管道工程酸洗方法及應用范圍研究

張純靜

摘 要：管道的清掃環節對整個工程非常重要，主要是酸洗的過程要做好。以實際工程為背景，對酸洗的方法、適用范圍做了詳細的論述，為設計和施工提供了參考。

關 鍵 詞：酸洗；管道

中圖分類號：TQ 051 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）10-2451-03

Research on Acid Pickling Method of Pipeline Engineering

and Its Application Scope

ZHANG Chun-jing

（China Coal Technology & Engineering Group Chongqing Design & Research Institute Co.， Ltd.， Chongqing 400016， China）

Abstract： Pipeline cleaning is very important for the whole project， acid pickling process should be done well in the pipeline cleaning. In this paper， according to a practical project， the acid pickling method of pipeline and its applicable scope were introduced， which could provide reference for the design and construction of pipeline engineering in further.

Key words： Acid pickling； Pipeline； Applicable scope

管道工程的酸洗，就是用某些化學藥品的水溶液來清除管道或設備內各種沉積物，并使金屬表面形成良好的防腐保護膜，以達到某些工業管道或設備投入使用前的工藝要求和安全運行。

管道或設備通過酸洗，可除掉管子或設備在制造過程中形成的氧化皮（也稱軋皮）和在儲存、運輸和安裝過程中生成的腐蝕物、焊渣及設備出廠時涂覆的防護劑（如防腐油），同時還可以除去管道和設備在制造、安裝過程中進入或殘留在設備內部的雜質，如砂子、塵土等。

管道工程酸洗所用的溶液，除了要起清洗作用外[1]，為了減緩清洗劑對金屬管道的腐蝕，溶液中還應加入緩蝕劑。管道經酸洗后為防止殘存藥品對管道的腐蝕還應加中和劑。為使管道經酸洗后，金屬不再被污染和銹蝕，使金屬形成一層保護膜，還應加入鈍化劑[2]。

1 酸洗的方法

（1）硫酸法：適用于各種碳素鋼管和設備，其配方是：

工業硫酸：60 mL；

水：1 L；

緩蝕劑2.94×10-3～9.8×10-3 kg；

溫度：80 ℃。

（2）鹽酸法：適用于各種碳素鋼管和設備，其配方是：

工業鹽酸（比重1.19）：60 mL；

水：1 L；

緩蝕劑2.94×10-3～9.8×10-3 kg；

溫度：常溫。

（3）磷酸法：用于銹蝕不太嚴重的碳素鋼管和設備。其方法是磷酸為25%的水溶液，在室溫情況下浸泡1 h。

（4）硝酸法：適用于銅及銅合金管道及其他有色金屬管道。濃度為普通硝酸30%；水70%，浸泡數分鐘，并注意用堿溶液中和。

2 酸洗的方式

管道工程酸洗的方式有靜置浸泡和流動清洗兩種。通常不采用浸泡式而是采用流動清洗的方式，因后者有下列優點：.易使各部清洗液的溫度、濃度均勻，不致因溫差和濃度而造成酸洗程度不均；容易根據出口酸洗液的分析結果，判斷酸洗的進度和終點；溶液的流動可起攪拌作用，有利于酸洗。

3 酸洗的溫度時間和流速

溫度升高，酸洗速度可加快，一般鹽酸法溫度不高于30～40 ℃，硫酸法溫度不高于50～60 ℃。溶液的溫度對酸洗效果也有影響，對于鐵的氧化物等沉積物，溶液溫度高對酸洗有利，因為它們的溶解度是隨著溫度的升高而增大，但對于緩蝕劑抑制腐蝕能力，卻是隨著溫度的升高而下降，所以酸洗的溫度要選擇合適。

采用流動清洗方式時，應適當控制酸洗液的流速。流速過大，雖然可以使沉積物的溶解速度增快，但緩蝕劑的能力卻下降；當流速過小，又不能保證溶液在清洗系統各部分充分流動，效果就差。因此，允許的最大最小流速，可通過動態小型試驗確定。

