工业设备化学清洗质量标准.ppt

,化学清洗标准 宣 贯,一、术语和定义 二、垢的分类与定性鉴别 三、一般要求 四、质量要求 五、试验方法 六、化学清洗工程交工验收,内容提要,HG/T 2387-2007 工业设备化学清洗质量标准,前 言,本标准代替HG/T 2387-92工业设备化学清洗质量标准。 本标准与HG/T 2387-92相比主要变化如下： 1、增加了新的名词，并对原有名词做了进一步的解释； 2、在技术要求方面，提出了一般要求和质量要求； 3、增加了垢的分类和清洗质量要求； 4、修正了腐蚀率和腐蚀量的部分指标； 5、增加了对清洗后钝化膜的检测要求和方法；,6、对工业设备化学清洗工程质量评定及验收单进行了修订； 7、增加了两个附录，其中一个是金属表面油含量的分析方法，另一个是柔性取样框的规格。,术语和定义,腐蚀率 corrosion rate 化学药剂及其水溶液与被清洗设备或管线的金属接触时金属被腐蚀的相对速率。腐蚀率可用单位时间内单位面积上的金属腐蚀的质量表示，单位为g/(m2h)。,腐蚀量 corrosion quantity 化学清洗过程中，化学药剂及其水溶液与被清洗设备或管线的金属接触时金属单位面积上被腐蚀的质量。腐蚀量单位为g/m2。,除垢率 removing dirty stuff rate 被清除的垢量与清洗前原有垢量之比的百分数（%）。,术语和定义,洗净率 cleaning rate 清洗设备表面经化学清洗后除掉污垢的面积与清洗前原污垢覆盖面积之比的百分数(%)。,监视管 tube of watch 在化学清洗施工时，用来监视清洗过程进展情况和用以测定除垢率的一段管子，这段管子可以从被清洗设备上割取，其上附着污垢应能代表该设备的结垢特点。,钝化膜 passivation membrane 为防止被清洗的金属表面产生二次浮锈，通过化学方法在金属表面形成的一种临时性保护膜。,垢的分类与定性鉴别,一 般 要 求,1、化学清洗前应拆除或隔离因受清洗液损害而影响正常运行的部件和其它配件，无法拆除或隔离者，应采取措施，防止由于清洗而造成损伤。拆除的管件、仪表、阀门等可单独清洗。 2、化学清洗结束后，设备表面应无二次浮锈、无惰性金属置换析出、无金属粗晶析出的过洗现象，应形成完整的钝化膜。 3、化学清洗后设备内的残液、残渣应清除干净。,4、在被清洗的设备和管线中，有不锈钢或含有不锈钢的混合材质时，清洗液中的氯离子含量不得大于25mg/L。,一 般 要 求,5、在酸洗过程中，溶液中三价铁离子含量超过1000 mg/L时，可适当加入三价铁离子还原剂或络合剂，以降低三价铁离子的腐蚀。 6、在酸洗时，应挂入与清洗系统中所有材质相同的腐蚀监测试片。 7、一次酸洗时间不应超过12小时。,8、在加入钝化药剂前系统内溶液的总铁离子浓度不宜大于350 mg/L。 9、化学清洗中的废液不允许直接排入水体，应就近纳入当地的污水处理系统。,质 量 要 求,腐蚀率与腐蚀量,除垢率和洗净率,对于清洗后的金属表面，可用视觉清洁法进行检验，若视觉清洁无残留垢或达到下页表中要求即为合格。 开车前装置的清洗可不考虑除垢率，但洗净率应不小于95%，若用数点法确定洗净率时，100cm2的被清洗面上直径为510mm的残留垢点三次取样平均应不多于1个，或5mm以下的残留垢点三次取样平均应不多于3个。,质 量 要 求,质 量 要 求,运行中的设备除垢率和洗净率（%）,质 量 要 求,钝化膜质量 对于清洗后碳钢材质的钝化膜质量，用酸性硫酸铜（CuSO4）点滴液检验（红点法）。用点滴液点滴钝化表面，点滴液由蓝色变为红色的时间不小于5秒为合格。,对于清洗后有特殊要求的奥氏体不锈钢材质的钝化膜质量，用酸性铁氰化钾（K3Fe(CN)6）点滴液检验（蓝点法）。