CN106191876A - 一种换热系统设备的清洗钝化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种换热系统设备的清洗钝化方法,包括如下步骤,清洗前准备,清洗剂的配置,依次加入有机膦酸、聚羧酸共聚物、乌洛托品及水,开动搅拌杆,搅拌约40min,即可;化学清洗打开所要清洗的设备的进出口管道阀门投加清洗剂、表面活性剂,清洗8‑15h;检测洗净率达90%,除垢率达90%以上后钝化少量换水,投加钝化助剂,控制循环水pH在5.5‑6.0,经过8‑12h后钝化完成,即可完成换热系统设备的清洗钝化。该发明的过程简单,稳定性好,试用范围广,钝化效果快速高效并能有效节约水资源。
Description
技术领域
本发明属于化工领域,主要涉及换热系统设备的清洗与防腐的方法,尤其涉及冷却系统。
背景技术
化学清洗是一项用化学方法使金属管道与设备的表面恢复清洁状态的技术。对新建装置投产前或旧系统恢复运行时,清除堆积在换热设备与管道内的灰土、泥沙、杂质,金属表面的锈蚀与结垢产物等,为设备钝化创造一个良好的环境,也是长期正常运行的必要手段。
钝化是一项用化学方法使金属管道与设备的表面形成防护层的方法,设备和管道表面,特别是酸洗和钝化合格后得管道,可利用钝化的方法加以保护,钝化工作的要求类同于酸洗过程。对于清洗后碳钢材质的钝化膜质量,用酸性硫酸铜(CuSO4)点滴液检验(红点法)。用点滴液点滴钝化表面,点滴液由蓝色变为红色的时间不小于5秒为合格。
特别强调的是,清洗与钝化用的废水不能随意排放,以防污染环境。
发明内容
本发明主要用于金属表面有一定氧化物、氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐等污染物清洗的清洗液,降低清洗后的换水量、可以快速钝化、钝化效果优秀的钝化助剂及其使用方法。
本发明的发明人为了解决上述问题,对于清洗液与清洗方法进行了研究,结果发现通过使用特定的清洗液及与之相配合的钝化助剂可以将上述污染物有效的去除,同时可以在少量换水的条件下在常温快速高效的完成设备的钝化。
本发明适用于中央空调系统、冷却水系统的碳钢与不锈钢等换热器,及部分液体输送管道。本发明适用于冷态的清洗钝化及清洗钝化的温度条件为室温。
本发明涉及一种清洗剂及一种钝化助剂:
其中清洗剂为:有机膦酸使用浓度为10—40份;聚羧酸共聚物5—20份、乌洛托品0-200份及适量的水等
钝化助剂为:三聚磷酸钠0-50份;聚羧酸共聚物0—30份;锌盐50-150份——该盐选自硫酸锌、氯化锌及适量的水等。
首先在生产水中加入清洗剂,加入量为0.01%—1%,开泵保持循环,用硫酸调节pH为3.0—5.0。具体加入量与清洗条件视污染物类型与污染程度而定。
有机膦酸可以与钙、铁良好的结合,加上其他分散剂与表面活性剂,从而保证金属表面的污染物被有效的去除,同时使钝化有一个优秀的界面环境。
清洗时间约为8-12h,具体时间视污染物类型、污染程度,循环水的流速及金属的表面结构而定。清洗时间不足,金属表面会残留不少污染物同时影响钝化效果,清洗时间过长,金属的腐蚀会不断加剧,从而对换热器造成损害。
在清洗完成之后,少量换水使得铁含量小于20ppm或更低,在水中加入清洗助剂,加入量为0.01%—1%,用硫酸调节pH:5.0—7.0。具体加入量与钝化条件视钝化水体的水质而定。
有机膦、聚磷酸盐、锌盐可以与水中的钙、铁离子形成稳定、致密的化合物附着在金属表面,从而减少或防止金属与液体相交液面的腐蚀。
钝化时间为8-12h,具体时间视设备材质、循环水的流速及金属的表面结构而定。钝化时间不足,金属表面无法形成致密的钝化膜来保护内部的材质;钝化时间过长,金属的表面的界面可能会造成腐蚀。
