在整個化學(xué)清洗工程中(zhong)，選擇和應用(yòng)緩蝕劑是其(qi)中⚽一個很重(zhong)要的環節。它(ta)不僅直接影(ying)響到化學清(qing)洗的效果，更(gèng)重要的是還(hai)🔴會影響到鍋(guo)爐的安全和(hé)壽命，以及酸(suān)洗工程的成(cheng)本。因🈲此，必須(xū)給予十分認(ren)真的注意。在(zai)這裏，我們把(bǎ)在應用緩蝕(shí)劑🌈時必須注(zhu)意的問題歸(guī)納成下面三(sān)個方面加以(yi)介紹。

一、正确(què)選擇緩蝕劑(ji)

酸洗緩蝕劑(ji)的品種很多(duo)，使用時，必須(xu)根據清洗鍋(guō)爐的自然條(tiáo)件(如鍋爐的(de)結構、材料的(de)成分、垢的性(xing)質及組成等(deng))和初步💔确定(dìng)的工藝條件(jian)(酸的種類及(ji)濃度、清洗溫(wēn)度、可能達到(dào)的最高流速(su)以及要求達(dá)😍到的清洗水(shuǐ)準等)，選定在(zai)性能上能滿(man)足或基本滿(man)🍉足要求的緩(huǎn)蝕劑。

酸性緩(huan)蝕劑的很多(duō)性能都是有(you)一定的适用(yòng)範圍和條件(jiàn)的，不是一成(cheng)不變的。例如(rú):緩蝕劑的緩(huan)蝕效率(這是(shi)緩蝕劑最重(zhòng)要的性能)是(shì)在某一固定(ding)實驗條件下(xià)，根據添加和(hé)不添加緩蝕(shi)劑時的腐蝕(shí)速率的相對(dui)比值求出來(lái)的。因此，一提(ti)到緩蝕😍效率(lǜ)就一定要注(zhu)意是在什麽(me)體系📧(材料的(de)牌号和成分(fèn)，酸的種類和(he)濃度)、什麽條(tiáo)件(溫度、流速(sù)、緩蝕劑濃度(dù))下得到的。商(shang)品酸洗緩蝕(shí)劑的說明書(shu)往往隻給出(chu)一些緩蝕效(xiao)率，而沒有同(tong)🚶‍♀️時給出求緩(huan)蝕效🏃‍♀️率㊙️的條(tiao)件，這🏃就要求(qiu)酸💜洗工作者(zhě)查清它們♻️的(de)實驗條件，并(bing)把它們的适(shi)用範圍同📱初(chū)步确定的工(gong)藝條件逐一(yī)對照🧡，隻有這(zhe)樣才能保證(zhèng)緩蝕劑的實(shí)際效果。

小孔(kong)腐蝕和氫脆(cui)的發生更要(yao)引起酸洗工(gōng)程人員的注(zhu)意🔴。确定某一(yi)緩蝕劑對某(mǒu)一鋼材有無(wú)小孔腐蝕現(xian)象發生，一🌏定(ding)要在添加足(zú)量的Fe3+(一般爲(wei)1000ppm左右)的條件(jian)下進行試🐇驗(yan)。在Fe3+爲零的酸(suān)溶液中觀察(chá)不到小孔并(bìng)不等于在實(shi)際酸洗條件(jiàn)下不發生小(xiǎo)孔腐蝕。因此(cǐ)，對于商品緩(huǎn)蝕劑說明書(shu)所介紹的情(qíng)況必須結合(hé)實際情⁉️況進(jin)行審定。必要(yao)時，酸洗工程(chéng)人員要進行(háng)一些小型試(shì)驗，以确定選(xuǎn)用的緩蝕劑(jì)的各項性能(néng)是否滿足自(zi)己🐉的要求。

