低温环境下管道酸洗脱脂施工方法

摘要

本发明公开了低温环境下管道酸洗脱脂施工方法，制作酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽的尺寸，分别在其外侧设置加热管，并分别加入酸洗液、中和液、钝化液、脱脂液；酸洗液为盐酸与乌洛托品的混合液，中和液为氨水，钝化液为亚硝酸钠与氨水的混合液，脱脂液为氢氧化钠、碳酸氢钠、磷酸钠、硅酸钠的混合液；通过加热管进行加热，将待酸洗、脱脂的管道依次放入槽内，分别进行酸洗、中和、钝化和脱脂处理。本发明的施工方法，节省了工期，降低了造价，特别能保证在低温环境下正常进行管道酸洗脱脂，给整个项目投入运营略去了冬季施工盲期；通过加热使各类药品溶液使用性能达到最佳状态，节约了各类药品的使用量，减少了对自然环境的破坏。

说明书

技术领域

本发明属于低温环境下管道的清洗领域，具体涉及低温环境下管道酸洗脱脂施工方法。

背景技术

冶炼、钢铁、医药、化工、纺织等行业中，需要敷设很多管道，如输送氧气、液压油、润滑油、化工原料或半成品等管道，安装前这些管道按设计及规范要求都需要进行酸洗、脱脂工序，对管道进行清洗和脱脂处理，以满足工艺要求。有些工程施工安装可能处于冬季的低温环境下，特别在我国北方，冬季室外气温处于零下几十度，为了保证在冬季正常进行酸洗、脱脂施工，经过几个项目的实践和尝试，冬季若在常温下进行管道酸洗脱脂施工，酸洗液、脱脂液常处于凝结状态，低温状况下，酸洗液即使不凝结，酸洗效率很低，常常酸洗一根管道要十几甚至几十个小时，延长了操作时间，降低了功效，甚至拖延工期；而，氢氧化钠脱脂液在低温状况下处于凝结状态更是无法进行脱脂操作，在冬季基本上不能进行该脱脂操作，冬季就成了施工盲期，延长了施工时间。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：针对低温环境下清洗管道的酸洗液、脱脂液常处于凝结状态，导致酸洗管道时间长、功效低，以及氢氧化钠脱脂液在低温状况下处于凝结状态更是无法进行脱脂操作等不足，提供一种低温环境下管道酸洗脱脂施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种低温环境下管道酸洗脱脂施工方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）根据待酸洗、脱脂管道的尺寸，确定酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽的尺寸，制作酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽；

（2）在分别在酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽的外侧设置加热管，加热管对处理槽以及其内的处理液进行加热；；

（3）分别在酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽内加入酸洗液、中和液、钝化液、脱脂液；

所述酸洗液为盐酸与乌洛托品的混合液，酸洗液中，盐酸的质量百分比浓度为6—15%，乌洛托品的质量百分比浓度为0.5—2%；

所述中和液为氨水，中和液中氨水的质量百分比浓度为1.5—3%；

所述钝化液为亚硝酸钠与氨水的混合液，钝化液中亚硝酸钠的质量百分比浓度为6—15%，氨水的质量百分比浓度为1.5—3%；钝化过程中PH值控制在9-10，钝化温度控制在40—70℃；

所述脱脂液为氢氧化钠、碳酸氢钠、磷酸钠、硅酸钠的混合液，脱脂液中氢氧化钠的质量百分比浓度为8—15%，碳酸氢钠的质量百分比浓度为1—4%，磷酸钠的质量百分比浓度为1—5%，硅酸钠的质量百分比浓度为1—2.5%；脱脂液温度在60-80℃；

（4）通过加热管对酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽内的酸洗液、中和液、钝化液、脱脂液进行加热，分别达到工艺要求的温度后；将待酸洗、脱脂的管道放入酸洗槽内进行酸洗，达到工艺要求的时间后，再依次进入中和槽、钝化槽、脱脂槽内，依次进行中和、钝化和脱脂处理，达到工艺要求；

（5）在脱脂处理完毕后，经检查合格的管道，对其内壁进行干燥；在干燥后，对管道进行存放或进行封口处理后存放。

进一步的特征是：封口前，利用干燥的时间段给管道开坡口，开坡口后，用棉纱蘸取四氯化碳对管口处再次脱脂。

封口采用无油塑料薄膜和胶带进行封口，或者塑料管帽进行封口。

在酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽的处理槽槽体的下底壁和侧壁，分别设置有加热管；在加热管外侧，分别设置加热侧板和加热底板，分别将处理槽槽体侧面和下底面的加热管覆盖。

