CN114737194A - 一种不锈钢材料的表面修复方法 - Google Patents
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Abstract
一种不锈钢材料的表面修复方法，包括，步骤一，对工件表面进行化学除油，和步骤二，电化学清洗工件表面的积碳和胶质类物，所述步骤一为通过超声波清洗进行清洗，所述步骤二为通过电解槽进行清洗。本发明提出了一种不锈钢材料的表面修复方法。先除油，再除碳和胶质，在先除油的基础上增加电化学清洗去除不锈钢工件表面剩余的积碳和胶质，得到干净的不锈钢工件表面，达到循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及材料修复技术领域，尤其是一种不锈钢材料的表面修复方法。
背景技术
在石油化工炼油装置中，设备使用过程中很多部件表面会出现结焦和积垢，使塔内件传质传热效率等性能下降，同时导致设备压降升高，能耗增大；这些内件的表面需要进行清理，以继续使用。
现有的技术只是针对未使用的不锈钢表面进行处理，使用氢氧化钠溶液和含碱蚀活性剂的溶液进行化学除油和碱蚀处理：氢氧化钠的溶液浓度为6.5％～8％；含碱性活性剂溶液的浓度为0.3％～0.5％，碱性活性剂为乙氧基改性聚三硅氧烷；化学除油和碱蚀处理10～15分钟；水洗使用80～85℃的水进行清洗3～5分钟。
现有技术处理用到的清洗药剂只是针对日常不锈钢加工过程中沾染的机油、冷却油等油污。对于在炼油设备中使用过一个周期(3～4年)的塔内件的表面的结焦和积垢并不能彻底清除，结焦和积垢的成分大部分为碳、油污、胶质的混合物，其混合物部分已渗入部件表层，积碳和胶质等化学性能很稳定并不能与氢氧化钠等反应。
发明内容
为克服现有的缺陷，本发明提出了一种不锈钢材料的表面修复方法。
一种不锈钢材料的表面修复方法，包括，步骤一，对工件表面进行化学除油，和步骤二，电化学清洗工件表面的积碳和胶质类物，所述步骤一为通过超声波清洗进行清洗，所述步骤二为通过电解槽进行清洗。
其中，化学除油的步骤为，制备除油液，
工件放入放置除油液的超声波清洗槽中，超声波有效功率33kW/m3，清洗液温度60～90℃；超声清洗时间30分钟，工件起挂进入下一步，
工件放入放置清水的超声波清洗槽中，超声波有效功率25kW/m3，水温50℃，超声清洗时间20分钟，工件起挂进入下一步，
工件放入流水洗槽，清水充分鼓泡10分钟，除油清洗完成。
其中，电化学清洗工件表面的积碳和胶质类物的步骤为，
制备电化学清洗液，
工件放入放置电化学清洗液的电解槽中，电解槽两侧铺设材质为不锈钢304的电极板，电极板连接负极，工件通过挂具连接正极，接通直流电源，电流为15A/m2，通电时间5～8分钟，工件起挂进入下一步，
利用高压水枪，压力5MPa，冲洗掉工件表面的电解后残留残渣和电解药水，工件起挂进入下一步，
工件放入清水槽，水充分鼓泡清洗1～10分钟，工件起挂进入下一步，工件放入流水槽，水充分鼓泡清洗1～10分钟，完成清洗。
其中，除油液为氢氧化钠和碱性活性剂混合溶液，其中氢氧化钠浓度为6.5％～8％，碱性活性剂浓度为0.3％～0.5％，其中，碱性活性剂为乙氧基改性聚三硅氧烷。
其中，电化学清洗液为铬酸酐和磷酸混合溶液，其铬酸酐的浓度为10％～15％，磷酸的浓度为5％～8％。
本发明提出了一种不锈钢材料的表面修复方法。先除油，再除碳和胶质，在先除油的基础上增加电化学清洗去除不锈钢工件表面剩余的积碳和胶质，得到干净的不锈钢工件表面，达到循环利用。
附图说明
图1为化学除油的步骤流程示意图。
图2为电化学清洗的步骤流程示意图。
图3为电解槽清洗装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种不锈钢材料的表面修复方法进行详细描述。
一种不锈钢材料的表面修复方法，包括，步骤一，对工件表面进行化学除油，和步骤二，电化学清洗工件表面的积碳和胶质类物，其特征在于，所述步骤一为通过超声波清洗进行清洗，所述步骤二为通过电解槽进行清洗。
图1示出，化学除油的步骤为，制备除油液，
工件放入放置除油液的超声波清洗槽中，超声波有效功率33kW/m3，清洗液温度60～90℃；超声清洗时间30分钟，工件起挂进入下一步，
工件放入放置清水的超声波清洗槽中，超声波有效功率25kW/m3，水温50℃，超声清洗时间20分钟，工件起挂进入下一步，
工件放入流水洗槽，清水充分鼓泡10分钟，除油清洗完成。
图2和图3示出，电化学清洗工件表面的积碳和胶质类物的步骤为，
制备电化学清洗液，
工件放入放置电化学清洗液的电解槽中，接通直流电源，电解槽两侧铺设材质为不锈钢304的电极板，电极板连接负极，工件通过挂具连接正极，电流为15A/m2，通电时间5～8分钟，工件起挂进入下一步，
