工业管道清洗操作手册

工业管道清洗操作手册第一章总则1.1目的本手册旨在规范工业管道清洗作业流程，明确操作要求、安全规范及质量控制标准，保证清洗作业高效、安全、环保，恢复管道设计功能，延长管道使用寿命，保障工业生产系统稳定运行。1.2适用范围本手册适用于石油化工、电力、冶金、食品医药、机械制造等行业的工业管道清洗作业，包括但不限于碳钢、不锈钢、合金钢、塑料（如PVC、PEPP）等材质的输送流体（水、蒸汽、油品、化学品、物料等）管道。1.3术语定义工业管道：用于输送流体介质（气体、液体、浆体等）的工业系统管道，按设计压力、温度、介质特性划分为不同类别。污垢：管道内壁沉积的各类物质，包括水垢（碳酸盐、硫酸盐等）、锈垢（铁氧化物）、油垢（有机物）、沉积物（固体颗粒、生物黏泥）等。清洗技术：包括物理清洗（高压水射流、PIG清洗、机械清洗等）、化学清洗（酸洗、碱洗、有机溶剂清洗等）及物理化学联合清洗技术。钝化：通过化学处理在金属管道内壁形成致密氧化膜，防止二次腐蚀的工艺过程。第二章工业管道清洗概述2.1清洗的必要性工业管道长期运行后，内壁污垢会导致以下问题：流通面积减小：增加流体流动阻力，降低输送效率，增加能耗（如输油管道结垢后泵功率上升15%-30%）。腐蚀加剧：污垢与金属基体形成电化学腐蚀，导致管道壁厚减薄，穿孔泄漏（如碳钢管道锈垢下腐蚀速率可达0.5-2mm/年）。产品质量下降：污垢脱落污染输送介质（如食品管道生物黏泥导致菌落总数超标）。安全隐患：管道堵塞引发超压、爆管，或油垢、有机物沉积引发火灾、爆炸（如石化装置油气管路积油自燃风险）。2.2污垢类型与特性2.2.1水垢成分：碳酸钙（CaCO₃）、硫酸钙（CaSO₄）、磷酸钙（Ca₃(PO₄)₂）等难溶性盐类。特性：坚硬、致密，溶于酸（盐酸、柠檬酸），不溶于水，常见于循环冷却水系统、蒸汽冷凝管道。2.2.2锈垢成分：氧化铁（Fe₂O₃、Fe₃O₄）、氢氧化铁（Fe(OH)₃）等铁氧化物。特性：疏松多孔，易脱落，呈红褐色或黑色，常见于碳钢管道（尤其是潮湿环境或停用期间）。2.2.3油垢成分：烃类、胶质、沥青质等有机物。特性：黏稠、不溶于水，溶于有机溶剂（如汽油、柴油、表面活性剂溶液），常见于油品输送管道、润滑油系统。2.2.4生物黏泥成分：细菌、真菌、藻类及其分泌物，混合泥沙、有机物。特性：滑腻、有异味，易堵塞管道，常见于食品、医药及循环水系统（水温25-40℃时繁殖最快）。2.3清洗技术分类2.3.1物理清洗利用物理作用（高压、机械力、声波等）剥离污垢，不改变污垢化学成分，适用于敏感介质管道（如食品、药品）及不宜化学清洗的场合。2.3.2化学清洗利用化学药剂与污垢发生溶解、剥离、氧化等反应，清除污垢，适用于复杂污垢（如水垢、锈垢）及大型管道系统。2.3.3物理化学联合清洗结合物理与化学清洗优势（如先化学软化污垢再高压水射流剥离），适用于顽固污垢（如结焦、重油垢）。第三章清洗前准备3.1资料准备管道技术资料：管道竣工图（含材质、规格、走向、焊缝位置）、设计参数（压力、温度、流量）、介质特性（pH值、腐蚀性、毒性）。运行历史记录：管道运行年限、previous清洗记录、泄漏/堵塞记录、介质成分变化记录。相关规范标准：GB/T25129《工业管道化学清洗规范》、GB/T31962《高压水射流清洗作业安全规范》等。3.2现场勘查3.2.1管道系统检查外观检查：管道是否有变形、腐蚀穿孔、保温层破损，阀门、法兰是否完好。走向确认：核对图纸与现场实际走向，确认管道最低点（排污口）、最高点（排气口）、弯头、三通等关键位置。材质确认：采用光谱分析或查阅资料确认管道材质（避免酸洗误用于铝、锌等活泼金属管道）。3.2.2污垢取样分析取样位置：在管道排污口、拆卸的法兰处或钻孔取样（取样点≥3个，代表性）。分析方法：目视检查：记录污垢颜色、状态（坚硬/疏松）、厚度（用测厚仪测量）。