氧气管道化学清洗及脱脂工艺

　　氧气管道在制造、运输、储存及安装过程中都会不可避免的产生油污、轧制鳞片、焊渣、表面浮层、泥沙及浮锈等。这些杂质的存在，尤其是油污的存在会使整个氧气装置系统在开车后的使用过程中留有安全隐患，严重的会发生爆炸，给人员、设备会造成极大的危害；在开车前通过化学清洗及脱脂，可以有效的将这些油污、杂质除去，为开车后设备及管道正常运行创造良好的条件。

　　关键词：氧气管道脱脂酸洗吹扫

　　二、主体

　　清洗范围

　　本次清洗对象包含碳钢材质氧气管道和不锈钢材质氧气管道，其中碳钢材质氧气管道有1330余米，规格为1/2″～14″；不锈钢材质氧气管道有540余米，规格为1/2″～16″。

　　清洗目的

　　本工艺适用于氧气管道为碳钢材质与不锈钢材质两种管道，无论是何种材质，其在制造、运输、储存及安装过程中都会不可避免的产生油污、轧制鳞片、焊渣、表面浮层、泥沙及浮锈。这些杂质的存在，尤其是油污的存在会使整个氧气装置系统在开车后的使用过程中留有安全隐患，严重的会发生爆炸，给人员、设备会造成极大的危害；在开车前通过化学清洗及脱脂，可以有效的将这些油污、杂质除去，为开车后管道及设备正常运行创造良好的条件。

　　清洗方法

　　不同材质的氧气管道要采取不同的清洗方法，具体划分如下：

　　1）针对碳钢材质的氧气管道在制造安装完成后采用循环加浸泡清洗、人工处理及最后在开车前对氧气装置全系统用无油污的压缩空气或氮气进行彻底的吹扫。

　　2）针对不锈钢材质的氧气管道在预制及安装前采用人工擦洗的方法进行脱脂清洗，其中包含所有的相关零部件清洗，如阀门、垫片、盲板、消音孔板、膨胀节等等；最后在开车前对氧气装置全系统用无油污的压缩空气或氮气进行彻底的吹扫。

　　清洗前的准备工作

　　机具设备准备

　　1）清洗槽（1.3m×1m×0.8m）3个

　　2）清洗泵（Q=50m³H=50m）3台

　　3）清洗机1台

　　4）配电柜3个

　　5）电源总控制柜1个

　　6）温度计（0-100℃）2个

　　7）黑光灯1套

　　8）化学清洗所使用的工器具有塑料桶、盆、不锈钢刷、毛刷以及必备的劳动保护用品。

　　公用条件准备

　　1）水（脱盐水或洁净的消防水）Q>20m³/h

　　2）压缩空气（或氮气）无油

　　3）化学清洗用热源、电源。

　　化学清洗的步骤和监控分析

　　碳钢材质氧气管道的清洗

　　碳钢材质氧气管道的清洗步骤如下：水冲洗及试压试漏→脱脂→脱脂后水冲洗→酸洗→酸洗后水冲洗→漂洗→中和钝化→人工处理→压缩空气（或氮气）吹扫

　　水冲洗及试压试漏

　　水冲洗及试压试漏的目的是除去管道中的积灰、泥沙、脱离的金属氧化物及其他疏松污垢；同时还可以检测到被清洗的管道是否有泄漏点。

　　冲洗时使用清洗泵站设备进行冲洗，压力控制在0.4Mpa左右，直到管道内部的杂质冲洗干净，回液管末端流出的水洁净无颗粒物为止。

　　脱脂

　　脱脂的目的是去除管道中各类机油、石墨、防锈油等有机物，以保证管道内部的清洁干净，满足设备和管道正常运行的要求。

　　将清洗脱脂药品加入到清洗泵站配液槽内，按比例添加，混合均匀后通过清洗泵站注入到被清洗的设备管道中进行循环或浸泡清洗；时间控制在8小时左右。

　　在清洗过程中要监测脱脂清洗液的浓度，如果脱脂清洗液的浓度降到1％以下，需将现有的脱脂清洗液排尽，重新配置脱脂清洗液。

　　所需药剂及浓度

　　1）脱脂剂2～3%

　　2）表面活性剂0.2%

　　3）渗透剂0.2%

　　检测项目及频率

　　检测脱脂清洗液浓度1次/2小时

　　工艺条件

　　1）温度常温

　　2）时间8小时左右

　　脱脂后水冲洗

　　脱脂后水冲洗的目的是除去管道中经过脱脂清洗后分解下来的油污及其它疏松污垢；为酸洗奠定基础。

　　冲洗时使用清洗泵站设备进行水冲洗，压力控制在0.4Mpa左右，直到管道内部被分解的油污及杂质冲洗干净，回液管末端流出的水洁净无油沫及颗粒物为止。

　酸洗

　　酸洗的目的是利用酸洗液与铁锈（FeO、Fe2O3、Fe3O4等）、焊药皮进行化学和电化学反应，生成可溶性物质，以除去污物。酸洗是整个化学清洗过程的关键步骤。

　　根据锈蚀程度及管道材质确定酸洗配方。酸洗时可选择不同的添加剂，为了避免管道在酸洗时受到氢离子（H+）腐蚀和三价铁离子（Fe3+＜500mg/l）的腐蚀作用，在酸洗体系中，应投加缓蚀剂、还原剂等助剂。