利用高压水枪，压力5MPa，冲洗掉工件表面的电解后残留残渣和电解药水，工件起挂进入下一步，
工件放入清水槽，水充分鼓泡清洗1～10分钟，工件起挂进入下一步，工件放入流水槽，水充分鼓泡清洗1～10分钟，完成清洗。
其中，除油液为氢氧化钠和碱性活性剂混合溶液，其中氢氧化钠浓度为6.5％～8％，碱性活性剂浓度为0.3％～0.5％，其中，碱性活性剂为乙氧基改性聚三硅氧烷。
其中，电化学清洗液为铬酸酐和磷酸混合溶液，其中铬酸酐的浓度为10％～15％，磷酸的浓度为5％～8％。
实施例：
中国石化长岭分公司常减压装置减压塔填料清洗复用。减压塔第四段(内径φ9800)填料清洗复用，涉及填料型号数量：FB-EXⅢ填料7.6m3、CDP-EXⅢ填料135.8m3。材质：317L
清洗步骤：
一、化学除油
1、除油液配制：在超声波清洗槽配置碱性除油液：氢氧化钠浓度8％，碱性活性剂浓度为0.5％，碱性活性剂为乙氧基改性聚三硅氧烷；溶液配置好后升温至80℃恒温。
2、将整理好的填料块放入挂具中后放置于超声波溶液槽内，每次放4块,共约0.4m3，开启超声波，超声波清洗30分钟后起挂，放入放置清水的超声波清洗槽中，水温50℃，超声清洗时间20分钟，起挂进入流水洗槽，清水充分鼓泡10分钟，除油清洗完成。
二、电化学除积碳、胶质
1、配制电解液：其中铬酸酐的浓度为15％，磷酸的浓度为8％。
2、电解槽1内每间隔200mm距离设置一块电极板3(304材质)，电极板接通整流机(24V1000A)负极。填料片4放置在挂具2内，片与片不能有重叠，每个挂具放5片填料，挂具置入间距200mm两负极板中间位置，挂具接通整流机正极，工件挂具和单边电极板的间距60～80mm。
3、每次放5挂，填料片4表面积约为25m2，开启整流机，电流设置15A/m2，通电时间5分钟，起挂后放置在空置槽中，空置槽两侧设置高压水喷头(水压约5MPa)，冲洗1分钟，起挂进入清水槽鼓泡1分钟，起挂，进入流水槽鼓泡1分钟，起挂，清洗完成。清洗过程中需检测电解液浓度，随着电解液浓度的下降可适当延长通电时间和增大电流，当溶液浓度低于设定值需及时补充铬酸酐和磷酸。
通过以上步骤清洗后：
1)填料表面呈现原317L不锈钢金属表面颜色。
2)检测的标准为清洗后的填料每平方分米上的油斑面积＜10％。
3)清洗后所有填料随机抽样检测，填料表面的油污油垢层厚度＜5微米。
利用超声波加除油液能有效去除深层的油污，提高清洗效率，同时增加了工件表面的导电性，尔后对于工件表层的渗碳、积碳、胶质等化学稳定物质通过电解得到了干净的金属表面，同时不损害材料的机械性能。
最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。
Claims (5)
1.一种不锈钢材料的表面修复方法，包括，
步骤一，对工件表面进行化学除油，
步骤二，电化学清洗工件表面的积碳和胶质类物，其特征在于，所述步骤一为通过超声波清洗进行清洗，所述步骤二为通过电解槽进行清洗。
2.根据权利要求1所述的不锈钢材料的表面修复方法，其特征在于，所述化学除油的步骤为，
制备除油液，
工件放入放置除油液的超声波清洗槽中，超声波有效功率33kW/m3，清洗液温度60～90℃；超声清洗时间30分钟，工件起挂进入下一步，
工件放入放置清水的超声波清洗槽中，超声波有效功率25kW/m3，水温50℃，超声清洗时间20分钟，工件起挂进入下一步，
工件放入流水洗槽，清水充分鼓泡10分钟，除油清洗完成。
3.根据权利要求1所述的不锈钢材料的表面修复方法，其特征在于，所述电化学清洗工件表面的积碳和胶质类物的步骤为，
制备电化学清洗液，
工件放入放置电化学清洗液的电解槽中，电解槽两侧铺设材质为不锈钢304的电极板，电极板连接负极，工件通过挂具连接正极，接通直流电源，电流为15A/m2，通电时间5～8分钟，工件起挂进入下一步，
利用高压水枪，压力5MPa，冲洗掉工件表面的电解后残留残渣和电解药水，工件起挂进入下一步，
工件放入清水槽，水充分鼓泡清洗1～10分钟，工件起挂进入下一步，
工件放入流水槽，水充分鼓泡清洗1～10分钟，完成清洗。
4.根据权利要求2所述的不锈钢材料的表面修复方法，其特征在于，所述除油液为氢氧化钠和碱性活性剂混合溶液，其中氢氧化钠浓度为6.5％～8％，碱性活性剂浓度为0.3％～0.5％，其中，碱性活性剂为乙氧基改性聚三硅氧烷。
5.根据权利要求3所述的不锈钢材料的表面修复方法，其特征在于，所述电化学清洗液为铬酸酐和磷酸混合溶液，其中铬酸酐的浓度为10％～15％，磷酸的浓度为5％～8％。
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