HYT 189-2015 海水冷却水处理碳钢缓蚀阻垢剂技术要求

中华人民共和国海洋行业标准海水冷却水处理碳钢缓蚀阻垢剂技术要求2015-07-30发布I本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所提出。本标准由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC283)归口。本标准起草单位：国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所、天津市塘沽中海防腐技术开发公司。1海水冷却水处理碳钢缓蚀阻垢剂技术要求1范围本标准规定了海水冷却水处理碳钢缓蚀阻垢剂产品的技术要求、试验方法。本标准适用于海水冷却水处理碳钢缓蚀阻垢剂的研制和生产使用。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T603化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB8978污水综合排放标准GB17378.4海洋监测规范第4部分：海水分析GB/T23248海水循环冷却水处理设计规范HG/T2160冷却水动态模拟试验方法HG/T3523冷却水化学处理标准腐蚀试片技术条件HG/T3539工业循环冷却水铁含量的测定邻菲啰啉分光光度法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。[GB50050—2007,定义2.1.13]通过式(1)定义腐蚀速率：式中：X——腐蚀速率，单位为毫米每年(mm/a);m₀——试片酸洗空白试验的质量损失平均值，单位为克(g):s——试片的表面积，单位为平方厘米(cm²);p——试片的密度，单位为克每立方厘米(g/cm³);8760——每年365天的小时数，单位为小时每年(h/a);10——厘米与毫米间的进率，单位为毫米每厘米(mm/cm)。2η——缓蚀率.%,浓缩倍数cycleofconcentrat4.1碳钢海水缓蚀阻垢剂缓蚀控垢技术指标应符合表1要求。工程现场腐蚀速率/(mm/a)污垢热阻值/(m²·℃/W)注：N代表浓缩倍数。质应符合表2要求。总磷(以P计)总锌35试验方法5.1腐蚀速率、缓蚀率的测定5.1.1实验室腐蚀速率、缓蚀率的测定方法见附录A。5.1.2动态模拟试验、工程现场试验的腐蚀速率、污垢热阻值的测定方法见附录B。5.2腐蚀试片(样)外观的测定用目测法进行腐蚀试片(样)外观测定，见A.4.5.3、B.5.2.3。5.3引起水质变化有关污染物的测定碳钢海水缓蚀阻垢剂在随循环浓海水排放时，引起水质变化有关污染物的测定方法按表2规定的检测方法执行。4(规范性附录)A.1试剂和材料除另有规定外，本方法所用试剂均为分析纯试剂；实验用水应符合GB/T6682中三级及以上水的a)石油醚；b)无水乙醇；d)三氧化二锑；h)碳钢酸洗液：1000mL盐酸[A.1c]]中，加入20g三氧化二锑(A.1d)],50g氯化亚锡[A.1e]],充分溶解。也可采用其他高效碳钢酸洗缓蚀剂配制酸洗液；i)海水水处理剂；j)原海水：天然海水，符合GB/T23248中海水补充水水质指标；k)浓缩海水：在适当容积的烧杯中加入一定浓度的海水水处理剂[A.1i]],加原海水[A.1j]]至一定刻度线，对应容积计为V,然后将烧杯置于恒温水浴中，温度控制在(50±1)℃,自然蒸发至所需浓缩倍数K,此时对应容积为V/K。