Композиция раствора для промывки теплоэнергетического оборудования Советский патент 1992 года по МПК F28G9/00 

Изобретение относится к энергетике, преимущественно к предпусковой химической очистке теплоэнергетического оборудования, и может быть использовано для очистки внутренней поверхности котлов и пароводяных трактов от продуктов коррозии и других отложений.

К моменту окончания монтажа внутрен- , ние поверхности котлов и пароводяных трактов оказываются загрязненными ржавчиной, песком, землей, разоличными посторонними предметами (остатки электродов и т.д.), попадающими в трубы, трубные пакеты и барабаны при хранении, транспортировке и монтаже оборудования.

В котлы и пароводяные тракты попадают также масла, главным образом, в результате консервации арматуры и других элементов оборудования на время хранения оборудования. Около сварных стыков на внутренней поверхности металла остается сварочный грат.

Перечисленные выше отложения на внутренней поверхности котлов и пароводяных трактов при последующей эксплуатации способствуют развитию интенсивной коррозии металла и выносу в проточные части турбин кремневой кислоты и окислов железа. Поэтому после монтажа перед пуском котлов в эксплуатацию для удаления с внутренних поверхностей котлов и пароводяных трактов продуктов коррозии и других указанных выше загрязнений осуществляют их предпусковую, химическую очистку, включающую операции водной промывки, обезжиривание, собственно кислотную промывку, водные отмывки после каждой фазы очистки и пассивацию поверхности металла, позволяющие очистить внутреннюю поверхность металла котлов и пароводяных трактов от исходных загрязнений, удалить их из промывочных контуров и защитить очищенные поверхности металла отдальне- шей коррозии во время простоя оборудования.

Известна композиция раствора для промывки при химической очистке теплоэнергетического оборудования, содержащая 3%-ный водный раствор моноцитрата аммония, 0,01 мас.% каптакса (2-меркаптобензсл

с

XI

N О

го о

N

тиазола) и 0,1 мас.% ОП-10 (смесь полигли- колевых эфиров моно- и диизооктилфено- лов). При использовании указанного раствора при операции собственно кислотной промывки коррозии углеродистой стали Ст.20 достигает 3-6 гДгАч;

Недостатком известного раствора является высокая коррозионная активность используемого в операции собственно кислотной промывки промывочного раство- ра, в силу чего п роисходит интенсивная коррозия, особенно ка наклепанных участках металлических поверхностей и в зонах термического влияния сварки, а также изготовленной из азотированных сталей арматуры. При этом выделяющийся атомарный водород при взаимодействии промывочного раствора с металлом диффундирует в толщу металла, что вызывает травильную хрупкость конструкционных материалов котлов и пароводяных трактов.

Другим недостатком известной композиции является использование биологически неразрушаемого поверхностно-активного вещества ОП-10 в промывочном растворе, при- меняемого в операции собственно кислотной промывки.

При использовании указанного промывочного раствора и нейтрализации его до нейтральных значений рН он уничтожается сбросом на биологические очистные сооружения, в которых ОП-10 не разрушается, транзитом проходит через них в водоем и загрязняет их,

Цель изобретения - улучшение качества раствора за счет снижения коррозионной активности и экологической опасности.

Данная цель достигается тем, что в композиции раствора для промывки теплоэнергетического оборудования, содержащей водный раствор моноцитрата аммония, кап- такс и поверхностно-активное вещество, в качестве поверхностно-активного вещества она содержит смесь иолигликолевых эфиров изононилфенолов АФ 9-10 при следую- идем соотношении компонентов, мас,%: смесь полигликолевых эфиров изононилфенолов АФ 9-10 0,1; вода остальное.

Биоразлагаемые оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров про- пилена (АФ 9-10) представляют собой смесь полигликолевых эфиров изононилфенолов (содержание параизомеров не менее 92%) и имеет формулу ЯСб1-йО(С2Н40)пН, где R - разветвленный алкильный радикал (изононил) с числом атомов углерода в ал- кильном радикале 9-10;

- усредненное число молей окиси этилена, присоединенное к молю алкилфе- нола.

АФ 9-10 является высокоэффективным кеионогенным поверхностно-активным веществом и обладает повышенной степенью бморазлагаемости.

Степень биоразложения, определенная в аэротенке в стационарном режиме по известной методике и оцененная по продолжительности (в сутках) индукционного периода (времени, в течение которого протекает адаптация активного ила к поверхно- стно-активному веществу) и степени полного биоразложения поверхностно-активного вещества адаптированным активным илом в стационарных условиях, составляет у ОП-10 соответственно 19 сут и 59-67%, а у АФ 9-10 - 6 сут и 85-95%.

АФ 9-10 представляет из себя прозрачную маслянистую жидкость от бесцветного до светло-желтого цвета, относится к водорастворимым поверхностно-активным веществам, хорошо растворяется также в большинстве органических растворителей.

Опыты проводят на лабораторной установке в статических условиях при температуре среды 100±0,5° С, являющейся оптимальной температурой для растворения отложений растворами, основой которых являются водные растворы моноцитрата аммония.

