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高压清洗机清理钛管内壁垢层的可行性实验

时间:2012-05-01     来源: http://www.sunovasurf.com

由于钛具有优良的耐腐蚀性,所以经常被应用于制盐行业易腐蚀的加热室换热管。其具有强度高,耐腐蚀性强,耐热性好,表面还不易结垢等特点。但经过实践证明,时间一长,钛管也是会结垢的,并且结垢后相对普通换热管更加难以清除。
 
例如,某盐厂的加热室所用的加热管采用的是钛材系列TA_2材质,使用几年后钛管内有少量的结垢,主要成分是CaSO_4和CaCO_3,由于每次停机后不能对垢层彻底清除,以至于在清洗时发现φ38、内壁厚度1.2mm的钛管结出厚度为4mm的垢层,结垢后降低传热效率的同时严重阻碍了生产。因为垢层是在很高温度下生成的,又有盐砂料液的反复冲刷,所以最终形成的垢层硬度已接近天然CaCO_3。导致了钛管结垢后难以处理反而成为了最大的缺点。
 
钛管结垢后,部分企业采用对钛材无腐蚀的化学药剂对钛管进行清洗,但使用后发现化学清洗首先成本很高,并且清洗时间较长,所以这种方法并不理想。采用一般物理方法除垢,这种清洗方法的特点是成本较低,但是在刮去垢层的同时容易对管壁造成机械损害,并且对垢层清除不彻底,难于操作。
 
近年来,高压清洗机这种新型清洗设备得到了快速的发展。其在钛管垢层的清除中应用后发现,采用高压清洗机清除垢层既不会损伤钛管内表面,又有非常还得清洗效果,清洗效率也得以大大提高。
 
高压清洗机清理钛管内壁垢层的工作原理:
 
高压清洗机通过高压水泵将普通的自来水加压到数百乃至一千多个大气压后再通过小孔径的喷嘴喷射出的一股能量高度集中的射流束,也就是我们常说的高压水射流,由于高压水射流具有冲刷、楔劈、剪切、磨削等复合破碎作用,可立即将结垢物打碎脱落并冲走,实现垢层和管壁的分离。所以它比传统的化学清洗、喷砂清洗、简单机械及手工清洗方法速度快几倍到几十倍。
 
高压清洗机清理钛管内壁垢层试验过程:
 
为了保证高压清洗机不对钛管造成损害,我们先用游标卡尺在新钛管的不同部位任意测取10个外径数据,它们是38.12、38.10.、38.14、38.08、38.14、38.10、38.12、38.14、38.12、38.10mm,其中最大38.14mm,最小的38.08mm。之后再分别对这根钛管的不同位置施以1分钟时间不同压力的高压水射流冲洗,结果发现,高压水射流作业部位发热,700bar作用处最热,几乎不能用手触摸,没有发现管有裂纹和变形的情况发生。
 
随后把试验过的钛管在室温下放置12小时,让它充分冷却和恢复变形,再用卡尺测量不同受试部分的外径,每个位置随意测5个数据,100bar作用处38.12、38.14、38.08、38.10、38.12mm,200bar作用处38.12、38.10、38.14、38.10、38.12mm,300bar作用处38.10、38.14、38.08、38.12mm,400bar作用处38.14、38.10、38.12、38.10、38.12,500bar作用处38.10、38.12、38.14、38.12、38.08mm。这五组数据都在38.08-38.14mm之间,600bar作用处的数据38.12、38.12、38.14、38.18、38.10mm,有一个38.18高于38.14mm,这是以前数据中没有出现过的,而700bar作用处的数据是38.16、38.18、38.14、38.16、38.12mm,所测的5个数据有3个超出38.14mm,这说明500bar及其以下压力的高于水射流没有使管外径变化,600 kg/cm^2和700 kg/cm^2的水射流引起钛管宏观变形,受试验部位产生了应力。
 
之后我们进一步检查了钛管的受验部位,剖开内壁后发现,500bar及以下压力的受验部位内壁与新管一样光滑,600bar压力的高压水射流作用处手感发涩,用放大镜观看壁面有凹凸感,而700bar压力的高压水射流作用处有明显毛刺刮手。这说明600bar和700bar的高压水射流会引起管子变形。
 
综上试验,我们在进行钛管除垢实验时选用400bar压力的高压清洗机发现,垢层无脱落现象,选用450-500bar压力的高压清洗机时,垢层会慢慢脱落,除去6.3m长钛管内的垢层需要25分钟左右,并且洗完管内壁洁净如初。结论认为,采用高压清洗机为钛管除垢是可行的。
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