在(zai)整個(ge)化學(xue)清洗(xi)工(gong)程中，選擇和應用(yong)緩蝕劑是(shi)其中一個很重(zhong)要的(de)環節(jie)。它不(bu)僅直接影(ying)響到化學清洗的效(xiao)果，更重要的(de)是(shi)還會(hui)影響到鍋爐的安全和壽命，以(yi)及(ji)酸(suan)洗工(gong)程的成本(ben)。因此(ci)，必須給予十分(fen)認真的注意。在這裏(li)，我們把在(zai)應用緩(huan)蝕劑時(shi)必須注意的問(wen)題歸納成下面三個(ge)方面加以(yi)介紹。

一、正(zheng)确選擇緩蝕劑

酸洗(xi)緩蝕(shi)劑的品種(zhong)很多，使用時，必(bi)須根據清(qing)洗鍋(guo)爐的自(zi)然條件(如鍋(guo)爐(lu)的(de)結構、材料的成(cheng)分、垢(gou)的性質及(ji)組成等)和(he)初步确定(ding)的工(gong)藝(yi)條件(酸的種(zhong)類及濃度(du)、清(qing)洗溫度、可能(neng)達到的最(zui)高流(liu)速以(yi)及(ji)要(yao)求達到的(de)清洗水準(zhun)等)，選(xuan)定在性能上能(neng)滿足或基(ji)本滿(man)足要(yao)求的(de)緩蝕劑(ji)。

酸性緩(huan)蝕劑(ji)的(de)很多性能都(dou)是有一定(ding)的适用範(fan)圍和(he)條件(jian)的，不是一(yi)成不變的(de)。例如:緩蝕劑(ji)的緩蝕(shi)效率(lü)(這是緩蝕(shi)劑(ji)最(zui)重要(yao)的性(xing)能)是在某(mou)一固(gu)定實(shi)驗條件下(xia)，根據添加和不(bu)添加(jia)緩蝕劑時(shi)的(de)腐蝕(shi)速(su)率的(de)相對(dui)比值求出(chu)來的。因此，一提(ti)到緩(huan)蝕效率就(jiu)一定(ding)要注(zhu)意是(shi)在什(shi)麽體系(材(cai)料的牌号和(he)成(cheng)分，酸(suan)的種類和濃度)、什(shi)麽條件(溫度、流(liu)速、緩蝕(shi)劑濃度)下得到(dao)的。商品酸洗緩(huan)蝕劑(ji)的說明書(shu)往往(wang)隻給出一(yi)些緩(huan)蝕(shi)效率，而(er)沒有同時給出(chu)求緩(huan)蝕(shi)效率的(de)條件，這就要求(qiu)酸洗工(gong)作(zuo)者查清它們的實驗(yan)條件，并把它們(men)的适用範(fan)圍同(tong)初步确定(ding)的工藝條(tiao)件逐(zhu)一對照，隻(zhi)有這(zhe)樣才(cai)能保(bao)證(zheng)緩(huan)蝕劑(ji)的實(shi)際效(xiao)果。

小(xiao)孔腐(fu)蝕和(he)氫脆的發生更要引起酸洗工程人(ren)員的注意。确定(ding)某一(yi)緩蝕劑對某一(yi)鋼材(cai)有無(wu)小孔(kong)腐蝕現象(xiang)發生(sheng)，一定(ding)要在(zai)添加(jia)足量的fe3+(一(yi)般爲1000ppm左右)的(de)條件下(xia)進行(hang)試驗(yan)。在fe3+爲零(ling)的酸溶(rong)液中(zhong)觀察(cha)不到(dao)小孔(kong)并(bing)不等于(yu)在實(shi)際酸洗(xi)條(tiao)件下不發生小(xiao)孔腐蝕。因此，對(dui)于商品緩(huan)蝕劑說(shuo)明書所介紹(shao)的情況必(bi)須結(jie)合實際情(qing)況進行審定(ding)。必(bi)要時，酸洗(xi)工程(cheng)人員(yuan)要(yao)進行一(yi)些小(xiao)型試驗，以确(que)定(ding)選用的緩蝕劑的各(ge)項(xiang)性能是(shi)否滿足自(zi)己的要求(qiu)。