具体实验方式
实施例1
循环水系统清洗钝化(清洗水量3000m2)。
(1)清洗前准备 系统循环水浊度已低于10NTU,且集水池液位已调至最低液位,逐一确认系统循环水泵、补排水阀门、pH计等设备仪表能正常操作,并能确保最大排污量和最大补水量。耐酸碱劳动防护用品准备到位,相关人员及安全防护措施准备到位。
(2)清洗剂的配置 依次加入HEDP 90Kg、HPMA 30Kg、POCA 15Kg,乌洛托品600Kg及、2250KG水,开动搅拌杆,搅拌约40min,静置十分钟后即可装桶。
(3)化学清洗 检查关闭排污阀,打开换热设备(铜材质换热设备除外)的进出口管道阀门,并确保系统管道通畅。尽量调小或关闭循环水系统的补水阀门,将循环水池液位维持在最低液位,但要保证系统安全正常运行。在系统集水池泵入口附近,分别一次性缓慢投加3000kg清洗剂、萘磺酸钠25kg,保证其完全溶解。系统循环1小时后,在系统集水池泵入口附近,分批、缓慢、多点均匀加入浓硫酸,将循环水pH值调至3.5左右。待循环水pH值达到控制范围后,开始计时,并在投加药剂的集水池泵入口上游分别装入碳钢和不锈钢材质的污染挂片和腐蚀挂片。在清洗过程中,根据循环水pH值的变化随时缓慢补加浓硫酸,严格控制循环水pH在3.0-4.0,清洗时间约为10h左右。
(4)清洗效果 结束清洗,取出挂片,测定腐蚀率、清洗率。挂片腐蚀率为0.098mma,洗净率达97%。通过监测管得除垢率达98%。
(5)钝化 清洗后少量换水,并加入纯碱调节pH至5.5。一次性缓慢投加钝化助剂A(三聚磷酸钠)与钝化助剂B(AA/AMPS);质量浓度分别为0.0125%与0.0025%。根据循环水pH值的变化随时缓慢补加浓硫酸,严格控制循环水pH在5.5-6.0,经过约8h后钝化完成。
(6)钝化效果 钝化结束,将清洗液排入污水,通过打开换热器看可以观察到设备内表面整体主体为黄色,有大量蓝紫色光晕。酸性CuSO4点滴法变蓝时间为18s。
实施例2
单台清洗钝化(换热面积5m2,清洗水量1.0m2)。
(1)水压检漏 将需要化学清洗的热交换器进出口管拆移开,用带法兰的胶管连接热交换器待清洗面与循环泵和循环水箱。清洗回路中注入纯水,水量的多少以循环箱内水面没过固定的水线标志且回水管中有水返回循环箱为限。注意低点排污,高点放空,水压检漏与水冲洗同时进行,用水在系统满负荷循环,巡回检查系统中的法兰、阀门、焊缝及联接点是否泄漏,如有泄漏应及时处理,直至无泄漏为止。
(2)清洗剂、钝化剂的配置 依次加入HEDP 30Kg、PAPEMP 10Kg、HPMA 10Kg、乌洛托品200Kg及、750KG水,开动搅拌杆,搅拌约40min,静置十分钟后即可装桶。
加入三聚磷酸钠45kg、硫酸锌120kg,开动搅拌,搅拌约30min,即可装桶即为钝化剂A。
(3)化学清洗 水冲洗结束后,然后开启清洗泵循环,建立“清洗箱→清洗泵→换热器→清洗箱”循环,并分别一次性缓慢投加清洗剂投加,质量浓度为0.8%。系统循环一段时间后,在清洗水箱中分批、缓慢、多点均匀加入浓硫酸,将循环水pH值调至4.5左右(4.0-5.0)。系统循环清洗1-2小时后,将进出口换方向,再循环1-2小时,清洗过程中,经常性地清除清洗水箱表面浮物及池底沉淀物,防止堵塞管道。在清洗过程中,及时监测循环水pH值、电导率和铁含量的变化(如下表所示)和挂片表面的变化情况,并根据循环水pH值的变化随时缓慢补加浓硫酸,严格控制循环水pH在4.5,清洗时间约为8小时。
