Для кислоты набор компонентов собирают на объекте, у концентрата ингибитор и ПАВ уже в составе. Нейтрализация нужна в обоих случаях.
Оглавление статьи
1. Какие кислоты применяют для промывки котлов и теплообменников
2. Что такое готовый реагент для промывки котла
3. Сколько стоит 1 м³ рабочего раствора: кислота против концентрата
4. Чем рискуете при промывке «голой» кислотой
5. Кислотный или щелочной состав: что выбрать
Для промывки котлов и теплообменников чаще всего берут четыре кислоты: соляную, ортофосфорную, сульфаминовую и лимонную. Соляная — базовый реагент РД 34.37.402-96 для водогрейных котлов из углеродистой стали. Три остальные не содержат хлоридов и годятся для нержавейки, но медленнее справляются с толстым слоем карбонатов.
Ниже по каждой — сколько технического продукта уходит на 1 м³ раствора и что придётся докупить к нему. Свойства кислот, трилона Б и многокомпонентных составов подробно разобраны в обзоре «Чем промывают котлы и теплообменники».
Две жидкие и две сухие кислоты, которые чаще всего берут для промывки. Хлоридов нет у всех, кроме соляной.
Соляная кислота растворяет карбонатную накипь и оксиды железа быстрее остальных, поэтому для котлов из чёрной стали она остаётся точкой отсчёта. РД 34.37.402-96 даёт для неё рабочую крепость 4–6% при 60–70 °C. В раствор вводят ингибитор — уротропин 0,5% или КИ-1 0,1%. Если отложений больше 1500 г/м², после отмывки проводят вторую кислотную обработку раствором 3–4%.
На кубометр 5%-ного раствора уходит около 143 кг технической кислоты крепостью 35%, по объёму это примерно 122 л. В обычной технической кислоте ингибитора нет. В заводской ингибированной (20–22%) он есть, но РД всё равно велит добавить уротропин или КИ-1 при приготовлении раствора. Почему без этих добавок котёл лучше не трогать, разобрано в статье «Можно ли промыть котёл соляной кислотой».
Ортофосфорная кислота не содержит хлоридов, поэтому её берут для пластин из нержавеющей стали и для снятия ржавчины. Карбонаты она растворяет медленнее соляной. Для раствора 5% по чистой кислоте нужно около 68 кг технической 73%-ной кислоты, или примерно 44 л.
У этой кислоты есть особенность. Пока раствор кислый, кальций из накипи остаётся в нём в виде растворимого дигидрофосфата. Когда кислота вырабатывается и pH поднимается, фосфаты кальция переходят в малорастворимую форму и садятся в каналах пластин. Поэтому раствор ортофосфорной кислоты не доводят до полной выработки, а вовремя меняют или подкрепляют. Ингибитор нужен и здесь: без него кислота подтравливает чёрную сталь патрубков, коллекторов и обвязки.
Сульфаминовая кислота — порошок без хлоридов, его удобно возить и дозировать. В РД 34.37.402-96 она предусмотрена для карбонатно-железооксидных отложений до 1000 г/м²: раствор 3–4% с ПАВ ОП-10 (0,1%) и ингибитором каптакс (0,02%), температура 70–80 °C, две обработки по 4–6 часов.
На кубометр 4%-ного раствора нужно 40 кг кислоты. В горячей воде сульфаминовая кислота постепенно гидролизуется до гидросульфата аммония, поэтому долгий цикл при высокой температуре понемногу снижает её активность. Это учитывают, когда планируют вторую обработку.
Лимонная кислота — самый мягкий вариант: металл она почти не затрагивает, но и накипь снимает долго. Её берут для настенных газовых котлов и небольших бытовых теплообменников, а в промышленной котельной почти не применяют. Ограничение здесь химическое: цитрат кальция плохо растворим в воде, и при толстом слое карбонатов часть растворённой накипи снова оседает шламом. Для кубометра 5%-ного раствора нужно 50 кг сухой кислоты.
Готовый реагент — это кислотная основа, к которой производитель заранее подобрал ингибитор коррозии, ПАВ, комплексоны и функциональные добавки. По сути это та же кислотная химия, только соотношение компонентов выверено на производстве, а не подбирается на объекте.
В линейке CIPTEC для котлов из чёрной стали и чугуна предназначен FERRUM, для оборудования с медными сплавами — ONE. Оба состава построены на соляной кислоте. CIPTEC AISI соляной кислоты и ионов хлора не содержит: он рассчитан на пластинчатые теплообменники из нержавеющей стали, а также на контуры с алюминием и оцинковкой.
Что вы получаете вместо канистры кислоты, мешка ингибитора и отдельного пеногасителя:
Чего готовый реагент не отменяет: подбора по металлу, контроля pH, нейтрализации и сброса по правилам. Состав на основе соляной кислоты не годится для нержавеющих пластин точно так же, как техническая соляная кислота.
Готовый реагент — та же кислотная химия, но соотношение компонентов подобрано на производстве, а не на объекте.
