生成；清洗全过程安全稳定。
除垢剂配方筛选严格按照上述原则要求，在确 保材料安全的基础上，充分考虑随船运输、安全存 放、保管、清洗速度，便于船员自清洗等诸多因 素。通过正交法对上百个配方进行研发配置，最后 确定采用材料适应性好、洗净率高、安全、无毒、 贮存期长，并便于船员使用的清洗配方。该除垢剂 主要以乙醇酸、EDTA为主剂，辅助配有OP一10 等表面活性剂、渗透剂、润实剂、聚醚F一68消泡 剂等辅剂复配而成，其主要化学分子式为
HOCH COOH。该除垢剂能快速与碳酸盐、硫酸盐 等混合水垢产生反应，与海盐水垢形成剥离、溶解 作用，达到除垢目的。其与蒸发器所结垢物的基本 化学反应如下：
CaCO3+H — }ca +H2O+c02 T Mg(OH)2+ H Mg2 +H2O
该除垢剂在研究过程中进行了pH值的缓冲控 制，确保了清洁效果又不产生腐蚀；pH值控制在 4～5左右。
2)对蒸发器母材一钛的安全防护。
清洗过程中设备母材不可避免的与酸、碱等介 质接触，常常会伴随着氢的析出，造成氢损伤。例 如：酸洗时，氢由下列阴极过程产生： 2H +e：~ '2H--~H2 T
碱洗时也能析出氢，而由下列阴极过程产生： 2H2O+2e：~ \一+2H— OH一+H2 T 上述阴极过程产生的氢原子(H)部分复合成 氢分子(H )从金属表面逸出，少数部分扩散渗
入金属内部，扩散的驱动力是氢原子的浓度差。扩 散渗透到金属内部的氢原子可以与钛金属元素化和 生成氢化物，可以复合成氢分子；还可以发生金相 变化，改变钛金属的性能。原子氢在钛材内部可能 生成脆性的TiH：，明显降低钛材料的强度，对蒸 发器造成氢损伤，而且这种氢损伤比钢铁设备产生 的氢损伤还要严重得多，即使通过失效和加热，变 脆的钛设备的塑性也无法恢复。因此，在钛设备采 用酸洗时，应特别注意氢损伤。该除垢剂研制配方 过程中成功地避免了上述问题，选用温和安全的乙 醇酸等作为清洗主剂，有效的防止了常规酸碱与钛 材料蒸发器反应而造成的氢损伤。
3)选用优良缓蚀剂，确保清洗过程对蒸发器 的缓蚀效果。
钛一般条件下易氧化，并在其表面生成一种惰 性的、吸附力强的Ti0 保护膜。该保护膜具有极
好的耐蚀性。但钛在可溶解的TiO 保护膜和限制 TiO，保护膜生成的介质中是不耐蚀的。如在氢氟 酸中，在加热时与钛发生反应生成TiF (化学反 应方程式为Ti+4HF=TiF +2H )；氢氟酸是钛的
最强溶剂，即使是浓度为1％ 的氢氟酸，也能与钛 发生激烈的反应(化学反应方程式为2Ti+6HF
— — TiF +3H )。在纯的非氧化性酸如：盐酸、硫 酸，钛同样是不耐蚀的，其腐蚀速率随酸的浓度、 温度升高而增大。钛在氢氟酸中的腐蚀，一般认为 是TiO 保护膜被扩散到表面的氢氟酸溶解了，F一充 当了破坏TiO 钝化膜的离子，盐酸、硫酸在产品加 工提纯过程中均含有F一。为确保对蒸发器进行安全 有效清洗，该除垢剂研制过程中首先弃选盐酸、氢 氟酸、硫酸等易对钛金属可能造成F一伤害的纯非氧 化性酸。在有机和无机缓蚀剂中选用有利于或促进 TiO 钝化保护膜生成的高效优质缓蚀剂。经数十次 缓蚀效果对比试验，最后优选确定缓蚀率达98．9％ 以上的包含NaNO 、KMnO 、NaC10，等强氧化性的 无机化合物试配的固体钛金属缓蚀剂。 4)除垢剂性能评定试验。 (1)腐蚀率。 - 30 ·
2012年第1期 杨青松，等：某型船造水机蒸发器除垢工艺研究 第25卷 对不同金属材质的试片进行取样，在该除垢剂 中进行6 h浸泡实验，以评定其腐蚀率。该除垢剂 对金属的腐蚀率通过实验详见表2。 表2 除垢剂在不同浓度下的腐蚀率
