工业设备化学清洗剂中除主剂酸和碱外,其它的添加剂也起了较大的辅助作用。在设备化学清洗实践中有关某些添加剂作用分析如下
1、缓蚀剂
酸洗过程中为防止与减轻设备基体腐蚀,需添加少量缓蚀剂。缓蚀剂能在金属表面形成钝化膜、吸附膜或沉淀膜,可以阻碍阳极溶解与阴极析氢,从而达到防护与抑制氢脆的目的。通常要求选用的缓蚀剂缓蚀效率应大于96%。缓蚀剂有专用的,如专用于硝酸的Lan-5;也有多用的,如Lan-826可用于多种材料、多种酸类清洗。但Lan-826不适用于钛材酸洗。现在也有采用固体缓蚀剂的,其主要组成为乌洛托平、硫脲及其衍生物、硫氰酸盐、MBT、平平加等。缓蚀剂除商购外,也有自配的,最好经检验才能使用。要求除保证缓蚀效率大于96%外,还要求抑制渗氢、防止Fe3+产生点蚀、能适应多种材料以防止电偶腐蚀、并具有较好的热稳定性可用于较高温度、避免含有对不锈钢局部腐蚀与开裂敏感的离子。固体缓蚀剂应充分搅拌均匀,足量或稍多使用。
2、氧化剂
在工业设备清洗中,通过加入氧化剂发生氧化反应放出新生态氧或氧气,提高氧化还原电位到钝化区;同时又放热,促使污垢溶解、剥离与清除。尤其是浓硫酸、高锰酸钾、过氧化氢等,能有效清除有机垢、焦油垢与含硫垢。另外,采用碱性高锰酸钾溶液或硝酸/高锰酸钾组成的酸性氧化剂进行处理,能破坏难溶垢中的氧化物结构,便于形成盐类,溶于水中。如同时加入氧化剂与还原剂,使它们发生氧化还原反应,通过放热与析气,也能促进污垢的剥离和清除。化学清洗中加入氧化剂,可钝化金属产生氧化膜。这样,在清除污垢同时,保护设备自身不腐蚀。这些氧化剂也是设备清洗时的缓蚀剂。如钛设备酸洗时,只有加入某种氧化剂才能起缓蚀作用。
3、还原剂
为使Fe3+还原为Fe2+而抑制腐蚀,或为了加快清洗溶垢反应速度,应足量添加氯化亚锡、亚硫酸钠、联氨等还原剂。
4、表面活性剂
表面活性剂具有洗涤、增溶、渗透、润湿、分散、乳化、防锈、防腐、杀菌等作用与功能,在工业设备化学清洗中不仅仅作为辅助剂,甚至可作为主要组分,在酸洗、碱洗、除油、缓蚀、杀生等过程中发挥越来越大的作用。表面活性剂的加入量取决于系统中含油污垢的情况,一般取10~100mg/L。表面活性剂有阴离子型、阳离子型与非离子型。阳离子型主要用于消毒杀菌。阴离子型除与碱配合用于清洗油污外,多与非离子型混配使用。非离子型表面活性剂化学稳定性高,即使稍高温度也可使用。除用于碱洗外,也可用于强酸清洗,增溶性好,去污力强。把非离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂复配,发挥协同与综合作用,能使临界胶束浓度(cmc)大为降低,具有更优良的增溶特性和更快的除垢速度。所以,一般难溶垢(如物料垢、催化剂垢、重质焦油垢、积炭)的清洗剂,往往添加复合表面活性剂。
5、络合剂
络合剂又称配体。它是利用各种络合剂对各种成垢离子的络合作用(配位作用)或螯合作用,使之生成可溶的络合物(配位化合物)而起清洗作用的。常用的无机络合剂有三聚磷酸钠等,主要用于冷却水系统清洗,对钙、镁等碱土金属离子有较好的螯合能力。有机络合剂有乙二胺四乙酸(EDTA)、氮三乙酸(NTA)等,由于能络合或螯合各种难溶垢中的铁、镍、铬、钴等金属离子,主要用于难溶垢清洗。
6、钝化剂
亚硝酸钠溶液常被用作钝化剂或防锈液,一般常与其它助剂配合使用,但如使用不当,也可能适得其反。如某院早年曾提出采用(20%亚硝酸钠+20%尿素+4%苯甲酸钠)混合溶液作防锈液,多年来在书刊和手册上被广泛介绍。某防腐公司曾采用上述亚硝酸钠防锈液对某石化公司丙纶厂闲置设备做防锈喷淋处理,以防大气腐蚀。但不到一个月发现,设备表面有黄锈出现。为此,作模拟试验确证以及通过氧化还原反应原理分析,证实(亚硝酸钠+尿素+苯甲酸钠)、(亚硝酸钠+尿素)、(亚硝酸钠+联氨(或氨水))等混合溶液对碳钢防锈与致钝是不利的,建议采用(亚硝酸钠+碳酸钠)、(亚硝酸钠+磷酸三钠)或(亚硝酸钠+苯甲酸钠)等混合溶液作钝化剂或防锈液,但pH必须控制在9~10。而单一亚硝酸钠溶液呈微酸性时会发生锈蚀,而且亚硝酸根分解成氮的氧化物,是有毒的,不宜作钝化剂或防锈液。亚硝酸钠混合溶液也不宜用于有色金属,尤其是铜及其合金,会发生腐蚀开裂。由于亚硝酸钠混合溶液会造成环境污染,可用过氧化氢等作钝化剂。