浓缩过程中，也可保持海水液位在一恒定刻度线基本不变，蒸发损失的量用计量的原海水及时补充，直到试验所需的浓缩倍数；也可采用分析浓缩海水和原海水中氯离子(Cl-)浓度之比来控制浓缩倍数。A.2.1试验装置：见图A.1。旋转挂片仪应符合以下要求：a)水浴温度控制范围：25℃~80℃,精度±1℃;b)水浴温度波动度及温度均匀度：均不大于±0.5℃;c)旋转轴转速75r/min～150r/min,精度±3%;d)旋转轴、试片固定装置(试片安装半径为35mm)、试杯需用绝缘材料制作，并耐海水腐蚀；e)能连续运行200h以上。A.2.2试片：碳钢试片，符合HG/T3523的规定。根据实际需要也可选用特殊规格的试片，尺寸测量精确到0.1mm.A.2.3试杯：2000mL玻璃烧杯。5图A.1旋转挂片腐蚀试验装置A.3试验条件试液温度：(50±1)℃。根据实际需要也可选用其他温度。试片线速度：(0.35±0.02)m/s。根据实际需要也可选用其他速度(0.30m/s～0.50试液体积与试片面积比：20mL/cm²~40mL/cm²。试片上端与试液面的距离：大于2cm。A.3.5平行试验数目：对每个试验条件，应有4个～6个试片进行平行试验。A.3.6试验周期：72h。根据实际需要可延长至96h～168h。A.3.7根据试验要求，确定试片是否进行预膜处理。A.4.1试片表面处理、称量将试片(A.2.2)用滤纸把油脂擦拭干净，然后分别在石油醚[A.1a]]和无水乙醇[A.1b]]中用脱脂棉擦洗(每10片试片用50mL上述试剂),用滤纸吸干，置干燥器中4h以上，称量(精确到0.0001g),保存于干燥器中，待用。A.4.2试片预膜处理对称重后试片(A.4.1)进行预膜处理。在试杯(A.2.3)中加入2000mL原海水(A.1j)],加入一定量的海水缓蚀预膜剂[A.1i]],混合均匀(必要时需用硫酸溶液[A.1g)]调预膜液pH值),将试杯置于6恒温水浴中，待试杯中海水到达设定温度后挂入试片，启动电动机，使试片按规定转速转动，持续24h~48h即可。预膜后试片可立即换入缓蚀液中进行试验；也可用自来水冲洗后，用滤纸吸干，置于干燥器中待用。A.4.3缓蚀贮备液配制将海水处理剂(缓蚀剂)[A.1i]]天或前一天配制。配制成贮备溶液，贮备液浓度为使用浓度的100倍。贮备液须当A.4.4缓蚀试验A.4.4.1在2000mL试杯(A.2.3)中加入定量的缓蚀贮备溶液(A.4.3),精确到0.02mL,加原海水[A.1j]]或浓缩海水[A.1k]]至一定体积(溶液总体积按A.3.3的规定计算),在试杯外壁与液面同一水平处画上刻度线，混匀，即为试液。测定试液的pH值后，将试杯置于恒温水浴中。A.4.4.2待试液达到规定温度时，挂入试片(A.4.1,A.4.2),启动电动机，使试片按规定转速转动，并开始计时。A.4.4.3试杯不加盖，令试液自然蒸发，每天早晚补加蒸馏水或试验海水(达到浓缩倍数后补加蒸馏水)各一次至刻度线(A.4.4.1)。A.4.4.4在试验过程中，根据实际需要，可更换试液。A.4.4.5当运转时间达到规定值时，停止试片转动，令试液自然冷却至室温，测定试验后试液的pH值。A.4.4.6同时，做未加海水处理剂的空白试验。A.4.5试片后处理A.4.5.1将试片用自来水冲洗干净，然后在20℃~25℃条件下在酸洗溶液[A.1h]]中浸泡1min~3min取出(处理前去除松散的腐蚀产物，有时需延长时间，直至腐蚀产物清除干净),迅速用自来水冲洗后，立即浸入氢氧化钠溶液[A.1f]]中约30s取出，用自来水冲洗，软橡皮擦拭，再用滤纸擦拭吸干，放入无水乙醇[A.1b]]中浸泡约3min后，用滤纸吸干，置于干燥器中4h以上，称重(精确到0.0001g)。