最後更新日期：2023年11月14日
化學清洗
特殊工程處 蔡德林經理
摘錄自柏林61期刊物
一、前言：
由於工業設備品質要求越來越高，並且為了提高效率及延長設備使用年限，目前設備及配管管件用於特殊用途，如油壓管、氧氣管、特殊流體管件、熱交換器、桶槽設備、鍋爐 、油壓管…等)，於安裝前、使用後或結垢維修時皆需做化學清洗施工及油洗清潔度規劃。
現將化學清洗之施工流程方式用於油壓管、氧氣管、特殊流體管件、熱交換器、桶槽設備、鍋爐等設備做以下討論報告。
二、化學清洗前置
化學清洗前需注意事項
- 化學清洗管件及設備之新舊及材質確認。確認其為碳鋼、不銹鋼、銅…等來決定化學藥劑及施工檢驗方式。
- 化學清洗設備如：熱交換器、鍋爐等結垢情況及需求。
- 化學清洗藥劑選擇，如NAOH、KOH、NA3PO4、介面活性劑、HCL、磷酸、檸檬酸 、草酸、抑制劑、NH3、EDTA、亞硝酸鈉…等依化洗設備材質及結垢分析測試決定使用藥劑及化學 分析方法。
- 公共設施：水(純水)、電、加熱器、氮氣或空氣及現場臨時配管及化學清洗設備置放場所配置。
- 廢水處理方式。
以上需全面確認後才能成功進行化學清洗施工。
三、化學清洗施工流程
化學清洗施工流程，分為循環式及浸泡式。
浸泡式需經以下程序，
脫脂→酸洗→中和鈍化(防鏽處理)→化學清洗中檢驗→廢水處理
化學清洗流程
浸泡式之施工地點大致位於施工者酸洗廠，以管件、小型設備、桶槽、熱交換器為主要施工項目。
優點
- 管內清潔度或設備清洗檢驗無殘留死角，清潔度高。
- 不需臨時配管，較不需考量廢水處理，費用較低。
缺點
- 管件需預製或拆除安裝，大型設備或整體設備無法施工。
(浸泡式化學清洗廠)
(酸洗廠熱交換器化學清洗)
(化學清洗完成管件)
循環式則以現場施工整體設備為主，主要以大型桶槽、鍋爐、整廠設備為施工項目。
- 優點 管件不需預製，大型設備或整廠設備管件皆可做化學清洗且較無限制。
- 缺點 需臨時配管及進行酸洗設備安裝，需考量現場水、電、蒸氣或加熱設施及現場管件死角及廢水處理，費用較高。
循環式化學清洗流程
(油洗施工)
(現場化學清洗設備及臨時配管)
四、鍋爐化學清洗
鍋爐設備經歷一段時間運轉後，雖然有良好的水質管理，但因熱負荷上升，難免使爐管水側逐漸堆積鍋垢，故應對於鍋垢來源、成因及判斷是否需要酸洗與酸洗結果之判斷標準有所認識。
鍋爐運轉後所生成之鍋垢成份，可由給水水質與鍋爐材質來判斷，給水為原水者，鍋垢之主成份應為鈣鎂之碳酸鹽、硫酸鹽、矽酸鹽與矽土等。給水為軟水者，則鍋垢之主成份為矽土與氧化鐵等。給水為純水者，則鍋垢之主成份為氧化鐵而已。
(鍋爐化學清洗DRUM內部)
實驗討論：
- 鍋垢之來源大致有二，一為來自爐管本身腐蝕之生成物，另一為來自給水與凝結水系統中之不純物，而後者所佔之比例較高。通常給水中之不純物，會因鍋爐內部水蒸發而濃縮於蒸發管內面，自行析出而成鍋垢。鍋垢成分中，有來自陽離子之鈣鎂離子，陰離子則為硫酸根及矽酸根。同時冷凝器管所結成之水垢，則以氧化鐵為主。
各種鍋爐設備之水垢成分
| 設 備 | 水 垢 之 化 學 成 分 |
| 高壓鍋爐 低中壓鍋爐 冷卻器系統 | Fe2O3、Fe3O4、CuO、Cu、SiO2、NiO、ZnO Fe2O3、Fe3O4、CaSO4、SiO2、CaCO3、CaSiO3、MgSiO3 Fe2O3、Fe3O4、CaSO4、CuO、MgSiO3 |
- 鍋垢之影響
- 熱傳損失：傳熱面如生成鍋垢，會降低傳熱面之傳導率並減少熱效率。因附著鍋垢引起之熱損失，0.5mm厚之硬質碳酸鹽鍋垢，將致熱損失約為5%，而1.5mm之硫酸鹽鍋垢之熱損失約為1%。
- 管材過熱：管壁附著鍋垢最易引起管材過熱，而造成管路膨脹噴破。因鍋垢之熱傳導率極低，無法將火焰側之熱量傳遞至水側，亦即爐水無法冷卻管壁，致使管壁溫度上升，當其溫度超過安全使用溫度時，其金屬組織會因高溫起變化而致管材機械強度降低，進而膨出噴破。
- 管材腐蝕：鹼性濃縮層所產生之鹼性腐蝕，或是異種金屬存在所引起之電池腐蝕，大部由鍋垢所引起的。鹼性腐蝕之原因，為前鍋爐系統所產生之腐蝕生成物流入爐內形成鍋垢，而有鍋垢之管壁溫度將比無鍋垢之管壁溫度為高，更助長鹼性濃縮，因此管壁溫度越高，則鹼性腐蝕發展越快。
結論
柏林公司化學清洗及油洗施工作業已有28年，施作廠商包含知名公民營企業，如中鋼、高爐、中龍、豐興鋼鐵、台塑、中油、台電、奇美、亞東氣體、三福氣體等，在施作項目則涵蓋管路、油壓管、熱交換器、桶槽、鍋爐、觸媒、拉西環、濾心等，施作經驗豐富。如有此方面業務需求，希望柏林同仁提出共同研討交流。
註：以上數據皆依當時出版時之數據資料，因塗裝技術發展迅速，詳細更新數據以柏林塗料開發處數據為主