在選用酸(suan)性緩蝕劑時(shi)，除(chu)了緩蝕效率、局(ju)部腐蝕的指标(biao)外，還要(yao)綜(zong)合考(kao)慮其他一(yi)些性能。例如(ru)，在人(ren)口(kou)密集的市區進(jin)行鍋(guo)爐(lu)清洗，就(jiu)必須選用(yong)沒有特殊臭味、毒性(xing)盡可能低(di)的緩(huan)蝕劑，以(yi)減(jian)少在(zai)酸洗(xi)過程(cheng)中及酸洗後帶來的(de)污染。

二(er)、正确使用酸性(xing)緩(huan)蝕劑

當工藝條(tiao)件和(he)緩蝕劑(ji)确(que)定之(zhi)後，還有(you)一個正(zheng)确使(shi)用(yong)緩(huan)蝕劑(ji)的問題(ti)。否(fou)則即使是性能适宜(yi)的緩蝕劑，如果(guo)得不到正确的(de)使用(yong)，同(tong)樣(yang)收不(bu)到良(liang)好的效果(guo)。

正确使用緩蝕劑主要(yao)表現在(zai)對酸洗條件的(de)控制上。說得确(que)切一點(dian)，就(jiu)是根據工(gong)藝參數選(xuan)定了合适的緩蝕劑之後，實際(ji)酸洗時就應該(gai)反過(guo)來(lai)根據緩(huan)蝕劑的性(xing)能限定酸(suan)洗(xi)工藝參(can)數可(ke)能的變動範圍。例如，當确(que)定酸洗是在5%hcl、50℃條件下(xia)進行(hang)，所選用的(de)緩蝕劑在(zai)40～60℃、4～7%hcl中對碳鋼管的(de)緩蝕效率(lü)爲98～99%。那(na)麽，要(yao)保證(zheng)确實(shi)收到98～99%的緩(huan)蝕效(xiao)率，就必(bi)須保證(zheng)在整(zheng)個酸洗操(cao)作中，酸的(de)濃度(du)最高不得(de)超過(guo)7%，溫度(du)不得超過60℃。在正常(chang)的(de)酸洗期間做到這一(yi)點并(bing)不十分困(kun)難。但是(shi)在進酸(suan)、配酸過程以及預加熱等這些(xie)操作中(zhong)要(yao)嚴格(ge)做到這(zhe)一點就(jiu)不十分(fen)容易了。必須(xu)在(zai)工藝操作中(zhong)采取一些(xie)必要的措(cuo)施。還(hai)必須注意，在這(zhe)裏講(jiang)“不得超過”不僅僅(jin)是(shi)指觀(guan)測點(dian)測(ce)量到的(de)和取樣點分析(xi)得到(dao)的數據，而(er)是指(zhi)包括(kuo)任何(he)一個局(ju)部的整(zheng)個酸洗(xi)系(xi)統和(he)任何一(yi)瞬間都(dou)不超過規定的(de)參數。

