管道工程酸洗方法及应用范围研究

张纯静

摘 要：管道的清扫环节对整个工程非常重要，主要是酸洗的过程要做好。以实际工程为背景，对酸洗的方法、适用范围做了详细的论述，为设计和施工提供了参考。

关 键 词：酸洗；管道

中图分类号：TQ 051 文献标识码： A 文章编号： 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，就是用某些化学药品的水溶液来清除管道或设备内各种沉积物，并使金属表面形成良好的防腐保护膜，以达到某些工业管道或设备投入使用前的工艺要求和安全运行。

管道或设备通过酸洗，可除掉管子或设备在制造过程中形成的氧化皮（也称轧皮）和在储存、运输和安装过程中生成的腐蚀物、焊渣及设备出厂时涂覆的防护剂（如防腐油），同时还可以除去管道和设备在制造、安装过程中进入或残留在设备内部的杂质，如砂子、尘土等。

管道工程酸洗所用的溶液，除了要起清洗作用外[1]，为了减缓清洗剂对金属管道的腐蚀，溶液中还应加入缓蚀剂。管道经酸洗后为防止残存药品对管道的腐蚀还应加中和剂。为使管道经酸洗后，金属不再被污染和锈蚀，使金属形成一层保护膜，还应加入钝化剂[2]。

1 酸洗的方法

（1）硫酸法：适用于各种碳素钢管和设备，其配方是：

工业硫酸：60 mL；

水：1 L；

缓蚀剂2.94×10-3～9.8×10-3 kg；

温度：80 ℃。

（2）盐酸法：适用于各种碳素钢管和设备，其配方是：

工业盐酸（比重1.19）：60 mL；

水：1 L；

缓蚀剂2.94×10-3～9.8×10-3 kg；

温度：常温。

（3）磷酸法：用于锈蚀不太严重的碳素钢管和设备。其方法是磷酸为25%的水溶液，在室温情况下浸泡1 h。

（4）硝酸法：适用于铜及铜合金管道及其他有色金属管道。浓度为普通硝酸30%；水70%，浸泡数分钟，并注意用碱溶液中和。

2 酸洗的方式

管道工程酸洗的方式有静置浸泡和流动清洗两种。通常不采用浸泡式而是采用流动清洗的方式，因后者有下列优点：.易使各部清洗液的温度、浓度均匀，不致因温差和浓度而造成酸洗程度不均；容易根据出口酸洗液的分析结果，判断酸洗的进度和终点；溶液的流动可起搅拌作用，有利于酸洗。

3 酸洗的温度时间和流速

温度升高，酸洗速度可加快，一般盐酸法温度不高于30～40 ℃，硫酸法温度不高于50～60 ℃。溶液的温度对酸洗效果也有影响，对于铁的氧化物等沉积物，溶液温度高对酸洗有利，因为它们的溶解度是随着温度的升高而增大，但对于缓蚀剂抑制腐蚀能力，却是随着温度的升高而下降，所以酸洗的温度要选择合适。

采用流动清洗方式时，应适当控制酸洗液的流速。流速过大，虽然可以使沉积物的溶解速度增快，但缓蚀剂的能力却下降；当流速过小，又不能保证溶液在清洗系统各部分充分流动，效果就差。因此，允许的最大最小流速，可通过动态小型试验确定。

合理确定溶液的浓度、温度、时间和流速是酸洗效果的关键所在，必须根据管道材质、锈蚀程度合理确定。以确保酸洗效果。

4 酸洗的准备工作

管道工程酸洗是一项技术要求较高的工作，因此必须做好充分的准备工作，才能确保酸洗工作顺利进行，达到预期的效果。

（1）药品准备

在酸洗工作前，将所需药品准备齐全，数量备足。特别是酸洗用的酸和中和用的碱，都要有一些余度。但在酸洗工作中应该在保证质量的前提下，尽可能减少药品用量、以降低酸洗成本，减轻排放废液对环境的污染。

（2）酸洗用水

在酸洗过程中，有时在短时间内需要大量的水，若在酸洗过程中出现供水中断的情况，就会严重影响酸洗效果，所以在酸洗工作开始前，应准确掌握酸洗用水，最好单独准备储水箱。

（3）热源

由于酸洗需要将溶液加热到一定温度，所以热源必须有保证。酸洗时，常用的热源为蒸汽，故对蒸汽的压力、温度、用量及取用点等，应计划周到。

（4）电源和备用泵

要了解酸洗泵和空气压缩机的用电情况，防止用电中断，在使用临时泵时，要设有备用泵。

（5）废液、废气的排放

排放的废液、废气应符合环境保护部门的规定，并且要特别注意不会发生危害（如火灾）。为此，应准备好处理废液的设施和排放的措施。

（6）安排好酸洗系统

按预先制定好的酸洗方案，安排好酸洗系统和设备，并仔细检查系统的严密性，以防酸洗时发生泄漏。因此，在酸洗正式进行前，要对酸洗系统各台设备进行试运转；对整个系统要进行水压试验，以免在酸洗过程中发生泄漏，不好处理。

（7）安全措施

为了保证操作人员的安全、防止发生人生与设备事故，酸洗现场必须有充分的照明，并有必要的通讯联络设施；在有关设备、阀门上应有标牌；操作人员应了解安全规定和所有药品的性能；准备好必要的安全用具（如口罩、面罩、工作服等）；酸洗和安全用药（小苏打、硼酸等）过程中因有氢气产生，应挂严禁烟火等警示牌。

