【正文】 此致 敬禮 高海菲 2020 年 5 月 22 日 。 感謝我的父母，沒有你們，就沒有我的今天，你們的支持與鼓勵，永遠是支撐我前進的最大動力。在此，請允許我向尊敬的 范曉勇 老師表示真摯的謝意！ 感謝班主任 薛成虎 老師，四年的生活相處不久，卻從您身上學(xué)到了太多，必將終身受益。 沒有您的悉心指導(dǎo)就沒有這篇論文的順利完成。從論文的選題到結(jié)構(gòu)安排，從內(nèi)容到文字潤飾，都凝聚了他大量的心血。他們使我堅定了人生的方向，獲得了追求的動力，留下了大學(xué)生活的美好回憶。 參考文獻 26 參考文獻 ［ 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):1618. ［ 3］ 張麗，紀云嶺 .油田腐蝕與防護技術(shù) ［ M].北京 :石油工業(yè)出版社， . ［ 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 .二氧化碳腐蝕機理及影響因素 ［ J].石油學(xué)報， 1995， 16(3):134138. ［ 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):3436. ［ 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)標準 . ［ 8］ 王慎敏，劉瑩，姜文勇等 .洗滌劑配方設(shè)計、制備工藝與配方實例 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2020. ［ 9］ 肖進新，趙振國 .表面活性劑應(yīng)用原理 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 .2020. ［ 11］ 孟冬華 .水基清洗劑在表面處理中的應(yīng)用 [J].材料保護， 2020,36(7):57. ［ 11］ 化工百科全書編委會 .化工百科全書 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 .1996. ［ 12］ 荊忠勝 .表面活性劑概論 [M] 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 .2020. ［ 13］ 伍崇蔭 .金屬清洗技術(shù) [M].工業(yè)技術(shù)出版社 .2020 致謝 27 致謝 轉(zhuǎn)眼間，我已經(jīng)在 榆林學(xué)院 度過了四個年頭。 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 。 (4)對加熱爐給水進行緩蝕阻垢處理，加人緩蝕阻垢劑 。 防止加熱爐水側(cè)部位的腐蝕措施主要為： (l)加熱爐進行清洗或煮爐，徹底去除鍋爐內(nèi)存在的垢及銹，并對其進行預(yù)膜和鈍化處理 。 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。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］ 。在食品工業(yè)中這是一個很重要的要求，以防止污染食品。此外乳化還會使廢水難于凈化處理。 天然氣加熱爐的腐蝕研究 23 （ 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。 （ 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 表面活性劑可以達到所提出的要求，但由于其泡沫形成能力強，一般只能很有限地使用。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。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 ， 與去污力強和泡沫低的表面活性劑混合使用才能得到良好的清洗和去污作用。 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的表面活性劑混合使用時，效果較好， 能使其去污效果 達到理想 程度。鐵銹的黏附就屬于化學(xué)黏附。 