清洗中關於汙垢的全麵認知

在清洗過程中從清洗對象表麵去除的雜（zá）質統稱為汙垢。在某些情況下雜質的種類是比較固定的，而且大多數隻附（fù）著在對象物的外部表麵上，此時可以用比較（jiào）固定的（de）方法加以（yǐ）清洗。但在多數情況下，來自生態環境或生活環境（jìng）中的雜質成分是複雜多樣的。因此（cǐ），清洗方（fāng）法也很難劃一，應根據不同的情況確定具體的清洗方法。

汙（wū）垢的分類

為了對不同的（de）汙垢能選擇有針對性（xìng）的清洗方法，有必要首先將汙垢進行分（fèn）類研究。汙（wū）垢通常可根據以下幾種不同的方法進行分類：

1.根據汙垢存在的形狀（zhuàng）分類

（1）顆粒狀汙垢：如固體、液體的顆粒，微生物顆（kē）粒等。

（2）覆蓋（gài）膜（mó）狀汙垢：如油脂和髙（gāo）分子化合物在物體表麵形成的表麵膜狀物質。

（3）無（wú）定形汙垢：如（rú）塊狀和各種不規則形狀的混合汙垢。

（4）溶解（jiě）狀態汙垢：如以分子形式分散（sàn）存在於水中的汙垢。

以不同形狀存在（zài）的（de）汙垢，它們去除過程的微觀機理有很大差別。如粒狀的汙垢和膜狀汙垢，從物體（tǐ）表麵解離分散（sàn）去除的機理就大不相同。

2.根（gēn）據化學組成分類（lèi）

根據這種分類方法，汙垢可分為無機物和有機物兩大（dà）類：

（1）無機物汙垢：金屬及其氧化物（如鐵鏽），鹽類等；非金屬及其化合物（如砂土）。

（2）有機（jī）物汙垢：碳水化合物（澱粉、糖等）；蛋白質（血汙、奶漬、肉汁（zhī））；油脂（動植物油）；其他有機物（塑（sù）料（liào）、礦物油（yóu）、樹脂、色素等）。

不同化學成分的（de）汙垢使用（yòng）的（de）去除方法也不同。一般情（qíng）況下，以有機物成分為主體的汙垢，較適合用氧化分解的方法清洗去（qù）除。

3.根據親水性和親油性分類

表格P28-P29

4.根據在物體表麵存在的形態分類

在選擇合適的清洗方法時，了解汙垢在清洗對（duì）象表麵存在的狀態是（shì）很重要的。而汙（wū）垢在表麵（miàn）存在的形（xíng）態是多種多樣（yàng）的，主要有以下幾種（zhǒng）形式：

（1）汙垢（gòu）的粒子（zǐ）在（zài）清洗對象表麵單純靠重（chóng）力作用沉降而堆積。以（yǐ）這種形態存在的汙（wū）垢，在清洗對象表麵的附著力很弱（ruò），很容易被清洗（xǐ）掉（diào），如衣物表麵附著的（de）粗大砂土顆粒。

（2）汙垢的分子與清洗對象表麵的分子靠分子（zǐ）間（jiān）作用（yòng）力結合。這種（zhǒng）作用力既包括範（fàn）德華力、氫鍵作用力，也可能包括共價鍵作（zuò）用（yòng）力。汙（wū）垢分子靠這些作用力吸附於對象物表麵，特（tè）別是汙垢在表麵以（yǐ）薄膜狀態存在時，這（zhè）種結（jié）合力（lì）更強。用通常的清洗方（fāng）法往往很難把它們去除掉。而且以這種狀態存在的汙垢粒子的粒徑越小就越難把它們從表麵清除，而在超精密工業清洗（xǐ）中要求把這類極微小的顆粒也清除掉，因此（cǐ）要采用一些特殊的（de）方法來克服微粒（lì）對表麵的附著力。

（3）汙垢粒子靠靜電吸引力吸附於表麵。當汙垢粒子與對象物表麵帶有相反的電（diàn）荷時，它可依靠靜電吸引力吸（xī）附於物（wù）體表麵。在空氣中放置的導電性能差的各種物體表麵普遍存在這類汙垢，當物體（tǐ）浸沒（méi）在水中時，由於水有（yǒu）很大的介電常數，使汙垢與表麵之間的靜電吸引力大大減（jiǎn）弱，這類汙垢容易從表麵解離。這類由導電性差的（de）材（cái）料組成的物體在清洗之（zhī）後放（fàng）置在空氣環境中幹燥，很可能又會（huì）被帶電的塵埃顆粒汙染。為避免這（zhè）種情況發生，這種物（wù）體在（zài）經過清洗（xǐ）處理之後，最（zuì）好放置在十（shí）分（fèn）清潔的無塵空間進行幹燥。

（4）汙垢在對象物表（biǎo）麵形成變（biàn）質層。金屬表麵在與空氣接觸過程中如果發生化學反應，往往形成一層氧化膜（mó）。這類汙染物（氧（yǎng）化膜）與對象物之間往往存在一明確的（de）分界麵，這種在金屬表（biǎo）麵形成的變質（zhì）層通過用酸（suān）堿（jiǎn）等化學試劑或（huò）用（yòng）物理的（de）、機械的（de）方法可使之從對象表麵除去。這種清洗方法在工（gōng）業上稱（chēng）為（wéi）浸蝕處理。其具體方法（fǎ）有（yǒu）用酸和堿等化學試劑溶解變質層，用（yòng）機械方法研磨表麵，用電解加（jiā）研磨的方法（fǎ）以及（jí）用等離子體處理等方法去掉表麵變質層（céng）。

（5）汙垢滲（shèn）入對象物表麵內部。如在衣物表麵的液體汙垢，常（cháng）會向纖維內部滲透擴散，深入到內部。在金屬和玻璃表麵也（yě）有類似情況發生（shēng）。

（6）堅硬的汙垢微粒刺破對象物（wù）表（biǎo）麵而楔入內部。例（lì）如金屬的切削（xuē）碎屑和研磨粉可以楔入質地（dì）堅硬的清洗對象表麵，而火車車（chē）廂的表麵塗層有時會被火車行進中車輪和鐵軌摩擦時產生的鐵粉所劃破。這種汙垢可選（xuǎn）用適當的溶劑將其溶解去（qù）除，也可（kě）采用強烈摩擦的方法加以去除，必要時可采用浸蝕的方法（fǎ）加以去除。

前三種情況中，汙垢隻存在於對象物表麵之外，並且與表麵之間存在一明確（què）的分界（jiè）麵，這些情況被稱為附著汙垢，在去除汙垢的（de）清洗過程中，一般不會造（zào）成清（qīng）洗對（duì）象的表麵（miàn）損傷。而後三種情況中汙垢已深入到清洗對象的內部並與表麵連成一體，稱之（zhī）為汙染汙垢，在（zài）這些（xiē）情況下（xià）往往需要通過浸蝕的方法去除汙垢。

5.混合（hé）汙垢

以上介紹的汙垢分類是指汙垢以單（dān）一類型的單一形態存（cún）在的情況，這類汙垢是比較容（róng）易（yì）清洗的。實（shí）際情況中往往（wǎng）是多種類型的汙垢（gòu）以複雜的方（fāng）式結合在一起的，稱（chēng）之為混合汙垢。如沾染在衣物上的汙垢，成分是很複雜的，既含有無機物也含有有機物，而且是親水性（xìng）汙垢與親油（yóu）性汙垢混成一體。在（zài）金屬表麵（miàn）也會形成複雜的金屬氧化物汙垢。如金屬在與（yǔ）空氣中的水蒸氣及氧氣的接觸中形成表麵氧化層，且與環境中存在的各（gè）種極性、非極性（xìng）物質形成複雜的混合汙垢。附著在金屬表麵的固態的汙垢不僅有氧化物，還（hái）有硫化物、無機鹽類（lèi），還（hái）可能含（hán）有高分子聚合（hé）物。在固態汙垢層外邊（biān）粘附有液態的（de）水溶液層，水溶液（yè）層中溶有無機鹽及二氧化（huà）碳等物質。在液體汙垢表麵又吸附著極性和非極（jí）性有（yǒu）機物，在液體層外（wài）邊還吸（xī）附著各種氣體。這（zhè）樣組成了複雜的汙垢結構。去（qù）除這類混（hún）合汙垢要比去除單一類型汙垢更（gèng）困難。需從多方麵（miàn）綜合（hé）考慮以選（xuǎn）擇更為合理的清洗方法。