　排尽冲洗水，充入配制好的酸洗液进行酸洗。酸洗时，定时取样分析，定时进行排污。当系统内相邻两次酸液浓度变化小于0.1%，铁离子含量基本达到平衡，即可结束酸洗。

　　所需酸洗药剂及浓度

　　1）氢氟酸1～2%

　　2）硝酸4～6%

　　3）缓蚀剂0.3%

　　4）还原剂1%

　　工艺条件

　　1）温度常温

　　测试项目及频率

　　1）酸浓度1次/30分钟

　　2）铁离子含量1次/30分钟

　　酸洗后水冲洗

　　酸洗后水冲洗的目的是除去管道中经过酸洗清洗后分解下来的污垢、锈垢及杂质等物质，为漂洗做好准备。

　　冲洗时使用清洗泵站设备进行冲洗，压力控制在0.4Mpa左右，直到将管道内部被分解的污垢、锈垢及杂质冲洗干净，回液管末端流出的水洁净无颗粒物为止。

　　漂洗

　　漂洗的目的是利用浓度较弱的酸洗液与管道内部刚形成的表面浮锈进行化学和电化学反应，生成可溶性物质，以除去表面浮锈。漂洗是中和钝化前的关键步骤。

　　为了避免设备在漂洗时受到氢离子（H+）和三价铁离子（Fe3+＜500mg/l）的腐蚀作用，因此，在漂洗液体系中，应投加缓蚀剂，还原剂等助剂。

　　排尽冲洗水，充入配制好的漂洗液进行漂洗。漂洗时，定时取样分析，定时进行排污。当系统内相邻两次漂洗液浓度变化小于0.1%，铁离子含量小于200PPm时，即可结束漂洗。

　　所需药剂及浓度

　　1）氢氟酸0.5～1%

　　2）硝酸2～3%

　　3）缓蚀剂0.3%

　　4）还原剂0.5%

　　工艺条件

　　1）温度常温

　　测试项目及频率

　　1）酸浓度1次/30分钟

　　2）铁离子含量1次/30分钟

　　中和钝化

　　中和钝化的目的是通过化学反应让金属表面生成一层保护膜，延缓金属表面生成铁锈，达到保护金属表面的目的。

　　中和钝化时使用清洗泵站设备进行循环清洗，压力控制在0.4Mpa左右，时间控制在8小时左右；从最低点排出管道中的钝化液；最后使用干净无油的压缩空气或氮气吹扫残留在管道中的钝化液。

　　中和钝化药剂及浓度

　　1）氨水3～5%

　　2）磷酸三钠1～1.5%

　　3）亚硝酸钠1～1.5%

　　4）氢氧化钠2～3%

　　工艺条件

　　1）温度常温

　　测试项目及频率

　　钝化液浓度1次/1小时

　　人工处理

　　人工处理的目的是使被清洗的设备管道的洁净度达到最完美的效果，满足工业生产需求的必要工序。

　　压缩空气（或氮气）吹扫

　　压缩空气（或氮气）吹扫的目的是在化学清洗和人工处理的工序全部结束后，在开车前通入一定的压力（＞0.4Mpa）的压缩空气（或氮气），将残留在设备或管道中的死角部位的微小颗粒彻底的吹扫出来，使设备和管道达到彻底的干净，满足安全生产的最为重要的工序。