(4)清洗效果 结束清洗,取出挂片,测定腐蚀率、清洗率。挂片腐蚀率为0.056mma,洗净率达98%。通过监测管得除垢率达99%。
(5)钝化 清洗后少量换水,并加入纯碱调节pH至5.5。一次性缓慢投加钝化助剂A与钝化助剂B(AA/AMPS)保证其完全溶解在清洗水箱中,使用的质量浓度分别为0.09%与0.01%;钝化pH为5.5-6.0。经过约10h后钝化完成
(6)钝化效果 钝化结束,将清洗液排入污水,通过打开换热器看可以观察到设备内表面整体为淡蓝色,局部透黄或紫色。酸性CuSO4点滴法变蓝时间为21s。
Claims (7)
1.一种换热系统设备的清洗钝化方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)清洗前准备,系统循环水浊度已低于10 NTU,且集水池液位已调至最低液位,逐一确认系统循环水泵、补排水阀门、pH计设备仪表能正常操作,并能确保最大排污量和最大补水量,耐酸碱劳动防护用品准备到位,相关人员及安全防护措施准备到位;
(2)清洗剂的配置 依次加入有机膦酸、聚羧酸共聚物、乌洛托品及水,开动搅拌杆,搅拌约40min,静置十分钟后即可装桶;
(3)化学清洗 检查关闭排污阀,打开所要清洗的设备的进出口管道阀门,并确保系统管道通畅一次性投加清洗剂、表面活性剂,保证其完全溶解,系统循环1小时后,在系统集水池泵入口附近,分批、缓慢、多点均匀加入浓硫酸,将循环水pH值调至3.0-4.0,待循环水pH值达到控制范围后,开始计时,在清洗过程中,根据循环水pH值的变化随时补加浓硫酸,严格控制循环水pH在3.0-4.0,清洗8-15h;
(4)清洗效果 检测洗净率达90%,除垢率达90%以上;
(5)钝化 清洗后少量换水,换水量在原料总量的0.1-5%,并加入纯碱调节pH至5.5,一次性投加钝化助剂;根据循环水pH值的变化随时缓慢补加浓硫酸,严格控制循环水pH在5.5-6.0,经过约8-12h后钝化完成,即可完成换热系统设备的清洗钝化。
2.权利要求1所述的换热系统设备的清洗钝化方法,其特征在于,按重量份计,有机膦酸为10-40份,聚羧酸共聚物5-20份,乌洛托品0-200份,水30-100份。
3.权利要求2所述的换热系统设备的清洗钝化方法,其特征在于,所述的有机膦酸为羟基乙叉二膦酸(HEDP)、氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、多氨基多醚基亚甲基膦酸(PAPEMP)的一种或几种;所述的羧酸共聚物为水解聚马来酸酐(HPMA)、聚天冬氨酸(PASP)、膦酰基羧酸共聚物(POCA)一种或几种。
4.权利要求1所述的换热系统设备的清洗钝化方法,其特征在于,所述的钝化助剂包括如下重量份的原料组成:三聚磷酸钠30-100份;聚羧酸共聚物10—40份;锌盐0-300份,所述的锌盐为硫酸锌和/或氯化锌。
5.权利要求4所述的换热系统设备的清洗钝化方法,其特征在于,所述的聚羧酸共聚物为AA/AMPS,即丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物。
6.权利要求1所述的换热系统设备的清洗钝化方法,其特征在于,所述的表面活性剂聚羧酸盐、萘磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、NNO中的任意一种。
7.权利要求1所述的换热系统设备的清洗钝化方法,其特征在于,所述的清洗设备包括中央空调系统、冷却水系统的碳钢与不锈钢换热器,及液体输送管道。
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