汙垢的形成與危害

據報道，美國的煉油廠由於汙垢造成直接經濟損失達13.6億美元，它包括在生產能力、能量消耗、維修清洗等方麵的損失。西方世界各國的煉油廠（chǎng），因結垢造成的經濟損失每年達44億美元，其中還未包括鍋爐、水（shuǐ）冷（lěng）器與空冷器結垢（gòu）的損失（shī）。由此可見，全世界各生產部門的汙垢所造成的經濟損失是（shì）何（hé）等巨大。在工業上，汙垢的形成帶（dài）來了一係列（liè）直（zhí）接（jiē）危（wēi）害，基本概（gài）括如下。

（1）影響（xiǎng）生產的正常運行。嚴（yán）重的汙垢沉積，使生產（chǎn）設備的性能下（xià）降，甚至不能正常運行。例如，冷卻水係統的嚴重結垢（gòu），使冷卻效率下降，生產的（de）工藝條件（jiàn）無（wú）法確保，運行不正常。一旦冷卻管道（dào）因結（jié）垢而堵塞時，設（shè）備將被迫停產（chǎn）檢（jiǎn）修。油田采油管結蠟甚至堵塞，采油量明顯下降，甚至不出油。當金屬（shǔ）設備表麵在徹底清除鏽（xiù）與油汙之前，進行（háng）鈍化、磷化、噴塗、電鍍、滲鍍等表麵保護處理是不可能（néng）的，即使勉強實（shí）施，質量也無法保證。在石油化工、製藥等工業中，設備在開車前若未徹底清洗係統內的各種汙染物，可能造成催化（huà）劑中毒，從而影響生產過程的完成。

（2）增加生產（chǎn）能耗和成本。設（shè）備表麵的汙垢使其生產能（néng）耗與成本增加，生產效率下降。例如，在（zài）石油化工生產中的熱交換係統、汽車（chē）的水箱、中央空調的冷卻水係（xì）統，汙垢的形（xíng）成使熱效率大幅度下降，能量消耗增加。鍋爐（lú）內側的水垢，增加傳熱阻力，為了維持受熱麵有一定的蒸發速度，要增加煤耗或（huò）燃氣損耗。同時（shí）水（shuǐ）垢的生成還使鍋爐的產汽率下（xià）降，使管線內的流體阻力增加（jiā）而增大（dà）動力消耗。

（3）降低產（chǎn）品質量。例（lì）如，造紙（zhǐ）用的（de）廢紙及其他原料上的油（yóu）汙及各種汙染物，嚴重影響再生紙產品（pǐn）的質量。廢紙上的油（yóu）墨不脫除幹淨，就不能用於生產高檔紙張。紡織品上（shàng）的（de）油汙、蛋白質（zhì）、膠和蠟等嚴重影（yǐng）響（xiǎng）其染整性能，使其吸水性、手感、色澤等難（nán）以保證。電子工業元件上的微（wēi）小導電性汙（wū）垢，可使半導體三極管的導電（diàn）性發生（shēng）改變，甚至短路或擊穿。非導電性的（de）有機化合物和（hé）油脂等的存在，可造成芯片膜接（jiē）著的牢（láo）固度下降，形成針孔，使集成電路的（de）質量（liàng）下降。據稱，大規模（mó）集成電路中的不合格產品，67%是元（yuán）件受到汙染，又未經徹底清洗造成的。

（4）引發各種事故。鍋爐及其他高溫、高壓生產設備內的汙（wū）垢，如水垢和油垢等，可造成設（shè）備的局部過熱（rè）、變形、龜裂甚（shèn）至爆炸，原材料泄露，引起廠房及工作人員的損傷。泄露與爆炸可進一步引起環境的汙染（rǎn）。

（5）影響材料性能與設備壽命。金屬材料的（de）汙垢，如吸濕性的塵土和無機鹽，容易吸附大氣中（zhōng）的腐（fǔ）蝕性氣體，例如SO₂、CO₂、H₂S等，進而腐蝕金屬的表麵，使金屬失去（qù）光澤，產（chǎn）生麻點，強度（dù）下（xià）降。在（zài）汙垢下產生氧（yǎng）濃差腐蝕或電偶腐蝕（shí），使材料的性能改變，設備的（de）使用壽命縮（suō）短。

汙垢造成的危害，還包括由上述各種危害引起的間接損失。如有限資（zī）源的浪費，生產工（gōng）期的延誤，下遊生產的（de）損失，產品質量不良導致相關生產的損失等等。

結合前麵已（yǐ）介紹的汙垢（gòu）一般的分（fèn）類情況，為（wéi）便於讀者對各（gè）類型清洗中遇到的汙垢有一更明晰的了解，在此簡略地介紹不同類型汙垢的形成（chéng）及其（qí）危（wēi）害。

1.衣物上的汙垢

沾染在（zài）衣物上的汙垢，成（chéng）分是很（hěn）複（fù）雜的，既含有無機物也含有有機物，而且是親水性（xìng）汙垢與親油性汙垢混成一體。具體來看，衣物上的汙垢一部分來（lái）自人（rén）體皮膚的（de）分泌物，主要是人體皮脂腺分泌的皮脂和汗腺分泌（mì）的汗液。主要固體物是鹽分、尿素、脂肪和其他酯類有機物。衣物特（tè）別是與皮膚直接接觸的內衣上（shàng）皮膚分泌物較多。衣物上另一（yī）部分汙垢來自於外部環境，在生產和（hé）生活（huó）實踐中與（yǔ）外部環境接觸而沾染上（shàng）土壤、塵埃、礦物油及寄生蟲、微生物（wù）等（děng）菌類汙垢，也會從食（shí）物中沾（zhān）染上油脂、菜湯、果汁、茶、咖啡等汙垢。

衣物上的汙垢（gòu）不僅影響人們的外在形象，也是病菌滋生的營養源。為了有（yǒu）利於人的身體健康內衣應經常清洗保持（chí）衛生。而來自外部環境的汙垢除因特殊工作沾（zhān）染上放射性汙垢之外，通常用肥皂（zào）或合成洗滌劑即可洗滌去除，但是那些頑固附著在衣（yī）物上的（de）汙垢，如粒徑在0.2〜2.0μm的細微粘土顆粒鑽入纖維內部（bù）就很難被去除。

2.水垢

工業鍋爐以及（jí）家庭用的（de）燒水壺，使用一段時間（jiān）後在金屬表麵（miàn）就會結成水垢，這（zhè）是由於水中（zhōng）溶有一定數量的鈣（gài）鎂鹽類，如碳酸氫鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氯化（huà）物（wù）、矽酸鹽、磷酸鹽等，同時還含有泥沙和有機物等。這些鹽類在受熱過程中發生物理和化學變化而形成水垢。

水中含有的碳酸氫鈣在水溫升（shēng）高過程中會分解生成難溶的碳酸鈣（gài）：

Ca（HCO₃）₂=CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O

碳酸氫鎂也會分（fèn）解生成碳酸鎂，它在水中不穩定，會轉化成溶解度更小（xiǎo）的氫氧（yǎng）化鎂沉澱，因此水垢中還含有少量氫氧化鎂。

在堿（jiǎn）性條件下，碳酸氫鈣會（huì）發生如下反應生成碳酸（suān）鈣：

Ca（HCO₃）₂+2OH-=CaCO₃+2H₂O+CO₃²￣

此時，如水中含有較多的氯化鈣時也會發生如下反應生成碳酸鈣的沉（chén）澱：

CaCl₂+CO₃²=CaCO₃↓+2C1￣

當水中溶有過量的磷酸鹽時（shí），氯化鈣也（yě）會轉化成溶解度很小的磷酸鈣：

2PO₄³￣+3CaCl₂=Ca₃（PO₄）2↓+6C1￣

通常水垢的主（zhǔ）要成分是碳酸鈣和磷酸鈣。水中（zhōng）還（hái）溶解有一定數（shù）量的硫酸鈣、矽酸鈣等其他無機鹽類，隨（suí）著水的蒸發，它們在水中濃度加大，當其濃度超過溶解度之後也會（huì）生成沉澱，並沉積在傳熱表麵上。

在工業鍋爐中金屬表麵的鐵鏽和銅鏽等鏽垢也會轉化成水（shuǐ）垢的成分。

由於水垢大都由無機鹽組成，故稱（chēng）為無機垢（gòu），而且這些水垢結構致密，比較堅硬，所以又稱為（wéi）硬垢。實際水垢的（de）成（chéng）分相當複雜，而且（qiě）成分隨著水質（zhì）情況的不同而變化，所以對不同地區的水垢應（yīng）作具體分析。通常根據水垢的主要成分將它分為碳酸鹽水垢、硫酸鹽水垢、磷酸（suān）鹽水垢、矽酸鹽水垢和鏽垢幾（jǐ）大類。

