GB/T 34550.4-2017 海水冷却水处理药剂性能评价方法 第4部分：动态模拟试验

　　ICS 07 . 060;77 . 060 A 29

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 34550 . 4—2017

　　海水冷却水处理药剂性能评价方法

　　第 4 部分：动态模拟试验

　　Methodforevaluationofcoolingseawatertreatmentagents—

　　part4：Dynamicsimulationtest

　　2017-09-29 发布 2018-01-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 34550 . 4—20 17

　　GB/T 34550 . 4—20 17

　　前 言

　　GB/T 34550《海水冷却水处理药剂性能评价方法》分为 4 个部分：

　　— 第 1 部分：缓蚀性能的测定

　　— 第 2 部分：阻垢性能的测定

　　— 第 3 部分：菌藻抑制性能的测定

　　— 第 4 部分：动态模拟试验

　　本部分为 GB/T 34550 的第 4 部分。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分由国家海洋局提出。

　　本部分由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC 283)归口 。

　　本部分起草单位：国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所。

　　本部分主要起草人：王维珍、崔振东、王静、高丽丽、元昊、侯相钰、樊利华、高良富、尹建华。

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　　海水冷却水处理药剂性能评价方法

　　第 4 部分：动态模拟试验

　　警示 — 本标准所使用的强酸、强碱具有腐蚀性，使用时应避免吸入或接触皮肤。 溅到身上应立即用大量水冲洗，严重时应立即就医。

　　1 范围

　　GB/T 34550 的本部分规定了海水循环冷却动态模拟试验测定海水冷却水处理药剂缓蚀、阻垢、菌藻抑制性能的试验方法。

　　本部分适用于海水循环冷却水系统中，不同金属材质间壁式换热设备在实验室进行中试动态模拟试验，海水直流冷却系统和工程现场评价水处理药剂性能试验亦可参照使用。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 603 化学试剂 试验方法中所用制剂及制品的制备

　　GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法

　　GB/T 6908—2008 锅炉用水和冷却水分析方法 电导率的测定

　　GB/T 11899—1989 水质 硫酸盐的测定 重量法

　　GB/T 12763 . 4 海洋调查规范 第 4 部分：海水化学要素调查

　　GB/T 14415—2007 工业循环冷却水和锅炉用水中 固体物质的测定

　　GB/T 14643.1 -2009 工业循环冷却水中菌藻的测定方法 第 1 部分：黏液形成菌的测定 平皿计数法

　　GB/T 14643.5 -2009 工业循环冷却水中菌藻的测定方法 第 5 部分：硫酸盐还原菌的测定MPN 法

　　GB/T 14643.6 -2009 工业循环冷却水中菌藻的测定方法 第 6 部分：铁细菌的测定 MPN 法GB/T 15452—2009 工业循环冷却水中钙、镁离子的测定 EDTA滴定法

　　GB 17378 . 4 海洋监测规范 第 4 部分：海水分析

　　HG/T 2160—2008 冷却水动态模拟试验方法

　　HG/T 3523 冷却水化学处理标准腐蚀试片技术条件

　　HG/T 3530 工业循环冷却水污垢和腐蚀产物试样的调查、采取和制备

　　HG/T 3531 工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中水分含量的测定

　　HG/T 3532 工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中硫化亚铁含量的测定

　　HG/T 3533 工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中灼烧失重测定方法

　　HG/T 3534 工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中酸不溶物、磷、铁、铝、钙、镁、锌、铜含量测定方法

　　HG/T 3535 工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中硫酸盐含量测定方法

　　HG/T 3536 工业循环冷却水污垢和腐蚀产物中二氧化碳含量的测定方法

　　HG/T 3539—2012 工业循环冷却水铁含量的测定 邻菲啰啉分光光度法

　　HG/T 3610 工业循环冷却水污垢和腐蚀产物分析方法规则

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　　ASTM G3 - 1989 (2010) 腐 蚀 检 验 中 使 用 的 电 化 测 量 的 常 规 方 法 标 准 实 施 规 程 ( Standard Practice for Conventions Applicable to Electrochemical Measurements in Corrosion Testing)

