影响管道结垢的因素 影响管道结垢的因素很多,
除了介质含有一定 量的有机物、H2S、CO2、离子、细菌以及泥砂等外,还有外在因素。
1、 温度对结垢的影响温度对结垢的影响主要是改变易结垢盐类的溶解度。
盐类垢中以碳酸盐为主,当温度升高时, Ca(HCO3)2分解,产生CaCO3结垢: Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2↑+H2O (1) 该反应为吸热反应,温度升高,平衡向右移动,有利于CaCO3的析出
〔2〕。对于以CaSO4、BaSO4和SrSO4为主的盐类垢,主要是因为介质中的SO42- 与Ca2+、Ba2+、Sr2+结合而生成难溶解沉淀。由于这些反应大部分也是吸热反应,随着温度升高,沉淀析出将会更多。 温度也会影响细菌的繁殖速度和钢铁电化学反应的速率。各类细菌对温度的要求不同,大部分细菌的适宜温度为20～40℃左右,随着管道输送介质温度的变化,细菌的繁殖率也会变化,对管道的腐蚀也就随之而变,从而影响腐蚀垢的生成速率。 同样,随着温度的变化,钢铁电化学反应的速率也将发生变化,从而使腐蚀速率变化,生成腐蚀垢的速率也发生变化。
2、 压力对结垢的影响压力对CaCO3、CaSO4、BaSO4结垢均有影响。CaCO3结垢有气体参加反应,压力对其影响相对较大。压力降低,式(1)向右进行,可以促进结垢。在管道输送过程中,压力一般都是降低的,因此结垢呈上升的趋势。
3、 流速对结垢的影响 对于各类污垢,污垢增长率随着流体速度增大而减小。这可解释为,虽然流速增大可以增加污垢沉积率,但是,流速增大所引起的剥蚀率的增大更为显著,因而造成总的增长率减小。流速降低时,介质中携带的固体颗粒和微生物排泄物沉积概率增大,管道结垢的概率也明显加大,特别是在结构突变的部位。 流速的突变也可以解释为压力的变化,如果流速突然加大,引起局部脱气,使CO2分压降低,式(1)平衡向右移动,引起CaCO3结垢。
4、 pH值对结垢的影响 研究表明,提高溶液的pH值,碳酸盐溶解将迅速结晶,使渐进污垢热阻增大,污垢形成的诱导期缩短,促进污垢的生成。但pH值太低,会加大腐蚀,引起腐蚀垢。介质pH值的确定,需要同时考虑这两方面的问题来选择合适的pH值,推荐范围为6.5～8.0。 管道结垢是一个相当复杂的过程,对于盐类垢而言,结垢的首要因素就是溶解度处于过饱和状态。过饱和浓度除了与溶解度有关外,还受热力学、结晶动力学、流体力学等诸多因素的影响。对于腐蚀垢而言,结垢则受输送介质、材料以及周围环境的共同影响。
或者改变环境性质,可以达到防腐目的。根据管道腐蚀环境和生产情况有针对性地选用缓蚀剂种类、用量及加注制度。这类化学药剂包括缓蚀剂、杀菌剂、除硫剂、除氧剂、pH值调节剂等
(3)管道清扫时,应尽量缩短酸液与管道的接触时间,酸化后管内残酸应尽量排尽,防止残酸对管道的腐蚀所引起的结垢。
(4)建立完善的结垢监测系统,便于发现生产中出现的结垢问题,及时采取科学的除垢措施。
四、管道除垢 管内壁腐蚀与结垢现象普遍存在。在检修管道 过程中,常用的除垢方法大致分为三类,一是化学除垢;二是高压水喷射除垢;三是机械除垢。随着计算机技术的发展,也出现了一些新型的除垢方法,例如采用管内移动式除垢机具除垢及超声波除垢等。
1、 化学除垢 化学除垢是根据垢层的化学成分,选用合适的酸类化学剂进行溶解除垢。近年来,针对典型的硫酸钡、硫酸锶混合型酸不溶垢,先后开发出了硫酸钡锶阻垢剂和硫酸钡锶垢清洗剂,在管道上广泛应用。但是,由于垢的成分不同,一般的除垢剂适用范围有限。同时,化学除垢工艺复杂,在施工过程中易损坏管道,污染环境且时间长、成本高,因此还需进一步研究高效、环保、适用性强的化学除垢剂。