水垢具有（yǒu）低導（dǎo）熱係數（shù），在工業生產中導（dǎo）熱係數的減小直接影響到（dào）鍋爐的效率，甚至嚴重危及鍋爐的安全運行或鍋爐的壽命。對於冷卻水係統，也直（zhí）接影響到傳熱效率和冷卻水（shuǐ）用量。水垢的（de）導熱係數比金屬低得多（duō），水垢的熱阻是鋼鐵的50~100倍，是黃銅的100〜200倍，是鋁、銅的300〜400倍。

水垢的導熱係（xì）數隨其成（chéng）分和結構的變化而在較大範（fàn）圍內波動。水垢（gòu）中SiO₂含量越高，導熱係數下降也越大。同種水垢的導（dǎo）熱係數在（zài）200℃下基本是（shì）一個常數，不隨溫度而變化。

在鍋爐受熱內部和冷卻水熱交換係統（tǒng）內部積存水垢都是有害的，其危害性主要表現在以下幾方麵（miàn）。

（1）增加熱（rè）損失和燃料消耗。通常工業鍋爐每結1mm厚水垢，熱效率要降低5%。以工業鍋爐和采暖鍋爐平均結垢厚度為1mm，發（fā）電鍋爐與腐蝕產物平均厚（hòu）度為0.5mm計算，則將造成4.5X10⁷t/a的燃料（liào）損失（shī），而如果做好防垢清洗工作每年至少可節約45億元的（de）燃（rán）煤費（fèi）用（yòng）。

（2）降低受熱麵的金屬強度。當鍋爐受熱而（ér）內表麵（miàn）結（jié）有導熱（rè）性（xìng）差的水垢時，為保持鍋爐水有同樣溫度（dù），水冷壁管將必須加熱到更（gèng）高的溫度，易造成鋼材的局部過（guò）熱、變形、龜（guī）裂甚至爆炸。

（3）鍋爐的利用率降低。由於水垢造成產氣率下降（jiàng），需（xū）要定期清除水垢，勢必（bì）造成停產而（ér）給生（shēng）產（chǎn）帶來損失。

（4）縮短鍋爐使用壽命（mìng）。水（shuǐ）垢生成導致熱交換管工作溫度升高，使鍋爐管水側的氧化（huà）加劇必然縮短鍋爐使用壽命。

（5）增加燃煤對（duì）大氣的汙染。由於（yú）水（shuǐ）垢使鍋爐傳熱效率下降，不僅使熱損失增加，而且將排放出更多煙塵、二氧化硫及其他（tā）有害（hài）物質，加重對大氣的汙染。

（6）降低熱交換係統效率，增加冷卻水用量。由於水垢（gòu）的生成，傳熱效率下降，為保證（zhèng）設計要（yào）求的冷卻效率，必然要（yào）加大冷（lěng）卻水耗用量。

（7）增（zēng）加管內水流阻力有（yǒu）時甚至堵（dǔ）塞（sāi）管（guǎn）線。水垢在管內沉積（jī），減少了水流的截麵積，增大了水流阻力，增加（jiā）了（le）動（dòng）力消耗，降低各種（zhǒng）工業設備的生（shēng）產能力。

為防止在鍋爐中形成（chéng）水垢（尤其是碳酸鹽水垢），必須在水進入鍋爐之前對水進行處（chù）理，降低水的暫時硬度（即碳酸氫鈣、鎂的含量）。對在鍋爐上已形成（chéng）的水垢通常用化學試劑加以清除，不同類型的水垢需用不同的試劑。如對於碳酸鹽水垢，隻要對生成的鈣鎂（měi）鹽（yán）有較大溶解度的酸都（dōu）可以用來清洗碳酸鹽垢，通常使用最多的是鹽酸。然而對於結有碳酸鹽垢的不鏽鋼基底材料，為防止對不鏽鋼的（de）腐蝕不宜用鹽酸，而常用硝酸。具體情況需具體分（fèn）析。

3.鏽垢

鐵鏽是鋼鐵受（shòu）周圍介質（zhì）氧化腐（fǔ）蝕，在表麵上生成的+2或+3價鐵的（de）氧化物或氫氧化物為主，有時還（hái）含有少量其他鐵鹽的沉積（jī）物。鐵鏽一般呈（chéng）堿（jiǎn）性，易溶於酸。

在高壓（yā）鍋爐的水冷（lěng）壁管上形成（chéng）的鏽垢，以Fe₃為主要（yào）成分，還含有磷酸鹽，形成致密而穩定的結構，它是在溫度較高（gāo）和高壓無氧的情況下生（shēng）成的，呈棕紅色，與普通鐵鏽（xiù）完全不同。這種鐵鏽不溶於鹽酸，要用鹽酸與硝酸（suān）的混酸溶解。鋼（gāng）鐵（tiě）在高溫（wēn）條件下氧化生成的氧（yǎng）化皮，由（yóu）外（wài）至內分Fe₂O₃，Fe₃O₄、FeO三層組成。這三種鐵的氧化物都可以被酸溶解。通常去除鋼鐵氧化皮可用鹽（yán）酸或硫酸，也可（kě）用鹽酸和硫酸的混合液進行（háng）浸蝕處理。

銅鏽的基（jī）本成分（fèn）是氧化銅和（hé）銅鹽（不同情況下（xià）可為碳酸銅、氯化銅或硫化銅）。通（tōng）常（cháng）用HNO₃、H₂SO₄、HC1的混（hún）合酸來清洗銅及銅合金表麵的腐蝕產（chǎn）物。在清洗銅合金時要十分注意正確選（xuǎn）擇浸蝕混酸中三種酸的比例，以保持其在清洗（xǐ）後的性能、外觀不變。

鋁鏽是鋁表麵氧（yǎng）化腐蝕的產物，主要是（shì）Al₂O₃。Al₂O₃是兩性（xìng）氧化物，既可以用酸（suān）洗，也可以用堿加以去除。在用酸清洗時，鋁及合金製（zhì）品基體受（shòu）腐蝕較輕，操作較易控製，通常（cháng）不會出現堿液清洗後留下的暗色膜。具（jù）有清潔光澤的外表，在（zài）酸液中添加（jiā）適當緩蝕（shí）劑可以大大減少酸液對鋁基體的腐蝕。

清洗鋁表（biǎo）麵（miàn）的一般汙垢時，盡量不用酸、堿洗（xǐ），而用中（zhōng）性的表（biǎo）麵活性劑清洗劑效果較好，可避免使鋁基體（tǐ）遭受（shòu）不必要的腐蝕。

4.微生（shēng）物（wù）汙垢

微生物汙泥是微生物（wù）大量繁（fán）殖和積累的（de）產物，是在物體表麵形成（chéng）的生（shēng）物覆蓋物。在工業冷卻水係統的管道上、冷卻塔（tǎ）、水槽等壁上經常產生由微生物汙泥組成的（de）粘質膜。這些微生物分泌的粘液還把懸（xuán）浮在水中的無機汙垢、腐蝕物、灰沙淤泥（ní）粘結在一起形成粘泥沉（chén）積物（wù），而且隨著時間的延長（zhǎng）越積越厚，不僅影響（xiǎng）傳（chuán）熱效率，而且使水管截麵積變小，使管（guǎn）道（dào）堵塞，給工業生產帶來嚴（yán）重危害。

在工業用水中產生並能造成危害的微生物種類很（hěn）多，主要是藻類、細菌（jun1）和（hé）真菌等微生物引起的，但主要是細菌。它繁（fán）殖速度是非常快的，如果條（tiáo）件適宜（yí），經（jīng）過1h就可繁殖近億個。循環冷卻水是一個特殊的生態環境，水溫25〜40°C和pH值6.5~8.5，恰好是多種微生物生長的最（zuì）適（shì）宜範圍，而且循環濃縮營養源和氧（yǎng）均豐富（fù）。在生物黏泥的下方形成局部（bù）氧濃差電池，鐵不斷被溶解，引起嚴重的局部腐蝕。以下列出部分細菌導致危（wēi）害的原理。