По одной только химии кислота дешевле. Литр раствора соляной кислоты с ингибитором и нейтрализацией стоит 12,5–16,7 ₽, а CIPTEC FERRUM — 18,5–27,1 ₽. Для нержавейки сульфаминовая или ортофосфорная кислота обходится в 7,7–12 ₽ за литр, CIPTEC AISI — в 25,1–33 ₽.
По химии кислота дешевле: в 1,1–2,2 раза для стальных котлов и в 2–4 раза для пластинчатых теплообменников из нержавейки.
Расчёт сделан для свежего раствора объёмом 1 м³. Допущения одинаковы для всех строк таблицы:
Сравнение по стартовому раствору — упрощение. Кислота тратится на реакцию с отложениями: по РД на 1 т карбонатных отложений уходит 1,2 т соляной кислоты в пересчёте на 100%, а при карбонатной накипи раствор подкрепляют, когда крепость падает до 2–3%. Концентрат тоже вырабатывается. Поэтому точный расход для своего котла считают по массе отложений, а не только по объёму контура.
Возьмём водогрейный котёл, у которого вместе с баком и трубопроводами промывочный контур 4 м³. Раствор соляной кислоты с ингибитором и нейтрализацией обойдётся в 50–67 тыс. ₽. На CIPTEC FERRUM выйдет 74 тыс. ₽ при разведении 1:15 и 108 тыс. ₽ при 1:10. Разница составляет от 7 до 58 тыс. ₽ за промывку.
Теперь пластинчатый теплообменник ИТП с буферной ёмкостью: контур около 0,2 м³. Сульфаминовая или ортофосфорная кислота стоит 1,5–2,4 тыс. ₽, CIPTEC AISI — 5–6,6 тыс. ₽. Разница — 2,5–5 тыс. ₽. На таком объёме исход определяет не цена химии, а то, что будет с пластинами после промывки.
Чем больше контур, тем заметнее экономия на кислоте. На теплообменнике ИТП разница — несколько тысяч рублей за промывку.
В таблице только стоимость химии. Кислотная промывка требует ещё времени, оборудования и квалификации, без которых раствор из канистры не сработает:
Кислота без ингибитора не отличает накипь от металла. Растворив отложения, она переходит на стенки труб и пластин. Последствия зависят от металла: у стали это равномерное утонение, у нержавейки — сквозные точечные язвы, у меди и алюминия — растворение и вторичные отложения.
Углеродистая сталь в соляной кислоте растворяется с выделением водорода. Ингибитор образует на металле адсорбционную плёнку и замедляет эту реакцию в десятки раз. РД 34.37.402-96 требует вводить ингибитор при любой кислоте (п. 3.5), а для ингибированной соляной кислоты указывает ориентир — сталь Ст3 растворяется в ней не быстрее 0,2 г/(м²·ч).
Самые уязвимые места — сварные швы, вальцовка труб и участки, где накипь уже сошла, а циркуляция продолжается: там голый металл дольше всего контактирует с кислотой. В чугуне кислота уходит вглубь по графитовым включениям, и после агрессивной чистки в секциях появляются пористые участки и течи.
Медь в разбавленной соляной кислоте растворяется медленно, но в промывочном растворе всегда есть ионы трёхвалентного железа из растворённой ржавчины. Они окисляют медь и латунь, медь переходит в раствор, а потом осаждается на стальных поверхностях тонкой плёнкой. В местах, где медь легла на сталь, образуется гальваническая пара, и сталь корродирует быстрее. Для контуров с медными сплавами выбирают составы, у которых медь прямо указана в списке совместимых металлов, — у CIPTEC это ONE и AISI.
Алюминий растворяется и в кислоте, и в щёлочи. Соляная кислота разрушает его быстро, ортофосфорная — медленнее, но тоже травит. Щелочные составы для удаления органики к алюминию тоже не применяют. В контурах с алюминиевыми теплообменниками и радиаторами работают только составами, где алюминий значится среди допустимых металлов, как у CIPTEC AISI.
Нержавейку защищает тонкая пассивная плёнка оксида хрома. Хлорид-ионы пробивают её в отдельных точках, и коррозия идёт вглубь пластины, оставляя поверхность вокруг почти нетронутой. Поэтому сразу после промывки пластины выглядят чистыми, а течь проявляется на опрессовке или в первые месяцы работы.
Здесь кислота упирается и в нормы. Пункт 412 Правил, утверждённых Приказом Минэнерго № 511, требует очищать теплообменные аппараты способами, которые установил изготовитель. Если в документации на теплообменник составы с хлоридами исключены, соляная кислота и реагенты на её основе не подходят при любой цене.
Хлорид-ионы пробивают пассивную плёнку в отдельных точках: вокруг металл почти чистый, а язва уходит вглубь пластины.
