【導(dǎo)讀】獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。畢業(yè)設(shè)計（論文）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或。未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已。在文中以明確方式標(biāo)明。因與不同部位的熱工狀態(tài)和不同的腐蝕原因等諸多因素有關(guān)。表現(xiàn)為氧腐蝕、腐蝕性離子的腐蝕、酸腐蝕、鐵垢腐蝕、干濕線腐蝕、堿腐蝕，加熱爐煙道金屬內(nèi)壁則最易發(fā)生CO2酸性腐蝕以及溶解。氧引起的氧去極化腐蝕。加熱爐的安全使用和熱傳遞效率直接影響天然氣的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。多集氣站加熱爐沒有采取任何防腐防垢措施,致使集氣站加熱爐腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重，熱傳遞效率降低，嚴(yán)重的會引起事故。析、腐蝕機(jī)理及影響因素、防腐措施、加熱爐清洗與緩蝕阻垢技術(shù)等內(nèi)容。Keywords：HeatingFurnace，Corrosion，Scaling，Cleaning，Passivation.

　　

【正文】 WG— 07 LZ－ 08b LZ－ 08c 120 WG— 08 LZ－ 09a LZ－ 09b LZ－ 09c 天然氣加熱爐的腐蝕研究 22 LZ－ 10a 100 WG— 09 LZ－ 10b LZ－ 10c LZ－ 11a 100 WG— 10 LZ－ 11b LZ－ 11c 100 WG— 11 LZ－ 12a LZ－ 12b LZ－ 12c 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 LZ－ 13a 120 WG— 12 LZ－ 13b LZ－ 13c LZ－ 14a 110 WG— 13 LZ－ 14b LZ－ 14c LZ－ 15a 110 WG— 14 LZ－ 15b LZ－ 15c LZ－ 16a 100 WG— 15 天然氣加熱爐的腐蝕研究 24 LZ－ 16b LZ－ 16c 由表 61可知， WG— 06對加熱爐具效果相對最佳。 對篩選出的性能理想的緩蝕 阻垢 劑，為了驗(yàn)證 其 重復(fù)性和可靠性， 又進(jìn) 行了重復(fù) 試驗(yàn) ，結(jié)果見表 62，由表可知重復(fù)性良好。 表 62 自制掛片緩蝕重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn) 試驗(yàn)編號 緩蝕劑用量 mg/L 緩蝕速率 mm/a 緩蝕阻垢劑名稱 平均值 LZ－ 17 空白試驗(yàn) LZ－ 18a 100 WG— 06 LZ－ 18a LZ－ 18c 通過對多種緩蝕阻垢劑的室內(nèi)靜態(tài)掛片 試驗(yàn) ， 篩選出的緩蝕阻垢劑 WG06 其榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 腐蝕速率最小，效果最好，可以用于加熱爐的防護(hù)。 清洗劑的清洗原理和要求 在生產(chǎn)和工業(yè)加工 的許多領(lǐng)域一般都需要 清洗工序。各種被清洗的表面的 性質(zhì)很不相同，但清洗的目的是一致的，都是除去油脂、有機(jī)殘留物和顏料污垢或銹垢。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種含有表面活性劑的金屬清洗劑被應(yīng)用于清洗工藝，其與酸性清洗 劑 和堿性清洗 劑 相比具有防銹性好， 低 毒 ， 安全，腐蝕性小，洗劑無泡沫，適用于高壓清洗，可在常溫下使用，適用于多種金屬材料 等 。 以 表面活性劑 為主劑的 工業(yè)清洗劑的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，在金屬加工、食品、紡織、交通、船舶、建筑、醫(yī)藥、化工等工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛的用途。工業(yè)清洗劑的品種也日益增多，從通用型向?qū)Ｓ眯桶l(fā)展。