在整(zheng)個化(hua)學清洗工程中(zhong)，選擇和應用緩(huan)蝕劑是其中一(yi)個很重(zhong)要的環(huan)節。它(ta)不僅(jin)直接(jie)影響到化(hua)學清洗的(de)效果(guo)，更重(zhong)要(yao)的是還會影(ying)響到鍋爐(lu)的安(an)全和壽命，以及(ji)酸洗工(gong)程(cheng)的成本。因(yin)此，必(bi)須給(gei)予十分認真的(de)注意。在(zai)這裏(li)，我(wo)們把在應用緩(huan)蝕劑(ji)時必須注(zhu)意的問題歸納(na)成(cheng)下面三個方(fang)面加以(yi)介(jie)紹。

一、正确選擇緩蝕(shi)劑

酸洗(xi)緩(huan)蝕劑(ji)的品(pin)種很多，使用時，必須(xu)根據(ju)清洗鍋爐的(de)自(zi)然條件(如鍋爐(lu)的結(jie)構、材料的(de)成分、垢的(de)性質(zhi)及組成等)和初(chu)步确定的工藝(yi)條件(酸的(de)種類及濃度(du)、清(qing)洗溫(wen)度、可(ke)能達(da)到的(de)最高流速以及(ji)要求達到的清(qing)洗水(shui)準等(deng))，選定(ding)在性能上能滿(man)足或基本(ben)滿足要求(qiu)的緩(huan)蝕劑(ji)。

酸性緩(huan)蝕劑的很多(duo)性能(neng)都是(shi)有一定的适用(yong)範圍(wei)和條件的(de)，不(bu)是一成不變(bian)的。例(li)如:緩蝕劑的緩蝕效(xiao)率(這(zhe)是緩蝕劑最重(zhong)要的性能)是在某一固定(ding)實驗(yan)條件下(xia)，根據添(tian)加和不添(tian)加緩(huan)蝕劑(ji)時的(de)腐蝕速率(lü)的相對比(bi)值求出來的。因此，一提到緩蝕(shi)效率就(jiu)一(yi)定要(yao)注意(yi)是在什麽(me)體系(xi)(材料的牌(pai)号和成分，酸的(de)種類(lei)和濃度)、什(shi)麽條件(溫(wen)度、流(liu)速、緩(huan)蝕劑(ji)濃度(du))下得(de)到的。商品(pin)酸洗緩蝕(shi)劑的(de)說明(ming)書往往隻給出一些(xie)緩蝕(shi)效率(lü)，而沒有同(tong)時給出求(qiu)緩蝕效率的條(tiao)件，這(zhe)就要求酸洗工(gong)作者(zhe)查清(qing)它們(men)的實驗條件，并把它(ta)們的适用(yong)範圍同初(chu)步确(que)定的工藝(yi)條(tiao)件(jian)逐一對照(zhao)，隻有(you)這樣才能保證(zheng)緩蝕劑的實際(ji)效果。

小孔腐蝕(shi)和氫脆(cui)的(de)發生更要(yao)引起(qi)酸洗(xi)工程人(ren)員(yuan)的注(zhu)意。确(que)定(ding)某一緩(huan)蝕劑對(dui)某(mou)一鋼材有(you)無小孔(kong)腐(fu)蝕現(xian)象發(fa)生，一(yi)定要在添加足(zu)量的(de)fe3+(一般(ban)爲1000ppm左右)的(de)條件下進(jin)行試驗。在fe3+爲零(ling)的酸(suan)溶(rong)液中觀(guan)察不到小孔并不等(deng)于(yu)在實際酸洗條件(jian)下不(bu)發生(sheng)小(xiao)孔腐蝕(shi)。因此(ci)，對于(yu)商品緩蝕(shi)劑說明書(shu)所介(jie)紹的情況必須(xu)結合實際(ji)情況進(jin)行審(shen)定(ding)。必要時(shi)，酸洗工程人(ren)員(yuan)要進行一些小型試驗(yan)，以(yi)确定選(xuan)用的(de)緩蝕劑的各項(xiang)性能是否(fou)滿足自己(ji)的(de)要求。