与现有技术相比，本发明得到的低温环境下管道酸洗脱脂施工方法具有如下优点：

1、节省了工期，降低了造价，特别能保证在低温环境下正常进行管道酸洗脱脂，给整个项目投入运营略去了冬季施工盲期。

2、通过钢制辐射板蒸汽加热使各类药品溶液使用性能达到最佳状态，节约了各类药品的使用量，减少了对自然环境的破坏。

3、原理简单易行，通过引入附近蒸汽源，就解决了低温环境下进行管道酸洗脱脂的难题。

附图说明

图1为本发明处理槽与加热管结构示意图；

图2为处理槽下底板与加热管结构示意图；

图3为处理槽侧板与加热管结构示意图；

图4为加热管位于两相邻处理槽结构示意图。

图中：1—处理槽槽体，2—加热管，3—加热侧板，4—加热底板，5—中间辐射板，6—槽盖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本实施例提供的低温环境下管道酸洗脱脂施工方法，它包括如下步骤：

1、根据待酸洗、脱脂管道的尺寸，确定酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽的尺寸，制作酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽；酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽等处理槽选择原则是最大的管道能够完全浸泡在溶液中，旋转方便。由于盐酸的腐蚀性较强，因此处理槽考虑用合适厚度的热轧钢板制作，如δ=4mm热轧钢板制作。本发明的低温环境，一般指室外气温-40℃～15℃的环境。

2、在处理槽外侧设置加热管，加热管对处理槽以及其内的处理液进行加热；结合待酸洗、脱脂的管道管径确定酸洗、脱脂槽的规格、尺寸。比如国内某钢厂210t转炉氧气主管道最大为DN400，考虑酸洗脱脂时管道旋转，两侧留有100mm间隙，可以将槽宽度、高度定为600mm。一般无缝钢管长度为7-10m，考虑两端头富余量，可以将槽长度确定为12m。槽体一般用δ=4mm热轧钢板制作，制作成长方体形状12000×600×600。槽体与槽体之间安装DN25加热管，加热管与槽侧壁组成B型钢制辐射板。槽底安装DN25加热管，加热管底部保温，加热管与槽底钢板组成A型钢制辐射板。加热管采用电加热或蒸汽加热方式，在加热管上设置温控装置以及截断蒸汽的阀门或者电路开关等，以控制加热温度。

3、分别在酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽内加入酸洗液、中和液、钝化液、脱脂液。

所述酸洗液为盐酸与乌洛托品的混合液，酸洗是对管道除锈的一种化学方法。无缝钢管内表面铁锈的主要成分Fe₂O₃·xH₂O，利用12%—15%的盐酸溶液和乌洛托品溶液可以将铁锈除掉；主要化学反应式为：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O。酸洗后的无缝钢管内表面必须完全呈现金属原有本色。实际施工中严禁采用盐酸对不锈钢管进行酸洗处理，避免不锈钢产生结晶腐蚀。对于铜锈化学反应式为：Cu₂(OH)₂CO₃+4HCl=2CuCl₂+CO₂+3H₂O。酸洗液中，盐酸的质量百分比浓度为6—15%，乌洛托品的质量百分比浓度为0.5—2%。

在酸洗过程中要严格控制盐酸溶液的浓度和温度，浓度控制在12%左右，温度控制在20-25℃，酸洗时间一般为4-6h，温度过高时盐酸容易挥发，增加盐酸消耗比例，并污染环境。酸洗槽内先注入水在注入盐酸，禁止将水加入酸内。

所述中和液为氨水，中和工序是对酸洗后管道及附件内壁残留的盐酸溶液进行反应中和，反应式为NH₃·H₂O+HCL=NH₄CL++H₂O；中和液中氨水的质量百分比浓度为1.5—3%。

所述钝化液为亚硝酸钠与氨水的混合液，钝化液中亚硝酸钠的质量百分比浓度为6—15%，氨水的质量百分比浓度为1.5—3%。管道及附件酸洗后，必须迅速进入钝化池，时间间隔控制2min之内，若时间延误管道内壁将形成浮锈。钝化的原理是在清洗后通过化学反应在管内壁形成一层保护膜，该层保护膜隔离金属内壁与空气接触，能防止管内壁被腐蚀，或腐蚀程度减缓、时间延长。而施工规范附表推荐的亚硝酸钠属阳极性缓蚀剂，也称氧化性缓蚀剂。亚硝酸钠与金属生成有保护作用的膜（氧化膜），生成难溶的氧化物覆盖在金属表面上保护阳极区，导致阳极极化的增加，从而抑制金属的阳极过程。钝化过程中PH值控制在9-10，钝化温度控制在40—70℃，在55—60℃钝化效果更佳。