用点滴液点滴钝化表面，点滴液覆盖的面内10分钟内出现蓝色小点不多于8个为合格。,试 验 方 法,腐蚀率和腐蚀量的测定 试片处理方法如下：首先将试片用320#水砂纸在平面玻璃板上前后方向打磨，并仔细磨去棱边的小毛刺，然后用丙酮浸泡去掉油污（注意擦洗试片挂孔内污物），用纱布擦干后放入无水乙醇中浸泡12min，取出后热风吹干放入干燥器中，1小时后将试片称重备用。使用分析天平（称量精确度为0.0001）分别进行称重，称得质量W1；在计算表面积时，用游标卡尺测量其长、宽、厚度，计算表面积为S；,使用时，将试片置于清洗系统的指定位置，待清洗结束后立即取出，用清水淋洗，用滤纸吸去水分，放入无水乙醇中浸泡12min，取出后快速吹干放置入干燥器中，1小时后用分析天平称重，称得质量W2；同时记录清洗时间t。,试 验 方 法,计算公式： 腐蚀率 腐蚀量 注：、应分别计算三片试片的腐蚀率，取其中两个数值相近的平均值计算其腐蚀率和腐蚀量。,、清洗时间是当清洗系统开始加入清洗液直到排尽清洗液止的时间间隔，当试片挂入系统不能随时取出时，终止时间以加入钝化药剂为止计算时间间隔。,试 验 方 法,除垢率的测定 视觉清洁法：对清洗过的金属表面，通过目测观察除垢情况，若无残留垢或残留垢量目测达到要求，则认为合格，当无法通过视觉清洁法确定除垢率时，可用容量法或重量法测定。 容量法：用去离子水和量筒精确测量清洗前后监视管的体积V1、V2，根据无垢监视管内径D（或用游标卡尺测量），计算污垢监视管的体积V0，再计算除垢率。,体积 除垢率,试 验 方 法,除垢率的测定 重量法：取原始监视管一段，干燥后，称得原始监视管质量m0；将原始监视管段装入清洗系统中，待清洗结束后取出监视管，干燥后，称得第一次清洗后的监视管质量m1；同时测量监视管被清洗表面积S，计算出清洗时的腐蚀量A1。 再将第一次清洗后的监视管单独进行清洗，并保证彻底清除其表面污垢，干燥后，称得第二次清洗后的监视管质量m2，同时计算出该次清洗的腐蚀量A2。,除垢率,试 验 方 法,洗净率的测定 拓印法：当指定面确定后得到污垢覆盖面的面积为S0，清洗结束后，用直角坐标纸和复写纸在指定面上拓印残留污垢面积得S1，计算洗净率。 S0为清洗前指定面中污垢覆盖面的面积，单位为cm2； S1为清洗前指定面经化学清洗后残留污垢的面积，单位为cm2。,注：、用上述方法重复3次，并用3次所得洗净率的算术平均值作为洗净率。 、上述方法多用于运行设备结垢的清洗。 数点法：清洗结束后，任选定一被清洗表面，用10cm10cm柔性框框定被清洗表面，然后观察框定面残留垢点的数量和直径，取三次结果的算术平均值。,试 验 方 法,钝化膜的检测 碳钢材质钝化膜的测定 在钝化后的金属表面，选择35个测试点，然后逐点滴上CuSO4溶液（该溶液破坏钝化膜后将产生如下反应：Fe + Cu2+ = Cu+ Fe2+），并用秒表记录CuSO4点滴溶液由蓝变红的时间，根据蓝色消失全部变为红色的时间快慢来评定钝化膜的质量。根据同一检测面上各点变色时间的长短差别来评定钝化膜的完整性和均匀程度。 完成测定后，测定面应采用滤纸吸干，然后用水磨砂纸除去检验点上的红色痕迹，最后用钝化液擦洗干净。,试 验 方 法,酸性CuSO4点滴溶液的组成为： CuSO45H2O（分析纯）4.1g，NaCl（分析纯）3.5g，0.1mol/LHCl1.3mL，用去离子水稀释至100mL。 酸性CuSO4点滴溶液在535下有效使用期限为7天。,试 验 方 法, 奥氏体不锈钢材质钝化膜的测定 在钝化后的金属表面，选择35个测试点，用去离子水反复冲洗干净，用棉纱擦干，然后逐点滴上酸性铁氰化钾K3Fe(CN)6溶液（该溶液破坏钝化膜后将产生如下反应：2H+ + Fe = Fe2+ + H2；3Fe2+ + 2Fe(CN)63- = Fe3Fe(CN)62），并用秒表记录该点滴溶液出现蓝点的时间，根据蓝点出现的时间快慢来评定钝化膜的质量，同一检测面上各点出现蓝点时间的长短评定钝化膜的完整性和均匀程度。