（1）鐵細菌引起腐（fǔ）蝕的機理。鐵細菌一般能生（shēng）活在含氧少（shǎo）但溶有較多鐵質和CO?的微酸性水中，堿性環（huán）境不（bú）利（lì）於其生存。Fe²+在其體內能被氧化成Fe³+大量不溶性高鐵化合物，如Fe（OH）₃沉澱下來，形（xíng）成大量的棕色黏泥，有時形成（chéng）大小不一（yī）的鏽瘤，產生點蝕，嚴重時（shí）引起管道堵塞、異臭等。

（2）硫酸鹽還原菌的腐蝕機理。硫酸鹽還原菌是（shì）一種弧（hú）狀的厭氧性細菌，體內存在一種氫（qīng）化酶，能將（jiāng）硫酸（suān）鹽還原成H₂S。硫酸鹽還原菌引起碳鋼腐蝕是極其複雜（zá）的，它參與化學腐蝕和電化學腐蝕，也可能破（pò）壞金屬的保護膜來造成腐蝕，腐蝕可能是幾種機（jī）理共同作用的結果。總之硫（liú）酸鹽還原菌危害很大。

（3）硫（liú）細菌對設備的危害（hài）機理。硫細菌屬好氧（yǎng）性，在與H₂S同（tóng）時存在的微好氧環（huán）境中生存（cún），可把硫、硫化物或者硫代硫酸鹽氧化成硫酸（suān）（濃度可達10%），對鐵管或水泥管產生腐（fǔ）蝕破壞。硫細菌常與鐵細菌共（gòng）存，產生黏質物也可堵塞（sāi）管道，使水質變臭，影響水質性態。

（4）硝化細菌的硝化作用。循環（huán）水中存在一定量的氨，硝化細菌在呼（hū）吸過程中可將氨氧化成硝酸（suān），這一作用稱硝化（huà）作用。硝酸（suān）對設備（bèi）造成（chéng）腐蝕，產生危害。

生物黏泥附著速度快，一個月就可達數毫米，它比腐蝕產物和垢的附（fù）著所引起換熱器（qì）效率的降低還要（yào）嚴（yán）重。因此，應適時地采用生化清洗方法投加（jiā）具有殺（shā）滅、溶解、剝離、清洗作用的生化藥劑，控製微生物的種（zhǒng）種危害。

為了控製工業用水係統中微生物（wù）的生長，可采用控製日光對用水的照射、采用過濾裝置、加強水質前處理等方法。而（ér）對於微生物汙（wū）泥的清洗方法包括（kuò）如下幾方麵。

（1）加殺生（shēng）劑或殺菌劑。為殺滅微生物可向管道中通入（rù）氯氣、次（cì）氯酸鈉、漂白粉（fěn）、高猛酸鉀（jiǎ）等（děng）殺生劑使微生物死亡。加入（rù）六氯（lǜ）酚、新潔爾滅等季鞍鹽（yán）殺菌劑（jì）可（kě）殺滅各種細菌，減少微生物汙泥的生成。

（2）物理清（qīng）洗。通常（cháng）用高壓水射流衝洗去除微生物汙泥。

（3）化學清洗。一般采用過氧化氫、馬來酸聚（jù）合（hé）物或丙烯酸（suān）係共聚體作清洗劑。

5.大氣（qì）汙（wū）垢

長期暴（bào）露在大氣環境中的物體，由於塵埃不斷降落並附著在它的（de）表麵上，慢慢形成一層塵垢。塵垢（gòu）是由多種無機物混合（hé）而成的，其中有些（xiē）組分可溶於水（shuǐ），有的組分難溶於水，所以塵垢有部分溶於水的特性。

在空氣中通常都存（cún）在直徑（jìng）很小的塵埃顆粒，被工業汙染的大氣中含（hán）有的塵埃量大為增加，在刮風等空氣流動的作用下，特別是風沙天氣，大（dà）氣中的塵埃數量與平均直徑都大大（dà）增加，暴露在這樣的大氣（qì）條件下（xià）物體表麵更容易生成塵垢。

大氣中塵埃吸附在物體上形成一層厚（hòu）厚的牢固塵埃需要經（jīng）過較長時間的過程。塵埃與基體的物理吸附結合（hé）力大小取決於塵粒與物體表麵緊密接觸的麵積（jī）、塵粒的表麵能（表麵活性）、物體的表麵能（表麵活性）、塵粒與物體的極（jí）性大小和相互作用。當塵粒與（yǔ）物體表麵緊密接觸（chù）的麵積越大，表麵活性越高（gāo），它們的結合力就（jiù）越大。

因為塵垢成分比較複雜（zá），很難找到能完全溶（róng）解塵垢的合適（shì）溶劑（jì），同時考慮到（dào）溶劑對物體表（biǎo）麵（miàn）的侵蝕性，通常使用性能溫和（hé）的表麵活（huó）性劑水（shuǐ）溶液作清洗劑。利（lì）用表麵活性劑的潤濕、滲透作用來清除塵垢。當清洗劑與塵垢及物（wù）體表麵接（jiē）觸之後（hòu），首先降低了這些表（biǎo）麵的表麵張（zhāng）力（lì），然（rán）後向（xiàng）物體及塵垢相接觸的吸附界麵內滲透，降低塵垢與表麵之間的結合力。為了把塵埃顆粒從表麵上清除，常需（xū）加上衝（chōng）、刷、噴等機械力作用。在（zài）表麵活性劑的潤濕滲透作（zuò）用下再結合機械外力作用，使塵垢脫離物體表麵被清除（chú）。

當塵垢中含有少量油汙時，可在表麵活性劑溶（róng）液中加入少（shǎo）量（liàng）有機溶劑，並形成水包油乳液，以加速和加強對塵垢中油汙的溶解。

6.舊漆汙垢

有機高聚（jù）物塗（tú）層在（zài）受到光照（zhào）（特別是紫外線照射（shè））作（zuò）用下會發生（shēng）老化（huà）、粉化；被化（huà）學（xué）物質浸蝕會使（shǐ）塗層溶脹或溶解、脆化；加熱高溫作用會使（shǐ）塗層軟化、龜裂、熔化；機械損（sǔn）傷會使塗層破裂。當塗（tú）層受到這些作用而破（pò）裂時就失去對基（jī）材的保護作用和裝飾作用，需要把它們除去重新塗裝。把這些被破壞的塗層（céng）叫舊漆膜垢。

舊（jiù）漆（qī）膜垢（gòu）的去除，主要是借助清洗液對塗層的固著物（主（zhǔ）要是成膜物質〉的溶脹、溶解作用，必要時要結合機械強力加以（yǐ）去除，如使（shǐ）用刮除（chú）或用高壓水衝除（chú）。

溶解舊漆膜使（shǐ）用的有機溶劑主要有溶劑汽油（溶解大（dà）多數天然樹脂、油性樹脂及醇酸樹脂），甲苯（溶解硝基漆、乙烯基漆、氯化橡膠漆），二甲苯（溶（róng）解醇酸樹脂、乙烯基樹（shù）脂（zhī）、氯化橡膠，聚氨酯等漆），乙醇（chún）（溶解蟲膠、硝基漆），正丁醇（溶解氨（ān）基（jī）樹脂、丙（bǐng）烯（xī）酸樹脂、硝酸纖（xiān）維素漆（qī）），丙酮（溶解乙（yǐ）烯基共聚物（wù）和硝酸纖維（wéi）素漆），甲乙酮（溶解乙烯基共聚物、環氧樹脂、聚氨（ān）酯漆）。

垢樣采集、鑒（jiàn）別和化驗

1.設備垢樣的采集及儲存

前麵已經介紹了汙垢的種類繁多，特性千（qiān）差萬別，垢樣的采集是化學清（qīng）洗的第一步工作，將釆集到（dào）的垢樣在（zài）實驗（yàn）室做小試實驗，然後進行工業清洗放大，對設備裝置大（dà）檢修期間停車清洗。清洗前的采樣工（gōng）作尤為（wéi）重要（yào），隻有（yǒu）弄清（qīng）是什麽垢及結垢原因（yīn），能用什麽（me）藥劑溶解汙垢，才能談得上（shàng）選用什麽（me）樣的方式清（qīng）洗。因此（cǐ）應（yīng）記錄下要清洗的設備、管線、材質、設備的使用年限，形成汙垢的工藝介質、生產工藝，汙垢的厚度、汙垢的形（xíng）狀，這些都是判斷垢類（lèi）型和成分的最原始的依據（jù）。

（1）垢樣的采集方法：采集垢樣時，最好選擇大檢修停（tíng）車期間，對設備垢的采集應選三個具有代表性的地方，例如，鍋爐水係統的垢樣，應從汽包內底（dǐ）部（bù）、聯箱手孔處或排汙（wū）管處采集，長輸管道應選（xuǎn）三個點，采集時橫斷麵上、中、下三個位（wèi）置（zhì）都應釆集。

