[发明专利]超分子膜化表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面处理方法，具体地说，涉及一种专门对换热器的金属表面进行超分子膜化的方法，形成类似荷叶表面的膜态、使换热器的金属表面防污垢、防腐蚀，提高换热效率，达到节能、节水、延长设备寿命的目的。

背景技术

工业生产一方面是物质的质量转换和平衡，一方面是能量交换的平衡。在能量交换中，比如锅炉系统、蒸汽加热系统、循环冷却水等系统，都是水作为加热或冷却的介质，系统设备多为碳钢、不锈钢等金属材质，在系统的开车前、运行中和停车检修时，都要进行清洗、预膜、防腐等繁杂的工作，而且往往是不能彻底解决问题的补救措施。比如国家标准HG/T2387-2007《工业设备化学清洗质量标准》中，其中规定除垢率大于90％即可，这样就还有近10％的污垢覆盖，就很难在换热器的金属表面进行钝化预膜，导致换热设备的防腐和换热效果降低。以工业生产的心脏—锅炉为例，锅炉就是通过加热将水汽化的过程，汽化时产生的气泡被比重大的液态水快速流动挤压出去(核态沸腾)，但是，如果锅炉的金属表面有铁锈、水垢等物体阻挡水的流动速度，使气泡不能及时脱离受热面而使气泡连成片，形成锅炉的膜态沸腾，这种膜态沸腾的气膜导热率极低，容易造成炉管局部受热变形甚至爆管，90％以上的锅炉爆炸事故是这样产生的，导致锅炉的使用寿命和生产效率大大降低，增加能耗，污染环境。其他的蒸汽加热和工业循环冷却水系统也有近似的问题，这是工业生产的能量交换中的一大难题。

超分子膜化技术的理论基础，就是以超分子化学的科学理论为指导，开拓了分子自组装途径，和分子识别的构建基础，利用分子间的相互作用使产品应用后，在水、汽系统的金属内壁上构筑成一种高级结构体系，并最终形成一层坚硬致密的超分子膜，具有荷叶表面的防水防污特点。超分子概念是1987年法国化学家提出，发明人把此原理引用到水处理、防腐蚀、阻垢领域，就能从根本上解决了循环冷却水系统、锅炉水系统和工业蒸汽系统等领域的阻垢、防腐蚀和在线清洗预膜等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超分子膜化表面处理方法，将超分子化学的自组装原理应用到水处理、防腐蚀、阻垢领域，具有显著的阻垢、防腐蚀等效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种超分子膜化表面处理方法，包括下列步骤：

(1)超分子膜化准备工作：将待处理系统进行临时管线连接，把需要膜化的设备、管线全部接通，仪表、润滑点等不需要膜化的设备跨接，并保证能够正反向循环流通。在方便观察监测的地方放置监视管件，以便观察膜化效果；

(2)超分子膜化：先用清水冲洗管路，检查漏点，测量容积，然后用超分子膜化剂把系统灌满进行正反向循环冲洗，将系统的油污、锈垢、焊渣等污垢冲洗干净，冲洗时间为36～48小时；所述的超分子膜化剂是中性超分子膜化剂，其主要化学成分按质量百分比为：0.1％渗透剂、0.5％甲基苯并三氮唑、0.2％表面活性剂、30％羟基乙叉二磷酸钠、8％EDTA-二钠盐，其余组分是水，构成的中性水溶液，PH值6.5～8；

(3)冲洗：根据超分子膜化剂的电导率波动情况和现场的膜化监视管目测的清洁和膜化程度，采用下述第6步的膜化检测方法，膜化效果达标后，用浓度为3～5％的超分子膜化剂再冲洗一遍管路，再用清水冲洗干净系统；

(4)气体吹干：用加热的氮气或者0.7MPa的压缩空气将膜化处理后的设备、管路吹干；

(5)系统复位：将管线按照原来系统要求复位；

(6)交工：在设备膜化前和膜化后；监视管和腐蚀监测试片放入前和取出后；以及膜化效果的检验等过程均进行拍照留存，一般换热器的材质是碳钢、不锈钢，其膜化成膜的效果参照《HG/T2387-2007标准6.5.1.2条》的红点法和蓝点法检测。

碳钢材质钝化膜的测定(红点法)：

在钝化后的金属表面，选择3～5个测试点，然后逐点滴上CuSO₄溶液(该溶液破坏钝化膜后将产生如下反应：Fe+Cu²⁺＝Cu↓+Fe²⁺)，并用秒表记录CuSO₄点滴溶液由蓝变红的时间，根据蓝色消失全部变为红色的时间快慢来评定钝化膜的质量，同一检测面上各点变色时间的长短差别来评定钝化膜的完整性和均匀程度，点滴液由蓝变红的时间不小于5s为合格。

完成测定后，测定面采用用滤纸吸干，然后用水磨砂纸除去检验点上的红色痕迹，最后用钝化液擦洗干净。

酸性CuSO₄点滴液的组成为：