HYT 189-2015 海水冷卻水處理碳鋼緩蝕阻垢劑技術(shù)要求

中華人民共和國海洋行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)海水冷卻水處理碳鋼緩蝕阻垢劑技術(shù)要求2015-07-30發(fā)布I本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC283)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所、天津市塘沽中海防腐技術(shù)開發(fā)公司。1海水冷卻水處理碳鋼緩蝕阻垢劑技術(shù)要求1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了海水冷卻水處理碳鋼緩蝕阻垢劑產(chǎn)品的技術(shù)要求、試驗方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于海水冷卻水處理碳鋼緩蝕阻垢劑的研制和生產(chǎn)使用。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T603化學(xué)試劑試驗方法中所用制劑及制品的制備GB/T6682分析實(shí)驗室用水規(guī)格和試驗方法GB8978污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB17378.4海洋監(jiān)測規(guī)范第4部分：海水分析GB/T23248海水循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范HG/T2160冷卻水動態(tài)模擬試驗方法HG/T3523冷卻水化學(xué)處理標(biāo)準(zhǔn)腐蝕試片技術(shù)條件HG/T3539工業(yè)循環(huán)冷卻水鐵含量的測定鄰菲啰啉分光光度法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。[GB50050—2007,定義2.1.13]通過式(1)定義腐蝕速率：式中：X——腐蝕速率，單位為毫米每年(mm/a);m?——試片酸洗空白試驗的質(zhì)量損失平均值，單位為克(g):s——試片的表面積，單位為平方厘米(cm2);p——試片的密度，單位為克每立方厘米(g/cm3);8760——每年365天的小時數(shù)，單位為小時每年(h/a);10——厘米與毫米間的進(jìn)率，單位為毫米每厘米(mm/cm)。2η——緩蝕率.%,濃縮倍數(shù)cycleofconcentrat4.1碳鋼海水緩蝕阻垢劑緩蝕控垢技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表1要求。工程現(xiàn)場腐蝕速率/(mm/a)污垢熱阻值/(m2·℃/W)注：N代表濃縮倍數(shù)。質(zhì)應(yīng)符合表2要求?？偭?以P計)總鋅35試驗方法5.1腐蝕速率、緩蝕率的測定5.1.1實(shí)驗室腐蝕速率、緩蝕率的測定方法見附錄A。5.1.2動態(tài)模擬試驗、工程現(xiàn)場試驗的腐蝕速率、污垢熱阻值的測定方法見附錄B。5.2腐蝕試片(樣)外觀的測定用目測法進(jìn)行腐蝕試片(樣)外觀測定，見A.4.5.3、B.5.2.3。5.3引起水質(zhì)變化有關(guān)污染物的測定碳鋼海水緩蝕阻垢劑在隨循環(huán)濃海水排放時，引起水質(zhì)變化有關(guān)污染物的測定方法按表2規(guī)定的檢測方法執(zhí)行。4(規(guī)范性附錄)A.1試劑和材料除另有規(guī)定外，本方法所用試劑均為分析純試劑；實(shí)驗用水應(yīng)符合GB/T6682中三級及以上水的a)石油醚；b)無水乙醇；d)三氧化二銻；h)碳鋼酸洗液：1000mL鹽酸[A.1c]]中，加入20g三氧化二銻(A.1d)],50g氯化亞錫[A.1e]],充分溶解。也可采用其他高效碳鋼酸洗緩蝕劑配制酸洗液；i)海水水處理劑；j)原海水：天然海水，符合GB/T23248中海水補(bǔ)充水水質(zhì)指標(biāo)；k)濃縮海水：在適當(dāng)容積的燒杯中加入一定濃度的海水水處理劑[A.1i]],加原海水[A.1j]]至一定刻度線，對應(yīng)容積計為V,然后將燒杯置于恒溫水浴中，溫度控制在(50±1)℃,自然蒸發(fā)至所需濃縮倍數(shù)K,此時對應(yīng)容積為V/K。濃縮過程中，也可保持海水液位在一恒定刻度線基本不變，蒸發(fā)損失的量用計量的原海水及時補(bǔ)充，直到試驗所需的濃縮倍數(shù)；也可采用分析濃縮海水和原海水中氯離子(Cl-)濃度之比來控制濃縮倍數(shù)。A.2.1試驗裝置：見圖A.1。