料储罐的耐腐蚀性是其核心性能指标,直接关系到设备的使用寿命和安全性。系统化的检测方法通常包含以下步骤和手段:
1. 检测前的准备与信息收集
明确腐蚀介质: 确定储罐将接触的具体化学品的名称、浓度、温度、压力、是否混合、有无杂质(如金属离子、颗粒物)等。这是选择检测方法和评估结果的基础。
了解工况条件: 包括操作温度范围(特别是高温)、压力变化、循环频率、是否接触空气/氧气、光照(尤其是紫外线)等环境因素。
确认塑料材料信息: 储罐主体、焊缝、法兰、内衬等使用的具体塑料类型(如PP, PE, PVC, PVDF, ETFE等)、牌号、制造商信息。
设定评价标准: 根据应用需求,确定可接受的性能变化阈值(如重量变化率、强度损失率、外观变化程度)。
2. 实验室检测方法 (通常是破坏性或加速性)
浸泡试验 (ASTM D543, ISO 175): 这是较为核心、常用的方法。
过程: 将标准化的塑料试片(通常取自储罐材料或同批次板材/焊样)浸泡在目标化学介质中。设置不同的温度(通常高于实际使用温度以加速)和时间周期(数天、数周、数月甚至数年)。
评价指标:
重量变化 (%): 测量浸泡前后试片的重量变化。重量增加可能表示吸收溶胀,减少可能表示溶解或组分被萃取。
尺寸变化 (%): 测量长度、宽度、厚度的变化,评估溶胀或收缩。
力学性能变化 (%): 测试浸泡后试片的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、硬度等,并与原始值比较,评估材料劣化程度。
外观变化: 观察试片表面是否出现变色、失去光泽、龟裂、起泡、软化、脆化、溶解等现象。
结果解读: 将测得的变化率与预先设定的可接受标准或同类型材料在相同条件下的已知数据进行比较,判断耐腐蚀性是否合格。
环境应力开裂 (ESC) 测试 (ASTM D1693, ISO 4600): 塑料在特定化学介质和应力(内应力或外加应力)共同作用下更容易开裂。常用弯曲试条法或恒定拉伸应力法,评估材料在化学介质中抵抗应力开裂的能力。这对PE等材料尤其重要。
渗透性测试: 对于储存挥发性或渗透性强的化学品,需要评估塑料材料对该化学品的阻隔性能(渗透速率)。
3. 现场检测与监测方法 (通常是非破坏性或长期监测)
挂片试验: 这是将实验室浸泡试验延伸到实际工况下的有效方法。
过程: 将已知材质和尺寸的塑料试片(挂片)固定在储罐内部(浸没在介质中)或旁路循环系统中。定期(如每3个月、6个月、1年)取出,进行与实验室浸泡试验相同的评价(重量、尺寸、力学性能、外观)。
优势: 直接反映材料在真实介质、温度、浓度、杂质、流动状态等综合条件下的长期性能。
非破坏性检测 (NDT):
目视检查 (内窥镜): 定期检查储罐内壁、焊缝、法兰等区域是否有变色、斑点、裂纹、起泡、溶胀、沉积物、机械损伤等迹象。
壁厚测量 (超声波测厚仪): 定期测量关键部位(尤其是液位波动区、焊缝、底部)的壁厚,与初始值或设计值比较,监测因腐蚀/溶胀导致的壁厚减薄或增厚。
硬度测试 (巴氏硬度计等): 测量材料表面硬度,与原始值比较。硬度显著下降可能表明材料软化(如增塑剂被萃取或聚合物降解),硬度增加可能表明脆化(如交联或结晶度变化)。
敲击测试: 用木槌或塑料锤敲击罐体,通过声音判断是否存在大面积分层、严重溶胀或内部空洞(声音沉闷异常)。
在线监测:
介质成分分析: 定期检测储罐内介质成分,观察是否有塑料添加剂(如稳定剂、增塑剂)被萃取到介质中的迹象。
渗漏监测: 对于双层罐或安装有渗漏检测系统的储罐,监测夹层或检测点是否有介质渗入。
4. 结果分析与应用
综合评估: 将实验室数据和现场监测数据结合起来分析,全面评估材料的耐腐蚀性能。
寿命预测: 基于加速老化试验(如高温浸泡)和实际挂片数据,结合材料劣化模型,可以预测储罐在特定工况下的预期使用寿命。
选型与验证: 检测结果为新储罐选材提供直接依据,或验证现有储罐所用材料是否适用于计划盛装的新介质。
维护决策: 现场检测结果(如壁厚减薄、硬度变化、发现裂纹)是决定储罐是否需要维修、加强监控或提前更换的关键依据。
重要提示:
标准参考: 遵循相关国际标准(如ASTM, ISO)或行业规范进行测试,确保结果的可比性和可靠性。
代表性取样: 实验室试片和现场挂片应能代表储罐实际使用的材料(包括焊接区域)。
安全余量: 检测结果合格仅表明在测试条件下满足要求。实际应用中,通常建议留有足够的安全余量(如选择更高耐蚀等级的材料,或降低实际使用温度和浓度上限)。
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