（2）垢（gòu）樣（yàng）的釆集數（shù）量和儲存（cún）：垢樣的采集，應以（yǐ）100g以上500g以下為宜。垢樣應密封在塑料（liào）袋中運輸，在實驗室裏應放在（zài）廣口瓶中，應做好（hǎo）編號記錄工作，以免（miǎn）丟失和誤拿（ná）。

2.垢（gòu）樣的常用鑒別及分析方法

對采集（jí）到的垢樣，先做定性分析（xī），根據其基本形狀、特征和對設（shè）備的結（jié）構和生產工藝的（de）了解，可以做出初（chū）步的（de）鑒別。下麵以（yǐ）常見垢樣為例（lì）說明怎樣鑒別。

（1）碳（tàn）酸鹽垢：碳酸鹽垢主要產生在熱交換（huàn）係統中，尤其是（shì）在設備直（zhí）接受熱和工質水有濃縮（suō）的部位。多為白色或灰白色，有時由於伴有腐蝕的發生，會染上腐蝕產物的顏（yán）色，如（rú）紅褐色。碳酸鹽垢質堅而脆，附（fù）著牢固，難以剝離，其斷口呈顆粒狀，比較厚（hòu）且當夾（jiá）雜有腐蝕產物或（huò）其他雜質時，斷口處可觀察到層（céng）狀沉積。碳酸鹽垢是所有（yǒu）垢中最易溶於稀酸的，常見的無機酸和有機酸均可以將其溶解，並產生大量泡（pào）沫即CO₂氣體。另（lìng）一個特點是，在800〜900°C下灼燒時，水垢質量損失近40%，這主要是水和二氧（yǎng）化碳分（fèn）解的緣故，通過觀察水垢溶解後的少（shǎo）量殘渣及注意垢樣灼燒時的氣味，可以了解垢中所含雜質的大致類別。如果（guǒ）殘渣呈白色是矽酸鹽，如果呈黑褐（hè）色是腐蝕（shí）產物，灼燒時如果嗅到（dào）焦（jiāo）糊氣味是有（yǒu）機含碳化合物或碳水化合物。

碳（tàn）酸鹽垢的定量分析方法如下。

①垢樣的製備和處理：在研缽中放入（rù）垢樣（yàng）研細至140〜170目（顆粒直徑在0.1mm左右），稱（chēng）取4份試樣，兩份用於化驗，兩份用於灼燒減量（liàng）的測定，每份試樣以0.5g為宜，過多不利於灼燒，也難以分離洗滌。將用於化驗的兩份試樣分別置於兩個100mL燒杯中，加入10mL水濕潤，再加入10mL鹽酸，蓋上表麵（miàn）皿使之在室溫下溶（róng）解。待反應較慢時，用玻璃（lí）棒輕輕攪動使之溶解，如含有部分磷酸鹽或鐵的腐蝕產物時，可（kě）加（jiā）熱助溶。

②灼燒減量的測定：碳酸鹽（yán）垢以碳酸鈣為主，在灼燒時碳酸鈣可失重（chóng）44%而變成氧化（huà）鈣，如含有氫氧化（huà）鎂，則在灼燒時可失重（chóng）41%而變（biàn）成氧化鎂。具體方法是將兩組（zǔ）試樣在烘（hōng）箱（xiāng）中烘去表麵水分，各稱取0.5g置於已恒重的圮竭中，在850°C下灼燒2h，冷卻後稱重，以相差0.4mg以內為恒重，兩份試樣的測試結果相差小於0.1%為合格（gé）。

③氧化鈣與（yǔ）氧化鎂含量測定：由於試樣已全部（bù）溶解，可直接測定經鹽酸溶（róng）解的試（shì）液中的鈣、鎂量，對大（dà）量碳酸（suān）鹽垢測（cè）定的經驗表明，這種垢中90%以上是碳酸鈣。如果水中矽酸鹽及碳酸鹽（yán）含量（liàng）較低且設備不發生嚴重腐（fǔ）蝕時，其（qí）含量可達95%左右，因此，可用EDTA二鈉鹽（yán）滴定試樣，將與之作（zuò）用的物質折算為鈣，再另取試樣加入氫氧化鈉，使鎂以氫氧（yǎng）化鎂沉澱形式除去，從而分別測出鈣、鎂含量。具體化驗操作方法可參考相關的分析化（huà）驗書，在此就（jiù）不詳細闡述了。如（rú）果測量碳酸根的含量，可（kě）采用酸堿滴定法或（huò）管式爐灼燒吸收法測量。

（2）硫酸鹽（yán）垢：硫酸鹽垢實際上不是單一的垢種，它（tā）一般與其他垢（gòu）種同時存在（zài），且通常（cháng）所占（zhàn）的比例較小，約占1/3以下，但是由於（yú）它不溶於鹽酸、硝酸、硫（liú）酸以及（jí）其他有機酸，也不溶於（yú）絡合劑，垢中有硫酸鹽存（cún）在時就變得極難清除。由於硫酸鹽垢難以溶解除去，對受熱麵和傳（chuán）熱（rè）麵的熱阻影響較大。因此（cǐ），當它的含量在垢中達20%時，可以認為這種垢是硫（liú）酸鹽垢。硫酸鹽垢通常為白色或灰白色，有時呈粉紅色，在受（shòu）熱麵或傳熱表（biǎo）麵上結成（chéng）硬質薄層，附著牢固，質硬而脆，敲擊鏟刮時能呈小片狀（zhuàng）剝離，難以用常規的機械方法清除，也（yě）不（bú）能用酸洗（xǐ）除去（qù）。當設備無腐蝕（shí）現象時，硫酸鹽水垢（gòu）與其（qí）他碳酸鹽、磷酸鹽（yán）等較接近，但比它們更（gèng）堅硬，附著更為牢固，當有（yǒu）腐（fǔ）蝕現象時，尤其是產生附著（zhe）物下的局部腐蝕時，硫酸鹽垢可能被染成黑紅色（sè）或磚紅色。定性處理硫酸鹽垢可采用鹽酸溶（róng）解（jiě）後，向其中加入1%（質量分數）氯化釵（chāi）溶液，若有大量白色沉澱產生，表明硫酸鹽含量較（jiào）高。

定量分析方法為：首先用10%的鹽酸溶解，如溶解速度較慢，則應加熱助溶，經過上述溶解操作，試樣仍（réng）有白色殘留物不（bú）溶時，可采（cǎi）取將試樣與碳酸鈉以1：8混（hún）合，在900C下加（jiā）熱2h，則硫酸鹽（yán）與碳酸（suān）鈉作用轉（zhuǎn）化為碳酸鹽和硫酸鈉，再（zài）用鹽酸溶解時，可以（yǐ）完全溶解。此項（xiàng）操作最好在鉗中進行，為（wéi）了使熔融物容易由堆竭中熔解（jiě）脫出，可（kě）先將3倍垢樣的無水碳（tàn）酸鈉與垢拌均勻，加入其中，再（zài）在固體混合物上覆（fù）蓋與垢大致等量的無（wú）水（shuǐ）碳酸鈉。灼燒應（yīng）在蓋著的站（zhàn）竭中進行，站竭蓋稍（shāo）微錯開一些，防（fáng）止CO₂大量產（chǎn）生時（shí）將蓋掀掉。將按上述處理過的試樣，用鹽酸溶解，定量到1L，移取200mL試液以沉澱法測硫酸（suān）根，換算（suàn）為硫酸酹。再分別移取適量試液，用分光光度法測二氧化矽（偏矽酸酹），用分光光度法測鐵，用EDTA二鈉鹽絡合滴定法測鈣、鎂，用分（fèn）光光度法測磷酸根和銅。

