工（gōng）廠保潔之化學清洗概述-格瑞戴西Greendash

（一）化（huà）學清（qīng）洗現狀

化學清洗是一門新型技術，在工（gōng）業生產中發揮著重要作用。它的研究內（nèi）容包括:積垢的形成機理（lǐ）與性能；化學清（qīng）洗劑及助劑；緩蝕劑作用機理；化學清洗工藝技（jì）術；化學清洗設備研製；清洗過程廢液處理及監測技術等。

在國外，如美（měi）國、日本（běn）、新（xīn）加坡等工業發達國（guó）家的化學清洗業發展較早，已有專業化（huà）程度很高的（de）化學清（qīng）洗體係（xì）。我國在20世紀80年代以後成立了第一家化（huà）學清洗公司，在全國有300多家分公司，初步形成（chéng）了我國（guó）新興的清洗產業網絡，成功地清洗了揚子30萬噸合成（chéng）氨、90萬噸氮磷複肥裝置等幾十套大型引進裝置和1萬多台單元設備，技術已經達到了國際先進水平，打破了外商壟斷大型設（shè）備係統清洗的局麵（miàn）。

（二）化學清洗的工業應用

隨著近代工業的迅速發展和生產需要，化學清洗的應用領域（yù）越來越廣泛。

1.化學工業（yè）的化學清洗

化學工業的化學清洗主要包括如下幾個方麵：

（1）新建裝置投產前的清洗。主要去除軋製氧化皮（pí）、防鏽油、保溫材料碎屑（xiè）等。

（2）設備垢層的清洗。化工裝置的垢型多種多樣，十分複雜，如（rú）各類油垢、積炭、各種催化劑、粉塵、副反應（yīng）沉積（jī）物、聚合物，需設計特殊的清（qīng）洗工（gōng）藝除垢，保證（zhèng）化工裝置的正常使用。

（3）水冷係統的清洗。主（zhǔ）要去除各類水垢、設備腐蝕積垢、其他係統帶入的沉積物等。

2.金屬加工工業的化學清洗

金屬加工前和加工過程中往往需要除去表麵的油垢、氧化物等。電鍍、塗漆、搪（táng）玻璃、冷軋熱軋鋼板、塑性加工等工藝，都要（yào）進行表麵處理（lǐ）和化學（xué）清（qīng）洗，提高鍍層、塗層、搪玻（bō）璃等附著力（lì）。

3.輕工業的化學清洗

包括家用（yòng）器皿、織物、皮革、衛生設備、家具、裝飾品等的去汙（wū）、去油、去（qù）灰、脫臭、脫脂等。

4.動力工業的化學清（qīng）洗

主要是發電廠和工業（yè）、民（mín）用鍋爐的（de）清洗。鍋爐的清洗具有普遍（biàn）性:一是清除水處理不妥而生成的水垢；二（èr）是清除由於停爐保護不夠造成的腐蝕（shí）產物。電廠的清洗包括整個水汽係統、水係統、蒸汽係統及冷卻循環係統的清洗。對於核電廠，主要是清洗原（yuán）子能反（fǎn）應（yīng）堆。

5.醫藥衛（wèi）生和食品工業的化學清洗（xǐ）

主要是以保持衛生（shēng）為目的的消毒、滅菌、洗淨。包括生產車間、設備、容器、器具、產品等，都需要進行清洗。

6.建築工業的化學（xué）清洗

建築（zhù）工業中的（de）清洗包括建築物內部、外部、建築材料的化學清（qīng）洗。

7.車輛工業（yè）的化學清洗

車（chē）輛工業的化學清洗主要包括以下幾（jǐ）個方麵：

（1）鐵路車輛的清洗，主要是機車（chē）的水汽（qì）係（xì）統的清洗和車輛外表麵鐵（tiě）粉、銅粉、炭粉、砂石油汙（wū）垢的清洗。

（2）汽車的化學清洗，包括汽車水箱（xiāng）、燃燒氣（qì）係統和外表麵（miàn）的清洗。

（3）鋁製（zhì）拖車的化學清洗。

（4）車輛零件的（de）清洗。

8.船舶工業的化學清洗

包括油艙、深艙、船體、發動機、部件等的化學清洗。

9.航空工業的化學清洗（xǐ）

主要是為了防腐蝕和美觀而進行的機身外部和內部的清（qīng）洗、發動機清洗（xǐ），以及飛機外部老化塗料的剝（bāo）離。

10.宇航工（gōng）業（yè）的化學清洗

從宇航、外星係返回地球的座艙、器械、衣服、人體等要進行消毒、滅（miè）菌、去除宇宙汙染等特殊清（qīng）洗。

11.軍事工業的化學清洗（xǐ）

軍事工業中的清洗包葫槍械、炮、火箭發射台、飛機、坦（tǎn）克、汽車、軍（jun1）艦、核（hé）潛艇的運轉（zhuǎn）零部件及殼體的清洗，核汙染的清洗（xǐ），以及化學和細菌玷汙的清洗。

