造紙機腐蝕監測系統的制作方法

本實用新型涉及造紙機的環境監測領域，更具體來說，涉及造紙機腐蝕監測系統。

背景技術：

眾所周知，造紙領域具有酸性造紙和中性造紙兩種造紙工藝。其中，酸性造紙(acid paper making)是指造紙過程中進行紙頁的抄造時，漿料在pH值小于7的條件下抄造成形,而中性造紙(neutral paper making)則是指造紙過程中進行紙頁的抄造時，漿料在pH值大于7的條件下抄造成形。

然而，無論是在酸性造紙還是在中性造紙中，紙張的制造工藝都較為復雜，紙張漿料的制造則是重中之重。而在紙張漿料的制造中，其加入的各種助劑、配方和酸堿性，則成為影響紙張顏色、不透明度、強度、耐久性、印刷性質和電氣性質等質量和性能的重要因素。

因而，不可避免的是，在造紙的整個工藝過程中，會產生酸性氣霧(或是堿性氣霧)。因此，為了監測造紙環境的酸堿程度，尤其是避免對人體、設備等造成損害，因此，需要采用造紙機環境監測用掛片來進行定期監測造紙濕部環境下的空氣腐蝕。通常，該造紙機環境監測用掛片放置在紙機周圍的任意位置上，使其直接與氣體環境相接觸。

這樣，如果空氣中的酸性(或堿性)過強時，就會使得上述造紙機環境監測用掛片發生腐蝕，然后在經過一定時間(非強酸、強堿(或稱為“正常”)環境下不會發生嚴重腐蝕的時間段)后，對上述造紙機環境監測用掛片的腐蝕程度進行判斷，由此能夠以簡單的方式判斷出造紙濕部環境下的空氣腐蝕程度、即造紙環境的酸堿程度。當然，如果在經過一定時間后，發現造紙機環境監測用掛片發生嚴重腐蝕，則能夠認為造紙環境的酸堿程度不符合相關的規定或標準。

通常，造紙機環境監測用掛片懸掛于監測試容器內或現場監測換熱器或測試管道上，用以監測或評價腐蝕狀況。一般將預先處理和稱重后的掛片置入測試系統一段時間(如30～90天)，然后取出觀察腐蝕情況，清洗稱重，確定金屬年腐蝕率(以“密耳/年”計)，1mpy＝0.0254mm/a)、腐蝕的類型以及點蝕深度等。掛片的數據除受腐蝕介質影響外，還與掛片表面處理、放置部位、暴露時間長短以及樣片冶金方式等因素有關。腐蝕類型分為：電偶腐蝕；縫隙腐蝕；坑蝕；晶間腐蝕；脫層腐蝕(選擇性浸蝕)；應力腐蝕；水中某些特殊的微量成份的干擾，必要時應在試驗室做進一步研究。

通常，現有的掛片使用步驟如下:

1)新掛片處理

1、將標準腐蝕試片(測腐蝕掛片)在蒸餾水中用脫脂擦洗一遍，再用蒸餾水沖洗15秒鐘；

2、將標準腐蝕試片(測腐蝕掛片)在化學純無水乙醇(50ml/每10片)中用脫脂棉擦洗兩遍；

3、標準腐蝕試片(測腐蝕掛片)置干燥濾紙上，冷風吹干；

4、標準腐蝕試片(測腐蝕掛片)用濾紙包好，置干燥器中，24小時后稱重待用。

2)用后掛片的處理

5、將用后的掛片小心取出，觀察記錄表面狀況后再處理；

6、對腐蝕沉積不明顯的，用繪圖橡皮擦拭，使其露出金屬本色，然后浸入無水乙醇中用脫脂棉擦洗兩遍，再浸入清潔的無水乙醇中浸泡片刻，取出，置干凈濾紙上，冷風吹干，用濾紙包好，置干燥器中，24小時后稱重稱重精確到0.0001g并記錄掛片號)，得出失重，計算腐蝕率；

7、對腐蝕沉積物較多的掛片，先用化學清洗法除去腐蝕產物，化學清洗后的掛片應立即浸入5％的氫氧化鈉溶液中鈍化片刻，取出后浸入清潔的無水乙醇中，用濾紙擦干，然后用繪圖橡皮擦拭，露出金屬本色，后處理步驟同上述2處理。