测定完后，可用20%的醋酸对测试点擦除，然后用去离子水冲洗干净。,试 验 方 法,酸性铁氰化钾点滴溶液的组成为： H2SO4（98%）（分析纯）1mL；HCl（36%）（分析纯）5mL；K3Fe(CN)6（分析纯）5g；去离子水余量（稀释至100mL）。 注：1 此法适用于对奥氏体不锈钢有特殊要求（强氧化性介质接触的设备）的钝化检测，通常情况下的奥氏体不锈钢清洗可不采用此方法。 2 酸性铁氰化钾点滴溶液在535下有效使用期限为7天。 3 铁氰化钾无毒，但在加热时分解产生剧毒物HCN，所以不能在加热条件下使用。,化学清洗工程交工验收,资料提交,化学清洗工程验收时，施工方应向用户提交：设备化学清洗方案、施工记录及各种分析化验数据。,设备交验,施工方和用户方质量检验员共同对设备进行化学清洗质量检验，将结果填入工业设备化学清洗工程质量评定及验收单。清洗质量符合本标准规定，双方可在表中签字交工。,文件归档,待双方完成设备交验后，由施工方负责将设备化学清洗方案、作业计划书、施工原始记录、分析化验数据、工业设备化学清洗工程质量评定及验收单及工业设备化学清洗工程施工总结等资料进行汇总归类，存入技术档案。,工业设备化学清洗工程质量评定及验收单,火力发电厂锅炉化学清洗导则 DL/T794-2001（替代SD135-86）,本标准是根据国家经贸委司（局）电力199940号文，关于确认1998年度电力行业标准制定、修订计划项目的通知第56项，修订SD135-86火力发电厂锅炉化学清洗导则的要求，进行修订的。本标准主要增加了前言、范围和引用标准；质量标准中除控制金属的腐蚀速率外，还增加了控制腐蚀总量和除垢率的要求；,增加了清洗工艺的不同使用条件；增加了防止酸洗后产生二次锈蚀的措施；增加了可供选择的清洗介质、缓蚀剂、钝化剂等的品种，并补充了清洗用药品的产品质量标准和验收方法。,范 围,本标准规定了火力发电厂锅炉化学清洗的技术要求、质量指标和试验方法。适用于铁及其合金制成的热力设备在金属表面结有钙镁垢、氧化铁垢、铜垢、硅酸盐垢、油垢及其他污垢的化学清洗。适用于锅炉出口压力为3.8MPa25.0MPa的火力发电机组及蒸汽动力设备的锅炉化学清洗。,化学清洗介质与工艺,清洗工艺的确定 被清洗设备和管路中若无坚硬的CaSO4 垢、硅垢（SiO25%），且采用含有除硅的清洗介质可省去碱洗工艺。,对于新建炉，如在酸洗液中添加300500mg/L增润剂，3050mg/L消泡剂，5001000mg/L还原剂或酸洗后期添加10002000mg/L氟化物，可省去碱洗工艺。,化学清洗介质与工艺,新建炉清洗时，应检查汽包内壁，当涂有油和不耐温的防腐漆时，碱洗工艺不应省略。 酸洗后，被清洗的表面未暴露空气，冲洗时间不超过2h，无二次锈蚀时，宜省去漂洗工艺。冲洗结束后应立即建立循环，并使pH值由3.5升到9，转换在30min之内完成。此时观察监视管段内的金属腐蚀指示片应为银灰色，确认冲洗过程中无二次锈蚀，即可直接添加钝化剂进行钝化。,化学清洗介质与工艺,系统水冲洗的确定 新建炉，在化学清洗前必须进行水冲洗。 对于无奥氏体钢的设备，可用工业水进行分段冲洗，冲洗流速一般为0.51.5m/s，冲洗终点以出水达到透明无杂物为准。,有奥氏体钢部件的设备，应使用氯离子含量小于0.2mg/L的除盐水冲洗。,化学清洗介质与工艺,碱洗的工艺控制,水 冲 洗 用工业水或除盐水冲洗至pH9.0，水质透明。,化学清洗介质与工艺,酸 洗 缓蚀剂可在浓酸液注入前加入清洗系统，也可与酸液同时加入清洗系统。 若注酸后在2h内酸液浓度小于1.5%，应补加酸，并使其浓度为3.0%左右，通常在4h左右可完成酸洗，垢量多时可在6h内完成酸洗。