在整個化學清洗(xi)工程中，選擇和應(ying)用緩蝕劑是其中(zhong)一個很重要的環(huan)節。它不僅直接影(yǐng)響到化學清洗的(de)✊效果，更重🍉要的是(shi)還會影響到鍋爐(lú)的安全和壽命，以(yǐ)及酸洗工程的成(chéng)本。因此，必須給予(yu)十分認真的注意(yì)。在這裏，我🈲們把在(zài)應用緩蝕劑時必(bì)須注意的問題歸(guī)納成下面三個方(fang)面加以❤️介紹。

一、正(zheng)确選擇緩蝕劑

酸(suan)洗緩蝕劑的品種(zhong)很多，使用時，必須(xu)根據清洗鍋🏃‍♀️爐的(de)🚶‍♀️自然條件(如鍋爐(lu)的結構、材料的成(cheng)分、垢的性質及組(zu)成等)和初步🚶‍♀️确定(ding)的工藝條件(酸的(de)種類及濃度、清洗(xǐ)溫度、可能達到的(de)最高流速以及要(yao)求達到的清洗水(shuǐ)準等)，選🐆定在性能(néng)上能滿足或基本(běn)滿足要求的緩蝕(shí)劑。

酸性緩蝕劑的(de)很多性能都是有(yǒu)一定的适用範圍(wéi)🤩和條件的🔱，不是一(yi)成不變的。例如:緩(huǎn)蝕劑的緩蝕效率(lü)(這是緩⛷️蝕劑最重(zhòng)要的性能)是在某(mǒu)一固定實驗條件(jian)下，根據添加和不(bú)添加緩蝕劑時的(de)腐蝕速率的相對(duì)比值求出來的。因(yīn)此，一提到緩蝕效(xiào)率就一定要注意(yi)是在什麽體系(材(cái)料的牌号✨和成分(fen)，酸的種類和濃度(du))、什🙇‍♀️麽條件(溫度、流(liu)速、緩蝕劑濃度)下(xià)得到的。商品酸洗(xi)緩蝕劑的說明書(shū)往往隻給出一些(xie)緩蝕效率，而沒有(you)同時給出求緩蝕(shí)效率的條件，這就(jiù)要求酸👄洗工作者(zhě)查清它們的實驗(yan)條件，并把它們的(de)适用範圍同初步(bù)确定的工藝條件(jian)♻️逐一對照🐅，隻有這(zhe)樣才能保證緩蝕(shi)♉劑👣的實際效果。

小(xiǎo)孔腐蝕和氫脆的(de)發生更要引起酸(suān)洗工程人員🍉的🈲注(zhù)意。确定某一緩蝕(shi)劑對某一鋼材有(you)無小孔腐蝕現象(xiang)發🌈生，一定要🐕在添(tiān)加足量的Fe3+(一般爲(wei)1000ppm左右)的條件下進(jìn)行試驗。在Fe3+爲零的(de)酸溶液中觀察不(bú)到小🤞孔并不等于(yu)在實際酸洗條件(jiàn)下不發生小孔腐(fu)蝕。因此，對于商🏃‍♀️品(pin)緩蝕劑說㊙️明書所(suo)介紹㊙️的情況必須(xū)結合實際情況進(jìn)行審定。必要時，酸(suān)洗工程人員要進(jin)行一些小型試驗(yan)，以确定選用的緩(huan)蝕劑的各項🤞性☎️能(neng)是否滿足自己的(de)要求。

在選用酸性(xing)緩蝕劑時，除了緩(huǎn)蝕效率、局部腐蝕(shi)的指标🈲外㊙️，還🈚要綜(zong)合考慮其他一些(xiē)性能。例如，在人口(kou)密集的市區進行(hang)鍋爐清洗，就必須(xū)選用沒有特殊📧臭(chou)味、毒性盡可能低(di)的緩蝕劑，以減少(shao)在酸洗過程中及(jí)酸洗後帶來的污(wū)染。

二、正确使用酸(suan)性緩蝕劑

當工藝(yì)條件和緩蝕劑确(que)定之後，還有一個(ge)正确使用緩蝕劑(jì)的問題。否則即使(shi)是性能适宜的緩(huan)蝕劑，如果得不到(dao)正确的使用，同樣(yang)收不到良好的效(xiào)果。

