料儲罐的耐腐蝕性是其核心性能指標(biāo),直接關(guān)系到設(shè)備的使用壽命和安全性。系統(tǒng)化的檢測方法通常包含以下步驟和手段:
1. 檢測前的準(zhǔn)備與信息收集
明確腐蝕介質(zhì): 確定儲罐將接觸的具體化學(xué)品的名稱、濃度、溫度、壓力、是否混合、有無雜質(zhì)(如金屬離子、顆粒物)等。這是選擇檢測方法和評估結(jié)果的基礎(chǔ)。
了解工況條件: 包括操作溫度范圍(特別是高溫)、壓力變化、循環(huán)頻率、是否接觸空氣/氧氣、光照(尤其是紫外線)等環(huán)境因素。
確認(rèn)塑料材料信息: 儲罐主體、焊縫、法蘭、內(nèi)襯等使用的具體塑料類型(如PP, PE, PVC, PVDF, ETFE等)、牌號、制造商信息。
設(shè)定評價標(biāo)準(zhǔn): 根據(jù)應(yīng)用需求,確定可接受的性能變化閾值(如重量變化率、強(qiáng)度損失率、外觀變化程度)。
2. 實(shí)驗(yàn)室檢測方法 (通常是破壞性或加速性)
浸泡試驗(yàn) (ASTM D543, ISO 175): 這是較為核心、常用的方法。
過程: 將標(biāo)準(zhǔn)化的塑料試片(通常取自儲罐材料或同批次板材/焊樣)浸泡在目標(biāo)化學(xué)介質(zhì)中。設(shè)置不同的溫度(通常高于實(shí)際使用溫度以加速)和時間周期(數(shù)天、數(shù)周、數(shù)月甚至數(shù)年)。
評價指標(biāo):
重量變化 (%): 測量浸泡前后試片的重量變化。重量增加可能表示吸收溶脹,減少可能表示溶解或組分被萃取。
尺寸變化 (%): 測量長度、寬度、厚度的變化,評估溶脹或收縮。
力學(xué)性能變化 (%): 測試浸泡后試片的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、硬度等,并與原始值比較,評估材料劣化程度。
外觀變化: 觀察試片表面是否出現(xiàn)變色、失去光澤、龜裂、起泡、軟化、脆化、溶解等現(xiàn)象。
結(jié)果解讀: 將測得的變化率與預(yù)先設(shè)定的可接受標(biāo)準(zhǔn)或同類型材料在相同條件下的已知數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,判斷耐腐蝕性是否合格。
環(huán)境應(yīng)力開裂 (ESC) 測試 (ASTM D1693, ISO 4600): 塑料在特定化學(xué)介質(zhì)和應(yīng)力(內(nèi)應(yīng)力或外加應(yīng)力)共同作用下更容易開裂。常用彎曲試條法或恒定拉伸應(yīng)力法,評估材料在化學(xué)介質(zhì)中抵抗應(yīng)力開裂的能力。這對PE等材料尤其重要。
滲透性測試: 對于儲存揮發(fā)性或滲透性強(qiáng)的化學(xué)品,需要評估塑料材料對該化學(xué)品的阻隔性能(滲透速率)。
3. 現(xiàn)場檢測與監(jiān)測方法 (通常是非破壞性或長期監(jiān)測)
掛片試驗(yàn): 這是將實(shí)驗(yàn)室浸泡試驗(yàn)延伸到實(shí)際工況下的有效方法。
過程: 將已知材質(zhì)和尺寸的塑料試片(掛片)固定在儲罐內(nèi)部(浸沒在介質(zhì)中)或旁路循環(huán)系統(tǒng)中。定期(如每3個月、6個月、1年)取出,進(jìn)行與實(shí)驗(yàn)室浸泡試驗(yàn)相同的評價(重量、尺寸、力學(xué)性能、外觀)。
優(yōu)勢: 直接反映材料在真實(shí)介質(zhì)、溫度、濃度、雜質(zhì)、流動狀態(tài)等綜合條件下的長期性能。
非破壞性檢測 (NDT):
目視檢查 (內(nèi)窺鏡): 定期檢查儲罐內(nèi)壁、焊縫、法蘭等區(qū)域是否有變色、斑點(diǎn)、裂紋、起泡、溶脹、沉積物、機(jī)械損傷等跡象。
壁厚測量 (超聲波測厚儀): 定期測量關(guān)鍵部位(尤其是液位波動區(qū)、焊縫、底部)的壁厚,與初始值或設(shè)計值比較,監(jiān)測因腐蝕/溶脹導(dǎo)致的壁厚減薄或增厚。
硬度測試 (巴氏硬度計等): 測量材料表面硬度,與原始值比較。硬度顯著下降可能表明材料軟化(如增塑劑被萃取或聚合物降解),硬度增加可能表明脆化(如交聯(lián)或結(jié)晶度變化)。
敲擊測試: 用木槌或塑料錘敲擊罐體,通過聲音判斷是否存在大面積分層、嚴(yán)重溶脹或內(nèi)部空洞(聲音沉悶異常)。
在線監(jiān)測:
介質(zhì)成分分析: 定期檢測儲罐內(nèi)介質(zhì)成分,觀察是否有塑料添加劑(如穩(wěn)定劑、增塑劑)被萃取到介質(zhì)中的跡象。
滲漏監(jiān)測: 對于雙層罐或安裝有滲漏檢測系統(tǒng)的儲罐,監(jiān)測夾層或檢測點(diǎn)是否有介質(zhì)滲入。
4. 結(jié)果分析與應(yīng)用
綜合評估: 將實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)合起來分析,全面評估材料的耐腐蝕性能。
壽命預(yù)測: 基于加速老化試驗(yàn)(如高溫浸泡)和實(shí)際掛片數(shù)據(jù),結(jié)合材料劣化模型,可以預(yù)測儲罐在特定工況下的預(yù)期使用壽命。
選型與驗(yàn)證: 檢測結(jié)果為新儲罐選材提供直接依據(jù),或驗(yàn)證現(xiàn)有儲罐所用材料是否適用于計劃盛裝的新介質(zhì)。
維護(hù)決策: 現(xiàn)場檢測結(jié)果(如壁厚減薄、硬度變化、發(fā)現(xiàn)裂紋)是決定儲罐是否需要維修、加強(qiáng)監(jiān)控或提前更換的關(guān)鍵依據(jù)。
重要提示:
標(biāo)準(zhǔn)參考: 遵循相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)(如ASTM, ISO)或行業(yè)規(guī)范進(jìn)行測試,確保結(jié)果的可比性和可靠性。
代表性取樣: 實(shí)驗(yàn)室試片和現(xiàn)場掛片應(yīng)能代表儲罐實(shí)際使用的材料(包括焊接區(qū)域)。
安全余量: 檢測結(jié)果合格僅表明在測試條件下滿足要求。實(shí)際應(yīng)用中,通常建議留有足夠的安全余量(如選擇更高耐蝕等級的材料,或降低實(shí)際使用溫度和濃度上限)。
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