在(zai)選用酸性(xing)緩蝕(shi)劑時(shi)，除了緩蝕(shi)效率(lü)、局(ju)部(bu)腐(fu)蝕(shi)的指标外，還要綜合考慮(lü)其他(ta)一些性能(neng)。例如，在人口密集的(de)市區進行鍋爐(lu)清洗，就必(bi)須選(xuan)用沒有特殊臭(chou)味、毒性盡可能(neng)低的(de)緩蝕劑，以(yi)減少在(zai)酸洗過程中及酸洗後(hou)帶來的污染。

二(er)、正确使用酸性(xing)緩蝕劑(ji)

當工藝(yi)條件(jian)和緩蝕劑(ji)确定(ding)之後(hou)，還有(you)一個正(zheng)确使用緩蝕劑的問題(ti)。否(fou)則(ze)即使(shi)是性(xing)能适宜的緩蝕劑，如果得不到正确的使用，同樣收不到(dao)良好(hao)的效果。

正(zheng)确使(shi)用緩蝕劑主要表現在對(dui)酸洗(xi)條件的控(kong)制上(shang)。說得确切一點，就是根據工藝(yi)參數選定了合适的緩蝕(shi)劑之後，實(shi)際酸洗時(shi)就應該反過來根據緩蝕劑的(de)性能(neng)限(xian)定酸(suan)洗工藝參數可能的變動(dong)範圍。例(li)如，當(dang)确定(ding)酸洗是在(zai)5%hcl、50℃條件下進(jin)行，所選用的緩蝕劑(ji)在40～60℃、4～7%hcl中(zhong)對碳(tan)鋼管的緩蝕效(xiao)率爲(wei)98～99%。那(na)麽(me)，要保(bao)證确實收到98～99%的(de)緩蝕效率，就必(bi)須保證(zheng)在整個(ge)酸洗(xi)操作(zuo)中，酸(suan)的濃度(du)最(zui)高不得超(chao)過7%，溫度不(bu)得超過60℃。在正(zheng)常的酸(suan)洗期間做(zuo)到這(zhe)一點(dian)并不十分(fen)困難(nan)。但是(shi)在進酸(suan)、配(pei)酸過(guo)程以及預加(jia)熱(re)等這些操(cao)作中(zhong)要嚴格做(zuo)到這(zhe)一點就(jiu)不十分(fen)容易了。必須在(zai)工藝操(cao)作中(zhong)采(cai)取一(yi)些(xie)必要的(de)措施。還(hai)必須注(zhu)意，在(zai)這裏講“不(bu)得超過”不僅僅(jin)是指(zhi)觀測點測(ce)量到的和取樣點分析(xi)得到的(de)數據(ju)，而是指包括任何一個局(ju)部的整個酸洗系統和任何一(yi)瞬間(jian)都(dou)不(bu)超過(guo)規定(ding)的參數。

正(zheng)确使(shi)用緩(huan)蝕劑(ji)的另一(yi)個重要(yao)的問題是(shi)緩蝕劑濃(nong)度。

緩蝕劑(ji)的任(ren)何性能都(dou)隻有在緩蝕劑(ji)達到某一濃(nong)度以後才表現出(chu)來。因此，要(yao)保證緩蝕效果，就不(bu)僅隻看多(duo)少噸(dun)酸液加了多(duo)少(shao)公斤(jin)緩蝕劑，更(geng)重要的是(shi)要看(kan)緩蝕(shi)劑的分配是否(fou)均勻(yun)。一定(ding)要避免(mian)某(mou)一局部緩(huan)蝕劑濃度(du)偏高，另一些局(ju)部濃(nong)度又偏低(di)的不(bu)均(jun)勻現象(xiang)發生。緩蝕劑濃(nong)度往(wang)往是(shi)無法用化學方法測(ce)定的。其濃(nong)度的(de)控(kong)制主要(yao)是從(cong)加入方式(shi)上(shang)加(jia)以保(bao)證。緩(huan)蝕劑(ji)的添(tian)加方式，應(ying)根據(ju)選(xuan)用緩蝕(shi)劑性(xing)能的不同(tong)而異，可(ke)以預(yu)先加入到水(shui)中，也(ye)可以預(yu)先加入到濃(nong)酸(suan)中(zhong)或在(zai)加酸的(de)同時加(jia)入緩蝕劑。無(wu)論(lun)哪一(yi)種方式，都(dou)必須(xu)使緩蝕劑的加入速度同進入(ru)鍋(guo)爐的酸液成(cheng)一定的比(bi)例。這樣，當(dang)整個鍋爐充(chong)滿酸液的同時(shi)，緩蝕劑也正好按規定(ding)量均勻地分配在整(zheng)個(ge)酸洗系(xi)統中(zhong)。緩蝕劑的(de)加入(ru)可以用人(ren)工從酸箱口加(jia)入，也可以用計(ji)量泵(beng)同酸(suan)管并(bing)行注入(ru)到酸洗(xi)系統中。有(you)條件(jian)的地方，采用後(hou)一種方式(shi)爲好(hao)，這樣既(ji)能(neng)保證(zheng)添加緩蝕劑的質量，又(you)省工安(an)全。

