酸洗缓蚀剂（化学清洗添加剂）的选择和应⽤
⼀、前⾔酸洗⼴泛应⽤于各个⼯业领域的不同⼯艺，如⼯业设备、管路、低压锅炉、发电⼚锅炉、中央空调等设备清洗，钢铁除锈及油⽔酸化等。由于酸洗剂对⾦属有腐蚀性，所以要添加酸洗缓蚀剂以减少或消除对⾦属的伤害。⼆、酸洗缓蚀剂的选择⼯业设备和管道为了适应⼯艺和输送介质常选⽤不同的材质。化学酸洗中根据材质的不同和结垢的类型及程度的不同分别选⽤不同的清洗介质。常⽤的⽆机清洗介质有盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸，有机清洗介质有柠檬酸、氨基磺酸、EDTA、羟基⼄酸等。众所周知，不同的酸具有不同的特点，因此需要的缓蚀剂也不相同。清洗过程的正常进⾏，不仅仅与清洗介质、⾦属材质、缓蚀剂品种有关，同时还与缓蚀剂⽤量、清洗温度、清洗流速等因素有关，⽽这⼏个因素是相互关联的，选择缓蚀剂就需要综合考虑。2.1缓蚀剂⽤量的影响缓蚀剂⽤量对⾦属腐蚀的影响⼤致有三种情况：a、⾦属的腐蚀速率随缓蚀剂⽤量增加⽽降低。有机及⽆机缓蚀剂在酸性介质中，基本都属于这种情况。实际使⽤中应结合保护效果，考虑综合效益，合理确定缓蚀剂⽤量。b、缓蚀剂的浓度和⾦属腐蚀速率的关系有极限值。即在某⼀浓度时缓蚀效果最好，浓度过低或过⾼都会使缓蚀效率降低。因此在使⽤此类缓蚀剂时，必须注意缓蚀剂不能过量。c、缓蚀剂⽤量不⾜会加速⾦属腐蚀。⼤部分氧化剂如过氧化氢、硅酸钠等属于此类缓蚀剂。对于这类缓蚀剂加量太少是危险的，必须⼗分注意。2.2清洗温度的影响a、温度升⾼，缓蚀效率显著下降。这是由于温度升⾼时，缓蚀剂的吸附作⽤明显降低，腐蚀加剧，⼤多数有机及⽆机缓蚀剂都属于这⼀情况。b、在⼀定范围内，缓蚀剂不随温度升⾼⽽改变。⽤于中性⽔溶液的⼀些⽆机缓蚀剂，其缓蚀效率⼏乎是不随温度升⾼⽽改变的。对于沉淀膜型缓蚀剂，⼀般也应在介质的沸点以下使⽤才会有较好的效果。c、随着温度的升⾼，缓蚀效率也增⾼。这可能是由于温度升⾼时，缓蚀剂可依靠化学吸附与⾦属表⾯结合，⽣成⼀种反应产物薄膜。或者是温度较⾼时，缓蚀剂易在⾦属表⾯形成⼀层类似钝化膜层，从⽽降低腐蚀速率。因此，当介质温度较⾼时，这类缓蚀剂最有实⽤价值。2.3介质流动速度的影响在⼤多数情况下，增加介质的流速将导致缓蚀效率降低。由于流量增加，导致腐蚀加速，此时缓蚀剂变成腐蚀活化剂。2.4清洗材质的影响在⼀套完整的清洗系统中，管道和设备的材质有时并不是⼀种。对于⼀些特殊设备，为了达到特定的强度、韧性、塑性或其他性能常选⽤合⾦；为了满⾜特殊⼯艺需求，⽽是多种材质共存，如海⽔淡化多效蒸发器中，同时存在着铝黄铜、316L不锈钢、钛合⾦；锅炉系统中同时存在20G、12CrMoV、15CrMo、SA210C等材质。多种材质的共存，给清洗带来了难度，同时对缓蚀剂的要求也更⾼，这种情况下有时单⼀的缓蚀剂并不能满⾜清洗的要求，需要加⼊辅助缓蚀剂。2.5氧化性因⼦的影响2.5氧化性因⼦的影响当酸洗液中存在⼀定量的溶解氧、Cu2+、Fe3+时会显著增⼤腐蚀速率。具体原理如下：4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2OFe + 2Fe3+ = 3Fe2+Cu2+ +Fe =Fe2++Cu当体系含有⼤量的Fe3+时，腐蚀速率明显加快[1]；Cu2+的存在不仅会加速腐蚀还会造成镀铜现象，所以在清洗过程中，必须选择合适的辅助缓蚀剂，来抑制这些因⼦对缓蚀效率的不良影响。