鋼制原油儲(chǔ)罐罐板表面可溶性氯化物現(xiàn)場(chǎng)檢定

劉 偉 大慶油田工程有限公司

鋼制原油儲(chǔ)罐罐板表面可溶性氯化物現(xiàn)場(chǎng)檢定

劉 偉 大慶油田工程有限公司

在鋼制原油儲(chǔ)罐罐板涂刷防腐涂料前，根據(jù)驗(yàn)收質(zhì)量要求要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)拋丸處理后的罐板表面進(jìn)行可溶性氯化物殘留量的測(cè)定。檢驗(yàn)時(shí)先劃分好受檢區(qū)域，將每臺(tái)儲(chǔ)罐分為液體浸潤(rùn)板和非液體浸潤(rùn)板兩部分，分別判定液體浸潤(rùn)板和非液體浸潤(rùn)板的浸潤(rùn)面。劃分好受檢區(qū)域后即可進(jìn)行可溶性氯化物的檢驗(yàn)，可溶性氯化物含量的測(cè)量有電導(dǎo)率測(cè)定和硝酸銀滴定兩種方法。電導(dǎo)率測(cè)定法適合在鋼板除銹場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)抽檢，能夠快速得出測(cè)量值，方便、快捷、數(shù)值準(zhǔn)確可靠，是主要檢測(cè)手段；硝酸銀滴定法是在現(xiàn)場(chǎng)電導(dǎo)率法測(cè)量鹽分超標(biāo)需要精準(zhǔn)測(cè)定氯離子含量時(shí)使用，是輔助檢測(cè)手段。該技術(shù)圓滿地解決了工程中罐板表面可溶性氯化物殘留量現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法測(cè)定的問(wèn)題，為拋丸后的罐板能進(jìn)入下道防腐涂料涂刷工序掃平了障礙。

原油儲(chǔ)罐罐板；可溶性氯化物；現(xiàn)場(chǎng)檢定；電導(dǎo)率測(cè)定法；硝酸銀滴定法

引言

在鋼制原油儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)和施工中，根據(jù)《鋼質(zhì)石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范（GB50393—2008）》的要求，必須對(duì)表面除銹、除雜質(zhì)后的罐板進(jìn)行可溶性氯化物殘留量檢測(cè)，以保證罐板防腐涂料的使用性能和壽命。

本研究依托大慶油田工程有限公司承攬的中石油重點(diǎn)工程——中委合資廣東石化2 000×104t/a重油加工工程項(xiàng)目的原油儲(chǔ)罐施工，由大慶油田工程有限公司發(fā)起，監(jiān)理單位、建設(shè)單位、質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)等聯(lián)合驗(yàn)證，對(duì)檢驗(yàn)方法、鑒證程序一致認(rèn)可，圓滿地解決了鋼制原油儲(chǔ)罐罐板表面可溶性氯化物現(xiàn)場(chǎng)檢定技術(shù)問(wèn)題。

1 檢驗(yàn)范圍的確定

根據(jù)《鋼質(zhì)石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范（GB50393-2008）》[1]中要求“表面可溶性氯化物殘留量不得高于5 μg/cm2，其中罐內(nèi)液體浸潤(rùn)的區(qū)域不得高于3 μg/cm2”，因此檢驗(yàn)區(qū)域分為液體浸潤(rùn)區(qū)域和非液體浸潤(rùn)區(qū)域。以10×104m3雙盤(pán)外浮頂原油儲(chǔ)罐為例，其罐板可溶性氯化物檢測(cè)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

2 檢驗(yàn)前準(zhǔn)備

檢驗(yàn)前要做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備和材料準(zhǔn)備。技術(shù)準(zhǔn)備包括以下5個(gè)方面：

（1）施工中所檢定的板材必須有材質(zhì)單、合格證，根據(jù)設(shè)計(jì)要求需要進(jìn)行理化試驗(yàn)的板材還應(yīng)具備二次理化試驗(yàn)合格的檢驗(yàn)報(bào)告。

（2）檢測(cè)器具的計(jì)量精度及最大（最小）量程必須滿足本項(xiàng)目測(cè)定要求，進(jìn)場(chǎng)前必須校驗(yàn)合格且在有效期內(nèi)，取得校驗(yàn)報(bào)告。

（3）現(xiàn)場(chǎng)要配備固定的測(cè)定技術(shù)人員。

（4）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定技術(shù)人員必須熟練掌握測(cè)定方法，做到數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，過(guò)程規(guī)范，并要做好現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定記錄。

