各种酸在清洗中的应用各种酸在清洗中的应用1、硫酸钢铁:稀硫酸容易与钢铁反应并产生氢气,常温下, 60%(质量)及以上浓度的硫酸会在钢铁表面形成钝化膜而使钢铁对它有耐蚀性 93%(质量)以上时即使加热到煮沸条件也几乎不腐蚀钢铁铅:与钢铁正相反,可溶于浓硫酸中,但对稀硫酸有良好的耐蚀性铝:易溶于10%(质量)的硫酸中,但对80%(质量)以上的硫酸有耐蚀性锌、镁:易溶于各种浓度的硫酸中锡:对稀硫酸才有耐蚀性银:常温下,对80%(质量)以下的硫酸有耐蚀性铭:可被浓硫酸氧化生成钝化膜,所以它不被浓硫酸腐蚀含铭的 18—8铭馍钢常温下与硫酸接触也会生成耐蚀的氧化膜而钝化,但在加热情况下会被腐蚀铜;由于金属活动性差 坏能从酸中置换出氢离子,所以一般情况下不会被硫酸溶解,只有在浓硫酸 加热条件下,铜被氧化才能被硫酸溶解用硫酸作清洗液的优点是其价格便宜,对不锈钢和铝合金设备没有腐蚀性,适合清洗某些特殊金属设 备硫酸又是一种不易挥发的强酸, 所以可以通过适当加热来加快清洗速度 i巢禹I般用5%〜15%浓度的硫酸作清洗液时,可以加热到 50〜60 c以加快清洗速度缺点是一些硫酸盐在水中溶解度较小(如硫酸铁、硫酸钙),所以硫酸溶解铁锈速度相对要慢一些。
也不能溶解含有硫酸钙的水垢,所以硫酸通常不用于除水垢,只用于除铁锈硫酸清洗含有 CaSO4沉积的设备表面时,酸洗后表面状态不理想另一大问题是硫酸清洗金属,容易发生氢脆,所谓氢脆是酸与金属反 应产生的氢气被金属吸收后引起金属发脆、性质变坏的现象工业上利用硫酸进行清洗时通常加入非离子表面活性剂配合以提高其除锈能力 硫酸中加入适量硝酸可去除焦油、焦岩、海藻类生物等多种污垢为了降低硫酸对金属物体的腐蚀性要在清洗剂中加入一定量缓 蚀齐2、盐酸盐酸对各种金属的腐蚀作用归纳如下镁、锌、铭、铁等金属:易被盐酸腐蚀铅:对20%(质量)以下的盐酸有一定耐蚀性锡和馍:在常温下对稀盐酸有一定耐蚀性,在氧化气氛中会慢慢被腐蚀18-8铭银不锈钢:对许多化学药品有良好的耐蚀性,却会被盐酸腐蚀铜:只会在氧化条件下被盐酸腐蚀使用盐酸作清洗液时:一般使用%以下浓度并在常温下使用,尽量避免升温使用以防产生酸雾由于 大多数氯化物都是易溶于水的, 因而呈碱性的碳酸盐水垢, 铁锈、铜锈、铝锈都可以很好地溶解在盐酸中盐酸价格便宜所以被广泛用于上述污垢的清洗中盐酸清洗液适用于碳钢、黄铜、紫铜及其他铜合金材料 的设备清洗它对碳酸盐水垢和铁锈的清洗最有效而且经济, 所以工业上广泛用’于清洗换热器,各种反应设备及锅炉。
盐酸中的氯离子既有促进金属腐蚀产物快速活化溶解的有利作用,又有导致钝性材料表面钝 化膜局部破坏诱发小孔腐蚀的不利作用,而普通不锈钢,铝及其合金材料这些靠表面钝化膜保护才稳定的 材料,一旦钝化膜破坏,材料就会发生严重腐蚀,而 Cl-离子的存在往往是造成这些材料钝化膜破坏被腐蚀的重要因素,所以不能选盐酸作清洗不锈钢和铝材表面污垢的清洗液由于盐酸对钢铁等不少金属材料 有强烈的腐蚀作用,因此在清洗中为保证设备不被腐蚀,在盐酸中要添加缓蚀剂3、硝酸硝酸分解时产生的初生态原子氧,有很强的氧化性,这是硝酸的重要特性,因此硝酸对贵金属 (如金、粕)之外的许多其他金属都有广泛的溶解能力正因为硝酸的这个特点,在清洗去除金属表面污垢时,它既 可以把有机污垢氧化分解去除,又可在某些金属表面形成致密的氧化膜保护金属不被腐蚀但应注意的是 硝酸分解产生的棕红色二氧化氮气体有很强的毒性,使用时应十分注意安全,要在通风良好的环境中进行 操作各种金属对硝酸的耐腐蚀情况归纳如下镁和锌:易被腐蚀溶解锡和铅:易被稀硝酸腐蚀溶解铝:高纯度的铝,在形成氧化膜被钝化后,在室温下无论对稀或浓硝酸都有耐蚀性铭:与铝相似,在与稀,浓硝酸反应形成致密氧化膜被钝化之后,不再被硝酸腐蚀溶解。
