各种酸在清洗中的应用

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。

镍：常温下，对80%(质量)以下的硫酸有耐蚀性。

铬：可被浓硫酸氧化生成钝化膜，所以它不被浓硫酸腐蚀。含铬的18—8铬镍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÷不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℃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剂

2、盐酸

盐酸对各种金属的腐蚀作用归纳如下。

镁、锌、铬、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。

锡和镍：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铬镍不锈钢：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

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。

铬，铝，锌：易被腐蚀。

镍：在含HF>60%(质量)的水溶液中会形成氟化镍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铬镍不锈钢：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，而是与氟化氢铵、盐酸、硝酸等其他物质配合使用，如氢氟酸—氟氢化铵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铵，目的是利用氟化氢铵与盐酸反应生成氢氟酸形成盐酸—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—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—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℃时密度为2.126g/cm3，熔点为205℃，在209℃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铵和硫酸氢铵：

NH2SO3H+H2O===NH4HSO4

2NH4HSO4===(NH4)2SO4+H2504

清洗温度一般要控制在60℃以下，以减少其水解。当温度超过130℃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℃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