所述脱脂液为氢氧化钠、碳酸氢钠、磷酸钠、硅酸钠的混合液，脱脂液中氢氧化钠的质量百分比浓度为8—15%，碳酸氢钠的质量百分比浓度为1—4%，磷酸钠的质量百分比浓度为1—5%，硅酸钠的质量百分比浓度为1—2.5%；脱脂的目的是清除管内壁附着的油脂，防止油脂在管道输送介质过程中燃烧、爆炸、中毒或与输送介质反应而影响物料的使用特性。氢氧化钠溶液不燃烧，遇水大量放热，无毒、操作安全，价格低廉，最大的缺点是脱脂液温度要求高，一般在60-80℃才有明显的脱脂效果。上述脱脂溶剂比较后，采用氢氧化钠经济效果明显。在低温环境下采用蒸汽加热，使脱脂槽内保持70℃的趋于恒温的条件下，脱脂效果明显，经济性效果显著。用氢氧化钠脱脂溶液和四氯化碳有机脱脂溶剂比较，在低温环境下四氯化碳在-20℃左右将会凝固无法进行脱脂操作，且其价格昂贵、易挥发，用槽式脱脂法其消耗量十分惊人，成本太高。

4、通过加热管对酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽内的酸洗液、中和液、钝化液、脱脂液进行加热，分别达到工艺要求的温度后，将待酸洗、脱脂的管道放入酸洗槽内进行酸洗，达到工艺要求的时间后，再依次进入中和槽、钝化槽、脱脂槽内，依次进行中和、钝化和脱脂处理，达到工艺要求，得到酸洗和脱脂处理的管道；处理是按照酸洗、中和、钝化和脱脂顺序进行，依次放入酸洗槽、中和槽、钝化槽、脱脂槽内。

5、在脱脂处理完毕后，经检查合格的管道，对其内壁进行干燥，如采用无油压缩空气使其内壁干燥；在干燥后，根据后一部工序的需要，对管道进行存放或封口后存放；封口前，利用干燥的时间段可给管道开坡口，坡口易采用机械坡口，开坡口后，用棉纱蘸取四氯化碳对管口处再次脱脂。封口可采用无油塑料薄膜和胶带进行封口，也可在市场上定制或购买塑料管帽进行封口。封口后，还可以进一步涂刷油漆，距管口30-50cm处不涂刷油漆。转运至施工现场的管道若15天不具备安装条件，宜充氮气保护，避免二次污染和生锈。

本发明低温环境下管道酸洗脱脂施工方法是利用钢制辐射板通入蒸汽给槽内溶液加热，防止槽内酸洗液、中和液、钝化液、脱脂液凝结；同时设置温控装置与蒸汽切断阀连锁，严格控制槽内溶液温度，使溶液温度保持最佳功效，加快施工节奏；给槽增加活动盖板，减少热量损失，保护环境，有利于操作人员防护。

参见附图1、2、3所示，处理槽槽体1，在处理槽槽体1的下底壁和侧壁，

分别设置有加热管2，本发明的A型钢制辐射板和B型钢制辐射板，加热管2时现有的电加热或蒸汽加热管道，对处理槽槽体1及其内部的处理液进行加热，各自达到工艺要求的温度。为了提高加热效率，在加热管2外侧，分别设置加热侧板3和加热底板4，分别将处理槽槽体1侧面和下底面的加热管2覆盖，防止热量散失；同时，加热侧板3和加热底板4分别与处理槽槽体1对应的侧壁形成封闭或半封闭腔体，形成热量的辐射和/或对流传递路径，提高热传递效率，节省能源。

加热管2与加热底板4组成A型钢制辐射板，加热底板4选用钢板；在加热底板4上设置内凹槽，加热管2外壁周长的一部分嵌入加热底板4内凹槽内，用U型螺栓卡固定连接。该装置紧靠处理槽槽体1外侧壁和底部安装，与槽体侧壁和底壁构成辐射板换热器。在加热底板4背部外侧加保温层，减少背面方向的散热损失。这种换热装置称为A型单面辐射板。

如果两个处理槽槽体1挨着放置，侧面的加热管2实际上就放置在两相邻处理槽槽体1的侧壁之间，加热管2居中布置在中间辐射板5上，用管卡等与中间辐射板5固定。侧面的加热管2插入槽体与槽体之间，与槽侧壁组成B型双面辐射板。

为了增强保温性能，在处理槽槽体1上设置活动式槽盖6，在需要时滑动槽盖6将处理槽槽体1的开口封闭，防止热量散失。

钢制辐射板的特点是采用薄钢板，厚度为1.0mm，加热管采用DN32水煤气管。加热侧板3和加热底板4背部保温材料可采用蛭石、珍珠岩、岩棉等，辐射板表面涂刷无光油漆，提高辐射效率。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制

技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。