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设备管理与维护 王超群·橡胶轮胎加工设备酸洗除锈技术

表 1 橡胶轮胎加工设备污垢成分
序号 设备名称 结垢部位 腐蚀产物 水垢成分
1 开炼机、密炼机、 辊筒、转子内冷却通道、机筒 / FeO 、Fe 3 O 4 、 Fe 2 O 3 、FeCO 3 等
压延机、挤出机 螺杆冷却通道（碳钢、铸铁）
CuO、Cu 2 O、Cu(OH) 2 、 CuCl 2 ·3Cu(OH) 2
空压机、冷喂料挤 油冷却器、温控系统列管式换 （碱式氯化铜）、CuSO 4 ·3Cu(OH) 2 （碱 CaCO 3 、MgCO 3 、SiO 2 、
2 式硫酸铜）、CuCO 3 ·Cu(OH) 2 ( 碱式碳酸 Mg(OH) 2 、Ca 3 (PO 4 ) 2 、
出机、密炼机 热器（铜或黄铜等铜合金） 铜，铜锈 )、ZnO、 Zn(OH) 2 、 ZnCO 3 、
ZnCO 3 ·2Zn(OH) 2 ·H 2 O( 碱式碳酸锌 ) 等 Mg 3 (PO 4 ) 2 等
胶条冷却鼓、
3 冷却鼓、水箱等（铝及铝合金） Al 2 O 3 等
发电机等
CuO+2HCl→CuCl 2 +H 2 O 不单独用于设备的酸洗，可与其他强酸配成混合酸进
Cu 2 O+2HCl→2CuCl+H 2 O 行酸洗。
2.2 氢氟酸 2.4 碱洗
氢氟酸溶解铁的氧化物的能力远远高于盐酸，因 在轮胎橡胶设备的冷却通道内，可产生硫酸钙、
为氢氟酸不仅是酸溶，还能形成络合物 ： 硫酸铜等硫酸盐。其中硫酸钙是一种强酸盐，不能用
Fe 2 O 3 +6HF→ 2FeF 3 +3H 2 O 强酸清洗，用火碱处理，其机理如下 ：
Fe 3 O 4 +8HF→ 2FeF 3 +FeF 2 +4H 2 O CaSO 4 +2NaOH→Ca(OH) 2 +Na 2 SO 4
氢氟酸对硅垢有较强的清洗络合能力 ： 氢氧化钠对硫酸钙垢既有溶解作用，又有剥蚀作
SiO 2 +4HF→SiF 4 +2H 2 O 用。对于碳酸钙和硫酸钙混合垢，使用酸和碱交替处
SiO 2 +6HF→H 2 SiF 6 +2H 2 O 理，先用 10% 盐酸处理，用清水洗净，再用 20% 氢
由于氢氟酸对铁的氧化物溶解较强，所以在用盐 氧化钠处理，除垢效果较好。
酸清洗时，常常加入少量氢氟酸助溶，既可快速清洗 2.5 酸洗缓蚀剂
铁的氧化物，又可清洗络合垢中硅酸盐。 橡胶轮胎设备酸洗过程中，各种酸与水垢或腐蚀
2.3 硫酸、硝酸、磷酸 产物的化学反应，还有一些反应不希望发生，如 ：
硫酸浓度在 10%~25% 时，反应时间最短，低于 Fe+2HCl→FeCl 2 +3H 2
或高于此浓度，所需反应时间变长，较浓的硫酸具有 Fe+CuCl 2 →FeCl 2 +Cu
氧化性，对氧化皮、铁锈的溶解能力极弱，极浓的硫 因此，为防止酸对金属基体造成腐蚀，酸洗的同
酸可使钢铁表面钝化。硫酸酸洗除垢可在加热状态下 时需在酸中加缓蚀剂。缓蚀剂往往以薄膜形式吸附于
进行，若提升除垢速度，一般加热 50~70℃。 金属表面或在金属表面形成保护膜，酸洗后必须清洗。
硝酸对钢铁有钝化作用，可用作不锈钢材质除垢 常用的有硫酸中的硫脲、苯胺等，盐酸中的乌洛托品、
剂。硫酸、硝酸与碳酸盐垢、磷酸盐垢以及铁铜垢的 若丁、胺类等。
反应也可列出相关反应式，这里不再一一写出。磷酸 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
序号 设备材料 选择酸洗液 浓度、温度条件 反应机理及相关注意事项
浓度增高、温度升高除垢能
力增强。盐酸 10% 浓度、室 盐酸具有挥发性，浓度高出现酸雾，浓度高加
1 辊筒等碳钢设备 用盐酸或硫酸，加缓蚀剂， 温、时间 40~60 min ；硫酸 剧基体溶解 ；对于含硅酸盐垢，使用盐酸（或
（包括铸铁） 一般不用硝酸
10% 浓度、温度 50~60℃， 硫酸）和氢氟酸的混合酸进行酸洗
时间 30~40 min
2 换热管等铜及铜合金 用不含氧酸酸洗，加缓蚀剂 5%~10% 盐酸浓度，常温， 对于黄铜酸洗，锌优先溶解，表面出现麻点，
时间 40~60 min 要用盐酸与硫酸的混合酸光亮处理
可用弱酸或含氧酸来酸洗， 铝是两性金属，与酸碱都反应。铝活性高，表面
3 冷却鼓等铝及铝合金 或先用碱液去除氧化膜，再 30%~50% 硝酸，3%~5% 总存在氧化膜（Al 2 O 3 ），一般用 5% 氢氧化钠并
用酸处理余下不溶物，不能 氢氟酸，常温，10~30 s 加入葡糖酸钠 1~3 g/L 溶液除锈，基体表面残留
用含有缓蚀剂的酸来洗 不溶性粉状物和合金中的硅等，用酸液除去
3 酸洗设备 （1）酸洗槽 1 个，普通钢板焊接或耐酸塑料，容
轮胎橡胶加工设备酸洗技术通常采用在线循环酸 积为所酸洗回路容积的 3~5 倍，需安装过滤装置 ；
洗，存在操作简单、酸洗效果好、无污染等优点，目 （2）耐酸泵 1 台，可选用氟塑料离心泵，电机采
前得以广泛应用。其酸洗设备包括 ： 用单相或三相均可，功率 4 kW 左右，流量根据管路

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