在(zai)選用酸性緩(huǎn)蝕劑時，除了(le)緩蝕效率、局(jú)部腐蝕的指(zhi)标外，還💘要綜(zong)合考慮其他(tā)一些性能。例(lì)如，在人口🥵密(mi)集的市區進(jin)行鍋爐清洗(xǐ)，就必須選用(yong)沒有特殊臭(chou)味、毒性盡可(kě)能低的🏃‍♀️緩蝕(shí)劑，以減少在(zai)酸洗過程😄中(zhong)及酸洗♊後帶(dài)來的污染。

二(èr)、正确使用酸(suān)性緩蝕劑

當(dāng)工藝條件和(hé)緩蝕劑确定(dìng)之後，還有一(yi)個正确使用(yòng)緩蝕劑的問(wen)題。否則即使(shi)是性能适宜(yí)的緩蝕劑，如(ru)果得不🧑🏽‍🤝‍🧑🏻到正(zheng)确的使用，同(tóng)樣收不到良(liáng)好的效果。

正(zhèng)确使用緩蝕(shi)劑主要表現(xiàn)在對酸洗條(tiáo)件的控制上(shang)。說得🥰确切一(yi)點，就是根據(ju)工藝參數選(xuǎn)定了合适的(de)緩蝕劑🐇之後(hòu)，實際酸洗時(shí)就應該反過(guo)來根據緩蝕(shi)劑的性能限(xiàn)定酸洗🈚工藝(yi)參數可能的(de)變動範圍。例(lì)如，當确定酸(suan)洗是在5%HCl、50℃條件(jiàn)下進行，所選(xuan)用的緩蝕劑(jì)在40～60℃、4～7%HCl中對碳鋼(gāng)管的緩蝕效(xiào)率爲98～99%。那麽，要(yào)保證确實收(shōu)到98～99%的緩蝕效(xiào)率，就必須保(bǎo)證在整個酸(suan)洗操作中💞，酸(suān)的濃度最高(gāo)不得超過7%，溫(wen)度不得超過(guò)60℃。在正常的酸(suān)洗期間做到(dào)這一點并不(bú)十分困難。但(dan)是在進酸、配(pei)酸過程以及(ji)預加熱等這(zhe)些㊙️操作中要(yao)嚴格做到🚶這(zhe)一點就不十(shí)分容易了。必(bì)須在工藝操(cāo)作中采取一(yi)些必要的措(cuo)施。還必須注(zhu)👅意，在這裏講(jiǎng)“不得超過”不(bú)僅♌僅是指觀(guān)測點測量到(dao)的🏃‍♂️和取樣點(diǎn)分析得到的(de)數據，而❓是指(zhi)包括任何一(yī)個局部的整(zheng)個酸洗系💛統(tǒng)和任何一瞬(shun)間都不超過(guò)規定的參數(shu)。

正确使用緩(huǎn)蝕劑的另一(yī)個重要的問(wen)題是緩蝕劑(jì)濃度。

緩蝕劑(ji)的任何性能(neng)都隻有在緩(huan)蝕劑達到某(mǒu)一濃度以後(hòu)才💔表⭕現出來(lái)。因此，要保證(zheng)緩蝕效果，就(jiu)不僅隻看多(duō)少✌️噸酸液加(jia)了多少公斤(jīn)緩蝕劑，更重(zhòng)要的是要看(kàn)緩蝕劑的分(fen)配是否均勻(yun)。一定要避免(mian)某一局部緩(huan)蝕劑濃度偏(pian)高，另一些局(ju)部濃度❗又偏(piān)低的不均勻(yún)現象發生。緩(huan)蝕劑濃度往(wang)往是✊無法用(yòng)化學方法測(cè)定的㊙️。其濃度(dù)的控制主要(yào)是從加入方(fang)式上加以保(bǎo)證☂️。緩蝕劑🔞的(de)添加方式，應(yīng)根據選用緩(huan)蝕劑🔞性🎯能的(de)不同而異，可(ke)以預先加入(rù)到水中🔱，也可(kě)以預🔴先加入(rù)到濃酸中或(huo)在加酸的同(tóng)時加入緩蝕(shi)🔆劑。無論哪一(yī)種方式，都必(bì)須使🔞緩蝕劑(jì)的加入速度(du)同進入鍋爐(lú)的酸液成一(yī)定的🤞比例。這(zhè)樣，當整個鍋(guō)爐充🔴滿酸液(yè)的同時，緩蝕(shí)劑也正好按(an)👣規定量均勻(yun)地分配在整(zheng)個酸洗系統(tong)中。緩蝕劑的(de)加入🍓可以用(yong)人工🔴從酸箱(xiang)口加入，也可(ke)以用計量泵(beng)同酸管并行(hang)注入到酸洗(xi)系統中。有條(tiao)件的地方，采(cai)用後一種方(fāng)式爲好，這樣(yàng)既能保證添(tian)加緩蝕劑的(de)質量，又省工(gong)安全。

