規(guī)范噴嘴堵塞的判定、拆解、清洗、預(yù)防及更換流程,確保鹽霧沉降率連續(xù)符合 GB/T 10125、GB/T 2423.17、ISO 9227 要求,避免因噴霧異常導(dǎo)致試驗中斷或結(jié)果失真。
二、適用范圍
本指導(dǎo)書適用于試驗中心所有具備空氣霧化噴嘴的鹽霧腐蝕試驗箱(含連續(xù)噴霧與間歇噴霧兩類結(jié)構(gòu))。
三、術(shù)語
堵塞率:單位時間內(nèi)噴嘴流量下降百分比,(Q0-Q1)/Q0×100 %。
結(jié)晶耦合:NaCl 與 Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₂ 等雜質(zhì)在噴孔出口處共沉積,形成混合晶核,導(dǎo)致有效通徑縮小≥30 %。
噴砂效應(yīng):過濾器失效后,≥5 µm 固體顆粒以 0.7 MPa 以上速度沖刷噴孔,造成孔徑擴大或局部豁口,霧滴索特平均直徑(SMD)增大≥20 %。
壓力判定法:在飽和塔出口壓力穩(wěn)定在 0.80 ± 0.02 MPa 時,噴霧塔下端 0.5 m 處沉降量<0.5 mL/(h·80 cm²) 即判定為異常。
四、職責(zé)
試驗員:日常點檢、初步堵塞判定、一級清洗。
設(shè)備維護(hù)組:二級拆解、精密清洗、流量校準(zhǔn)、噴嘴更換。
質(zhì)量工程師:確認(rèn)試驗中斷等級、評估無效時段、出具偏差報告。
五、堵塞成因分析
5.1 化學(xué)結(jié)晶型
—— 設(shè)備停用 ≥72 h,殘留鹽液水分蒸發(fā),NaCl 過飽和析出;
—— 水質(zhì)硬度>10 mg/L(以 CaCO₃ 計),形成 CaCl₂·6H₂O 復(fù)鹽,體積膨脹 3.2 倍,加速堵孔。
5.2 顆粒磨蝕型
—— 5 µm 濾芯破裂,鐵銹、密封膠屑進(jìn)入噴嘴;
—— 壓縮空氣未配油水分離器,0# 潤滑油在噴孔高溫端碳化,形成硬質(zhì)焦油。
5.3 機械損傷型
—— 安裝角度偏差,玻璃噴嘴與折流板碰撞,孔緣出現(xiàn) 0.1 mm 級崩缺;
—— 冬季停機未排液,冰晶體積膨脹導(dǎo)致微裂紋,再次噴霧時裂紋擴展。
六、堵塞判定流程
6.1 在線監(jiān)測
a) 每 8 h 記錄一次沉降量;
b) 噴霧壓力、飽和塔溫度、溶液 pH 同步采集;
c) 若沉降量連續(xù)兩點低于 0.8 mL/(h·80 cm²),立即啟動判定子流程。
6.2 離線確認(rèn)
關(guān)閉噴霧電磁閥,泄壓至 0 MPa;
拆下噴嘴尾部硅膠管,量筒接液 5 min,計算實際流量 Q1;
與新噴嘴標(biāo)定流量 Q0 比較,堵塞率≥15 % 即進(jìn)入清洗或更換程序。
七、清洗與修復(fù)
7.1 一級清洗(試驗員執(zhí)行)
a) 反吹:使用潔凈 0.3 MPa 壓縮空氣,由噴孔出口垂直吹掃 10 s,禁止從吸液端反向吹,防止晶體回灌飽和塔;
b) 微刷:選用 0.15 mm 尼龍軟絲,沿孔壁單向旋轉(zhuǎn) 3 周,嚴(yán)禁使用金屬針;
c) 沖洗:用 50 ℃ 去離子水超聲清洗 5 min,電導(dǎo)率≤2 µS/cm。
7.2 二級清洗(維護(hù)組執(zhí)行)
a) 稀檸檬酸溶液(5 %,pH≈2.5)浸泡 30 min,溶解鈣鎂結(jié)晶;
b) 0.2 % 非離子表面活性劑(如 Triton X-100)超聲 10 min,去除有機油污;
c) 80 × 顯微鏡檢查孔口,無可見異物且圓度≥95 % 視為合格;
d) 流量復(fù)檢:Q1/Q0≥95 % 方可回裝,否則報廢。
7.3 更換準(zhǔn)則
—— 噴孔圓度<90 %、直徑擴大≥10 %、裂紋長度>0.2 mm 三者出現(xiàn)任一,即強制更換;
—— 新噴嘴需與原廠同批次,孔徑公差 ±0.02 mm,材質(zhì)為耐酸硼硅玻璃或 PTFE 一體成型;
—— 更換后執(zhí)行 30 min 標(biāo)定,沉降量 1.5 ± 0.3 mL/(h·80 cm²) 即為合格。
八、預(yù)防性控制
8.1 水質(zhì)管理
a) 溶鹽水必須使用二級去離子水或蒸餾水,電導(dǎo)率≤1 µS/cm,每日檢測;
b) 儲液槽加裝 0.22 µm 折疊濾芯,每 200 h 更換;
c) 定期用 10 % HCl 循環(huán)清洗鹽液管路,再用去離子水沖洗至 pH≥6.0。
8.2 氣源管理
a) 壓縮空氣經(jīng) 0.01 µm 精密過濾器、活性炭除油、膜式干燥機三級處理,含油量≤0.01 mg/m³,露點≤-20 ℃;
b) 每周排放一次油水分離器積液,冬季增加自動排水加熱套。
8.3 運行管理
a) 試驗暫停>4 h,必須排空噴嘴及吸液管鹽液,并用去離子水正反向沖洗;
b) 每月對噴嘴進(jìn)行 1 次備用輪換,降低單只疲勞;
c) 建立噴嘴壽命臺賬,推薦更換周期:連續(xù)噴霧 1000 h,間歇噴霧 1500 循環(huán)。
8.4 貯存與防護(hù)
—— 備用噴嘴存放于無塵柜,溫度 15–25 ℃,相對濕度≤40 %,避免紫外線;
—— 拆裝時使用尼龍手套,禁止裸手觸碰孔口,防止汗液腐蝕。
九、記錄與追溯
《噴嘴清洗記錄表》:含清洗前后流量、顯微鏡照片、操作人、復(fù)核人;
《噴嘴更換記錄表》:含舊噴嘴編號、報廢原因、新噴嘴批次號、標(biāo)定結(jié)果;
所有記錄保存≥5 年,掃描件上傳 LIMS,便于客戶及第三方審核。
十、附錄
附錄 A:噴嘴流量標(biāo)定裝置示意圖
附錄 B:常用清洗劑兼容性表(玻璃/PTFE/EPDM)
附錄 C:堵塞故障樹(FTA),用于根因分析
噴嘴直徑通常不足 1 mm,卻是鹽霧試驗的“咽喉”。唯有將水質(zhì)、氣源、操作、監(jiān)測、記錄五大環(huán)節(jié)閉環(huán)管理,才能把堵塞率控制在 1 % 以下,確保鹽霧沉降量長期穩(wěn)定,為材料耐蝕性評價提供真實、可復(fù)現(xiàn)的數(shù)據(jù)支撐。對違反本指導(dǎo)書造成試驗無效者,依據(jù)《試驗質(zhì)量獎懲規(guī)定》第 5.2 條追責(zé)。
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