合理確定溶液的濃度、溫度、時間和流速是酸洗效果的關鍵所在，必須根據管道材質、銹蝕程度合理確定。以確保酸洗效果。

4 酸洗的準備工作

管道工程酸洗是一項技術要求較高的工作，因此必須做好充分的準備工作，才能確保酸洗工作順利進行，達到預期的效果。

（1）藥品準備

在酸洗工作前，將所需藥品準備齊全，數量備足。特別是酸洗用的酸和中和用的堿，都要有一些余度。但在酸洗工作中應該在保證質量的前提下，盡可能減少藥品用量、以降低酸洗成本，減輕排放廢液對環境的污染。

（2）酸洗用水

在酸洗過程中，有時在短時間內需要大量的水，若在酸洗過程中出現供水中斷的情況，就會嚴重影響酸洗效果，所以在酸洗工作開始前，應準確掌握酸洗用水，最好單獨準備儲水箱。

（3）熱源

由于酸洗需要將溶液加熱到一定溫度，所以熱源必須有保證。酸洗時，常用的熱源為蒸汽，故對蒸汽的壓力、溫度、用量及取用點等，應計劃周到。

（4）電源和備用泵

要了解酸洗泵和空氣壓縮機的用電情況，防止用電中斷，在使用臨時泵時，要設有備用泵。

（5）廢液、廢氣的排放

排放的廢液、廢氣應符合環境保護部門的規定，并且要特別注意不會發生危害（如火災）。為此，應準備好處理廢液的設施和排放的措施。

（6）安排好酸洗系統

按預先制定好的酸洗方案，安排好酸洗系統和設備，并仔細檢查系統的嚴密性，以防酸洗時發生泄漏。因此，在酸洗正式進行前，要對酸洗系統各臺設備進行試運轉；對整個系統要進行水壓試驗，以免在酸洗過程中發生泄漏，不好處理。

（7）安全措施

為了保證操作人員的安全、防止發生人生與設備事故，酸洗現場必須有充分的照明，并有必要的通訊聯絡設施；在有關設備、閥門上應有標牌；操作人員應了解安全規定和所有藥品的性能；準備好必要的安全用具（如口罩、面罩、工作服等）；酸洗和安全用藥（小蘇打、硼酸等）過程中因有氫氣產生，應掛嚴禁煙火等警示牌。