正确使用緩蝕(shi)劑主要表現在對(duì)酸洗條件的控制(zhì)上。說得确切🐕一點(dian)，就是根據工藝參(cān)數選定了合适的(de)緩蝕劑之後🍓，實際(ji)酸洗時就應該反(fǎn)過來根據緩蝕劑(jì)的性能限定酸洗(xǐ)工藝參數可能的(de)變動範圍。例如，當(dang)确定酸洗是在5%HCl、50℃條(tiáo)件下進行，所選用(yong)的緩蝕🌈劑在40～60℃、4～7%HCl中對(duì)碳鋼管的緩蝕效(xiao)率爲98～99%。那麽，要保證(zhèng)确實🌐收到98～99%的緩蝕(shi)效率，就必須保證(zheng)🌏在整個酸洗操作(zuo)中㊙️，酸的濃度最高(gāo)不得超過7%，溫度不(bu)得超過60℃。在正常的(de)💔酸洗期間做到這(zhè)一點并不十分困(kùn)難🏒。但是在進酸、配(pei)酸過程以及預加(jia)熱等這些✉️操作中(zhōng)要嚴格做到這一(yi)點就不十分容易(yì)了🍉。必須在工藝操(cao)作中采取一些必(bi)要的措施。還必須(xū)☀️注🌐意，在這裏講“不(bu)得超過🔞”不僅僅是(shì)指觀測點測量到(dao)的和🐉取樣點分析(xī)得到💜的數據，而是(shi)指包括任何一個(gè)局部的整個酸洗(xǐ)系🆚統和任何一瞬(shùn)間都不超過規定(ding)的參數。

正确使用(yong)緩蝕劑的另一個(gè)重要的問題是緩(huan)蝕劑濃🔞度。

緩蝕劑(ji)的任何性能都隻(zhi)有在緩蝕劑達到(dào)某一濃度🌈以後才(cái)表現出來。因此，要(yào)保證緩蝕效果，就(jiù)不僅隻看多少噸(dun)酸液加了多少公(gong)斤緩蝕劑，更重要(yào)的是要看☀️緩蝕劑(jì)的分配是否均勻(yun)。一定要避免某一(yi)局部緩蝕劑濃度(du)偏高，另一些局部(bù)濃度又偏低的不(bu)均勻現象發生。緩(huǎn)蝕劑濃度往往是(shi)無法用化學方法(fǎ)測定的。其🥵濃度的(de)控制主要是從加(jia)入方式上加以保(bao)證。緩蝕劑🈲的添加(jia)方式，應根🌈據選用(yong)緩蝕劑性💘能的不(bú)同而異，可以預先(xian)加入到水中，也可(ke)以預先加入到濃(nóng)酸中或在加酸的(de)同時加入緩蝕劑(jì)。無論哪一種方式(shì)，都必須使緩蝕劑(ji)的加入速度同進(jìn)入鍋爐的酸🌈液成(cheng)一定的比例。這樣(yàng)，當整個鍋爐充滿(man)酸液的同時，緩蝕(shí)劑也正好按規定(dìng)量均勻地分配在(zài)整個酸洗系統中(zhōng)。緩蝕劑的加入可(ke)以用人工從酸箱(xiāng)口加入，也可以用(yòng)計量泵同酸管并(bing)行注🚩入㊙️到酸洗系(xì)統中。有條件的地(dì)方，采用後⁉️一種方(fang)式爲好，這🐆樣既能(néng)保證添加緩蝕劑(ji)的質量，又省工安(ān)全。

三、正确評定緩(huan)蝕劑

要想在實驗(yàn)室鑒定緩蝕劑的(de)緩蝕性能，必須建(jian)立🧡能夠🔴反映酸洗(xǐ)基本特征的試驗(yan)方法。這些方法對(duì)于酸洗工藝條件(jiàn)要盡可能的簡化(huà)和相對固定。而對(duì)于那些影響緩蝕(shí)劑性能的主要因(yin)素則要嚴格加以(yǐ)模拟。隻有這樣得(de)到的結果才具有(yǒu)工業應用的參考(kǎo)價值。現将幾個評(ping)定緩蝕劑的實驗(yàn)方法介紹于下:

1.靜(jìng)态腐蝕試驗方法(fǎ)

靜态腐蝕試驗方(fāng)法是簡便易行而(er)又十分重要的☎️方(fāng)法。它之所以重要(yào)，是因爲這種方法(fa)能夠很好地反映(ying)出鍋爐酸洗時腐(fǔ)蝕過程的主要特(tè)征——氫去極✏️化引起(qǐ)👄的腐蝕過程。在沒(méi)有添加緩蝕劑的(de)酸洗液中，靜态試(shi)驗得到的腐蝕速(sù)率幾乎完全是由(yóu)氫去極化引起的(de)。添加緩蝕劑對這(zhe)一腐蝕🐕速率的改(gǎi)變⚽，也就表明該緩(huan)蝕劑對氫去極化(huà)的腐蝕過程的抑(yì)制能力。

具體步驟(zhòu)如下:先選定進行(hang)試驗的樣品，樣品(pǐn)的化💁學成分和金(jin)相組織必須同酸(suan)洗的鍋爐材料一(yi)緻。加工成适當的(de)大小，一般爲20×50毫米(mi)。用機械磨光或化(hua)學清洗的方法除(chú)去樣品上的🐅鏽層(céng)，以保證完全裸露(lu)出潔淨的金屬表(biǎo)面，再用200～400号⛷️砂紙仔(zǎi)細磨光，表面無明(míng)顯劃痕和小孔。把(bǎ)制備好的樣品用(yòng)丙酮或無水酒精(jing)除去油污，并用吹(chuī)風機❗吹幹，用熱風(fēng)幹燥後的樣品要(yao)放入幹燥器内冷(leng)卻到室溫後用分(fèn)析天平精确稱重(zhòng)(這一重量就是腐(fu)蝕前重)。将稱完重(zhòng)量的樣品放入盛(sheng)有一定體積的酸(suān)液，并預先恒定在(zài)🐪試驗溫度的玻璃(lí)燒杯或塑料瓶中(zhōng)進行腐蝕試驗。酸(suan)溶液的種類、濃度(du)和溫🍉度要同鍋爐(lú)實際酸洗工藝條(tiao)📧件一緻。試驗樣品(pin)在🛀🏻試驗容器(玻璃(lí)燒杯或塑料瓶)中(zhōng)不🔆要卧放，而應懸(xuán)挂或直💛立。經過一(yi)定時間以後(該時(shi)間即爲腐蝕試驗(yàn)時間)，取出樣品并(bìng)洗淨，再經過丙酮(tóng)或無水酒精清除(chú)水分并用與試驗(yan)前相同⭐的方法幹(gan)燥、冷卻，待完全恢(huī)複到室溫後又精(jīng)确稱其重量(這一(yi)重量就🔴是腐蝕後(hòu)重)。根據腐蝕前後(hòu)重量的變化就可(kě)計算出腐蝕速率(lǜ)。再根據添加緩蝕(shi)劑和未加緩蝕劑(jì)腐蝕速率的變化(hua)計算出緩蝕效率(lü)，計算公式如下:

式(shì)中:
     K——腐蝕速率[克/米(mǐ)2·時]；

     G0——腐蝕前樣品的(de)重量[克]；

     G——腐蝕後樣(yàng)品的重量[克]；

     S——樣品(pin)的表面積[米2]；

     h——腐蝕(shí)試驗時間[小時]。

     式(shi)中:Q——緩蝕劑的緩蝕(shi)效率[%]；

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

K1——添加緩蝕(shi)劑後的腐蝕速率(lǜ)[克/米2·時]。

2.動态腐蝕(shí)試驗方法

鍋爐酸(suān)洗并不完全是在(zài)靜止溶液中進行(háng)的，甚至應該說更(geng)多的時間是在溶(róng)液以一定流速的(de)動态條件⚽下進行(hang)的。因此❓，研究溶液(ye)流動對緩蝕劑性(xing)能的影響，是把靜(jìng)态試驗🔱結果應用(yong)于鍋爐實際酸洗(xǐ)的重要步驟。