2、 高压水喷射除垢 高压水喷射除垢是利用柱塞泵产生的高压水经过特殊喷嘴喷向垢层,除垢彻底,效率高。但装机容量大,耗水多,存在水处理等问题,清洗后也无法快速安全排垢。
3、 机械除垢 机械除垢采用强力清管器,有磁力清管器、钉轮清管器和刷轮清管器等。清管器除垢与其它除垢方式相比具有操作简便、价格低、施工周期短、施工人员少、施工设备简单、强度低、无污染等特点。但是清管器为直线运动,要清理干净管内垢层,一般需5～6遍,有时多达10遍,清管效率低,质量差。
4、 管内移动式除垢机具 新型管内移动式除垢机具效率较高,质量好,适用于油、气输送管道及化工液体和水输送管道的除垢,代表了管道除垢技术的发展方向。按驱动方 式,典型的管内移动式除垢机具分为电驱动移动式、液力驱动移动式和压缩空气驱动移动式除垢机具。
5、 超声波除垢 超声波防垢器具有在线连续工作、自动化程度高、工作性能可靠、无环境污染、运行费用低等特点,已广泛应用于管道等设备中的防垢和除垢。超声波防垢器主要是利用超声波强声场处理流体,使流体中成垢物质在超声场作用下,物理形态和化学性能发生一系列变化,使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成积垢,具有明显的防垢效果,在环保节能、提高工效、降低成本等方面具有重要的意义。
管道清洗技术
1、设备构成
复合管道清洗技术由两种不同功能的清洗仪器构成。实际运用时，根据施工条件、管线状况和垢质的不同，采用不用的组合方式，从而达到理想运行状态和清洗
效果。
(1)射流清管器：射流清管器运用的是流体力学领域中的“空穴效应”原理，设计有风琴式内振腔和空穴射流喷嘴。清管器在管道中推进时，流体自尾翼压入风琴式内振腔，液体猛烈收缩又急剧膨胀，一收一放之间，就被拉出个空腔，腔内液体雾化蒸腾，逸出无数空泡，行进的空化流在狭小喷嘴处又骤然停顿，强力压缩，反弹激荡，形成谐振，加剧前冲，汇入喷嘴喷出，空泡瞬时崩裂，强力地击打管垢，直至金属管壁；同时把清洗下来的垢末冲刷到清管器运行的前方，随着湍流直达排污出口。
可清洗莫氏硬度2 以下的所有垢质和近乎堵死的管线；
(2)环形水刀清管器：环形水刀清管器前端是空心刀环，尾端有弧形狭缝和中心射孔。清管器在行进中，遇到积垢的阻挡，狭缝射流压力激增，喷出强力的环形“水刀”，配合空心刀环，贴绕着管壁从根部切割积垢；清洗下来的垢随时被中心射流击飞，冲到清管器的前方，随湍流直达排污出口。
可清除稠油等粘稠顽垢。上诉仪器设计巧妙、合理，能快速、流畅地通过各种复杂的弯管；安装了电子发射、定位装置，适时监控运行状态；能双向行走，一旦卡阻，可原路退回。
2、技术优势
⑴能达到理想的清洗效果，完全呈现金属管壁；
⑵可清洗近乎堵死的管线；
⑶能清除所有垢质，尤其是硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐、焦碳和稠油等顽垢；
⑷通过性能好，没有弯管数量限制，尤其适合复杂盘管的清洗；
⑸一旦卡阻，也不影响液体输送，管线正常运行，为寻找仪器赢得充裕时间；
⑹空穴崩裂瞬间所产生的高温高压，能够处理所有微生物；
⑺不阻塞管路，清管距离愈长愈见优势。
其他的管道清洗：
地热管别说五十年就是一百年也没有问题。管内是要走介质的，介质是水，水里边包含了很多的物质，大体可分为两大类：一类是矿物质，钙、镁离子就是其中之一，我们都有生活常识，水