（3）矽酸鹽垢：矽酸鹽也（yě）不是單一的垢種，在垢中的含量較（jiào）低，一（yī）般僅為20%左右，矽酸鹽含量在20%以上或含（hán）20%以上的二氧化（huà）矽時，就將其稱為矽（guī）垢，以與易溶（róng）垢相區別。矽酸鹽呈白色，有時呈灰色，與碳酸鹽、硫酸鹽的顏色很相近（jìn），當設備有腐蝕現象時，尤其是局部腐蝕時，矽酸鹽垢可被染成灰黑色（sè）。矽酸鹽（yán）一般常與硫酸鹽垢、碳酸（suān）鹽垢、磷酸鹽垢共存（cún）。當矽酸鹽含量高時，會使垢層難以清除。將垢樣置於5%稀鹽酸中，甚至酸度增至20%時，並輔以加熱處理，如果仍有一定量的白色沉澱（diàn）不能溶解，則可（kě）認（rèn）為剩餘物是矽酸鹽或硫（liú）酸鹽（yán）。將不溶物濾（lǜ）出並清洗，直到濾液中（zhōng）加（jiā）入1%硝酸銀不產生渾濁時，加入氯化頓（dùn）溶液也不出現（xiàn）渾濁和沉澱，則（zé）表明垢中含矽酸鹽（yán）。其分析（xī）方法是：將矽酸鹽垢按前述硫酸鹽垢的處（chù）理方法熔融並溶解，然後（hòu）將處理（lǐ）後的試樣定容（róng）到1L。分別移（yí）取試樣，用分光（guāng）光度法測二氧化矽、鐵及鋁（lǚ），用EDTA二鈉鹽滴定法測鈣、鎂，用分光（guāng）光（guāng）度法測矽酸根（酐（gān））與銅。

（4）磷酸（suān）鹽垢（gòu）：在天然水中，磷酸根含量很低，一般不會生成（chéng）磷酸鹽垢，但在（zài）許多水質處理過程中，常在循環冷卻水（shuǐ）係統中投（tóu）入聚磷酸鹽作為緩蝕（shí）劑或阻垢劑，而聚磷酸鹽在（zài）水中會水解成為（wéi）正（zhèng）磷酸鹽，使水中存在PO₄³-，它與鈣離子結合會生成溶（róng）解度很低的磷酸鈣析出附著在機體表麵上，就（jiù）形成了磷（lín）酸鈣垢。這種（zhǒng）垢影響傳熱，不易清除。因此（cǐ），在投加有聚磷酸鹽藥劑的循環冷卻水係統（tǒng）中，必須注意磷（lín）酸（suān）鈣水垢生成的問題（tí）。

磷酸鹽水垢外觀為灰白色，質地較為疏鬆，僅（jǐn）有碳（tàn）酸（suān）鹽和（hé）磷酸鹽的水垢呈（chéng）灰白色，是由於磷灰石是灰色，如（rú）果伴有腐蝕產物，則呈（chéng）灰紅色或（huò）紅（hóng）褐色，鍋爐或給水（shuǐ）中加（jiā）有氧化劑時，垢的顏色多呈灰黑色。磷酸鹽水垢附著力較差，容（róng）易（yì）用機械的（de）方法人工（gōng）除去，不受熱部分的磷酸鹽（yán）垢鬆軟，呈堆積狀。磷酸鹽垢隨（suí）受熱麵（miàn）的熱流強度和金屬溫度升高而結垢嚴重，垢質也變得堅硬難除。磷酸鹽水垢與碳酸鹽水垢外形相似，而且常常含有一定量的碳酸鹽垢，兩者（zhě）的區別在於磷酸鹽垢（gòu）在常（cháng）溫下（xià），不能在5%以下稀酸中全部溶解，需要加（jiā）熱助溶（róng）或者用10%以上的酸且在較（jiào）高溫度條件下（xià）使之全溶。在用酸溶解磷酸鹽垢時，由產生氣泡情況可以了解其中碳酸鹽垢所占比例的大小（xiǎo），如果基本不冒氣泡（pào），則是單獨的磷酸鹽垢。

分析方法如下：磷酸鹽垢（gòu）溶（róng）解之後，不能按照常規的係統分析（xī）步驟，對測定二氧（yǎng）化（huà）矽後的濾液以氫氧化錢沉澱鐵、鋁（lǚ）離子，這是（shì）由於試（shì）液中的鈣、鎂陽離子和磷酸根離子，會（huì）在試液堿化時以磷酸鹽沉澱的形式析（xī）出，容（róng）易誤把鈣、鎂的磷酸鹽沉澱當（dāng）成氫氧化鋁，即（jí）所謂的“鋁垢”。當測定二氧化（huà）矽的（de）濾液通過氫型強（qiáng）酸（suān）陽離子交換柱，用比交換（huàn）樹脂體積略多的無機鹽水衝（chōng）洗，衝洗液與濾液混合在一起，用以測定磷酸根、硫酸根。用5%的鹽酸再生（shēng）和淋洗交換柱，將進入陽離子交換樹脂的鐵、鋁、鈣、鎂、銅（tóng）等陽離子置換出來，使其成為對應的（de）氯化物，然後（hòu）對其分析測定。磷酸鹽垢往往混有碳（tàn）酸鹽垢，因此，也有必（bì）要進行灼燒減量測定，以便於分析結果校核。如前所述，將磷酸鹽垢的陰陽離子分離之後（hòu），濾液用於測陽離子（zǐ）可將其定容到1L，再從（cóng）其中移取少量試液以比色法（fǎ）測定磷酸根，折（shé）算為磷酸酹（P₂O5）的百分（fèn）含量。硫酸根的測定可使用沉澱法，以硫酸頓的形式（shì）測試後（hòu）折算為硫酸酹（lèi）（SO2），陽離子由離子交換樹脂（zhī）置換出來後，可分別用EDTA二鈉鹽滴定法測定鐵、鋁、鈣、鎂，銅可用碘量法測量，鐵、銅含量低時可用比色測（cè）定或用分光光度法測定。

（5）磷（lín）酸鐵鈉水垢：該（gāi）種垢是特殊（shū）的磷（lín）酸鹽水垢，可以（yǐ）看作是酸性磷酸鹽與氫氧化鐵的複（fù）合物。磷（lín）酸鐵鈉垢產生於高壓鍋爐，這（zhè）是在鍋爐有腐蝕而（ér）且以鐵為主的腐蝕產物較多時產生的，此時，向鍋爐中投加的（de）磷酸鈉可（kě）與（yǔ）亞鐵（tiě）離（lí）子（zǐ）作用（yòng）形成沉積物，附著於（yú）鍋爐水冷壁（bì）管表麵。磷酸鐵鈉垢與（yǔ）磷酸鹽垢相近（jìn），但（dàn）是由於（yú）發生（shēng）了腐蝕，垢層為黑褐色，該（gāi）垢（gòu）較疏鬆，易用機械法清除。這種水（shuǐ）垢還可溶解在強堿中。磷酸鐵鈉隻產生在高（gāo）參數鍋爐中（zhōng），低壓供熱鍋爐、熱水鍋爐、熱交換器和循環冷卻水係統中不產生此類水垢，鍋爐受熱結磷酸鐵鈉垢時，運行會出現一些特殊現象，爐水成分會有異常變化。通常是在不向鍋爐投加磷酸鈉而停止排汙的情況下，鍋爐升壓過程中鍋爐水的含（hán）鈉量、電導率、磷酸根含量、含鐵量（liàng）、甲基橙堿度將自（zì）動（dòng）升高，酚酥堿度下降或不變，pH值有所下降；當鍋爐壓力達到某一數（shù）值（例如90%以上額定參數）時，鍋爐水的鈉含量、電導率、磷酸根含量（liàng）、含鐵量、甲（jiǎ）基橙含量自動降低，酚駄堿度和pH值會有所升高，這是由於鍋爐受熱麵（miàn）上的磷酸鐵鈉溶出和再生沉澱之故。

（6）鐵銅垢：當水垢中鐵和銅的氧化物含量超過90%時，盡管還有鈣（gài）鎂等堿土金屬（shǔ）氧化物和碳酸軒、磷酸酹等成垢物質，也將（jiāng）其作為腐蝕產物看待。鐵銅垢可以產（chǎn）生於任何受熱麵和傳熱金屬表麵，但是在介質溫度較低的設備上它僅作為垢中（zhōng）夾雜物存在。隨著介質溫度升高（gāo），設（shè）備腐蝕力（lì）加重，腐蝕產（chǎn）物即鐵、銅的氧化物在垢中（zhōng）含量也顯著增加，在（zài）高參數鍋爐的受熱麵上（shàng），附著物（wù）以腐蝕產物為主。鐵銅垢以黑褐色（sè）為主，當水中含有豐富的水時多呈紅色（sè）；在一般的鍋爐和熱交換（huàn）器中氧的（de）供應不足，多呈黑色。如果鐵銅垢（gòu）中含銅（tóng）較多，銅可由於（yú）電化學作用而以金（jīn）屬形態存在（zài），腐（fǔ）蝕產（chǎn）物呈紫紅色，並能看到金屬（shǔ）光澤。腐蝕坑中（zhōng）采（cǎi）集得到附著物層常呈貝狀，邊緣薄而中（zhōng）間厚。