　　压缩空气（或氮气）必须是干净无油污；压力＞0.4Mpa；吹扫至无任何杂物及脱脂剂气味为止。

　　不锈钢材质氧气管道的清洗

　　不锈钢材质氧气管道的清洗步骤如下：水冲洗→人工擦拭脱脂→水冲洗→压缩空气（或氮气）吹扫

　　水冲洗

　　水冲洗的目的是除去管道中的积灰、泥沙、脱离的金属氧化物及其他疏松污垢。

　　冲洗时使用小型高压水清洗设备冲洗，压力控制在0.6Mpa左右，保证管道内部的杂质冲洗干净。

　　人工擦拭脱脂

　　人工擦拭脱脂的目的是去除管道中各类机油、石墨、防锈油等有机物，以保证管道在安装时内部的清洁干净，达到设备运行的要求。

　　将清洗脱脂混合剂注入清洗盆内，按比例添加，混合均匀后使用，反复擦拭。

　　在清洗过程中要监测脱脂清洗液的洁净度，如果脱脂清洗液的颜色变为污浊时需将现有的脱脂液排尽，重新配置脱脂清洗液。

　　所需药剂及浓度

　　1）三氯乙烯98%以上

　　2）表面活性剂0.2%

　　3）渗透剂0.2%

　　检测项目及频率

　　检测脱脂清洗液的洁净度时常

　　工艺条件及参数

　　1）温度常温

　　2）时间1-2小时

　　水冲洗

　　脱脂后的水冲洗目的是冲洗掉管道内的脱脂残液，管道脱脂结束后，用大量水进行冲洗，当管道内流出的冲洗水洁净时，即可结束水冲洗。

　　压缩空气（或氮气）吹扫

　　使用无油污压缩空气（或氮气）吹扫，并将管道内部吹干后采用干净的塑料布对管口或零部件进行包扎封存，从而保证管道内部的清洁，避免二次污染。

　　化学清洗废液处理

　　此次化学清洗完毕后的清洗废液主要有水冲洗废液、脱脂废液、酸洗废液、漂洗废液及中和钝化废液等。

　　1）水冲洗的废液处理

　　由于水冲洗部分的废液主要含有一些焊渣、铁锈以及其他一些杂质。该部分废液没有对环境造成危害的物质，可以直接排放到由甲方指定的污水排放井中。

　　2）脱脂废液、酸洗废液、漂洗废液和中和钝化废液应该按国家三级排放标准进行中和处理，中和处理完毕后，排放到由甲方指定的污水排放井中。

　　化学清洗质量标准

　　管道清洗完毕后，应达到以下要求：

　　1）用波长为320～380nm的紫外光检查管道内壁，应无油脂荧光。

　　2）用清洁干燥的白色滤纸擦拭管道内壁，纸上应无油污痕迹。

　　3）委托方提出的其它有关技术指标。

　　施工要求及安全要求

　　施工要求

　　清洗人员作业前须进行专门的培训和技术交底。

　　作业人员要熟悉清洗计划和清洗方案，能够按照清洗要求完成临时配管。

　　作业人员须熟悉机泵维护及紧急事故处理方法。

　　化学清洗作业人员必须了解各种化学药品的性能特点、使用要求及保管储存方法。

　　清洗过程中要对系统每半小时巡检一次，按照要求对高点放空进行定时排气和对低点放凝进行定时排液。

　　清洗溶液是化学清洗脱脂的关键所在，必须根据管道材质、锈蚀程度、油污性质合理配置。

　　清洗作业前要对临时配管系统回路进行不低于0.1MPa的压力试验，确定无漏后再进行清洗作业。

　　安全要求

　　清洗过程中所有作业人员必须穿戴相应的劳保用品，保证人身安全。

　　要保证清洗现场有充分的照明，有必要的通讯联络设备。2.8.2.3化学药品要按照规定进行保管、运输，不能酸碱混存，现场存放要用5mm以上的橡胶垫置，存放药品部位应使用“危险”等醒目标志示意。

　清洗过程中，作业人员若不慎接触清洗液，应先用清水冲洗，然后及时送至医院进行进一步的治疗。

　　成品保护

　　1）清洗管道、临时配管的拆卸、安装不得改变原配管的形状。

　　2）清洗过程中要配备专门的仪表工，负责现场管路中的测温测压原件、仪表、控制阀等的安装、拆卸。

　　3）清洗过程中，拆卸的管路部件，在清洗前后要妥善保管，避免损坏、丢失或被污染。

　　4）清洗后管路部件复位，应做到迅速及时，每回路不得超过3小时，并做到复位接口密封件安装清洁。

　　5）碳钢材质管道系统复位后，应及时在系统内充氮气，并将系统内空气安全转换完，每系统设三块测压表检测氮封压力。为保证氮封效果，应设专人做氮封保护巡检，应保证氮封压力在0.07-0.1MPa。

　　质量记录

　　本工艺标准应具备以下记录

　　1）工序交接记录；

　　2）管道脱脂酸洗记录；

　　3）管道清洗记录。

　　三、结束语

　　随着我国工业化水平的日益提高，以及近年来煤化工项目的蓬勃发展，氧气管道越来越多的出现在工业建设项目中。氧气管道大部分是输送纯度大于99.99%的氧气，其压力高，流速快，如不能保证氧气管道内部清洁,管道内杂物与管壁的摩擦产生的火花,很容易引起氧气管道的爆燃，发生爆炸事故，对企业财产及人身安全造成较大的危害。氧气管道化学清洗及脱脂工艺，规范了氧气管道清洗和脱脂的施工流程，大大提高了氧气管道内部洁净度，是氧气管道能安全、高效运行的可靠保证，值得每个化工建设企业重视和推广。

　　四、参考文献

　　1）《工业设备化学清洗质量标准》HG/T 2387-2007；

　　2）《脱脂工程施工及验收规范》HG 20202-2014；

　　3）中国成达设计院设计提供的施工图纸及技术文件。