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。 煙灰，塵土，泥沙，炭黑等在衣服上的黏附屬于物理黏附。 陽離子表面活性劑，由于它們 的吸附會使污垢質(zhì)點及其載體表面的負表面電勢降低榆林學(xué)院畢業(yè)論文 22 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。 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。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。 銹垢 ＋ 洗滌劑 載體 ＋ 銹垢 (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?？梢?，金屬清洗劑的清洗是基于清洗液與金屬表面間的活性作用及機械力或液力的綜合作用。 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。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。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 。 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。 對篩選出的性能理想的緩蝕 阻垢劑，為了驗證 其 重復(fù)性和可靠性， 又進 行了重復(fù) 試驗 ，結(jié)果見表 62，由表可知重復(fù)性良好。試驗 結(jié)果見表 61。 腐蝕速率計算方法 ［ 7］ 以 mm/a 表示的腐蝕率 X1，其值按下式計算： X1= ? ? ? ?0087 60 10 87 60 0W W W WA D T A D T? ? ? ? ?? 式中： W—— 試片 質(zhì)量損失， g； W0 —— 試片酸洗空白 試驗 的質(zhì)量損失平均值 ， g； A —— 試片的表面積， cm2； D —— 試片的密度， g/cm3； T—— 試片的 試驗 時間， h； 8760—— 與一年相當(dāng)?shù)男r數(shù)， h/a； 10—— 與 1cm 相當(dāng)?shù)暮撩讛?shù)， mm/cm。將試片取出放入酸清洗液中沖去表面殘酸后，立即將試片浸入氫氧化鈉溶液中， 30s 后再用自來水沖洗，然后放入無水乙醇中浸泡約5min，清洗脫水兩次。 （ 6）掛片緩蝕試驗后處理 將以達到試驗周期的試片取出，觀察、記錄表面腐蝕狀態(tài)及腐蝕產(chǎn)物粘附情況，立即用清水沖洗掉試驗介質(zhì)，并用濾紙擦干。在每組試驗中均要同時做未加緩蝕劑的掛片 空白試驗。每組試驗至少做三個平行試驗，每個平行試驗三角瓶中掛三個試片。取出試片放在濾紙上，用冷風(fēng)吹干后再用濾紙將試片包好，貯于干燥器榆林學(xué)院畢業(yè)論文 16 內(nèi)干燥，放置 1h后再測量尺寸和稱重，精確至 。 （ 3）試樣的編號 離試樣一邊約 3mm 處打上可辨認的編號，對試樣進行標記。 操作步驟 （ 1） 掛片的打磨 掛片的打磨是將加工好的試片表面，先用 400 號的砂紙進行粗研磨，以去掉原始金屬表面層，再用 600 號的砂紙進行細研磨。時間在篩選 試驗 時為 4 天，在驗證試驗時 為 10 天。 兩種掛片 外形 尺寸 如下 ： 外購 掛片 尺寸 （ mm） ： lbh , 50 25（ ～ ）； 自行加工 掛片 尺寸 （ mm） ： l b h , 30 14 4 。 （ 2） 主要儀器和設(shè)備 電子天平： MP1002 上海精密儀器儀表有限公司 ； 光學(xué)讀數(shù)分析天平： TG528B 上海天平儀器公司 ； 電熱恒溫水浴鍋： 北京長安科學(xué)儀器廠；電熱恒溫干燥箱： 2021 上海市 試驗 儀器廠； 紅外線快速干燥器： ES701 杭州曼聯(lián)有限公司；游標卡尺： 廣州市廣精精密儀器有限公司 ； 電吹風(fēng)機： EH5262A/P 松下電器中國有限公司； 超聲 清洗儀 HB1700 深圳恒波超聲設(shè)備有限公司。 (2)用化學(xué)方法在煙道、火筒、煙箱的封頭等金屬表面生成一層致密的氧化膜 ,如烤藍、煮黑等。 、火筒、煙箱的選材和加工工藝。缺點是增加的引流管容易引起漏風(fēng) ,導(dǎo)致火頭處的配風(fēng)不足并將降低煙氣的對流作用。 