　　3 原理

　　海水循环冷却动态模拟试验方法是在实验室给定条件下，用常压饱和水蒸气或电加热水与换热器(或凝汽器)发生热交换，模拟现场的流速、流态、水质、金属材质、换热强度和冷却水进出 口温度等主要参数，以评定海水冷却水处理药剂的缓蚀、阻垢和菌藻抑制性能。 腐蚀速率、污垢热阻、污垢沉积率、菌藻数越小，水处理药剂性能越好。

　　4 试剂和材料

　　在没有明确要求时，试验中所用试剂均指分析纯试剂，实验室用水符合 GB/T 6682 规定的三级及以上要求;在没有注明其他规定时，试验中所需标准溶液、制剂及制品，均应按 GB/T 603 的规定制备。

　　4 . 1 石油醚。

　　4 . 2 无水乙醇。

　　4 . 3 盐酸 。

　　4 . 4 三氧化二锑。

　　4 . 5 氯化亚锡。

　　4 . 6 氢氧化钠溶液：60 g/L。

　　4.7 海水预膜缓蚀剂：10 mg/mL~200 mg/mL。

　　4.8 海水缓蚀剂：10 mg/mL~100 mg/mL。

　　4.9 海水阻垢分散剂：10 mg/mL~100 mg/mL。

　　4. 10 海水菌藻杀生剂：10 mg/mL~200 mg/mL。

　　4 . 1 1 酸洗液：不同金属材料酸洗液按照表 A. 1 规定的方法配制，也可采用其他高效酸洗缓蚀剂配制酸洗液。

　　4 . 12 试验用水：工程用海水。

　　4 . 13 试片：碳钢、铜合金和其他材质试片，符合 HG/T 3523 的规定。 根据实际需要也可选用特殊规格的试片。

　　5 仪器设备

　　5 . 1 试验装置

　　5 . 1 . 1 以常压饱和水蒸气为热介质的典型海水循环冷却动态模拟试验装置示意图见图 1 。该装置适用换热强度大的化工、石化、钢铁等行业的冷却水处理试验。

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　　说明：

　　1 — 海水槽;

　　2 — 补水泵;

　　3 — 补水池;

　　4 — 液位开关;

　　5 — 浮球阀;

　　6 — 集水池;

　　7 — 电导仪、pH 计探头;

　　8 — 循环泵;

　　9 — 转子流量计;

　　10 — 进口挂片盒;

　　11 — 流量变送器;

　　12 — 流量调节阀;

　　13 — 进口腐蚀探头;

　　14— 进口测温筒;

　　15 — 模拟监测换热器;

　　16 — 蒸汽冷凝器;

　　17 — 流量开关;

　　18 — 锅炉;

　　19 — 出 口测温筒;

　　20 — 出 口腐蚀探头;

　　21 — 出 口挂片盒;

　　22 — 电动排污阀;

　　23 — 轴流风机;

　　24— 机力冷却塔;

　　25 — 风门控制器;

　　26 — 塔底测温孔;

　　27 — 计量泵 1 ;

　　28 — 计量泵 2 。

　　图 1 以常压饱和水蒸气为热介质的典型海水循环冷却动态模拟试验装置示意图

　　5 . 1 . 2 以电加热水为热介质的典型海水循环冷却动态模拟试验装置示意图见图 2,其中的自然冷却塔系统也可设置为图 1 中的机力冷却塔系统。 该装置适用换热强度小的火电、核电等行业的冷却水处理试验。

　　说明：

　　1 — 海水槽;

　　2 — 补水泵;

　　3 — 补水池;

　　4 — 液位开关;

　　5 — 浮球阀;

　　6 — 集水池;

　　7 — 电导仪、pH 计探头;

　　8 — 循环泵;

　　9 — 转子流量计;

　　10 — 进口挂片盒;

　　11 — 流量变送器;

　　12 — 流量调节阀;

　　13 — 进口腐蚀探头;

　　14— 进口测温筒;

　　15 — 模拟凝汽器(电热锅炉);

　　16 — 热水循环泵;

　　17 — 流量开关;

　　18 — 出 口测温筒;

　　19 — 出 口腐蚀探头;

　　20 — 出 口挂片盒;

