规范喷嘴堵塞的判定、拆解、清洗、预防及更换流程,确保盐雾沉降率连续符合 GB/T 10125、GB/T 2423.17、ISO 9227 要求,避免因喷雾异常导致试验中断或结果失真。
二、适用范围
本指导书适用于试验中心所有具备空气雾化喷嘴的盐雾腐蚀试验箱(含连续喷雾与间歇喷雾两类结构)。
三、术语
堵塞率:单位时间内喷嘴流量下降百分比,(Q0-Q1)/Q0×100 %。
结晶耦合:NaCl 与 Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₂ 等杂质在喷孔出口处共沉积,形成混合晶核,导致有效通径缩小≥30 %。
喷砂效应:过滤器失效后,≥5 µm 固体颗粒以 0.7 MPa 以上速度冲刷喷孔,造成孔径扩大或局部豁口,雾滴索特平均直径(SMD)增大≥20 %。
压力判定法:在饱和塔出口压力稳定在 0.80 ± 0.02 MPa 时,喷雾塔下端 0.5 m 处沉降量<0.5 mL/(h·80 cm²) 即判定为异常。
四、职责
试验员:日常点检、初步堵塞判定、一级清洗。
设备维护组:二级拆解、精密清洗、流量校准、喷嘴更换。
质量工程师:确认试验中断等级、评估无效时段、出具偏差报告。
五、堵塞成因分析
5.1 化学结晶型
—— 设备停用 ≥72 h,残留盐液水分蒸发,NaCl 过饱和析出;
—— 水质硬度>10 mg/L(以 CaCO₃ 计),形成 CaCl₂·6H₂O 复盐,体积膨胀 3.2 倍,加速堵孔。
5.2 颗粒磨蚀型
—— 5 µm 滤芯破裂,铁锈、密封胶屑进入喷嘴;
—— 压缩空气未配油水分离器,0# 润滑油在喷孔高温端碳化,形成硬质焦油。
5.3 机械损伤型
—— 安装角度偏差,玻璃喷嘴与折流板碰撞,孔缘出现 0.1 mm 级崩缺;
—— 冬季停机未排液,冰晶体积膨胀导致微裂纹,再次喷雾时裂纹扩展。
六、堵塞判定流程
6.1 在线监测
a) 每 8 h 记录一次沉降量;
b) 喷雾压力、饱和塔温度、溶液 pH 同步采集;
c) 若沉降量连续两点低于 0.8 mL/(h·80 cm²),立即启动判定子流程。
6.2 离线确认
关闭喷雾电磁阀,泄压至 0 MPa;
拆下喷嘴尾部硅胶管,量筒接液 5 min,计算实际流量 Q1;
与新喷嘴标定流量 Q0 比较,堵塞率≥15 % 即进入清洗或更换程序。
七、清洗与修复
7.1 一级清洗(试验员执行)
a) 反吹:使用洁净 0.3 MPa 压缩空气,由喷孔出口垂直吹扫 10 s,禁止从吸液端反向吹,防止晶体回灌饱和塔;
b) 微刷:选用 0.15 mm 尼龙软丝,沿孔壁单向旋转 3 周,严禁使用金属针;
c) 冲洗:用 50 ℃ 去离子水超声清洗 5 min,电导率≤2 µS/cm。
7.2 二级清洗(维护组执行)
a) 稀柠檬酸溶液(5 %,pH≈2.5)浸泡 30 min,溶解钙镁结晶;
b) 0.2 % 非离子表面活性剂(如 Triton X-100)超声 10 min,去除有机油污;
c) 80 × 显微镜检查孔口,无可见异物且圆度≥95 % 视为合格;
d) 流量复检:Q1/Q0≥95 % 方可回装,否则报废。
7.3 更换准则
—— 喷孔圆度<90 %、直径扩大≥10 %、裂纹长度>0.2 mm 三者出现任一,即强制更换;
—— 新喷嘴需与原厂同批次,孔径公差 ±0.02 mm,材质为耐酸硼硅玻璃或 PTFE 一体成型;
—— 更换后执行 30 min 标定,沉降量 1.5 ± 0.3 mL/(h·80 cm²) 即为合格。
八、预防性控制
8.1 水质管理
a) 溶盐水必须使用二级去离子水或蒸馏水,电导率≤1 µS/cm,每日检测;
b) 储液槽加装 0.22 µm 折叠滤芯,每 200 h 更换;
c) 定期用 10 % HCl 循环清洗盐液管路,再用去离子水冲洗至 pH≥6.0。
8.2 气源管理
a) 压缩空气经 0.01 µm 精密过滤器、活性炭除油、膜式干燥机三级处理,含油量≤0.01 mg/m³,露点≤-20 ℃;
b) 每周排放一次油水分离器积液,冬季增加自动排水加热套。
8.3 运行管理
a) 试验暂停>4 h,必须排空喷嘴及吸液管盐液,并用去离子水正反向冲洗;
b) 每月对喷嘴进行 1 次备用轮换,降低单只疲劳;
c) 建立喷嘴寿命台账,推荐更换周期:连续喷雾 1000 h,间歇喷雾 1500 循环。
8.4 贮存与防护
—— 备用喷嘴存放于无尘柜,温度 15–25 ℃,相对湿度≤40 %,避免紫外线;
—— 拆装时使用尼龙手套,禁止裸手触碰孔口,防止汗液腐蚀。
九、记录与追溯
《喷嘴清洗记录表》:含清洗前后流量、显微镜照片、操作人、复核人;
《喷嘴更换记录表》:含旧喷嘴编号、报废原因、新喷嘴批次号、标定结果;
所有记录保存≥5 年,扫描件上传 LIMS,便于客户及第三方审核。
十、附录
附录 A:喷嘴流量标定装置示意图
附录 B:常用清洗剂兼容性表(玻璃/PTFE/EPDM)
附录 C:堵塞故障树(FTA),用于根因分析
喷嘴直径通常不足 1 mm,却是盐雾试验的“咽喉”。唯有将水质、气源、操作、监测、记录五大环节闭环管理,才能把堵塞率控制在 1 % 以下,确保盐雾沉降量长期稳定,为材料耐蚀性评价提供真实、可复现的数据支撑。对违反本指导书造成试验无效者,依据《试验质量奖惩规定》第 5.2 条追责。
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