高炉软水系统的清洗预膜处理

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高炉软水系统的清洗预膜处理

孙爱玲’王艳东 谭欣惠’

（１．承德兴华恒通实业有限公司，河北承德０６７０００；

２．承德万通科工贸有限公司，河北承德０６７０００）

摘 要：清洗预膜是循环冷却水系统化学处理的预处理，主要目的是为了预防亨故、确保设

备的安全运行和抑制设备的腐蚀。针对￣－］２５００ｍ 高炉各系统的具体情况，通过实验室模拟药剂

最佳配方和剂量，制定了清洗预膜技术方案。采用由清洗剂ＷＴ－１０１、螯合剂ＷＴ－１０２、渗透剂ｗＴ＿

１０３、分散剂ＷＴ－１０４、缓蚀剂ＷＴ－１０５和消泡剂ＷＴ－１０６组成的复合清洗剂对高炉进行清洗，采用

由ＷＴ－１０７Ａ和ＷＴ－１０７Ｂ组成的预膜剂进行预膜。过程控制中挂片的清洗、预膜效果均达到预期指

标，系统清洗和预膜效果良好，具有推广价值。

关键字：高炉清洗腐蚀预膜

文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８－７８１８（２０１１）０９—００１９－０３ 中图分类号：ＴＧ１７４．４２

Ｃｌｅａｎｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｅ－ｆｉｌｍｉｎｇ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｔｏ ｔｈｅ Ｓｏｆｔ Ｗａｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｂｌａｓｔ Ｆｕｒｎａｃｅ

ＳＵＮ Ａｉ—ｌｉｎｇ’，ＷＡＮＧ Ｙａｎ—ｄｏｎｇ ，ＴＡＮ Ｘｉｎ－ｈｕｉ’

（１．Ｃｈｅｎｇｄｅ Ｘｉｎｇｈｕａｈｅｎｇｔｏｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｉａｌｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｅｎｇｄｅ ０６７０００，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｃｈｅｎｇｄｅ Ｗａｎｔｏｎｇ Ｔｒａｄ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｅｎｇｄｅ ０６７０００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｌｅａｎｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｅ－ｆｉｌｍｉｎｇ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｔｏ ｃｏｏｌｉｎｇ

ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｕｒｐｏｓｅ ｗａｓ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ，ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

ａｎｄ ｉｎｈｉｂｉｔ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｉｃ ｃｉｆｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ ｏｆ ２５００ｍ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｎ

Ｃｈｅｎｇｇａｎｇ，ａ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｃｌｅａｎｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｅ—ｉｌｆｍｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｍａｄｅ ｂｅｆｏｒｅ ｉｔ ｒｕｎｎｉｎｇ ｏｕｔ．

Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｓｉｔｅ ｗａｔｅｒ ｑｕ￣ｉｔｙ ｏｆ ２５００ｍ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ，ｗａｔｅｒ ｑｕ￣ｉｔｙ ｏｎ—ｓｉｔｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ，ｔｈｅ

ｈｉｇｈｌｙ ｅｆｉｃｉｆｅｎｔ ｃｌｅａｎｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ ＷＴ－１０１，ｃｈｅｌｔｉａｎｇ ａｇｅｎｔｓ ＷＴ－１０２，ｐｅｎｅｔｒａｎｔ ＷＴ－１０３，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ

ＷＴ－１０４．ＷＴ・ＩＮＨＩＢＩＴＯＲＳ １０５ ａｎｄ ｅｆｉｃｉｆｅｎｔ ｄｅｆｏａｍｅｒｓ ＷＴ－１０６ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｌｅａｎｅｒ ｗｅｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｃｌｅａｎ

ｈｅ ｔｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ，ａｎｄ ＷＴ－１０７Ａ ａｎｄ ＷＴ－１０７Ｂ ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｓ ｐｒｅ—ｉｌｆｍｉｎｇ ａｇｅｎｔ．Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ

ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｄｏｓａｇｅ ｗａｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｉｎ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．Ｐｒｅ—ｉｌｆｍ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｈａｎｇｉｎｇ ｓｔｒｉｐ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔ

ｓｈｏｗｅｄ ｈａｔｔ ｈｅ ｔｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｌｅａｎｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｅ—ｆｉｌｍｉｎｇ ｏｎ ｓｏｆｔ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｂｌａｓｔ ｆｕｍａｃｅ ｗｅｒｅ ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ，