在洗滌用品工業(yè)中，降低原料成本，采用優(yōu)良特效的表面活性劑 單體，加強(qiáng)各種有效成分復(fù)配研究，提高產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率是開發(fā)市場和立足市場的積極措施 ， 也是目前國外工業(yè)清洗劑的發(fā)展趨勢 ［ 8］ 。 清洗劑的清洗原理 金屬清洗劑的清洗原理是表面活性劑 去污作用 ［ 9］ 的應(yīng)用。 清洗過程是清洗劑中表面活性劑在低溫條件下，降低了界面張力，產(chǎn)生定向吸附、潤濕、乳化、分散、增溶等綜合作用，再借助于清洗時加熱、刷洗、噴洗、振動或超聲波等清洗方法使銹垢更快的脫離金屬表面，分散到清洗液中，從而達(dá)到除污消垢的作用?？梢姡饘偾逑磩┑那逑词腔谇逑匆号c金屬表面間的活性作用及機(jī)械力或液力的綜合作用。 清洗過程首先要能破壞銹垢在金屬表面的 黏 附性 ，降低其與金屬表面的結(jié)合力，同時又能阻止細(xì)小銹垢重新凝結(jié) ［ 10］ 。 (1)清洗過程 在清洗時，通過一些化學(xué)物質(zhì)的作用以減弱和消除銹垢 在 載體之間的 相 互作用，使銹垢 與 載體的結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)殇P垢與洗滌劑的結(jié)合，最終使銹垢與載體脫離。 載 體 銹垢 ＋ 洗滌劑 載體 ＋ 銹垢 洗滌劑 洗滌過程通常可分為兩個階段：一是在洗滌劑的作用下，銹垢與 載體分離；二是脫離的銹垢被分散，懸浮于介質(zhì)中。清洗過程是一個可逆過程，分散，懸浮于介質(zhì)中的銹 垢也有可能從介質(zhì)中重新沉淀到被洗物上。因此，一種優(yōu)良的清洗劑除了 應(yīng) 具有使銹垢脫離載體的能力外，還應(yīng) 具有 較好的分散 和 懸浮銹垢，防止天然氣加熱爐的腐蝕研究 26 銹垢再沉積的能力 ［ 11］ 。 離子型表面活性劑在固體污垢及其載體表面上的吸附有可能增加固體污垢及其載體面的表面電勢，更有利于污垢的去除。 非離子表面活性劑在一般帶電的固體表面上都能產(chǎn)生吸附，盡管不能明顯改變界面電勢，但吸附的非離子表面活性劑往往在表面上形成一定厚度的吸附層，有助于防止污垢再沉積。 陽離子表面活性劑，由于它們 的吸附會使污垢質(zhì)點(diǎn)及其載體表面的負(fù)表面電勢降低或消除，使得污垢 與 表面之間的排斥降低，因而不利于去除污垢；再者，陽離子表面活性劑 在 固體表面吸附以后，往往將固體表面變成疏水性，因而不利于表面的潤濕也就不利于洗滌。 （ 2） 黏附作用 清洗的黏附作用分為物理黏附和化學(xué)黏附 ： 物理黏附分為機(jī)械力黏附和靜電黏附 。 煙灰，塵土，泥沙，炭黑等在衣服上的黏附屬于物理黏附。一般來說，通過這種黏附的污垢，與被黏附的物體之間的作用相對較弱，污垢的去除也比較容易。 化學(xué)黏附是指污垢通過化學(xué)鍵或氫鍵作用到物體上的現(xiàn)象?；瘜W(xué)作用力一般比較強(qiáng)，因而污垢在物體上結(jié)合得較為牢固。鐵銹的黏附就屬于化學(xué)黏附。 工業(yè)清洗劑的要求 良好的金屬清洗劑具有潤濕性能和較高的除銹能力，對銹垢有 分散 、增溶能力，對金屬無腐蝕作用，有一定的防銹能力，對硬水及酸、堿、鹽有良好的穩(wěn)定性。 所以其 清洗 要求如下： （ 1）清洗和去污作用 對清洗劑的要求首先是有良好的清洗和去污作用，但不是所有的表面活性劑都以 相同 的方法實(shí)現(xiàn)這種要求， 一些低泡沫表面活性劑的清洗和去污效果差，抑泡作用的表面活性劑與去污力強(qiáng)的表面活性劑混合使用時，效果較好， 能使其去污效果 達(dá)到理想 程度。 （ 2）泡沫性能 除清洗和去垢作用外，泡沫性能也是表面活性劑的 一個重要應(yīng)用技術(shù)特性。但泡沫迅猛形成會干擾清洗效果，不能采用噴洗方法，清洗產(chǎn)生過量泡沫會增加產(chǎn)品損失、阻礙表面油的沖洗及污垢的沉淀和分離，并影響表面清洗液的排除，陰離子表面活性劑泡沫多，不能用于噴洗法或其他對泡沫敏感的工業(yè)清洗方法，非 離子表面活性劑具有抑泡性能 ， 與去污力強(qiáng)和泡沫低的表面活性劑混合使用才榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 能得到良好的清洗和去污作用。 （ 3）電解質(zhì)相容性 工業(yè)清洗在很多情況下只依靠表面活性劑的清洗和去污作用是不夠的，還需要添加助洗劑。如磷酸鹽、硅酸鹽或堿，可提高清洗和去污效果許多倍，助洗劑還有助于分散和乳化作 用，能除去顏料污垢和沉積物，但添加助劑會使表面活性劑溶解度降低，造成表面活性劑分離、沉淀排出量增加和過高的消耗。