电厂蒸汽管道安装前清洗钝化工艺的研究

摘要

我国新建电厂从投产前的备用保护到调试后正常使用过程耗时较长,造成了投产前电力设备腐蚀严重,安装后不能立即投入使用等一系列问题,因此寻找一种使用方便、操作简单、节能环保的绿色清沈钝化工艺势在必行。同时,结合现场条件,对一些蒸汽品质要求不高,锅炉机组容量较小,基建到投产时间问隔较短的蒸汽设备采用一次性酸洗钝化工艺。因此如何结合现场实际条件,采用不同的酸洗钝化工艺,化学清沈后的废液能否达到《火力发电厂清洗导则》中的要求成为非常重要且迫切的课题。
　　 本课题以A20碳钢作为研究对象,拓宽了酸洗思路,优化了实验工艺。实验采用静态挂片法、正交试验优选出最佳缓蚀剂的复配和绿色钝化的工艺条件采用扫描电镜和能谱测试分析复配缓蚀剂的缓蚀机理。通过硫酸铜点滴实验,中性湿热试验检测钝化成膜质量,采用动电位极化曲线法,交流阻抗技术判断钝化膜耐腐蚀性能的优劣。
　　 通过对《火力发电厂清洗导则》中双氧水钝化工艺的改进,解决了双氧水在钝化过程中钝化膜成膜质量差,易产生二次浮锈的问题。降低了双氧水钝化使用温度,简化了工艺操作。各项性能均符合国家标准,且钝化膜质量评定为优良。最终确定的双氧水钝化工艺为:双氧水浓度为0.4%,磷酸三钠浓度3g/L,三乙醇胺2ml/L钝化液温度40℃,pH值9.2,钝化时间6小时
　　 在浓度为5%的盐酸溶液中,通过正交试验得出的复配缓蚀剂可表现出很好的缓蚀性能,其最佳配方为:乌洛托品10g/L,硫脲0.1g/L,咪唑啉30mg/L,op20mg/L,复配缓蚀剂缓蚀率可达到97.64%。通过扫描电镜观察试片表面形貌发现酸洗后式样表面均匀平滑,实验前刮痕尚在。说明复配缓蚀剂很好的缓解了钢片试样在酸溶液中的全面腐蚀,通过电子能谱测试后发现酸洗后的金属基体表面无缓蚀剂残留,说明缓蚀剂的缓蚀机理为物理吸附。
　　 在一次性酸洗钝化实验方面,本课题针对一些小型锅炉及其蒸汽管道安装前的化学清洗做了工艺简化研究,采用酸洗和钝化一次完成的思路,即在酸洗过程中便可在金属基体表面形成一层保护膜,这层保护膜不仅可以防止金属基体在酸液中的继续溶解,同时可以防止在敞开的大气环境中金属机体表面产生二次腐蚀。根据以上问题采用了盐酸—磷酸混合酸洗液除去金属表面氧化皮同时采用乌洛托品作为缓蚀剂防止金属在酸洗液中的过度腐蚀,多聚磷酸钠的加入提高了碳钢整体的耐腐蚀性。研究结果表明:一次性酸洗钝化最优工艺条件为:盐酸浓度5%,磷酸浓度12%,复合缓蚀剂乌托品9g/L、op40mg/L多聚磷酸钠3.5g/L,实验时间两小时。酸洗钝化后的式样通过硫酸铜点滴实验时间6.2s中性湿热试验为49h,说明一次性酸洗钝化工艺大幅提高了碳钢整体的耐腐蚀性能。通过电化学测试后发现与未作处理的钢片式样相比,钝化后的钢片腐蚀电位明显正移,腐蚀电流显著减小,金属表面阻抗值由350Ω增大到8kΩ,说明钝化后的试样发生二次腐蚀的趋势明显减小,这与硫酸铜点滴实验和中性湿热实验所得到的结果是一致的。