5 酸洗的步骤

当一切准备工作就绪，即可进行酸洗工作。由于酸洗的管道或设备要求不同，使用的药品不同，因此，酸洗的步骤也不一样。一般管道工程酸洗可按下列顺序进行。

（1）洗净

可用压缩空气或水冲刷管道内部，以排除管道内的泥土、杂质等。

（2）碱洗

用碱溶液清除管道和设备在制造和安装过程中涂覆在内部的防锈剂及安装时沾染的油污等，为下步酸洗创造条件。

（3）酸洗

用酸溶液清洗管道和设备内部，通过酸液作用，除掉锈蚀、轧皮等。这是酸洗工作的主要工序。

（4）中和

用碱溶液中和内部残留的酸溶液，以消除酸对管道或设备的腐蚀。

（5）钝化

使酸洗好的管道或设备内部，形成一层保护膜，以防止管道或设备内部再生锈。

（6）吹干

用压缩空气排除因酸洗而残留在管道或设备内部的水分。

6 酸洗实例

某工厂两车间之间连接的管线，采用的是碳素钢管、安装后内部锈蚀一般，投产前工艺要求管道内部应除锈干净，露出金属亮光。

根据管道材质和工艺要求，现采取酸洗法清除内部锈蚀。酸洗的工艺过程及要求如下：

（1）酸洗前管道的连接处理

管线工程在酸洗前应将管线两端的各管段串联起来，组成一个循环系统，以便于酸洗。

（2）溶液的配置

酸溶液

工业盐酸（比重1.19）：0.5 m3；

乌洛托平：343 N；

清水：5 m3；

控制温度：常温；

中和钝化液

苛性钠：196 N；

亚硝酸钠：68 N；

清水：5 m3；

控制温度：常温；

冲洗液

自来水：适量；

干燥；

2.97×105 Pa压缩空气，适量。

（3）酸洗工艺过程

将溶液全部配制完成后，储存于容器内，经搅拌均匀，然后检查清洗系统及设备，如管道连接、清水泵、耐酸碱泵、空气压缩机连接等无误后即可进行操作，其步骤是：

1）吹扫

全部系统阀门关闭，启动空气压缩机，待压力升至2.97×105 Pa时，打开排气端阀门，将管道内污物吹出。然后关闭压缩机。

2）初洗

即用清水冲洗一遍，以便排出系统内的污物，然后用压缩空气吹干。

3）酸洗

即将配制好的酸溶液，酸碱液的浓度要严格控制，并在操作过程中随时测定，测定的方法可采用滴定法与原液比较，以免造成浓度大小不准而造成腐蚀过重或达不到要求。然后用耐酸泵打入系统，并使之循环，时间约30～40 min。然后将酸洗液排至容器。酸洗完成后，应及时将管道割开抽样检查酸洗效果。如管壁内经酸洗后呈黑色，即为合格；若仍有黄色锈皮，为酸洗不足；若呈灰黑色，则为酸洗过度。应采取调整配比的方法，使酸洗达到要求。

4）中和钝化

用泵将中和钝化液打入系统循环，时间约30 min。将中和液打入容器，并用压缩空气将系统吹干。

5）洗净

即用清水反复冲洗系统，直到排出的水为中性时为止。然后用压缩空气将系统吹干。

6）封闭

洗净完毕后，检查管子内部是否达到要求，如合格后即将管道封闭或将管线连接好，以防止管道再度生锈或污染。

7）酸洗地点应通风良好，操作人员应有足够的防护用品，以防被酸、碱液灼伤。

7 结 论

管道的清扫环节非常重要，主要是酸洗的过程要做好，以实际工程为背景，把酸洗的方法、适用范围做了详细的论述，为设计和施工提供了参考。

参考文献：

[1]朱萍. 液压管道在线酸洗[J]. 科技资讯，2011（24）：95，97.

[2]GB50235-2010《工业金属管道工程施工规范》[S].北京：中国计划出版社，2011.

高强钛合金板材的室温成形

科研人员对经820 ℃退火处理后的2 mm厚高强Ti-6Al-4V合金板材在室温下的成形及回弹行为进行了实验室研究。

实验选用的Ti-6Al-4V合金板材的原始组织由93.86%的等轴α相和6.14%的β相组成，平均晶粒尺寸为1.3μm±0.7μm。室温拉伸测试结果显示，其各向异性较大，与轧制方向呈45°方向时，试样的屈服强度最低，延伸率较高，且当达到极限强度时，试样会很快发生断裂。成形极限测试试验在装有半球状冲头的设备上完成，半球冲头的直径为60 mm。采用装有4个先进CCD相机的光学应变测量系统来记录每个试样完整的变形过程。通过设计不同的试样形状来测试不同应变路径的变形行为。

实验发现，所有的试样均在半球冲头的顶部突然发生断裂，断裂前没有明显的颈缩现象，说明该合金的室温成形性是非常有限的。对比分析了Ti-6Al-4V合金板材室温弯曲和轧制成形时的变形行为。结果表明，摆锤折叠弯曲试验和V型模弯曲试验的最小弯曲半径为9 mm，而轧制成形的最小弯曲半径为7.51 mm，提高了15%以上。轧制成形可以成形更小的半径尺寸且比简单的弯曲成形回弹更小。这主要是由于轧制成形是一个多工步的累积变形过程，逐步多次变形可以抑制裂纹的长大，同时使材料的变形比普通的一次变形更加充分。另外，在高强钢轧制过程中经常出现的形状缺陷在Ti-6Al-4V合金轧制成形过程中相对较少。可见，轧制成形是室温成形航空及汽车结构件用高强钛合金板材的很有潜力的加工方法。