天然气加热炉的腐蚀研究_毕业设计（论文）

分类号 单位代码 密 级 学 号 学生毕业 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 （ 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ） 题 目 天然气加热炉的腐蚀研究 作 者 高海菲 院 (系) 化学与化工学院 专 业 油气储运工程 指导教师 范晓勇 答辩 答辩ppt下载中国建筑转正答辩ppt下载民事答辩状范文下载毕业答辩毕业答辩模板 日期 年 月 日 榆 林 学 院 毕业设计（论文）诚信责任书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计（论文）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 论文作者签名: 年 月 日 摘 要 加热炉水侧及烟道不同部位的腐蚀及形态各不相同，产生这些现象的主要原因与不同部位的热工状态和不同的腐蚀原因等诸多因素有关。加热炉的腐蚀主要表现为氧腐蚀、腐蚀性离子的腐蚀、酸腐蚀、铁垢腐蚀、干湿线腐蚀、碱腐蚀，其中氧腐蚀是最主要原因。加热炉烟道金属内壁则最易发生CO2酸性腐蚀以及溶解氧引起的氧去极化腐蚀。 加热炉的安全使用和热传递效率直接影响天然气的安全平稳生产。但目前许多集气站加热炉没有采取任何防腐防垢措施 ,致使集气站加热炉腐蚀、结垢严重，热传递效率降低，严重的会引起事故。因此对加热炉腐蚀性的研究 ,是当今国内外压力容器和管道缺陷评定方法研究的热点和发展趋势 ,近年来取得了不少的成果和进展。 本文通过现场调查及挂片实验的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 主要研究天然气加热炉的腐蚀结垢原因分析、腐蚀机理及影响因素、防腐措施、加热炉清洗与缓蚀阻垢技术等内容。 关键词：加热炉，腐蚀，结垢， 清洗，钝化。 ABSTRACT Heating water side and the flue and the form of corrosion in different parts vary, the main reason for these phenomena and the thermal state of different parts and different reasons, and many other fctors corrosion. Furnace corrosion mainly to oxygen corrosion, corrosive ions corrosion, acid corrosion, corrosion of iron scale, wet and dry line corrosion, alkaline, corrosion is the main reason for the oxygen. Metal furnace flue wall is most vulnerable to acid corrosion of carbon dioxide and oxygen to the polarization caused by oxygen corrosion. The safe use of heating and heat transfer efficiency directly affects the security of stable natural gas production. However, many current furnace gas gathering station did not take any anti-corrosion scale control measures in the gas gathering station furnace corrosion and scaling serious, heat transfer efficiency reduction will cause a serious accident. Therefore, corrosion of the furnace, is the current domestic and international pressure vessel and pipeline defect assessment method and the hot trend in recent years has made many achievements and progress. Through field investigation and analysis of experiments linked to the main piece of the reasons for natural gas furnace corrosion and scaling analysis, corrosion mechanism and influencing factors, anti-corrosion measures, furnace cleaning and corrosion and scale inhibition technology and so on. Keywords： Heating Furnace，Corrosion，Scaling，Cleaning ，Passivation. 目录 I摘 要 IIABSTRACT I目录 1第一章 绪论 11.1 课题研究的意义 21.2 国内外研究现状及分析 3第二章 现场调查 32.1 加热炉工作原理 32.2 加热炉使用工况 42.3 加热炉腐蚀状况 42.3.1 烟道堵塞现象 42.3.2 烟道堵塞导致回火的原因 52.3.3 烟气中产生冷凝水 62.3.4 总结 7第三章 加热炉腐蚀及结垢原因分析 73.1 水质分析 73.2 垢样分析 83.3加热炉产生硬垢的原因 93.4 结垢原因 10第四章 加热炉腐蚀机理及影响因素 104.1加热炉水侧不同部位的腐蚀 104.1.1 氧腐蚀 114.1.2腐蚀性离子的腐蚀 114.1.3酸腐蚀 124.1.4铁垢腐蚀 124.1.5干湿线腐蚀 124.1.6碱腐蚀 134.2 加热炉烟道金属内壁的腐蚀 134.2.1二氧化碳引起的氢去极化腐蚀 134.2.2溶解氧引起氧去极化腐蚀 15第五章 防腐措施 155.1 防腐措施 155.2 防止烟气腐蚀 17第六章 加热炉腐蚀防垢技术 176.1 缓蚀阻垢剂筛选试验 176.1.1主要试剂和仪器 176.1.2 试样的准备 176.1.3 工艺流程 186.1.4 操作步骤 256.2 清洗剂的清洗原理和要求 256.2.1清洗剂的清洗原理 256.2.2 工业清洗剂的要求 28第七章 总结 29参考文献 致谢信……………………………………………………………………………………………….30 第一章 绪论 1.1 课题研究的意义 油气田生产过程中，腐蚀所造成的损失十分巨大。