A.4.5.2同时用4个～6个已称重的新试片(A.4.1)按A.4.5.1做酸洗空白试验。A.4.5.3对试验后的试片在清洗处理前、后观察记录外观，并拍照。A.5结果的表示和计算A.5.1腐蚀速率X按式(1)计算。A.5.2缓蚀率η按式(2)计算。A.6最大允许误差取3片以上试片平行测定结果的算术平均值作为测定结果(腐蚀率或试片质量损失率);单个平行测定结果与算术平均值的相对偏差不超过算术平均值的±10%。反之，舍去相对偏差超过±10%的相关数据，重新计算。7(规范性附录)海水循环冷却动态模拟试验方法——腐蚀速率、污垢热阻的测定B.1试剂和材料a)试剂：同A.1。b)试验用水：工程实际使用的海水。若不具备时，可使用试验所在地的海水并进行调配，调配海水应对其主要成分含量进行分析，与工程用水相比相对误差控制在±2.5%内。B.2仪器设备B.2.1试验装置1——海水槽；2——补水泵；3——补水箱；4——液位计；5——浮球阀；6——集水池；8——循环泵；9——转子流量计；10——进口挂片盒；11——流量变送器；12——流量调节阀；13——进口腐蚀探头；14——进口测温筒；15——监测换热器；16——蒸汽冷凝器；17——流量开关；18——锅炉；19——出口测温筒；20——出口腐蚀探头；21——出口挂片盒；22——电动排污阀；23——轴流防爆风机；24——冷却塔；25——风门控制器；26——塔底测温孔；27——计量泵1;28——计量泵2。图B.1海水循环冷却动态模拟试验装置8B.2.2换热器系统B.2.2.1换热器热介质为常压下饱和蒸汽，对于换热强度小的试验，电加热水可参照使用。B.2.2.2试验管选用与所模拟现场设备相同的金属材料和规格，亦可根据实际情况选用不同规格。B.2.3冷却塔系统冷却幅度：5℃~13℃。B.2.4仪表系统B.2.4.1测温元件：用Pt100铂电阻或其他的测温元件；亦可选用水银温度计(测量范围0℃~50℃、50℃~100℃),分度值0.1℃。B.2.4.2流量控制元件：可采用手控转子流量计(测控范围0m³/h～2m³/h),误差不超过±2.5%。亦可选用自动控制。B.2.5管路系统用自动排污系统，实现浓缩倍数控制，浓缩倍数控制误差在±0.1内。B.2.7腐蚀检测系统在换热器进、出口宜设置腐蚀测量挂片盒，同时亦可在集水池中设置挂片。B.2.8.1试验过程中，用微机管理控制系统和进行数据处理。B.2.8.2换热器进口或出口温度应恒定控制，自动调节，水温波动不大于±0.2℃。B.2.8.3流量自动调节(测控范围0m³/h～3m³/h),监控误差不超过循环水流量的±1%。B.3试验准备B.3.1试片前处理B.3.2试验管前处理B.3.2.1选管：根据试验要求，每组试验选择若干根内表面状况良好的试管(B.2.2.2)。B.3.2.2表面处理：先用粗水砂纸将试验管内坑蚀磨平，再逐级用细水砂纸进一步打磨，直到600#水9B.3.2.3称量：单根重量小于200g,称准至0.1mg;单根重量大于200g,小于6kg,称准至10mg。B.3.3仪表校正和软件验证每次试验前用自来水进行系统清洗。必要时可对主要部件进行拆卸，人工清洗干净(如转子流量30min后再停水泵。隔5min～30min记录一次冷却水进出口温度、蒸汽(热水)温度、冷却水流量共6次～10次(记录时应系统连续运行不得少于15d,在瞬时污垢热阻-时间曲线出现渐近线平台稳定运行2d后，作为试得大于6h。按(B.4.3)测出瞬时污垢热阻r,以rs为纵坐标，相应的时间(h)为横坐标，绘制出污垢热阻-时间曲线。然后取图中平滑曲线最高的r值乘1.1(HG/T2160中9.2.2)即为年污垢热阻(rj)。如