三、正确(què)評定緩蝕劑(ji)

要想在實驗(yàn)室鑒定緩蝕(shí)劑的緩蝕性(xing)能，必須建立(li)能夠反映酸(suan)洗基本特征(zhēng)的試驗方法(fa)。這些方法對(duì)于酸洗工藝(yi)條件要盡可(kě)能的簡化和(hé)相對固定。而(er)⛷️對于那些影(yǐng)響緩蝕劑性(xing)能的主要因(yīn)✂️素則要嚴格(gé)👈加以模拟。隻(zhi)有這樣得到(dào)的結果才具(jù)有工業應用(yòng)的參考價值(zhi)。現将幾個評(píng)定緩蝕劑的(de)實驗方法介(jie)紹于下:

1.靜态(tai)腐蝕試驗方(fang)法

靜态腐蝕(shi)試驗方法是(shì)簡便易行而(ér)又十分重要(yao)的方法📱。它之(zhi)所㊙️以重要，是(shì)因爲這種方(fāng)法能夠很好(hao)地👨‍❤️‍👨反映出鍋(guo)🆚爐酸洗時腐(fu)蝕過程的主(zhu)要特征——氫去(qù)極🧑🏾‍🤝‍🧑🏼化引起的(de)腐蝕過程。在(zai)沒有添加緩(huǎn)蝕劑的酸洗(xǐ)液中，靜态試(shi)驗得到的腐(fu)蝕速率幾乎(hū)完全👅是由氫(qing)去🔞極化引起(qǐ)的。添加緩蝕(shi)劑對這一腐(fǔ)蝕速率的改(gǎi)變，也就表明(ming)該⛷️緩蝕劑對(dui)氫去極化的(de)腐蝕過程的(de)抑制能力。

具(ju)體步驟如下(xià):先選定進行(hang)試驗的樣品(pǐn)，樣品的化📞學(xué)❄️成分和金相(xiang)組織必須同(tóng)酸洗的鍋爐(lu)材料一緻。加(jiā)工成适當的(de)大小，一般爲(wei)20×50毫米。用機械(xie)磨光或化㊙️學(xue)清洗的方法(fǎ)🐪除去樣品上(shang)的鏽層，以保(bao)證完全裸露(lu)出潔淨的金(jīn)屬表面，再用(yòng)200～400号砂紙仔細(xì)‼️磨光，表面⭐無(wu)明顯劃痕和(he)小孔。把制備(bei)好的樣品用(yong)丙酮或無水(shuǐ)酒精除去油(you)污，并用吹風(feng)機吹幹，用熱(rè)風幹燥後⭐的(de)樣品要放入(ru)幹燥器内冷(lěng)卻到室溫後(hòu)用分析天平(ping)精确稱重(這(zhè)一重量就是(shì)腐蝕前重)。将(jiāng)❌稱完重量🐇的(de)樣品放入盛(sheng)有一定體積(jī)的♉酸液，并預(yù)先恒定在✂️試(shì)驗溫度的玻(bō)璃燒杯或塑(sù)料瓶中進行(hang)腐蝕試驗。酸(suān)溶液的種類(lei)、濃度和溫✔️度(du)要同鍋爐實(shí)際酸洗工藝(yi)條💘件一緻。試(shi)驗樣品在試(shi)驗容🤞器(玻璃(lí)燒杯或塑料(liao)瓶)中不要卧(wo)放，而應懸挂(guà)或直立。經過(guò)一定時間以(yi)後(該時間即(ji)爲腐蝕試驗(yan)時間)，取出樣(yàng)品并洗淨，再(zai)經過丙酮或(huò)無水酒精清(qing)除水分并用(yòng)與試驗前相(xiang)同的方法幹(gàn)燥、冷卻，待完(wan)全恢複到室(shi)溫後又精确(què)稱其重量🌈(這(zhè)一重量就是(shi)腐蝕後重)。根(gen)據腐蝕前後(hòu)重量的變化(hua)就可計算出(chu)腐蝕速💁率。再(zai)根據添加緩(huǎn)蝕劑和未加(jia)緩蝕劑腐蝕(shi)速率的變化(hua)計算出緩蝕(shi)效率，計算公(gōng)式如☁️下:

式中(zhong):
     K——腐蝕速率[克(ke)/米2·時]；

     G0——腐蝕前(qián)樣品的重量(liang)[克]；

     G——腐蝕後樣(yang)品的重量[克(ke)]；

     S——樣品的表面(mian)積[米2]；

     h——腐蝕試(shi)驗時間[小時(shi)]。

     式中:Q——緩蝕劑(ji)的緩蝕效率(lǜ)[%]；

     K0——未添加緩蝕(shí)劑時的腐蝕(shi)速率[克/米2·時(shi)]；

K1——添加緩蝕劑(jì)後的腐蝕速(sù)率[克/米2·時]。

2.動(dong)态腐蝕試驗(yàn)方法

鍋爐酸(suan)洗并不完全(quán)是在靜止溶(róng)液中進行的(de)，甚至應該說(shuō)更多的時間(jian)是在溶液以(yǐ)一定流速的(de)動态條件下(xia)進㊙️行的。因此(ci)，研究溶液流(liu)動對緩蝕劑(ji)性能的影響(xiang)，是把靜态試(shì)驗🏒結果應㊙️用(yong)于鍋💋爐實際(jì)酸洗的重要(yào)步❤️驟。

溶液流(liú)動是動态試(shì)驗方法的主(zhu)要特征。但是(shì)，流動對✊腐蝕(shí)發生影響的(de)具體途徑則(zé)可以是完全(quan)不同的。可🈚以(yǐ)作如下兩種(zhong)假設，一是緩(huan)蝕劑的緩蝕(shi)效率直接受(shou)溶液流動的(de)影響。如果是(shì)這樣，溶液的(de)流動速度就(jiu)成🈲爲動态試(shi)驗中的決⚽定(ding)性影響因素(su)，隻要是在能(neng)使溶液以一(yi)定速♉度流動(dong)的任💰何一種(zhong)試驗裝置中(zhōng)進行試驗，都(dōu)應該能夠☂️反(fǎn)映出這一規(guī)律。另一種假(jiǎ)設📐是，一些受(shou)擴散速度影(yǐng)響的因素(如(ru)前面🐅談到的(de)氧、Fe3+的陰極去(qù)極化)，必然也(ye)要受🔅溶液流(liú)動速度的影(ying)響。但是，對于(yu)這種影響途(tu)徑，溶液流動(dong)就不✨是唯一(yi)起作用的因(yin)素了。除流速(su)外，還取決于(yú)能夠影響到(dao)擴散速度的(de)那些因素的(de)作用。對腐蝕(shí)速率的影響(xiǎng)是溶液的流(liú)動速🏃🏻度和影(yǐng)響擴散速度(dù)的那些因素(sù)相🧡互作用的(de)總的結果。從(cong)這一觀點出(chu)發，對于動态(tai)試驗的要求(qiú)，就不僅僅是(shì)溶😄液以一定(ding)速度流動，還(hai)必須保證影(ying)響擴散速度(du)的其他因素(su)都能反映出(chu)實際🆚酸洗的(de)特點💋，隻有這(zhè)樣實驗⭐結果(guo)才具🈲有實際(ji)參考的價值(zhí)。例如，氧引起(qǐ)的腐蝕，就可(ke)能因爲實驗(yan)裝置的不合(hé)理(如酸箱敞(chǎng)開而溶液攪(jiao)🏃動又十分劇(jù)烈☁️、酸液的體(ti)積和樣品面(mian)積之比過于(yú)大等🍉)而變得(de)比鍋爐實際(ji)酸洗時嚴重(zhong)得多。

