双相不锈钢的酸洗与钝化

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双相不锈钢的酸洗与钝化

刘维维

(海洋石油工程股份有限公司, 天津 300452)

[摘 要] 双相不锈钢具有卓越的抗高温氧化性能、优良的耐腐蚀性以及良好稳定的机械加工性能,广泛应用在现代工业领域。但双相不锈钢管线焊道背部易发生氧化反应,需要对管道内部进行化学清洗。本文阐述了双相不锈钢酸洗与钝化流程及质量验收标准,对进一步提高海洋石油平台油气系统管线的耐腐蚀性具有重要指导意义。

[关键词] 双相不锈钢;化学清洗;酸洗与钝化;质量验收

作者简介:刘维维(1982—),女,天津人,大学本科,学士学位,工程师。主要从事海洋石油工程加工设计工作。双相不锈钢管线与管件在预制安装、焊接及现

场施工记录过程中带来的氧化皮、油脂污垢、油漆

等物质的存在会严重影响双相不锈钢的内外表面质

量,破坏其天然氧化保护膜,降低其抗局部锈蚀性能和抗整体腐蚀能力,还可能导致管线应力腐蚀断

裂。因此,要对双相不锈钢管线进行酸洗与钝化

处理,提高它的防腐质量和耐蚀潜力。

1 酸洗与钝化流程图

2 技术要求

2.1 在完成水压测试,吹干管道后,可进行化学清

洗。

2.2 工作场地应通风,有足够的照明,安装临时挠

性软管并加强固定以降低危险系数。

2.3 工作开始之前需要隔离和保护的项目如下:

(1)用临时安装的管道和阀门,拆除和替换设备,使之隔离。(2)设备口要密封,以防止酸洗液

体流入,开口法兰要安装封板。(3)移除控制阀。(4)拆除敏感的仪器如孔板、汽轮计、液位计、止

回阀、仪表、温度计等。(5)根据PID示意图以及管

线的实际位置选择合适的管路并组装化学清洗设

备。- 38 -技术交流石油和化工设备

2018年第21卷

表12.4 对覆盖在管道表面的氧化皮、铁锈、焊渣等进

行清除,并立即进行表面钝化,使金属表面形成

一层保护膜。

2.5 管线高点排气口、低点排污口要接橡胶临时软

管,进行排气和排污,以保证管线内清洗液充满

和废液的及时排出。

2.6 把产生的污水收集在容器里并用碱性剂进行中

和。当污水的pH值达到一个可接受的范围,才能

将它排放至污水处理系统。

2.7 酸洗与钝化完成后进行外观检验。

3 化学清洗前的准备工作

3.1 公用设施:

(1)自来水:流量20m3/h。(2)三相动力电源:

50HZ,380V,130kW。(3)压缩空气:干燥的

(-20℃),无油,0.8MPa。(4)清洗场地:50m2,

用于摆放清洗设备及存放配件。(5)10吨铲车和70吨吊车各一部,配备操作工一人,进行设备移

位。(6)根据工艺要求制作各种管径的管线、法

兰、变径。

3.2 排放系统畅通,废水、废渣需要有关单位进行

回收处理。

3.3 酸洗与钝化所需设备

设备名称规格型号数量管道泵流量:100m3/h2台过滤器流量:20m3/min1台露点检测仪范围:-60℃~40℃2台内窥镜可检测长度:30m1台高压胶管DN50 压力8MPa100m