然而，現有的腐蝕監測系統和方法僅僅被用作腐蝕失重的監測，但無法給出環境的影響因素。事實上，很多因素會影響腐蝕，環境中的氯離子就是其中一個極為重要的因素。但是現有的腐蝕監測僅僅給出腐蝕速率，但卻不能給出腐蝕產物氯離子的含量。雖然在一般情況下，腐蝕嚴重的時候，氯離子的含量會很高，通過系統改進可以減少氯離子，但倘若氯離子含量不高但腐蝕仍然非常嚴重，這就意味著廠商必須要尋找其他造成嚴重腐蝕的原因了，并且要對此高度警惕和重視！因此，顯然對環境中氯離子含量的監測是一個造紙廠能實現長期跟蹤腐蝕并迅速找到腐蝕原因的關鍵之所在。

因此，需要開發一種能夠同時進行腐蝕監測以及腐蝕因子跟蹤的造紙機腐蝕監測系統。

技術實現要素：

為了滿足上述需求，本實用新型的目的在于提供一種造紙機腐蝕監測系統，其能夠同時進行腐蝕監測以及腐蝕因子跟蹤。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種造紙機腐蝕監測系統，所述系統包括：

造紙機環境監測用掛片；

脫脂裝置，所述脫脂裝置用于對造紙機環境監測用掛片進行脫脂處理；

干燥裝置，所述干燥裝置用于對經脫脂處理的造紙機環境監測用掛片進行干燥；

稱重裝置，所述稱重裝置用于對干燥后的造紙機環境監測用掛片進行稱重；

第一容器，所述與第一容器容納用于浸泡被腐蝕的造紙機環境監測用掛片的純水；

第二容器，所述第二容器容納用于浸泡從純水中取出的造紙機環境監測用掛片的腐蝕處理溶液；

打磨裝置，所述打磨裝置用于磨掉造紙機環境監測用掛片上的腐蝕產物；

離子色譜儀，所述離子色譜儀用于監測氯離子含量。

較佳地，在本實用新型的造紙機腐蝕監測系統中，所述造紙機環境監測用掛片由A3碳鋼制成。

較佳地，在本實用新型的造紙機腐蝕監測系統中，所述干燥裝置是烘箱。

較佳地，在本實用新型的造紙機腐蝕監測系統中，所述腐蝕處理溶液是10％鹽酸溶液，

較佳地，在本實用新型的造紙機腐蝕監測系統中，所述腐蝕處理溶液加入一定量的緩蝕劑。

較佳地，在本發明的造紙機腐蝕監測系統中，所述緩蝕劑是六次甲基四胺，用量在0.2-0.8％。

較佳地，在本發明的造紙機腐蝕監測系統中，所述打磨裝置是繪圖橡皮、實驗室軟質試管刷和木質竹質片的其中之一。

較佳地，在本實用新型的造紙機腐蝕監測系統中，所述系統還可包括過濾裝置，所述過濾裝置用于對浸泡過所述造紙機環境監測用掛片(1)的水進行過濾。

由于具備上述技術特征，本實用新型不但能通過失重來監測腐蝕，而且還同時對腐蝕產物進行分析，以便監測造紙機系統中最常見的氯離子對腐蝕的影響，從而有利于造紙廠實現長期跟蹤腐蝕并迅速找到腐蝕原因。

附圖說明

圖1是根據本實用新型的一實施例的造紙機腐蝕監測方法的流程圖；

圖2是根據本實用新型的一實施例的造紙機腐蝕監測系統的框圖。

標號說明

100 造紙機腐蝕監測系統

1 造紙機環境監測用掛片

2 脫脂裝置

3 干燥裝置

4 稱重裝置

5 第一容器

6 第二容器

7 打磨裝置

8 離子色譜儀

具體實施方式

以下將結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細說明，以便更清楚理解本實用新型的目的、特點和優點。應理解的是，附圖所示的實施例并不是對本實用新型范圍的限制，而只是為了說明本實用新型技術方案的實質精神。附圖中，相同的元件用相同或相似的附圖標記來標示。

術語解釋：

失重法腐蝕測試：

根據試樣腐蝕前后的重量損失來表征腐蝕速度的一種測試方法，其用途廣泛、可靠，是有效的最基本釣定量評定力法。具體為：在均勻腐蝕的情況下根據失重、面積和試驗時問即可計算出平均腐蝕速度。該法的關鍵操作之一是完全清除表面腐蝕產物而又不損傷基本金屬，從而根據腐蝕速度可作出耐蝕性的分類評級。