除垢剂浓度／％ 试片材质 温度 时间／h 腐蚀率／( m2·h) 备注 10 H62 常温 6 O．67 10 2O 钢 常温 6 0．55 10 纯铝 常温 6 0．22 10 钛 常温 6 0．003 6 H62 常温 6 0．53 6 2O 钢 常温 6 0．54 6 纯铝 常温 6 O．22 6 钛 常温 6 O．oo3 3 H62 常温 6 O．51 3 20 钢 常温 6 O．50 3 纯铝 常温 6 0．20 3 钛 常温 6 0．003
从表2可以看出：在常温状态下，清洗时间6
h，除垢剂浓度为3％ ～10％时，钛的腐蚀率均小 于或等于0．003 g／m h。实验充分验证了该除垢 剂常温下使用是安全可行的。
(2)除垢率。
该除垢剂的溶垢效果通过实验详见表3。
表3 除垢剂在不同浓度下的溶垢效果(除垢率)
清洗剂浓度／％ 温度 垢量／g 时间／h 溶垢效果 备注 10 常温 5．0 4 溶解完 6 常温 5．O 6 溶解完 3 常温 5．0 9 溶解完
从表3可见，该除垢剂在常温状态下，3％ ～
10％浓度均有良好的溶解能力，因浓度不同，时间 长短不同，根据垢层厚度选择不同浓度，4～10 h 可以完成设备的清洗除垢工作。 3．2 除垢工艺的确定
针对某型船蒸发器结垢的现状，为保障造水机 正常造水能力，在研制除垢剂的基础上，总结制定 了相应的除垢工艺。 1)清洗时机的选择。
清洗时机应在总结设备运行周期和结垢之间关 系的基础上确定。蒸发器传热面是否结垢和结垢的 程度，可从制淡能力下降情况和出水率等运行参数 上反应出来。这时，只要总结出运行参数的变化与 结垢厚度对出水率影响两者之间的变化情况，即可 确定蒸发器是否应该进行清洗。根据经验，当出水 率已出现明显下降(即造水能力为1．7～1．8 t／h)， 蒸发器传热面上的结垢已超过0．5～1．0 mm，应视 情清洗；当水垢厚度超过2．0 mm，出水率将下降
25％ ～30％ 时(即造水能力为1．5 t／h～1．6 t／h)， 此时就必须对蒸发器进行清洗。否则，蒸发器的扁 状管束间隙将被水垢局部堵死，此时结垢速度异常 加快，再清洗，将非常困难。 2)清洗操作程序。
当造水机出水率接近或已达到清洗时间选择标 准时，必须按如下程序清洗。
(1)根据某型船蒸发器的结构特性，针对清
洗过程中生成的大量气体汇集上行的特点，清洗时 必须按照清洗剂从低位注入，从最高位回液的要 求，便于大量气体从高位顺利排出，杜绝产生气 塞，影响清洗质量和效果。
(2)清洗开始后，应注意蒸发器内的反应剧
烈程度，当水垢较厚时，第一次注入的清洗剂反应 十分激烈，清洗剂浓度消耗非常大，通常第一箱清 洗剂刚注入蒸发器内，浓度将很快消耗并降低，因 此，应按照分多次装药液清洗的操作原则。一般情 况下，当蒸发器内水垢超过1．5 mm时，蒸发器需 清洗2～3次方能彻底洗净。
(3)在清洗过程中，要注意反应的状态，清
洗时间通常在6～8 h即可初步判断清洗是否结束。 当清洗反应平缓或无反应时，即可将蒸发器内的清 洗废液排出，通过监视孔或检查道门确认洗净情 况。如难以确定对除垢剂浓度的判断是否有效时， 可以用烧杯在配药箱内装取一些除垢液，将蒸发器 内提取的垢样放人烧杯，观察水垢溶解反应情况。 除上述方法外，还可用精密试纸定时测量清洗液的 pH值加以准确判断。当pH值在3．5左右时可认 为药剂基本反应完毕，这时可根据清洗需要添加除 垢药剂，如果此时水垢已经除尽可结束清洗。 (4)确认清洗结束后，因除垢剂对蒸发器钛