對于動(dòng)态試驗裝置(zhì)，較爲合理的(de)應如圖12所設(shè)計的👅那樣。這(zhe)種裝置的特(te)點是全密封(fēng)系統，它比較(jiao)好地👨‍❤️‍👨模拟了(le)鍋爐酸洗時(shi)的主要特征(zheng)。動态試驗的(de)實驗程序和(he)數據的處理(lǐ)同🌈靜态腐蝕(shí)試驗基本一(yi)樣。隻是多了(le)一個流速的(de)選定和控制(zhì)這一因素，對(duì)于流動速度(du)的确定保證(zheng)試驗段的速(su)度同鍋爐酸(suān)洗工藝所規(guī)定的流☀️速範(fàn)圍一緻，一般(bān)在0.1～1米/秒之間(jiān)。

利用靜态和(hé)動态腐蝕試(shì)驗可以進行(háng)通氮除氧和(he)通氧✨的🙇🏻試驗(yan)，以查明氧濃(nóng)度對腐蝕速(sù)率的影響。也(yě)可以進行添(tian)加🥰不同濃度(du)的Fe3+的試驗，用(yong)以觀測Fe3濃度(dù)的影響和小(xiao)孔腐蝕發生(shēng)的情況。Fe3+添加(jia)濃度一般爲(wèi)300～1000ppm，最高不超過(guo)2000ppm。

3.氫脆試驗方(fang)法

了解氫滲(shen)入金屬後引(yǐn)起材料機械(xie)性能發生變(biàn)化的試驗🧑🏾‍🤝‍🧑🏼方(fāng)法通常有兩(liang)種。一種是拉(lā)伸試驗法，另(lìng)一種是彎折(shé)試驗法。

拉伸(shen)試驗法是将(jiang)與鍋爐熱交(jiao)換管化學成(chéng)分和金相組(zu)織⛱️完全相同(tóng)的鋼棒，加工(gōng)成标準拉伸(shēn)試樣，用🈲材料(liao)試驗機慢速(sù)将試樣拉斷(duàn)，測量斷口處(chù)斷面的❤️直徑(jing)，計💋算出該試(shi)樣未受氫影(ying)響時的斷面(mian)收縮率，計算(suan)公式如下:

式(shi)中:ψ——金屬材料(liao)的斷面收縮(suo)率[%]；

D0——标準拉伸(shen)試樣的直徑(jing)(試驗段)[毫米(mi)]；

D1——拉伸後試樣(yang)斷口的直徑(jing)[毫米]。

再将另(lìng)一些同樣的(de)樣品放入添(tian)加有緩蝕劑(ji)的酸溶液中(zhong)進行腐蝕試(shì)驗，一般爲1～2小(xiǎo)時後，取出樣(yàng)品很快洗淨(jìng)、擦幹(不得加(jia)🧡熱)再到材料(liào)試驗機上以(yǐ)同樣的速度(du)将試樣🌂拉斷(duàn)，求出在酸液(ye)中腐蝕後的(de)試樣的斷面(mian)收❓縮率。根據(jù)👅試驗前後斷(duan)面收縮率的(de)變化來判斷(duàn)氫脆發生的(de)大小。可以用(yòng)氫脆🆚系數這(zhe)一指标來定(dìng)量表示，氫脆(cuì)系數是金屬(shu)在該條件下(xia)發生氫脆程(chéng)度的表征🌈，計(jì)算公式如下(xia):

