CN104073818B - 一种电子束冷床炉水冷管道变压内循环酸洗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子束冷床炉水冷管道变压内循环酸洗的方法，属于工程技术领域。采用如下步骤：（1）、将相同材质的管道用耐酸碱耐压皮管连接，并形成进出口；（2）、在二台能提供高低压力的耐腐蚀泵的出口处分别装上单向阀，将其并接后将进出液口分别与溶液池出口及耐酸碱耐压皮管进口连接，并将耐酸碱耐压皮管出口与溶液池进口连接，将需清洗的管道与耐腐蚀泵及溶液池形成一个闭回路；等等。本发明能保证电子束冷床炉水冷管道性能恢复至生产需要水平，被清洗管道表面获得良好抗腐蚀性能，并能保证管道获得良好的清洁度。
Description
技术领域
本发明公开了一种电子束冷床炉水冷管道（碳钢管、不锈钢波纹管、铜管、皮管）变压内循环酸洗的方法，属于工程技术领域。
背景技术
钛合金是一种具有密度低、比强高、耐高温、耐腐蚀，机械性能和工艺性能好等一系列优点的工程结构材料。鉴于其具有的特性及现代航空的要求，钛合金在航空工业中用量迅速增长，为此合金的冶金质量显得越来越重要。不少的飞行事故是由于钛合金的冶金缺陷导致其性能失效造成的。这些缺陷与目前采用的真空自耗电弧熔炼是息息相关的。
电子束冷床熔炼技术是将电子束与冷床相结合，在高真空条件下进行熔炼的冶金技术。与真空自耗电弧熔炼技术不同的是用一个可以进行精炼的冷床把原料的熔化和铸锭浇铸分开。因此，其可以根据不同的工艺要求，进而设置一支或多支电子枪，冷床也可以有不同的结构设计保证其精炼净化功能的实现。电子枪是电子束冷床炉的核心部分，其工作原理是依靠钨丝产生电子轰击阴极块产生电子云，经由高压加速聚焦后形成电子束，这些电子束具有很高的动能，当将电子束照射到物料时，被加速的电子所具有的动能瞬间转化为内能，进而短时间内将物料熔化。当产生持续的电子束时，可连续熔化物料。由于电子束聚焦面积小，局部能量过高，为此在提供熔化所需的能量及散发的能量外，多余的能量必须及时带走，要不然大量的熔化热会使坩埚、冷床等与高温物料直接接触的部件严重变形，损坏，造成整个系统无法运行。其次，扩散泵得不到及时的冷却还存在爆炸的危险。因此，要保证生产人员的安全，保证安全生产，就必需确保这些部件水冷部件正常工作。所以，电子束冷床炉在运行一定的周期后，须及时对水冷部件进行清洗。以保证设备正常运行所需要提供水冷效果，保证人员安全及设备运行正常。
通过对现有技术文献的检索，关于变压内循环酸洗电子束冷床炉水冷管道（碳钢管、不锈钢波纹管、铜管、皮管）的方法研究，尚未发现相关报导。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够使电子束冷床炉水冷管道恢复至生产需求水平的变压内循环酸洗管道的方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电子束冷床炉水冷管道变压内循环酸洗的方法，采用如下步骤：
（1）、将相同材质的管道用耐酸碱耐压皮管连接，并形成进出口；
（2）、在二台能提供高低压力的耐腐蚀泵的出口处分别装上单向阀，将其并接后将其进出液口分别与溶液池出口及耐酸碱耐压皮管进口连接，并将耐酸碱耐压皮管出口与溶液池进口连接，将需清洗的管道与耐腐蚀泵及溶液池形成一个闭回路；
（3）在溶液池中注入一定量的水，开启低压耐腐蚀泵，检查各接头均无泄漏后，关闭低压耐腐蚀泵，开启高压耐腐蚀泵。检查各接头均无泄漏后，将在溶液池中加入NaOH进行脱脂处理；
（4）、脱脂完成后，用高压清水进行清洗；
（5）、对脱脂完成后清洗干净的管道进行气顶，即吹干管道的余水，进行酸液清洗，在酸洗过程中加入缓蚀剂；
（6）、酸洗完成后，用高压清水进行清洗；