表1 單臺(tái)儲(chǔ)罐板材氯化物檢測(cè)統(tǒng)計(jì)

（5）本方案根據(jù)《鋼質(zhì)石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范（GB50393—2008）》中的說(shuō)明，用《涂敷涂料前鋼材表面處理清潔度的評(píng)定試驗(yàn)第9部分：水溶性鹽的電導(dǎo)儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定方法（ISO 8502.9）》[2]進(jìn)行檢測(cè)，本方案將檢測(cè)結(jié)果設(shè)定為可溶性氯化物的含量值。當(dāng)結(jié)果超出標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，立刻封存并在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行硝酸銀滴定法分析，測(cè)定氯化物實(shí)際含量，測(cè)定方法按《水質(zhì)氯化物的測(cè)定硝酸銀滴定法（GB 11896—1989）》[3]執(zhí)行。

材料準(zhǔn)備包括以下3個(gè)方面：

（1）測(cè)定使用的水采用電導(dǎo)率不大于0.5 mS/m（5 μS/m）的蒸餾水或去離子水，盡量減少其他離子干擾，保證檢定結(jié)果科學(xué)準(zhǔn)確。

（2）測(cè)定點(diǎn)區(qū)域擦拭采用脫脂棉，使用前進(jìn)行氯化物含量測(cè)定，用以校定試驗(yàn)結(jié)果。擦拭人員佩戴塑料或橡膠手套，確保不會(huì)污染擦拭用水。脫脂棉要求質(zhì)量?jī)?yōu)異，否則對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響很大。

（3）準(zhǔn)備燒杯、量筒、錐形量筒、玻璃漏斗、酸式滴定管、酸式滴定管架、鑷子、電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x、濾紙、百分之一電子稱、硝酸銀粉末100 mg、鉻酸鉀500 mg、3只滴管。計(jì)量器具的量程應(yīng)符合試驗(yàn)所需的計(jì)量精度和量程。

3 檢驗(yàn)區(qū)域的劃分及檢驗(yàn)判定原則

檢驗(yàn)時(shí)先劃分好受檢區(qū)域，將每臺(tái)儲(chǔ)罐分為液體浸潤(rùn)板和非液體浸潤(rùn)板兩部分，分別判定液體浸潤(rùn)板和非液體浸潤(rùn)板的浸潤(rùn)面。將每臺(tái)儲(chǔ)罐的液體浸潤(rùn)板和非液體浸潤(rùn)板分別劃分成獨(dú)立不斷開(kāi)的每10 m2為一個(gè)區(qū)的區(qū)域，每部分受檢區(qū)域的面積總和不小于該部分總面積的5%。將切割預(yù)制后的液體浸潤(rùn)板和非液體浸潤(rùn)板分垛碼放，每垛不超過(guò)200 m2（正反兩面面積和），每垛選擇一個(gè)10 m2抽檢區(qū)域。受檢區(qū)域要選擇銹蝕較為明顯或嚴(yán)重的位置，測(cè)定點(diǎn)面積為100 cm2。

劃分好受檢區(qū)域后即可進(jìn)行可溶性氯化物的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)原則為：①每垛切割預(yù)制好的鋼板，在拋丸前進(jìn)行初次可溶性氯化物含量的抽檢，拋丸后進(jìn)行最終測(cè)定，以拋丸后的測(cè)定值為判定值和歸檔資料數(shù)據(jù)值；②每臺(tái)罐按液體浸潤(rùn)板的總平數(shù)和非液體浸潤(rùn)板的總平數(shù)進(jìn)行分類測(cè)定。

對(duì)受檢鋼板批次的判定原則如下：

（1）總則。若抽檢中發(fā)現(xiàn)可溶性氯化物不滿足“表面可溶性氯化物殘留量不得高于5 μg/cm2，其中罐內(nèi)液體浸潤(rùn)的區(qū)域不得高于3 μg/cm2”的要求時(shí)加倍復(fù)檢。復(fù)檢結(jié)果仍不合格判定為不合格。

（2）液體浸潤(rùn)板。若抽檢點(diǎn)的可溶性氯化物含量≤3 μg/cm2，判定該垛罐板可溶性氯化物含量合格，不用水沖洗；當(dāng)抽檢點(diǎn)的可溶性氯化物含量大于3 μg/cm2且≤5 μg/cm2，判定該垛罐板可溶性氯化物含量單面合格（不與液體接觸面），單面需要水沖洗，將沖洗面與非沖洗面做好標(biāo)識(shí)，鋼板預(yù)制時(shí)予以區(qū)分；當(dāng)抽檢點(diǎn)的可溶性氯化物含量大于5 μg/cm2，判定該垛罐板可溶性氯化物含量不合格，必須用水沖洗。

