DL T 523-93 盐酸酸洗缓蚀课剂应用性能评价指标及浸泡腐蚀试验方法.doc

中华人民共和国电力行业标准 盐酸酸洗缓蚀剂应用性能评价指标 DL/T 52393 及浸泡腐蚀试验方法 Practice Evaluation of Inhibitor for Hydrochloric Acid and Immersion Corrosion Testing of Method 中华人民共和国电力工业部1993-12-23批准 1994-06-01实施 1主题内容及适用范围 本标准规定了火力发电机组和蒸汽动力设备锅炉盐酸酸洗缓蚀剂的评价指标 和评价试验方法。 本标准适用于火力发电机组和蒸汽动力设备锅炉盐酸酸洗缓蚀剂应用性能的 评定(如静态腐蚀速度、缓蚀效率、热稳定性、氧化性物质Fe3+的影响、溶解分 散性等)和缓蚀机理的研究，作为该缓蚀剂能否应用的质量验收标准。 2引用标准 GB867886 化工产品采样总则 DL422.291 工业盐酸含量的测定容量法 GB868086 液体化工产品采样通则 SD13586 火力发电厂锅炉化学清洗导则 3缓蚀剂的应用性能评价指标 见表1。 4试验方法 4.1静态腐蚀速度的测定 4.1.1方法提要 将金属试片浸在加有缓蚀剂的盐酸溶液中，测定其单位时间、单位面积的腐蚀 失重。 4.1.2仪器 a.分析天平，感量0.1 mg； b.分析天平，感量0.4 mg； c.游标卡尺，精度0.02 mm； d.双列六孔恒温水浴锅，控制1； e.酸碱滴定仪器及其他常用玻璃仪器等； f.电吹风机； g.干燥器，直径200(或250)mm。 表1 缓蚀剂应用性能评价指标 注：试验条件：5% HCl+0.3%缓蚀剂在552温度条件下浸泡6 h，钢 材为20号钢，酸液体积与试样表面积之比为151(mLcm2)。 在其他 HCl深度下其静态腐蚀速度也应满足上述指标的要求，有条件 的单位还应做动态腐蚀速度试验。一般动态腐蚀速度为静态腐蚀速度的 4倍左右，酸洗标准允许腐蚀速度10 g/(m2h)。 4.1.3试剂 a.5%盐酸浴液(m/V)：用去离子水配制，配制后溶液澄清透明； b.不同型号缓蚀剂样品(工业级)； c.无水乙醇，CP； d.丙酮，CP； e.1%NaNO2。 表2 试验条件 注：腐蚀指示片，最好与锅炉被清洗材料一致。 4.1.4材料 a.试片及挂具； b.400号或600号金相水磨砂纸； c.金属镊子； d.橡皮、脱脂棉、小毛刷等。 4.1.5试验程序 4.1.5.1试验条件：见表2。 4.1.5.2技术要求 a.配液：采用化学纯盐酸，并用去离子水配制，其浓度测定使用DL422.2 91酸碱滴定容量法，误差不超过0.2%。缓蚀剂及各添加剂的加入量，统一按重量 百分数(m/V)计算加入。 b.酸液用量：按每平方厘米试片表面积用酸量15 mL计。 c.缓蚀剂用量：一般缓蚀剂的添加量，按加入酸液量的0.3%计算。 d.挂片方法：试片应选用耐酸尼龙绳挂在玻璃挂钩上。 e.试片在酸液中的放置：试片应保持全部表面与酸液接触，一般应垂直挂 在酸溶液的中央部位。 f.温度控制：酸液温度应控制在551范围内。 g.平行试验及误差：同一试验条件下应做三次(每次三片试片)平行试验， 结果取平均值。其相对误差为： vcorr 10 g/(m2h)，相对误差不大于2%； v corr 6 g/(m2h)，相对误差不大于3%； v corr 2 g/(m2h)，相对误差不大于10%。 4.1.5.3试片的准备 图1 试片加工尺寸及钻孔位置 表面粗糙度六面均为 Ra0.4m公差要求0.2 mm 图2 静态腐蚀速度试验装置 1球形冷凝器；2玻璃挂钩；3胶塞；4反应杯盖； 5冷凝液；6反应杯；7恒温控制器；8保温套； 9温度计；10试片；11毛细管通大气 a.