（7）、钝化处理，钝化处理完成后，用高压清水进行清洗，氩气吹干。
所述步骤(2)中高低压力的耐腐蚀泵能提供的极限压力分别为0.3MPa，0.5MPa。
所述步骤(3)中脱脂处理特征为：将溶液池中的液体加热至50~55℃，NaOH质量分数为5~10%，开启低压力耐腐蚀泵50~60min。
所述步骤(5)中酸液清洗特征为：酸液清洗时间为180~360min，酸洗过程中，高低压力耐腐蚀泵轮换开启时间间隔为10min，碳钢管及皮管、不锈钢波纹管、铜管的酸液质量百分比分别为：20~25%HCl+0.5%H3PO4，10%HCl，20~25%HCl+2.5~3.0%HF，余量为水。
所述步骤(7)中钝化过程中铜管、不锈钢波纹管及碳钢管钝化液的质量分数配比分别为：4%~6%CuSO4+12%~15%CH3COOH+1%K2Cr2O7，5%HNO3+1%K2Cr2O7+4~6%NaNO3。
所述步骤(4)、（6）、（7）中高压水清洗压力为0.5MP，清洗时间为5min。
本发明清洗方法中，引入了高压纯水清洗及氩气干燥步骤。在清洗过程中，水流可以除去附着管道内表面的异物，氩气吹干可以保证管内干燥、整洁，可获得良好的表面质量。
本发明的优点是：
（1）能有效解决管道内的阻塞；
（2）清理后的管道可立即投入使用；
（3）清理后的管道可获得良好的表面质量；
（4）清理后的管道可获得良好的清洁度；
（5）清理后的管道可延长使用年限；
（6）操作相对简单，无需要拆卸原有管道，工作量小。
具体实施方式
一种电子束冷床炉水冷管道（碳钢管、不锈钢波纹管、铜管、皮管）变压内循环酸洗的方法，包括以下步骤：
（1）、将相同材质的管道用耐酸碱耐压皮管连接，并形成进出口，方便输入不同的酸洗液及钝化液；
（2）、在二台能提供高低压力的耐腐蚀泵的出口处分别装上单向阀，将其并接后将其进出液口分别与溶液池出口及耐酸碱耐压皮管进口连接，并将耐酸碱耐压皮管出口与溶液池进口连接，将需清洗的管道与耐腐蚀泵及溶液池形成一个闭回路，提供一个清洗液可循环的管路，并提供高低压力冲洗模式；
（3）在溶液池中注入一定量的水，开启低压耐腐蚀泵，检查各接头均无泄漏后，关闭低压耐腐蚀泵，开启高压耐腐蚀泵。检查各接头均无泄漏后，将在溶液池中加入NaOH进行脱脂处理，去除油脂；
（4）、脱脂完成后，用高压清水进行清洗，去除管内异物；
（5）、对脱脂完成后清洗干净的管道进行气顶，即吹干管道的余水，进行酸液清洗，在酸洗过程中加入缓蚀剂，吹干净管道水分，方便正确配制清洗液，加入缓蚀剂是为了防止酸液对管壁过度腐蚀；
（6）、酸洗完成后，用高压清水进行清洗，去除遗留在管壁上的酸液，避免氯离子对管壁的应力腐蚀；
（7）、钝化处理，钝化处理完成后，用高压清水进行清洗，氩气吹干，使清洗完成后的活性金属离子丧失活性，增强管道的耐蚀能力，恢复管壁的清洁度。
所述步骤(2)中高低压力的耐腐蚀泵能提供的极限压力分别为0.3MPa，0.5MPa。
所述步骤(3)中脱脂处理特征为：将溶液池中的液体加热至50~55℃，NaOH质量分数为5~10%，开启低压力耐腐蚀泵50~60min。
所述步骤(5)中酸液清洗特征为：酸液清洗时间为180~360min，酸洗过程中，高低压力耐腐蚀泵轮换开启时间间隔为10min，碳钢管及皮管、不锈钢波纹管、铜管的酸液质量百分比分别为：20~25%HCl+0.5%H3PO4，10%HCl，20~25%HCl+2.5~3.0%HF，余量为水。
所述步骤(7)中钝化过程中铜管、不锈钢管及碳钢管钝化液的质量分数配比分别为：4%~6%CuSO4+12%~15%CH3COOH+1%K2Cr2O7，5%HNO3+1%K2Cr2O7
+4~6%NaNO3。
所述步骤(4)、（6）、（7）中高压水清洗压力为0.5MP，清洗时间为5~10min。