5 酸洗的步驟

當一切準備工作就緒，即可進行酸洗工作。由于酸洗的管道或設備要求不同，使用的藥品不同，因此，酸洗的步驟也不一樣。一般管道工程酸洗可按下列順序進行。

（1）洗凈

可用壓縮空氣或水沖刷管道內部，以排除管道內的泥土、雜質等。

（2）堿洗

用堿溶液清除管道和設備在制造和安裝過程中涂覆在內部的防銹劑及安裝時沾染的油污等，為下步酸洗創造條件。

（3）酸洗

用酸溶液清洗管道和設備內部，通過酸液作用，除掉銹蝕、軋皮等。這是酸洗工作的主要工序。

（4）中和

用堿溶液中和內部殘留的酸溶液，以消除酸對管道或設備的腐蝕。

（5）鈍化

使酸洗好的管道或設備內部，形成一層保護膜，以防止管道或設備內部再生銹。

（6）吹干

用壓縮空氣排除因酸洗而殘留在管道或設備內部的水分。

6 酸洗實例

某工廠兩車間之間連接的管線，采用的是碳素鋼管、安裝后內部銹蝕一般，投產前工藝要求管道內部應除銹干凈，露出金屬亮光。

根據管道材質和工藝要求，現采取酸洗法清除內部銹蝕。酸洗的工藝過程及要求如下：

（1）酸洗前管道的連接處理

管線工程在酸洗前應將管線兩端的各管段串聯起來，組成一個循環系統，以便于酸洗。

（2）溶液的配置

酸溶液

工業鹽酸（比重1.19）：0.5 m3；

烏洛托平：343 N；

清水：5 m3；

控制溫度：常溫；

中和鈍化液

苛性鈉：196 N；

亞硝酸鈉：68 N；

清水：5 m3；

控制溫度：常溫；

沖洗液

自來水：適量；

干燥；

2.97×105 Pa壓縮空氣，適量。

（3）酸洗工藝過程

將溶液全部配制完成后，儲存于容器內，經攪拌均勻，然后檢查清洗系統及設備，如管道連接、清水泵、耐酸堿泵、空氣壓縮機連接等無誤后即可進行操作，其步驟是：

1）吹掃

全部系統閥門關閉，啟動空氣壓縮機，待壓力升至2.97×105 Pa時，打開排氣端閥門，將管道內污物吹出。然后關閉壓縮機。

2）初洗

即用清水沖洗一遍，以便排出系統內的污物，然后用壓縮空氣吹干。

3）酸洗

即將配制好的酸溶液，酸堿液的濃度要嚴格控制，并在操作過程中隨時測定，測定的方法可采用滴定法與原液比較，以免造成濃度大小不準而造成腐蝕過重或達不到要求。然后用耐酸泵打入系統，并使之循環，時間約30～40 min。然后將酸洗液排至容器。酸洗完成后，應及時將管道割開抽樣檢查酸洗效果。如管壁內經酸洗后呈黑色，即為合格；若仍有黃色銹皮，為酸洗不足；若呈灰黑色，則為酸洗過度。應采取調整配比的方法，使酸洗達到要求。

4）中和鈍化

用泵將中和鈍化液打入系統循環，時間約30 min。將中和液打入容器，并用壓縮空氣將系統吹干。

5）洗凈

即用清水反復沖洗系統，直到排出的水為中性時為止。然后用壓縮空氣將系統吹干。

6）封閉

洗凈完畢后，檢查管子內部是否達到要求，如合格后即將管道封閉或將管線連接好，以防止管道再度生銹或污染。

7）酸洗地點應通風良好，操作人員應有足夠的防護用品，以防被酸、堿液灼傷。

7 結 論

管道的清掃環節非常重要，主要是酸洗的過程要做好，以實際工程為背景，把酸洗的方法、適用范圍做了詳細的論述，為設計和施工提供了參考。

參考文獻：

[1]朱萍. 液壓管道在線酸洗[J]. 科技資訊，2011（24）：95，97.

[2]GB50235-2010《工業金屬管道工程施工規范》[S].北京：中國計劃出版社，2011.

高強鈦合金板材的室溫成形

科研人員對經820 ℃退火處理后的2 mm厚高強Ti-6Al-4V合金板材在室溫下的成形及回彈行為進行了實驗室研究。

實驗選用的Ti-6Al-4V合金板材的原始組織由93.86%的等軸α相和6.14%的β相組成，平均晶粒尺寸為1.3μm±0.7μm。室溫拉伸測試結果顯示，其各向異性較大，與軋制方向呈45°方向時，試樣的屈服強度最低，延伸率較高，且當達到極限強度時，試樣會很快發生斷裂。成形極限測試試驗在裝有半球狀沖頭的設備上完成，半球沖頭的直徑為60 mm。采用裝有4個先進CCD相機的光學應變測量系統來記錄每個試樣完整的變形過程。通過設計不同的試樣形狀來測試不同應變路徑的變形行為。

實驗發現，所有的試樣均在半球沖頭的頂部突然發生斷裂，斷裂前沒有明顯的頸縮現象，說明該合金的室溫成形性是非常有限的。對比分析了Ti-6Al-4V合金板材室溫彎曲和軋制成形時的變形行為。結果表明，擺錘折疊彎曲試驗和V型模彎曲試驗的最小彎曲半徑為9 mm，而軋制成形的最小彎曲半徑為7.51 mm，提高了15%以上。軋制成形可以成形更小的半徑尺寸且比簡單的彎曲成形回彈更小。這主要是由于軋制成形是一個多工步的累積變形過程，逐步多次變形可以抑制裂紋的長大，同時使材料的變形比普通的一次變形更加充分。另外，在高強鋼軋制過程中經常出現的形狀缺陷在Ti-6Al-4V合金軋制成形過程中相對較少。可見，軋制成形是室溫成形航空及汽車結構件用高強鈦合金板材的很有潛力的加工方法。