一種軟化水碳鋼專用緩蝕劑及其使用方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種軟化水碳鋼專用緩蝕劑，具體涉及一種工業(yè)循環(huán)軟化水冷卻高溫 系統(tǒng)碳鋼材質的換熱器及其管道的緩蝕劑，以及該緩蝕劑的使用方法。
【背景技術】
[0002] 煉鐵、煉鋼、煉油、制氧以及某些化工循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，由于溫度很高，為了防止使 用含有鈣、鎂離子的地下、地表水引起結垢，影響換熱，甚至造成換熱器熔化穿孔事故，便采 用去離子軟化水。為了節(jié)省造價，換熱器及其管道一般都是采用碳鋼材質，而碳鋼極易腐 蝕，溫度特高又促進了腐蝕。此外，由于軟化水造價較高，用戶又認為軟化水不會結垢，為節(jié) 約成本，就極少排污補充新水，甚至常年不排，而循環(huán)水受熱后蒸發(fā)濃縮，水中導致化學腐 蝕的有害離子如cr、so廣等卻不蒸發(fā)逸出去，仍然留在水中，越積越多。這些因素造成碳 鋼材質的換熱器及其管道腐蝕十分嚴重，往往冷卻水呈桔紅色（Fe 203)。通常的處理方法是： 停產一酸洗除銹一預膜一清洗一投加緩蝕劑維護運行。
[0003] 為了降低腐蝕速率，延長設備使用壽命，在投入生產之前，以及日后的檢修中，需 要對設備進行清洗-除銹-預膜。通常的預膜劑由磷酸鹽和硫酸鋅組成，這種沉積型保護 膜，一是附著力不高，二是不耐酸堿，當循環(huán)水的PH小于7時，就會自動溶解；PH大于8. 5 時，又會自動脫落。而保護膜一旦受到破壞，卻又無法修復，即使投加大量的緩蝕劑，也很難 達到緩蝕標準。
[0004] 經檢索大量的相關專利文獻，目前尚未檢索到能夠在不停產的情況下，直接將鐵 銹轉化為硬度高、耐高溫、耐腐蝕的保護膜，并在運行中該膜受到破壞時，又具有自動修復 功能的軟化水緩蝕劑。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種能夠在不停產的情況下，直接將鐵銹轉化為 硬度高、耐高溫、耐腐蝕的保護膜，并在運行中該膜受到破壞時，又具有自動修復功能，緩蝕 效果達到或好于GB/50050-2007的軟化水碳鋼專用緩蝕劑，還提供了一種在工業(yè)循環(huán)軟化 水冷卻高溫系統(tǒng)中碳鋼材質的換熱器以及管道上使用上述軟化水碳鋼專用緩蝕劑的方法。
[0006] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案為：一種軟化水碳鋼專用緩蝕劑，所述緩 蝕劑作為鐵銹轉化劑應用于工業(yè)循環(huán)軟化水冷卻高溫系統(tǒng)中碳鋼材質的換熱器以及管道， 其創(chuàng)新點在于：所述緩蝕劑包括磷酸、磷酸二氫鋅、鎢酸鈉、鉬酸銨和鞣酸，其中磷酸、磷酸 二氫鋅、鎢酸鈉、鉬酸銨和鞣酸各自的重量份：磷酸1. 2~1. 7份，磷酸二氫鋅0. 3~0.4份， 鎢酸鈉0. 1~0. 2份，鉬酸銨0. 2~0. 25份，鞣酸0. 3~0. 34份。
[0007] 優(yōu)選的，所述磷酸、磷酸二氫鋅、鎢酸鈉、鉬酸銨和鞣酸各自的重量份：磷酸1. 5 份，磷酸二氫鋅〇. 35份，鎢酸鈉0. 15份，鉬酸銨0. 22份，鞣酸0. 33份。