離子色譜(Ion Chromatography)法(IC法)：

高效液相色譜(HPLC)的一種，是分析陰離子和陽離子的一種液相色譜方法。狹義而言,離子色譜法是以低交換容量的離子交換樹脂為固定相對離子性物質進行分離,用電導檢測器連續檢測流出物電導變化的一種色譜方法。《離子色譜原理與應用》中對離子色譜法的定義是：利用被測物質的離子性進行分離和檢測的液相色譜法。該法快速方便、靈敏度高且選擇性好。

分離的原理是基于離子交換樹脂上可離解的離子與流動相中具有相同電荷的溶質離子之間進行的可逆交換和分析物溶質對交換劑親和力的差別而被分離。適用于親水性陰、陽離子的分離。

離子色譜儀的工作過程是:輸液泵將流動相以穩定的流速(或壓力)輸送至分析體系,在色譜柱之前通過進樣器將樣品導入,流動相將樣品帶入色譜柱,在色譜柱中各組分被分離,并依次隨流動相流至檢測器,抑制型離子色譜則在電導檢測器之前增加一個抑制系統,即用另一個高壓輸液泵將再生液輸送到抑制器,在抑制器中,流動相的背景電導被降低,然后將流出物導入電導檢測池,檢測到的信號送至數據系統記錄、處理或保存。

如圖1所示，圖中示出了根據本實用新型的一實施例的造紙機腐蝕監測方法的流程圖。具體地，本實用新型的方法包括以下步驟：

步驟一：提供新的造紙機環境監測用掛片，使該掛片經過脫脂處理后干燥并稱重；

步驟二：將該造紙機環境監測用掛片懸掛在造紙機的某一部件上；

步驟三：經過一定的時間后取下該造紙機環境監測用掛片；

步驟四：將取下的造紙機環境監測用掛片浸泡在純水中一定時間；

步驟五：將經純水浸泡后的造紙機環境監測用掛片浸泡在腐蝕處理溶液中一定時間，由此測試到腐蝕失重，從而計算腐蝕速率，同時通過離子色譜對浸泡過掛片的水進行測試，測得氯離子含量。

在步驟一中，較佳地，該造紙機環境監測用掛片由A3碳鋼制成，其經脫脂處理后被干燥，并被稱得的干燥稱重為W1。

在步驟二中，造紙機環境監測用掛片所懸掛的造紙機的部件不同，所測得的腐蝕速率以及氯離子含量都會不同。

在步驟三中，經過一定的時間后取下的造紙機環境監測用掛片都是已經被腐蝕的。

在步驟四中，較佳地，將取下的造紙機環境監測用掛片浸泡在純水中時間少于30分鐘。

在步驟五中，與現有技術所不同的是，本實用新型是同時進行腐蝕速率以及氯離子含量的監測。

具體地講，在步驟四之后，也就是將浸泡在純水中一定時間后的造紙機環境監測用掛片從水中取出后，又將其浸泡到腐蝕處理溶液中，其中該腐蝕處理溶液較佳地是10％鹽酸溶液，在某些情況下也可以加入一定量的緩蝕劑(例如六次甲基四胺，用量在0.2-0.8％)，在浸泡了一定時間之后(較佳地為5分鐘)，可利用打磨裝置來磨掉腐蝕產物。較佳地，該打磨裝置可以是繪圖橡皮、實驗室軟質試管刷或木質竹質片。

然后，再對已被磨掉了腐蝕產物后的造紙機環境監測用掛片進行脫脂處理，對其干燥后再次進行稱重，此時被稱得的干燥稱重為W2。接著，通過測試到腐蝕失重，從而計算腐蝕速率V(mm/a)。在該過程中，較佳地，將已被磨掉了腐蝕產物后的造紙機環境監測用掛片浸入無水乙醇中并用脫脂棉擦洗兩遍，再將其浸入到干凈的無水乙醇中再浸泡片刻，取出后置于干凈的濾紙上，用冷風吹干，并用濾紙包好后置于干燥裝置中，24小時后對其進行稱重(精確到0.0001g并記錄掛片號)，從而得出腐蝕失重，由此計算腐蝕率V(mm/a)。