钢铁:在浓硝酸溶液中会生成氧化亚铁氧化膜有良好的耐蚀性,但易溶于稀硝酸中 馍:对硝酸没有耐蚀性铜:由于被硝酸氧化生成氧化铜,所以可被所有浓度的硝酸溶解18-8铭银不锈钢:在80c以下温度对各种浓度的硝酸有耐蚀性工业上用于酸洗的硝酸浓度一般在 5%左右,在浓度较低时隋况下,硝酸比较稳定,不易分解,氧化性 减弱,主要发挥酸性的作用由于硝酸盐大多易溶于水、硝酸本身又具有氧化性,因此对锅炉垢物和金属 氧化物有很强的溶解性,一些用盐酸溶解不了的金属氧化物和垢物常用硝酸溶液来清洗,因此工业上普遍 采用硝酸作酸洗剂’特别是用硝酸清洗不锈钢作基体的设备,不会像盐酸那样有导致孔蚀的危险 而且硝酸清洗铜锈效果特别好,所以在清洗不锈钢以及铜设备时常用硝酸在工业上硝酸主要用于清洗不锈钢、 碳钢、黄铜、铜及碳钢-不锈钢设备以及黄铜-碳钢焊接的组合体设备硝酸可以去除水垢和铁锈,对碳酸 盐水垢,Fe202和F3O4锈垢有良好溶解能力,去除氧化铁皮、铁垢的速度快、时间短,并且对碳钢、不锈 钢、铜的腐蚀性较低由于硝酸在低浓度下对大多数金属均有强烈腐蚀作用, 因此用硝酸作酸洗剂时,为防止其对金属的腐蚀也要加入缓蚀剂稀盐酸和稀硝酸形不成王水。
4、磷酸(H3PO4)各种金属对磷酸的耐腐蚀性归纳如下锌和镁:易溶于磷酸铝:对60 c以下,特别是20 c以下的磷酸水溶液有一定的耐蚀性锡和铅:对稀磷酸溶液有一定耐蚀性铭:对磷酸有较好的耐蚀性,特别是在表面形成的氧化膜可保护内部不被腐蚀钢铁:有轻微的腐蚀作用当用适当浓度的磷酸盐水溶液处理之后,在钢铁表面形成有防锈作用的磷 酸铁表面覆盖膜之后,对磷酸的耐腐蚀性能提高18 8铭银不锈钢:常温下对 <70%(质量)的磷酸有良好的耐蚀性当磷酸与其他强酸配合使用时,它起到缓冲试剂的作用,用以控制溶液 pH值,使之保持稳定在特 定的范围内可利用其特殊的作用,如折叠的或卷边的零件的中间酸洗用磷酸酸洗则可防止返锈而影响向后 续加工磷酸还可用于预处理钎焊工件,因在高温高浓度情况下,磷酸对金属氧化物溶解能力强,可用于 钎焊及其氧化区表面的酸洗用磷酸清洗生锈的金属表面在去锈的同时可形成磷化保护膜对金属起保护作 用由于磷酸清洗存在其钙盐 [Ca3(PO4)2]难溶的问题,因此磷酸不适用于清除水垢;其铁盐 Fe3(PO4)2] 在低浓度磷酸中溶解度低也是其缺点,因此除在一些特殊情况下,通常不使用磷酸作酸洗剂5.氢氟酸(HF)各种金属对氢氟酸的耐腐蚀性归纳如下。
钢铁:低浓度时能腐蚀钢铁质量分数达 70%以上的高浓度氢氟酸水溶液在钢铁表面形成氟化铁保护膜钝化层使之不再受腐蚀镁:在含HFS5%(质量)的水溶液中,表面会生成氟化镁保护膜而耐腐蚀铭,铝,锌:易被腐蚀银:在含HF>60%(质量)的水溶液中会形成氟化镇保护膜而具有耐腐蚀性铅:在表面上形成难溶性氟化铅 (PbF2),实际上不被腐蚀18—8铭馍不锈钢:在氢氟酸水溶液中缓慢受到腐蚀工业上氢氟酸通常不单独使用,而是与氟化氢镂、盐酸、硝酸等其他物质配合使用,如氢氟酸 一氟氢化镂清洗剂主要用于清洗硅垢,也可再加入盐酸或硝酸用于清洗铁锈而盐酸氢氟酸清洗液主要用于除去 碳酸盐水垢、硅酸盐水垢和氧化铁皮的混合物,其中盐酸溶解碳酸盐水垢速度很快,但不能溶解硅酸盐水 垢,而用氢氟酸可溶解硅垢和氧化铁有时在盐酸酸洗液中加入一定量的氟化氢镂,目的是利用氟化氢镂 与盐酸反应生成氢氟酸形成盐酸 一氢氟酸混合清洗剂以加快碳酸盐垢、硅酸盐垢及铁垢混合物的溶解能 力而硝酸一氢氟酸对碳酸盐水垢、硅酸盐水垢、各种铁锈均有良好的溶解能力而且去垢速度快,特别适 合不耐盐酸的碳钢,不锈钢,碳钢 一铜组合的设备清洗,有腐蚀率低,不产生渗氢,常温清洗速度快,节省能源,原料来源方便的优点,是目前国内清洗换热器、锅炉及各种化工设备中碳酸盐水垢、硅酸盐水垢 及铁垢的最佳酸洗剂。