由腐蚀所造成的停工、停产、滴、漏等事故，既污染了环境，也危害人民健康，同时也增加了油气田的生产成本，影响了油田的正常生产，腐蚀问题已经影响到石油工业的生存与发展。因此，防止或减缓腐蚀的危害，研究防腐技术和提高防腐管理水平，不仅可延长设备使用寿命，为企业取得明显的经济效益，同时也可为社会节约大量的金属材料，具有重大的社会效益。 长庆油田采气一厂主要管理陕北靖边气田、内蒙古乌审气田，是长庆油田公司在陕西内蒙古边界地区最早建成并向外供气的采气厂，也是“西气东输”目前最主要的供气源，目前年产气能力为62亿立方米、天然气净化能力76亿立方米，去年外供天然气38亿立方米。 长庆油田采气一厂利用加热炉为天然气净化进行预处理，该厂有近200余台加热炉正在生产第一线长期运行，该加热炉的运行好坏是直接关系到采气一厂整个生产线能否正常运行的关键之一。由于该设备在前期运行中没有采用防腐措施，致使其在不同程度上受到了一定腐蚀，与热水长期接触的管外壁腐蚀十分严重，整个腐蚀面积达到了70％以上。上述腐蚀如不尽快采取有效的防治措施，会使现有的腐蚀进一步加快，导致加热炉的使用寿命大大降低，这样不但会增加企业设备投资成本，而且会影响正常生产，会使生产现场存在不安全因素，存在重大安全隐患。 作为一种特殊的炉型形式,天然气加热炉采用中间载热介质间接加热的方式,它是天然气生产、输送和应用中的主要耗能设备。为了节能降耗、提高加热效率,必须结合工程实际的需要,优化加热炉的结构,设计制造出高效节能的天然气加热炉。为此,分析了天然气加热炉传热的薄弱环节及其强化措施,针对天然气加热炉大筒体内换热面的常规布置形式存在的缺陷,提出了天然气加热炉的腐蚀结垢原因分析、腐蚀机理及影响因素、防腐措施、加热炉清洗与缓蚀阻垢技术等内容。从而达到节能降耗和提高天然气加热炉效率的目的。 加热炉的安全使用和热传递效率直接影响天然气的安全平稳生产。但现场调查发现 ,目前许多集气站加热炉没有采取任何防腐防垢措施 ,而且加热炉用水均未经处理 ,其中含有腐蚀离子、成垢离子溶解氧及 CO2 等 ,在高温下运行 ,极易形成硫酸钙、碳酸钙等垢质并加剧设备的腐蚀,结垢物沉积在加热炉的内表面或盘管外壁 ,使加热炉的热传递效率降低 ,严重时还会引起事故。因此对加热炉腐蚀情况的研究是很有必要的，搞清楚腐蚀的原因并采取措施避免腐蚀可增加集气站的收益以及预防事故的发生［1］。由此可见，本课题立项与研究具有重要的现实意义和经济价值。 1.2 国内外研究现状及分析 腐蚀是油气生产和输送管道的潜在危害之一。对加热炉腐蚀性的研究 ,是当今国内外压力容器和管道缺陷评定方法研究的热点和发展趋势 ,近年来取得了不少的成果和进展 。目前国际上采用的适用性评价技术对含有腐蚀缺陷的管道是否能继续使用、如何继续使用 ,对含腐蚀缺陷管道的未来发展、管道的检测周期及维修周期等重要参数都给出了定量的评价方法。但是大量的国内外研究资料表明 ,对压力容器和管道腐蚀的适用性评价技术还很不完善 , 对加热炉的腐蚀情况进行调查发现 ,加热炉的腐蚀主要表现为氧腐蚀、腐蚀性离子的腐蚀、酸腐蚀、铁垢腐蚀、干湿线腐蚀、碱腐蚀，其中氧腐蚀是最主要原因。加热炉烟道金属内壁则最易发生CO2酸性腐蚀以及溶解氧引起的氧去极化腐蚀。 第二章 现场调查 2.1 加热炉工作原理 天然气加热炉主要功能是将炉中的水加热，通过热水再将浸浴于其中的盘管里的天然气加热到一定温度，使天然气在输送中不会发生结冰堵塞现象。加热炉盘管由于长期在高温高压下与水、汽、氧等相接触，就会导致管外产生严重的腐蚀与结垢，危及炉子的使用寿命和安全。 天然气加热炉采用整体组装式结构,在卧式大容积筒体内布置火筒、烟管束等加热受热面以及多回程对流管束等冷却受热面,筒内充注中间载热介质作为加热和冷却受热面之间的传热媒介,帮助冷、热两种流体达到传热的目的,中间载热介质可采用水、乙二醇溶液和导热油。通常,加热和冷却受热面沿大筒体圆截面中心轴呈轴对称布置,火筒和烟管束位于水平轴的下方,对称布置于垂直轴的左右侧;多回程对流管束位于水平轴的上方,各回程也对称布置于垂直轴的左右侧。 天然气加热炉工作时,用燃料燃烧产生的热量加热需要加热以达到工艺要求的工业用天然气。燃料和空气经燃烧器混合后喷入大筒体下部一侧的火筒燃烧产生高温烟气,烟气经火筒折入大筒体下部另一侧的烟管束,最后经烟囱向上排入大气。在该过程中,高温烟气将热量通过火筒壁和烟管束壁传递给中间载热介质,中间载热介质吸热升温;同时中间载热介质将大部分热量通过对流管束壁面传递给需要加热的工业用天然气,中间载热介质放热降温。 天然气加热炉是采用中间载热介质间接加热的一种特殊的炉型形式,工作运行可靠,但启动慢,是天然气工业中的重要耗能设备之一。提高天然气加热炉的热效率,显然是一个必须解决的问题。 2.2 加热炉使用工况 加热炉以天然气为燃料、以水为载热体(水浴)对待节流的天然气进行加热。在加热炉中天然气走管程、水容于炉壳，其结构见图2-1。 图2-1 加热炉示意 2.3 加热炉腐蚀状况 水套加热炉是一种为天然气加热的间接加热器, 以天然气作为燃料,火头( 燃烧器) 喷出火焰, 随着对流作用, 高温烟气向后流动, 由火筒经过烟道从出口进入烟箱, 然后经烟囱排入大气。在该流动过程中, 高温烟气加热火筒、烟道, 然后使水套中的水被加热, 再通过热水将浸浴于其中的高压管线里的天然气加热到指定温度以上, 使天然气在降压过程中产生节流降温效应时不发生水化物冰堵。以前, 在四川天然气田的生产中设计水套加热炉时, 只考虑硫化氢腐蚀, 忽略烟气中二氧化碳腐蚀, 在卧龙河气田的现场使用中频频发生水套加热炉的火筒、烟道、烟箱腐蚀穿孔导致漏水的实例。 2.3.1 烟道堵塞现象 1999 年2 月上旬, 卧89 井的水套加热炉( 型号SL320/5)出现了火焰从火筒向外回火, 经过停炉、卸开烟箱封头后, 发现封头处的烟箱四周的金属内壁附有一层褐色铁锈块, 经过清除刨出铁锈渣, 重达5kg。