实施例1：
以碳钢管（SA105GRB）为例说明：
（1）、将全部的碳钢管冷却水路的管道用耐酸碱耐压皮管连接，并形成进出口；
（2）、在2台能提供高低压力的耐腐蚀泵的出口处分别装上单向阀，将其并接后将其进出液口分别与溶液池出口及耐酸碱耐压皮管进口连接，并将耐酸碱耐压皮管出口与溶液池进口连接，将（1）中连接好的进出口与耐腐蚀泵及溶液池出进口连接形成一个闭回路；
（3）在溶液池中注入一定量的水，开启低压耐腐蚀泵，检查各接头均无泄漏后，关闭低压耐腐蚀泵，开启高压耐腐蚀泵。检查各接头均无泄漏后，将在溶液池中的水加热至55℃，配制质量分数为6%的NaOH溶液，并开启低压力的耐腐蚀泵，开启时间为50~60min；
（4）、脱脂完成后，用压力为0.5MPa的应急清水对脱脂管道进行清洗；
（5）、对脱脂完成后清洗干净的管道进行气顶，即吹干管道的余水，进行酸液清洗，酸液的质量分数配比为0~25%HCl+0.5%H3PO4，余量为水。在酸洗过程中如出酸口若出现浅绿色加入缓蚀剂，每隔5min测量溶液池中的PH值，每隔10min轮换开启高低压力耐腐蚀泵。当进出口PH值处于高的平稳值则加入HCl，若PH值处较低的平稳值则停止酸洗，酸洗时间为240~360min；
（6）、酸洗完成后，用压力为0.5MPa的应急清水对管道进行清洗，去除遗留在管壁上的酸液，避免氯离子对管壁的应力腐蚀；
（7）、对酸洗完成的管道进行钝化处理，钝化液的质量分数配比为：5%HNO3+1%K2Cr2O7+4~6%NaNO3，钝化时间为3min,钝化完成后用压力为0.5MPa应急清水冲刷管内壁5min，用氩气吹干管道内壁。
若管道长期不使用，经检查管壁内无异物后，可以采用管套对管进行封口，若要使用，可即时使用。
实施例2：
以不锈钢波纹管（A316L）为例说明：
（1）、将全部的不锈钢波纹管冷却水路的管道用耐酸碱耐压皮管连接，并形成进出口；
（2）、在2台能提供高低压力的耐腐蚀泵的出口处分别装上单向阀，将其并接后将其进出液口分别与溶液池出口及耐酸碱耐压皮管进口连接，并将耐酸碱耐压皮管出口与溶液池进口连接，将（1）中连接好的进出口与耐腐蚀泵及溶液池出进口连接形成一个闭回路；
（3）在溶液池中注入一定量的水，开启低压耐腐蚀泵，检查各接头均无泄漏后，关闭低压耐腐蚀泵，开启高压耐腐蚀泵。检查各接头均无泄漏后，将在溶液池中的水加热至55℃，配制质量分数为8%的NaOH溶液，并开启低压力的耐腐蚀泵，开启时间为50~60min；
（4）、脱脂完成后，用压力为0.5MPa的应急清水对脱脂管道进行清洗；
（5）、对脱脂完成后清洗干净的管道进行气顶，即吹干管道的余水，进行酸液清洗，酸液的质量分数配比为10%HCl，余量为水。在酸洗过程中如出酸口若出现浅绿色加入缓蚀剂，每隔5min测量溶液池中的PH值，每隔10min轮换开启高低压力耐腐蚀泵。当进出口PH值处于高的平稳值则加入HCl，若PH值处较低的平稳值则停止酸洗，酸洗时间为240~300min；
（6）、酸洗完成后，用压力为0.5MPa的应急清水对管道进行清洗，去除遗留在管壁上的酸液，避免氯离子对管壁的应力腐蚀；
（7）、对酸洗完成的管道进行钝化处理，钝化液的质量分数配比为：5%HNO3+1%K2Cr2O7+5%NaNO3，钝化时间为3min,钝化完成后用压力为0.5MPa应急清水冲刷管内壁5min，用氩气吹干管道内壁。
若管道长期不使用，经检查管壁内无异物后，可以采用管套对管进行封口，若要使用，可即时使用。
实施例3：
以铜管为例说明：
（1）、将全部的铜管冷却水路的管道用耐酸碱耐压皮管连接，并形成进出口；
（2）、在2台能提供高低压力的耐腐蚀泵的出口处分别装上单向阀，将其并接后将其进出液口分别与溶液池出口及耐酸碱耐压皮管进口连接，并将耐酸碱耐压皮管出口与溶液池进口连接，将（1）中连接好的进出口与耐腐蚀泵及溶液池出进口连接形成一个闭回路；
