鹽酸酸洗緩蝕課劑應(yīng)用性能評價指標(biāo)及浸泡腐蝕試驗(yàn)方法

1、.中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 鹽酸酸洗緩蝕劑應(yīng)用性能評價指標(biāo) DL/T 52393 及浸泡腐蝕試驗(yàn)方法 Practice Evaluation of Inhibitor for Hydrochloric Acid and Immersion Corrosion Testing of Method 中華人民共和國電力工業(yè)部1993-12-23批準(zhǔn) 1994-06-01實(shí)施 1主題內(nèi)容及適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了火力發(fā)電機(jī)組和蒸汽動力設(shè)備鍋爐鹽酸酸洗緩蝕劑的評價指標(biāo) 和評價試驗(yàn)方法。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于火力發(fā)電機(jī)組和蒸汽動力設(shè)備鍋爐鹽酸酸洗緩蝕劑應(yīng)用性能的 評定(如靜態(tài)腐蝕速度、緩蝕效率、熱穩(wěn)定性、氧化性物

2、質(zhì)Fe3+的影響、溶解分 散性等)和緩蝕機(jī)理的研究，作為該緩蝕劑能否應(yīng)用的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。 2引用標(biāo)準(zhǔn) GB867886 化工產(chǎn)品采樣總則 DL422.291 工業(yè)鹽酸含量的測定容量法 GB868086 液體化工產(chǎn)品采樣通則 SD13586 火力發(fā)電廠鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則 3緩蝕劑的應(yīng)用性能評價指標(biāo) 見表1。 4試驗(yàn)方法 4.1靜態(tài)腐蝕速度的測定 4.1.1方法提要 將金屬試片浸在加有緩蝕劑的鹽酸溶液中，測定其單位時間、單位面積的腐蝕 失重。 4.1.2儀器 a.分析天平，感量0.1 mg； b.分析天平，感量0.4 mg； c.游標(biāo)卡尺，精度0.02 mm； d.雙列六孔恒溫水浴鍋，控制1； e.

3、酸堿滴定儀器及其他常用玻璃儀器等； f.電吹風(fēng)機(jī)； g.干燥器，直徑200(或250)mm。 表1 緩蝕劑應(yīng)用性能評價指標(biāo) 注：試驗(yàn)條件：5% HCl+0.3%緩蝕劑在552溫度條件下浸泡6 h，鋼 材為20號鋼，酸液體積與試樣表面積之比為151(mLcm2)。 在其他 HCl深度下其靜態(tài)腐蝕速度也應(yīng)滿足上述指標(biāo)的要求，有條件 的單位還應(yīng)做動態(tài)腐蝕速度試驗(yàn)。一般動態(tài)腐蝕速度為靜態(tài)腐蝕速度的 4倍左右，酸洗標(biāo)準(zhǔn)允許腐蝕速度10 g/(m2h)。 4.1.3試劑 a.5%鹽酸浴液(m/V)：用去離子水配制，配制后溶液澄清透明； b.不同型號緩蝕劑樣品(工業(yè)級)； c.無水乙醇，CP； d.丙酮，C

4、P； e.1%NaNO2。 表2 試驗(yàn)條件 注：腐蝕指示片，最好與鍋爐被清洗材料一致。 4.1.4材料 a.試片及掛具； b.400號或600號金相水磨砂紙； c.金屬鑷子； d.橡皮、脫脂棉、小毛刷等。 4.1.5試驗(yàn)程序 4.1.5.1試驗(yàn)條件：見表2。 4.1.5.2技術(shù)要求 a.配液：采用化學(xué)純鹽酸，并用去離子水配制，其濃度測定使用DL422.2 91酸堿滴定容量法，誤差不超過0.2%。緩蝕劑及各添加劑的加入量，統(tǒng)一按重量 百分?jǐn)?shù)(m/V)計算加入。 b.酸液用量：按每平方厘米試片表面積用酸量15 mL計。 c.緩蝕劑用量：一般緩蝕劑的添加量，按加入酸液量的0.3%計算。 d.掛片方法

5、：試片應(yīng)選用耐酸尼龍繩掛在玻璃掛鉤上。 e.試片在酸液中的放置：試片應(yīng)保持全部表面與酸液接觸，一般應(yīng)垂直掛 在酸溶液的中央部位。 f.溫度控制：酸液溫度應(yīng)控制在551范圍內(nèi)。 g.平行試驗(yàn)及誤差：同一試驗(yàn)條件下應(yīng)做三次(每次三片試片)平行試驗(yàn)， 結(jié)果取平均值。其相對誤差為： vcorr 10 g/(m2h)，相對誤差不大于2%； v corr 6 g/(m2h)，相對誤差不大于3%； v corr 2 g/(m2h)，相對誤差不大于10%。 4.1.5.3試片的準(zhǔn)備 圖1 試片加工尺寸及鉆孔位置 表面粗糙度六面均為 Ra0.4m公差要求0.2 mm 圖2 靜態(tài)腐蝕速度試驗(yàn)裝置 1球形冷凝器；2