溶液(yè)流動是動态試驗(yan)方法的主要特征(zhēng)。但是，流動對腐蝕(shi)發生影響的具體(tǐ)途徑則可以是完(wan)全不同的。可以作(zuò)如下兩種假設，一(yi)是緩蝕劑的緩蝕(shi)效率直接受溶液(ye)流動的影✂️響。如果(guǒ)是這樣，溶液的流(liú)動速度就成爲動(dòng)态試✌️驗中的決定(ding)性影響🥵因素，隻要(yao)是在能使溶🙇🏻液以(yi)一定速度流動的(de)任🔆何一種試驗裝(zhuang)置中進行試驗，都(dou)應該能夠反映出(chu)這一規律。另👅一種(zhong)假設是，一些受擴(kuo)散速度影響💰的因(yīn)素(如前面談到的(de)氧、Fe3+的陰極去極化(hua))，必然也要受✌️溶液(yè)流動速度的影響(xiang)。但是，對于這☂️種影(ying)響途徑，溶液流動(dong)就不是唯一起作(zuò)用的因素了。除流(liú)速外，還取決于能(néng)夠影響到擴散速(sù)度的那些因♋素的(de)作用。對腐蝕速率(lǜ)✏️的影響是溶液的(de)流動速度和影🔴響(xiǎng)擴散速度的那些(xiē)因素相互作用的(de)總的結果。從這一(yi)觀點出發，對于動(dong)态試驗的☁️要求，就(jiù)不僅僅是溶🥵液以(yi)一定速度❗流動，還(hái)必須保證影響擴(kuò)散速度的其他因(yīn)素都能反映出實(shi)際酸洗的特點，隻(zhī)有這樣實驗結果(guǒ)才具有實際參考(kǎo)的價值。例如，氧引(yǐn)起的腐蝕，就可能(néng)因爲實驗裝置的(de)不合理(如酸箱敞(chang)開而溶液攪動又(you)⁉️十分劇烈、酸液的(de)體積和樣品面積(ji)之比過于大等)而(ér)變得比鍋爐實際(ji)酸洗時嚴重得❤️多(duo)。

對于動态試驗裝(zhuang)置，較爲合理的應(yīng)如圖12所設計的那(nà)樣。這種裝置的特(te)點是全密封系統(tǒng)，它比較好地🏃🏻模拟(ni)了鍋爐酸洗時的(de)主要特征。動态試(shi)驗的實驗🈲程序和(he)數據的處理同靜(jìng)态腐📱蝕試驗基本(ben)一樣。隻👅是多了一(yī)個流速的選定和(hé)控制這一因素，對(duì)于流🍉動速度的确(que)💞定保證試驗段的(de)速度同鍋爐酸洗(xǐ)工藝所規定的流(liú)速範圍一緻，一般(ban)在0.1～1米/秒之間👈。

利用(yòng)靜态和動态腐蝕(shi)試驗可以進行通(tong)氮除氧和通氧的(de)試驗，以查明氧濃(nóng)度對腐蝕速率的(de)影響。也可以進行(háng)添加不同濃度的(de)Fe3+的試驗，用以觀測(ce)Fe3濃度的影響和小(xiao)孔腐蝕發生的情(qing)況。Fe3+添加濃度一般(bān)爲300～1000ppm，最高不超過2000ppm。

3.氫(qīng)脆試驗方法

了解(jie)氫滲入金屬後引(yǐn)起材料機械性能(néng)發生變化的試驗(yan)方法通常有兩種(zhǒng)。一種是拉伸試驗(yan)法，另一種是彎折(she)試驗法。

拉伸試驗(yan)法是将與鍋爐熱(re)交換管化學成分(fen)和金相組織完全(quán)相同的鋼棒，加工(gōng)成标準拉伸試樣(yàng)，用🔞材料試驗機慢(màn)速将試樣拉斷，測(ce)量斷口處斷面的(de)直徑，計算出該試(shì)樣未受氫影響時(shi)的斷面收縮率，計(ji)算公式如下:

式中(zhong):ψ——金屬材料的斷面(miàn)收縮率[%]；

D0——标準拉伸(shēn)試樣的直徑(試驗(yàn)段)[毫米]；

D1——拉伸後試(shi)樣斷口的直徑[毫(hao)米]。

再将另一些同(tong)樣的樣品放入添(tian)加有緩蝕劑的酸(suan)溶液🆚中進行腐蝕(shí)試驗，一般爲1～2小時(shí)後，取出樣品很快(kuai)洗😍淨、擦幹(不🌂得加(jiā)熱)再🚶‍♀️到材料試驗(yàn)機上以同樣的速(su)度将試樣拉斷，求(qiu)出在酸液中腐💯蝕(shi)後的試樣的斷面(miàn)收縮率。根據試驗(yàn)前後斷面收縮率(lǜ)的變化☂️來判斷氫(qing)脆🌈發生的大小。可(kě)以用氫脆系數這(zhè)一指㊙️标來定量表(biao)示，氫脆系數是金(jīn)屬在該條件下發(fā)生氫脆程度的表(biǎo)征，計算公式如下(xia):

式中:η——氫脆系數[%]；

ψ0——腐(fu)蝕試驗前樣品的(de)斷面收縮率[%]；

ψ1——腐蝕(shí)試驗後樣品的斷(duàn)面收縮率[%]。

一般，η小(xiao)于20%，可以認爲是安(an)全的，大于20%則被認(rèn)爲有明顯氫脆現(xiàn)象🤟發生，數值越大(da)則氫脆現象越嚴(yán)重。這種緩😘蝕劑😘的(de)使用就值得慎重(zhòng)考慮。

進行這個實(shi)驗時必須注意，從(cong)酸中取出試樣後(hou)，要🌈迅👅速處理💯，并立(lì)即在材料試驗機(ji)上以慢的速度拉(la)斷，中間間⁉️隔時㊙️間(jiān)不宜過長。因爲滲(shèn)入金屬中的氫是(shì)可逆的，這段時間(jian)一長，已經滲入金(jīn)屬内部的氫還會(hui)跑出，使原來已經(jīng)變得比較脆的試(shì)樣還可以得到一(yi)定程💘度上的恢複(fu)。如果腐蝕試驗後(hòu)，不能立即進行拉(la)伸時，必須将試樣(yàng)在低溫下保存。最(zuì)好是😍在-10℃的鹽-冰體(tǐ)系中👣保存，但不能(néng)夠直接同水接觸(chu)。

檢查氫脆的另一(yī)個方法是彎折法(fa)。彎折試驗是在一(yī)個能☀️夠将試樣固(gù)定，并準确向兩個(ge)方向做180°或90°彎折的(de)機器上進行的。試(shì)樣的材料一般選(xuǎn)用對氫脆更敏感(gan)的高強度彈簧🏃鋼(gāng)絲，截成10厘米一段(duàn)作爲實驗樣品。高(gao)強度彈簧鋼絲的(de)強度比一般鍋爐(lú)用鋼高許多，在一(yi)般情況下，氫脆發(fa)生的敏感性是與(yu)材料的強度成正(zheng)比的。如果在鋼絲(sī)上觀察不到氫脆(cuì)💔現象的發生，那麽(me)對于鍋爐用鋼則(zé)可以認爲是安全(quan)🔴的，這就是我們選(xuan)用彈簧鋼絲的原(yuan)因☀️。實驗程序同拉(lā)伸法基本相同，分(fen)😍别求出♋在酸中腐(fu)蝕和未腐蝕的樣(yàng)品彎斷時的彎折(shé)次數，根據彎斷次(ci)數的變化可以判(pàn)斷鋼絲發生氫脆(cuì)的程度，腐蝕後彎(wān)斷的🈲彎折🐕次數越(yue)少，說明氫脆現象(xiang)越嚴重，和未腐蝕(shi)一樣或僅僅🚶‍♀️減少(shao)1～2次，則說明氫脆現(xiàn)象不嚴重。這種方(fang)🐉法是檢查緩蝕劑(jì)抑制滲氫能力的(de)比較簡便的方法(fǎ)。但是，它的精度與(yu)重現性比拉伸法(fa)要差一些。我們可(kě)🥰以用重複多次試(shi)驗取平均值的方(fāng)㊙️法來克服這一缺(quē)點。由于試驗簡單(dan)，重複🔞試驗是很容(róng)易進行的。

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