然后, 安装好烟箱封头, 对水套加热炉的火头恢复点火, 保温运行正常。烟气从火筒经过水平烟道充分进行热交换后, 再从垂直的烟囱对流排出去, 各项工况指标运行正常, 但是出现了烟囱、烟箱封头、火头处滴水。 2.3.2 烟道堵塞导致回火的原因 碳钢的腐蚀产物遍布烟道内壁, 破碎后堆积堵塞烟道, 降低烟道的流通能力。如果六根烟道均被铁锈渣堵塞, 当阻力作用大到使烟气不能正常流过水平烟道时, 烟气只能改变流动方向从风门处向外回火, 使水套加热炉里烟气的热交换面积由正常的4.865m2( Φ273×7×1500, 6 根Φ76×6×2500) 减少为0.857m2 ( Φ273×7×1000) , 导致排出的烟气温度高达80～90℃( 位置: 风门处) , 带走的热量多, 热效率低, 保温效果差。以下烟气的组分分析燃料是卧89 井自产的天然气( 气质参数: 比重0.5747, 体积含量CH4 占97.33%, H2S 占0.21%, CO2 占1.48%) , 助燃剂空气是通过对流自然抽入, 燃烧后的烟气从火筒( Φ273×7×1500) 流进6 根水平烟道( Φ76×6×2500) , 充分进行热交换后, 再从垂直的烟囱以对流方式排出去, 烟气的压力是1atm。在1atm 下, 甲烷燃烧的浓度范围5～15%( 体积比) , 现在分析1m3 甲烷的燃烧情况( 气体的分析条件为理想状态) 。 甲烷占5%, 完全燃烧, 燃烧前后气体总体积不变： CH4 + 2O2 → 2H2O↑ + CO2↑+ 热量Q 燃烧前总体积20m3: 1m3CH4,19m3空气，燃烧后总体积20m3: 2m3 H2O( 气态)( 在烟气中的含量80.4 g/nm3, 体积含量10%) , 1m3 CO2( 体积含量5%) , 17m3 空气剩余量( 含剩余的氧气1.8m3) 。 甲烷占15%, 燃烧不完全, 燃烧后气体总体积有增加: CH4 +1.5O2 → 2H2O↑ + CO↑ + 热量Q 燃烧前总体积6.67m3: 1m3 CH4, 5.67m3 空气( 含氧气:5.67m3×20%=1.13m3) 。燃烧后总体积7.04m3: 1.5m3H2O( 气态)( 在烟气中的含量171.2 g/nm3, 体积含量21.3%) , 0.75m3CO( 体积含量10.7%) ,剩余0.25m3 CH4, 4.54m3 空气剩余量( 氧气已用完) 。 2.3.3 烟气中产生冷凝水 1999 年2 月11 日17: 00, 阴天, 大气温度11℃。卧89 井生产参数: 井口油压12.6MPa, 套压13.6MPa, 井口温度28℃,瞬产7.6 万m3/d, 使用水套加热炉保温, 一级节流后压力11.2MPa, 进水套加热炉前气流温度24℃, 加热后, 出水套加热炉后气流温度31.5℃; 二级节流后压力10.7MPa, 气流温度31℃; 三级节流后压力5.9MPa( 输压) , 气流温度14℃( 即计量温度、输温, 计量温度要求为12～18℃) ; 水套里的水温33℃,烟箱里的烟气温度22℃。烟囱、烟箱滴水严重。水套加热炉耗气2.5 m3/h( 计算出烟气的排量17.6～50 m3/h) 表2-1 参考天然气的饱和含水量表(1atm,0℃，比重0.6) 温度℃ 15 22 26 33 37 45 47.6 50 55 60 65 饱和含水汽量g/nm3 12.8 19.3 26.4 40.2 53.2 73.2 80.4 96.8 128.6 155.4 171.2 得出: ① 完全燃烧后: 烟气中的含水量80.4g/nm3, 烟气露点47.6℃; ② 不完全燃烧后: 烟气中的含水量171.2 g/nm3,烟气露点65℃。所以, 天然气燃烧后烟气的露点范围为47.6～65℃。只要烟气温度低于其露点,烟气系统就和水套加热炉的腐蚀分析和防腐措施一致。 2.3.4 总结 加热炉通过一定时间运行后检查发现:(1)加热炉水侧炉壁上部腐蚀严重;(2)加热盘管内部(天然气侧)只有轻微的腐蚀，而加热炉管外壁则锈蚀严重，管壁上附有一层很厚呈红褐色和黑色的坚硬锈层;(3)整个炉壳的炉壁、盘管壁上的附着物有的呈黑色毛刺状、有的呈黑色锈瘤状，烟气管水侧还附有鳞片层状锈蚀物，另有一些颗粒状黑色粘性附着物;(4)清洗后发现附着物下金属表面呈现出程度不同的麻点、凹坑、沟槽及蚀坑等。 对加热炉的腐蚀形态观测后发现:加热炉的腐蚀主要表现为全面腐蚀(均匀腐蚀)、溃疡状腐蚀、斑点状腐蚀等，其中溃疡状腐蚀及斑点腐蚀是产生毛刺状锈物的主要原因。 第三章 加热炉腐蚀及结垢原因分析 3.1 水质分析 新疆某油田采油厂使用的加热炉均采用当地地下水为水源，在使用过程中，未进行任何水处理，加热炉水套内存在严重的腐蚀现象，其中炉内盘管腐蚀较严重，据外观观察约有1～2mm的腐蚀。 对加热炉水套解剖（图3-1、3-2）检察发现：盘管烟管及炉套炉壁水下部位腐蚀严重，其中烟管腐蚀最为严重，金属表面覆盖厚厚一层锈垢和大小不一、密密麻麻的锈瘤，锈瘤下呈很深的蚀坑［2］。为此，我们对加热炉腐蚀和结垢原因做了以下分析。 对新疆某油田采油厂两个作业区加热炉原水（当地地下水）和在用加热炉炉水进行了分析，分析结果见表3-1。 由表3-1中的水质分析数据可以看出：（1）原水进入加热炉后，在受热条件下发生沉积而结垢；（2）加热炉中有大量的钙垢产生；（3）两种水源中，作业区 2 原水和炉水是典型的负硬度水质，在溶解氧存在的情况下，具有极强的腐蚀倾向。 图3-1 加热炉盘管腐蚀情况 图3-2 加热炉炉壳腐蚀情况 结果表明：（1）两地原水及炉水均具有较强的腐蚀倾向；（2）随着温度的升高，无论是原水还是炉水，其结垢倾向逐渐增大腐蚀倾向减小。 3.2 垢样分析 对加热炉盘管烟管等处所取垢样进行了分析，炉水侧存在着严重腐蚀现象。分析结果见表3-2 由表3-2中的垢样分析结果可以看出：（1）加热炉内主要存在着腐蚀现象；（2）附着物中含有一定比例的硬垢成分（结晶型析出物），其中CaCO3中所占比例较大。 表3-1水质分析结果 取样点 作业区1 作业区2 原水 炉水 原水 炉水 Ca2+/mg·L-1 107.68 39.12 12.31 2.47 Mg2+/mg·L-1 18.14 14.77 1.26 0.13 总铁/ mg·L-1 0 0.2 0 0.12 Cl-/ mg·L-1 142.98 158.07 73.6 77.5 SO42-/ mg·L-1 196.92 122.74 … 57.73 SiO2/ mg·L-1 10.12 5.2 7.23 0.9 总碱/mmol·L-1 2.252 0.49 2.69 2.66 总溶固/ mg·L-1 642.72 511.86 … 203 PH值 7.83 9.12 7.69 9.4 电导率/μs·cm-1 1070 898 853 667 3.3加热炉产生硬垢的原因 炉水中重碳酸盐（碳酸氢盐）在加热炉中受热后，分解成为碳酸盐，并释放出CO2，使炉水碱度和pH值升高。