6、玻璃掛鉤；3膠塞；4反應(yīng)杯蓋； 5冷凝液；6反應(yīng)杯；7恒溫控制器；8保溫套； 9溫度計；10試片；11毛細(xì)管通大氣 a.試片的加工：腐蝕指示片的材料最好與鍋爐被清洗部分的材質(zhì)相同。管材樣 片的加工是先將鋼管用銑床銑成條，再用刨床刨平，切成40mm12mm3mm 的長方形，再用磨床磨至表面粗糙度為Ra0.4m的試片。應(yīng)對表面進(jìn)行仔細(xì)檢查， 如有缺陷(夾渣、氣孔、裂紋等)應(yīng)淘汰。用千分尺精確測量指示片表面尺寸，用丙 酮或無水乙醇洗去表面油污，放入3040的烘箱內(nèi)烘干，也可用電吹風(fēng)(冷風(fēng))吹 干，置于干燥器內(nèi)干燥1h，然后稱重，準(zhǔn)確至0.1mg，待用。指示片在加工過程 中，嚴(yán)禁敲打撞擊。 b.試片外

7、形加工尺寸及鉆孔位置見圖1。 c.試片表面積的測量和計算： 試片用游標(biāo)卡尺逐個進(jìn)行測量，讀數(shù)準(zhǔn)確至0.02mm。若試片間表面積相差小 于0.5%時，則計算腐蝕速度時可用一個統(tǒng)一的面積；若試片間表面積相差大于 0.5%時，則逐片測量計算。 d.試片的標(biāo)記：在試片的一端用5號以下鋼字打出編號印記，打字深度以試驗(yàn) 后不致消失為宜。 4.1.5.4試驗(yàn)裝置：見圖2。 4.1.5.5腐蝕速度試驗(yàn)程序 a.取準(zhǔn)備好的試片三片，記下試片編號、表面積(S1、S2、S3)及重量(W1、W2、 W3)備用。 b.按4.1.5.2中b和c條款配制酸液和緩蝕劑，放入反應(yīng)杯中，待攪拌均勻后， 放入六孔恒溫水浴，加熱至試

8、驗(yàn)溫度(551)，將配好的酸液按計算用酸量，用 量筒量取并放入反應(yīng)杯中，然后將反應(yīng)杯放入升至試驗(yàn)溫度的恒溫水浴內(nèi)，蓋上蓋 子，接好回流冷凝器，恒溫15min后，待反應(yīng)杯內(nèi)酸液達(dá)到試驗(yàn)溫度后，打開掛 片器，將試片掛上，并放入酸液中，記錄反應(yīng)開始時間。 c.反應(yīng)時間到達(dá)6h后()，打開掛片器，切斷電源，取出試片用蒸餾水沖洗金 屬試片表面，放入pH為9.510的1%NaNO2溶液中浸3min后取出，觀察外觀， 并對表面現(xiàn)象作詳細(xì)記錄，而后用軟橡皮擦去表面附著物并用乙醇或丙酮洗凈，用 冷風(fēng)吹干，放入玻璃干燥器內(nèi)干燥，放置1h后取出稱重，重量分別記為 4.1.6腐蝕速度計算 式中corr平均腐蝕速度，g

9、/(m2h)； W1、W 2、W 3試片試驗(yàn)前重量，g； W1、W2、W3試片試驗(yàn)后重，g； S1、S 2、S 3試片表面積，m2； 反應(yīng)結(jié)束時間，h； 反應(yīng)開始時間，h。 4.1.7試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格 見附表 A。 4.2緩蝕效率的測定 由靜態(tài)腐蝕速度測定出的腐蝕速度按下述公式進(jìn)行計算即可得出緩蝕效率。 式中緩蝕效率，%； 0corr試片在空白鹽酸溶液中的腐蝕速度，g/(m2h)； corr試片在加有緩蝕劑的鹽酸溶液中的腐蝕速度，g/(m2h)。 4.3溶解分散性評價試驗(yàn)方法 4.3.1方法提要 在5%鹽酸溶液中滴加一定量的緩蝕劑，觀察緩蝕劑在鹽酸溶液中的分散狀 況，然后反復(fù)翻轉(zhuǎn)搖動帶塞比色管