腐蝕速率V由以下公式計算得到：

V＝K(W1-W2)/(Fty)

其中：K：系數

W1：新掛片經脫脂處理后的干燥稱重

W2：被磨掉腐蝕產物后的掛片經脫脂處理后的干燥稱重

F：掛片面積

t：掛片時間

y：掛片密度

在步驟五中，本實用新型還同時通過離子色譜對浸泡過掛片的水進行測試，以測得氯離子含量。較佳地，將浸泡過掛片的水進行稀釋，在稀釋到一定體積后，對其進行過濾，然后利用離子色譜儀監測氯離子的含量(mg/L)。

圖2示出了根據本實用新型的一實施例的造紙機腐蝕監測系統100的框圖。如圖2所示，所述系統100包括：

造紙機環境監測用掛片1；

脫脂裝置2，該脫脂裝置用于對造紙機環境監測用掛片1進行脫脂處理；

干燥裝置3，該干燥裝置用于對經脫脂處理的造紙機環境監測用掛片1進行干燥；

稱重裝置4，該稱重裝置用于對干燥后的造紙機環境監測用掛片1進行稱重；

第一容器5，該第一容器容納用于浸泡被腐蝕的造紙機環境監測用掛片1的純水；

第二容器6，該第二容器容納用于浸泡從純水中取出的造紙機環境監測用掛片1的腐蝕處理溶液；

打磨裝置7，該打磨裝置用于磨掉造紙機環境監測用掛片1上的腐蝕產物；

離子色譜儀8，該離子色譜儀用于監測氯離子含量。

較佳地，造紙機環境監測用掛片1由A3碳鋼制成。

較佳地，干燥裝置是烘箱。

較佳地，該腐蝕處理溶液可以是10％鹽酸溶液，在某些情況下也可以加入一定量的緩蝕劑(例如六次甲基四胺，用量在0.2-0.8％)。

較佳地，該打磨裝置7可以是繪圖橡皮、實驗室軟質試管刷或木質竹質片。

較佳地，本實用新型的造紙機腐蝕監測系統100還可包括過濾裝置，將浸泡過掛片的水進行稀釋，在稀釋到一定體積后，用過濾裝置對其進行過濾，然后利用離子色譜儀監測氯離子的含量(mg/L)。

對比例1

當造紙機環境監測用掛片懸掛于造紙機的其中一部件上時，測得：腐蝕速率V(mm/a)為0.69時，氯離子含量(mg/L)為4.78；腐蝕速率V(mm/a)為0.44時，氯離子含量(mg/L)為2.90。

對比例2

當造紙機環境監測用掛片懸掛于造紙機的其中另一部件上時，測得：腐蝕速率V(mm/a)為0.67時，氯離子含量(mg/L)為1.20；腐蝕速率V(mm/a)為0.58時，氯離子含量(mg/L)為0.23。

對比例3

當造紙機環境監測用掛片懸掛于造紙機的其中又一部件上中時，測得：腐蝕速率V(mm/a)為0.89時，氯離子含量(mg/L)為0.93；腐蝕速率V(mm/a)為0.52時，氯離子含量(mg/L)為0.14。

由以上三個對比例可以看出，本實用新型就是將造紙機環境監測用掛片懸掛于造紙機的不同部件處，等上一段時間后(這個時間根據腐蝕嚴重性而定)，取下來。然后將取下的掛片拿到實驗室，用純水浸泡沖洗并收集水溶液，然后用離子色譜法測定水溶液中的氯離子，同時用腐蝕處理溶液來浸泡掛片，測試失重(腐蝕產物的重量)并計算腐蝕速率。這樣測試得到的腐蝕重量從一定程度上與氯離子相關，從而有助于造紙廠找到腐蝕的原因，并藉此檢測環境的腐蝕性。

以上已詳細描述了本實用新型的較佳實施例，但應理解到，在閱讀了本實用新型的上述講授內容之后，熟悉本領域的技術人員易于想到其它的優點和修改。因此，在其更寬泛的方面上來說，本實用新型并不局限于這里所示和所描述的具體細節和代表性實施例。因此，本領域技術人員能夠將上述實施方式的要素進行合理的組合或者改動，以便在不脫離如所附權利要求書及其等價物所限定的本實用新型總的實用新型概念的精神或范圍的前提下作出各種修改。