[0008] 優(yōu)選的，所述緩蝕劑的劑型為粉末劑型或漿狀劑型或液體劑型或固體劑型。
[0009] -種軟化水碳鋼專用緩蝕劑的使用方法，其創(chuàng)新點在于具體步驟如下：（1)首次 轉化鐵銹時，投入緩蝕劑與所需處理軟化水的質量關系為：按循環(huán)冷卻系統(tǒng)軟化水保有水 量計算，投入緩蝕劑的量為1362~2724mg/L; (2)后續(xù)運行維護時，緩蝕劑的添加量與循環(huán) 冷卻系統(tǒng)中新補充的去離子軟化水關系為：按補充的去離子軟化水計算，投入的緩蝕劑量 為 20 ~30mg/L。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點在于： (1)本發(fā)明的軟化水碳鋼專用緩蝕劑，其理論基礎支撐和實現(xiàn)原理：是在已經腐蝕生銹 的碳鋼材質的換熱器及其管道表面，在不停產的情況下，免去酸洗、預膜，直接將鐵銹轉化 為黑色保護膜；當這種保護膜在運行中受到破壞時，又能自動修復； 具體的，緩蝕劑中的磷酸，使鐵銹(氧化鐵、三氧化二鐵、四氧化三鐵）溶解轉化為難溶 性的鐵鹽膜，同時與鐵基體反應生成的磷酸二氫鐵融為一體，形成附著力很好的磷酸鐵鹽 保護膜；磷酸二氫鋅，既是成膜物質，又能細化磷酸鐵鹽晶粒，使膜層減厚致密，提高耐腐蝕 性能；由于循環(huán)水高倍濃縮，氯離子大量積累，鎢酸鈉可大大提高膜層的耐氯離子性能；鉬 酸銨與鐵形成不溶于水的鉬酸鐵鹽，改善膜層的耐水性能；鞣酸是一種絡合劑，絡合鐵、鋅、 鎢、鉬離子，并使膜層成為不溶不熔的立體網狀結構，完善保護膜，從而獲得耐高溫、高硬 度、高附著力的灰-黑色保護膜，耐酸耐堿（PH4. 5~9. 5)，耐腐蝕；由于該緩蝕劑具有鐵銹 轉化功能，所以，在日后的運行維護中當保護膜受到破壞時，即能自動修復，從而獲得優(yōu)良 的緩蝕效果。
[0011] (2)本發(fā)明的軟化水碳鋼專用緩蝕劑可直接把鐵銹轉化為高硬度、耐高溫、耐腐蝕 的保護膜，免去常規(guī)停產酸洗除銹一預膜一清洗過程，節(jié)水減排，又不影響生產。
[0012] (3)本發(fā)明的軟化水碳鋼專用緩蝕劑，它由磷酸、鞣酸等組成，在轉化鐵銹的同時， 并與鐵基反應，相互融合，從而獲得附著力很高的耐高溫、耐腐蝕保護膜，化害為利、變廢為 寶。
[0013] (4)本發(fā)明的軟化水碳鋼專用緩蝕劑，鐵銹轉化的保護膜在之后的運行中受到破 壞時，由于將這種轉化型緩蝕劑作為運行維護保養(yǎng)藥劑，即能自動修復，從而延長設備的使 用壽命，因此具有很大的實用與推廣價值。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案作詳細說明。
[0015] 實施例一 試驗所用軟化水水質：pH :7. 47,硬度0? 05mg/L，池度0? 2mg/L。
[0016] 實驗所用的試片：從某鋼廠煉鋼爐腐蝕報廢的軟化水循環(huán)冷卻的碳鋼換熱器盤管 上截下一段，制成7cmX 3cm掛片，上端中心開一個用于懸掛的孔，孔徑4mm，共20片，備用。
