Химический анализ теплоизоляционных материалов по стандарту ASTM C871 на герметичность при наличии хлоридов, фторидов, силикатов и ионов натрия.

Стандарт ASTM C871 «Методы испытаний для химического анализа теплоизоляционных материалов на наличие ионов хлорида, фтора, силиката и натрия», разработанный Американским обществом по испытанию материалов (ASTM), описывает лабораторные методы испытаний для определения водорастворимых ионов хлорида, фтора, силиката и натрия в теплоизоляционных материалах в диапазоне частей на миллион (ppm).

Выбор одного из перечисленных методов анализа для каждого из необходимых определений ионов должен зависеть от возможностей лаборатории, наличия необходимого оборудования, концентрации ионов и пригодности раствора для экстракции с учетом возможного влияния ионов.

Исследования показали, что помимо галогенид-ионов и хлорид-ионов, фторид-ионы, осаждаясь и концентрируясь на поверхности аустенитной нержавеющей стали, могут способствовать коррозионному растрескиванию под внешним напряжением даже в отсутствие ингибирующих ионов. Две распространенные спецификации для изоляционных материалов, специфичные для коррозионного растрескивания под внешним напряжением, позволяют использовать одни и те же методы испытаний ASTM C692 и ASTM C871 для оценки изоляционных материалов. Оба стандарта требуют включения фторид-ионов наряду с хлорид-ионами при оценке экстрагируемых ионов.

Хлориды (и фториды) могут быть компонентами изоляционного материала, окружающей среды или и того, и другого. Влага в изоляции или из окружающей среды может вызывать миграцию хлоридов (и фторидов) через изоляцию и их конденсацию на горячей поверхности нержавеющей стали.

ASTM C871 — это стандарт, устанавливающий лабораторные процедуры для определения концентрации ионных загрязняющих веществ. Эти загрязняющие вещества особенно важны, поскольку они могут способствовать коррозии металлического оборудования, особенно нержавеющей стали, работающей при высоких температурах. Этот стандарт широко используется в рамках программ квалификации материалов и обеспечения качества в энергетической, нефтехимической, атомной, химической промышленности и в сфере промышленной изоляции.

Основная цель стандарта ASTM C871 — измерение количества следующих ионов, которые могут быть удалены из теплоизоляционных материалов с помощью воды в заданных лабораторных условиях:

Ионы хлорида
Фторид-ионы
Ионы натрия
Силикатные ионы

В отличие от анализа полного химического состава, стандарт ASTM C871 оценивает только ту часть ионов, которая растворима в воде. Это означает наличие примесей, которые могут мигрировать на металлические поверхности во время эксплуатации.

Теплоизоляция обычно используется для труб из нержавеющей стали, сосудов под давлением, котлов, теплообменников и реакторов. Если изоляция содержит избыточное количество растворимых хлоридов или других агрессивных ионов, влага может растворить эти загрязнения и перенести их на поверхность металла. Это может привести к:

Коррозионное растрескивание под воздействием хлоридов
Локальная коррозия
Питтинг
Сокращение срока службы оборудования
Непредвиденные расходы на техническое обслуживание
Опасности для безопасности на критически важных промышленных объектах.

Стандарт ASTM C871 предоставляет стандартизированный метод определения количества этих загрязняющих веществ, позволяющий оценивать изоляционные материалы перед установкой. Этот стандарт применим ко многим изоляционным материалам, в том числе:

Изоляция из силиката кальция
минеральная вата
Теплоизоляция из стекловолокна
Вспененная перлитовая изоляция
Изделия из керамического волокна
Теплоизоляция из ячеистого стекла
Предварительно изготовленная теплоизоляция для труб
Изоляционные цементы
Другие неорганические теплоизоляционные материалы

Данный стандарт распространяется как на сырье, так и на готовую изоляционную продукцию.