二、清洗中常用的有机酸用于酸洗的有机酸很多,常用的有氨基磺酸、羟基乙酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸等,用有机酸酸洗与元 机酸相比,成本比较高,需要在较高温度下操作,清洗耗费时间较长,这是它的缺点但有机酸往往腐蚀 性较小,有的有机酸有螯合能力,可以用在设备不停车清洗上,所以有其特点和使用价值1 .氨基磺酸氨基磺酸分子式为 NH2S03H , 一元强酸市售商品为固体,是由尿素和发烟硫酸反应得到的产品, 25 C时密度为2.126g/cm3,熔点为205 C ,在209c开始分解常温下只要保持干燥不与水接触,它不吸潮是 比较稳定的,因而便于运输氨基磺酸的水溶液酸性与盐酸、硫酸相似,因此又称固体硫酸它具有不挥发,无臭味,对人毒性极小 的特点但长时间与皮肤接触,或进入眼睛也是有害的,应注意避免但当相对湿度大于 70%时,氨基磺酸开始潮解,在高温下会水解生成硫酸镂和硫酸氢镂:NH2SO3H+H2O===NH4HSO42NH4HSO4===(NH4)2SO4+H2504清洗温度一般要控制在 60c以下,以减少其水解当温度超过 130c时,浓的氨基磺酸水溶液在密闭容器中快速分解,并产生大量蒸气会引起爆炸,在使用中要引起注意。
氨基磺酸的碱土金属盐有很好的溶解性,氨基磺酸与钙镁垢反应剧烈通常 2E_qk上使用7%〜10% 浓度的氨基磺酸水溶液作清洗剂,在 60 c以下温度除垢,一般在 1h内可将90%的钙镁垢转变成可溶性氨 基磺酸盐而去除反应式为:CaCO3 十 2NH2s03H==Ca(NH2s03)2+H2O+C02MgCO3+2NH2s03H==Mg(NH2SO3)2+H2O+CO2Mg(OH)2+2NH2s03H==Mg(NH2SO3)2+2H2O氨基磺酸水溶液对铁锈作用较慢,可添加一些氯化物如 NaCl等,使之缓慢产生盐酸,从而朋效地溶解铁锈由于氨基磺酸盐的多数金属盐在水中溶解度较高, 不会在清洗液中产生沉淀而氨硼酸对金属腐蚀性小,所以常被用来清洗钢铁、铜、不锈钢、铝以及陶瓷等材料制造的设备表面上的铁锈和水垢氨基磺酸还是唯一可用做镀锌金属表面清洗的酸例如,用氨基磺酸去除船舶用锅炉中的水垢, 具体做法为先配成由89%氨基磺酸、6%柠檬酸及5%二乙基硼组成的固体;再配制成10%浓度的水溶液,在80c温度下处理在10%氨基磺酸清洗液中加入队 25%缓蚀剂Lan-826,在60c温度下清洗金属设备广缓蚀率达 99.4%。
以90%氨基磺酸,5%〜6%柠檬酸,0.25%Lan-826缓蚀剂及消泡剂、指示剂配成的避酸性粉剂,使用时制备成5%〜10%浓度的溶液,在60 c温度下对制药厂的多效蒸储水机进行循环酸洗,去污效果好,对 设备腐蚀率低实践证明,5%浓度上述清洗液在 60 C时对各种材料的腐蚀率都很低表8-6列出3%酸的水溶液的腐蚀数据相对比较值表8-6 3%酸的水溶液的腐蚀数据相对比较值(温度为22c± 2c时)金属氨基磺酸H2SO4HCl金属氨基磺酸H2SO4HCl1010 钢j铁M锌铁皮30’不锈111112.63.263.081.010.04.23.2很快腐蚀23.0很快腐蚀锌铜 青铜 黄铜铅111112.21.51.54.00.6很快腐蚀6.72.87.05.32 .乙酸俗称醋酸,是一种二元有机弱酸,其熔点为 16.7C纯的醋酸在低温下结晶成固体,所以又称为冰醋酸常温下为五色有一定刺激性醋味的液体,与水。