正(zheng)确使用(yong)緩蝕(shi)劑的(de)另一(yi)個重(zhong)要(yao)的問題(ti)是緩蝕劑濃度。

緩蝕(shi)劑的任何(he)性能都隻(zhi)有在緩蝕劑達(da)到某(mou)一濃度以後才(cai)表現(xian)出來。因此(ci)，要保證(zheng)緩蝕效(xiao)果，就(jiu)不僅隻看(kan)多少噸(dun)酸(suan)液加了多(duo)少公斤緩(huan)蝕劑(ji)，更(geng)重要的(de)是要(yao)看緩蝕劑(ji)的分配是否(fou)均(jun)勻。一定要避免(mian)某一(yi)局部(bu)緩蝕劑濃度偏高，另(ling)一些局部濃度(du)又偏低的不均(jun)勻現象(xiang)發生。緩蝕劑濃度往往是無法用化學方法測定的。其(qi)濃度的控制主(zhu)要是從加入方(fang)式上加(jia)以(yi)保證(zheng)。緩蝕(shi)劑的添加(jia)方式，應(ying)根(gen)據選(xuan)用緩(huan)蝕劑性能(neng)的不(bu)同而(er)異，可(ke)以預(yu)先(xian)加入到(dao)水中，也可(ke)以預先加(jia)入到濃酸(suan)中或在加(jia)酸的同時(shi)加入緩蝕劑。無論哪(na)一種(zhong)方式(shi)，都必須使(shi)緩(huan)蝕劑的加入速度(du)同(tong)進入鍋(guo)爐的酸液(ye)成一(yi)定的(de)比例。這樣(yang)，當整個鍋(guo)爐充(chong)滿(man)酸液的(de)同時(shi)，緩蝕劑也(ye)正好按規(gui)定(ding)量均勻地分配在(zai)整個(ge)酸洗系統(tong)中。緩蝕劑的加(jia)入可(ke)以用人(ren)工從酸(suan)箱口加入，也可(ke)以用計(ji)量泵同(tong)酸管并行注入(ru)到酸洗系統中(zhong)。有條件的(de)地方(fang)，采用後一(yi)種方式爲好，這樣既能保證(zheng)添(tian)加緩(huan)蝕劑的質量，又(you)省工(gong)安全(quan)。

三、正(zheng)确評(ping)定(ding)緩(huan)蝕劑(ji)

要想(xiang)在實驗室(shi)鑒定緩蝕(shi)劑的(de)緩蝕(shi)性能，必須(xu)建立能夠(gou)反映(ying)酸洗基本特征(zheng)的試驗(yan)方(fang)法。這(zhe)些方(fang)法對于酸(suan)洗工(gong)藝條件要(yao)盡可能的簡化(hua)和相(xiang)對固(gu)定。而(er)對于那(na)些影響(xiang)緩蝕(shi)劑性(xing)能的(de)主要因素(su)則要(yao)嚴格加以模拟。隻有這樣得到(dao)的結果才具有(you)工業(ye)應用的參(can)考價值。現(xian)将幾個評(ping)定緩蝕劑(ji)的實驗方法介(jie)紹于下:

1.靜态腐(fu)蝕試驗方法

靜态腐蝕試驗方(fang)法是簡(jian)便易(yi)行(hang)而又十分重要(yao)的方法。它之所(suo)以重(zhong)要，是因爲(wei)這種方法能夠(gou)很好(hao)地反(fan)映出鍋爐酸洗(xi)時腐(fu)蝕過(guo)程(cheng)的主要(yao)特征——氫(qing)去(qu)極化(hua)引起的腐蝕過(guo)程。在沒有(you)添加緩蝕劑的(de)酸洗(xi)液中，靜(jing)态(tai)試驗(yan)得到的腐蝕速(su)率幾乎(hu)完(wan)全是(shi)由氫去極化引(yin)起的(de)。添加緩蝕劑對這一腐蝕(shi)速率的改(gai)變，也(ye)就表明該緩蝕(shi)劑對氫去極化的腐蝕過程的(de)抑制能(neng)力。