Скорость коррозии определяют на образцах из стали Ст.20 размером 50x20x3 мм ч рассчитывают на основании данных изменения массы образцов до и после испытаний, Экспозиция образцов во время испытаний 5 ч, Точность взвешивания образцов на аналитических весах ±0,0001 г.

В практике при проведении предпусковых химических очисток теплоэнергетического оборудования в промывочных растворах, используемых в операциях собственно кислотной промывки, наблюдается быстрый рост во времени концентрации ионов железа. В промывочных растворах на основе водных растворов моноцитрата аммония при растворении окалины и отолже- ний продуктов коррозии накапливаются ионы трехвалентного железа до 3-4 г/кг раствора при общем содержании ионов железа в растворе 10-12 г/кг. Ионы трехвалентного железа являются сильными деполяризаторами и вызывают значительное усиление коррозии металла, переходя в ионы двухвалентного железа. Поэтому проводят исследования эффективности способа также при наличии в предлагаемом промывочном растворе для операции собственно кислотной промывки ионов трехвалентного железа в количестве 2,4 и 5 г/кг раствора, которые вводят в промывочный

раствор путем искусственного добавления свежеосажденной гидроокиси железа.

Примеры 1-4. Предлагаемый промывочный раствор для операции собственно кислотной промывки готовятдобавлением в заданное количество парового водного конденсата расчетных количеств каптакса, АФ 9-10, лимонной кислоты. Затем добавлением аммиака рН раствора доводят до 3,3. В указанныхусловиях аммиак взаимодействует с лимонной кислотой с образованием моноцитрата аммония. Аналогично готовят известный промывочный раствор(вместо АФ 9-10 вводят ОП-10).

При приготовлении известного и предлагаемого промывочных растворов используот: каптакс (2-меркаптобензтиазол) технический, ГОСТ 739-77; лимонную кислоту класса ч, ГОСТ 3652-69; аммиак водный технический, ГОСТ9-77; поверхности о-ак узное вещество ОП-10 (смесь полигликолевых эфироз моно- и диизооктилфенолов структурной формулы РСбН40(С2Н40)пСН2СН20Н, где R-содержа- щий 8-12 атомов углерода алкильный остаток, п 10-12 (ГОСТ 8433-81); поверхностно-активное вещество биоразлагаемое АФ 9-10 (смесь полигликолевых эфиров изононилфенолов структурной формулы RCeH OfCzH/jOJrtH, где R - разветвленный алкильный радикал-изо- нонил; п 10-усредненное число молей окиси этилена, присоединенное к молю алкилфено- ла (ТУ 38.103625-87), и водный конденсат.

Оценку эффективности растворения продуктов коррозии с поверхности металла известным и предлагаемым растворами проводят также по образцам из стали Ст.20 размером 50x20x3 мм, которые предварительно выдерживают в камской воде в течение 10 сут. Подвергнутые коррозии и покрытые продуктами коррозии образцы высушивают и на 5 ч помещают в известный и предлагаемый промывочные растворы, которые вместе с образцами термостатируют при 100±0,5° С. В обоих случаях продукты коррозии полностью растворяются и поверхность металла приобретает характерный для очищенных от продуктов коррозии и окислов металла блеск, т.е. по эффективности растворения продуктов коррозии промы- вочные растворы адекватны.

Результаты исследований коррозионных свойств известного и предлагаемого промывочных растворов представлены в табл.1 и 2.

Скорость коррозии стали Ст.20 (г/())в промывочных растворах в статических условиях при температуре среды 100±0,5° С показана в табл.1.

Степень защиты (%) от коррозии стали Ст.20 в промывочных растворах в статических условиях при температуре среды 100±0,5° С (в числителях - степень защиты, в знаменателях- снижение коррозии вп раз по сравнению с коррозией в контрольных растворах) показана в табл.2.

Из данных табл.1 и 2 следует, что при использовании предлагаемой композиции для кмгпотно промывки при предпусковой химочистке теплоэнергетического оборудования потери конструкционной стали Ст.20 из-за коррозии в промывочном растворе в 1,5-3,0 раза меньше, чем в известном растворе.

Таким образом, предлагаемая композиция npvi предпусковой химической очистке теплоэ-тргетического оборудования по сравнению с извэстной обладает в 1,5-3,0 раза меньшей потерей металла по причине коррозии в промывочном растворе на стадии собственно кислотной промывки, что улучшает качество растворе за счет снижения коррозионной активности и экологической опасности.

Ф о р му л а изобретения

Композиция раствора для промывки теплоэнергетического оборудования, содержащая водный раствор моноцитрата аммония, каптакс и поверхностно-активное вещество, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества раствора за сиет снижения коррозионной активности и экологической опасности, в качестве поверхностно-активного вещества она содержит смесь полигликолевых эфиров изононилфе- нолов АФ 9-10 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Моноцитрат аммония 3,00

Каптакс0,01

Смесь полигликолевых

эфиров изононилфенолов АФ 9-100,10

ВодаОстальное

Таблица 1

Сущность изобретения: композиция содержит, %; моноцитрат аммония 3,00; кап- такс 0,01; смесь полигликолевых эфиров изононилфенолов АФ 9-10 0,10 и вода остальное. 2 табл.

Таблица 2