材管束无腐蚀且可促进其自钝化，故可直接用淡水 进行冲洗，而无需进行钝化处理。某型船蒸发器清 洗除垢工艺流程如下：组合工艺系统一水冲洗、试 漏一配置清洗剂一化学清洗一排放废液一淡水漂洗 一拆卸工艺系统一原系统回复一验收、交付使用。 4 实验室试验情况
通过从拆解报废的蒸发器上进行清洗实验，该 除垢剂只用8 h就将蒸发器管束间堵塞的难溶垢物 基本清除，洗净率高达98％。 (下转第34页) · 31 ·
2012年第1期 中国修船 第25卷 如下。
1)侧推导筒内部搭建脚手架、安装方形浮筒
和防浪挡板，将滑油、工具、备件等吊运或搬运到 预定位置等。
2)拆除侧推齿轮箱导流罩，系统注入约150
L滑油后，发现油就从主轴密封处漏出，由此判断 主轴密封装置损坏。
3)拆开密封圈：外侧2道防水密封圈移动位 置，经过检查确认密封圈本身完好无损。 4)第2道密封圈移开后，主轴上发现一些黑
色碎末，立即拍照和取样留存；接着拆除第3道挡 油密封圈，发现第3道油封唇部拉伤，且衬套上有 油封溶掉碎末，应该就是此处导致侧推系统漏油。 5)放除侧推系统内的存油，发现滑油有轻微
乳化现象，且尝味不咸，判断海水未对侧推系统造 成严重破坏。
6)把第3道密封罩壳拆出，切断和取出该密
封圈，确认密封圈唇边整圈损坏，主轴上没有明显 损伤但有橡胶粘着的痕迹。
7)立即更换损坏的油封，完成后将轴封还 原。
8)拆开齿轮箱后盖，发现底部有大量乳化油
沉积物，油封溶掉碎沫，给油环处有少量浮锈痕 迹，用柴油清洗，恢复正常。
9)接着还原齿轮箱后盖，再给侧推的系统注
油，串油清洗2次，共约5 h，其中含有2 h变螺 距运行时间，其间均无漏油情况。
10)还原导流罩，防松螺栓紧固，将工程辅
助设施拆除，同时清洁导筒内部，将有磨损的船体 (上接第31页) 5 结束语
以上研究证明，该除垢剂具有操作简便、安 全、无毒、高效、贮存方便等特点，适用于清除 钛、钢、铜及铝质材料表面的沉积物，且抗氢脆性 能优越，腐蚀轻微、无毒性，废液处理简单方便， 较好地解决了某型船造水机蒸发器结垢难题。使用 该除垢剂，同时还会在金属表面形成保护膜，防止 金属腐蚀。该除垢剂虽含多种化学酸，但属于混合 表面重新油漆，侧推的全系统安全检查确认无误。 至此，修理工程结束，艏侧推将在海上进行功 能试验，继续观察系统运行情况。 2．3 故障原因分析
密封圈是通过唇部端与衬套表面接触来保持密 封性，打开的3 密封圈的唇部，其中央部分像是 被挖掉，有很深的划伤；衬套与3 密封圈接触部 分的磨损量为0．03 mm，表面基本光滑，和唇部接 触的中央部分无被切削痕迹。由此认为唇部的中央 部分被挖掉的原因可能是异物被卷入，旋转时异物 划伤密封圈。由于以上的情况，衬套的接触面产生 间隙，并划伤唇部，从而使密封性能下降，导致漏 油。可见新造船时对该系统清洁和串油清洗还是非 常重要的。 3 结语
由于前期准备充分，漏油位置和原因判断基本 正确，修理方案合理有序，所以施工过程非常顺 利。该轮经过一定时间的海上试验，一切运行正 常，艏侧推维修后漏油情况得到排除。本次艏侧推 维修工作是在码头完成的，不仅节省了时间，而且 节约坞修费用，是一次有指导意义的尝试。 参考文献
[1]陆俊岫．船舶建造质量检验[M]．哈尔滨：哈尔滨工 程大学出版社，2004． [2]孙柯，赵建海．“维比克” 轮侧推器的改装修复[J]． 广东造船，2009 (3)．
[3]龙飞，王梦莲，杨俊飞．艏侧推装置及其应用研究