产生的碳酸盐容易与水中的钙等硬度成分结晶析出，形成碳酸盐硬垢。 →CaCO3↓+CO2↑+H2O +2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32- Ca2++CO32-=CaCO3↓ 由水质分析表看出，两个作业区Ca2+含量都较高，且由垢样分析表也可以看出，CaO也占了相当的比例，这都是长生硬垢的原因。 表3-2 垢样分析结果 取样点 盘管 严管 外观 红褐色固体 红褐色固体 55℃灼烧减量/℅ 0.17 0.15 550～950℃灼烧减量/℅ 8.98 10.29 Fe2O3/℅ 71.01 69.8 CaO/℅ 11.85 13.56 MgO/℅ 0 0.52 ZnO/℅ 0.85 1.11 P2O5 /℅ 0.26 0.31 酸不溶物/℅ 4.32 2.71 3.4 结垢原因 （1）通过对水样的分析，作业区（尤其作业区2）水套加热炉所用原水具有较强的腐蚀倾向。 （2）通过对加热炉炉套内附着物的分析，新疆油田某采油厂加热炉炉套（水侧）存在严重的腐蚀现象，并伴有结垢现象存在。 （3）通过理论分析及实验室验证，造成加热炉炉套（水侧）腐蚀的主要原因为：氧腐蚀、促进腐蚀性离子对氧腐蚀的促进作用、局部腐蚀、铁垢腐蚀、干湿线腐蚀以及碱腐蚀。 （4）炉水中重碳酸盐受热分解后，与硬度成分结晶析出，与加热炉金属腐蚀产物粘合在一起，是加热炉炉套内结垢的主要原因。 由以上结论得出，天然气加热炉严重的腐蚀和结垢现象成为影响加热炉安全的两种主要故障，为了保证加热炉安全生产，建议采取相应的措施阻止其腐蚀和结垢的形成。 第四章 加热炉腐蚀机理及影响因素 4.1加热炉水侧不同部位的腐蚀 加热炉水侧不同部位的腐蚀及形态各不相同，产生这些现象的主要原因与不同部位的热工状态和不同的腐蚀原因等诸多因素有关。第一采气厂加热炉用水为靖边基地的生活用水(地下水)，该水属低碱、低硬度水质，水中存在着腐蚀性离子和溶解的CO2及O2，它们的存在会在受热条件下对金属产生严重腐蚀［3］。 4.1.1 氧腐蚀 这是加热炉存在的主要也是最严重的腐蚀因素，氧在腐蚀过程中起去极化剂作用，属吸氧腐蚀。 氧腐蚀与温度、流速、pH值、盐含量等诸多因素有关［4］。对于水源确定的密闭系统而言，氧腐蚀的腐蚀速率随温度升高一直呈直线上升趋势;对开路系统而言，氧腐蚀速率随温度升高是先增加后降低。温度、流速、盐含量等对氧腐蚀的影响主要是通过对氧在水中的溶解度的影响而实现的。 加热炉源水在采取及输送过程中，一直暴露于空气中，使水中溶解氧基本达到饱和状态;而加热炉在运行过程中只有很小的一根管(补水口)与大气接通，因此可以基本认为加热炉属密闭系统;另外炉水处于停滞状态，这使水中的溶解氧很难释放出来，随着炉水温度的升高，氧腐蚀速率呈正比例增加。炉水温度对氧腐蚀的影响见图4-1 图4-1 炉水温度对氧腐蚀的影响 氧腐蚀在加热炉中的任何部位均有发生，尤其是在加热盘管上部和烟气管最为严重，这是因为氧在水中的溶解度因水受热而变小，溶解氧逐渐释放出来而向上涌动，但不能流向炉外，使炉水上部溶解氧达到饱和，氧还以气泡的形态吸附于盘管上;另一方面，在整个炉水的微循环体系中，上部及烟气管周围的水温要明显高于其他部位，所以在加热盘管上部和烟气管上氧腐蚀最为严重。 氧腐蚀的形态主要为溃疡型和斑点状的局部腐蚀及均匀腐蚀。随着炉水温度升高，水中的离子发生变化而使pH值逐渐升高，使腐蚀产物极易发生二次沉积，再加上未对炉水进行阻垢处理而结垢，锈和垢的附着使碳钢产生氧浓差电池而产生垢下腐蚀;在微碱性条件下，其腐蚀产物愈积愈多呈现出毛刺状及锈瘤，这也加剧了氧浓差腐蚀。 4.1.2 腐蚀性离子的腐蚀 由于炉水中的Cl-及SOeq \o(\s\up 6(2-),\s\do 2(4))等能穿透保护膜对金属产生腐蚀，同时还能妨碍钝化膜的生成，使炉水在不流动的情况下极易产生点蚀。这种腐蚀在炉壳水侧任何部位均有发生，特别是热负荷较高的烟气管及炉膛水侧外壁等处，在壁温较高时，极易使Cl-及SOeq \o(\s\up 6(2-),\s\do 2(4))发生局部浓缩而增大发生点蚀的可能性。 4.1.3 酸腐蚀 酸腐蚀主要为析氢腐蚀。在加热炉中主要发生在烟气管水侧外壁及炉壳上部，这是因为: （1）用的水为地下水，而地下水中一般都含有一定的溶解性CO2,在炉水受热后会很快释放出来而吸附于金属表面产生CO2腐蚀。 CO2的腐蚀过程如下： 阳极： Fe →Fe3++2e 阴极： 2CO2 +2H2O→2H2CO3 2H2CO3→2H++2HCO3- 2H++2e→H2 2CO2+2H2O+2e→2HCO3-+H2 总反应： Fe+2CO2+2H2O→Fe(HCO3)2+H2 Fe(HCO3)2→FeCO3+H20+CO2 CO2在水中的溶解度与系统的压力、温度、水的组成有关［5］。CO2溶解度随压力增大而增大，又随温度上升而下降，并且水中的某些矿物质会影响CO2的溶解度。所以，C02的腐蚀也受到多种因素的影响，如:温度、压力等。 (2)水中的碳酸盐碱度在受热后发生分解引起局部区域的pH值下降而产生腐蚀: 2HCO3-→CO2+CO32-+H2O 酸腐蚀主要是均匀腐蚀，其对金属的腐蚀程度及对构件的强度影响不大，但其腐蚀产物(Fe2+和Fe3+)容易在炉内产生铁垢及垢下腐蚀。 4.1.4 铁垢腐蚀 氧化铁垢不仅影响传热(其导热系数远远小于一般垢)，更为严重的是产生垢下腐蚀使金属材质变薄、凹陷甚至穿孔。这类腐蚀主要发生在炉膛水侧壁及烟气管水侧壁表面。加热炉水中铁离子及其它腐蚀类型的存在，使碳钢金属表面产生一层氧化铁垢。氧化铁在高热负荷部位的存在极易发生氧化铁垢腐蚀。 氧化铁垢腐蚀是由下列原因引起的: (l)氧化铁作为电化学腐蚀的阴极，在加热条件下，垢下面的氧化铁膜遭到破坏，使裸露的金属碳钢变为阳极而在水中产生腐蚀。 阳极反应：Fe→Fe2++2e 阴极反应：Fe(OH)3+e→Fe(OH)2+OH- Fe3O4+H20+2e→3FeO+2OH- 腐蚀产生氧化铁垢，氧化铁垢的存在会使此类腐蚀的发展互为因果、互为促进，使金属产生严重的垢下腐蚀。 (2)在热负荷较高的部位，垢下的水急剧浓缩而产生碱等因素的腐蚀。 (3)在垢下因金属过热而产生汽水腐蚀: 3Fe+H2O→Fe3O4+H2 氧化铁垢的腐蚀形态主要表现为:较大面积的结垢腐蚀，垢呈黑褐色鱼鳞状，垢下金属大部分遭到腐蚀，呈现凹凸不平的麻坑。这种垢较硬，一般很难除去。 4.1.5 干湿线腐蚀 此种腐蚀属局部腐蚀的范畴，发生在空气与水的界面处，由于界面上下干湿线交替而产生氧浓差电池发生腐蚀。这种腐蚀发生较普遍，其腐蚀形态为在干湿线处出现一条腐蚀沟槽。 4.1.6 碱腐蚀 碱腐蚀在加热炉中出现的几率较少。主要由于碱度在热负荷较高的部位发生浓缩使氧化物保护膜溶解而失去保护作用，使金属产生腐蚀[6]。 Fe3O4+4NaOH→2NaFeO2+Na2FeO2+2H2O Fe+2NaOH→Na2FeO2+H2 这类腐蚀主要发生在热负荷较高的炉膛水侧壁、烟气管水侧壁及弯管等应力集中处，腐蚀形态呈沟槽或凹陷等的局部溃疡状腐蚀。 4.2 加热炉烟道金属内壁的腐蚀 燃料是卧89井自产的天然气(气质参数:比重0.5747,体积含量CH4 97.33%,H2S 0.21%,CO2 1.48%),助燃剂空气是通过对流自然抽入,CH4燃烧后再从垂直的烟囱以对流方式排出,烟气的压力是0.1MPa。烟气中含有水蒸气、CO2以及剩余氧气。燃烧过程中,大量水蒸气凝结在低于烟气露点的低温受热交换面上,以及溶解CO2和O2后腐蚀金属内表面上。 4.2.1 二氧化碳引起的氢去极化腐蚀。 在酸性水中,铁与酸反应生成铁离子并释放出氢气,同时氢原子与钢中的碳反应生成CH4,脱碳会使金属沿晶界面产生裂缝。当压力在3.5MPa以上时,氢离子会快速扩散进入金属而使金属变脆损坏。在没有液态水时,CO2不会发生腐蚀。CO2与含水蒸气的烟气一起,在对流过程中一部分被排出烟囱,另一部分沿火筒、烟道、烟箱和烟囱等通道流动。如果内壁长期附着很薄的冷凝水膜,就会有溶解度很高的CO2溶于凝结水中生成H2CO3弱酸,使凝结水膜的pH值降低到5.5以下,并吸附于金属内表面。H2CO3部分解析产生H+,对钢材发生氢去极化腐蚀。最易发生CO2酸性腐蚀的部位通常在火筒、烟道、烟箱封头以及烟囱等部位,腐蚀严重部位是烟道和烟囱。 4.2.2溶解氧引起氧去极化腐蚀。 溶解氧腐蚀是一种电化学腐蚀,铁和氧形成两个电极,组成腐蚀电池,在腐蚀电池中铁的电位总是比氧的电极电位低,所以铁是电池的阳极,遭到腐蚀。水套中的水使用的是自来水,在初期该水中溶解有大量的氧气而发生溶解氧腐蚀,由于水温长期保持在30～40℃,换水周期一般为2～3月,溶解氧随着水蒸气逐渐蒸发而减少,所以该部位的腐蚀不严重。在烟气系统中,如果火头处配风良好,通过对流作用自动抽入大量空气,甲烷占混合气体体积的5%完全燃烧时,烟气中就会含有大量的剩余氧气,这些氧气会充分扩散并溶解到烟箱，六根烟道等烟气系统的金属内壁上的冷凝水膜中,对钢材发生溶解氧的氧去极化腐蚀。由于这些生成物比较疏松,没有保护性,一旦在金属表面的某一点发生腐蚀,就会持续下去。究其原因主要有两方面,一方面是氧化铁层中产生一种酸性溶液,加速了铁的溶解及提高了导电性;另一方面生成氧化铁层,腐蚀产物阻止了氧的扩散,在腐蚀产物下形成缺氧的阳极区,外部便形成了富氧的阴极区,从而构成了一个浓差电池,两部分的差异,加速了腐蚀反应速率。 水套加热炉停止加热,但天然气生产仍然经过水套加热炉里的高压引流管时,如不采取有效的保护措施,金属表面会发生停用腐蚀。主要原因有: ①如果水套中装有水,外界空气大量进入水套,使水套里的金属内表面以及浸于水套中的高压天然气管线的外表面发生溶解氧腐蚀。 ②如果水套中装有水,水套中的水被高压天然气管线的天然气冷却后,温度低于大气露点时,在烟道、火筒、烟箱等内表面会凝结水,形成冷凝水膜。同时大气中的氧气溶解于烟道、火筒、烟箱等金属内表面的凝结水膜中,发生溶解氧腐蚀。 第五章 防腐措施 5.1 防腐措施 加热炉的腐蚀一般不会单独以一种形态、而是以多种形式同时出现，有的互为因果、有的互相促进。为解决加热炉的腐蚀问题，提出以下措施: (l)加热炉进行清洗或煮炉，彻底去除锅炉内存在的垢及锈，并对其进行预膜和钝化处理; (2)对加热炉给水进行彻底除氧或使用除氧剂，降除CO2 (3)控制锅炉水的pH值和碱度，防止腐蚀产物混人加热炉; (4)对加热炉给水进行缓蚀阻垢处理，加人缓蚀阻垢剂; (5)加热炉停炉时，防止空气进人停运的锅炉内，保持停运加热炉的金属表面充分干燥，使用缓蚀剂在金属表面生成保护膜，缓解金属的腐蚀。 5.2 防止烟气腐蚀 1.防止烟道堵塞。 定期清理烟道的腐蚀产物,减小烟道的气体对流阻力，提高烟气的排出温度。 2.防止被烟气腐蚀。 (1)提高烟气的排出温度。 用耐火泥堵塞1～3根烟道的两端,减少烟气的热交换面积0.597～1.790m2,将烟气温度提高到50～60℃,减少冷凝水的产生,从而减少O2和CO2腐蚀。在使用水套加热炉的运行参数中,对金属设备内的烟气温度下限值确定为60℃。 (2)缩短水套加热炉的启动升温时间。 水套加热炉在点火启动的升温过程中,尽量缩短由冷水(0～20℃)加热到热水(50～70℃)的时间,减少冷凝水的产生量和积存时间。方法一:加冷水到水套的2/3水位后再升温,用最大供热量在最短的时间内使水温升高到工况要求,一般为3h;方法二:启动前先加少量的冷水,在升温过程中,边升温边加冷水,直到最后将水加到水套的2/3水位时为止。整个过程中,使水温一直高于烟气的露点温度,既确保加热保温,又防止烟气在排出烟囱之前产生冷凝水。 (3)更换烟囱的材质。 将烟囱由铁质换成防腐复合材质,现场实践10多年来,效果良好。 (4)在烟箱涂防腐材料。 在烟箱封头的内壁涂防腐材料,隔离烟箱的金属与冷凝水,但使用两三年左右,也会因为存在腐蚀造成防腐材料从烟箱内壁上脱落。 (5)安装引流管排出冷凝水。 在烟囱下方的烟箱底部安装两根引流管22×3×150mm,将冷凝水从烟箱内向外排出。该措施能防止冷凝水在烟箱里大量积存,减少冷凝水对烟箱的腐蚀。缺点是增加的引流管容易引起漏风,导致火头处的配风不足并将降低烟气的对流作用。 3.长期停用水套加热炉时,放干水套里的水并烘干。 4.制作水套加热炉时优化烟道、火筒、烟箱的选材和加工工艺。 (1)水套加热炉作为锅炉压力容器,用钢适宜选用低C、低S、加Ca处理的控扎钢,以减少CO2和O2的电化学腐蚀。 (2)用化学方法在烟道、火筒、烟箱的封头等金属表面生成一层致密的氧化膜,如烤蓝、煮黑等。 第六章 加热炉腐蚀防垢技术 6.1 缓蚀阻垢剂筛选试验 6.1.1主要试剂和仪器 （1） 主要试剂 无水乙醇，丙酮，盐酸，氢氧化钠，六次甲基四胺，高纯氮，硫酸，氯化钠，氯化钙，石油醚，盐酸清洗液，氢氧化钠中和液等。 （2） 主要仪器和设备 电子天平：MP1002上海精密仪器仪表有限公司；光学读数分析天平：TG528B上海天平仪器公司；电热恒温水浴锅：S.HH.W21-Cr600北京长安科学仪器厂；电热恒温干燥箱：202-1上海市试验仪器厂；红外线快速干燥器：ES70-1杭州曼联有限公司；游标卡尺：广州市广精精密仪器有限公司；电吹风机：EH5262A/P松下电器中国有限公司；超声清洗仪HB-1700深圳恒波超声设备有限公司。 6.1.2 试样的准备 试验中20G挂片的来源有两个方面，一是外购；二是利用由现场带回的报废炉钢管自制。两种挂片外形尺寸如下： 外购挂片尺寸（mm）： l×b×h , 50×25×（2.0～5.0）； 自行加工挂片尺寸（mm）： l×b×h , 30×14×4 。 6.1.3 工艺流程 腐蚀试验工艺参数选取：所采用的温度与加热炉内工作温度相同，为85℃。时间在筛选试验时为4天，在验证试验时为10天。缓蚀剂用量在筛选试验时按样品提供厂家给定值，在验证试验时选取优化值。 6.1.4 操作步骤 （1） 挂片的打磨 挂片的打磨是将加工好的试片表面，先用400号的砂纸进行粗研磨，以去掉原始金属表面层，再用600号的砂纸进行细研磨。 （2） 缓蚀液的配置 按试验要求用容量瓶配制缓蚀剂溶液，该溶液应在试验当天或前一天配制。 （3）试样的编号 离试样一边约3mm处打上可辨认的编号，对试样进行标记。 （4）挂片的清洗 将试片先用滤纸擦净，然后放入盛有沸程为60～90℃的石油醚或丙酮的器皿中，用脱脂棉除去试片表面油脂后，再放入无水乙醇中浸泡约5min，进一步脱脂和脱水。取出试片放在滤纸上，用冷风吹干后再用滤纸将试片包好，贮于干燥器内干燥，放置1h后再测量尺寸和称重，精确至0.1mg。 （5）挂片缓蚀试验 量取400 mL 试验用水，精确到 0.01 mL 于500mL锥形瓶中，将配制好的缓蚀剂溶液按设计质量浓度值用移液管分别加入试验容器中，再将锥形瓶置于恒温水浴中。每组试验至少做三个平行试验，每个平行试验三角瓶中挂三个试片。试片不允许与容器壁接触，试片间距应在1cm以上，试片上端距液面应在3cm以上。在每组试验中均要同时做未加缓蚀剂的挂片空白试验。将放置好挂片的锥形瓶放入多孔电热恒温水浴锅中，在设定温度85℃下恒温放置一个试验周期，考虑到缓蚀剂初步筛选中试验量特别大，对初期试验周期选定为腐蚀性测试方法中所规定的靠近下限值4天，当确定了理想的缓蚀剂后，又重点研究了时间与缓蚀剂之间对挂片质量影响的规律。 （6） 挂片缓蚀试验后处理 将以达到试验周期的试片取出，观察、记录表面腐蚀状态及腐蚀产物粘附情况，立即用清水冲洗掉试验介质，并用滤纸擦干。将试片放入盛有沸程为60~90℃的石油醚或丙酮的器皿中，用脱脂棉除去试片表面油脂后，再放入无水乙醇中浸泡约5min，进一步脱脂和脱水。将试片取出放入酸清洗液中冲去表面残酸后，立即将试片浸入氢氧化钠溶液中，30s后再用自来水冲洗，然后放入无水乙醇中浸泡约5min，清洗脱水两次。再放入超声中进行清洗，取出试片放在滤纸上,用冷风吹干，然后用滤纸将试片包好，贮于干燥器中，放置1h后称重，精确至0.1mg。 6.1.5 腐蚀速率计算方法［7］ 以 mm/a 表示的腐蚀率 X1，其值按下式计算： X1= 式中： W——试片质量损失，g； W0 ——试片酸洗空白试验的质量损失平均值，g； A ——试片的表面积，cm2； D ——试片的密度，g/cm3； T——试片的试验时间，h； 8760——与一年相当的小时数，h/a； 10——与 1cm 相当的毫米数，mm/cm。 6.1.6 国内缓蚀阻垢剂配方筛选试验 研究中首先对几种适合此类条件的缓蚀阻垢剂进行了筛选试验，挂片采用自制挂片。试验结果见表6-1。 表6-1 阻垢缓蚀剂筛选试验结果 试验编号 缓蚀剂用量 mg/L 缓蚀速率 mm/a 缓蚀阻垢剂名称 平均值 LZ－01 0.2089 0.2102 空白试验 0.2117 0.2101 LZ－02a 100 0.07754 0.07854 WG—01 0.07897 0.07913 LZ－02b 0.07869 0.07912 0.07907 0.07961 LZ－02c 0.07842 0.07618 0.07415 0.07597 LZ－03a 100 0.10753 0.10809 WG—02 0.10779 0.10895 LZ－03b 0.10861 0.10886 0.10893 0.10904 LZ－03c 0.10886 0.10874 0.10842 0.10895 LZ－04a 100 0.19047 0.19054 WG—03 0.19032 0.19083 LZ－04b 0.19075 0.19119 0.19133 0.19150 LZ－04c 0.19016 0.19041 0.19069 0.19038 LZ－05a 120 0.21834 0.21863 WG—04 0.21887 0.21869 LZ－05b 0.21875 0.21901 LZ－05c 0.21922 0.21812 0.21907 0.21800 0.21839 0.21797 LZ－06a 120 0.08038 0.07966 WG—05 0.07965 0.07894 LZ－06b 0.07892 0.07953 0.07944 0.07944 LZ－06c 0.07851 0.08060 0.08365 0.07965 LZ－07a 100 0.02020 0.02039 WG—06 0.02109 0.01988 LZ－07b 0.02057 0.02117 0.02172 0.02121 LZ－07c 0.02277 0.02294 0.02319 0.02286 LZ－08a 110 0.15554 0.15573 WG—07 0.15516 0.15648 LZ－08b 0.15603 0.15532 0.15521 LZ－08c 120 0.15474 0.15657 WG—08 0.15660 0.15714 0.15597 LZ－09a 0.09844 0.09756 0.09725 0.09698 LZ－09b 0.09911 0.09905 0.09879 0.09926 LZ－09c 0.10109 0.10134 0.10348 0.09947 LZ－10a 100 0.20179 0.20175 