试片的加工：腐蚀指示片的材料最好与锅炉被清洗部分的材质相同。管材样 片的加工是先将钢管用铣床铣成条，再用刨床刨平，切成40mm12mm3mm 的长方形，再用磨床磨至表面粗糙度为Ra0.4m的试片。应对表面进行仔细检查， 如有缺陷(夹渣、气孔、裂纹等)应淘汰。用千分尺精确测量指示片表面尺寸，用丙 酮或无水乙醇洗去表面油污，放入3040的烘箱内烘干，也可用电吹风(冷风)吹 干，置于干燥器内干燥1h，然后称重，准确至0.1mg，待用。指示片在加工过程 中，严禁敲打撞击。 b.试片外形加工尺寸及钻孔位置见图1。 c.试片表面积的测量和计算： 试片用游标卡尺逐个进行测量，读数准确至0.02mm。若试片间表面积相差小 于0.5%时，则计算腐蚀速度时可用一个统一的面积；若试片间表面积相差大于 0.5%时，则逐片测量计算。 d.试片的标记：在试片的一端用5号以下钢字打出编号印记，打字深度以试验 后不致消失为宜。 4.1.5.4试验装置：见图2。 4.1.5.5腐蚀速度试验程序 a.取准备好的试片三片，记下试片编号、表面积(S1、S2、S3)及重量(W1、W2、 W3)备用。 b.按4.1.5.2中b和c条款配制酸液和缓蚀剂，放入反应杯中，待搅拌均匀后， 放入六孔恒温水浴，加热至试验温度(551)，将配好的酸液按计算用酸量，用 量筒量取并放入反应杯中，然后将反应杯放入升至试验温度的恒温水浴内，盖上盖 子，接好回流冷凝器，恒温15min后，待反应杯内酸液达到试验温度后，打开挂 片器，将试片挂上，并放入酸液中，记录反应开始时间。 c.反应时间到达6h后()，打开挂片器，切断电源，取出试片用蒸馏水冲洗金 属试片表面，放入pH为9.510的1%NaNO2溶液中浸3min后取出，观察外观， 并对表面现象作详细记录，而后用软橡皮擦去表面附着物并用乙醇或丙酮洗净，用 冷风吹干，放入玻璃干燥器内干燥，放置1h后取出称重，重量分别记为 4.1.6腐蚀速度计算 式中corr平均腐蚀速度，g/(m2h)； W1、W 2、W 3试片试验前重量，g； W 1、W2、W3试片试验后重，g； S1、S 2、S 3试片表面积，m2； 反应结束时间，h； 反应开始时间，h。 4.1.7试验数据记录表格 见附表 A。 4.2缓蚀效率的测定 由静态腐蚀速度测定出的腐蚀速度按下述公式进行计算即可得出缓蚀效率。 式中缓蚀效率，%； 0corr试片在空白盐酸溶液中的腐蚀速度，g/(m2h)； corr试片在加有缓蚀剂的盐酸溶液中的腐蚀速度，g/(m2h)。 4.3溶解分散性评价试验方法 4.3.1方法提要 在5%盐酸溶液中滴加一定量的缓蚀剂，观察缓蚀剂在盐酸溶液中的分散状 况，然后反复翻转摇动带塞比色管使之混合均匀，恒温静置，相隔一定时间记录其 外状，作为评价缓蚀剂溶解分散性的依据。 4.3.2仪器 a.玻璃恒温水浴，控制1； b.具有刻度带塞比色管，100 mL； c.烧杯，800 mL； d.微量注射器0.1、0.5、1、2、3 mL； e.表面皿； f.定时钟。 4.3.3试剂 a.5%(质量/体积)盐酸溶液；用去离子水配制，配制后溶液澄清透明； b.缓蚀剂样品(工业级)。 4.3.4试验程序 4.3.4.1配制5%HC1000mL测定酸液浓度(精度0.1%)，接通恒温水浴电源，使 其升至试验温度551。 4.3.4.2将已配好的酸液分别倒入准备好的带塞比色管中，每个比色管倒液90mL， 然后用微量注射器分别加入0.1，0.2，0.3，0.4，0.5mL缓蚀剂溶液，再用5% 盐酸溶液补至100mL并贴好标签，以示识别，盖上塞子，反复倒转比色管 5min，使含有缓蚀剂的酸液充分混匀为止。 