料儲罐的耐腐蝕性是其核心性能指標,直接關系到設備的使用壽命和安全性。系統化的檢測方法通常包含以下步驟和手段:
1. 檢測前的準備與信息收集
明確腐蝕介質: 確定儲罐將接觸的具體化學品的名稱、濃度、溫度、壓力、是否混合、有無雜質(如金屬離子、顆粒物)等。這是選擇檢測方法和評估結果的基礎。
了解工況條件: 包括操作溫度范圍(特別是高溫)、壓力變化、循環頻率、是否接觸空氣/氧氣、光照(尤其是紫外線)等環境因素。
確認塑料材料信息: 儲罐主體、焊縫、法蘭、內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。
設定評價標準: 根據應用需求,確定可接受的性能變化閾值(如重量變化率、強度損失率、外觀變化程度)。
2. 實驗室檢測方法 (通常是破壞性或加速性)
浸泡試驗 (ASTM D543, ISO 175): 這是較為核心、常用的方法。
過程: 將標準化的塑料試片(通常取自儲罐材料或同批次板材/焊樣)浸泡在目標化學介質中。設置不同的溫度(通常高于實際使用溫度以加速)和時間周期(數天、數周、數月甚至數年)。
評價指標:
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。
力學性能變化 (%): 測試浸泡后試片的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度、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變色、失去光澤、龜裂、起泡、軟化、脆化、溶解等現象。
結果解讀: 將測得的變化率與預先設定的可接受標準或同類型材料在相同條件下的已知數據進行比較,判斷耐腐蝕性是否合格。
環境應力開裂 (ESC) 測試 (ASTM D1693, ISO 4600): 塑料在特定化學介質和應力(內應力或外加應力)共同作用下更容易開裂。常用彎曲試條法或恒定拉伸應力法,評估材料在化學介質中抵抗應力開裂的能力。這對PE等材料尤其重要。
滲透性測試: 對于儲存揮發性或滲透性強的化學品,需要評估塑料材料對該化學品的阻隔性能(滲透速率)。
3. 現場檢測與監測方法 (通常是非破壞性或長期監測)
掛片試驗: 這是將實驗室浸泡試驗延伸到實際工況下的有效方法。
過程: 將已知材質和尺寸的塑料試片(掛片)固定在儲罐內部(浸沒在介質中)或旁路循環系統中。定期(如每3個月、6個月、1年)取出,進行與實驗室浸泡試驗相同的評價(重量、尺寸、力學性能、外觀)。
優勢: 直接反映材料在真實介質、溫度、濃度、雜質、流動狀態等綜合條件下的長期性能。
非破壞性檢測 (NDT):
目視檢查 (內窺鏡): 定期檢查儲罐內壁、焊縫、法蘭等區域是否有變色、斑點、裂紋、起泡、溶脹、沉積物、機械損傷等跡象。
壁厚測量 (超聲波測厚儀): 定期測量關鍵部位(尤其是液位波動區、焊縫、底部)的壁厚,與初始值或設計值比較,監測因腐蝕/溶脹導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(如交聯或結晶度變化)。
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、嚴重溶脹或內部空洞(聲音沉悶異常)。
在線監測:
介質成分分析: 定期檢測儲罐內介質成分,觀察是否有塑料添加劑(如穩定劑、增塑劑)被萃取到介質中的跡象。
滲漏監測: 對于雙層罐或安裝有滲漏檢測系統的儲罐,監測夾層或檢測點是否有介質滲入。
4. 結果分析與應用
綜合評估: 將實驗室數據和現場監測數據結合起來分析,全面評估材料的耐腐蝕性能。
壽命預測: 基于加速老化試驗(如高溫浸泡)和實際掛片數據,結合材料劣化模型,可以預測儲罐在特定工況下的預期使用壽命。
選型與驗證: 檢測結果為新儲罐選材提供直接依據,或驗證現有儲罐所用材料是否適用于計劃盛裝的新介質。
維護決策: 現場檢測結果(如壁厚減薄、硬度變化、發現裂紋)是決定儲罐是否需要維修、加強監控或提前更換的關鍵依據。
重要提示:
標準參考: 遵循相關國際標準(如ASTM, ISO)或行業規范進行測試,確保結果的可比性和可靠性。
代表性取樣: 實驗室試片和現場掛片應能代表儲罐實際使用的材料(包括焊接區域)。
安全余量: 檢測結果合格僅表明在測試條件下滿足要求。實際應用中,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,或降低實際使用溫度和濃度上限)。
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