[0017] 試驗方法：采用阻垢緩蝕試驗機進行緩蝕劑效果的測試。該試驗機具有六個垂直 設置的轉軸，轉軸的下方各對應放置一個容納試片的l〇〇〇ml燒杯；將各具有相同厚度銹層 的試片掛在轉軸上，且分別置于六個燒杯中，每個燒杯中均加入1L上述水質的軟化水。采 用水浴加熱的方式，并自動溫控，水溫控制為：42~45°C (煉鋼爐軟化水循環(huán)溫度一般為 38~42° );控制轉軸轉速85~90r/min。在軟化水中加入緩蝕劑，然后進行測試。注：加 熱運轉中水會發(fā)生蒸發(fā)，每隔4小時補充一次去離子軟化水，保持在燒杯的1000ml刻度處。
[0018] 第一組測試：采用的試片表面銹層厚度相同；各燒杯內緩蝕劑配比都不一樣，用 于考察緩蝕劑各組分配比是否合理。
[0019] 表一試片銹層厚度(單位Mm)
【主權項】
1. 一種軟化水碳鋼專用緩蝕劑，所述緩蝕劑作為鐵銹轉化劑應用于工業(yè)循環(huán)軟化水 冷卻高溫系統(tǒng)中碳鋼材質的換熱器以及管道，其特征在于：所述緩蝕劑包括磷酸、磷酸二氫 鋅、鎢酸鈉、鉬酸銨和鞣酸，其中磷酸、磷酸二氫鋅、鎢酸鈉、鉬酸銨和鞣酸各自的重量份：磷 酸1. 2~1. 7份，磷酸二氫鋅0. 3~0. 4份，鎢酸鈉0. 1~0. 2份，鉬酸銨0. 2~0. 25份， 鞣酸0.3~0.34份。
2. 根據權利要求1所述的軟化水碳鋼專用緩蝕劑，其特征在于：所述磷酸、磷酸二氫 鋅、鎢酸鈉、鉬酸銨和鞣酸各自的重量份：磷酸1. 5份，磷酸二氫鋅0. 35份，鎢酸鈉0. 15份， 鉬酸銨0. 22份，鞣酸0. 33份。
3. 根據權利要求1所述的化水碳鋼專用緩蝕劑，其特征在于：所述緩蝕劑的劑型為粉 末劑型或漿狀劑型或液體劑型或固體劑型。
4. 一種權利要求1所述軟化水碳鋼專用緩蝕劑的使用方法，其特征在于具體步驟如 下： (1) 首次轉化鐵銹時，投入緩蝕劑與所需處理軟化水的質量關系為：按循環(huán)冷卻系統(tǒng)軟 化水保有水量計算，投入緩蝕劑的量為1362~2724mg/L; (2) 后續(xù)運行維護時，緩蝕劑的投加量與循環(huán)冷卻系統(tǒng)中新補充的去離子軟化水關系 為：按補充的去離子軟化水計算，投入的緩蝕劑量為20~30mg/L。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種軟化水碳鋼專用緩蝕劑及其使用方法，所述緩蝕劑包括磷酸、磷酸二氫鋅、鎢酸鈉、鉬酸銨、鞣酸；該緩蝕劑作為鐵銹轉化劑應用于工業(yè)循環(huán)軟化水冷卻高溫系統(tǒng)中碳鋼材質的換熱器以及管道，首次轉化鐵銹時，按循環(huán)冷卻系統(tǒng)軟化水保有水容量計算，投入緩蝕劑的量為1362~2724mg/L；后期運行維護時，按補充去離子軟化水計算，投入緩蝕劑的量為20～30mg/L。本發(fā)明的緩蝕劑在轉化鐵銹的同時，并與鐵基反應，相互融合，從而獲得附著力很高的耐高溫、耐腐蝕保護膜。這種轉化型緩蝕劑作為后續(xù)運行維護保養(yǎng)藥劑，當保護膜受到破壞時即能自動修復，從而延長設備的使用壽命，具有很大的實用與推廣價值。
【IPC分類】C02F5-08
【公開號】CN104787904
【申請?zhí)枴緾N201510133193
【發(fā)明人】石太原, 陶永革, 董林閣, 沈惟橋, 喬福國
【申請人】石太原
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月25日