4.3.4.3将已充分混匀的比色管放入已达试验温度的恒温水浴中，比色管中酸液的 液面和恒温水浴的液面相近。 4.3.4.4用肉眼观察浸在恒温水浴中5个比色管中的酸液外观的变化情况，并观察 和详细记录，在浸入1，4，8，12，24h后的情况，直至观察到外观无变化时为止。 4.3.5试验数据记录表 见附表 B。 4.4氧化性物质Fe3+的影响评价试验方法 4.4.1方法提要 将试片分别浸入加有0.3%缓蚀剂的5%盐酸溶液以及除缓蚀剂外还加有不同浓 度的氧化性物质(Fe3+)的5%盐酸溶液中，在551的温度条件下，浸泡一定时 间后，测定其静态腐蚀速度，并观察试片表面状态，有无点蚀现象，从而找出极限 的Fe3+含量。 4.4.2仪器 a.分析天平，感量0.1mg； b.分析天平，感量0.4mg； c.游标卡尺，精度0.02mm； d.双列六孔恒温水浴锅，1； e.酸碱滴定仪器及其他常用玻璃仪器； f.1，2，5，10mL带刻度吸液管各1支； g.电吹风机； h.干燥器，直径200(或250)mm； i.烧杯，500 mL6个； j.510倍放大镜或双筒立体显微镜一台。 4.4.3试剂 a.5%(质量/体积)盐酸溶液：用去离子水配制，配制后溶液澄清透明； b.不同型号缓蚀剂样品(工业级)； c.0.05g/LFe2(SO4)3标准溶液； d.无水乙醇，CP； e.丙酮，CP； f.10%磺基水杨酸钠溶液； g.10%过硫酸铵溶液； h.0.1mol/L EDTA标准溶液； i.氨水，(1+1)； j.盐酸，(1+4)。 4.4.4材料 a.试片及挂具； b.400号或600号金相水磨砂纸； c.金属镊子； d.橡皮、脱脂棉、小毛刷等。 4.4.5试验程序 4.4.5.1配制加入0.3%缓蚀剂的5%盐酸(精度0.1%)溶液4000mL，接通恒温水 浴电源，使其升至试验温度551。 4.4.5.2将已配好的酸液分别倒入准备好的烧杯中，每个烧杯中倒液450mL，然后 用吸液管加入0.05g/L的Fe2(SO4)3溶液若干毫升，用量见表3，然后用5%加有缓 蚀剂的盐酸补至500mL。 表3 Fe2(SO4)3用量 4.4.5.3将已准备好的试片，记录好试片编号、表面积以及重量，分别用尼龙绳 将试片扎好后放入已准备好的含有五种不同Fe3+浓度的缓蚀盐酸溶液中，在55 1下浸泡6h后，测定其腐蚀速度并观看其表面状态。若出现点蚀即为该种 缓蚀剂允许的Fe3+浓度的极限值。在酸洗中不允许在金属表面产生点蚀，损坏 金属表面状态。 4.4.6试验数据记录表 见附表C。 4.5热稳定性试验评价方法 4.5.1方法提要 本方法用于测定缓蚀剂的热稳定性。将缓蚀剂加入5%(m/V)盐酸溶液中，在55 2温度条件下，测定不同加热时间内对钢材腐蚀速度的影响，同时观察金属的 表面状态，若无局部腐蚀(点蚀)，无附着物，24h内腐蚀速度基本不变，则认为此 缓蚀剂热稳定性好。 4.5.2仪器 a.分析天平，感量0.1 mg； b.分析天平，感量0.4 mg； c.游标卡尺，精度0.02 mm； d.双列六孔恒温水浴锅，1； e.酸碱滴定仪器及其他常用玻璃仪器等； f.电吹风机； g.干燥器，直径200(或250)mm； h.双筒立体显微镜一台(40)； i.烧杯，500 mL6个； j.表面皿。 4.5.3试剂 a.5%(m/V)盐酸溶液； b.不同的缓蚀剂样品； c.无水乙醇，CP； d.丙酮，CP； e.1%NaNO2溶液。 4.5.4材料 a.试片及挂钩； b.400号或600号金相水磨砂纸； c.金属镊子； d.橡皮、小毛刷等。 4.5.5试验程序 4.5.5.1配制0.3%缓蚀剂的5%盐酸溶液3000mL。