Протравка и пассивация трубопроводов. Травление металлов. - Инженер объекта

Протравка и пассивация трубопроводов. Травление металлов.

Травление (протравка трубопроводов) — это контролируемый процесс очистки и обработки металлической поверхности. Технология применяется для очистки заготовок, трубопроводов, оборудования после монтажа или изготовления от окалины, ржавчины, окислов и снятия верхнего слоя металла. Наша компания занимается травлением систем и трубопроводов после монтажа на производственных линиях. Как правило это требование прописано в проектах и является обязательным условием пуска вновь смонтированных систем, таких как: гидравлические, газовые, кислородные, масляные высокого давления и систем где высокие требования к чистоте среды.

Химическое травление

Метод химической обработки используют для очистки поверхности деталей и трубопроводов от оксидной плёнки, окалины и ржавчины для изделий из следующих материалов:

  • чёрных металлов;
  • нержавеющих и жаропрочных сталей;
  • титана и его сплавов;
  • алюминия.

В основном для травления применяют растворы на основе серной, соляной или азотной кислоты, иногда добавляют плавиковую. Заготовку погружают в кислотный или щелочной раствор, или создают циркуляцию раствора по контуру. Химический реагент контактирует с поверхностью на протяжении нужного временного интервала, в зависимости от задачи и от состояния. Необходимое время обработки может составлять от 20 до 300 минут.

Процесс очистки происходит за счёт выделения водорода при взаимодействии кислоты с металлом. Молекулы кислоты проникают через поры и трещины под оксидную плёнку. Там они взаимодействуют с металлической поверхностью, выделяется водород. Выделяющийся газ отрывает оксидную плёнку и очищает деталь. Одновременно с оксидами в кислоте растворяется обрабатываемый металл. Чтобы предотвратить этот процесс используются ингибиторы коррозии и специальные добавки.

Пассивация трубопроводов и поверхностей оборудования.

Пассивация — это процедура покрытия поверхности металла тонкой устойчивой к коррозии пленкой с целью защиты изделия или трубопровода. Такое покрытие предупреждает контакт металлической основы с кислородом и агрессивными средами. В условиях современного производства пассивирование применяется для того, чтобы придать металлу свойства, которые делают его похожим на благородный, либо создать оптимальные условия по чистоте среды в системе. После обработки металл не поддается окислению и прочим негативно воздействующим на него факторам.

Когда пленка образуется и закрепляется на металлической основе, химическая активность изделия значительно снижается. Все, кому доводится работать с металлоконструкциями и стальными изделиями, знают о необходимости и важности защиты такого рода. На практике опытные эксплуатационщики сталкивались с ситуациями, когда на производстве эксплуатировались не подвергшиеся пассивации трубопроводы, емкости и резервуары, котельное и другие оборудования, которое преждевременно выходило из строя, покрывалось коррозией, отложениями, что приводило к аварийной ситуации.

Этапы процедуры химической пассивации.

Процесс пассивации состоит из 5 этапов:

Подготовка оборудования: обезжиривание, удаление лишней грязи и отложений;
Непосредственный контакт с реагентом пассиватором (циркуляция или погружение);
Контроль за средой, мониторинг на протяжении расчетного времени;
Слив раствора и просушка оборудования;
Выполняется контроль качества обработки.

Механизм пассивации

Пассивация стали, железа и других металлов основана на методах, в основе которых лежит химические взаимодействие поверхностного слоя металла с разными растворами прочих металлов. В итоге на поверхности образуется пассивирующий слой, обладающий новыми химико-физическими характеристиками. Такой слой формирует надежный барьер, препятствующий окислению, за счет чего создается активная защита от ржавчины.

Для химических реакций применяются различного рода металлы в зависимости от первичного материала детали или оборудования. Для проведения процедуры используют различные кислоты для пассивации. В большинстве случаев раствор создается на базе азотной или ортофосфорной кислоты. Защитная пленка с высокими защитными свойствами на поверхности стали создается при помощи солей этих веществ.

Применение пассивации металла

С помощью технологии пассивирования можно:

Улучшить проводимость тока в области электрического контакта;
Предотвратить развитие и дальнейшее распространение ржавчины на поверхности материала;
Защитить сварочные швы и другие соединения от разрушения;
Выполнять финишную обработку, изменять декоративные свойства изделия
Повысить чистоту рабочей среды в гидравлической системе.