旋轉(zhuǎn)掛片儀應(yīng)符合以下要求：a)水浴溫度控制范圍：25℃~80℃,精度±1℃;b)水浴溫度波動度及溫度均勻度：均不大于±0.5℃;c)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速75r/min～150r/min,精度±3%;d)旋轉(zhuǎn)軸、試片固定裝置(試片安裝半徑為35mm)、試杯需用絕緣材料制作，并耐海水腐蝕；e)能連續(xù)運(yùn)行200h以上。A.2.2試片：碳鋼試片，符合HG/T3523的規(guī)定。根據(jù)實(shí)際需要也可選用特殊規(guī)格的試片，尺寸測量精確到0.1mm.A.2.3試杯：2000mL玻璃燒杯。5圖A.1旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗裝置A.3試驗條件試液溫度：(50±1)℃。根據(jù)實(shí)際需要也可選用其他溫度。試片線速度：(0.35±0.02)m/s。根據(jù)實(shí)際需要也可選用其他速度(0.30m/s～0.50試液體積與試片面積比：20mL/cm2~40mL/cm2。試片上端與試液面的距離：大于2cm。A.3.5平行試驗數(shù)目：對每個試驗條件，應(yīng)有4個～6個試片進(jìn)行平行試驗。A.3.6試驗周期：72h。根據(jù)實(shí)際需要可延長至96h～168h。A.3.7根據(jù)試驗要求，確定試片是否進(jìn)行預(yù)膜處理。A.4.1試片表面處理、稱量將試片(A.2.2)用濾紙把油脂擦拭干凈，然后分別在石油醚[A.1a]]和無水乙醇[A.1b]]中用脫脂棉擦洗(每10片試片用50mL上述試劑),用濾紙吸干，置干燥器中4h以上，稱量(精確到0.0001g),保存于干燥器中，待用。A.4.2試片預(yù)膜處理對稱重后試片(A.4.1)進(jìn)行預(yù)膜處理。在試杯(A.2.3)中加入2000mL原海水(A.1j)],加入一定量的海水緩蝕預(yù)膜劑[A.1i]],混合均勻(必要時需用硫酸溶液[A.1g)]調(diào)預(yù)膜液pH值),將試杯置于6恒溫水浴中，待試杯中海水到達(dá)設(shè)定溫度后掛入試片，啟動電動機(jī)，使試片按規(guī)定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，持續(xù)24h~48h即可。預(yù)膜后試片可立即換入緩蝕液中進(jìn)行試驗；也可用自來水沖洗后，用濾紙吸干，置于干燥器中待用。A.4.3緩蝕貯備液配制將海水處理劑(緩蝕劑)[A.1i]]天或前一天配制。配制成貯備溶液，貯備液濃度為使用濃度的100倍。貯備液須當(dāng)A.4.4緩蝕試驗A.4.4.1在2000mL試杯(A.2.3)中加入定量的緩蝕貯備溶液(A.4.3),精確到0.02mL,加原海水[A.1j]]或濃縮海水[A.1k]]至一定體積(溶液總體積按A.3.3的規(guī)定計算),在試杯外壁與液面同一水平處畫上刻度線，混勻，即為試液。測定試液的pH值后，將試杯置于恒溫水浴中。A.4.4.2待試液達(dá)到規(guī)定溫度時，掛入試片(A.4.1,A.4.2),啟動電動機(jī)，使試片按規(guī)定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，并開始計時。A.4.4.3試杯不加蓋，令試液自然蒸發(fā)，每天早晚補(bǔ)加蒸餾水或試驗海水(達(dá)到濃縮倍數(shù)后補(bǔ)加蒸餾水)各一次至刻度線(A.4.4.1)。A.4.4.4在試驗過程中，根據(jù)實(shí)際需要，可更換試液。A.4.4.5當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)時間達(dá)到規(guī)定值時，停止試片轉(zhuǎn)動，令試液自然冷卻至室溫，測定試驗后試液的pH值。A.4.4.6同時，做未加海水處理劑的空白試驗。A.4.5試片后處理A.4.5.1將試片用自來水沖洗干凈，然后在20℃~25℃條件下在酸洗溶液[A.1h]]中浸泡1min~3min取出(處理前去除松散的腐蝕產(chǎn)物，有時需延長時間，直至腐蝕產(chǎn)物清除干凈),迅速用自來水沖洗后，立即浸入氫氧化鈉溶液[A.1f]]中約30s取出，用自來水沖洗，軟橡皮擦拭，再用濾紙擦拭吸干，放入無水乙醇[A.1b]]中浸泡約3min后，用濾紙吸干，置于干燥器中4h以上，稱重(精確到0.0001g)。A.4.5.2同時用4個～6個已稱重的新試片(A.4.1)按A.4.5.1做酸洗空白試驗。A.4.5.3對試驗后的試片在清洗處理前、后觀察記錄外觀，并拍照。A.5結(jié)果的表示和計算A.5.1腐蝕速率X按式(1)計算。