2.6⼩型实验当我们根据各种条件选择好合适的缓蚀剂后，在⼯程实施时⼀定要进⾏⼩型试验，确保缓蚀效率达标后才能应⽤。这是保证酸洗质量的⼀个⾮常重要的措施，有些公司怕⿇烦或盲从某品牌，可能会造成重⼤损失。例如，某清洗公司在给华电集团某发电⼚清洗300MW机组凝汽器时，清洗后发现腐蚀率超标，并发⽣镀铜现象。请我们进⾏会诊分析时发现，该项⽬没有对缓蚀剂进⾏⼩型实验，取残留缓蚀剂进⾏测试，结果是该缓蚀剂铜的缓蚀率不达标。后追查该缓蚀剂⽣产⼚家⽢肃某公司，给的答复是：“我们的多⽤酸洗缓蚀剂LXX-XXX分两种，⼀种是适⽤于铜的，⼀种是不适⽤铜的”。实际上根据该产品说明书，应该是适⽤于铜的，我们分析，可能是⼚家为了降低成本，减少了⼀些重要成分，清洗体系中只有碳钢时，缓蚀效率影响不⼤，含有铜时，⽆法抑制电化学腐蚀和镀铜，造成缓蚀失效。三、缓蚀剂的新产品应⽤缓蚀剂作为⼀种经济适⽤和⾼效的防腐蚀⽅法，在保护资源和减少材料损失⽅⾯起着重要的作⽤[2]，特别是在化学清洗⼯作中，缓蚀剂的作⽤更是举⾜轻重。⽬前，绝⼤部分国内清洗公司没有技术研发能⼒，⼀般购买市售酸洗缓蚀剂进⾏酸洗，⽽⽬前市场上常见的酸洗缓蚀剂⼤多为⼏⼗年前的技术，很少有单位专门投⼊资源进⾏研发和创新，我国的酸洗缓蚀剂技术相较于法国、⽇本等国技术已显落后。近些年来，基于环境保护和可持续发展战略的需要，欣格瑞（⼭东）环境科技有限公司结合⼤量⼯程实践，特别是总结我国⼯业清洗⾏业中出现的缓蚀失效问题，的基础上，结合引进的国外缓蚀技术，研制出⼀批新型⼯业酸洗缓蚀剂（具体型号应⽤范围见下表3-1），这些新型缓蚀剂不仅具有稳定⾼效的缓蚀效率和安全⽅便的使⽤⽅法，⽽且在应⽤过程中符合“绿⾊化学”的要求，降低了产品的环境负荷，在⼀系列清洗⼯程中取得了良好的效果。表3-1 缓蚀剂型号及应⽤范围对照表2016年京唐钢铁委托欣格瑞（⼭东）环境科技有限公司进⾏海⽔淡化多效蒸发器清洗，该蒸发器体系中同时存在着铝黄铜、316L不锈钢、钛合⾦、碳钢，酸洗阶段采⽤⽆机酸作为主清洗剂，考虑到材质的复杂性，为了避免铜离⼦的影响，欣格瑞⼯程中⼼采⽤酸洗缓蚀剂SGR-0405和辅助缓蚀剂SGR-FH01取得了良好的效果，清洗后各材质换热管光亮、⽆镀铜、⽆过腐蚀现象，如图3-1所⽰。我们对可以购买到的所有国产酸洗缓蚀剂进⾏了⾼温缓蚀实验，基本上都难以达到理想效果。近期，湖北能源集团鄂州电⼚三期 2×1050MW超临界燃煤机组5号锅炉酸洗⼯程⽇前顺利竣⼯，此次锅炉酸洗采⽤EDTA⾼温酸洗⼯艺，采⽤欣格瑞（⼭东）环境科技有限公司⾃主研发的EDTA酸洗缓蚀剂SGR-0406，清洗结束后腐蚀速率等各项指标优良，样管表⾯⼲净⽆污物、⽆点蚀，并形成了完整致密的氧化膜，如图3-2所⽰，获得业主、总包、电建、监理、调试等各⽅⾼度评价，解决了国产缓蚀剂应⽤于⾼温清洗的难题。四、总结酸洗是⼀个看似简单实则复杂的过程，缓蚀剂在酸洗中发挥着重要的作⽤。由于酸中⾦属的腐蚀速率受清洗介质、清洗温度、流速和缓蚀剂类型等多种因素的影响，因此我们要结合前期经验，综合分析，选择最合适的缓蚀剂，做到清洗的温度、流速和缓蚀剂类型等多种因素的影响，因此我们要结合前期经验，综合分析，选择最合适的缓蚀剂，做到清洗的低耗⾼效和安全环保。
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@ 孟特鸥
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