При пассивировании поверхности металлических изделий обрабатывают растворами химических соединений, обладающих окислительными свойствами. В этой роли чаще всего выступают кислоты, нитриты и растворы солей хрома. Нанесение раствора на поверхность металлических поверхностей производится методом погружения, циркуляции или вручную, с помощью специального оборудования. Применяемые при пассивировании растворы обычно состоят из основного реагента и нескольких добавок, ускоряющих и стабилизирующих процесс пассивации. В общем виде процесс пассивирования состоит из следующих этапов: Механическая очистка поверхностей изделия, химическое обезжиривание в растворе едкого натра и кальцинированной соды, промывка в проточной горячей, а затем холодной воде, пассивирование в течение заданного времени, нейтрализация и стабилизация, промывка холодной водой, сушка или обдув теплым воздухом. Контроль качества поверхности после пассивирования производится визуальным или инструментальным способом.

Образец методики обработки черных сталей

Протравка

1.Перед присоединением к установке для травления участок испытывают на плотность сжатым воздухом, устраняют выявленные дефекты, после чего подсоединяют к установке для травления и производят обработку его внутренней поверхности.

Параметры опрессовки

Наименование систем и трубопроводов.   Давление воздуха, МПа

Смазочные:

1.1. Жидкой смазки:

1.1.1. Нагнетательные трубопроводы.            Рабочее

1.1.2. Сливные трубопроводы.                                 0,1

1.2. Пластичной смазки.                                             0,5

Гидравлические.                                                          0,5
Пневматические.                                                 Рабочее

При разбивке смонтированного трубопровода на участки, по которым будет прокачиваться травильный раствор, необходимо учитывать, что:

вместимость участка не должна превышать 80% объема раствора в баке во избежание попадания в промываемый трубопровод пены, образующейся в баке на поверхности раствора; для обеспечения слива раствора после травления участок должен быть собран с уклоном в сторону движения травильного раствора; в пределах одного участка должна быть обеспечена скорость потока раствора кислоты не менее 3 м/с;

При составлении кислотных растворов лить воду в кислоту запрещается.

Конфигурация участка рекомендуется такой, чтобы при травлении не образовывались воздушные пробки, а все отводы и патрубки должны быть расположены горизонтально. В системе циркуляции необходимо установить фильтр.

Обработку внутренних поверхностей участков трубопроводов производят в два этапа. Вначале по участку прокачивают 15–20%-ныйраствор ортофосфорной кислоты, подогретый до 50–60 °С. Время прокачки зависит от состояния внутренних поверхностей трубопроводов (но не менее 2 ч); при этом направление движения травильного раствора следует периодически менять на обратное путем соответствующего переключения вентилей.
После окончания травления закольцованный участок продувают сжатым воздухом и заполняет 2%-нымраствором ортофосфорной кислоты-пассивация. Пассивацию (второй этап) производят, промывая закольцованный участок 2%-ным раствором кислоты, подогретым до 50–60 °С в течение 1 ч при непрерывной циркуляции. Качество промывки определяют по наличию видимых загрязнений в растворе, взятом из промываемого участка. По окончании пассивации раствор кислоты должен быть слит в бак (для 2%-ного раствора) установки, а участок трубопровода — продут от остатков раствора и просушен сжатым воздухом, предварительно очищенным от влаги и масла. В процессе продувки следует поочередно снимать заглушки с патрубков. Вместо пассивации закольцованный трубопровод после травления 15–20%-ным раствором ортофосфорной кислоты и ее удаления можно промыть подогретым до 40–50 °С щелочным раствором (2–3%-ным N аОН) в течение 6–8 ч, после чего остатки щелочи выдувают сжатым воздухом. Этот способ можно применять в тех случаях, когда операции травления и последующей промывки маслом выполняют без перерыва, т. е. после удаления остатков щелочи трубопровод заполняют маслом.
Отработанные травильные растворы перед сливом в канализацию необходимо нейтрализовать. Для этого в ванну или бак с отработанным кислотным раствором следует вливать водный раствор гашеной извести (1 часть извести на 3 части воды) до прекращения выделения пены.