A.5.2緩蝕率η按式(2)計算。A.6最大允許誤差取3片以上試片平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值作為測定結(jié)果(腐蝕率或試片質(zhì)量損失率);單個平行測定結(jié)果與算術(shù)平均值的相對偏差不超過算術(shù)平均值的±10%。反之，舍去相對偏差超過±10%的相關(guān)數(shù)據(jù)，重新計算。7(規(guī)范性附錄)海水循環(huán)冷卻動態(tài)模擬試驗方法——腐蝕速率、污垢熱阻的測定B.1試劑和材料a)試劑：同A.1。b)試驗用水：工程實(shí)際使用的海水。若不具備時，可使用試驗所在地的海水并進(jìn)行調(diào)配，調(diào)配海水應(yīng)對其主要成分含量進(jìn)行分析，與工程用水相比相對誤差控制在±2.5%內(nèi)。B.2儀器設(shè)備B.2.1試驗裝置1——海水槽；2——補(bǔ)水泵；3——補(bǔ)水箱；4——液位計；5——浮球閥；6——集水池；8——循環(huán)泵；9——轉(zhuǎn)子流量計；10——進(jìn)口掛片盒；11——流量變送器；12——流量調(diào)節(jié)閥；13——進(jìn)口腐蝕探頭；14——進(jìn)口測溫筒；15——監(jiān)測換熱器；16——蒸汽冷凝器；17——流量開關(guān)；18——鍋爐；19——出口測溫筒；20——出口腐蝕探頭；21——出口掛片盒；22——電動排污閥；23——軸流防爆風(fēng)機(jī)；24——冷卻塔；25——風(fēng)門控制器；26——塔底測溫孔；27——計量泵1;28——計量泵2。圖B.1海水循環(huán)冷卻動態(tài)模擬試驗裝置8B.2.2換熱器系統(tǒng)B.2.2.1換熱器熱介質(zhì)為常壓下飽和蒸汽，對于換熱強(qiáng)度小的試驗，電加熱水可參照使用。B.2.2.2試驗管選用與所模擬現(xiàn)場設(shè)備相同的金屬材料和規(guī)格，亦可根據(jù)實(shí)際情況選用不同規(guī)格。B.2.3冷卻塔系統(tǒng)冷卻幅度：5℃~13℃。B.2.4儀表系統(tǒng)B.2.4.1測溫元件：用Pt100鉑電阻或其他的測溫元件；亦可選用水銀溫度計(測量范圍0℃~50℃、50℃~100℃),分度值0.1℃。B.2.4.2流量控制元件：可采用手控轉(zhuǎn)子流量計(測控范圍0m3/h～2m3/h),誤差不超過±2.5%。亦可選用自動控制。B.2.5管路系統(tǒng)用自動排污系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)濃縮倍數(shù)控制，濃縮倍數(shù)控制誤差在±0.1內(nèi)。B.2.7腐蝕檢測系統(tǒng)在換熱器進(jìn)、出口宜設(shè)置腐蝕測量掛片盒，同時亦可在集水池中設(shè)置掛片。B.2.8.1試驗過程中，用微機(jī)管理控制系統(tǒng)和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。B.2.8.2換熱器進(jìn)口或出口溫度應(yīng)恒定控制，自動調(diào)節(jié)，水溫波動不大于±0.2℃。B.2.8.3流量自動調(diào)節(jié)(測控范圍0m3/h～3m3/h),監(jiān)控誤差不超過循環(huán)水流量的±1%。B.3試驗準(zhǔn)備B.3.1試片前處理B.3.2試驗管前處理B.3.2.1選管：根據(jù)試驗要求，每組試驗選擇若干根內(nèi)表面狀況良好的試管(B.2.2.2)。B.3.2.2表面處理：先用粗水砂紙將試驗管內(nèi)坑蝕磨平，再逐級用細(xì)水砂紙進(jìn)一步打磨，直到600#水9B.3.2.3稱量：單根重量小于200g,稱準(zhǔn)至0.1mg;單根重量大于200g,小于6kg,稱準(zhǔn)至10mg。B.3.3儀表校正和軟件驗證每次試驗前用自來水進(jìn)行系統(tǒng)清洗。必要時可對主要部件進(jìn)行拆卸，人工清洗干凈(如轉(zhuǎn)子流量30min后再停水泵。隔5min～30min記錄一次冷卻水進(jìn)出口溫度、蒸汽(熱水)溫度、冷卻水流量共6次～10次(記錄時應(yīng)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行不得少于15d,在瞬時污垢熱阻-時間曲線出現(xiàn)漸近線平臺穩(wěn)定運(yùn)行2d后，作為試得大于6h。按(B.4.3)測出瞬時污垢熱阻r,以rs為縱坐標(biāo)，相應(yīng)的時間(h)為橫坐標(biāo)，繪制出污垢熱阻-時間曲線。然后取圖中平滑曲線最高的r值乘1.1(HG/T2160中9.2.2)即為年污垢熱阻(rj)。如