鐵（tiě）銅垢的外觀與鈣鎂垢明（míng）顯不同，容易鑒別。由顏色變（biàn）紅或變黑，可（kě）以得知是以高價鐵為（wéi）主還是低價鐵為（wéi）主。如果垢樣呈紫紅色金屬光澤，則其含銅量可（kě）達到50%以（yǐ）上（shàng），可以（yǐ）認為（wéi）是銅垢。鐵銅垢較矽酸鹽垢和硫酸鹽垢易溶，但是比碳酸鹽垢和磷酸鹽垢難溶（róng）解得多，它甚至難溶於常溫的鹽酸中。加熱接近沸騰溫（wēn）度時，它可溶於20%以上的濃（nóng）鹽酸中，但耗時較長。在鹽酸中加入少量硝酸並加熱可使之溶解，這是由於在溶解（jiě）過程中（zhōng），亞銅離（lí）子和亞鐵離子被氧化（huà）為高價化合物（wù），破壞了溶解平衡的（de）緣故。鐵銅垢溶解後溶液中常有一定（dìng）的顏色，如果垢中以鐵為（wéi）主時，溶液呈淡黃色，如果以（yǐ）銅為主時，呈淡綠色。用氨水（shuǐ）中和鐵銅垢的酸溶液（yè）可輔助鑒（jiàn）別。鐵在中（zhōng）和至PHM6時，可產生棕紅色絮狀氫氧（yǎng）化鐵沉澱；若（ruò）pH值（zhí）繼續升高，銅可生成藍色氫氧化銅沉澱，如（rú）果含銅量較高時，在過量（liàng）的氨水中可生成深藍色的銅氨離子。

鐵、銅垢實際（jì）上是腐蝕產物，其中混雜有鈣、鎂鹽類和對應的磷酸根（gēn），其他成分較（jiào）少（shǎo）。具體分析方法如下：

①灼燒增量（liàng）的測定：也可利用前述（shù）的灼燒反應進行定量分析，銅鐵垢的灼燒氧化反應比碳（tàn）酸鹽垢灼燒熱分解速（sù）度慢。因此應使用底麵積較大的（de）瓷石堆竭盛試樣（yàng），將試樣盡量擺開成薄層，灼燒時間延長到（dào）3〜4h。

②試樣的溶（róng）解與分析操作：鐵銅垢即使在熱的10%的鹽酸中溶解速度也較低。因（yīn）此應（yīng）將磨細的試樣置於100mL燒杯中，用水濕潤後，加入15%的鹽酸10mL在水浴上加熱分解，另外，再加少許濃硝酸加速（sù）垢樣分（fèn）解（jiě）。將試液稀釋定容到1L後（hòu），分別稱取試樣，用EDTA二鈉（nà）鹽測定鐵、鋁、鈣、鎂（měi）、鋅，由於鋁、銅、磷酸根（gēn）等的含量較少，可用分光光度（dù）法測定。

（7）油垢和（hé）積（jī）蠟：油垢是黏質油（yóu）為主體的，混雜有一些固（gù）體（tǐ）塵粒或（huò）一些疏油性（xìng）水溶（róng）液而形成的黏稠狀富（fù）油（yóu）沉澱或絮凝狀（zhuàng）乳化油泥。油料的黏度越高，越容易形成（chéng）難以用水衝洗的油垢。在原油輸送（sòng）管線及貯罐中，常常因積蠟的形成而影響管線的輸送能力並減小貯（zhù）罐的有效容積。根據油垢的成分可以將其分為（wéi）兩種類型（xíng），由黏質油和塵粒結合生成的油垢和黏質油和水溶液作用生成的垢物，煤焦油垢是比（bǐ）較典型的由黏（nián）質油（yóu）與塵粒結（jié）合形（xíng）成的油垢。油垢一般呈（chéng）黑（hēi）色、黏稠狀液體，有時因（yīn）係統運行時間較長，工作溫度較高成略有彈性的塊狀固體附著在設備表麵。

油垢因其較為特殊的（de）成因，很易鑒別。在（zài）許多油路係統，貯（zhù）運油的設備中都易產生（shēng）此類（lèi）汙垢（gòu）。煤焦油垢（gòu）成（chéng）分比（bǐ）較複雜，基本上由有機物組成，不溶於普通的無機酸，但可溶於有機溶劑。用（yòng）溶劑處（chù）理時，開始油垢慢慢變軟，也可添加一些表麵活性（HLB值在7.0以（yǐ）下），能提高親水性汙垢的分散能力。隨著浸泡（pào）時間的增加，可以明顯發現部分的（de）垢溶解，黏稠度大大下降。適當（dāng）加熱可以降低煤焦油的黏度和表麵膜強度，增加其流動性。采用較強的有機溶劑處理此類汙垢時，基本上可以使其全（quán）部溶解。由於（yú）海水侵蝕油船而造成的原油淤（yū）漿（jiāng），是典型的由黏質油和水溶液作用而生（shēng）成的油（yóu）垢。此類汙垢屬不穩定體係，垢內（nèi）各組成之間是以鬆散結（jié）構交織在一起，添加HLB值較高（大於13〉的表麵活性劑作為淤漿破碎劑，使油包水型（xíng）淤漿（jiāng）不穩而使水凝聚（jù）出（chū）來，也可同時添加碳酸鈉中和遊離（lí）酸，它的鹽（yán）析效應也會促進水的分離（lí），使垢消除。

蠟是指原油中十六烷以上的正構烷桂混合物。通常蠟溶解於原油中，它在原油中的溶解度隨（suí）其分（fèn）子量（liàng）的增大（dà）和熔點的升高（gāo）而下降，也隨原油密（mì）度和平均分子量減少而增加，因此隨著溫度、流速、組成等條件的變（biàn）化，蠟從原油中逐漸（jiàn）析出來沉積在管線和（hé）貯罐的表麵。積蠟中除了蠟外還含有一定（dìng）量的膠質、瀝青（qīng）質、凝油。積蠟可采用表麵活性劑加溶劑的方法溶解（jiě），對長輸石油管線和貯罐中的積蠟，因含有一定數量的油館分，可采用表麵活性劑、有（yǒu）機胺及（jí）無機鹽配製成的堿性水基清洗劑加熱進行溶解，可取（qǔ）得非常好的效果。

（8）積炭垢：積炭垢主要發生在某些燃氣、燃油設備上，附著在設（shè）備上的積炭，是油或氣中的某（mǒu）些高鏈物和其他有機（jī）物（wù）燃燒的產物附著在設備表麵而形成的。

積炭垢經（jīng）常發生（shēng）在汽輪機（jī）內部的燃燒室裏。由於空氣過濾器使用一段時間後，過濾效率和效（xiào）果都會下降，空氣中的某些雜（zá）質被帶入到汽輪機內，當氣化油或天然氣燃燒時，在初始階段由於燃燒（shāo）膛內溫度很低，燃燒的氣（qì）體在接觸器壁時反應溫度（dù）驟降，造成反應（yīng）物在器壁附（fù）近的不完全燃燒。最初反應物是以油狀物或高鏈物形式分解形成漆狀膜，與金屬結合得非常（cháng）牢固，如果這種狀態在（zài）高溫下持續較（jiào）長的時間，漆狀膜會進（jìn）一步分解，使（shǐ）其以炭的（de）形式附著。由於積炭（tàn）垢的（de）特殊性狀及其產生的特殊環境，因此很容易辨別，除汽輪機外，一些反應器中也會產生積炭垢。其生（shēng）成機理基本上和汽輪機相同，都（dōu）是由於反應不充分造（zào）成的。

積炭垢一（yī）般為黑色固體，在不同的反應器中生成（chéng）的垢的物理性質（zhì）也不同。反應器中的積炭垢（gòu）一般由於混有其（qí）他雜質，生成的積炭垢較厚，質地堅硬，附著力好（hǎo），不（bú）易剝離（lí）。純粹的積炭垢幾乎很難溶（róng）解，相當（dāng）強的有機溶劑如二氯甲烷、二氯乙烷等對其溶解效果都不太好，隻能依靠將其垢中（zhōng）起支持、連接（jiē）的可溶性有機物逐（zhú）步溶解後，使整個垢樣與設備脫離的辦法（fǎ）來處理。相比較而言（yán），汽輪機中的積炭（tàn）垢較易處理，可釆用有機溶劑的辦法，也可采用乳化煤（méi）油的辦法。乳化煤（méi）油由於黏度較大，加（jiā）之煤油的溶劑作用，可有（yǒu）效地除去汽（qì）輪機等設備內部的積炭垢，許多國外公司已將（jiāng）此方法明確寫入操作說明中。