12.其他領域的化學清洗（xǐ）

化學清洗在園林、農業、生活等各方麵有著廣泛的應用。如穀物、蔬菜（cài）、果品的殺菌去（qù）黴、去汙物等的清洗，樹木綠化的殺（shā）蟲清洗，動物（wù）園脫臭清洗，橋梁、隧道的清洗，家用（yòng）熱水器的清（qīng）洗，等等。化學清洗的應用越來越廣泛（fàn），已成為生產生活中必不可少的重要環節。

（三）化學清洗注意事項

1.要了（le）解被清洗設備

化學清洗前首先要了（le）解被清洗設備的材質（zhì）、結構、適用時間、工藝介（jiè）質、溫度（dù）、介質流（liú）速、結垢情（qíng）況、曆次化學清洗情況分析等。

2.進行垢樣分（fèn）析

取垢樣分析，確定垢的成分、組成，通（tōng）過溶垢、腐（fǔ）蝕試驗，選定清（qīng）洗（xǐ）劑及清洗工藝條件，確定方案。

3.清洗劑對材質的（de）影（yǐng）響

特別注（zhù）意（yì）清洗劑對某些材質應力（lì）腐蝕（shí）破壞的敏感性，如（rú）不鏽鋼不能用鹽酸清洗，銅材質不能用氨及氨類清洗劑，鋁設備不能用強堿清洗。

4.正確選（xuǎn）擇清洗主劑

一般碳鋼設備，碳酸鹽垢、鐵垢可選用鹽（yán）酸、硝酸清洗，個別含矽（guī）垢20%以（yǐ）上，可加HF、NaF補助清洗劑。對貴重設備如電廠銅凝汽器、鍋爐使用多（duō）年，又經過幾次化學清洗，為安全（quán）起見用1%以上氨基磺酸清洗。此外（wài），貴重設備最好（hǎo）用有機酸清（qīng）洗，清（qīng）洗效果好又安全，但價格（gé）比無機酸貴（guì）。

5.選擇優質緩蝕劑

化學清洗時為防（fáng）止金屬基體被腐蝕，要加入緩蝕劑。緩蝕（shí）劑能吸附或沉積（jī）在金屬表麵而有效地防止氫離子、氧化性離子對金180

屬的腐蝕（shí）。緩蝕劑選擇不當，如不鏽鋼常（cháng）用HNO，加HF清洗，用吸附性緩蝕劑可使（shǐ）不鏽鋼產生腐蝕；又如若丁緩（huǎn）蝕劑中含有（yǒu）NaCl，不能用於清洗不鏽鋼。清洗溫度過高會使緩（huǎn）蝕劑分解失效造成腐蝕。因此，要選用優質緩蝕劑，尤其是異材組合（hé）設備（bèi）應選擇多（duō）種材質（zhì）均適用的複（fù）合緩蝕劑，加入足夠量後混勻。

6.加入一定量的還原劑

清洗液中Fe*會加（jiā）速鋼鐵的腐蝕而產生點蝕。因此，為了防止Fe3+的累積（jī），應預先加入（rù）一定量的還原劑，要經常分析Fe3+的含（hán）量，當達到500mg/L時要補加（jiā）還原劑。還原劑如亞硫酸（suān）鈉、氯化亞錫或聯氨等，用來（lái）抑製腐（fǔ）蝕。當Fe*含量超過lOOOmg/L時，就（jiù）會出現點蝕。此時應立即采取有效措施，將清洗液（yè）排空，重新更換清洗液清洗。