式中:η——氫脆系(xì)數[%]；

ψ0——腐蝕試驗(yàn)前樣品的斷(duàn)面收縮率[%]；

ψ1——腐(fu)蝕試驗後樣(yàng)品的斷面收(shou)縮率[%]。

一般，η小(xiao)于20%，可以認爲(wei)是安全的，大(dà)于20%則被認爲(wèi)有明顯氫脆(cui)現象發生，數(shù)值越大則氫(qīng)脆現象越嚴(yán)重。這種緩蝕(shí)劑的使用就(jiù)值得慎重考(kao)慮。

進行這個(ge)實驗時必須(xu)注意，從酸中(zhōng)取出試樣後(hòu)，要迅速處理(li)，并立即在材(cai)料試驗機上(shang)以慢的速度(du)拉斷，中間間(jiān)隔時間不🥵宜(yí)過長。因爲滲(shèn)入金屬中的(de)氫是可逆的(de)，這段🈚時間一(yi)✏️長，已經💚滲入(ru)金❗屬内部的(de)氫還會跑出(chū)🏒，使原來已經(jīng)變得比較脆(cui)的試❓樣還可(kě)以🆚得到一定(dìng)程💜度上的恢(huī)複。如果腐蝕(shi)試驗後，不能(neng)立🔱即進行拉(lā)伸時，必須将(jiāng)試樣在低溫(wēn)下保存。最好(hǎo)是在-10℃的鹽-冰(bing)體系中🔴保存(cún)，但不能夠直(zhi)接同水接觸(chù)。

檢查氫脆的(de)另一個方法(fǎ)是彎折法。彎(wan)折試驗是在(zai)一個能夠将(jiāng)試樣固定，并(bing)準确向兩個(ge)方向做180°或90°彎(wan)☂️折的機器上(shàng)進行的。試樣(yàng)的材料一般(ban)選用對氫脆(cui)更敏感的高(gāo)強度彈簧鋼(gang)絲，截成10厘米(mi)一段作爲實(shi)驗樣品。高強(qiáng)度彈簧鋼絲(si)的強度比一(yī)般鍋爐用鋼(gang)🔅高許多，在一(yī)般情況下，氫(qing)脆發生的敏(mǐn)感性是與材(cái)料的強度成(cheng)正比的。如果(guǒ)在鋼絲上觀(guan)察不到♌氫脆(cuì)現象的發👌生(shēng)，那麽對于鍋(guo)爐用鋼則🤩可(ke)以認爲是安(ān)全的，這就是(shi)我們選用彈(dàn)簧鋼絲的原(yuan)因。實驗程序(xù)同拉伸法基(ji)本相同，分别(bie)求出在酸中(zhong)腐蝕和未腐(fu)蝕的樣品彎(wan)斷時的彎折(shé)🔞次數，根據彎(wan)斷次數的變(biàn)‼️化可以判斷(duàn)鋼絲發生氫(qīng)👄脆的程度，腐(fǔ)蝕後彎斷的(de)彎折次數越(yue)少，說明氫脆(cui)現象越嚴重(zhong)，和未腐蝕一(yi)樣或僅僅減(jiǎn)少1～2次，則說明(ming)氫脆現象不(bu)嚴重。這種方(fang)法是檢查緩(huan)蝕劑抑制滲(shèn)氫能力的比(bi)較簡便的方(fang)法。但是，它的(de)精度與重現(xian)性比拉伸法(fa)要差一些。我(wo)們可以用重(zhòng)✌️複多次試驗(yan)取平均值的(de)方🧑🏾‍🤝‍🧑🏼法來克服(fu)這一缺點。由(yóu)于試驗簡單(dan)♊，重複🔞試驗是(shi)很容👨‍❤️‍👨易進行(hang)📐的。

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