　　21 — 电动排污阀;

　　22 — 自然冷却塔;

　　23 — 计量泵 1 ;

　　24— 计量泵 2 。

　　图 2 以电加热水为热介质的典型海水循环冷却动态模拟试验装置示意图

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　　5 . 2 换热器(凝汽器)系统

　　5 . 2 . 1 模拟监测换热器

　　5 . 2 . 1 . 1 材质为耐蚀金属材料，外壁保温。

　　5 . 2 . 1 . 2 模拟监测换热器的有效长度根据试验管长度和安装结构而定，一般不小于 1 000 mm。

　　5 . 2 . 1 . 3 电热蒸汽锅炉体积不小于 70 L,外壁保温;加热功率不小于 15 kW;锅炉、蒸汽冷凝器、连接管路宜选用耐蚀金属材料。

　　5 . 2 . 2 模拟凝汽器

　　5 . 2 . 2 . 1 材质为耐蚀材料，外壁保温。

　　5 . 2 . 2 . 2 模拟凝汽器的有效长度根据试验管长度和安装结构而定，一般不小于 1 300 mm。

　　5 . 2 . 2 . 3 模拟凝汽器电加热锅炉体积不小于 180 L,外壁保温;加热功率不小于 15 kW;锅炉、热水循环系统、连接管路均宜选用耐蚀材料。

　　5 . 2 . 3 试验管

　　5.2.3. 1 材料规格：宜选用与模拟现场设备规格相同的金属材料(常用试验管规格 φ19~φ32, 壁厚0.5 mm~2.5 mm)。

　　5 . 2 . 3 . 2 尺寸：模拟监测换热器单根试验管的长度不小于 900 mm,其有效换热长度不小于 750 mm;模拟凝汽器单根试验管的长度不小于 1 200 mm, 其有效换热长度不小于 1 000 mm, 总有效长度不小于4 000 mm。

　　5 . 2 . 3 . 3 模拟监测换热器试验管设置 1 根，模拟凝汽器试验管设置 4 根 ~6 根串联。

　　5 . 2 . 3 . 4 若试验管为低质材料(如普通碳钢)，则与热介质直接接触外壁需做良好的防腐处理(如镀层防腐)。

　　5 . 2 . 4 密封接头

　　材质为绝缘、耐温非金属材料，模拟监测换热器密封接头宜用聚四氟乙烯(PTFE),模拟凝汽器密封接头宜用工程塑料(ABS、UPVC)等即可。

　　5 . 3 冷却塔系统

　　5 . 3 . 1 集水池

　　5 . 3 . 1 . 1 材质：耐海水腐蚀工程塑料(UPVC、PVC等)。

　　5 . 3 . 1 . 2 容积：可调，能够满足工程实际循环水量与系统容积之比的要求。 一般按每小时循环水量的1/2~1/5 计算。

　　5 . 3 . 1 . 3 液位：应恒定，并能自动控制和加入补充水。

　　5 . 3 . 2 冷却塔

　　5 . 3 . 2 . 1 材质：耐海水腐蚀工程塑料(有机玻璃、UPVC、PVC等)。

　　5.3.2.2 尺寸：机力塔直径不小于 350 mm、高 1 400 mm~1 550 mm,填料高度为其塔身的 1/2~3/4 ;自然塔直径不小于 600 mm、高 1 100 mm~1 400 mm,填料高度为其塔身的 3/4 左右。

　　5.3.2.3 冷却塔进出 口温差：5 ℃ ~13 ℃。

　　5 . 3 . 2 . 4 填料：机力塔填料采用聚丙烯球形填料;自然塔填料采用波形 PVC填料。

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　　5 . 3 . 3 海水循环泵

　　流量不小于 3 m3 /h,扬程大于 10 m,满足试验管流速和流量要求即可，宜选用耐海水腐蚀泵。

　　5 . 4 仪表系统

　　5 . 4 . 1 测温元件：用 Pt100 铂电阻或其他的测温元件(分辨率 0 . 1 ℃),也可选用水银温度计(测量范围0 ℃ ~50 ℃、50 ℃ ~100 ℃, 分度值 0.1 ℃ )。

