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摘要：橡胶轮胎是重要的材料制品，在汽车及机械设备当中有着广泛的应用。而在橡胶轮胎加工过程中，高温会改变胶料性能，因而需要大量冷却水对橡胶设备部件进行换热，在此过程中，含有杂质的冷却水会对设备及管线造成腐蚀和结垢，影响胶料加工质量。因此，需要对橡胶轮胎加工设备进行酸洗除锈、除垢，文章对此加以展开分析。
关键词：橡胶轮胎；酸洗除锈；废液处理
一、污垢成分
轮胎橡胶加工企业使用的冷却水一般是生产用循环水，其中的有机物在管道和设备通道部位结晶沉淀，与橡胶设备金属表面牢固的黏结在一起，分为水垢和腐蚀产物。水垢中含有钙、镁、钠、钾等元素的硅酸盐、碳酸盐，以碳酸钙居多，污垢呈白色片状，还有硫酸钙、磷酸钙、二氧化硅、氢氧化镁等。污垢成分中钙、镁离子以外的金属离子常被统称为腐蚀产物，含有热交换面的腐蚀产物，使用钢铁的是铁的氧化物，含二氧化碳腐蚀的会产生碳酸（亚）铁；使用铜或铜合金可生成铜的氧化物与铜的氯化物，黄铜是使用最广泛的换热材料，它常以脱除锌元素的形式腐蚀，生成锌的氧化物，或以碳酸盐的形式出现。橡胶设备污垢成分见表1。表1中，碳钢设备部件的主要腐蚀产物为铁的氧化物，垢呈粉红色或红褐色；黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金，锌含量可达到39%，污垢中常有锌的氧化物，有时以碳酸盐的形式存在，形成炉甘石；铝及铝合金的腐蚀产物主要是氧化铝。
表1橡胶轮胎加工设备污垢成分
二、酸洗除垢除锈
为了除去水垢及腐蚀产物，对橡胶设备常用盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸和氢氧化钠进行酸洗和碱洗，其反应机理如下。
（一）盐酸
盐酸不仅和水垢起反应，还深入垢中和内层的腐蚀产物起溶解反应，盐酸酸洗过程反应激烈，通常在1~2h清洗完成。
（1）盐酸用于清洗水垢时（主要成分为钙、镁的碳酸盐），主要是对垢的溶解：
因此，为防止酸对金属基体造成腐蚀，酸洗的同时需在酸中加缓蚀剂。缓蚀剂往往以薄膜形式吸附于金属表面或在金属表面形成保护膜，酸洗后必须清洗。常用的有硫酸中的硫脲、苯胺等，盐酸中的乌洛托品、若丁、胺类等。
关于酸洗液的选择，对应表1，参照表2进行。
表2 设备酸洗分类
三、酸洗设备
轮胎橡胶加工设备酸洗技术通常采用在线循环酸洗，存在操作简单、酸洗效果好、无污染等优点，目前得以广泛应用。其酸洗设备包括：
（1）酸洗槽1个，普通钢板焊接或耐酸塑料，容积为所酸洗回路容积的3~5倍，需安装过滤装置；
（2）耐酸泵1台，可选用氟塑料离心泵，电机采用单相或三相均可，功率4kW左右，流量根据管路内酸液流速V≥0.25m/s计算确定，扬程50m；
（3）废液处理槽1个，容积为酸洗槽的4倍左右，内部设置压缩空气搅拌装置；
（4）醋酸分配管1组，带若干耐酸阀门；
（5）回酸分配管1组，带若干耐酸阀门；
（6）压力表1只，规格0.1~1MPa；
（7）耐酸胶管及其他管件若干，根据现场情况配装设备酸洗管路；
（8）电源、水源、干燥压缩空气源0.5~0.7MPa。
四、应用实例
（一）开炼机、压延机辊筒盐酸酸洗
设备酸洗后，冷却通道表面含有大量氯根，对设备造成腐蚀，要用水冲洗干净再用碱中和，最后用水冲洗，PH值控制在7左右呈中性。
（二）SA250-T螺杆空压机冷却器酸洗
常温浸泡2h，表面呈灰白色，然后用70~80℃热水冲洗，用0.1%的NaOH中和并使金属表面钝化，常温下保持4h。酸洗过程中，关注酸洗温度，盐酸酸洗过程中温度不高于30~40℃，盐酸挥发性强，形成酸雾，同时腐蚀设备；酸液中铁盐含量增加，酸洗效率下降。硫酸酸洗液中铁盐含量不超过300g/L，主要成分FeSO4；盐酸中铁盐含量不超过350g/L，主要成分是FeCl2。
五、废液处理
酸洗废液中含有洗涤时溶入的钙、镁、铁、铜等离子，有过量的酸。若选用的乌洛托品等无害缓蚀剂废液，经中和后排放，碳酸盐垢酸洗属于此类；若铁铜垢中铜的含量较高，一定要监控铜离子含量，若超过标准含量0.1mg/L,中和酸洗废液时，先使PH值高于10，此时，铜离子将以氢氧化铜的形式沉淀下来，再用酸中和至PH值9以下，排放液PH值不低于8。如果采取酸洗前的碱处理及酸洗后碱液钝化处理工序，可将两部分酸洗废液相混合，再视PH值补充中和剂。
轮胎橡胶加工设备循环水除垢、除锈技术经过数十年的发展不断完善，其除垢、除锈效果的好坏直接关系到设备冷却系统工作的可靠性。保持设备冷却通道的清洁度、较高的换热效率，才是保证设备高效、优质运行，满足工艺技术要求的关键。
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论文作者:周云龙
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：酸洗论文; 盐酸论文; 设备论文; 橡胶论文; 废液论文; 碳酸盐论文; 水垢论文; 《电力设备》2019年第1期论文;