ASTM C871 Analiza chemiczna materiałów termoizolacyjnych pod kątem szczelności na jony chlorkowe, fluorkowe, krzemianowe i sodowe

ASTM C871 Analiza chemiczna materiałów termoizolacyjnych pod kątem szczelności na jony chlorkowe, fluorkowe, krzemianowe i sodowe

Norma ASTM C871 dotycząca metod badawczych do analizy chemicznej materiałów izolacji termicznej w celu wykrycia nieszczelnych jonów chlorkowych, fluorkowych, krzemianowych i sodowych, opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM), opisuje laboratoryjne metody badawcze służące do określania zawartości rozpuszczalnych w wodzie jonów chlorkowych, fluorkowych, krzemianowych i sodowych w materiałach izolacji termicznej w zakresie części na milion (ppm).

ASTM C871 Analiza chemiczna materiałów termoizolacyjnych pod kątem szczelności na jony chlorkowe, fluorkowe, krzemianowe i sodowe

Wybór jednej z wymienionych metod badawczych dla każdego z wymaganych oznaczeń jonów powinien zależeć od możliwości laboratorium, dostępności niezbędnego sprzętu, stężenia jonów i przydatności do stosowania w przypadku wystąpienia potencjalnych zakłóceń jonowych w roztworze ekstrakcyjnym.

Badania wykazały, że oprócz jonów chlorkowych i halogenkowych, jony fluorkowe, osadzone i skoncentrowane na powierzchni stali nierdzewnej austenitycznej, mogą przyczyniać się do pękania korozyjnego naprężeniowego w przypadku braku jonów hamujących. Dwie wspólne normy izolacyjne, specyficzne dla pękania korozyjnego naprężeniowego, pozwalają na stosowanie tych samych metod badawczych ASTM C692 i ASTM C871 do oceny materiałów izolacyjnych. Obie normy wymagają uwzględnienia jonów fluorkowych wraz z jonami chlorkowymi podczas oceny jonów ekstrahowalnych.

Chlorki (i fluorki) mogą być składnikami materiału izolacyjnego, środowiska lub obu tych źródeł. Wilgoć w izolacji lub pochodząca z otoczenia może powodować migrację chlorków (i fluorków) przez izolację i ich kondensację na gorącej powierzchni stali nierdzewnej.

ASTM C871 to norma ustanawiająca procedury laboratoryjne dotyczące oznaczania stężenia zanieczyszczeń jonowych. Zanieczyszczenia te są szczególnie istotne, ponieważ mogą przyczyniać się do korozji urządzeń metalowych, zwłaszcza ze stali nierdzewnej, pracujących w wysokich temperaturach. Norma ta jest szeroko stosowana w ramach programów kwalifikacji materiałów i zapewnienia jakości w sektorach energetycznym, petrochemicznym, jądrowym, przetwórstwa chemicznego oraz izolacji przemysłowych.

Podstawowym celem normy ASTM C871 jest zmierzenie ilości następujących jonów, które można usunąć z materiałów izolacji termicznej za pomocą wody w określonych warunkach laboratoryjnych:

  • Jony chlorkowe
  • Jony fluorkowe
  • Jony sodu
  • Jony krzemianowe

W przeciwieństwie do analizy całkowitego składu chemicznego, norma ASTM C871 ocenia jedynie tę część tych jonów, która jest rozpuszczalna w wodzie. Dotyczy to zanieczyszczeń, które mogą migrować na powierzchnie metalowe podczas użytkowania.

Izolacja termiczna zazwyczaj otacza rury ze stali nierdzewnej, zbiorniki ciśnieniowe, kotły, wymienniki ciepła i reaktory. Jeśli izolacja zawiera nadmierną ilość rozpuszczalnych chlorków lub innych agresywnych jonów, wilgoć może rozpuścić te zanieczyszczenia i przenieść je na powierzchnię metalu. Może to prowadzić do:

  • Pękanie korozyjne naprężeniowe chlorków
  • Korozja lokalna
  • Wżery
  • Skrócona żywotność sprzętu
  • Nieoczekiwane koszty konserwacji
  • Zagrożenia bezpieczeństwa w obiektach przemysłowych o znaczeniu krytycznym.

Norma ASTM C871 określa znormalizowaną metodę określania ilości tych zanieczyszczeń, umożliwiającą ocenę materiałów izolacyjnych przed ich montażem. Norma ta ma zastosowanie do wielu produktów izolacyjnych, w tym:

  • Izolacja z krzemianu wapnia
  • Wełna mineralna
  • Izolacja z włókna szklanego
  • Izolacja z perlitu ekspandowanego
  • Produkty z włókien ceramicznych
  • Izolacja ze szkła komórkowego
  • Izolacja rur wstępnie uformowana
  • Cementy izolacyjne
  • Inne nieorganiczne materiały termoizolacyjne

Norma ta dotyczy zarówno surowców, jak i gotowych wyrobów izolacyjnych.