接触酸液总的时间应小于10h。 监视管段应在清洗系统进酸30min后，投入循环系统，并控制监视管内流速与被清洗锅炉水冷壁管内流速相近（0.2m/s0.5m/s） 。 当每一回路循环清洗到预定时间时，应加强进出口的酸洗液浓度和铁离子浓度的分析，检查其是否达到平衡，并取下监视管检查清洗效果。当酸洗液中铁离子浓度趋于稳定时，监视管段内基本清洁，再循环1h左右，即可停止酸洗。 循环配酸过程中应定时测定清洗回路出入口酸浓度，不应瞬间浓度过高。 酸洗过程中应注意控制酸液温度、循环流速、汽包及清洗箱的液位。,化学清洗介质与工艺,酸洗后水冲洗 为防止酸洗后活泼的金属表面产生二次锈蚀，酸洗结束时，不宜采用将酸直接排空上水的方法进行冲洗。 当冲洗水量不足时，可采用反复排空和上水的方法进行冲洗，直至出水pH值为44.5为止。但在采用此方法冲洗后，应接着对锅炉进行漂洗。必要时，第一次冲洗排水后，用0.20.5%Na3PO4溶液循环中和残留酸度，排出中和溶液后，再进行钝化。如果排水方式采用氮气顶排，可不进行漂洗，直接钝化。 可用纯度大于97%的氮气连续顶出废酸液，也可用除盐水顶出废酸液。 缩短冲洗时间以不影响最终的清洗效果，不会产生二次锈蚀为宜。 酸液排出后采用交变流量连续冲洗，直至冲洗合格。,化学清洗介质与工艺,冲洗终点，冲洗水含铁量小于50mg/L，pH值为44.5。在冲洗的后期还可加入少量柠檬酸，更能防止二次锈蚀的生成。冲洗合格后立即建立整体大循环，并用氨水将pH值迅速调整到9以上。,对垢量较多的运行锅炉，酸洗后如有较多未溶解的沉渣堆积在清洗系统及设备的死角，可在酸液排尽后，用水冲洗到出水pH值为44.5后，对死区、盲肠加强疏放水冲洗，再排水。人工清理汽包和酸箱内的沉渣。冲洗后须经漂洗才能进行钝化。,化学清洗介质与工艺,漂洗和钝化 采用氮气或水顶酸，当炉内金属在未接触空气的情况下，冲洗至出水pH值为44.5，含铁量小于50mg/L，冲洗结束后建立循环，并在30min之内完成pH值由4.5提到9，此时观察监视管段内的金属指示片应为银灰色，进行钝化，钝化后应立即将系统中溶液排空，或用加200mg/L N2H4的除盐水顶出。 一般采用浓度为0.10.3%的柠檬酸溶液，并加0.1%缓蚀剂，加氨水调pH值至3.54.0后进行漂洗。溶液温度维持在7590，循环2h左右。漂洗液中总铁量应小于300mg/L，若超过300mg/L，应用热的除盐水更换部分漂洗液至铁离子含量小于该值后，方可进行钝化。,化学清洗介质与工艺,钝化工艺的控制条件,化学清洗介质与工艺,清洗后内部检查和系统的恢复 清洗后，应对锅筒、下联箱进行内部检查，并彻底清除沉渣。 对水冷壁、省煤器进行割管检查，判断清洗效果。割管位置应在酸洗前确定，并同时割去鳍片。清洗后割管时不应使用乙炔切割，用手工锯割管样长度应不小于150mm，如必须用砂轮切割时，管样长度不应小于400mm。对于运行炉应在热负荷最高处割管；对于新建炉应在清洗流速最低处割取管样。如能确定清洗效果良好（看监视管段），也可视具体情况免做割管检查。 检查完毕后，将汽包内和系统中折下的装置和部件全部恢复，并撤掉堵头、隔板、节流装置等，使系统恢复正常。,锅炉清洗质量标准,清洗后的金属表面应清洁，基本上无残留氧化物和焊渣，无明显金属粗晶析出的过洗现象，不应有镀铜现象。 试片平均腐蚀速度应小于8g/m2h，腐蚀总量应小于80 g/m2，除垢率不小于90%为合格，除垢率不小于95%为优良。,清洗后的表面应形成良好的钝化保护膜，不应出现二次锈蚀和点蚀。 固定设备上的阀门、仪表等不应受到损伤。,锅炉清洗中的化学监督,1、锅炉清洗前应检查并确认化学清洗用药的质量、数量，监视管段和腐蚀试片。腐蚀试片应放入监视管、汽包或清洗箱内。 