10、使之混合均勻，恒溫靜置，相隔一定時間記錄其 外狀，作為評價緩蝕劑溶解分散性的依據(jù)。 4.3.2儀器 a.玻璃恒溫水浴，控制1； b.具有刻度帶塞比色管，100 mL； c.燒杯，800 mL； d.微量注射器0.1、0.5、1、2、3 mL； e.表面皿； f.定時鐘。 4.3.3試劑 a.5%(質(zhì)量/體積)鹽酸溶液；用去離子水配制，配制后溶液澄清透明； b.緩蝕劑樣品(工業(yè)級)。 4.3.4試驗(yàn)程序 4.3.4.1配制5%HC1000mL測定酸液濃度(精度0.1%)，接通恒溫水浴電源，使 其升至試驗(yàn)溫度551。 4.3.4.2將已配好的酸液分別倒入準(zhǔn)備好的帶塞比色管中，每個比色管倒液90mL

11、， 然后用微量注射器分別加入0.1，0.2，0.3，0.4，0.5mL緩蝕劑溶液，再用5% 鹽酸溶液補(bǔ)至100mL并貼好標(biāo)簽，以示識別，蓋上塞子，反復(fù)倒轉(zhuǎn)比色管 5min，使含有緩蝕劑的酸液充分混勻?yàn)橹埂?4.3.4.3將已充分混勻的比色管放入已達(dá)試驗(yàn)溫度的恒溫水浴中，比色管中酸液的 液面和恒溫水浴的液面相近。 4.3.4.4用肉眼觀察浸在恒溫水浴中5個比色管中的酸液外觀的變化情況，并觀察 和詳細(xì)記錄，在浸入1，4，8，12，24h后的情況，直至觀察到外觀無變化時為止。 4.3.5試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 見附表 B。 4.4氧化性物質(zhì)Fe3+的影響評價試驗(yàn)方法 4.4.1方法提要 將試片分別浸入加有0

12、.3%緩蝕劑的5%鹽酸溶液以及除緩蝕劑外還加有不同濃 度的氧化性物質(zhì)(Fe3+)的5%鹽酸溶液中，在551的溫度條件下，浸泡一定時 間后，測定其靜態(tài)腐蝕速度，并觀察試片表面狀態(tài)，有無點(diǎn)蝕現(xiàn)象，從而找出極限 的Fe3+含量。 4.4.2儀器 a.分析天平，感量0.1mg； b.分析天平，感量0.4mg； c.游標(biāo)卡尺，精度0.02mm； d.雙列六孔恒溫水浴鍋，1； e.酸堿滴定儀器及其他常用玻璃儀器； f.1，2，5，10mL帶刻度吸液管各1支； g.電吹風(fēng)機(jī)； h.干燥器，直徑200(或250)mm； i.燒杯，500 mL6個； j.510倍放大鏡或雙筒立體顯微鏡一臺。 4.4.3試劑 a

13、.5%(質(zhì)量/體積)鹽酸溶液：用去離子水配制，配制后溶液澄清透明； b.不同型號緩蝕劑樣品(工業(yè)級)； c.0.05g/LFe2(SO4)3標(biāo)準(zhǔn)溶液； d.無水乙醇，CP； e.丙酮，CP； f.10%磺基水楊酸鈉溶液； g.10%過硫酸銨溶液； h.0.1mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液； i.氨水，(1+1)； j.鹽酸，(1+4)。 4.4.4材料 a.試片及掛具； b.400號或600號金相水磨砂紙； c.金屬鑷子； d.橡皮、脫脂棉、小毛刷等。 4.4.5試驗(yàn)程序 4.4.5.1配制加入0.3%緩蝕劑的5%鹽酸(精度0.1%)溶液4000mL，接通恒溫水 浴電源，使其升至試驗(yàn)溫度551。

14、 4.4.5.2將已配好的酸液分別倒入準(zhǔn)備好的燒杯中，每個燒杯中倒液450mL，然后 用吸液管加入0.05g/L的Fe2(SO4)3溶液若干毫升，用量見表3，然后用5%加有緩 蝕劑的鹽酸補(bǔ)至500mL。 表3 Fe2(SO4)3用量 4.4.5.3將已準(zhǔn)備好的試片，記錄好試片編號、表面積以及重量，分別用尼龍繩 將試片扎好后放入已準(zhǔn)備好的含有五種不同F(xiàn)e3+濃度的緩蝕鹽酸溶液中，在55 1下浸泡6h后，測定其腐蝕速度并觀看其表面狀態(tài)。若出現(xiàn)點(diǎn)蝕即為該種 緩蝕劑允許的Fe3+濃度的極限值。在酸洗中不允許在金屬表面產(chǎn)生點(diǎn)蝕，損壞 金屬表面狀態(tài)。 4.4.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 見附表C。 4.5熱穩(wěn)定性試