　　5 . 4 . 2 流量控制元件：可采用手控转子流量计，误差不超过 ±2 . 5%。 安装时应考虑便于拆卸清洗。 也可选用自动控制。

　　5.4.3 电导率检测：范围 0.1 mS/cm~199 mS/cm,控制误差不超过 ±10 μS/cm。

　　5.4.4 pH 检测：范围 0~14 , 控制误差不超过 ±0.05。

　　5 . 5 管路系统

　　循环水管道及配件(阀门、连接件)全部采用耐海水腐蚀工程材料(UPVC、ABS等)。

　　5 . 6 加药系统

　　用自动加药系统，药剂添加量控制误差在 ±10%内。

　　5 . 7 排污系统

　　宜采用自动排污系统控制浓缩倍数，误差在 ±0 . 05 内 。

　　5 . 8 腐蚀检测系统

　　在模拟检测换热器(凝汽器)进出 口，应设置腐蚀测量挂片盒，同时可设置电化学腐蚀在线监测系统。

　　5 . 9 微机测控系统

　　5 . 9 . 1 试验过程中，用微机管理控制系统和进行数据处理。

　　5 . 9 . 2 应能恒定控制换热器进口或出口温度，水温波动不大于 ±0 . 2 ℃ 。

　　5 . 9 . 3 流量自动调节，监控误差不超过循环水流量的 ±1%。

　　5 . 9 . 4 微机测控系统可显示和记录冷却水瞬时流量、模拟监测换热器(凝汽器)进口水温、出口水温、热介质(饱和蒸汽或热水)温度、pH 值、循环水电导率、液位、瞬时污垢热阻、腐蚀速率等参数，以及相对应的过程曲线。

　　5 . 9 . 5 主要测控参数(如温度、流量、电导率、pH 值等)应设置自动报警系统。

　　6 试验准备

　　6 . 1 试片前处理

　　将试片(4 . 13)用滤纸把油脂擦拭干净，然后分别在石油醚(4 . 1) 和无水乙醇(4 . 2) 中用脱脂棉擦洗(每 10 片试片用 50 mL上述试剂)，用滤纸吸干，置干燥器中 4 h 以上，称重(m1 ,准确到 0 . 000 1 g),保存于干燥器中，待用。 对非标试片还应进行尺寸测量(准确到 0 . 1 mm) 。

　　6 . 2 试验管前处理

　　6 . 2 . 1 在无特殊要求下，试验管内表面状况良好，不需表面处理，可直接使用。 必要时，可打磨清洗处

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　　理，保持试管内表面光洁。

　　6 . 2 . 2 对试验管进行称重，对于单根重量小于 200 g,称准至 0 . 000 1 g;单根重量大于 200 g,小于 6 kg,称准至 0 . 01 g。质量记为 M0 。

　　6 . 2 . 3 将已称重过的试验管测量尺寸并记录(外径、壁厚，准确到 0 . 1 mm;总长度、发生热交换的有效传热长度，准确到 1 mm)后装入模拟监测换热器(凝汽器)中 。

　　6 . 3 仪表校正和软件验证

　　6 . 3 . 1 试验前先对流量、温度、电导率、pH 值等计量仪表进行检定或校正。

　　6 . 3 . 2 试验前对数据记录处理、自动检监测及控制、与硬件设备的联动控制等进行验证确认。

　　6 . 4 系统清洗

　　每次试验前应用自来水进行系统清洗。 必要时可对主要部件进行拆卸，人工清洗干净。

　　6 . 5 预膜及海水水处理药剂投加方式

　　6 . 5 . 1 试片(6 . 1)和试验管(6 . 2)预膜时，可在冷却系统开始运行时一起预膜，也可在系统启动运行前先单独预膜。

　　6 . 5 . 2 系统预膜、基础投加时，海水预膜缓蚀剂(4 . 7)、海水缓蚀剂(4 . 8)、海水阻垢分散剂(4 . 9) 直接 一次性投加于集水池中(5 . 3 . 1) 。