3.4 酸洗与钝化辅助材料清单

名称规格数量药剂25kg/瓶50瓶方箱4个对讲机5部胶板30m2

钢丝30kg抹布500kg工具箱1个胶皮手套20双胶皮靴20双

表2防护眼镜25副耳塞50副工作服20套口罩25个

4 酸洗与钝化工艺流程

4.1 路线

水冲洗检漏→脱脂清洗→中性化学清洗→钝

化→水循环清洗→空气吹扫 →验收

4.2 安装

(1)临时系统及设备安装完毕,水压试验合

格,临时管线中的各阀门编号已挂牌,警示牌已

挂好。(2)现场地面清扫干净,道路畅通,照明充

足。(3)电源、水源管、回水管、排污管均与清洗

设备连通。(4)参加酸洗与钝化的工作人员要确保

操作准确无误。化学清洗流程、管段接口等确认

无误。(5)清洗所需的药品、原材料、劳保用品、

转动设备易损坏的备用品等已备齐。

4.3 步骤

(1)在管道安装完毕、试压完成后,从清洗单

元连接需要清洗的管线,使用泵加装高压软管,

连接到管法兰,连接过滤器回到清洗槽。(2)使

用脱脂剂对管线内油脂进行清除,为酸洗创造条

件,确认管道内无油脂后使用酸性剂清洗。(3)清

洗完成后,钝化清洗。加入钝化剂使处于活性状

态的金属表面生成保护膜。用高压压缩空气对清

洗设备管线由高点到低点进行吹扫,使管线彻底

干燥。

4.4 废液处理

(1)脱脂剂的废液处理:在中和处理槽中加入

NaOH或Ca(OH)2进行中和,pH值达到6~9时,暂

时排至当地具有资质的污水处理厂加药加氧、絮

凝处理后,按国家标准要求进行排放。

(2)中性清洗剂的废液处理:将废液集中到中

和槽中用NaOH或Ca(OH)2溶液中和,pH值达到7~8时,暂时排至当地具有资质的污水处理厂加

药、加氧处理后,按国家标准要求进行排放。

(3)钝化液的废液处理:钝化废液进行回收后

用NaOH中和处理,按国家标准要求进行排放。

5 质量指标验收

(1)除垢率:>95%目测法,内窥镜辅助。

(2)腐蚀率:<1g/(m2•h)。- 39 -第10期

收稿日期:2018-07-10;修回日期:2018-08-14(3)制作316L30×10×1.5mm带孔试片,在实

验室洁净擦拭后称重,并监督挂在清洗槽上,清

洗后称重计算出腐蚀率。

(4)计算出本次清洗对设备的最大腐蚀率:

式中:W1、W2 -分别为标准试片清洗前后的

质量,g;T -清洗时间,h;F -标准试片表面积,0.002m2。

最大腐蚀减薄量:

式中:p -金属密度:碳钢为7.85t/m3。

(5)检验:按照以上质量标准进行检验,并在

验收单上签字。

(6)系统管路清洗时,在滤器中放置滤纸。清

洗期间应定期检查滤器,并视滤纸清洁程度予以

更换。持续循环清洗至滤纸一直保持清洁为止,然后将管路泄放干净。

(7)在系统清洗目视检查合格后,可以任意拆

卸被清洗系统中的一根管路进行检查,要求无残

留氧化物,不出现二次浮锈、无点蚀,无明显金

属粗晶析出的过洗现象,应形成完整的钝化保护

膜,管子内壁呈金属原色。

6 结语

海洋石油平台油气系统中的管线一般都在易

腐蚀工况下运行,这就需要管线具备较强的抗腐

蚀性。双相不锈钢管线酸洗主要目的是清除其表

面的油污、黑色氧化铁及其在安装、施工过程中

残留的焊渣等杂物,使之恢复自然本色。钝化是

在双相不锈钢表面生成一种严密的保护膜,使其

表面不被氧化。因此对双相不锈钢进行全面酸洗

与钝化可以强化其耐腐蚀性,延长油气管线的使

用年限,有效提高工艺管道的输送效率。

4 结束语

本文以海工项目的建造和生产过程中对工作

环境的舒适度和安全性为出发点,通过现场实际

中的诸多典型案例,详细阐述了人体工程学在海

油项目中的应用及理论依据。事实证明,人体工

程学理论应用于海洋石油工业产品的设计中,使

人们有了健康、舒适和安全的工作环境,提高了

工作效率,进而提高了企业的经济效益和社会效

益的提高。◆参考文献[1] 徐灏. 机械设计手册(第二卷)[M].北京:机械工业出版社,1991.[2] 辛一行. 现代机械设备设计手册(第一卷)[M].北京:机械工业出版社,1996.[3] 严普强. 机械工程测试技术基础[M].北京:机械工业出版社,1984.[4] Woodson, Tillman, B, Tillman, P. Human Factors Design Handbook (2nd edition)[S].New York:McGraw-Hill,1992.[5] Federal Aviation Administration (FAA).Human Factors Design Standard (HFDS) for Acquisition of Commercial-off-the-Shelf (COTS) Subsystems, Non-Developmental Items (NDI), and Developmental Systems[S].New York:McGraw-Hill,2003.

收稿日期:2018-07-04;修回日期:

2018-08-21(上接36页)刘维维 双相不锈钢的酸洗与钝化