15、驗(yàn)評價方法 4.5.1方法提要 本方法用于測定緩蝕劑的熱穩(wěn)定性。將緩蝕劑加入5%(m/V)鹽酸溶液中，在55 2溫度條件下，測定不同加熱時間內(nèi)對鋼材腐蝕速度的影響，同時觀察金屬的 表面狀態(tài)，若無局部腐蝕(點(diǎn)蝕)，無附著物，24h內(nèi)腐蝕速度基本不變，則認(rèn)為此 緩蝕劑熱穩(wěn)定性好。 4.5.2儀器 a.分析天平，感量0.1 mg； b.分析天平，感量0.4 mg； c.游標(biāo)卡尺，精度0.02 mm； d.雙列六孔恒溫水浴鍋，1； e.酸堿滴定儀器及其他常用玻璃儀器等； f.電吹風(fēng)機(jī)； g.干燥器，直徑200(或250)mm； h.雙筒立體顯微鏡一臺(40)； i.燒杯，500 mL6個； j.表面皿

16、。 4.5.3試劑 a.5%(m/V)鹽酸溶液； b.不同的緩蝕劑樣品； c.無水乙醇，CP； d.丙酮，CP； e.1%NaNO2溶液。 4.5.4材料 a.試片及掛鉤； b.400號或600號金相水磨砂紙； c.金屬鑷子； d.橡皮、小毛刷等。 4.5.5試驗(yàn)程序 4.5.5.1配制0.3%緩蝕劑的5%鹽酸溶液3000mL。接通恒溫水浴電源，使其升至 試驗(yàn)溫度551。 4.5.5.2將已配好的酸液分別取500mL倒入準(zhǔn)備好的燒杯中，然后將已準(zhǔn)備好的 試片(記錄好試片編號、表面積以及重量)分別用尼龍繩扎好后放入五個裝有緩 蝕鹽酸的燒杯中，在552溫度下分別浸泡2，4，8，12，24h，然后取

17、 出試片，用蒸餾水沖洗后，放入pH為9.510的1%NaNO2溶液中浸泡3min， 然后取出試片，觀察外觀，并對表面現(xiàn)象作詳細(xì)記錄。每次試驗(yàn)必須用三片試 片進(jìn)行平行試驗(yàn)，然后用橡皮擦去金屬試片表面的附著物，并用乙醇或丙酮洗 凈，用冷風(fēng)吹干，放入玻璃干燥器內(nèi)干燥，放置1h后取出稱重，重量分別為 W1、W2、W3、W4、W5稱準(zhǔn)至0.1mg。 4.5.5.3計算在不同浸泡時間內(nèi)的腐蝕速度。每次平行試驗(yàn)中相對誤差不超過5%， 金屬試片表面無點(diǎn)蝕產(chǎn)生，即說明該種緩蝕劑的穩(wěn)定性能為優(yōu)。相對誤差不超過 10%，則穩(wěn)定性能為良。 4.5.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 見附表 D。 4.6電化學(xué)試驗(yàn)評價方法(參考方法)

18、4.6.1方法提要 工作電極放入電極杯內(nèi)，系統(tǒng)中腐蝕電位達(dá)到穩(wěn)定后，再開始進(jìn)行動電位掃 描，測定陽極極化和陰極極化曲線(掃描速度為1.5mV/s)。由塔弗爾直線外推法得 出腐蝕電流和腐蝕速度并分析其緩蝕機(jī)理。 4.6.2儀器 a.恒電位儀； b.XY軸記錄儀； c.對數(shù)轉(zhuǎn)換器； d.掃描訊號發(fā)生器； e.電極反應(yīng)杯(約500 mL，帶蓋的有機(jī)玻璃杯)，最高工作溫度為40； f.電吹風(fēng)機(jī)； g.干燥器，直徑200(或250)mm。 4.6.3試劑 a.5%(m/V)鹽酸溶液； b.不同緩蝕劑樣品； c.無水乙醇，CP； d.丙酮，CP。 4.6.4材料 4.6.4.1電極的制備：工作電極選用方形的，試樣的表面積為1cm2，粗糙度為 Ra1.6m。在試樣上要接出一條供測量用的接觸良好的導(dǎo)線，在整個電極上用環(huán) 氧樹脂封死，只留1cm2的區(qū)域以免造成局部不均勻腐蝕，同時應(yīng)避免因試樣與導(dǎo) 線材質(zhì)的不同構(gòu)成電偶對電位測量的影響。將磨光的試片用無水乙醇或丙酮脫脂， 放入干燥器內(nèi)，1024 h以后待測。 4.6.4.2參比電極(飽和甘汞電極)：參比電極應(yīng)是可逆的不極化電極，在一定條件 下，其電位是穩(wěn)定的。 4.6.4.3輔助電極，鉑電