在煙囪下方的煙箱底部安裝兩根引流管 22 3 150mm,將冷凝水從煙箱內(nèi)向外排出。 在煙箱封頭的內(nèi)壁涂防腐材料 ,隔離煙箱的金屬與冷凝水 ,但使用兩三年左右 ,也會因為存在腐蝕造成防腐材料從煙箱內(nèi)壁上脫落。 將煙囪由鐵質(zhì)換成防腐復(fù)合材質(zhì) ,現(xiàn)場實踐 10 多年來 ,效果良好。整個過程中 ,使水溫一直高于煙氣的露點溫度 ,既確保加熱保溫 ,又防止煙氣在排出煙囪之前產(chǎn)生冷凝水。方法一 :加冷水到水套的 2/3 水位后再升溫 ,用最大供熱量在最短的時間內(nèi)使水溫升高到工況要求 ,一般為 3h。 (2)縮短水套加熱爐的啟動升溫時間。 用耐火泥堵塞 1～ 3 根 煙道的兩端 ,減少煙氣的熱交換面積 ～ ,將煙氣溫度提高到 50～ 60℃ ,減少冷凝水的產(chǎn)生 ,從而減少 O2和 CO2腐蝕。 。 防止煙氣腐蝕 。 (4)對加熱爐給水進行緩蝕阻垢處理，加人緩蝕阻垢劑 。為解決加熱爐的腐蝕問題，提出以下措施 : (l)加熱爐進行清洗或煮爐，徹底去除鍋爐內(nèi)存在的垢及銹 ，并對其進行預(yù)膜和鈍化處理 。同時大氣中的氧氣溶解于煙道、火筒、煙箱等金屬內(nèi)表面的凝結(jié)水膜中 ,發(fā)生溶解氧腐蝕。主要原因有 : ①如果水套中裝有水 ,外界空氣大量進入水套 ,使水 套里的金屬內(nèi)表面以及浸于水套中的高壓天然氣管線的外表面發(fā)生溶解氧腐蝕。另一方面生成氧化鐵層 ,腐蝕產(chǎn)物阻止了氧的擴散 ,在腐蝕產(chǎn)物下形成缺氧的陽極區(qū) ,外部便形成了富氧的陰極區(qū) ,從而構(gòu)成了一個濃差電池 ,兩部分的差異 ,加速了腐蝕反應(yīng) 速率 。由于這些生成物比較疏松 ,沒有保護性 ,一旦在金屬表面的某一點發(fā)生腐蝕 ,就會持續(xù)下去。水套中的水使用的是自來水 ,在初期該水中溶解有大量的氧氣而發(fā)生溶解氧腐蝕 ,由于水溫長期保持在 30～40℃ ,換水周期一般為 2～ 3月 ,溶解 氧隨著水蒸氣逐漸蒸發(fā)而減少 ,所以該部位的腐蝕不嚴重。 。 H2CO3部分解析產(chǎn)生 H+,對鋼材發(fā)生氫去極化腐蝕。 CO2與含水蒸氣的煙氣一起 ,在對流過程中一部分被排出煙囪 ,另一部分沿火筒、煙道、煙箱和煙囪等通道流動。當(dāng)壓力在 以上時 ,氫離子會快速擴散進入金屬而使金屬變脆損 壞。 榆林學(xué)院畢業(yè)論文 12 二氧化碳引起的氫去極化腐蝕。煙氣中含有水蒸氣、 CO2以及剩余氧氣。 Fe3O4+4NaOH→ 2NaFeO2+Na2FeO2+2H2O Fe+2NaOH→ Na2FeO2+H2 這類腐蝕主要發(fā)生在熱負荷較高的爐膛水側(cè)壁 、煙氣管水側(cè)壁及彎管等應(yīng)力集中處，腐蝕形態(tài)呈溝槽或凹陷等的局部潰 瘍狀腐 蝕。 堿腐蝕 堿腐蝕在加熱爐中出現(xiàn)的幾率較少。 干濕線腐蝕 此種腐蝕屬局部腐蝕的范疇，發(fā)生在空氣與水的界面處，由于界面上下干濕 線 交替而產(chǎn)生氧濃差電池發(fā)生腐蝕。 (3)在垢下因金屬過熱而產(chǎn)生汽水腐蝕 : 3Fe+H2O→ Fe3O4+H2 氧化鐵垢的腐蝕形態(tài)主要表現(xiàn)為 :較大面積的結(jié)垢腐蝕，垢呈黑褐色魚鱗狀，垢下金屬大部分遭到腐蝕，呈現(xiàn)凹凸不平的麻坑。 陽極反應(yīng)： Fe→ Fe2++2e 陰極反應(yīng)： Fe(OH)3+e→ Fe(OH)2+OH Fe3O4+H20+2e→ 3FeO+2OH 腐蝕產(chǎn)生氧化鐵垢， 氧化鐵垢的存在會 使 此 類腐蝕的發(fā)展 互為因果、互為促進，使金屬產(chǎn)生嚴重的垢下腐蝕。氧化鐵在高熱負荷部位的存在極易發(fā)生氧化鐵垢腐蝕。這 類腐蝕主要發(fā)生在爐膛水側(cè)壁及煙氣管水側(cè)壁表面。 (2)水中的碳酸鹽堿度在受熱后發(fā)生分解 引起局部區(qū)域的 pH值下降而產(chǎn)生腐蝕 : 2HCO3→ CO2+CO32+H2O 酸腐蝕主要是均勻腐蝕，其對金屬的腐蝕程度 及對構(gòu)件的強度影響不大，但其腐蝕產(chǎn)物 (Fe2+和 Fe3+)容易在爐內(nèi)產(chǎn)生鐵垢及垢下腐蝕。 CO2溶解度隨壓力增大而增大，又 隨溫度上升而下降，