化学分析：测定污垢成分（如盐酸滴定测定碳酸盐含量，重量法测定硫酸盐含量）。X射线衍射（XRD）：分析污垢物相组成（适用于复杂混合污垢）。3.3设备与材料准备3.3.1清洗设备设备名称技术参数要求用途高压清洗泵压力：20-100MPa；流量：50-500L/min高压水射流清洗PIG发送/接收装置承压≥管道工作压力1.5倍PIG清洗收发PIG化学清洗循环泵流量：按管道容积计算（循环速度≥0.5m/s）化学清洗药液循环加热装置蒸汽或电加热，控温±5℃加热化学清洗药液真空抽吸设备真空度≥-0.08MPa废液抽吸、管道干燥3.3.2清洗药剂酸洗药剂：盐酸（6%-10%，用于碳酸盐垢、锈垢）、柠檬酸（5%-10%，用于不锈钢管道）、EDTA（3%-5%，用于复杂垢层）。碱洗药剂：氢氧化钠（2%-5%，用于油垢、有机物）、碳酸钠（1%-3%，用于乳化油脂）。钝化药剂：亚硝酸钠（8%-10%）、磷酸钠（1%-2%）。辅助药剂：缓蚀剂（如Lan-826，添加量0.3%-0.5%，抑制金属腐蚀）、表面活性剂（如OP-10，0.1%-0.3%，降低表面张力）。3.3.3安全防护用品个人防护装备（PPE）：防化服（耐酸碱）、防护眼镜（防飞溅）、橡胶手套（耐酸碱）、安全鞋（防砸防滑）、正压式空气呼吸器（有毒环境）。应急物资：中和剂（碳酸钠、石灰）、吸附棉（处理泄漏药剂）、急救箱（含烧伤膏、冲洗液）。3.4清洗方案制定根据勘查结果和污垢类型，制定清洗方案，明确以下内容：清洗范围：需清洗的管段编号、起止位置。清洗方法：选择物理、化学或联合清洗技术（如碳钢管道锈垢+水垢，采用“盐酸酸洗+钝化+高压水冲洗”）。工艺参数：清洗剂浓度、温度、循环时间、压力（如酸洗温度≤60℃，避免盐酸挥发加速腐蚀）。安全措施：隔离方案（盲板隔离与生产系统）、通风要求（受限空间强制通风）、废液处理方案（中和至pH6-9后排放）。人员分工：操作人员、监护人员、应急人员职责及联系方式。第四章物理清洗技术操作4.1高压水射流清洗4.1.1设备连接与调试将高压泵进水管放入清洗药液箱（若需添加缓蚀剂）或清水箱，出水管连接喷枪，喷枪通过快接头与管道清洗接口（法兰、短接）连接。启动高压泵，缓慢调节压力至设定值（碳钢管道40-70MPa，不锈钢30-50MPa），检查管路是否有泄漏，喷射雾化是否正常。4.1.2操作步骤喷头选择：旋转喷头（清洗直管段，覆盖角度360°）、扇形喷头（清洗弯头、三通，覆盖角度60°-120°），喷嘴直径2-4mm（根据流量匹配）。清洗顺序：从管道远端向近端推进，或分段清洗（每段长度≤50m），避免污垢堆积在未清洗段。操作规范：喷头与管道内壁距离保持100-300mm，移动速度0.1-0.5m/s（根据压力调整，压力大时加快速度）。弯头、焊缝等部位反复清洗2-3次，保证无残留污垢。定期检查喷嘴磨损情况（直径增大0.2mm时更换，避免压力下降）。4.1.3注意事项禁止对玻璃衬里、塑料管道（如PVC）使用超高压（>50MPa），防止损坏管道。清洗时操作人员站在喷头侧面，避免射流反弹伤人。4.2PIG清洗技术4.2.1PIG选型清管PIG：聚氨酯清管PIG（用于清除松散污垢，如泥沙、锈屑），钢刷PIG（用于清除硬质垢层，如水垢），测径PIG（检测管道变形）。尺寸选择：PIG外径比管道内径大5%-10%（保证与管道壁贴合紧密，如DN100管道选DN110PIG）。4.2.2发送与接收装置安装在管道起点（发送端）和终点（接收端）安装PIG发送筒和接收筒，筒体长度≥1.5倍管道直径，安装压力表、排污阀。发送筒与管道连接处加装密封圈（耐油、耐酸碱），接收筒出口连接废液收集槽。4.2.3PIG发送与跟踪将PIG涂抹润滑脂（如硅脂）后放入发送筒，关闭盲板，向发送筒注入压缩空气（压力0.2-0.4MPa）或水，推动PIG前进。采用电子跟踪仪（PIGTracker）或沿线信号接收器实时监控PIG位置，避免PIG卡堵（卡堵时，提高入口压力≤管道工作压力，严禁超压）。