7.慎（shèn）用（yòng）溶（róng）垢促進劑

對溶（róng）垢促進劑HF、氟化氫錢應慎用，除（chú）非清洗含矽垢，否則一般清洗不加入。

8.清（qīng）洗溫度

用無機酸清（qīng）洗盡可能在（zài）常溫進行（háng）。如HNO3清洗劑對水垢（除矽垢（gòu）之外）及氧化鐵垢（gòu）有較高的清洗能力，加入高效緩蝕劑特別適用於碳鋼、不鏽鋼、銅、鋁、鈦等異種（zhǒng）材料混合結構清洗，但濃（nóng）度過高，溫度過高，對設（shè）備材質具有一定的危險性。又如氨基磺（huáng）酸做清洗劑，腐蝕性能比其他無機酸（suān）小，對碳（tàn）鋼腐蝕速率僅為鹽酸的1/10，不含鹵素離子，不會造成應力腐蝕破壞，除垢速度較快，除鐵垢也有（yǒu）一定能力。10%氨基磺酸應用於清洗工（gōng）業水冷設備及中央空調，溫（wēn）度（dù）不超過50咒。因為高溫時會水解生成（chéng）硫酸鍍（dù），除了失去除垢能力之外，還會腐蝕銅部件。

9.清（qīng）洗時間

達到終點後，應排放廢液，總（zǒng）清洗（xǐ）時間不宜太長。

10.清洗流速

一般控製在（zài）0.5m/s為宜，流速過低清（qīng）洗劑不能及時更新，溶解氧、緩蝕劑消耗來不（bú）及補充，易產生濃差電（diàn）池腐蝕（shí）；流速太快溶垢快，但（dàn）容易造成（chéng）衝蝕破壞。

（四）垢的形成和（hé）分析

化學清洗前隻有（yǒu）弄清垢的形成原因、形成條件和性質，才能（néng）正確選擇清洗劑（jì）及工（gōng）藝條件，清除積（jī）垢，同（tóng）時還有助於防止或減輕結垢。工業設備中最常見的積垢類（lèi）型（xíng）有水垢（gòu）、腐蝕積垢、生物黏泥、有機質垢及其他積垢。垢的形成（chéng）大都起因於沉澱、結晶、化學反應、腐蝕（shí）和微生物的生成等因素，結垢過（guò）程（chéng）複雜（zá）。

1.固體顆粒的沉澱

流體係統中所夾帶的固體顆粒如沙粒、灰塵、炭黑，在設備表麵沉積而形成垢。這種垢在冷卻（què）水係統中的換熱器表麵最容易出現。這種垢較為疏鬆，易於除去。例（lì）如翅片式換熱器、開放式冷卻係統、冷卻塔，工業粉塵（chén）、炭粒容易沉積結垢。

2.由結（jié）晶造成的結垢（gòu）

由結晶引起的結垢是經常遇到的。比如在蒸（zhēng）發時鹽濃度不斷提高（gāo），直至溶液飽和或過飽和，晶（jīng）粒析出，沉積於換熱（rè）器表麵（miàn），結垢主要取決於物質的溶解度。如果溶液（yè）中主要是單鹽，則（zé）垢層較厚，結垢致密，與壁麵的結合較牢固；若是複鹽，則垢層薄，易清洗，易脫落。在冷卻水循環係統中（zhōng）析出的CaCO3和CaSO4就屬於此（cǐ）類，常稱為（wéi）水垢（gòu）。

水垢是工業設備中最常見的積垢，因鍋爐、換（huàn）熱器等係（xì）統大都是以水為介質。水垢的成分相（xiàng）當複（fù）雜，有碳酸鹽、硫酸鹽、矽酸鹽及其混合物等。它們的（de）形態也各不一樣，有的堅硬，有的鬆軟，有的（de）是粉（fěn）末狀，有的（de）呈鱗片狀。熱導率比金屬低很多（duō），一般為0.058-5.8W/（m3）。金屬鋼管的熱導率比水垢的熱導率大6-10000倍，也（yě）就是對同樣的（de）傳熱麵積，水垢的熱阻要比（bǐ）金屬大6-10000倍（bèi）。

3.由（yóu）化學反應生成的垢

物體與加熱表麵接觸時，由於自身氧化和（hé）聚合反應而（ér）生成汙垢，牢（láo）固附著設（shè）備表麵。設備表麵金屬腐蝕有助於氧化，當溫度高時還會導致結焦，這種垢層硬而韌，不易清除（chú）。

4.由腐蝕形成的垢

由金屬表麵的化學或電化學腐蝕引（yǐn）起，例如通過表麵的均勻腐蝕或孔蝕使金屬受損，產生金屬腐蝕產物。這種腐蝕產物一方麵造成換熱器（qì）表麵（miàn）上大的熱阻，同時又可起到催化作用，有利於其他（tā）結垢過程；另一方（fāng）麵腐（fǔ）蝕後增加了金屬表麵的粗糙度，而有利於沉積結垢和增強表麵晶核附著能力。