（3）在溶液池中注入一定量的水，开启低压耐腐蚀泵，检查各接头均无泄漏后，关闭低压耐腐蚀泵，开启高压耐腐蚀泵。检查各接头均无泄漏后，将在溶液池中的水加热至55℃，配制质量分数为10%的NaOH溶液，并开启低压力的耐腐蚀泵，开启时间为50~60min；
（4）、脱脂完成后，用压力为0.5MPa的应急清水对脱脂管道进行清洗；
（5）、对脱脂完成后清洗干净的管道进行气顶，即吹干管道的余水，进行酸液清洗，酸液的质量分数配比为20~25%HCl+2.5~3.0%HF，余量为水。在酸洗过程中如出酸口若出现浅绿色加入缓蚀剂，每隔5min测量溶液池中的PH值，每隔10min轮换开启高低压力耐腐蚀泵。当进出口PH值处于高的平稳值则加入HCl，若PH值处较低的平稳值则停止酸洗，酸洗时间为180~280min；
（6）、酸洗完成后，用压力为0.5MPa的应急清水对管道进行清洗，去除遗留在管壁上的酸液，避免氯离子对管壁的应力腐蚀；
（7）、对酸洗完成的管道进行钝化处理，钝化液的质量分数配比为：4%~6%CuSO4+12%~15%CH3COOH+1%K2Cr2O7，钝化时间为3min,钝化完成后用压力为0.5MPa应急清水冲刷管内壁5min，用氩气吹干管道内壁。
若管道长期不使用，经检查管壁内无异物后，可以采用管套对管进行封口，若要使用，可即时使用。
Claims (4)
1.一种电子束冷床炉水冷管道变压内循环酸洗的方法，其特征在于，采用如下步骤：
（1）、将相同材质的管道用耐酸碱耐压皮管连接，并形成进出口；
（2）、在二台能提供高低压力的耐腐蚀泵的出口处分别装上单向阀，将其并接后将进出液口分别与溶液池出口及耐酸碱耐压皮管进口连接，并将耐酸碱耐压皮管出口与溶液池进口连接，将需清洗的管道与耐腐蚀泵及溶液池形成一个闭回路；其中高低压力的耐腐蚀泵能提供的极限压力分别为0.5MPa，0.3MPa；
（3）、在溶液池中注入一定量的水，开启低压耐腐蚀泵，检查各接头均无泄漏后，关闭低压耐腐蚀泵，开启高压耐腐蚀泵；检查各接头均无泄漏后，将在溶液池中加入NaOH进行脱脂处理；
（4）、脱脂完成后，用高压清水进行清洗；
（5）、对脱脂完成后清洗干净的管道进行气顶，即吹干管道的余水，进行酸液清洗，酸液清洗时间为180~360min，酸洗过程中，高低压力耐腐蚀泵轮换开启时间间隔为10min，碳钢管的酸液质量百分比为：20~25%HCl+0.5%H3PO4，余量为水；不锈钢波纹管的酸液质量百分比为10%HCl，余量为水；铜管的酸液质量百分比为：20~25%HCl+2.5~3.0%HF，余量为水；在酸洗过程中加入缓蚀剂；
（6）、酸洗完成后，用高压清水进行清洗；
（7）、钝化处理，钝化处理完成后，用高压清水进行清洗，氩气吹干。
2.按权利要求1所述的一种电子束冷床炉水冷管道变压内循环酸洗的方法，其特征在于，步骤(3)中脱脂处理特征为：将溶液池中的液体加热至50~55℃，NaOH质量分数为5~10%，开启低压力耐腐蚀泵50~60min。
3.按权利要求1所述的一种电子束冷床炉水冷管道变压内循环酸洗的方法，其特征在于，所述步骤(7)，步骤（7）中钝化过程使用的铜管钝化液的质量分数配比为：4%~6%CuSO4+12%~15%CH3COOH+1%K2Cr2O7，不锈钢管及碳钢管钝化液的质量分数配比为5%HNO3+1%K2Cr2O7+4~6%NaNO3。
4.按权利要求1所述的一种电子束冷床炉水冷管道变压内循环酸洗的方法，其特征在于，步骤(4)、（6）、（7）中高压水清洗压力为0.5MPa，清洗时间为5~10min。
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