（9）尿（niào）素垢：化肥廠尿素（sù）裝置，無論生產工藝是水溶液循環法，還是二氧化碳汽提法、氨汽提法，在運行一段時間後，分解加熱器物料通過的一側均會積結一層汙垢。這層汙垢有的致密堅硬，有的又黏又稠，采用一般的化學（xué）清洗方法難以除去，故人們俗稱之為“尿素（sù）難溶垢”。

“尿素難溶垢”的傳熱係數很（hěn）低，嚴重影響傳熱效率，致使尿素工廠加熱蒸汽耗量增加，工藝物料流通受（shòu）阻，分解效果下降，工藝指標（biāo）難以維持（chí），生產成本加大，而且會引發新的腐蝕問題。

國外的清洗方法是EDTA法。這（zhè）一方法的基本（běn）要素是：溫度140〜150℃，EDTA10%-15%（質量分數），緩蝕劑添加量為0.10%〜0.25%，表麵活性劑添（tiān）加量（liàng）為0.3%。國內的（de）清洗方法是采用HF-001清（qīng）洗劑（有機酸或螯（áo）合劑並（bìng）含有少量的還原劑）清洗尿素難溶垢，基本特點（diǎn）是：溫度130〜150°C，HF-001，10%〜20%（質量分數），表麵活性劑（烷基酚聚氧乙烯醚）0.2%〜0.4%，緩蝕劑0.5%。此外，高壓水力清洗也取得了（le）令人滿意的效果。總之，清洗劑和清洗方法的選（xuǎn）擇要根據（jù）腐（fǔ）蝕試驗（yàn）、結垢溶垢（gòu）實驗、垢層分析結果、經驗、經濟性等多方麵因（yīn）素來（lái）確定。

（10）大氣塵垢：大氣塵垢的成分往（wǎng）往非常複雜，但總體來說相對較易溶解清洗。塵埃（āi）用清洗液中加表麵活性劑的方法即可除去，清洗液應選擇酸堿性較弱的溶液，當塵（chén）埃中含有少量的油汙時，可以考慮加（jiā）少量有機溶劑配製成乳化液，從而加強對塵埃中的油分溶解速度。

（11）微生物汙垢：在循（xún）環冷卻水（shuǐ）的工作溫度下，微生物生長旺盛，許多阻垢劑常常是微生物的營養源，因此，微生物黏（nián）泥的生長和汙塞作用是冷（lěng）卻水及低溫換熱器的（de）危害之（zhī）一。微生物是（shì）低等生物的統稱，一般是指細菌、真菌、藻類和原生動物。它們（men）繁殖速（sù）度（dù）快，短時間內可形成很大的群體。

為有效地防止冷卻水係（xì）統微生物垢（gòu）的形成，往往要了解（jiě）細菌（jun1）的種類、數量，以便有針對性地殺滅。鑒別時（shí），先從冷卻水係統取出樣品，將樣品接種在細菌可以迅速（sù）生長的培（péi）養基中。經過一定時間後，可以測量細菌增（zēng）殖（zhí）的（de）效果或計數正在生長的細（xì）菌菌落。選擇對於所關心的細菌（jun1）生長（zhǎng）具有某種（zhǒng）專一性的（de）培養介質和培養條件，就可在不同的細菌之間做出（chū）區別。用顯微鏡檢查，或者觀察試驗所生長的（de）細菌菌落，可更肯（kěn）定地做出鑒定。

①鐵細菌的培養與鑒定：用鐵細菌（jun1）培養（yǎng）基進行培養。常用的培養基（jī）為檸檬酸鐵錢10g，含（hán）結晶水的硫酸鎂0.5g，硫酸亞鐵鞍0.5g，磷酸氫（qīng）鉀0.5g，氯化鈣0.2g，硝酸鈉0.5g，瓊脂20g，共溶入1L去離子水中，調pH值至6.8~7，120°C下滅菌20min。做成平板（bǎn）後，將適度稀釋的水樣接種於平板上，在28〜309下培養3d，如果（guǒ）有黃白（bái）色菌落（luò）即是（shì）鐵細菌。也（yě）可用硫酸猛0.1g、瓊脂20g於1L水中，調pH值到7.8〜8，滅菌20min。

在同樣條件下培養（yǎng），在培養基上出現棕黑色菌落即（jí）是。鏡檢時，會發（fā）現鐵細菌為絲狀，蓋氏鐵柄杆菌則糾（jiū）結在一起。用化學（xué）方法檢查時，猛（měng）培養基的菌落檢出有鐵離子則（zé）可確認。

②硫細菌的培養和鑒定：用硫化鉀8g，磷酸氫二鉀0.2g，氯化錢g，氯化鎂0.1瓊脂20g，在1L去離子水中，120°C下滅菌（jun1）20min。將適度稀釋（shì）的水（shuǐ）樣（yàng）接種在該培養基平板上，於30°C培養3〜5d，或者先在液體培養基中同樣條件下（xià）培養3〜5d，再把液體培養物（wù）轉接於固體培養基平（píng）板上，如果出現黃白色或紅褐色菌落，可能分別是硫絲菌及紅硫菌。在（zài）液體培養基中加入1%氯化頓溶液，如果有白色（sè）沉澱產生，表明是硫細菌。如果反應不明顯，可延長培養時（shí）間到10d以上，或使用10%氯化領（lǐng）溶液檢驗。硫酸鹽還原細菌是（shì）厭氧菌，在缺氧條件下培養。為此可使用大試（shì）管盛培養液（yè），接種後用膠塞塞緊，再以石蠟封固。溶液應盛滿（mǎn）試管而不存留氣泡。所用的培養基為氯化鈉5g，含結晶水硫酸鎂2g，硫酸鈉1g，氯化鞍1g，磷酸二氫鉀0.5g，氯（lǜ）化鎂0.1g，硫酸亞鐵鞍0.1g，70%的乳酸鈉溶液5mL，去離子水1L，調pH值為7.2，在120°C下滅菌20min，裝入試管中接種適度稀（xī）釋的水樣1mL。在30°C下培養（yǎng）7d，觀察是（shì）否出現黑（hēi）色的硫化鐵或嗅（xiù）到有硫（liú）化氫味。應和不接種的空白培（péi）養液對（duì）比，以此確定。

③細菌（jun1）總數測定：使用肉湯瓊脂培養基進行測定。根據水的含菌量不同（tóng）對水樣作適度稀釋，至少對（duì）兩種不同稀釋程度的水樣進行培養（yǎng）測定。在兩個以上（shàng）滅菌（jun1）平皿中，分別注入（rù）0.1mL稀釋水樣，加入已溶化且冷至40°C以下的肉湯瓊脂培養基，混合之後將各接種（zhǒng）水樣的培養液分（fèn）置兩個培養皿中，其中一個（gè）在室溫下培養，另（lìng）一個在37°C下培養。24h後對平皿菌落計數。室溫下得到（dào）水中固有菌數，37°C下為大腸菌。對菌落數（shù）為25〜250的平皿進行計數，將其平均值（zhí）乘以稀釋倍數，求得每毫升中的（de）活菌數（shù）。肉湯瓊脂培養基的製（zhì）取（qǔ）方法是：取（qǔ）500g去掉油骨及筋的牛肉，絞成肉泥，加入1L自來水，在50°C下泡30min，用粗布過（guò）濾，濾去肉渣，肉漿內以溶解性蛋白質為主。將肉漿煮沸30min，使蛋白質凝固，用粗濾紙過濾，得到（dào）的肉湯備用。另取蛋（dàn）白腺10g，氯化（huà）鈉5g，置於蒸憎水中加熱溶（róng）化，稀釋到1L，調pH值為（wéi）7.4，煮（zhǔ）沸以粗濾紙過濾。上述（shù）兩溶液均在120℃下滅菌15min。將蛋白腺溶液加入（rù）肉湯中，調pH值到7.2〜7.6用以進行細菌培養。

④微生物垢的判斷：微生物垢呈淡紅色，可能有鐵細菌存在。將微生（shēng）物垢用鹽酸處理，加入硫氧酸錢後呈紅色，證明有鐵離子存在。將溶液用氫（qīng）氧化鞍中（zhōng）和後，紅色（sè）褪去而產生氫氧化鐵絮狀沉澱。未經酸處理的微生物（wù）膜直接加（jiā）硫氨酸鞍則檢不出鐵（tiě）離子，表明鐵存在。