Маслообработка после травления:

Просушенные трубы и узлы трубопроводов необходимо смазать маслом, погружая их в ванну. После извлечения из ванны трубы должны быть уложены на стеллажи в наклонном положении для стекания масла. Продолжительность этой операции не менее 2–3 ч
По окончании монтажа трубопроводы, собранные из труб и узлов, протравленных в растворах соляной или серной кислот, промывают смесью керосина (50%) и маловязкого минерального масла (50%) для удаления загрязнений, попавших в трубопровод при сборке и сварке монтажных стыков. Если эти загрязнения незначительны, а также в том случае, если травление осуществлялось в растворе ортофосфорной кислоты с последующей пассивацией, промывку смонтированных трубопроводов осуществляют маловязким маслом.
Промывку осуществляют с помощью инвентарных насосных установок, состоящих из насосных агрегатов и баков, смонтированных на общей раме. Подача насосов при промывке должна обеспечивать скорость промывочной смеси или масла в трубопроводе не менее 8 м/с. Можно использовать для промывки насосы и баки смазочных или насосно-аккумуляторных станций, если эти насосы могут обеспечить необходимую подачу. Промывку следует производить по закольцованным трубопроводам или отдельным их участкам. Рекомендуемая температура промывочной жидкости 50–70 °С. Заполнение баков и трубопроводов промывочной смесью или маслом можно начинать только при наличии действующих систем вентиляции и автоматического пожаротушения.

Наш опыт протравки и промывки труб для «Федерального бюджетного учреждения «Администрация Камского бассейна внутренних водных путей»

В апреле 2024 года специалистами компании была произведена работа по травлению трубопроводов гидравлической системы шлюза в соответствии с ВСН 411-88, так же промывка маслом этих систем для проверки качества чистоты системы. Заказчик проводил капитальный ремонт механического оборудования Чайковского шлюза (гидропривод рабочих двустворчатых ворот), в составе которого была необходимость обработки внутренних поверхностей труб.
Для данной работы использовались следующие реагенты и масло:

  1. натрий едкий технический чешуированный (паспорт №769919);
  2. кислота фосфорная экстракционная упаренная осветленная (сертификат качества №23);
  3. масло гидравлическое (паспорт качества №0109-1-0124)

Работы проводились по проектной документации шифр 171-ГП-ПОС ООО «ТГП» и рабочей документации шифр 171-ГП 00.00.00.000 ГЗ1 «ТГП». Для получения пропуска нам было нужно попасть в управление шлюза.

Погода в регионе была в то время умеренной и позволяла надеяться на благоприятные условия, т.к. часть работы планировалось проводить на улице. По приезду мы оформили пропуски на объект и осмотрели место проведения работ. Оказалось, что наши работы будут проходить параллельно монтажным работам, что накладывало определенные сложности. Основной задачей руководителя работ по промывке и протравке была увязать производство работ с текущими монтажными делами заказчика и успеть в сроки. После осмотра были определены следующие моменты:

  1. место расположения оборудования;
  2. места подключения к системе;
  3. точка подключения по электричеству;
  4. место хранения реагентов;
  5. место сбора емкостей для отработанных реагентов.

После проведения подготовительных операций в течении нескольких дней, началась работа основного периода. Ребята закольцевали контур промывки/протравки, проверили герметичность, толкнули насосы.

В процессе циркуляции было предусмотрено фильтрование кислотной среды перед насосом и отделение выпавших фосфатов в промежуточной емкости. Данные условия стали возможными при использовании фильтра грубой очистки с пропиленовой вставкой и полипропиленовым мешочком 100 мкм.

Обязательным условием для проведения успешного травления это нагрев раствора. Нагрев осуществлялся при помощи электрических ТЭНов.  Процесс травления протекал по следующему сценарию: заполнение контура водой, проверка контура циркуляцией насосом, промывка контура от грязи, фильтрация, подогрев контура до 300С, добавление H₃PO₄ 7-10% от объёма контура, последующий подогрев до 55-600С, контроль параметров по плотности раствора, по уровню PH, визуальный контроль за реакцией и пенообразованием, добавление реагента при необходимости. Процесс травления протекает от двух до пяти часов в зависимости от степени загрязнения трубопроводов, от количества ржавчины (слой Fe2O3*H2O), от объема системы, интенсивности реакции и конечно от скорости нагрева контура. Так же в программе было заложена пассивация трубопроводов после травления, процедура очень похожая, но кислоты требуется гораздо меньше, буквально 2-3%.