接通恒温水浴电源，使其升至 试验温度551。 4.5.5.2将已配好的酸液分别取500mL倒入准备好的烧杯中，然后将已准备好的 试片(记录好试片编号、表面积以及重量)分别用尼龙绳扎好后放入五个装有缓 蚀盐酸的烧杯中，在552温度下分别浸泡2，4，8，12，24h，然后取 出试片，用蒸馏水冲洗后，放入pH为9.510的1%NaNO2溶液中浸泡3min， 然后取出试片，观察外观，并对表面现象作详细记录。每次试验必须用三片试 片进行平行试验，然后用橡皮擦去金属试片表面的附着物，并用乙醇或丙酮洗 净，用冷风吹干，放入玻璃干燥器内干燥，放置1h后取出称重，重量分别为 W1、W2、W3、W4、W5称准至0.1mg。 4.5.5.3计算在不同浸泡时间内的腐蚀速度。每次平行试验中相对误差不超过5%， 金属试片表面无点蚀产生，即说明该种缓蚀剂的稳定性能为优。相对误差不超过 10%，则稳定性能为良。 4.5.6试验数据记录表 见附表 D。 4.6电化学试验评价方法(参考方法) 4.6.1方法提要 工作电极放入电极杯内，系统中腐蚀电位达到稳定后，再开始进行动电位扫 描，测定阳极极化和阴极极化曲线(扫描速度为1.5mV/s)。由塔弗尔直线外推法得 出腐蚀电流和腐蚀速度并分析其缓蚀机理。 4.6.2仪器 a.恒电位仪； b.XY轴记录仪； c.对数转换器； d.扫描讯号发生器； e.电极反应杯(约500 mL，带盖的有机玻璃杯)，最高工作温度为40； f.电吹风机； g.干燥器，直径200(或250)mm。 4.6.3试剂 a.5%(m/V)盐酸溶液； b.不同缓蚀剂样品； c.无水乙醇，CP； d.丙酮，CP。 4.6.4材料 4.6.4.1电极的制备：工作电极选用方形的，试样的表面积为1cm2，粗糙度为 Ra1.6m。在试样上要接出一条供测量用的接触良好的导线，在整个电极上用环 氧树脂封死，只留1cm2的区域以免造成局部不均匀腐蚀，同时应避免因试样与导 线材质的不同构成电偶对电位测量的影响。将磨光的试片用无水乙醇或丙酮脱脂， 放入干燥器内，1024 h以后待测。 4.6.4.2参比电极(饱和甘汞电极)：参比电极应是可逆的不极化电极，在一定条件 下，其电位是稳定的。 4.6.4.3辅助电极，铂电极。 4.6.4.4橡皮。 4.6.4.5脱脂棉。 4.6.5试验程序 4.6.5.1配制0.3%缓蚀剂的5%盐酸溶液500mL。接通恒温水浴电源，使其升至试 验温度251。 图3 动电位扫描法测极化曲线装置原理图 4.6.5.2线路的连接与测量：按图3装置进行线路连接。将已配好的酸液分别倒入 准备好的电极杯中，然后将经处理好的工作电极和参比电极放入电极杯中，当系 统中腐蚀电位达到稳定后，开始进行动电位扫描，测定阳极极化曲线和阴极极化 曲线，扫描速度为1.5 mV/s。图3为动电位扫描法极化曲线的装置原理图。 4.6.6试验结果 根据在25时20号钢在5%HCl溶液中分别加入不同种类缓蚀剂的阳极极化 曲线和阴极极化曲线，由塔弗尔直线外推法得出20号钢在各种条件下的腐蚀速 度。 用这种方法测定腐蚀速度的前提是，腐蚀体系必须是电化学极化控制。动电位 扫描法测极化曲线的方法仅能作为机理研究，并了解缓蚀剂是控制阳极极化还是控 制阴极极化。 4.6.7试验数据记录表 见附表E。 附表A 腐蚀速度试验记录表 附表B 酸液缓蚀剂溶解分散性试验记录表 附表C 存在氧化性物质时的腐蚀速度试验记录表 附表D 缓蚀剂热稳定性腐蚀速度试验记录表 附表E 电化学试验记录表 _- 附加说明： 本标准由中华人民共和国电力工业部科技司提出。 本标准由电力工业部电厂化学标准化技术委员会归口。 本标准由电力工业部西安热工研究所负责起草。 本标准主要起草人：陈洁。