具體(ti)步驟(zhou)如下:先選(xuan)定進行試(shi)驗的(de)樣品，樣品的化學成(cheng)分和金相組織必(bi)須同酸(suan)洗的鍋爐(lu)材料(liao)一緻。加工成适(shi)當的大小，一般(ban)爲20×50毫米。用機械(xie)磨光或(huo)化學清(qing)洗的(de)方法(fa)除去樣品上的(de)鏽層(ceng)，以保(bao)證完全裸(luo)露出潔淨的金(jin)屬表面，再用200～400号砂紙仔細磨光(guang)，表面無明顯劃(hua)痕和(he)小孔。把制(zhi)備好(hao)的樣品用(yong)丙酮或無水酒精除去油污，并用吹風機(ji)吹幹(gan)，用熱(re)風幹燥後(hou)的樣品(pin)要放入幹燥(zao)器内冷卻到室溫(wen)後(hou)用分(fen)析(xi)天平精确稱(cheng)重(這一重(zhong)量就是腐(fu)蝕前重)。将稱完(wan)重(zhong)量的樣品放入盛(sheng)有一(yi)定(ding)體積的(de)酸液(ye)，并預(yu)先恒定在(zai)試驗溫度(du)的玻璃燒杯或塑料(liao)瓶中(zhong)進行(hang)腐蝕(shi)試驗。酸(suan)溶(rong)液的(de)種類、濃度和溫(wen)度要(yao)同(tong)鍋爐實(shi)際酸洗工(gong)藝條件一(yi)緻。試驗樣(yang)品在試(shi)驗容器(qi)(玻璃燒杯或塑料瓶)中不(bu)要卧放，而(er)應懸(xuan)挂或(huo)直立(li)。經過(guo)一定時間(jian)以(yi)後(該時(shi)間即爲(wei)腐蝕試(shi)驗時間)，取出樣(yang)品并洗淨(jing)，再經過丙酮(tong)或無水(shui)酒精清除水分(fen)并用與試驗前(qian)相同(tong)的方(fang)法幹燥、冷卻，待完全(quan)恢複(fu)到(dao)室溫後(hou)又精(jing)确稱其重(zhong)量(這一重量就是腐(fu)蝕後重)。根(gen)據腐蝕前後重(zhong)量的(de)變化(hua)就可(ke)計算出腐蝕速(su)率。再根據(ju)添加(jia)緩蝕(shi)劑和(he)未加(jia)緩蝕劑(ji)腐蝕速(su)率的(de)變化(hua)計算(suan)出(chu)緩蝕效(xiao)率，計(ji)算公式(shi)如下:

式(shi)中:
     k——腐蝕速率[克(ke)/米2·時(shi)]；

     g0——腐(fu)蝕(shi)前樣(yang)品的重量[克]；

     g——腐(fu)蝕後樣品的重(zhong)量[克]；

     s——樣品的表(biao)面積(ji)[米(mi)2]；

     h——腐蝕試驗時(shi)間(jian)[小時]。

     式(shi)中:q——緩(huan)蝕劑(ji)的緩蝕效率[%]；

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

k1——添加緩蝕劑後的腐(fu)蝕速率[克/米(mi)2·時]。

2.動(dong)态腐蝕(shi)試驗方法

鍋爐(lu)酸洗并不(bu)完全(quan)是在(zai)靜(jing)止溶液(ye)中進(jin)行的(de)，甚至(zhi)應(ying)該(gai)說更多的(de)時間是在溶液以一定(ding)流(liu)速的動态條(tiao)件下進(jin)行的。因此，研究(jiu)溶液流動對緩(huan)蝕劑(ji)性能的影響，是把靜(jing)态試(shi)驗結果應用于(yu)鍋爐實際(ji)酸洗(xi)的(de)重要步驟。

溶(rong)液流動是動态(tai)試驗方(fang)法的主(zhu)要特(te)征(zheng)。但是，流動對(dui)腐(fu)蝕發生影(ying)響(xiang)的具體途(tu)徑則可以(yi)是完(wan)全不同的(de)。可以(yi)作如下(xia)兩種假(jia)設，一是緩蝕劑的緩(huan)蝕效(xiao)率直(zhi)接受溶液流(liu)動的影(ying)響。如果是(shi)這樣，溶(rong)液的流(liu)動速(su)度就成爲(wei)動(dong)态試(shi)驗中的(de)決定性影響(xiang)因素，隻要是(shi)在能(neng)使溶(rong)液以(yi)一定(ding)速度(du)流動(dong)的任(ren)何一(yi)種試驗裝(zhuang)置中進行試驗，都應該能夠反(fan)映出這一規律(lü)。另一種假設是，一些受擴(kuo)散速(su)度影響(xiang)的因(yin)素(如前面談(tan)到的氧、fe3+的陰極去極(ji)化)，必(bi)然也要受(shou)溶液流(liu)動速度(du)的影(ying)響(xiang)。但是，對(dui)于這(zhe)種影(ying)響途(tu)徑，溶液流動就不是唯(wei)一起作(zuo)用的因素了。除流速(su)外，還取決(jue)于能夠影響到擴散速度的那(na)些因素的(de)作用(yong)。對腐蝕速率的(de)影響是溶液的(de)流動速(su)度(du)和影響擴散(san)速(su)度的那些(xie)因素相互(hu)作用的(de)總的結(jie)果。從(cong)這一觀(guan)點(dian)出發，對于(yu)動态(tai)試驗(yan)的(de)要求，就不僅僅是溶液以一(yi)定(ding)速(su)度流(liu)動，還必須(xu)保證影響(xiang)擴散速度的其他因素都(dou)能反映出(chu)實際(ji)酸洗的特(te)點，隻(zhi)有這(zhe)樣實驗結(jie)果才(cai)具有實際(ji)參考的價值。例(li)如，氧(yang)引起的腐(fu)蝕，就可能(neng)因爲(wei)實驗裝置(zhi)的不(bu)合理(如(ru)酸(suan)箱敞(chang)開而溶液攪動(dong)又十(shi)分劇烈、酸(suan)液的體積和樣(yang)品面積之比過于大等(deng))而(er)變得比鍋(guo)爐實際酸(suan)洗時嚴重得多(duo)。

