Травление труб в ваннах с раствором ортофосфорной кислоты ведут обычно в две стадии: 1) травление проводят в растворе с концентрацией кислоты 15 – 20 % при температуре 60 – 80 °С; 2) без промывки трубы переносят в ванну с той же кислотой, но концентрация должна быть 1 – 2 %. В этом растворе происходит пассивация поверхности, т. е. на поверхности металла образуется тонкая пленка фосфата железа, которая защищает металл на некоторое время от коррозии.
Ванны для травления трубопроводов можно разделить на два типа: ванны, устанавливаемые стационарно, рассчитанные на длительное использование, и ванны, рассчитанные на непродолжительный срок службы, обычно на срок периода травления труб перед их монтажом, который продолжается в течение 10 – 15 смен.
Стационарно устанавливаемые ванны обычно изготавливают из листовой стали. Внутреннюю поверхность покрывают слоем кислотостойкой резины, по которой делают футеровку кислотоупорным кирпичом. Для разогрева кислоты на дно ванны укладывают змеевик из коррозиестойкой стали, по которому пропускают пар. Змеевик имеет высокую температуру и, как следствие этого, невысокую стойкость в растворах кислот. Иногда кислоту разогревают в ванне горячим воздухом, который пропускают через травильный раствор при помощи перфорированной трубы. Пузырьки воздуха, проходя через кислоту, интенсивно отдают тепло, не изменяя состава.
Временные ванны изготавливают из труб диаметром до 1000 мм, разрезая их на две половины вдоль оси трубы. Если емкость окажется недостаточной, к изготовленной ванне наращивают борта из листовой стали. Такие ванны обычно устанавливают на открытом воздухе (из-за больших выделений газов и паров кислоты).
Травление труб в ваннах проводят по следующей технологии. Приготавливают раствор кислоты требуемой концентрации, для чего исходную концентрацию кислоты определяют при помощи ареометра. Определяют количество воды V, кг, необходимое для получения раствора заданной) концентрации:
Где а – необходимое количество раствора, кг; т концентрация кислоты, %, которую необходимо разбавить до концентрации п, %.
Количество кислоты определяем:
Где x – требуемое количество концентрированной кислоты, кг.
Например, ареометром определили плотность ортофосфорной кислоты, которая оказалась 1,52 г/см3. По таблице находим, что такая плотность кислоты соответствует концентрации 70 %. Нам требуется 2,5 т раствора концентрации 15 %. Определяем потребное количество воды
Затем определяем количество кислоты, которое необходимо влить в воду для получения раствора требуемой концентрации:
Отмеренные количества кислоты и воды смешивают, при этом нужно вливать кислоту в воду, а не наоборот. Дело в том, что кислота имеет большую плотность, чем вода; если вылить воду в кислоту, то смешивание происходит медленно, а теплота, выделяющаяся при этом, разогревает воду до кипения; кипящая вода разбрызгивает кислоту.
Полученный раствор разогревают одним из описанных способов до рабочей температуры.
Трубы опускают в приготовленный таким образом раствор и выдерживают 15 мин – 2 ч. Время выдержки труб в растворе зависит от толщины и плотности окалины, покрывающей поверхность труб, и температуры раствора.
Протравленные трубы переносят из ванны с кислотой в ванну с 2 – 3 %-ным раствором каустической соды, где кислотный раствор нейтрализуется.
Трубы промывают в чистой воде и сушат горячим воздухом, после чего наносят слой масла для предохранения от вторичной коррозии.
При травлении труб в растворе ортофосфорной кислоты нет необходимости в промывке их водой и нанесении на внутреннюю поверхность слоя масла.
В последнее время ряд монтажных организаций отказались от травления в ваннах. Системы смазки и гидравлики монтируют из нетравленых труб. По окончании всех монтажных работ на системе ее закольцовывают так же, как и для промывки керосино-масляной смесью, испытывают на плотность, продувают сжатым воздухом. Затем всю систему в течение 2 ч промывают 15 – 20 %-ным раствором ортофосфорной кислоты с температурой 70 – 80° С. Закончив промывку, кислоту удаляют из системы, продувая сжатым воздухом. Для более полного удаления кислоты трубопроводы промывают водой с добавкой небольшого количества кальцинированной среды (концентрация раствора около 0,5 %). Промывку кислотой и водой ведут таким образом, чтобы обеспечить скорость движения жидкости не менее 3,5 м/с. Такая скорость необходима для удаления из трубопровода травильного шлама.
Промытую систему продувают сжатым воздухом для удаления остатков промывочной воды. Затем, не снимая закольцовок, по системе пропускают рабочее масло от маслостанции. Прокачав по системе в течение 2 ч масло, его отправляют на анализ. При положительных результатах анализа закольцовки снимают, подсоединяя систему к трубопроводам, разводящим масло к смазываемым точкам.
Травление смонтированных трубопроводов путем прокачки раствора ортофосфорной кислоты обеспечивает хорошую чистку системы смазки и гидравлики, дает значительный выигрыш по времени – систему можно подготовить к работе за 7 – 8 ч (вместо 72 ч при промывке керосино-масляной смесью).