ｎｄ ａｔｈｅｙ ｗｅｒｅ ｗｏｒｔｈ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ；ｃｌｅａｎｉｎｇ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｐｒｅ—ｆｉｌｍｉｎｇ

清洗ｎ 和预膜 是循环冷却水系统化学处理的 系统来说，设备和管道在施工过程中不同程度地会

预处理，主要是为了预防腐蚀事故、确保设备的安 发生锈蚀，同时，在安装过程带入系统中的杂物、

全运行。对于各类工业设施的循环冷却水系统的新 油污等会加速初期的腐蚀与结垢，因此，清洗是系

作者简介：孙爱玲（１９６９一），女，河北承德人，承德兴华恒通实业有限公司任珂丽工程建设公

司副经理，工程师，学士，主要从事腐蚀防护方案的设计工作，重点进行防腐蚀材料

的应用研究。

全面腐蚀控制

第２５卷第９期２０１ １年９月

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表１ 软水密闭循环系统水量 水温、水压要求

名称 ７ｇ￣ｔ（ｍ３／ｈ） 水泵扬程（ＭＰａ） 温度（ＩＣ） 工作制度

供高炉本体泵组 ４３５０ Ｏ４２ ４５ ５５ 连续

供热风阀泵组 ７５０ ０．４２ ４５ ５５ 连续

总水量 ５１００

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￣ｖｖｘ００ｍ ｔｘ ３Ｎ ＇￣设备，根据系统内

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明竺 要簟 苎 警 膜 ：。奎 。 、 ＿ 缓蚀剂 ：。 肖泡剂

在相同的循环水运行工况条件下，经过清洗和 ．

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制定清洗和预膜方案，并实施。 中 水 测

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水质项目 地表水 荏 伺 沭厂生’扳 “ 月 介ｕｗ 。 ｕ。 仃 币 。

ｐＨ值 ７．９ ８．３ 祭住斤衣回 清犹１霄优，住厅衣回删膳 取升

悬浮物（ｍｇ／Ｌ） ≤１０ ＝丞伞右际， 颈一仄 Ｉ Ｕ八瑷倔刑ｗ卜 ｕ），向，舣惰

总硬度（ｄＨ。） １Ｑ ２７ 犹刑Ｗ ｌ。上ｕ上利蛩首情移七刑ｗ ｌ。ｌｕ 。佣孙 荏 俄衣

暂时硬度（ｄＨ０） ｊ甲坝日利坝华监删，循怀 制仕怀『隹汜 。 １０．６０

全碱度（ｍｇ／Ｌ） ２１３ 于午以上上优， 衣．，蚤＿承坝日及监删ｌＨＪ 位 水Ｊ贝

钠（ｍｇ／Ｌ） １７．６ 饫、 度还到最向但且ｚｎ ／１、丌向，玷采清 。犹

氯化物（ｍｇ／Ｌ） １４．８ 祭往厅衣回饬倔 仇，右 回伤倔叁伞古 ，ＨＩ 日Ｊ

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硫酸盐（ｍｇ／Ｌ） ９３．１ 干寸滑移七－ｆ伎捐Ｆ－ｉ。嗣Ｆ厥术用｛，筲 汞强利排从， 八情

碳酸盐（ｍｇ／Ｌ） ０ 水及炅直珙， 出水口ｐＨ１亘及蚀厦，当ｐＨ１亘椽定，

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电导率（￣／ｃｍ） ５４３ 且 厦，Ｊ、Ｔｊｕｍ Ｌ盯 Ｊ上二互映，转八 胰 ｒ墩。