2、新建炉的监视管段一般在清洗结束后取出。运行炉的监视管段应在预计清洗结束时间前取下，并检查管内是否已清洗干净。若管段仍有污垢，应再把监视管段放回系统继续清洗，直至监视管段全部清洗干净。若检查管段已清洗干净，清洗液仍需再循环1h，方可结束清洗。,锅炉清洗中的化学监督,锅炉清洗过程中的测试项目及终点,锅炉清洗中的化学监督,酸性CuSO4点滴试验 在钝化后的试样表面，选择若干点（其它处用石蜡封盖），然后逐点滴上CuSO4溶液（该溶液破坏钝化膜后将产生如下反应：Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu ），并用秒表记录CuSO4点滴溶液由蓝变红的时间，根据滴入试片表面Cu2+颜色的消失（由蓝转红）时间快慢来评定钝化膜的质量。同一个试片上各点转色时间的长短可评定钝化膜形成的均匀程度。 酸性CuSO4点滴溶液的组成为：0.4mol/L的CuSO4溶液40mL，10%NaCl溶液20mL，0.1mol/LHCl1.5mL，用去离子水稀释至100mL。 酸性CuSO4点滴钝化膜，耐蚀性的检验标准：,锅炉清洗中的化学监督,除垢率的测定 取原始管样一段称重，装入酸洗系统中，酸洗结束后取出管样称重，重量之差为洗脱的垢量。再将管样酸洗后称重，减轻的重量为残余垢量。被除掉管样单位面积的结垢量与清洗前管样单位面积垢量之比的百分数即为除垢率。,化学清洗注意事项,化学清洗前应拆除、隔离易受清洗液损害的部件和其他与化学清洗无关的配件，管道应隔绝。 化学清洗后设备内的有害残液、残渣应清除干净，并应符合相应的标准。 严禁用废酸清洗锅炉。,清洗介质的流速应控制在该缓蚀剂所允许的范围内，应维持炉管中清洗介质的流速为0.2m/s0.5m/s，不应大于1m/s。水冲洗时，流速应明显高于清洗流速。,化学清洗注意事项,当清洗液中Fe3+浓度不小于300mg/L时，应在清洗液中添加还原剂，如N2H4、SnCl2、抗坏血酸钠等。 当氧化铁垢中含铜量大于5%时，应有防止金属表面镀铜的措施。 奥氏体不锈钢清洗时，选用的清洗介质和缓蚀剂，不应含有易产生晶间腐蚀的敏感离子Cl-、F-和S元素，同时还应进行应力腐蚀和晶间腐蚀试验。,清洗系统的设计时，水、汽源应安全可靠；清洗回路的划分，应力求流速均匀，防止各回路间的短路；清洗系统应尽量简化，便于操作；并能合理、有效地处理清洗废液。为了提高清洗效果，每一回路最好能正反向循环。对结垢严重的回路应增加循环清洗时间。,化学清洗注意事项,清洗泵宜选用耐蚀泵，并需要设备用泵。 被清洗设备和临时系统接口处，应避免死区、盲肠，并尽量减少接口的数量。 安装临时系统时，管道内应先用手电检查，确认没有砂石和其它杂物。焊接部位应易于观察，焊口不宜靠近重要设备。所有阀门压力等级必须高于清洗泵相应的压力。阀门本身不应带有铜部件。,清洗泵入口侧应装滤网，滤网孔径应小于5mm，有效通流截面应大于入口管截面积的3倍。,化学清洗注意事项,化学清洗时，应在汽包上设临时液位计及液位报警信号。临时液位计汽侧应与汽包的汽侧相连，不允许直通大气，以防喷酸和出现假液位。酸洗时，应维持酸液液位在汽包中心线上；水冲洗时，应维持液位比酸洗时液位略高；钝化时液位应比水冲洗的液位更高。酸洗时，当汽包液位控制不当时，应对过热器用加200mg/L N2H4 pH值为910的除盐水进行反冲洗。,化学清洗注意事项,清洗系统中应设监视管。监视管段应选用脏污程度比较严重的水冷壁管，其长度为350mm400mm，两端焊有法兰盘，监视管段宜安装于循环泵出口。 应将清洗系统图挂于清洗现场，系统中阀门应按图纸编号、挂牌、管道设备应标明清洗液流动方向，并经专人核对无误。临时安装的管道与清洗系统图应相符。,清洗现场应照明充足，备有安全灯。应有“注意安全”、“严禁明火”、“有毒危险”、“请