PIG到达接收筒后，缓慢打开泄压阀，取出PIG检查磨损情况，若表面破损严重需更换。4.2.4多次清洗流程对于顽固污垢，采用“清管PIG+钢刷PIG+测径PIG”组合清洗，每次清洗间隔30min（允许污垢软化）。4.3机械清洗4.3.1管道刮削清洗适用场景：大口径管道（DN≥200）硬质垢层（如厚水垢、结焦）。操作步骤：在管道两端安装驱动装置（电机或液压马达），连接旋转刮刀（材质为硬质合金，刀片角度30°-45°）。启动驱动装置，转速控制在50-100r/min，刮刀沿管道轴向推进，速度≤0.3m/min。刮削完成后，用高压水冲洗残留碎屑，从排污口排出。4.3.2管道内窥镜辅助清洗对于复杂管段（如多弯头、变径管），采用管道内窥镜（分辨率≥1080P）检查污垢分布，指导机械清洗工具精准定位，避免盲目操作。第五章化学清洗技术操作5.1化学清洗流程系统隔离→水冲洗→碱洗（除油）→酸洗（除垢）→中和→钝化→废液处理5.2系统隔离与水冲洗5.2.1系统隔离采用盲板将待清洗管道与生产系统完全隔离（禁止仅依靠阀门隔离，防止内漏）。打开管道所有排污口、排气口，保证清洗过程中气体和废液顺畅排出。5.2.2水冲洗用工业水（或软化水）冲洗管道，流速≥1m/s，直至出水清澈（浊度≤10NTU），pH值与进水一致（冲洗时间≥2h）。目的：清除管道内松散杂物、残留介质，为化学清洗创造条件。5.3碱洗（除油）5.3.1药液配制按2%氢氧化钠+1%碳酸钠+0.3%OP-10的比例配制碱洗液（例如1m³水加入20kgNaOH、10kgNa₂CO₃、3kgOP-10），搅拌均匀。加热至60-80℃（蒸汽盘管加热，避免明火），循环泵强制循环（流速0.8-1.2m/s）。5.3.2操作步骤碱洗时间6-8h（每2小时取样检测pH值，维持pH≥10）。观察碱洗液颜色变化（由无色变深褐色为油污溶解），结束后用工业水冲洗至pH≤9。5.4酸洗（除垢）5.4.1药液配制碳酸盐垢/锈垢：8%盐酸+0.5%Lan-826缓蚀剂（例如1m³水加入80kgHCl、5kgLan-826），搅拌均匀后检测浓度（酸碱滴定法）。硫酸盐垢：5%EDTA二钠溶液+0.3%缓蚀剂，加热至90-95℃（EDTA螯合反应需高温）。5.4.2操作步骤酸洗液循环时间4-6h（每小时监测铁离子浓度（邻菲啰啉分光光度法），当铁离子浓度趋于稳定时结束）。酸洗过程中控制温度：盐酸≤60℃，EDTA≤95℃；每30分钟检查管道腐蚀速率（挂片法，≤10g/m²·h）。酸洗结束后，用工业水冲洗至pH≥4，再用5%碳酸钠溶液中和（pH6-8）。5.5钝化5.5.1药液配制8%-10%亚硝酸钠溶液（或1%磷酸钠+0.2%亚硝酸钠复合钝化液），常温循环。5.5.2操作步骤钝化时间4-6h（每1小时取样检测钝化膜质量（硫酸铜点滴法，变色时间≥30s））。钝化后用压缩空气吹干管道内壁，或用氮气密封保存（防止二次锈蚀）。5.6废液处理酸洗废液：加石灰乳或碳酸钠中和至pH6-9，沉淀后过滤上清液排放（符合GB8978《污水综合排放标准》）。碱洗废液：加稀盐酸中和至pH6-9，去除重金属离子（如铁、铅）后排放。第六章物理化学联合清洗技术6.1适用场景顽固污垢：如重油管道结焦（油垢+碳质沉积物）、高温蒸汽管道氧化铁皮（Fe₃O₄+Fe₂O₃）。大型管道系统：单独物理或化学清洗效率低，需联合缩短工期。6.2联合清洗流程与操作要点6.2.1“化学软化+物理剥离”流程（以重油管道为例）化学预处理：注入5%氢氧化钠+2%表面活性剂溶液，加热至70-80℃，循环4h（皂化油垢，降低污垢黏附力）。高压水射流清洗：压力50-60MPa，使用扇形喷头重点清洗弯头、焊缝，清除软化后的油垢（化学处理后污垢剥离率≥80%）。PIG验证清洗：发送聚氨酯PIG，清除残留碎屑，PIG通过后内窥镜检查无残留污垢。