ＴＯ１－ＡＬ ＣＯＲＲＯＳｌＯＮ ＣＯＮＴＲＯＬ

ＶＯ Ｌ＿２５ Ｎｏ．９ ＳＥＰ ２０１１

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图

在化学清洗过程中，选用酸洗工艺，必须对金 由表４数据可以看出，用高浓度的缓蚀剂预膜，

属设备结构材料的腐蚀率和腐蚀量进行控制，材质 再用低浓度的缓蚀剂运行，比不经预膜而直接用高

为碳钢的设施腐蚀率按不大于６．０ ｇ／ｍＺ．ｈ及腐蚀量不 浓度缓蚀剂运行要经济得多，而且比直接用低浓度

大于２０．０ｇ／ｍ 进行控制。 缓蚀剂运行抑制腐蚀效果好。设备经预膜后，在运

表３ 清洗过程水质分析的项目和时间间隔 行中加少量缓蚀剂，可以维持保护膜和修补由于环

项目 标准 监测间隔ｍ 境条件局部变化而造成的膜轻度损坏，以保证膜完

ｐＨ值 自然维持 Ｏ．５ 整，并避免腐蚀产物的积累。

总铁（以Ｆｅ 计）（ｍｇ／Ｌ） ＜１ ０．５ ２．２．１预膜剂的选择

浊度（ｍｇ／Ｌ） ４．０ 预膜剂分为无机和有机两种。无机类预膜剂加

清洗剂浓度（ｍｇ／Ｌ） ４．０ 药量少，成膜速度快，费用低，尤其适合于碳钢系

温度（’Ｃ） 统，有机类预膜剂加药量大，费用高，成膜速度较 ２Ｏ一６０ ４．０

流速（ｍ／ｓ） 慢，但适合于钢、铝等有色金属。针对承钢２５００ｍ ＜ｌ ４．０

２．２高炉软水密闭循环系统预膜 高炉软水密闭系统的工艺条件和设备材质的主要成

预膜处理是在溶液中添加缓蚀剂，使金属表 份，选择的预膜剂是以无机类为主，配合有机类复

面迅速形成一层均匀的保护膜，使腐蚀反应停止或 合使用，在对碳钢设备快速成膜的同时，较好地保

减缓。成膜的速度很大程度上决定了预膜的效果， 护铜、铝等有色金属，起到增效作用。预膜剂主要

不能很快成膜的物质可能使设备发生腐蚀Ｉ若形成 成分包括：ＷＴ．１Ｏ７Ａ、ｗＴ＿１Ｏ７Ｂ。

的膜不完整，则腐蚀仍然能够进行，还可能加速腐 ２．２－２预膜过程

蚀。对碳钢挂片进行预膜和不预膜的对比实验，所 系统完成清洗工作后，一次加入预膜剂ｗＴ－

得数据示于表４。 １０７Ａ￣Ｉ：ＩＷＴ－１０７Ｂ，加酸调节ｐＨ值，在常温下运行，

表４ 碳钢预膜和不预膜处理的对ｂ匕实验

序号 复合缓蚀剂浓度Ｉ￣ＰＯ２－计（ｍｇ／Ｌ） 腐蚀速度（ｍｍ／ａ） 沉积物的量（ｍ ｃｍ ）

１ 不预膜６０ｍｇ／Ｌ连续运行１４ｄ ０．０２５ １．４

２ 不预膜２０ｍｇ／Ｌ连续运行１４ｄ １．２２５ ３３．７

３ 预膜６０ｍｇ／Ｌ预膜４ｄ，２０ ｍｇ／Ｌ运行１０ｄ ０．０ｌ５ ２．０

表５ 预膜过程水质分析的项目和时间间隔

项目 标准 监测间隔（ｈ）

ｐＨ值（最初６ｈ） ５．５～６．５ １．５￣２

ｐＨ值（６ｈ￣Ｘ后） ５．５￣６．５ ４

浊度（ｍｇ／Ｌ） ≤３Ｏ ４

总铁（以Ｆｅ２＋计）（ｍｇ／Ｌ） ＜１ ８

Ｃａ （￣Ｘ ＣａＣＯ３计）（ａｇ／ｒＬ） ≥５Ｏ ８

温度 常温 ４

流速（ｍ／ｓ） １．Ｏ～１．５ ４

总磷（ｖ２ＰＯ 一计）（ｍｇ／Ｌ） ６００ ４

预膜时间（ｈ） ３６ ４８ ４

（下转第４４页）

全面腐蚀控制

第２５卷第９期２０１ １年９月

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海水（８０￣Ｃ）≥５０ｄＩ耐Ｈ Ｓ溶液（８０￣Ｃ）≥５０ｄＩ耐 能、耐盐雾性能等测试筛选。得出溶剂型环氧涂料