　　6 . 5 . 3 正常运行阶段，海水缓蚀剂(4 . 8)、海水阻垢分散剂(4 . 9) 的投加按(5 . 6) 加入补水池内，充分混匀，随补充水加入集水池中。 海水菌藻杀生剂(4 . 10)可直接投加到集水池中。

　　7 试验运行步骤

　　7 . 1 开停机

　　冷却系统开停机操作及注意事项：

　　a) 每次开机时，先检查锅炉的液面在规定位置;循环水泵阀门处于关闭状态;检查自动控制系统，整个微机系统的开关均置“断”的状态;再开启循环水泵，最后通入蒸汽或电加热水。

　　b) 停机时应先停止加热，30 min后再停水泵。

　　7 . 2 预膜处理

　　在冷却系统进行预膜处理时的具体步骤：

　　a) 预膜：在集水池中加入海水(4 . 12),再加入一定量的海水预膜缓蚀剂(4 . 7),安装预先处理好的试片(6 . 1)和试验管(6 . 2),开启循环泵开始预膜处理。 预膜结束后，放空集水池预膜液。

　　b) 预膜液分析：预膜开始后，每 6 h测定 pH 值一次;24 h 后，对预膜液进行一次分析，分析项 目为温度、浊度、pH 值 、Cl- 、Ca2+ 、Mg2+ 、总碱度等。

　　c) 预膜效果检验：待预膜结束后取出，用肉眼观察试片色晕情况，并采用 CuSO4 法检测预膜效果(此方法适用于碳钢试片)。试验过程中，也可用电化学方法监测评定预膜效果。

　　7 . 3 清洁管热阻测定

　　试验开始初期，试验管清洁状态下的热阻(简称清洁管热阻)测定过程：

　　a) 将集水池内加一定量(5 . 3 . 1 . 2)的海水(4 . 12),加入适量海水缓蚀剂、海水阻垢分散剂和海水菌藻杀生剂(4 . 8~4 . 10),开启循环泵，调节转子流量计达到预定流量。

　　b) 打开冷凝器冷却水阀门或热水循环泵，开启电加热系统开关。 待冷却水进口或出 口温度达到

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　　规定值 32℃或 45℃(根据要求也可设定其他温度值)，打开风机风门开关或调整加热功率，系统进入开车状态。

　　c) 待进(出)口水温、蒸汽(热水)温度接近预定控制温度时，系统转入自动控制，打开微机电源开关，系统“运行状态”处于“初态”。

　　d) 待进(出)口水温和循环水流量达到规定值并稳定 2 h后，每隔 5 min~30 min记录一次冷却水进出 口温度、蒸汽(热水)温度、冷却水流量，共记录 6 次 ~ 10 次(记录时应严格地将流量、进口或出 口温度、蒸汽或热水温度控制在规定值)，求出算术平均值，清洁管热阻 r 按式(1)计算。

　　r

　　式中：

　　r —清洁管热阻，单位为平方米摄氏度每瓦(m2 · ℃ /W) ;

　　di —试验管内径，单位为米(m) ;

　　l —试验管有效传热长度，单位为米(m) ;

　　3 600— 从小时换算为秒的数值;

　　T —蒸汽或热水温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　t’进 —冷却海水进口温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　4 096—海水的比热容，单位为焦每千克摄氏度[J/(kg · ℃ )] ;

　　G —冷却海水流量，单位为千克每小时(kg/h) ;

　　t’出 —冷却海水出口温度，单位为摄氏度(℃) 。

　　7 . 4 瞬时污垢热阻测定

　　测定清洁管热阻 r 后，可每隔一定时间(如 2 h ) 自动记录并计算一次瞬时污垢热阻值，按式(2)计算。

　　rSj=t----r=t---’出--’ )……………( 2 )

　　式中：

　　i —试验管内径，单位为米(m) ;

　　l —试验管有效传热长度，单位为米(m) ;

　　T —蒸汽或热水温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　t进 —冷却海水瞬时进口温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　r —清洁管热阻，单位为平方米摄氏度每瓦(m2 · ℃ /W) ;

　　G —冷却海水流量，单位为千克每小时(kg/h) ;

　　t出 —冷却海水瞬时出口温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　t —清洁管时冷却海水进口温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　t —清洁管时冷却海水出口温度，单位为摄氏度(℃) 。