金屬腐（fǔ）蝕形成了垢，同時（shí）也增加物料（liào）的汙損。冷卻（què）水的pH值對金屬腐蝕的形態極有影響。低的pH值易引起均勻片狀（zhuàng）的腐蝕產物，而中性或堿性的冷卻水易導致孔蝕。

金屬暴露於大（dà）氣中與介質接觸產生腐蝕，產物主要有金屬氫氧化物、氧化物、碳酸鹽、硫化物等。

5.生物黏泥

在石油、化工、冶金等工（gōng）業（yè）冷卻水係統中（zhōng），設備的冷卻裝置及其他管道由於微生物大量繁殖（zhí）而形成的生物黏（nián）泥，同樣威脅著設備正常安全運行（háng），也要清洗。

由微（wēi）生物群（qún）體及其（qí）排泄物與化學汙染物、泥漿等組分黏附在換熱器、管道、冷卻塔、水槽等壁（bì）上的膠黏狀沉積物，稱生物黏泥或軟泥、軟垢（gòu）。與其他垢的區別是:在成分上，黏（nián）泥的有機物占40%-60%，灼燒後減量在20%以上，而其他垢的灼燒減（jiǎn）量一般都低於20%；黏泥形（xíng）成速度較（jiào）快，在短時內就能形成；黏泥可以有效（xiào）地黏附在任何設備表麵，而其他垢的黏附性能不強。生物黏泥是由細菌、真菌、藻類等微生物引起（qǐ）的，但主要是細菌。它繁殖速（sù）度（dù）是（shì）非常快的，如果條件適宜（yí），經過（guò）1小（xiǎo）時就可繁殖近億個。循環冷卻（què）水是（shì）一個特殊（shū）的生態環境，水溫25~40咒和pH值6.5-&5，恰好是多種微生物（wù）生長的最佳環境，而且循環濃縮營養源和氧均（jun1）豐富。在生物黏泥的（de）下方形成局部氧濃差電（diàn）池，鐵不斷被溶解，引起嚴重的局部腐蝕。

生（shēng）物黏泥附著速（sù）度快，一個月就可達數（shù）毫米，它比腐蝕產物和垢的附著所引起換熱器效率的降低（dī）還要嚴重。因此，應適時地（dì）采用生（shēng）化清洗方法投加具有殺（shā）滅、溶解、剝離、清洗作用的生化藥劑，消除微生物的（de）種種危害。

6.有機質垢

有機質垢有結焦的積炭、有機物（wù）黏附和（hé）人為（wéi）的藥劑塗料等，多數積炭是瀝青質、焦（jiāo）油質（zhì）等的混合物。

有機碳常（cháng）用混合酚、苯、二氯甲烷清除，這種方法除碳能力強，常溫對（duì）有色（sè）金屬無腐蝕現（xiàn）象，但（dàn）成本高，有毒。

無機碳常用NaOH，Na3PO4，Na2CO3清除。毒性（xìng）小，成（chéng）本低。但除碳效果（guǒ）差，對某（mǒu）些有（yǒu）色金屬有腐蝕作用。多數除碳劑由溶（róng）劑、稀釋劑、活性劑和緩蝕劑（jì）組成。

有機（jī）物黏附是以有機物（wù）、油類、脂類為主體，混有固體塵粒或（huò）一些親水（shuǐ）性物質。如煤焦油垢、原油輸送管（guǎn）線、儲罐、煤氣管線的垢體等屬於（yú）此類。有機黏附物的化學清洗主要用有機溶（róng）劑溶解。有機塗層可用高壓水射流衝洗清除。

7.其他（tā）積垢

其他積（jī）垢如大氣中塵埃積垢、催化劑粉塵積（jī）垢、有機物聚合結垢以及化工設備中各類反應所造成（chéng）的特殊結垢。

8.垢的分析

垢的分析有定性分析和定量分析之分，前者用於鑒別，後者用於仔細分析結垢形態和機製。

（1）采樣。從受熱麵上直接采集垢樣，經（jīng）過破碎（suì）、縮分、研磨等（děng）過程製成分析試樣。

（2）垢的定（dìng）性分析。包括對鐵垢、碳酸鹽水垢、硫酸鹽水垢、矽酸鹽水垢、磷酸鹽垢、銅垢、油垢、有機物垢、鋁垢、垢樣（yàng）中氯離子和pH值的測定。