С помощью описанных методов анализа измеряются следующие ионы:

Хлориды: Хлориды являются наиболее опасным загрязнителем аустенитных нержавеющих сталей, поскольку при определенных условиях температуры и влажности они могут вызывать коррозионное растрескивание под напряжением, вызванное хлоридами.
Фторид: Ионы фторида также могут способствовать коррозии в некоторых средах, поэтому их концентрация контролируется.
Натрий: Сам по себе натрий, как правило, менее агрессивен, но служит индикатором загрязнения растворимыми щелочами.
Силикатный анализ: анализ силикатных соединений помогает определить содержание растворимых силикатов и способствует оценке химического состава изоляционных материалов.

Хотя стандарт ASTM C871 содержит подробные лабораторные инструкции, основная процедура включает в себя следующее:

Взятие репрезентативной выборки теплоизоляции.
Образец должен быть подготовлен в соответствии с установленными требованиями.
Удаление растворимых ионов с использованием деионизированной воды в контролируемых условиях.
Фильтрация экстракта.
Измерение отдельных ионов с использованием соответствующих аналитических методов.
Представление данных о концентрации ионов в соответствии со стандартами.

Данная процедура предполагает бережное обращение с образцами для предотвращения загрязнения и обеспечения воспроизводимости результатов.

Стандарт ASTM C871 допускает использование соответствующих лабораторных аналитических методов, в том числе:

Ионная хроматография
Ионселективные электроды
Спектрофотометрические методы
Пламенная фотометрия (для определения натрия)
Другие проверенные аналитические процедуры, отвечающие требуемой точности.

Выбранный аналитический метод должен обеспечивать надежные измерения в пределах диапазонов концентраций, указанных в стандарте.

Стандарт ASTM C871 широко используется в следующих областях:

Характеристика изоляционных материалов
Контроль качества продукции
Сертификация продукции
Лабораторные анализы, проведенные сторонними организациями.
Технические условия закупки
Расследование неисправностей
Оценка риска коррозии
Проверка качества очистки теплоизоляции.

Данный стандарт широко используется в следующих областях:

Нефть и газ
Нефтехимические заводы
Кимьясал ишлеме
атомные электростанции
Традиционное производство энергии
СПГ-объекты
морское машиностроение
промышленное производство
целлюлозно-бумажные комбинаты
обработка лекарственных средств

Стандарт ASTM C871 часто используется в сочетании со стандартом ASTM C692. В то время как ASTM C871 измеряет количество выщелачиваемых химических загрязнителей, ASTM C692 оценивает, действительно ли изоляционный материал способствует коррозионному растрескиванию нержавеющей стали под напряжением в лабораторных условиях. Химический анализ, выполненный в соответствии со стандартом ASTM C871, как правило, подтверждает интерпретацию результатов испытаний по стандарту ASTM C692.

Основные преимущества стандарта ASTM C871 заключаются в следующем:

Стандартизированные лабораторные процедуры
Хорошая повторяемость и воспроизводимость.
Идентификация загрязняющих веществ, вызывающих коррозию.
Улучшена система обеспечения качества материалов.
Поддержка в вопросах соблюдения правовых норм и составления проектной документации.
Повышение надежности теплоизоляционных систем.
Снижение риска преждевременного выхода оборудования из строя.

Однако стандарт ASTM C871 имеет ряд ограничений:

Он измеряет только водорастворимые ионы, а не общее содержание элементов.
Условия экстракции в лабораторных условиях могут неточно отражать условия, существовавшие в полевых условиях.
Одного лишь химического анализа недостаточно для прогнозирования коррозионного поведения без учета таких факторов окружающей среды, как влажность, температура и механические напряжения.
Полученные результаты следует интерпретировать в совокупности с результатами испытаний на коррозионную стойкость и инженерной оценкой.

В заключение, стандарт ASTM C871 является основополагающим аналитическим стандартом для оценки химической чистоты теплоизоляционных материалов. Определяя уровни растворимых хлорид-, фторид-, натрий- и силикат-ионов, он помогает производителям, лабораториям и операторам предприятий оценивать потенциальный риск коррозии, создаваемый изоляционными материалами. Этот стандарт играет жизненно важную роль в защите оборудования из нержавеющей стали, повышении надежности изоляционных систем и обеспечении долгосрочной безопасной эксплуатации в сложных промышленных условиях.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентной и опытной командой, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию в соответствии со стандартом ASTM C871.