鈦設備化學清洗與腐蝕、吸氫
化工 石油化工及海水淡化等的鈦設備與部件,由于結垢影響生產。為了提高導熱性,節約能源,以及為了防止垢下腐蝕,延長設備使用壽命,應進行化學清洗,主要是酸洗。對鈦設備化學清洗時,除了要求順利擊垢外,還要保護鈦表面免受過度侵蝕與避免吸氫以至氧脆。鈦設備化學清洗如操作工藝正確,不會有太大危害。但如不經試驗,蠻干瞎洗,有可能發生失效事故,使昂貴的鈦設備損傷與報廢。
一、鐵設備清洗原則
鈦設備化學清洗可以參考碳鋼、不銹鋼設備化學清洗的原則,但是有其特殊性:
1 通過垢樣分析,確證污垢類型;通過溶垢試驗,選擇幾種能快速有效除垢的的酸、堿及其它清洗劑,并決定清洗工序。
2 根據對鈦材防腐蝕防吸氫要求,在使用上述已初選的清洗劑時,如需要再添加合適的緩蝕劑,通過腐蝕試驗和其它試驗,確定化學清洗劑與清洗工藝。
3 從設備結構及是否與異金屬混合接觸綜合考慮,適當調整化學清洗工藝。鈦對縫隙腐蝕較為敏感,對死角與間隙處要設法清洗干凈。
4 從施工方便、安全、廢液處理容易考慮。
二、根據污垢類型選擇清洗劑
化工、石油化工、動力等行業的鈦設備常常遇到的結垢大致有碳酸鹽垢、鐵垢、硅酸鹽垢,硫酸鹽垢 催化劑沉積垢、油垢等。所選用的清洗劑的除垢機理大多是化學或電化學溶解作用,還有剝離作用與絡合作用。
1 碳酸鹽垢:常發現在冷卻器的水垢中,可用HNO 、HCI、氨基磺酸等溶液清洗。
2 鐵垢:常存在于鈦f碳鋼混合結構設備中,可用HNO:或HCI等溶液清洗。
3 硅酸鹽垢:在海水冷卻的凝汽器鈦管外表面常會堆結高硅垢,可用HNO +HF混合溶液清洗。
4 硫酸鹽垢:對鈦設備比較適宜采用EDTA、DTPA、NTA等有機絡合劑清洗。
5 催化劑或物料垢:可用檸檬酸、EDTA、DTPA、NTA 等絡合劑清洗,草酸對鈦有嚴重腐蝕。
6 油垢:用表面活性劑組成的堿性物質等。
三、根據鐵材防腐蝕防吸氫要求選擇清洗劑
通過溶垢試驗初步選定的清洗劑,還必須進行腐蝕試驗。用實際設備相應或接近的工業純鈦或鈦合金作試樣,添加和未加緩蝕劑進行比較試驗,求得腐蝕率并檢測吸氫程度。當然,鈦在常用的酸、堿、鹽類溶液中可從手冊或文獻中查得腐蝕率作為參考,但配制的混合清洗液仍需認真的進行試驗,避免失誤。
四、鈦設備化學清洗的緩蝕劑
鈦設備在還原性酸中清洗必須加入合適的緩蝕劑,以阻止鈦的活性溶解,減緩腐蝕,避免吸氫。目前為清除含硅的鐵垢有效辦法是采用硝酸+氫氟酸溶液,提高硝酸的濃度,降低氫氟酸的濃度。
五、結論
1 為提高生產效率,鈦設備結垢應進行化學清洗,但清洗工藝不當會發生腐蝕與吸氫,為此鈦設備化學清洗應正確選擇清洗劑,主要根據結垢類型與鈦防腐蝕防氫脆要求考慮。
2 鈦在硝酸中耐蝕性與抗吸氫性能優良,應首先選用。
3 鈦化學清洗過程中,腐蝕與吸氫是孿生的。
4 鈦設備經酸洗后在腐蝕介質中使用,一般比未經處理或研磨處理提高抗吸氫能力,最好用硝酸或鉻酸處理。