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探讨海水管线疏通中化学清洗方法的应用

  2020-06-18    352  上传者:管理员

摘要:海上设备设施对海水的利用非常广泛,海水的主要用途有冷却、消防、清洗、造水等。海水通过海水泵获得动力,通过不同的管道,到达各个设备进行利用。海上设施有75%的设备均需要用到海水,可见海水的重要性。此时,海水管线的防腐、防海生物及管线疏通就成为重中之重,海水管线内部由于长时间使用,抽取海水的管道3~5年就会被海虹、海蛎子等海生物将管腔严重堵死,对设备设施的正常使用造成严重的影响,海上设施会定期对海水管线进行疏通,以保证海水的正常供给,而化学清洗则是常用的一种办法。

  • 关键词:
  • 化学清洗
  • 海上设施
  • 海水管线
  • 海洋工程
  • 海生物堵塞
  • 疏通
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海水管线堵塞会造成海水流通通道变小,流动阻力过大,致使泵压高,但是,实际送到设备的海水流量很小,设备冷却不够,清洗无力,严重影响海上设备设施的正常使用,同时,将海水的部分动能被管线内部消耗,浪费能量。而造成海水管线堵塞的主要是海生物的生长、管线内部腐蚀。

针对这些原因、我们安装海水防腐和防海生物装置来减轻影响效果。但也不能完全消除海生物的生长,3~5年依然会对管线造成堵塞,因此,定期对海水管线进行疏通就显得尤为重要。


1、人工疏通


(1)人工疏通方法。需要将海水管线分段拆开,且每段长度不宜过长,用简易的疏通工具,例如,钢管、铁铲等工具进行清理,依靠人力对管线内表面附着的海生物进行清理,以达到对海水管线疏通的目的。

(2)优缺点。人工疏通的效果较好,但是,对于附着海生物较多的管道,依靠人力是很难完成清理的,费时、耗力,且难以达到预期的效果。


2、高压水清洗海水管道


(1)高压水清洗海水管道:高压水射流清洗是前期在国际上兴起的一门高科技清洗技术。是用压力较高的淡水,一般在30MPa左右,对海水管道内附着的海生物进行冲洗。

(2)优缺点:高压水射流清洗具有清洗成本低、速度快、清净率高、不污染环境、不腐蚀设备、清洗完成后不用二次清洁。但对于附着的海生物,只有20%左右能被清理,不彻底。


3、化学清洗


化学清洗是指利用化学方法及化学药剂达到清洗设备和管道的方法。对于清洗包括硫化物、水垢、海生物在内的大多数污垢,最有效的方法是采用由酸、缓蚀剂、分散剂等组成的水基酸类清洗液。

(1)化学清洗常用酸有盐酸(HCL)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、氢氟酸(HF)等强酸,且清洗海水管线时酸的浓度都很高,工业清洗海水管线时一般使用盐酸。浓的硫酸、硝酸和氢氟酸有很强的挥发性,其会挥发出有毒有害气体,会对作业者和作业场所造成污染,损害人的身体健康。因此,一般使用的都是30%左右的浓盐酸加上合适配比的缓蚀剂。

海水管线堵塞后,最难清理的就是贝类海生物,如海虹、海蛎子之类的,在海水管线内表面有很强的附着力,依靠机器和人工很难进行清理,这时候,就需要用工业化学清洗了。

海虹、海蛎子之类的贝类生物,其贝壳含有80%~95%的碳酸钙(CaCO3)、磷酸钙(Ca3(PO4)2)及硫酸钙(CaSO3),并含有极少量的镁、铝、氧化铁等。这些会再盐酸的作用下分解,产生化学反应如下。

同时,反应产生的氯化钙,五氧化二磷易溶于水,会随循环液流出,产生的极少量气体通过排气口排出,不会对场所和人员造成伤害。通过循环和充分反应后,贝类海生物就会被分解,只剩下薄薄的角质层,随着循环药液体排出。

图1和图2分别是被药物浸泡分解前和分解后的海生物,效果很好。

(2)缓蚀剂的使用

图1附着管内的海虹

图2盐酸浸泡后的海虹

盐酸不仅对海水管线内海生物有腐蚀作用,也会对管线本体造成一定的腐蚀,为了杜绝浓酸对管线本体的腐蚀,就需要加入缓蚀剂。

当缓蚀剂以适当的浓度和形式存在于介质中时,可以防止或减缓材料腐蚀的化学物质或复合物,因此缓蚀剂也可以称为腐蚀抑制剂。它的用量很小(0.1%~1%),但效果显著。缓蚀剂的缓蚀机理在于成膜,故迅速在金属表面上形成一层密而实的膜。缓蚀剂的缓蚀效果与它的使用浓度以及介质的pH值、温度、流速等密切相关,因此,应根据被保护的对象、环境条件严格选择。缓蚀剂与酸的配比需要根据海水管线内部附着的海生物的多少来确定,这在专业工业清洗厂家有着严格的要求,清洗过程中需要适当调整,来保证达到最佳的清洗效果。工业清洗后的使用效果如图3、4。

图3是人工疏通后使用三年后的管线内部,将近70%被堵塞。图4是化学清洗后使用三年后的管线内部,只有25%左右被堵塞。

工业清洗过程中对排气口和循环泵接入口选择比较重要,排气口必须选择在最高点,若对于分岔口较多的管线,选择分段进行清洗循环,保证每段管线均能被药液循环到位。循环泵的起点选择在管线组的较低点,这样从低往高处循环,可以保证药液充分的循环浸泡,让它充分发挥作用,以达到最好的清洗效果。

(3)优缺点:工业药液清洗法节能、高效、实用,系统操作简单方便,清洗效果很好,能彻底将海水管线内部的海生物彻底杀死并清除,一定程度上防止了海生物的再生。清洗完成后,使用周期较长。但是,工作人员需使用橡皮手套、围裙、防护眼睛、工作服、毛巾、药棉、洗眼用的器具等劳保用品,防止人员以外伤害及保证应急处理。废液必须经过处理,以达到国家标准才可排放。如果某船舶对海水管线从未使用过药液循环清洗,建议首次循环清洗时结合人工疏通,保证管线内部能彻底疏通干净,并彻底杀死附着在管线内壁的海生物。工业清洗相比人工和机械疏通方法有很大的优势,操作简单、系统简洁、清洗效果好、高效节能。是海上设备设的施海水管线,甚至其他需要除垢管线的优选方案。


参考文献:

[1]郑家燊,黄魁元.缓蚀剂科技发展历程的回顾与展望[J].材料保护,2000.

[2]高山,张宏飞.地球化学[M].地质出版社,2012.


史军刚.海上设备设施海水管线的化学清洗及疏通[J].中国设备工程,2020(12):192-193.

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