，所述步骤（2）中的脱脂处理为，用喷雾装置将脱脂液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒0.5～1.5小时，所述脱脂液选自二氯乙烷、三氯乙烯、异丙醇或丙酮。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的碳钢管道清洗方法，其特征在于，所述步骤（3）中的酸液清洗方式为，用喷雾装置将酸液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒4～8小时，所述酸液选自质量分数为9～11%的盐酸，所述盐酸中含有质量分数为0.2%～0.5%的缓蚀剂LAN-826。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的碳钢管道清洗方法，其特征在于，所述步骤（5）中的钝化处理为，用喷雾装置将钝化液均匀喷洒在碳钢管道内壁上，反复喷洒0.5～1.0小时，所述钝化液选自磷酸钠与亚硝酸钠的混合溶液，混合溶液中磷酸钠的质量分数为2%～3%，亚硝酸钠的质量分数为1%～2%。

9.根据权利要求6或7或8中所述的碳钢管道清洗方法，其特征在于，用喷雾装置将脱脂液或酸液或钝化液均匀喷洒在碳钢管道内壁上的方式为，碳钢管道内置车载式清洗设备，所述车载式清洗设备包括可沿碳钢管道轴线方向来回移动的清洗小车，清洗小车上设有内装上述清洗药液的耐腐蚀泵，耐腐蚀泵上连接有喷雾喷头，所述喷雾喷头向上喷出的清洗药液在管道横截面上的路径为约150°的扇形。

10.一种碳钢管道清洗剂，其特征在于，该清洗剂为用磷酸调节PH值至8～12.5的磷酸钠水溶液，其中磷酸钠的质量分数为1%～2%。