　　7 . 5 浓缩倍数、蒸发量的测定

　　7 . 5 . 1 浓缩倍数的计算

　　海水循环冷却水浓缩倍数按式(3)计算。

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　　N ……………………( 3 )

　　式中：

　　N — 浓缩倍数;

　　ρ循 —海水循环冷却水中 Cl- 的含量，单位为毫克每升(mg/L) ;

　　ρ补 —补充海水中 Cl- 的含量，单位为毫克每升(mg/L)。

　　7 . 5 . 2 蒸发水量(含漂滴)的计算

　　循环冷却水蒸发水量(Qe)的计算按 B. 1 计算。

　　7 . 6 浓排污水量和补充水量的计算

　　排污水量(Qb)和补充水量(Qm)的计算分别按 B. 2 和 B. 3 计算。

　　7 . 7 分析测定

　　7 . 7 . 1 常规水质分析项目及频率见表 1 。

　　表 1 常规水质分析项目及频率

　　7 . 7 . 2 专项水质分析项目及频率见表 2 。

　　表 2 专项水质分析项目及频率

　　7 . 7 . 3 全分析项目及检测方法见表 3 。

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　　表 3 全分析项目及检测方法

　　7 . 7 . 4 水质分析取样：补充水在海水槽中取样，循环水在冷却塔集水池中直接取样。

　　7 . 7 . 5 根据分析结果，每天调整一次加药量，控制系统药剂浓度符合处理方案规定的要求。

　　7 . 8 试验周期

　　连续试验周期一般不应少于 15 d,在瞬时污垢热阻-时间曲线出现渐近线平台稳定运行 2 d 后，作为试验结束的判据。 试验过程中若出现故障，应及时排除解决，要求系统中断次数不得大于两次，每次时间不得大于 6 h。

　　8 试验后处理

　　8 . 1 试片后处理

　　8 . 1 . 1 首先将试片用自来水冲洗，软橡皮擦拭，去除松散的腐蚀产物，然后用酸洗液(4 . 11) 浸泡清洗，直至腐蚀产物清除干净后取出，再迅速用自来水冲洗并立即浸入氢氧化钠溶液(4 . 6) 中约 30 s 取出，再次用自来水和蒸馏水冲洗，用滤纸擦拭吸干，放入无水乙醇(4 . 2) 中浸泡约 3 min 后，取出用滤纸吸干，置于干燥器中 4 h 以上，最后对试片进行称重(m2 ,准确到 0 . 000 1 g) 。

　　8 . 1 . 2 同时用 4 个 ~6 个已称重的试片(6 . 1)按 8 . 1 . 1 做酸洗空白试验。

　　8 . 1 . 3 对试验后的试片在清洗处理前、后观察记录外观，并拍照。

　　8 . 2 试验管后处理

　　8 . 2 . 1 试验结束后，将试验管取下，做好进、出口等信息标记。

　　8 . 2 . 2 将试验管一端紧压在橡皮胶板上，另一端用滴定管加入蒸馏水量取体积为 V1 ,将水放出后，试验管在 105 ℃鼓风烘箱中干燥至恒重，其质量为 M1 。

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　　8 . 2 . 3 用不锈钢匙轻刮烘干后管内污垢，垢样处理按 HG/T 3610 和 HG/T 3530 规定进行。

　　8 . 2 . 4 试验管内部清洗按附录 A 的方法进行处理，操作方法同 8 . 1 . 1 。

　　8 . 2 . 5 再按 8 . 2 . 2 方法量取体积和称重，其体积和质量分别为V2 和 M2 。

　　8 . 2 . 6 对试管在清洗处理前、后观察腐蚀和污垢情况，必要时可剖开试验管，记录并拍照。

　　9 结果的表示和计算

　　9 . 1 腐蚀

　　9 . 1 . 1 以均匀腐蚀特征表示的试片腐蚀速率 X 按式(4)计算：

　　式中：

　　X —腐蚀速率，单位为毫米每年(mm/a) ;

　　8 760 —每年 365 天的小时数，单位为小时每年(h/a) ;