三、正(zheng)确評定(ding)緩蝕(shi)劑

要想在實驗室鑒定緩(huan)蝕劑的緩蝕性(xing)能，必須建立能(neng)夠反映酸洗基(ji)本特征的(de)試(shi)驗方法(fa)。這些方法對于(yu)酸洗工藝條件要(yao)盡可能的(de)簡(jian)化和相對(dui)固定(ding)。而對于那(na)些影(ying)響緩蝕劑(ji)性能的主要因(yin)素則(ze)要嚴格加以模(mo)拟。隻有這(zhe)樣得到的(de)結果才具有工業應(ying)用的參考價值(zhi)。現将幾個評定(ding)緩蝕劑的(de)實驗(yan)方法介紹(shao)于下(xia):

1.靜态腐蝕(shi)試驗(yan)方法(fa)

靜态腐蝕(shi)試驗(yan)方法是簡(jian)便易(yi)行而又十(shi)分重要的方法。它之所(suo)以(yi)重要(yao)，是因爲這種方法能(neng)夠很好地(di)反映出(chu)鍋爐酸(suan)洗時腐(fu)蝕過(guo)程(cheng)的主要特征——氫去極化引起的(de)腐蝕過程。在沒有添加(jia)緩蝕劑(ji)的酸洗液中，靜态試驗得到的腐蝕速率(lü)幾乎(hu)完全(quan)是由(you)氫去(qu)極化引起的。添(tian)加緩(huan)蝕劑對這(zhe)一腐蝕速(su)率的(de)改變，也(ye)就表明(ming)該緩蝕劑(ji)對氫去極化的(de)腐蝕(shi)過程的抑(yi)制(zhi)能(neng)力。

具(ju)體步驟如(ru)下:先選定(ding)進行(hang)試驗(yan)的樣品，樣品(pin)的化學(xue)成分(fen)和金相組織必須同(tong)酸洗(xi)的鍋(guo)爐材料一緻。加(jia)工成适(shi)當(dang)的大(da)小，一般爲20×50毫米(mi)。用機(ji)械(xie)磨(mo)光或(huo)化學清(qing)洗的方(fang)法除(chu)去樣品上的鏽(xiu)層，以(yi)保證(zheng)完(wan)全(quan)裸露出潔(jie)淨的金屬表面(mian)，再用200～400号砂紙仔細磨(mo)光(guang)，表面無明顯劃痕和小(xiao)孔。把制(zhi)備(bei)好的(de)樣品(pin)用丙酮(tong)或無水酒(jiu)精(jing)除去油污，并(bing)用吹風機吹(chui)幹，用熱風(feng)幹燥後的(de)樣品(pin)要放入幹燥器内冷卻到(dao)室溫(wen)後用(yong)分析(xi)天平精确(que)稱重(這一(yi)重(zhong)量(liang)就是腐蝕(shi)前重(zhong))。将稱完重量的(de)樣品(pin)放入(ru)盛有一(yi)定(ding)體積的酸(suan)液(ye)，并(bing)預先(xian)恒(heng)定(ding)在試驗溫(wen)度的玻璃(li)燒(shao)杯(bei)或塑(su)料瓶(ping)中進(jin)行腐(fu)蝕試驗。酸(suan)溶液(ye)的種(zhong)類、濃度和(he)溫度要同(tong)鍋爐(lu)實際酸洗(xi)工藝條件(jian)一緻(zhi)。試驗樣(yang)品在試(shi)驗容器(玻璃燒(shao)杯或塑料瓶)中(zhong)不要卧(wo)放，而(er)應(ying)懸挂或(huo)直立。經過一(yi)定時間以(yi)後(該(gai)時間即爲腐蝕試驗時間(jian))，取出樣品(pin)并洗(xi)淨，再經過丙酮(tong)或無水酒(jiu)精清(qing)除水分(fen)并用與(yu)試驗前(qian)相同的(de)方法幹(gan)燥(zao)、冷卻(que)，待完全恢(hui)複到(dao)室溫後(hou)又精确稱其重量(liang)(這一(yi)重量就是腐蝕(shi)後重(zhong))。根據腐蝕前後重(zhong)量(liang)的變(bian)化就可計算出腐蝕速率。再根據添加緩蝕劑(ji)和未加緩蝕(shi)劑(ji)腐蝕速(su)率(lü)的變(bian)化計(ji)算出緩蝕(shi)效率，計算公式(shi)如下(xia):