6.2.2“酸洗+机械刮削”流程（以大口径碳钢管道氧化铁皮为例）酸洗：6%盐酸+0.4%缓蚀剂，常温循环3h（氧化铁皮溶解率≥90%）。机械刮削：旋转刮刀清除局部未溶解硬质垢层（转速80r/min，进给速度0.2m/min）。钝化：亚硝酸钠钝化，形成致密氧化膜，防止二次锈蚀。6.3参数协同控制化学清洗阶段：控制药液浓度、温度，避免过度腐蚀（如酸洗时间过长导致金属基体损伤）。物理清洗阶段：根据化学清洗后污垢状态调整压力（如软化后污垢硬度降低，可适当降低高压水压力至30-40MPa，减少管道磨损）。第七章清洗后处理与验收7.1清洗后处理7.1.1系统恢复拆除临时盲板、清洗接口，恢复管道保温层（破损处按原工艺修复）。安装复位仪表（压力表、温度计），校准零位。7.1.2管道干燥与保护压缩空气吹干：压力0.3-0.5MPa，流速≥10m/s，直至露点≤-40℃（露点检测仪监测）。长期停用管道：充入干燥氮气（压力0.05-0.1MPa），密封进出口，或注入缓蚀剂（如VPI气相缓蚀剂）。7.2验收标准7.2.1清洗效果验收检测项目合格标准检测方法目视检查管道内壁金属光泽清晰，无可见污垢、锈迹内窥镜检查（光照≥500lux）内径恢复率≥设计内径的95%（与原始图纸对比）超声波测厚仪+内径测量仪流量测试流量恢复率≥90%（与设计流量对比）流量计测量（精度±1%）腐蚀速率碳钢≤2g/m²·h，不锈钢≤0.5g/m²·h挂片法（ASTMG1）钝化膜质量硫酸铜点滴试验≥30s变色GB/T18590-20017.2.2安全与环保验收废液处理符合国家及地方排放标准（检测报告显示pH、COD、重金属等达标）。清洗过程无安全（无人员伤害、设备损坏、环境污染记录）。7.3验收流程施工单位自检：按上述标准进行检测，编制《清洗自检报告》。业主验收：业主组织第三方检测机构（具备CMA资质）进行复检，确认合格后签署《清洗验收合格书》。资料归档：将清洗方案、操作记录、检测报告、验收文件归档保存（保存期限≥管道设计寿命）。第八章安全操作规范8.1人员安全培训要求：操作人员需经专业培训（高压水射流、化学清洗、受限空间作业），考核合格后持证上岗。PPE穿戴：进入现场必须穿戴防化服、防护眼镜、橡胶手套、安全鞋；有毒环境佩戴正压式空气呼吸器（SCBA），呼吸器气瓶压力≥25MPa。健康监测：作业前人员体检（禁忌症：心脏病、高血压、皮肤病），作业中每2小时轮换一次，避免疲劳。8.2设备安全高压设备：高压软管每6个月进行1.5倍工作压力的水压试验，不合格立即更换；喷枪安装防脱卡箍，操作时严禁对人。电气设备：清洗泵、加热装置采用防爆型（爆炸危险区域ExdⅡBT4），接地电阻≤4Ω，定期检测绝缘电阻（≥10MΩ）。化学药剂存储：酸、碱分库存放（间距≥5m），标识清晰（“腐蚀性”“易燃”），配备泄漏应急处理物资（吸附沙、中和剂）。8.3环境安全通风要求：受限空间（如管道容器内）作业前，采用机械通风（通风量≥12次/h），检测氧气浓度19.5%-23.5%，可燃气体浓度≤爆炸下限的10%。废液处理：严禁直接排放，废液收集容器（耐酸碱）标识“危险废物”，交由有资质单位处理（转移联单保存5年）。噪声控制：高压清洗设备噪声≤85dB（A），超标的场所设置隔音棚，操作人员佩戴耳塞。8.4应急处理化学品泄漏：少量泄漏用吸附棉覆盖，大量泄漏疏散人员，佩戴SCBA处理，用中和剂中和（酸泄漏用石灰乳，碱泄漏用稀醋酸）。人员接触：皮肤接触酸液立即用大量清水冲洗15min，涂抹硼酸软膏；眼睛接触用生理盐水冲洗，送医治疗。设备故障：高压泵压力异常时立即停机，检查阀门、管路堵塞；PIG卡堵时，严禁盲目升压，应调整发送压力或采用PIG解堵工具（如爆破切割器）。第九章常见问题与故障处理9.1清洗不彻底原因：污垢类型判断错误（如将硫酸盐垢误判为碳酸盐垢，盐酸清洗无效）；清洗参数不足（如酸洗浓度低、温度不