（3）非液體浸潤(rùn)板。若抽檢點(diǎn)的可溶性氯化物含量≤5 μg/cm2，判定該垛罐板可溶性氯化物含量合格，不用水沖洗；當(dāng)抽檢點(diǎn)的可溶性氯化物含量大于5 μg/cm2，判定該垛罐板可溶性氯化物含量不合格，必須用水沖洗。

4 鋼材表面可溶性氯化物的移取

對(duì)罐板表面可溶性氯化物移取是影響檢定結(jié)論的關(guān)鍵，移取方法直接關(guān)系到下一步檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此要嚴(yán)格制定移取步驟。移取步驟如下：

（1）用直尺和記號(hào)筆對(duì)每垛鋼板進(jìn)行區(qū)域劃分，并確定受檢位置。

（2）檢測(cè)前，用蒸餾水洗凈燒杯、量筒、滴管、鑷子等試驗(yàn)用具，反復(fù)三次。

（3）用百分之一電子稱稱量?jī)蓧K質(zhì)量為250 mg的脫脂棉。

（4）用量筒量出50 mL水，將一塊250 mg脫脂棉放入量筒中并記下體積V1；將另一塊250 mg的脫脂棉封存。

（5）將量筒內(nèi)的水和脫脂棉一起倒入50 mL燒杯中，將脫脂棉在水中完全展開(kāi)、浸潤(rùn)充分，用電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x測(cè)量，待測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定后記錄結(jié)果（A）。

最后，在現(xiàn)行管理中，教學(xué)督導(dǎo)、教師教育教學(xué)的獎(jiǎng)勵(lì)和違規(guī)處理、學(xué)生評(píng)教等方式方法各自獨(dú)立行事，沒(méi)有一個(gè)有機(jī)的結(jié)合，而教師本身是獨(dú)立完整的，教師的教育教學(xué)工作也是一個(gè)綜合的情況，不能由某一個(gè)單一的方面來(lái)確定。

（6）用鑷子將脫脂棉夾出，輕輕擠出脫脂棉中的水后擦洗整個(gè)測(cè)定區(qū)域，不允許從脫脂棉上滴出或溢出試驗(yàn)區(qū)域[4]。

（7）用脫脂棉移取測(cè)定區(qū)域表面的水，擠回50 mL燒杯中。在拋丸后的鋼板表面移取時(shí)應(yīng)輕擦、輕輕沾取，避免錨紋摩擦脫脂棉而掉落碎屑。從不同方向反復(fù)擦洗，擦洗過(guò)程至少3 min。

（8）擦洗完成后將脫脂棉置于量筒中，并將燒杯中的溶液也倒入量筒中。

（9）若量筒內(nèi)體積不足V1，則用滴管加水補(bǔ)足。

（10）再次將量筒內(nèi)的水與脫脂棉通過(guò)濾紙倒回50 mL燒杯。

（11）將鑷子與脫脂棉接觸的部分，在燒杯溶液中清洗。

（12）將脫脂棉在溶液中完全展開(kāi)、浸潤(rùn)充分，用電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x測(cè)量，待測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定后記錄結(jié)果（B）。

5 可溶性氯化物含量的檢測(cè)

可溶性氯化物含量的測(cè)量有電導(dǎo)率測(cè)定和硝酸銀滴定兩種方法。電導(dǎo)率測(cè)定方法較為方便、快捷，為主要檢測(cè)方法，同時(shí)也是《鋼質(zhì)石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范（GB50393—2008）》中推薦的方法。但是，電導(dǎo)率測(cè)定的結(jié)果值一定大于可溶性氯化物的實(shí)際含量值，因?yàn)槠浣Y(jié)果包含了所有可溶性鹽分的含量，若電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果在允許范圍內(nèi)則可溶性氯化物含量一定在允許范圍內(nèi)；若電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果大于允許范圍，則用硝酸銀滴定法，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行滴定分析氯化物實(shí)際含量。

電導(dǎo)率測(cè)定法如下：①用校驗(yàn)合格的電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x對(duì)50 mL燒杯中的氯化物含量PNaCl進(jìn)行檢測(cè)；②做好每次可溶性氯化物測(cè)量記錄。