　　10 —与 1 cm相当的毫米数，单位为毫米每厘米(mm/cm) ;

　　m1 —试片腐蚀前的质量，单位为克(g) ;

　　m2 —试片腐蚀处理后的质量，单位为克(g) ;

　　m0 —若干试片酸洗空白试验的质量损失，单位为克(g) ;

　　ρ —试片的密度，单位为克每立方厘米(g/cm3 ) ;

　　t —试片的试验时间，单位为小时(h) ;

　　s —试片的表面积，单位为平方厘米(cm2 ) ;

　　s0 —若干酸洗试片的表面积，单位为平方厘米(cm2 ) 。

　　取三个以上试片平行测定结果的算术平均值作为测定结果，单个平行测定结果与算术平均值的相对偏差不超过 ±20%。

　　9 . 1 . 2 以均匀腐蚀特征表示的试验管腐蚀速率 X按式(5)计算：

　　X

　　式中：

　　X —腐蚀速率，单位为毫米每年(mm/a) ;

　　365 —每年 365 天，单位为天每年(d/a) ;

　　10 —与 1 cm相当的毫米数，单位为毫米每厘米(mm/cm)。

　　M0 —试验管腐蚀前的质量，单位为克(g) ;

　　M2 —试验管去污垢后的质量，单位为克(g) ;

　　s —试验管内表面积，单位为平方厘米(cm2 ) ;

　　t —试验时间，单位为天(d) ;

　　ρ —金属密度，单位为克每立方厘米(g/cm3 ) ;

　　单根试验管以三次称重、尺寸测量等数据计算测定结果，每次测定结果与三次算术平均值的相对偏差不超过 ±5%。

　　9. 1 .3 以腐蚀电位(Ecorr)、极化电阻(RP)、腐蚀电流密度(I)、阻抗(Z)等电化学参数随时间的变化曲线表示金属腐蚀的整个过程。 测定方法按照 ASTM G3—1989(2010)的规定进行。

　　9 . 2 污垢

　　9 . 2 . 1 年污垢热阻(rj)按下列方法测定和计算：

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　　a ) 曲线法：按 7 . 4 测出瞬时污垢热阻rsj，以rsj为纵坐标，相应的时间(h)为横坐标，绘制出污垢热阻 — 时间曲线。 然后取图中平滑曲线最高的rsj值乘 1 . 1(见 HG/T 2160—2008 的 9 . 2 . 2) 即为年污垢热阻(rj)。如图 3 所示。

　　图 3 污垢热阻-时间曲线

　　b ) 两点法：从图 3 中选择既接近平滑曲线又靠近实测曲线的两点。 这两点应符合 d3(天数)为d1(天数)的 2 倍，然后按式(6)计算年污垢热阻 rj 。

　　rs ……………………( 6 )

　　式中：

　　rs —年污垢热阻，单位为平方米摄氏度每瓦(m2 · ℃ /W) ;

　　rsj(d1) —运行 d1 时间的瞬时污垢热阻，单位为平方米摄氏度每瓦(m2 · ℃ /W) ;

　　rsj(d3) —运行 d3 时间的瞬时污垢热阻，单位为平方米摄氏度每瓦(m2 · ℃ /W) 。

　　用计算机系统软件自动计算出的污垢热阻与利用试验数据人工计算的结果相比，要求绝对误差小

　　于 0.02(m2 · ℃ /W)。

　　9 . 2 . 2 污垢沉积率按式(7)计算。

　　mcm ……………………( 7 )

　　式中：

　　mcm —污垢沉积率，单位为毫克每平方厘米月[mg/(cm2 · 月)];

　　30 —每月按 30 天计，单位为天每月(d/月);

　　M1 —试验管试验后的质量，单位为毫克(mg) ;

　　M2 —试验管去除污垢后的质量，单位为毫克(mg) ; s —试验管内表面的面积，单位为平方厘米(cm2 ) ; t —试验时间，单位为天(d) 。

　　9 . 2 . 3 平均垢厚(Y)的计算按 C. 1 计算。

　　9.2.4 垢密度(ρ) 的计算按 C. 2 计算。

　　9 . 2 . 5 污垢成分分析项目及检测方法见表 4 。

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　　表 4 污垢成分分析项目及检测方法

　　9 . 3 菌藻

　　菌藻测试项目包括但不限于异养菌、铁细菌、硫酸盐还原菌。 异养菌按 GB/T 14643 . 1—2009 的规定测定，铁细菌按 GB/T 14643 . 6—2009 的规定测定，硫酸盐还原菌按 GB/T 14643 . 5—2009 的规定测定。