Jony mierzone opisanymi metodami testowymi są następujące:

  • Chlorek: Chlorek jest najpoważniejszym zanieczyszczeniem w austenitycznych stalach nierdzewnych, ponieważ w określonych warunkach temperatury i wilgotności może powodować korozję naprężeniową pod wpływem chlorków.
  • Fluorek: Jony fluorkowe mogą również powodować korozję w niektórych środowiskach, dlatego należy je monitorować.
  • Sód: Sam sód jest na ogół mniej agresywny, ale służy jako wskaźnik rozpuszczalnego zanieczyszczenia alkalicznego.
  • Krzemiany: Analiza krzemianów pomaga scharakteryzować zawartość rozpuszczalnych krzemianów i wspomaga ocenę składu chemicznego izolacji.

Mimo że norma ASTM C871 zawiera szczegółowe instrukcje laboratoryjne, podstawowa procedura obejmuje następujące czynności:

  • Pobranie reprezentatywnej próbki izolacji.
  • Próbkę należy przygotować zgodnie z określonymi wymaganiami.
  • Usuwanie rozpuszczalnych jonów przy użyciu wody dejonizowanej w kontrolowanych warunkach.
  • Filtrowanie ekstraktu.
  • Pomiar pojedynczych jonów przy użyciu odpowiednich technik analitycznych.
  • Raportowanie stężeń jonów zgodnie z normami.

Procedura kładzie nacisk na ostrożne obchodzenie się z próbką w celu zapobiegania zanieczyszczeniom i zapewnienia powtarzalnych wyników.

Norma ASTM C871 dopuszcza stosowanie odpowiednich technik analiz laboratoryjnych, w tym:

  • Chromatografia jonowa
  • Elektrody jonoselektywne
  • Metody spektrofotometryczne
  • Fotometria płomieniowa (dla sodu)
  • Inne sprawdzone procedury analityczne, które spełniają wymaganą dokładność

Wybrana metoda analityczna musi umożliwiać wiarygodne pomiary w zakresach stężeń określonych w normie.

Norma ASTM C871 jest powszechnie stosowana w następujących obszarach:

  • Charakterystyka materiałów izolacyjnych
  • Kontrola jakości produkcji
  • Certyfikacja produktu
  • Testy laboratoryjne stron trzecich
  • Specyfikacje zamówień
  • Dochodzenia w sprawie usterek
  • Ocena ryzyka korozji
  • Weryfikacja czyszczenia izolacji.

Norma ta jest szeroko stosowana w następujących obszarach:

  • Ropa i gaz
  • Zakłady petrochemiczne
  • Przetwarzanie chemiczne
  • Elektrownie jądrowe
  • Konwencjonalna produkcja energii
  • Obiekty LNG
  • inżynieria morska
  • Produkcja przemysłowa
  • Fabryki papieru i celulozy
  • Przetwarzanie leków

Norma ASTM C871 jest często stosowana w połączeniu z normą ASTM C692. Podczas gdy norma ASTM C871 mierzy ilość wymywanych zanieczyszczeń chemicznych, norma ASTM C692 ocenia, czy materiał izolacyjny faktycznie sprzyja korozji naprężeniowej stali nierdzewnej w warunkach laboratoryjnych. Analiza chemiczna przeprowadzona zgodnie z normą ASTM C871 zazwyczaj potwierdza interpretację wyników badań ASTM C692.

Główne zalety wynikające z normy ASTM C871 to:

  • Standaryzowane procedury laboratoryjne
  • Dobra powtarzalność i odtwarzalność.
  • Identyfikacja zanieczyszczeń powodujących korozję.
  • Udoskonalona kontrola jakości materiałów.
  • Wsparcie w zakresie specyfikacji prawnych i projektowych.
  • Zwiększenie niezawodności systemów izolacyjnych.
  • Zmniejszenie ryzyka przedwczesnej awarii sprzętu.

Norma ASTM C871 ma jednak kilka ograniczeń:

  • Mierzy jedynie jony rozpuszczalne w wodzie, a nie całkowitą zawartość pierwiastków.
  • Warunki ekstrakcji w laboratorium mogą nie odzwierciedlać dokładnie ekspozycji w terenie.
  • Sama analiza chemiczna nie jest w stanie przewidzieć reakcji korozyjnej bez uwzględnienia czynników środowiskowych, takich jak wilgotność, temperatura i naprężenia.
  • Wyniki należy interpretować w powiązaniu z wynikami testów odporności na korozję i oceną inżynierską.

Podsumowując, norma ASTM C871 jest fundamentalną normą analityczną do oceny czystości chemicznej materiałów termoizolacyjnych. Poprzez określenie poziomu rozpuszczalnych jonów chlorkowych, fluorkowych, sodu i krzemianowych, pomaga producentom, laboratoriom i operatorom instalacji ocenić potencjalne ryzyko korozji stwarzane przez produkty izolacyjne. Norma ta odgrywa kluczową rolę w ochronie urządzeń ze stali nierdzewnej, zwiększaniu niezawodności systemów izolowanych oraz wspieraniu długotrwałej, bezpiecznej eksploatacji w trudnych warunkach przemysłowych.

Nasza organizacja, z kompetentnym i doświadczonym zespołem, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe zgodne z normą ASTM C871.

WhatsApp