式中:
     k——腐蝕(shi)速率(lü)[克(ke)/米2·時]；

     g0——腐(fu)蝕前樣品的重量[克(ke)]；

     g——腐(fu)蝕後樣(yang)品的重量[克]；

     s——樣品的表面積[米(mi)2]；

     h——腐蝕試驗時間(jian)[小時]。

     式中(zhong):q——緩蝕(shi)劑的緩蝕效率(lü)[%]；

     k0——未添加緩蝕劑時的腐蝕速率(lü)[克/米(mi)2·時]；

k1——添(tian)加緩(huan)蝕劑後的腐蝕速率[克/米2·時]。

2.動(dong)态腐蝕(shi)試驗方(fang)法(fa)

鍋爐酸洗并(bing)不完(wan)全是在靜止溶液中(zhong)進行(hang)的，甚至應該說(shuo)更多的時間是在溶(rong)液以(yi)一定(ding)流速的動态條(tiao)件下(xia)進行的。因(yin)此，研(yan)究(jiu)溶液流動對緩(huan)蝕劑性(xing)能的(de)影響，是把(ba)靜态(tai)試驗結(jie)果(guo)應用于鍋(guo)爐實際酸(suan)洗(xi)的重要(yao)步驟(zhou)。

溶液流動(dong)是動(dong)态試(shi)驗方(fang)法的(de)主(zhu)要特(te)征(zheng)。但是，流動(dong)對腐(fu)蝕發生影(ying)響的(de)具體(ti)途徑則可(ke)以是完全(quan)不同(tong)的。可以(yi)作如(ru)下兩種假設(she)，一是(shi)緩蝕劑(ji)的緩蝕(shi)效率(lü)直接受溶(rong)液流動的影響(xiang)。如果是這(zhe)樣，溶(rong)液的(de)流(liu)動速度(du)就成爲動态試(shi)驗中(zhong)的決定性(xing)影(ying)響因素，隻要(yao)是在(zai)能使溶液(ye)以一(yi)定速度流(liu)動的任(ren)何一種(zhong)試驗裝(zhuang)置(zhi)中進行(hang)試(shi)驗，都應該(gai)能夠反映出這一規(gui)律(lü)。另(ling)一種(zhong)假設是，一些受(shou)擴散(san)速(su)度影響的因素(如前面(mian)談到(dao)的氧、fe3+的陰(yin)極去極化)，必然也要受(shou)溶液流(liu)動速度(du)的影響(xiang)。但是，對于這種(zhong)影響(xiang)途徑，溶(rong)液(ye)流動(dong)就(jiu)不是唯(wei)一起作用的因素了(le)。除流速外，還取決于能夠(gou)影響(xiang)到擴散速度的那些(xie)因素的作用(yong)。對腐蝕(shi)速率(lü)的影響是溶液(ye)的流動速(su)度和影響(xiang)擴(kuo)散速度(du)的(de)那(na)些因(yin)素相互作(zuo)用的(de)總的(de)結果。從這一觀點出(chu)發，對(dui)于動态試(shi)驗(yan)的(de)要求，就不(bu)僅僅(jin)是溶液以(yi)一定速度(du)流動，還必(bi)須保(bao)證影響擴(kuo)散速度的其他(ta)因素(su)都能反映(ying)出實際(ji)酸(suan)洗的特點(dian)，隻有這樣(yang)實驗結果才具(ju)有實際參考的(de)價值。例如，氧引(yin)起的腐蝕(shi)，就可(ke)能因爲實(shi)驗裝置的(de)不合理(如(ru)酸箱敞開而溶液攪(jiao)動又(you)十分(fen)劇烈、酸液的體積和(he)樣品面積之比過于大等(deng))而變(bian)得比鍋(guo)爐(lu)實際(ji)酸洗(xi)時嚴重得(de)多。

