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解读PSPC盐分规定

《解读和理解PSPC规范的争议》
续2- 可溶性盐浓度
Y.M. Charlie 陈查理漆匠
本人谨此简述对有关IMO MSC 215(82)PSPC 可溶性盐浓度(等同氯化钠):50mg/m2规定的探究和解读,以其达成共识和准确理解。

IMO PSPC 规定现场检测可溶性盐许采取Bresle patch抽取法, 通过检测导电率换算出可溶性盐(电解质)的含量。

Bresle 法只能测量出可溶性盐混合物的导电率,也就是无法单独同时测量出和分别显示出可溶性盐混合物中氯化钠和其它盐各自的浓度。

按照TSCF推荐,只有实验室采用精密电子滴定法才可准确测量氯化钠的含量(微量的氯化银白色沉淀以普通的化学定滴定很难以肉眼准确和及时判断,即使借助先进的分光广度仪和浊度计,但据电化学原理以浓度与电极电位的突变峰值判断,准确又明了)。

但是,纯氯化钠溶液的导电率与氯化钠浓度有明确的对应关系,并且可用Bresle 法测量。

常温下,纯氯化钠溶液在1 uS/cm的导电率时的浓度为1/2 ppm( 1ppm=106克水中含1克氯化钠/即1公斤水中含1毫克氯化钠)。

ISO 8502-6的Bresle法在12.5cm2表面用15毫升蒸馏水萃取的纯氯化钠盐,1uS/cm的导电率,0.5ppm浓度值正好为6毫克/米2。

这样PSPC 的可溶性盐的检测,可先测量混合可溶性盐的导电率,在按已知关系推算/或倒测在这一导电率下等效于纯氯化钠液的浓度(氯化钠mg/m2浓度=6XBresle导电率仪的uS/cm读数)。

由于现场的污染环境条件不同,不同底材表面的可溶性盐的组成也各不相同,等重量的可溶性盐的导电率也各不相同;即使可溶性盐中含等量的氯化钠,也因其它可溶性盐成分比例和重量不等,实测的混合可溶性盐液的导电率也各不相同,对钢板底材的电化学腐蚀产生的影响也尽不同。

尽管氯化钠盐对腐蚀的危害最大,但其它的可溶性盐,也有很大影响。

如果仅仅考虑和只限测量表面的氯化钠浓度而不计入其它可溶性盐,不仅现场没有简易又正确的检测方法,也不能同时正确和全面地反映出可溶性盐整体对腐蚀的影响。

显然,这对可溶性盐对涂层底下钢板的腐蚀影响程度的评估,是不科学、不合理和不准确的。

因此,IMO PSPC 规定检测混合可溶性盐的导电率,可以不管现场分段钢板表面的混合可溶性盐的组分如何变化,只要导电率达到 8.33uS/cm (50÷6=8.33) , 就等效于纯氯化钠 50mg/m2 即对腐蚀的影响,为最大限制值。

也就是说,在同一规定实验条件下的表面,该种混合可溶性盐在达到这个浓度时的电导率,与纯氯化钠浓度为 50mg/m2的导电率相同,两者对对电化学腐蚀的影响作用等效。

这样,现场人员只需检查表面的导电率,确认是否达到纯氯化钠浓度为 50mg/m2的导电率: 8.33uS/cm,以此判定是否符合IMO PSPC的可溶性盐限制规定的标准,而不要去单独测量氯化钠的浓度和考虑其它可溶性盐的浓度。

这样使得问题更为简单化了,只需折合成对腐蚀影响为同等程度的氯化钠浓度,评判更为准确和直观。

所以,相同当氯化钠多少重量的可溶性盐或以氯化钠来表征的可溶性盐浓度的表达方式最为合理和科学。

NORSOK 只规定氯化钠浓度20mg/m2 或其它只限定可溶性盐的重量,是有欠缺之处的。

举例来说,尽管混合可溶性盐污染的表面,虽然其中氯化钠浓度只为不足20mg/m2,看上去似乎盐份很低,但如果表面还有其它大量有害的可溶性盐存在,总盐量却可能很高,甚至远高出相当于氯化钠50mg/m2的水平,如100mg/m2。

从电化学腐蚀原电池的角度看,这样情景下的腐蚀危害性就远远大于表面只有单纯氯化钠20mg/m2浓度的表面状况;只规定氯化钠盐浓度最大为20mg/m2,不能准确地反映混合可溶性盐对腐蚀的危害程度!
另外,温度对导电率的影响也很简单和容易的,只要在不同温度下,测定同一浓度下纯氯化溶钠液的不同导电率值,就可知该电导率检测仪的温度修正系数。

换算系数推导:
当导电系数为1uS/cm时,15ml道纯氯化钠盐液的含量浓度为0.5ppm,密度为
1g/ml=103mg/ml, 盐液总量(15ml) x(103mg/ml)=15x103mg, 氯化钠含量=15x103mg x 0.5X 10-6=75x10-4mg, 这是12.5cm2表面=12.5x10-4m2表面的纯氯化钠含量,那么1m2表面的含量=75X10- 4 mg/12.5x10-4m2=6mg/m2。

所以:如ISO 8502-6的Bresle法测出的导电率(1uS/cm) x 6 = 氯化钠质量浓度
(mg/m2)
导电率(1uS/cm) x 4 = 氯离子质量浓度
(mg/m2)
(因为氯化钠中氯离子:氯化钠的质量比为4:6 --- Cl- /NaCl = 35.5/58.5 = 0.6 ≈ 4/6)
举例说明:
总盐量浓度和氯化钠表征浓度的差异:1升水溶液中含有: 101克硝酸钾,120克硫酸镁和234克氯化钠。

已知分子量: KNO3= 101; MgSO4=120; NaCl=58.5 (K:39,Na:23, Mg:24, S:32, Cl:35.5, O:16).
1). 总盐量质量浓度 = 101+120+58.5x4 = 455.0 克/升
2). 若以溶液的导电电流考虑以摩尔计算:KNO3= 1 Mol; MgSO4= 1Mol ; NaCl=4 Mol,
此时,溶液混合盐总当量为1+1+4= 6 Mol, 摩尔浓度(混合盐)= 6 Mol /L, 换算成以氯化钠为表征的质量浓度 = 6x 58.5 = 351 克/升(相当于NaCl的质量效果)。

当量浓度=1N+2N +4N = 7N (克当量/升) ,等当量的氯化钠质量浓度 = 7x58.5= 409.5克/升解读为如上所列成份组成的可溶活性混合总质量浓度为455.0克/升的混合盐=等效于纯氯化钠质量浓度为409.5克/升(351克/升)纯盐液的导电率。

–从电化学腐蚀的效果上接近相同—。

由此可见Bresle Patch法测出的导电率的读数或转化为氯化钠质量含量的浓度值,其实并不是混合盐液直接的质量累加的质量浓度,而是与其导电率相同的纯氯化钠纯溶液对应的纯盐浓度值!两者之间有时可能还有不小差异呢。

而且,同样的混合物总质量,
因组份比例不同而差距各异。

所以措辞表达为可溶性盐浓度相当于氯化钠质量浓度或以氯化钠表征的可溶性盐质量浓度。

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