硝酸銀滴定法如下：

（1）采用0.01 mol/L硝酸銀溶液滴定。滴定在室內(nèi)進(jìn)行。

（2）指示劑采用10%濃度的鉻酸鉀溶液。

（3）滴定時(shí)準(zhǔn)備一個(gè)盛水燒杯，滴入幾滴濃度為10%鉻酸鉀溶液，作為比色溶液。

（4）空白滴定。將封存的250 mg的脫脂棉放入50 mL蒸餾水中充分浸泡，過(guò)濾后取V體積倒入錐形瓶中進(jìn)行硝酸銀滴定檢測(cè)。當(dāng)被滴定溶液顏色發(fā)生變化時(shí)，記錄硝酸銀溶液消耗量V。

（5）移取液滴定。用量筒取現(xiàn)場(chǎng)封存的溶液V1體積，倒入錐形瓶中進(jìn)行硝酸銀滴定檢測(cè)。當(dāng)被滴定溶液顏色發(fā)生變化時(shí)，記錄0.01 mol/L硝酸銀溶液消耗量V2。

6 可溶性氯化物含量的計(jì)算

（1）用電導(dǎo)率測(cè)定值計(jì)算方法。擦拭液中可溶性氯化物含量為測(cè)量結(jié)果C減去測(cè)量結(jié)果A，即PNaCl=C-A。根據(jù)《鋼質(zhì)石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范（GB 50393—2008）》附錄E.3，將鋼板表面可溶性氯化物設(shè)定為NaCl，因此可溶性氯化物含量計(jì)算公式

式中P為氯化物含量（μg/cm2）；PNaCl為擦拭液中可溶性氯化物含量（mg/L）。

（2）用硝酸銀滴定值計(jì)算方法。移取液可溶性氯化物含量的計(jì)算公式如下

式中CNaCl為移取液中可溶性氯化物含量（mg/L）；V為滴定計(jì)量的樣品體積（mL）；V1為空白滴定樣品消耗AgNO3體積（mL）；V2為移取液樣品滴定消耗AgNO3體積（mL）。

7 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定結(jié)果的認(rèn)定

現(xiàn)場(chǎng)罐板可溶性氯化物含量檢驗(yàn)時(shí)，由施工承包方向監(jiān)理單位、建設(shè)單位提出現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，檢驗(yàn)過(guò)程由多方見(jiàn)證，計(jì)算取得的鋼板可溶性氯化物含量測(cè)定結(jié)果，各方確認(rèn)是否符合《鋼質(zhì)石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范（B50393—2008）》中的質(zhì)量驗(yàn)收要求，檢測(cè)結(jié)果由各見(jiàn)證方簽字認(rèn)可，檢驗(yàn)合格的結(jié)果存檔作為工程合格的依據(jù)。

8 結(jié)論

鋼制原油儲(chǔ)罐罐板表面可溶性氯化物殘留量的測(cè)定，其中電導(dǎo)率測(cè)定法適合在鋼板除銹場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)抽檢，能夠快速得出測(cè)量值，方便、快捷、數(shù)值準(zhǔn)確可靠，是主要檢測(cè)手段；硝酸銀滴定法是在現(xiàn)場(chǎng)電導(dǎo)率法測(cè)量鹽分超標(biāo)需要精準(zhǔn)測(cè)定氯離子含量時(shí)使用，其方法科學(xué)、適用，是輔助檢測(cè)手段；多方見(jiàn)證，施工記錄多方簽認(rèn)，過(guò)程合規(guī)、有效。該技術(shù)圓滿地解決了工程中罐板表面可溶性氯化物殘留量現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法測(cè)定的問(wèn)題，為拋丸后的罐板能進(jìn)入下道防腐涂料涂刷工序掃平了障礙。

[1]王菁輝，陳光章，郭鵬，等．鋼質(zhì)石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范：GB 50393—2008[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2008：14.

[2]傅建華，劉冰揚(yáng)，宋艷媛，等．涂敷涂料前鋼材表面處理清潔度的評(píng)定試驗(yàn)第9部分：水溶性鹽的電導(dǎo)儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定方法：GB/ T 18570．9—2005/ISO 8502—9：1998[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005：1-3.

[3]魯光四．水質(zhì)氯化物的測(cè)定硝酸銀滴定法：GB 11896—1989[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989：202-203.

[4]傅建華，劉冰揚(yáng)，宋艷媛，等．涂敷涂料前鋼材表面處理清潔度的評(píng)定試驗(yàn)第5部分：涂敷涂料前鋼材表面氯化物測(cè)定（離子探測(cè)管法）：GB/T 18570.5—2005/ISO 8502—5：1998[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005：2.

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.041

劉偉：工程師，2004年畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，從事石油化工建設(shè)方面工作。

2015-07-02

13634666033、940577626@qq.com