Для контроля протекания процесса травления и пассивации наши специалисты поместили опытный образец в промежуточную емкость рабочего контура, тем самым подвергали его той же обработке, что и сами трубы. При осмотре куска трубы можно было понять, что происходит с внутренней поверхностью труб.

Следующим этапом работы была промывка маслом, которое предоставлял заказчик. Задача была прогнать масло по контуру, при этом масло требовалось нагреть до 600С, циркулировать несколько часов и после этого отобрать образец. На выходе получалось два образца масла, масло исходное со своим классом чистоты и масло после прогона по рабочему гидравлическому контуру со своим классом чистоты. Именно разница в классе чистоты и является определяющим фактором при таких работах. Для промывки горячим маслом используется специальный насос и специальные масло-бензостойкие шланги/рукава, так же используются специальные ТЭНы для нагрева масла, которые выдерживают такой тепловой баланс. По сути, вся обвязка контура, включая временные линии заменилась после травления. Даже невооруженным глазом видна разница и чистота масла, после прогона по контуру, если оно отстоится.

Есть еще одна деталь, которую следует осветить в этой статье, это вода. Точнее наличие на объекте чистой пригодной для травления воды. Нам предоставили воду на шлюзе, которую можно было набирать для нужд травления, но посмотрев на эту воду мы приняли решение привозить воду из города. Данное решение было связано с тем, что в воде на объекте присутствовало много железа, которое было заметно без анализов. Мы решили не портить общую картину по работам и максимально сгладили данную проблему-привозили на машине канистры с чистой водопроводной водой, которую набирали в жилом доме. Не скажу что нас это сильно радовало, но все понимали что так нужно.

После проведения заключительных мероприятий по промывке маслом, наша команда начала собирать вещи, а ответственный руководитель работ занимался подписанием необходимых документов, актов. Работа прошла в позитивном ключе благодаря профессионализму команды, хорошей погоде и помощи со стороны ответственного представителя заказчика по имени Александр.

Видео ролики по протравке и промывке труб:

Образец до травления: https://youtube.com/shorts/FgR2-nvUxDQ
Образец после травления: https://youtube.com/shorts/Gt_B7lzGklw?si=BXOTAd7xvew9UK2f
Промывка маслом: https://youtu.be/gfFwD02kQLc

Смотрите так же:
Травление и пассивация труб питательный воздушной магистрали железнодорожного вагона на предприятии ООО НПП «Циркон Сервис»

Отзывы о нашей работе:

Дмитрий

Все сделано качественно, результатом я доволен. В оговоренный день Александр с помощниками приехал на дачу, поменяли котел, промыли систему отопления и добавили еще 1 радиатор в комнату.

Алексей

Рекомендую Александра. Выполнил ремонт размороженного теплообменника, с множественными повреждениями.

Ильдар

Отличная опция! Вместо покупки нового радиатора удалось починить старый! Александр профессионал в своем деле!

Марат

Отличный мастер, работу выполнил очень оперативно и качественно, и при этом по адекватной цене!!! Рекомендую всячески! Обязательно обращусь ещё!

Евгений

Рекомендую! Работа выполнена профессионально и за минимальную стоимость. Предварительные договоренности соблюдены. За дополнительные очень сложные работы деньги не брали.

Роман

Однозначно рекомендую!Профессионалы и мастера своего дела!Приехали в назначенное время,работали с 9 утра до поздней ночи.Дом задышал теплом!Кропотливо вычищали всю систему.

Антон

Обратился к Александру по промывке, ребята приехали все сделали в лучшем виде + наримовались проблемы по другой части, но их тоже решили. Обращаюсь уже не в первый раз, в течении лета переделали водопровод в доме, заменили котёл.

Евгений

Александр мастер своего дела на 1000% реально руки растут откуда надо!Была аварийная ситуация, разморозили теплообменник в вентустановке, выехал оперативно и все сделал, Рекомендую 1000%. цены ниже рынка. Александр, спасибо🤝

Посмотреть больше отзывов

close
Заявка на обратный звонок
Заполните форму и администратор перезвонит Вам в ближайшее время

    Нажимая кнопку “Отправить заявку”, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с
     Политикой конфиденциальности