Ｈ Ｓ＋ＣＯ 溶液（８０￣Ｃ）≥５０ｄ。 （８７０１）和陶瓷涂料（８５５ＥＮ）是海底管线内防腐

的进行筛选和质量控制。 雾性能已经超过了其它种涂料。提出了海底管线内

可以按照该性能指标来对海底管线内防腐涂层 的理想涂料，该两种涂料的耐Ｈ：ｓ和ＣＯ：性能和耐盐

４结束语 防腐涂层的性能控制指标。

参考文献

．

通过对溶剂型环氧涂料、无溶剂环氧涂料、环 ［１】庞启财

防腐蚀涂料涂装和质量控制［Ｍ】．北京：化学工业出版

氧玻璃鳞片涂料、环氧柔性陶瓷涂料等不同品种的 社，２００３：６８－７２．

７种涂料，进行物理性能、抵抗化学介质的侵蚀性

（上接第２１页）

按表５项目和频率监测，并使监测指标控制在标准范 要求，将挂片表面涂上与系统管线设备相似的油

围内。及时监测预膜剂的浓度，系统中预膜剂浓度控 污。预膜实验中使用的挂片为清洁挂片。

制在８００￣１０００ｍｇ／Ｌ，并及时补充预膜剂。标准的预 （１）肉眼评定法。

膜时间应在３６￣４８ｈ，提高预膜温度有利于缩短预膜时 经预膜处理的挂片表面有一层均匀的彩色膜，

终点以化学试剂检测和挂片检测共同判定。 泽，说明预膜效果良好。

预膜中的ｐＨ值的控制是一个非常关键的因素，ｐｎ （２）硫酸铜试膜液评定。

值高于７５时，成膜效果下降Ｉ当 【伯 超过８时，系统内 称取１５ｇ ＮａＣｌ￣ｔ１５ｇ ＣｕＳＯ４加入１００ｍＬ水中，将配

间，但监测不及时也容易形成药物沉积，因此，预膜 即所谓的蓝紫色光晕，且挂片无腐蚀，呈金属光

有药物沉积的趋势；当ｐＨ值＜５．５时，聚磷的络合物膜 好的ＣｕＳＯ 溶液滴干预膜挂片上，计量出现红点的时

将因增溶而破坏。因此，最佳成膜的ｐＨ值在５．５ ．５之 间平均为ｌ５ｓ，大干标准规定的１０ｓ，判定预膜合格。

间。此外，还应注意预膜２４小时后，为防止ｐＨ值升高 ３结论

引起药物沉积，应随时调整ｐＨ值在控制范围内。提高

预膜温度有利于缩短预膜时间，常温预膜时间一般为 （１）￣］２５００ｍ 高炉现场的水质情况，

４８ｈ。预膜过程中流速要控制在１』）ｎ ～１５ｍ／ｓ。流速大 采用由高效清洗剂ｗＴ＿１０１、螯合剂ｗＴ－１０２、高效渗

有利于预膜剂和水中溶解氧的扩散，同时流速增加有 ￣ｔＪＷＴ－１０３、高效分散剂ＷＴ＿１０４、高效缓蚀剂ｗＴ．

利于电沉积过程，可使成膜速度增快，生成的膜均匀 ｌ０５和高效消泡剂ＷＴ＿１０６组成的复合清洗剂，对各系

密实。但流速过高（超过２．５ｍ，ｓ）则又可能引起预膜 统进行清洗，较好的清除了设备及管线内的尘土、

水溶液对金属的冲刷腐蚀。 杂质、油污和铁锈。

在判定预膜终点达到后，迅速排污、置换，至 （２）通过实验室预膜实验和挂片腐蚀实验，筛

出水中总磷≤１０ｍｇ／Ｌ、浊度≤２０ｍｇ／Ｌ时，即可转入 选出预膜剂最佳配方和试剂添加量。采用ＷＴ＿１Ｏ７Ａ

投加缓蚀阻垢剂。软化水系统用清水清洗后至浊度 和ｗＴ－１０７Ｂ预膜剂对２５０Ｏｍ 高炉各循环水系统进行

≤１０ｍｇ／Ｌ，可转入正常加药。软化水系统投加缓蚀 预膜处理，预膜效果良好，达到了预期目的。

阻垢剂ＷＴ－ＯＯ２，连铸净环投加阻垢缓蚀剂ＷｌＴ．ｏｏ１。 （３）清洗与预膜的方案筛选、节点控制等，在

２．２．３预膜效果的评定 实际的工作运行中具有一定的参考性。

冷却水标准腐蚀试片：碳钢、铜试片均采用Ｉ ，丐ｘ陬

型标准腐蚀试片，其规格为５ｏ×２５×２ｍｍ，试片总 鬟 墨誓 第九届

面积２８ｃｍ ，试片打有钢号进行编号。试验前将试片 全国清洗行业技术进步与清洁产业发展论坛论文集，２００９：６９－７４．

用无水乙醇擦洗脱脂，置于滤纸上，用冷风吹干， 卷 高

用滤纸包好，置于干燥器中干燥。此后按技术条件 技术规程【ｓ】－中国工程建设标准化协会．

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