　　10 试验报告主要内容

　　10 . 1 试验管(片)材质、牌号、尺寸和处理方式等。

　　10 . 2 工艺参数：包括循环量、系统容积、控制浓缩倍数、海水水处理药剂含量控制范围、传热面积、冷却水进出口温度及温差、热介质温度等。

　　10 . 3 水质分析报告：包括常规水质分析报告、专项水质分析报告和全分析水质报告。

　　10 . 4 试验过程中，水质状况、工艺参数、原始数据试验记录表格参见附录 D。

　　10 . 5 试验结果：包括海水水处理药剂控制海水冷却系统金属材料腐蚀、换热器(凝汽器)结垢和菌藻等试验结果。

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　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　腐蚀试样表面清洗处理

　　常用金属材料腐蚀试样表面清洗处理方法见表 A. 1 。

　　表 A.1 常用金属材料腐蚀试样表面清洗处理

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　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　蒸发水量、补充水量、排污水量的计算

　　B.1 蒸发水量(含漂滴)的测定

　　在系统不排污的情况下，记录补充海水槽液位高度 H(cm)和时间 t1(h),待补充水槽液位下降至零刻度线，对应的时间 t2(h),此时蒸发水量(Qe)按式(B. 1)计算。

　　Qe ……………………( B.1 )

　　式中：

　　Qe—蒸发水量，单位为立方米每小时(m3 /h) ;

　　S —海水补充水槽截面积，单位为平方厘米(cm2 ) ;

　　H —海水补充水槽高度，单位为厘米(cm) ;

　　t2 —液位下降至零刻度线时记录的时间，单位为小时(h) ;

　　t1 —开始时记录的时间，单位为小时(h) 。

　　B.2 排污水量和补充水量的计算

　　排污水量 Qb、补充水量 Qm 分别按式(B. 2)、式(B. 3)计算。

　　Qm=Qe ……………………( B.2 )

　　Qb=Qm-Qe ……………………( B.3 )

　　式中：

　　Qm —补充水量，单位为立方米每小时(m3 /h) ;

　　Qe —蒸发水量，单位为立方米每小时(m3 /h) ;

　　N — 海水循环冷却水浓缩倍数;

　　Qb —排污水量，单位为立方米每小时(m3 /h) 。

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　　附 录 C

　　(资料性附录)

　　垢厚、垢密度的计算

　　C.1 平均垢厚的计算

　　平均垢厚Y 按式(C. 1)计算。

　　Y ……………………( C.1 )

　　式中：

　　Y —平均垢厚，单位为毫米(mm) ;

　　D —去除污垢后试验管内径，单位为毫米(mm) ;

　　V1 —试验后试验管的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V2 —试验管去除污垢后的体积，单位为毫升(mL) 。

　　C.2 垢密度的计算

　　垢密度 ρ 按式(C. 2)计算。

　　……………………( C.2 )

　　式中：

　　ρ —垢密度，单位为克每立方厘米(g/cm3 ) ;

　　M1 —试验后试验管的质量，单位为克(g) ;

　　M2 —去除污垢后试验管的质量，单位为克(g) ;

　　V1 —试验后试验管的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V2 —试验管去除污垢后的体积，单位为毫升(mL) 。

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　　附 录 D

　　(资料性附录)试验记录表格

　　动态模拟试验过程中，水质状况、工艺参数、原始数据记录表见表 D. 1~表 D. 3 。

　　表 D.1 冷却海水水质分析记录表

　　室 温： ℃ 水样温度： ℃

　　取样地点： 取样 日期： 年 月 日 时

　　外 观： 分析时间： 年 月 日 时

　　表 D.2 动态模拟试验工艺运行参数记录表

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　　表 D.3 动态模拟试验原始数据记录表