對于(yu)動态試驗(yan)裝置，較爲合(he)理的應如圖12所設(she)計的那(na)樣。這種裝置(zhi)的特點是(shi)全密封系(xi)統，它(ta)比較好(hao)地模拟(ni)了鍋爐酸(suan)洗時的主(zhu)要(yao)特征。動(dong)态試(shi)驗的實驗(yan)程序和數據的(de)處理同靜态腐蝕試驗基本一(yi)樣。隻(zhi)是多(duo)了一(yi)個流(liu)速的選定(ding)和控制這一因素，對于流動速(su)度的(de)确定(ding)保證(zheng)試驗段的速度同鍋爐酸(suan)洗工(gong)藝所規定的流(liu)速範(fan)圍一(yi)緻，一(yi)般在(zai)0.1～1米/秒之間(jian)。

利用靜态(tai)和動(dong)态腐蝕試驗可以進行通(tong)氮除(chu)氧和(he)通(tong)氧的(de)試(shi)驗，以查明氧濃(nong)度對(dui)腐蝕速率的影響。也可以(yi)進行(hang)添(tian)加不同(tong)濃度的fe3+的試驗(yan)，用以(yi)觀測fe3濃度(du)的影響和小孔(kong)腐蝕(shi)發生(sheng)的情(qing)況。fe3+添加濃度一(yi)般爲300～1000ppm，最(zui)高(gao)不超(chao)過2000ppm。

3.氫脆(cui)試(shi)驗方(fang)法

了(le)解(jie)氫滲入(ru)金屬後引起材(cai)料機械(xie)性能發(fa)生變化的試驗(yan)方法通常有兩(liang)種。一種是(shi)拉伸(shen)試驗法(fa)，另(ling)一種(zhong)是彎折試驗法(fa)。

拉伸試驗法是(shi)将與鍋爐熱交(jiao)換管化(hua)學成分(fen)和金相組(zu)織完全相(xiang)同的鋼棒(bang)，加工成标準拉伸試(shi)樣，用材料(liao)試驗(yan)機慢(man)速将試樣拉斷，測量斷口處斷(duan)面的直徑，計算出該(gai)試樣未受(shou)氫影(ying)響時的斷面收(shou)縮率，計算公式(shi)如下:

式中:ψ——金屬(shu)材料的斷面收(shou)縮率(lü)[%]；

d0——标準(zhun)拉伸(shen)試樣的直(zhi)徑(試(shi)驗段)[毫米]；

d1——拉伸後試樣斷口的直徑[毫米(mi)]。

再(zai)将(jiang)另一些同(tong)樣的樣品放(fang)入添加(jia)有緩(huan)蝕(shi)劑的酸(suan)溶液中進行腐(fu)蝕試(shi)驗，一般爲(wei)1～2小時(shi)後，取出樣(yang)品很快洗(xi)淨、擦幹(不(bu)得加(jia)熱)再(zai)到材料試驗機(ji)上以同(tong)樣的(de)速(su)度将試樣拉斷(duan)，求出在酸液中腐蝕(shi)後(hou)的(de)試樣(yang)的斷(duan)面收縮率(lü)。根據試驗前後斷面收縮(suo)率的(de)變化來(lai)判斷氫脆發(fa)生的大小(xiao)。可以用氫(qing)脆系(xi)數這一指标來定量(liang)表示(shi)，氫脆系數是金屬在(zai)該條件下發生(sheng)氫脆(cui)程度的表(biao)征，計算公(gong)式如(ru)下:

式中:η——氫(qing)脆系(xi)數[%]；

ψ0——腐蝕試(shi)驗前樣品(pin)的斷(duan)面收縮率[%]；

ψ1——腐蝕(shi)試驗後樣品的斷(duan)面(mian)收縮率[%]。

一(yi)般，η小(xiao)于20%，可(ke)以(yi)認(ren)爲是(shi)安全(quan)的，大(da)于20%則被認爲有(you)明顯(xian)氫脆現象發(fa)生，數值越大則氫脆現象越(yue)嚴重(zhong)。這種緩蝕劑的(de)使用就值得慎重考慮。

進行這(zhe)個實驗(yan)時必須注意(yi)，從(cong)酸(suan)中取(qu)出試樣後(hou)，要迅速處理，并(bing)立即(ji)在材料(liao)試(shi)驗(yan)機上以慢的速度(du)拉斷，中間(jian)間隔時間不宜(yi)過長(zhang)。因爲滲(shen)入金屬(shu)中的氫是可逆(ni)的，這段(duan)時(shi)間一(yi)長，已經(jing)滲入金(jin)屬内(nei)部(bu)的(de)氫還(hai)會(hui)跑出，使原來(lai)已經變得(de)比(bi)較(jiao)脆的(de)試樣還可(ke)以得到(dao)一定程(cheng)度上的恢複。如(ru)果腐蝕試(shi)驗後(hou)，不能(neng)立即進行拉伸(shen)時，必須将試樣(yang)在低(di)溫下(xia)保存。最好是在(zai)-10℃的鹽-冰體系中(zhong)保存，但不能夠(gou)直接(jie)同水(shui)接觸(chu)。

檢查氫(qing)脆的另(ling)一個(ge)方法是彎折法(fa)。彎折試驗(yan)是在一個能夠(gou)将試樣固(gu)定，并準确向(xiang)兩個方(fang)向做180°或90°彎折的(de)機器上進行的(de)。試樣的材料一般選(xuan)用(yong)對氫脆(cui)更敏感的(de)高強(qiang)度彈簧鋼絲，截(jie)成(cheng)10厘(li)米(mi)一段作(zuo)爲實驗樣品(pin)。高(gao)強度彈簧(huang)鋼絲(si)的強度比一般(ban)鍋爐用鋼高許(xu)多，在(zai)一(yi)般(ban)情況(kuang)下，氫脆發(fa)生的(de)敏感性是與材(cai)料的(de)強度(du)成正(zheng)比的(de)。如果在鋼(gang)絲上觀察不到(dao)氫脆(cui)現象的發生，那(na)麽(me)對于鍋(guo)爐用鋼(gang)則可以(yi)認爲是安全的，這就是我們選(xuan)用彈簧鋼絲的(de)原因。實(shi)驗(yan)程序(xu)同拉(la)伸法基本(ben)相同，分别求出(chu)在酸中腐蝕和(he)未腐(fu)蝕的(de)樣品(pin)彎斷時(shi)的(de)彎折次數，根據彎斷(duan)次數(shu)的變(bian)化可以判斷鋼絲發(fa)生氫脆的(de)程度(du)，腐蝕(shi)後(hou)彎斷的(de)彎折次(ci)數越少(shao)，說明氫脆(cui)現象越(yue)嚴重，和未腐(fu)蝕一(yi)樣(yang)或僅(jin)僅(jin)減少1～2次，則(ze)說明(ming)氫脆現(xian)象(xiang)不嚴(yan)重。這(zhe)種方法是(shi)檢查緩蝕劑抑(yi)制滲(shen)氫能力的比較簡便的方法。但是，它(ta)的精(jing)度與重(zhong)現性比(bi)拉伸法要差一(yi)些。我(wo)們可以用(yong)重複多次(ci)試驗(yan)取平均值的方(fang)法來克服這一(yi)缺點(dian)。由于試驗(yan)簡單，重(zhong)複試驗是很容(rong)易(yi)進行的。

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