При растворении карбонатов выделяется углекислый газ, при контакте кислоты со сталью — водород. Газ поднимает пену, она переливается через буферную ёмкость и срывает подачу насоса. Пена в начале промывки — признак того, что реакция идёт, а не брак раствора, но её нужно гасить. К технической кислоте пеногаситель докупают отдельно. У CIPTEC AISI пеногасящие компоненты уже в составе, а при сильном вспенивании в бак добавляют CIPTEC ANTIFOAM.
Промывку ведут через открытую буферную ёмкость: в закрытом контуре газ поднимает давление. Водород горюч, поэтому возле бака не работают с открытым огнём и не варят, а помещение проветривают.
Газ выходит через открытый бак: в закрытом контуре он поднимает давление, а водород вблизи огня опасен.
Отработанный раствор остаётся кислым при любом составе, и сбрасывать его можно только после нейтрализации. РД 34.37.402-96 (п. 2.7) ведёт отмывку, пока на выходе из котла не будет pH 6,5–8,5. Тот же диапазон СП 89.13330.2016 (п. 12.9) закладывает для нейтрализованных кислых стоков котельной.
С технической кислотой нейтрализатор считают и покупают отдельно — кальцинированную соду или едкий натр. После концентратов CIPTEC используют нейтрализатор CIPTEC NEUTRA или ту же соду, а pH проверяют индикаторной бумагой. В отработанном растворе остаются соли железа, меди и цинка, поэтому условия сброса в канализацию согласуют с водоканалом или вывозят раствор на утилизацию по договору.
Кислотный состав снимает минеральные отложения — карбонатную накипь и оксиды железа. Щелочной нужен, когда в контуре масло, жир, органика или биоплёнка: кислота их не растворяет. При смешанных загрязнениях первым идёт щелочной этап, затем кислотный.
Состав выбирают по отложениям. Правила (п. 296) обязывают эксплуатирующую организацию при обнаружении накипи выяснять её состав и толщину — этот же анализ подсказывает, какой реагент брать. Простой признак на объекте — цвет пробы и её реакция на кислоту. Светлые и серые отложения, которые вскипают от капли кислоты, — это карбонаты. Рыжие и бурые — оксиды железа. Тёмные, жирные на ощупь и без реакции на кислоту — органика.
Состав выбирают по отложениям, средство — по металлу контура. При органике поверх накипи первым идёт щелочной этап.
Щелочная промывка теплообменника нужна, когда на пластинах или в трубках органика: на пищевых производствах, на маслоохладителях, в контурах с гликолем и после попадания масла в теплоноситель. Для таких задач в линейке CIPTEC есть щелочной реагент ORGANIC для масел, жиров и органических отложений. К алюминию его не применяют.
В котельной щелочной этап нужен и при тяжёлых минеральных отложениях. РД 34.37.402-96 (п. 3.6) рекомендует щелочение раствором едкого натра с кальцинированной содой, если загрязнённость выше 1500 г/м² или в отложениях больше 10% кремниевой кислоты или сульфатов. Режим по РД — раствор 1,5–2% при 80–90 °C в течение 8–12 часов. Это работа для сервисной бригады, а не для самостоятельной чистки.
Промывка котла технической кислотой выгоднее готового реагента, когда контур большой, металл однородный, а на объекте есть химик, лаборатория и узел нейтрализации. Тогда экономия измеряется десятками тысяч рублей за промывку и не съедается рисками.
Проверьте свой объект по пяти условиям:
Ортофосфорная кислота нужна и за пределами котельной: для снятия ржавчины, фосфатирования металла, в составе собственных моющих растворов. CIPTEC продаёт ортофосфорную кислоту 73% техническую по ГОСТ 10678-76 — от канистры до еврокуба, от 88 ₽/кг, с паспортом качества на партию.
Если хотя бы одно условие не выполнено — в контуре разные металлы, химика нет, промывка раз в год силами двух человек, — разумнее взять готовый концентрат. Переплата за химию окупается тем, что на объекте не нужно подбирать ингибитор, бороться с пеной и гадать с концентрацией.
Есть и разница в поддержке. Поставщик технической кислоты обычно даёт паспорт качества на партию, а режим, ингибитор и порядок стадий вы подбираете сами. Если вы берёте реагент CIPTEC, на вопросы отвечает не только менеджер: к задаче подключаются технолог, директор по производству и руководитель сервисной службы CIPTEC. Они подробно разберут, как провести сервисную очистку котла, теплообменника или другого котельного и теплообменного оборудования: какую схему подключения собрать, при каком разведении и температуре вести раствор, в каком порядке идут стадии, как контролировать pH и нейтрализовать сброс и что делать, если реакция пошла не так.
Напишите, что нужно промыть: тип котла или теплообменника, металлы контура, объём и характер отложений. Технолог CIPTEC подберёт состав и разведение, посчитает стоимость раствора на ваш объём и подготовит ТКП за 24 часа. Можно прислать пробу отложений — проверим реагент на ней за 1–2 дня бесплатно. Если промывку нужно провести под ключ, её выполнит сервисная служба CIPTEC.
Телефон: 8 (800) 234-28-24, почта: sales@ciptec.ru.
Оставьте заявку на подбор реагента