WG—09 0.20106 0.20241 LZ－10b 0.22693 0.22066 0.22125 0.21380 LZ－10c 0.21169 0.21416 0.21073 0.22007 LZ－11a 100 0.15697 0.15802 WG—10 0.15629 0.15747 LZ－11b 0.15993 0.15937 0.15634 0.15779 LZ－11c 100 0.15938 0.15937 WG—11 0.15673 0.16202 LZ－12a 0.02418 0.02421 0.02396 0.02448 LZ－12b 0.02486 0.02464 0.02394 0.02511 LZ－12c 0.02482 0.02531 0.02513 0.02598 LZ－13a 120 0.21988 0.21995 WG—12 0.22124 0.21873 LZ－13b 0.22145 0.22168 0.22364 0.21996 LZ－13c 0.22518 0.22578 0.22754 0.22462 LZ－14a 110 0.20342 0.20383 WG—13 0.20416 0.20392 LZ－14b 0.20357 0.20353 0.20401 0.20300 LZ－14c 0.21132 0.21016 LZ－15a 110 0.21018 0.03071 WG—14 0.20897 0.03031 0.03188 0.02993 LZ－15b 0.03114 0.03065 0.03082 0.02998 LZ－15c 0.03118 0.03159 0.03274 0.03085 LZ－16a 100 0.05366 0.05359 WG—15 0.05416 0.05295 LZ－16b 0.05572 0.05589 0.05613 0.05582 LZ－16c 0.05875 0.05830 0.05793 0.05823 由表6-1可知，WG—06对加热炉具效果相对最佳。对筛选出的性能理想的缓蚀阻垢剂，为了验证其重复性和可靠性，又进行了重复试验，结果见表6-2，由表可知重复性良好。 表6-2 自制挂片缓蚀重复验证试验 试验编号 缓蚀剂用量 mg/L 缓蚀速率 mm/a 缓蚀阻垢剂名称 平均值 LZ－17 0.21065 0.21082 空白试验 0.21041 0.21139 LZ－18a 100 0.02107 0.02068 WG—06 0.02043 0.02055 LZ－18a 0.02057 0.02055 0.02089 0.02019 LZ－18c 0.02033 0.02033 0.02021 0.02046 0.02394 0.02443 通过对多种缓蚀阻垢剂的室内静态挂片试验，筛选出的缓蚀阻垢剂WG-06其腐蚀速率最小，效果最好，可以用于加热炉的防护。 6.2 清洗剂的清洗原理和要求 在生产和工业加工的许多领域一般都需要清洗工序。各种被清洗的表面的性质很不相同，但清洗的目的是一致的，都是除去油脂、有机残留物和颜料污垢或锈垢。随着科学技术的发展，各种含有表面活性剂的金属清洗剂被应用于清洗工艺，其与酸性清洗剂和碱性清洗剂相比具有防锈性好，低毒，安全，腐蚀性小，洗剂无泡沫，适用于高压清洗，可在常温下使用，适用于多种金属材料等。以表面活性剂为主剂的工业清洗剂的应用领域日益扩大，在金属加工、食品、纺织、交通、船舶、建筑、医药、化工等工业领域都有广泛的用途。工业清洗剂的品种也日益增多，从通用型向专用型发展。在洗涤用品工业中，降低原料成本，采用优良特效的表面活性剂单体，加强各种有效成分复配研究，提高产品质量和提高劳动生产率是开发市场和立足市场的积极措施，也是目前国外工业清洗剂的发展趋势［8］。 6.2.1清洗剂的清洗原理 金属清洗剂的清洗原理是表面活性剂去污作用［9］的应用。清洗过程是清洗剂中表面活性剂在低温条件下，降低了界面张力，产生定向吸附、润湿、乳化、分散、增溶等综合作用，再借助于清洗时加热、刷洗、喷洗、振动或超声波等清洗方法使锈垢更快的脱离金属表面，分散到清洗液中，从而达到除污消垢的作用。可见，金属清洗剂的清洗是基于清洗液与金属表面间的活性作用及机械力或液力的综合作用。清洗过程首先要能破坏锈垢在金属表面的黏附性，降低其与金属表面的结合力，同时又能阻止细小锈垢重新凝结［10］。 (1)清洗过程 在清洗时，通过一些化学物质的作用以减弱和消除锈垢在载体之间的相互作用，使锈垢与载体的结合转变为锈垢与洗涤剂的结合，最终使锈垢与载体脱离。 载体·锈垢 ＋ 洗涤剂 载体 ＋ 锈垢·洗涤剂 洗涤过程通常可分为两个阶段：一是在洗涤剂的作用下，锈垢与载体分离；二是脱离的锈垢被分散，悬浮于介质中。清洗过程是一个可逆过程，分散，悬浮于介质中的锈垢也有可能从介质中重新沉淀到被洗物上。因此，一种优良的清洗剂除了应具有使锈垢脱离载体的能力外，还应具有较好的分散和悬浮锈垢，防止锈垢再沉积的能力［11］。 离子型表面活性剂在固体污垢及其载体表面上的吸附有可能增加固体污垢及其载体面的表面电势，更有利于污垢的去除。 非离子表面活性剂在一般带电的固体表面上都能产生吸附，尽管不能明显改变界面电势，但吸附的非离子表面活性剂往往在表面上形成一定厚度的吸附层，有助于防止污垢再沉积。 阳离子表面活性剂，由于它们的吸附会使污垢质点及其载体表面的负表面电势降低或消除，使得污垢与表面之间的排斥降低，因而不利于去除污垢；再者，阳离子表面活性剂在固体表面吸附以后，往往将固体表面变成疏水性，因而不利于表面的润湿也就不利于洗涤。 （2）黏附作用 清洗的黏附作用分为物理黏附和化学黏附： 物理黏附分为机械力黏附和静电黏附。烟灰，尘土，泥沙，炭黑等在衣服上的黏附属于物理黏附。一般来说，通过这种黏附的污垢，与被黏附的物体之间的作用相对较弱，污垢的去除也比较容易。 化学黏附是指污垢通过化学键或氢键作用到物体上的现象。化学作用力一般比较强，因而污垢在物体上结合得较为牢固。铁锈的黏附就属于化学黏附。 6.2.2 工业清洗剂的要求 良好的金属清洗剂具有润湿性能和较高的除锈能力，对锈垢有分散、增溶能力，对金属无腐蚀作用，有一定的防锈能力，对硬水及酸、碱、盐有良好的稳定性。所以其清洗要求如下： （1）清洗和去污作用 对清洗剂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剂都以相同的方法实现这种要求，一些低泡沫表面活性剂的清洗和去污效果差，抑泡作用的表面活性剂与去污力强的表面活性剂混合使用时，效果较好，能使其去污效果达到理想程度。 （2）泡沫性能 除清洗和去垢作用外，泡沫性能也是表面活性剂的一个重要应用技术特性。但泡沫迅猛形成会干扰清洗效果，不能采用喷洗方法，清洗产生过量泡沫会增加产品损失、阻碍表面油的冲洗及污垢的沉淀和分离，并影响表面清洗液的排除，阴离子表面活性剂泡沫多，不能用于喷洗法或其他对泡沫敏感的工业清洗方法，非离子表面活性剂具有抑泡性能，与去污力强和泡沫低的表面活性剂混合使用才能得到良好的清洗和去污作用。 （3）电解质相容性 工业清洗在很多情况下只依靠表面活性剂的清洗和去污作用是不够的，还需要添加助洗剂。如磷酸盐、硅酸盐或碱，可提高清洗和去污效果许多倍，助洗剂还有助于分散和乳化作用，能除去颜料污垢和沉积物，但添加助剂会使表面活性剂溶解度降低，造成表面活性剂分离、沉淀排出量增加和过高的消耗。另外还造成沉淀的表面活性剂吸附聚集在被清洗的物件上，因此要求选用电解质溶液中溶解度特别好的表面活性剂［12］。 （4）化学稳定性 表面活性剂对酸、碱和氧化剂的化学稳定性对其选择也起决定性作用，如表面活性剂用于食品工业的含活性氯或过氧化物的杀菌和消毒液时，从耐酸和耐碱性来看，磺酸盐型阴离子表面活性剂可以达到所提出的要求，但由于其泡沫形成能力强，一般只能很有限地使用。阳离子表面活性剂在工业清洗中只作为食品工业的消毒和杀菌剂使用。 （5）乳化作用 在工业清洗剂中趋向使用去污效果好的，但乳化能力尽可能低的表面活性剂。乳化的油脂不利于清洗剂的有效去污和保留时间。此外乳化还会使废水难于净化处理。 （6）吸附作用和解吸作用 在实际清洗过程中，为了能除去油膜和污垢，表面活性剂一定要吸附在被清洗表面上，在最后的冲洗过程中，表面活性剂还要从表面上解吸下来。在食品工业中这是一个很重要的要求，以防止污染食品。在清洗金属时，被吸附的表面活性剂在精加工过程中会造成严重的缺陷。由于冲洗过程中解吸作用的重要性，在工业清洗时不能使用表面活性剂中的消泡剂，如硅酮形式的产品，这类消泡剂产品在一次冲洗过程中不能从洗涤物表面被除去［13］。 第7章 总结 加热炉水侧不同部位的腐蚀及形态各不相同，产生这些现象的主要原因与不同部位的热工状态和不同的腐蚀原因等诸多因素有关。通过研究发现加热炉腐蚀主要表现为氧腐蚀、腐蚀性离子的腐蚀、酸腐蚀、铁垢腐蚀、干湿线腐蚀、碱腐蚀，其中氧腐蚀是最主要原因。 加热炉烟道金属内壁最易发生CO2酸性腐蚀的部位通常在火筒、烟道、烟箱封头以及烟囱等部位,腐蚀严重部位是烟道和烟囱，以及溶解氧引起的氧去极化腐蚀。 防止加热炉水侧部位的腐蚀措施主要为： (l)加热炉进行清洗或煮炉，彻底去除锅炉内存在的垢及锈，并对其进行预膜和钝化处理; (2)对加热炉给水进行彻底除氧或使用除氧剂，降除CO2 (3)控制锅炉水的pH值和碱度，防止腐蚀产物混人加热炉; (4)对加热炉给水进行缓蚀阻垢处理，加人缓蚀阻垢剂; (5)加热炉停炉时，防止空气进人停运的锅炉内，保持停运加热炉的金属表面充分干燥，使用缓蚀剂在金属表面生成保护膜，缓解金属的腐蚀。 防止烟气腐蚀的主要措施为提高烟气的排出温度，缩短水套加热炉的启动升温时间，更换烟囱的材质，在烟箱涂防腐材料，安装引流管排出冷凝水。 加热炉腐蚀防垢技术则主要通过对多种缓蚀阻垢剂的室内静态挂片试验，得出缓蚀阻垢剂WG-06其腐蚀速率最小，效果最好，是理想的缓蚀阻垢剂。 参考文献 ［1］杨志刚，张宁生，吴新民等.天然气加热炉清洗与缓蚀阻垢技术研究(Ⅰ)［J］.天然气工业，2005,25(4):160-163. ［2］詹世平.锅炉的化学清洗［J].化学清洗，(4):16一18. ［3］张丽，纪云岭.油田腐蚀与防护技术［M].北京:石油工业出版社，1994.22一32. ［4］沈羚.低压热水锅炉氧腐蚀及其预防措施［J].质量天地，2003，2(7):63 ［5］郑家桑，吕战鹅.二氧化碳腐蚀机理及影响因素［J].石油学报，1995，16(3):134一138. ［6］李和平.锅炉结垢、腐蚀原因分析与解决对策［J].冶金动力，10(3):34一36. ［7］国家石油和化学工业局.中华人民共和国石油天然气行业标准. ［8］王慎敏，刘莹，姜文勇等.洗涤剂配方设计、制备工艺与配方实例[M].北京：化学工业出版社，2003. ［9］肖进新，赵振国.表面活性剂应用原理[M].北京:化学工业出版社.2003. ［10］孟冬华.水基清洗剂在表面处理中的应用[J].材料保护，2003,36(7):57. ［11］化工百科全书编委会.化工百科全书[M].北京:化学工业出版社.1996. ［12］荆忠胜.表面活性剂概论[M] 北京:化学工业出版社.2003. ［13］伍崇荫.金属清洗技术[M].工业技术出版社.2002 致谢 转眼间，我已经在榆林学院度过了四个年头。四年，这是我人生中非常重要的四年，我有幸能够接触到这些不仅传授我知识、学问，而且从更高层次指导我的人生与价值追求的良师。他们使我坚定了人生的方向，获得了追求的动力，留下了大学生活的美好回忆。在此，我真诚地向尊敬的老师们表达我深深的谢意！ 这篇论文是在我的指导老师范晓勇的多次指导下完成的。从论文的选题到结构安排，从内容到文字润饰，都凝聚了他大量的心血。在这篇论文的写作过程中，范晓勇老师不辞辛劳，多次与我就论文中许多结构、 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 等问题作深入细致地探讨，给我提出切实可行的指导性建议，并细心全面地修改了我的论文。没有您的悉心指导就没有这篇论文的顺利完成。范老师这种一丝不苟的负责精神，使我深受感动。在此，请允许我向尊敬的范晓勇老师表示真挚的谢意！ 感谢班主任薛成虎老师，四年的生活相处不久，却从您身上学到了太多，必将终身受益。感谢所有教授过我课程的榆林学院的老师们，是你们诲人不倦才有了现在的我。 感谢我的父母，没有你们，就没有我的今天，你们的支持与鼓励，永远是支撑我前进的最大动力。 感谢身边所有的朋友与同学，谢谢你们四年来的关照与宽容，与你们一起走过的缤纷时代，将会是我一生最珍贵的回忆。 � EMBED AutoCAD.Drawing.17 ��� �按格式要求修改 �请仔细修改 31 _1333992491.unknown _1333998314.unknown _1334475890.dwg Administrator _1334476193.dwg Administrator _1333992505.unknown _1333983660.dwg Administrator