對于動(dong)态試(shi)驗(yan)裝(zhuang)置，較爲合理的應如(ru)圖12所設計的那(na)樣。這(zhe)種裝置的特點是(shi)全密封系統(tong)，它比較好地模拟了鍋爐(lu)酸洗(xi)時的主要特征。動态試驗(yan)的實(shi)驗(yan)程(cheng)序和(he)數據的處理同(tong)靜(jing)态腐蝕試驗(yan)基本一樣(yang)。隻(zhi)是(shi)多了(le)一個流速(su)的選(xuan)定和(he)控制(zhi)這一(yi)因(yin)素，對于(yu)流動速(su)度的确(que)定保(bao)證(zheng)試驗(yan)段(duan)的速度(du)同(tong)鍋爐(lu)酸洗工藝所規(gui)定的流速範圍(wei)一(yi)緻(zhi)，一般在0.1～1米(mi)/秒之(zhi)間。

利(li)用靜态和動态腐蝕(shi)試驗可以(yi)進行(hang)通氮除氧和通(tong)氧的試驗，以查明氧(yang)濃度對(dui)腐(fu)蝕速率的(de)影響。也可以進(jin)行添加不(bu)同濃度的(de)fe3+的試(shi)驗(yan)，用以觀(guan)測fe3濃度的影響和小(xiao)孔腐(fu)蝕發(fa)生的情況(kuang)。fe3+添加(jia)濃度一般爲300～1000ppm，最(zui)高不超過(guo)2000ppm。

3.氫脆(cui)試驗(yan)方法

了(le)解(jie)氫滲入金屬後(hou)引起(qi)材料機械(xie)性能發生變化(hua)的試(shi)驗方法通(tong)常有兩種。一種(zhong)是拉(la)伸試驗法(fa)，另一種(zhong)是彎折(she)試驗法。

拉伸試(shi)驗法是将(jiang)與鍋(guo)爐熱交(jiao)換管化學成分和(he)金相組織(zhi)完(wan)全相同的鋼(gang)棒(bang)，加工成(cheng)标(biao)準拉伸試樣(yang)，用材(cai)料試(shi)驗機(ji)慢速将試樣拉(la)斷，測量斷口處斷面(mian)的直徑，計算出該試(shi)樣未(wei)受氫(qing)影響時的(de)斷面收縮(suo)率，計算公式如下:

式中:ψ——金(jin)屬(shu)材(cai)料的斷(duan)面(mian)收(shou)縮率[%]；

d0——标(biao)準拉伸試樣的(de)直徑(試驗段)[毫(hao)米]；

d1——拉伸(shen)後試樣(yang)斷口(kou)的(de)直徑[毫(hao)米(mi)]。

再将另(ling)一些(xie)同樣(yang)的(de)樣(yang)品放(fang)入添加有緩蝕(shi)劑的酸(suan)溶液中進行(hang)腐蝕試驗(yan)，一般爲1～2小時後(hou)，取出樣品很快(kuai)洗淨、擦幹(不得(de)加熱)再到材料(liao)試驗機上(shang)以同樣的速度(du)将試(shi)樣拉斷，求出在(zai)酸液中腐蝕後的試(shi)樣的斷面(mian)收縮率(lü)。根據試驗前後斷面收(shou)縮率的變(bian)化來(lai)判斷(duan)氫脆發生(sheng)的大小(xiao)。可以用氫脆(cui)系(xi)數這一(yi)指标來定量表(biao)示，氫(qing)脆系數(shu)是(shi)金屬(shu)在該(gai)條件(jian)下發生(sheng)氫(qing)脆程(cheng)度的(de)表(biao)征，計算(suan)公(gong)式如(ru)下:

式中(zhong):η——氫脆系數[%]；

ψ0——腐蝕(shi)試驗前樣(yang)品的(de)斷面收縮率[%]；

ψ1——腐蝕試驗後樣品(pin)的斷面收縮率[%]。

一般(ban)，η小(xiao)于20%，可以(yi)認爲是(shi)安(an)全的(de)，大于20%則(ze)被認爲有明顯氫(qing)脆現(xian)象發(fa)生，數值越(yue)大則氫(qing)脆現象(xiang)越嚴(yan)重。這種緩(huan)蝕劑的(de)使用就(jiu)值得慎重考慮(lü)。

進行(hang)這個(ge)實驗(yan)時必(bi)須注(zhu)意，從(cong)酸中取出試樣後，要(yao)迅(xun)速(su)處理(li)，并立(li)即在材料試(shi)驗(yan)機上以慢(man)的速度(du)拉(la)斷，中間間隔時(shi)間不(bu)宜過長。因爲滲入金(jin)屬中的氫(qing)是可逆的，這段(duan)時間一長，已(yi)經(jing)滲入金屬内部(bu)的氫還會跑出，使原來已(yi)經變得比(bi)較脆(cui)的試(shi)樣還可以(yi)得到(dao)一定程度上的(de)恢複。如果腐蝕(shi)試驗(yan)後，不(bu)能立(li)即進行拉伸時(shi)，必須(xu)将(jiang)試樣在(zai)低溫下保(bao)存。最(zui)好是在(zai)-10℃的鹽-冰(bing)體系中保存，但(dan)不(bu)能夠直接同(tong)水接觸。

檢查氫脆的(de)另一(yi)個方(fang)法是彎折法。彎折試驗(yan)是在一個能夠将(jiang)試樣(yang)固定，并準确向兩個方向(xiang)做180°或90°彎折的機(ji)器上進行的(de)。試樣的(de)材(cai)料(liao)一般選用(yong)對氫脆更敏(min)感的高強度(du)彈簧(huang)鋼絲，截成(cheng)10厘米(mi)一段作爲實驗(yan)樣品(pin)。高(gao)強(qiang)度彈(dan)簧鋼絲的強度(du)比一(yi)般鍋爐用(yong)鋼高(gao)許(xu)多(duo)，在一般情況(kuang)下(xia)，氫脆發(fa)生的敏感性(xing)是與材料的強度成(cheng)正比(bi)的。如(ru)果在鋼絲(si)上觀(guan)察不到氫脆現(xian)象的發(fa)生，那麽(me)對于(yu)鍋(guo)爐(lu)用鋼(gang)則可以認爲是(shi)安全(quan)的(de)，這(zhe)就是(shi)我們選用彈簧鋼絲的原因。實(shi)驗程序同(tong)拉伸法基(ji)本相同，分(fen)别求出在酸中(zhong)腐蝕(shi)和未腐蝕(shi)的(de)樣(yang)品彎斷時(shi)的彎折(she)次數，根(gen)據彎(wan)斷次(ci)數的(de)變化可以判斷(duan)鋼絲(si)發生氫脆(cui)的程度，腐蝕後(hou)彎斷的彎折次數越(yue)少(shao)，說(shuo)明氫脆現象越(yue)嚴重(zhong)，和未(wei)腐蝕一樣(yang)或僅僅減(jian)少1～2次，則說明氫脆現象不嚴重(zhong)。這種(zhong)方法(fa)是(shi)檢查緩蝕劑(ji)抑制滲氫(qing)能力的比(bi)較簡(jian)便的方法(fa)。但是，它的精度與重現性比拉伸法(fa)要差一些(xie)。我們(men)可以用重(zhong)複多(duo)次試驗取平均(jun)值的方法(fa)來克(ke)服這(zhe)一缺點。由(you)于試驗簡(jian)單，重(zhong)複試(shi)驗是很容(rong)易進行的。

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