另外還造成沉淀的表面活性劑吸附聚集在被清洗的物件上，因此要求選用電解質(zhì)溶液中溶解度特別好的表面活性劑 ［ 12］ 。 （ 4）化學(xué)穩(wěn)定性 表面活性劑對酸、堿和氧化劑的化學(xué)穩(wěn)定性對其選擇也起決定性作用，如表面活性劑用于食品工業(yè)的含活性氯或過氧化物的殺菌和消毒液時，從耐酸和耐堿性來看，磺酸鹽型 陰離子 表面活性劑可以達(dá)到所提出的要求，但由于其泡沫形成能力強(qiáng)，一般只能很有限地使用。陽離子表面活性劑在工業(yè)清洗中只 作為食品工業(yè)的消毒和殺菌劑使用。 （ 5）乳化作用 在工業(yè)清洗劑中趨向使用 去污效果好的，但乳化能力盡可能低的表面活性劑。乳化的油脂不利于清洗劑的有效去污和保留時間。此外乳化還會使廢水難于凈化處理。 （ 6）吸附作用和解吸作用 在實(shí)際清洗過程中，為了能除去油膜和污垢，表面活性劑一定要吸附在被清洗表面上，在最后的沖洗過程中，表面活性劑還要從表面上解吸下來。在食品工業(yè)中這是一個很重要的要求，以防止污染食品。在清洗金屬時，被吸附的表面活性劑在精加工過程中會造成嚴(yán)重的缺陷。由于沖洗過程中解吸作用的重要性，在工業(yè)清 洗時不能使用表面活性劑 中 的消泡劑，如硅酮形式的產(chǎn)品，這類消泡劑產(chǎn)品在一次沖洗過程中不能從洗滌物表面被除去 ［ 13］ 。 天然氣加熱爐的腐蝕研究 28 第七章 總結(jié) 加 熱爐水側(cè)不同部位的腐蝕及形態(tài)各不相同，產(chǎn)生這些現(xiàn)象的主要原因與不同部位的熱工狀態(tài)和不同的腐蝕原因等諸多因素有關(guān)。 通過研究發(fā)現(xiàn)加熱爐腐蝕主要表現(xiàn)為氧腐蝕、腐蝕性離子的腐蝕、酸腐蝕、鐵垢腐蝕、干濕線腐蝕、堿腐蝕，其中氧腐蝕是最主要原因。 加熱爐煙道金屬內(nèi)壁 最易發(fā)生 CO2酸性腐蝕的部位通常在火筒、煙道、煙箱封頭以及煙囪等部位 ,腐蝕嚴(yán)重部位是煙道和煙囪，以及溶解氧引起的氧去極化腐蝕。 防止加熱爐水側(cè)部位的腐蝕措施主要為： (l)加熱爐進(jìn)行清洗或煮爐，徹底去除鍋爐內(nèi)存在的垢及銹，并對其進(jìn)行預(yù)膜和鈍化處理 。 (2)對加熱爐給水進(jìn)行徹底除氧或使用除氧劑，降除 CO2 (3)控制鍋爐水的 pH 值和堿度，防止腐蝕產(chǎn)物混人加熱爐 。 (4)對加熱爐給水進(jìn)行緩蝕阻垢處理，加人緩蝕阻垢劑 。 (5)加熱爐停爐時，防止空氣進(jìn)人停運(yùn)的鍋爐內(nèi)，保持停運(yùn)加熱爐的金屬表面充分干燥，使用緩蝕劑在金屬表面生成保護(hù)膜，緩解金屬的腐蝕。 防止煙氣腐蝕的主要措施為 提高煙氣的排出溫度 ，縮短水套加熱爐的啟動升溫時間， 更換煙囪的 材質(zhì) ，在煙箱涂防腐材料， 安裝引流管排出冷凝水 。 加熱爐腐蝕防垢技術(shù)則主要 通過對多種緩蝕阻垢劑的室內(nèi)靜態(tài)掛片 試驗(yàn) ， 得出 緩蝕阻垢劑 WG06 其腐蝕速率最小，效果最好，是理想的緩蝕阻垢劑。 榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 楊志剛，張寧生，吳新民 等 .天然氣加熱爐清洗與緩蝕阻垢技術(shù)研究 (Ⅰ )［ J］ .天然氣工業(yè)， 2020,25(4):160163. ［ 2］ 詹世平 .鍋爐的化學(xué)清洗［ J].化學(xué)清洗， (4):16一 18. ［ 3］ 張麗，紀(jì)云嶺 .油田腐蝕與防護(hù)技術(shù) ［ M].北京 :石油工業(yè)出版社， 32. ［ 4］ 沈羚 .低壓熱水鍋爐氧腐蝕及其預(yù)防措施 ［ J].質(zhì)量天地， 2020， 2(7):63 ［ 5］ 鄭家桑，呂戰(zhàn)鵝 .二氧化碳腐蝕機(jī)理及影響因素 ［ J].石油學(xué)報， 1995， 16(3):134一 138. ［ 6］李和平 .鍋爐結(jié)垢、腐蝕原因分析與解決對策 ［ J].冶金動力， 10(3):34一 36. ［ 7］ 國家石油和化學(xué)工業(yè)局 .中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) . ［ 8］ 王慎敏，劉瑩，姜文勇等 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感謝身邊所有的朋友與同學(xué)，謝謝你們四年來的關(guān)照與寬容，與你們一起走過的繽紛時代，將會是我一生最珍貴的回憶。